Фундамент сооружения

свидетельство СС Е 02 Р 27/34, 197 видетельство СССР Е 02 0 27/34,. 197 видетельство СССР Е 02 П 27/34, 196 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТОПИСАНИЕ ИЗК ПАТЕНТУ(57) Изобретение относится к строительству и может быть использованов качестве опорных устройств высот ных зданий, сооружений и машин, Целью изобретения является повышение точности поддержания проектного положения сооружения при просадке (пучении) грунта. фундамент сооружения содержит реперный элемент, связанный с несмещаемой областью грунта, и пружинный аккумулятор энергии, обеспечивающий приложение горизонтального распорного усилия к несущим клиновым элементам, а упорное приспособление выполнено, в виде передаточного клинового механизма, входное звено которого связано с реперным элементом, при этом выходное звено ограничивает поперечное смещение клйновых элементов. 2 з,п. ф-лы, 17 ил.1357504 Составитель В,АксеновРедактор А.Козориз Техред А.Кравчук Кор А.Обруча 974/27 П ВНИИПИ комите по и открь 113035 аушская 4При осадке основания 9 корпус 1 также опускается и вместе с нимсмещаются вниз вдоль ската копиров 14 упоры 19, которые при: этом раздвигаются пружинами 15 до восстановления контакта. с копирами 14 с одновременным перемещением клиньев 2 и 3 один относительно другого в стороны подъемов смежных рабочих граней 5, что обуславливает увеличение высоты стопы .4 и корректирование осадки, Стабилизированный уровень оголовка 30 и надопорной конструкции 34 обеспечивается равенством увеличения высоты. стопы 4 осадке основания 9 за счет подбора количества клиньев 2 и 3 в зависимости от значений Ю, и ,1 135750Изобретение относится к строительству, а именно к конструкции фундаментов сооружений, возводимых в сложных условиях динамических и сейсмических воздействий, и может быть использовано в качестве опорных устройств высотных зданий, сооруженийи машин.Цель изобретения - повышение точности поддержания проектного положения сооружения при просадке (пучении)грунта.На фиг. 1 изображен стабилизаторс несущей частью в виде стопы клиньев, репером в виде патрона и односторонним корректором деформаций (осадок) основания, продольный разрез;на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; нафиг. 3 - узел 1 на фиг, 1 (с состав-.ными частями корректора выпучивания); 20на фиг. 4 - стабилизатор с несущейчастью в виде стопы клиньев, реперомв, виде патрона и двусторонним корректором деформаций основания, продольный разрез; на фиг. 5 - вид Б нафиг, 4; на Фиг. 6 - сечение В-В нафиг. 4; на фиг,7 - стабилизатор с несущей частью в виде составной стойки, репером в виде оправки и односторонним корректором деФормаций (осадок) основания, продольный разрез; нафиг. 8 - разрез Г-Г на Фиг.7; нафиг. 9 - сечение Д-Д на фиг. 7; нафиг, 10 - разрез Е-Е на фиг.7; нафиг.11 - узел 11 на Фиг. 7 (с состав- З 5ными частями корректора выпучивания);на фиг. 12 - стабилизатор с несущейчастью в виде составной винтовой стойки, репером в виде оправки и двусторонним корректором деформаций основа- щния, продольный разрез; на фиг. 13 -сечение Ж-Ж на фиг. 12; на фиг, 14- здание на опорных стабилизаторах, соединенных реперами с плитой со сваями,общий вид; на фиг. 15 - здание наопорных стабилизаторах, соединенныхреперами с осевыми сваями, общий ви;.,;на фиг, 16 - устой арочного моста наопорных и упорных стабилизаторах, с,- единенных реперами со сваями, общий 50вид; на Фиг, 17 - машина на опорныхстабилизаторах, соединенных реперамисо свободно уложенной плитой, общийвид,Стабилизатор с несущей частью ввиде стопы клиньев, регером в видепатрона и односторонним корректоромдеформаций основания (фиг. 1-3) содержит корпус 1 и несущую часть в ви 4 2де клиньев 2 и 3, уложенных в стопу 4по рабочим граням 5 в порядке чередования вершин 6 и торцов 7. р-угол наклона рабочих граней 5, Корпус 1 установлен подошвой 8 на основание 9в виде бетонной или уплотненной грунтовой подушки. Стабилизатор содержиттакже репер в виде патрона 10, прикрепленного к базовой системе в видеплиты 11, свободно уложенной на грунт12 или объединяющей сваи 13, заложенные в грунт 12. Кроме того, стабилизатор содержит корректор осадки основания 9 в виде продольно-наклонныхкопиров 14 на патроне 10 со скатом,направленным вниз.-угол наклона копиров 14, к которым с помощью приводных пружин 15, брусьев 16 и перемычек 17 у вершин 6 по отверстиям 18клиньев 2 и 3 прижаты ответные упоры 19 на плитах 20. Перемычки 21 уторцовклиньев 2 и 3 выполнены сзазорами 22 и 23 относительно брусьев 16 и плит 20. На центрирующие выступы 24 на подошве 8 посажена подкладка 25, а с пазами 26 и 27 соединены фланцы 28 и 29 брусьев 16 иплит 20, На. верхний клин 2 установленоголовок ЗО, соединенный центрирующими выступами 31 с пазами 32 на пат,роне 10. На оголовок 30, в свою оче 1.редь, установлена с помощью компенсационных упорных винтов 33 надопорная конструкция 34 с люком 35. Стабилизатор (Фиг, 1-3) работаетследующим образом.Нагрузка от надопорной конструкции34 передается через винты 33, оголо-вок 30, клинья 2 и 3, подкладку 25и подошву 8 на основание 9, 1357504выбирается в пределах угла трения на смежных рабочих гранях 5 или со значениями, превышающими его.целесообразно назначать равным углу5 трения на сопряженных поверхностях копиров 14 и упоров 19, что обеспечивает разгруженность .репера (патрона 10) и базовой системы (плиты 11 и свай 13) от вертикальных составляющих 10 сил как при статических нагрузках, так и при срабатывании стабилизатора, или несколько большим этого угла трения, что обеспечивает повышение быстродействия корректирования деформаций основания 9 за счет пригрузки корпуса 1 вертикальными, вниз направленными составляющими сил на копирах 14 и упорах 19, Разгруженность репера от горизонтальных составляющих сил обес печивается симметричной установкой упоров 19.Необходимое усилие со стороны пружин 15 определяется в зависимости от нагрузки от надопорной конструкции 34, 25 значений Ф и , количества пар трения и коэффициентов трения на клиньях 2 и 3, брусьях 16 и плитах 20, а также от требуемых значений скорости корректирования деформаций основания 9.С помощью компенсационных упорных винтов 33 производится нивелирование надопорной конструкции 34 при монтажных работах.Через люк 35 производится осмотр35 и обслуживание узлов стабилизатора.Стабилизатор может быть выполнен также с корректором выпучивания основания 9.В этом случае составные части ста билизатора приобретают следующий вид: клинья 36 и 37 уложены в стопу 38; на патроне 39 выполнены копиры 40 со скатом, направленным вверх, с которыми контактно связаны упоры 41 на пли 45 тах 42; перемычки 43 у торцов 7 по отверстиям 44 клиньев 36 и 37 зажаты между брусьями 16 и плитами 42; перемычки 45 у вершин 6 выполнены с зазорами 22 и 23 относительно брусь 50 ев 16 и плит 42; на верхний клин 2 установлен оголовок 46Стабилизатор с корректором выпучивания работает аналогично стабилизатору с корректором осадки с той лишь разницей, что при выпучивании основания 9 плиты 42 смещаются вверх вдоль ската копиров 40, а клинья 36 и 37 перемещаются один относительно другого в стороны скатов смежных рабочих граней 5, что обуславливает уменьшение высоты стопы 38 и стабилизацию уровня оголовка 46 при выпучивании,Стабилизатор с несущей частью в виде стЮпы клиньев, репером в виде патрона и двусторонним корректором деформаций основания (фиг. 4-6) содержит корпус 47 и несущую часть в виде клиньев 2 и 3, уложенных в стопу 4, и клиньев 36 и 37, уложенных в стопу 38. Корпус 47 установлен подошвой 48 на основание 9. Стабилизатор содержит также репер в виде патрона 49, прикрепленного к базовой системе в виде плиты 11 и свай 13, Кроме того, стабилизатор содержит двусторонний корректор деформаций (осадки и выпучивания) основания 9 в виде продольно-наклонных копиров 14 и 40 на обоймах 50 и 51 со скатами, направленными вниз и вверх. Обоймы 50 и 51 соединены с патроном 49 через храповики 52 и 53 с зубьями 54 равного шага, с наклонными рабочими сторонами собачек 55 и отгибными собачками 56 переменного шага на пластинах 57. К копирам 14 и 40 с помощью приводных пружин 15, плит 58 и перемычек 17 и 43 по отверстиям 18 и 44 клиньев 2, 3, 36 и 37 прижаты упоры 19 и 41 на плитах 59 и 60. На центрирующие выступы 24 на подошве 48 посажена подкладка 25. Между стопами 4 и 38 установлена прокладка 61 с центрирующими выступами 62, соединенными с пазами 32 на патроне 49. Плиты 58 и 60 соединены фланцами 28 и 29 с пазами 26 и 27 на прокладке 61 и подошве 48. Соединение плит 58 и 59 между собой выполнено через хвостовики 63 и пазы 64. На верхний клин 2 установлен оголовок 65, соединенный выступами 31 с пазами 32 на патроне 49. На оголовок 65, в свою очередь, установлена с помощью винтов 33 надопорная конструкция 34 с люком 35.Стабилизатор (фиг. 4-6) работает следующим образом.Нагрузка от надопорной конструкции 34 передается через винты 33, оголовок 65, клинья 2 и 3, прокладку 61, клинья 36 и 37, подкладку 25 и подошву 8 на основание 9.При осадке основания 9 вместе с корпусом 47 смещаются упоры 19 и 41на плитах 59 и 60, Упоры 41 при этомдействуют на копирь 1 40 (коррекциивыпучивания) и сталкивают их внизс обоймой 50 по патрону 49 из-за5проскальзывания храповика 52 в этомнаправлении; Взаимное положение кодиров 40 и упоров 41 не меняется, в результате чего корректор выпучиванияне включается в работу, сохраняя поло 10жение клиньев 36 и 37 и высоту стопы 38, В то же время копиры 14 удерживаются на патроне 49 храповиком 52и происходит отрыв упоров 19 от копиров 14 со срабатыванием корректора 15осадки, при котором плиты 59 раздвигаются пружинами 15, а клинья 2 и 3перемещаются в стороны подъемов смежных рабочих граней 5, что обуславливает увеличение высоты стопы 4 и стабилизацию уровня оголовка 65 приосадке.Равный шаг зубьев 54 и переменныйшаг собачек 55, а также наклон рабочих сторон зубьев 54 обеспечиваетпостоянное зацепление части собачек55 с частью зубьев 54 при любых положениях храповиков 52,При выпучивании основания 9 происходит обратное явление, Корректор 3осадки не включается в работу за счетсовместного смещения упоров 19 и копиров 14 с проскальзыванием обоймы 50по храповику 52 и сохранением высотыстопы 4. Корректор же выпучиваниясрабатывает в связи с отрывом упоров41 от копиров 40 на обойме 51, удерживаемой на патроне 49 храповиком 53,и раздвижением при этом плит 60 с одновременным перемещением клиньев 36и 37 в стороны скатов смежных рабочихграней, что обуславливает уменьшениевысоты стопы 38 и стабилизацию уровня,оголовка 65 при выпучивании.Стабилизатор с несущей частью ввиде составной винтовой стойки, репером в виде оправки и одностороннимкорректором деформаций основания(фиг, 7-11) содержит корпус 66 и несущую часть в виде резьбовых гильз 67и 68 с правыми 69 и левыми 70 резьбами, собранных в стойку 71 в порядке чередования резьб, начиная с правой резьбы 69 сверху. оь - угол наклона реэьб .69 и 70, Корпус 66 установлен подошвой 72 на основание 9, В исходном положении гильзы 67 и 68 максимально ввинчены одна в другую. Стабилизатор содержит также репер в виде оправки 73 прикрепленной к базовой системе в виде осевой сваи 74,заложенной в грунт 12. Кроме того,стабилизатор содержит корректор осадки основания 9 в виде продольно-наклонных копиров 75 и 76 на оправке 73со скатом, направленным вниз,угол наклона копиров 75 и 76, с которыми контактно связаны упоры 77и 78, подпружиненные приводными пружинами 79, расположенными между ними,и планками 80 и 81. Упоры 77 и 78 ипланки 80 и 81 закреплены в чередующемся порядке с втулками 82 и 83,собранными по взаимной посадке наоправке 73, На втулках 82 и 83 выполнены ребра 84 и 85 под пазы 86 и 87на гильзах 67 и 68. С пазами 88 и 89на выступах 90 и 91 на подошве 72 соединены разрезные фланцы 92 и 93 втулок 82 и 83, На верхнюю гильзу 67установлен оголовок 94, соединенныйшпонкой 95 с пазом 96 на корпусе 66,На оголовок 94, в свою очередь, установлена с помощью винтов 33 надопорная конструкция 34 с люком 97.Стабилизатор (фиг. 7-11) работаетследующим образом.О Нагрузка от надопорной конструкции 34 передается через винты 33,оголовок 94, гильзы 67 и 68 и подошву 72 на основание 9,При осадке основания 9 корпус66 также опускается и вместе с нимсмещаются вниз вдоль скатов копиров75 и 76 упоры 77 и 78, которые приэтом поворачиваются пружинами 79вместе с втулками 82 и 83 в разныестороны до восстановления контактас копирами 75 и 76, От втулок 82 и 83поворот передается через ребра 84и 85 и пазы 86 и 87 гильзам 67 и 68,которые за счет этого вывинчиваютсяодна из другой, что обуславливаетувеличение высоты стойки 71 и корректирование осадки. Стабилизированныйуровень оголовка 94 и надопорной конструкции 34 обеспечивается подборомОколичества гильз 67 и 68 в зависимости от значений к иВ случае выполнения стабилизаторас корректором выпучивания основания 9его составные части приобретают сле 5дующий вид: гильзы 67 и 68 выполненысобранными в стойку 98 с верхней левой резьбой 70; в исходном положениигильзы 67 и 68 вывинчены одна иэ другой до минимальных перекрытий резьб 5 1357504 669 и 70; оправка 99 выполнена с копи- рами 100 и 101 со скатом, направлен 4 ным вверх, с которыми связаны упоры 102 и 103; на втулках 104 и 105 выполнены ребра 106 и 107; на верхнюю гильзу 67 установлен оголовок 108,Стабилизатор с корректором выпучивания работает аналогично стабилизатору с корректором осадки с той лишь 10 разницей, что при выпучивании основания 9 втулки 104 и 105 с упорами 102 и 103 смещаются вверх вдоль скатов копиров 100 и 101 с одновременным поворотом втулок 104 и 105, передающим ся гильзам 67 и 68, которые за счет этого ввинчиваются одна в другую, что обуславливает уменьшение высоты стойки 98 и стабилизацию уровня оголовка 108 при выпучивании, 20Стабилизатор с несущей частью в виде составной винтовой стойки, репером в виде оправки и двусторонним корректором деформаций основания (фиг. 12 и 13) содержит корпус 109 25 и несущую часть в виде винтовых гильз 67 и 68, собранных в стойки 71 и. 98, Корпус 109 установлен подошвой 10 на основание 9. Стабилизатор содержит также репер в виде оправки ЗО 111, прикрепленной к базовой системе в виде осевой сваи 74Кроме того, стабилизатор содержит двусторонний корректор деформаций (осадки и выпучивания) основания 9 в виде трубок 112 и 113 с копирами 75 и 76 со скатом, направленным вниз, и копирами 100.и 101 со скатом, направленным вверх. Трубки 112 и 113 соединены с оправкой 111 через храповики 114 40 и 115 с зубьями 116 и 117 равного шага с наклонными рабочими сторонами 118 и 119 и отгибными собачками 120 и 121 на оболочках 122 и 123. Копиры 75 и 76, 100 и 101 контактно 45 связаны с упорами 77 и 78, 124 и 125 с помощью приводных пружин 79. Упоры 77 и 78 и планки 80 и 81 закреплены в чередующемся порядке с втулками. 126 и 127. Упоры 124 и 125 и планки 128 и 129 закреплены в чередующемся порядке с втулками 104 и 105. На втулках 126 и 127, 104 и 105 выполнены ребра 130 и 131, 106 и 107 под пазы 86 и 87 на гильзах 67 и 68. Втулки 104 и 105, 126 и 127 соединены разрезными фланцами 92 и 93 с пазами 88 и 89 на выступах 90 и 91, на подошве 110, упорах 124 и 125 и планках 128 и 129, Прокладка 132 междустойками 71 и 98 и оголовок на верхней гильзе 67 стойки 71 соединены шпонками 95 на корпусе 109, На оголовок 133 установлена с помощью винтов 33 надопорная конструкция 34 с люком 97. фСтабилизатор (фиг, 12 и 13) работает следующим образом.Нагрузка от надопорной конструкции 34 передается через винты 33, оголовок 133, стойку 71, прокладку 132, стойку 98 и подошву 110 на основание 9.При посадке основания 9 вместе с корпусом 109 смещаются вниз втулки 126 и 127, 104 и 105 и закрепленные на них упоры 124 и 125, 77 и 78, Упоры 124 и 125 при этом действуют на копиры 100 и 101 (коррекции выпучивания) и сталкивают их вниз вместе с трубкой 113 по оправке 111 из-за проскальзывания храповика 115 в этом направлении. Взаимное положение копиров 100 и 101 и упоров 124 и 125 не меняется, в результате чего корректор выпучивания не включается в работу, сохраняя положение гильз 67 и 68 в стойке 98 и высоту стойки 98. В то же время при движении вниз копиры 75 и 76 (коррекции осадки) с трубкой 112 удерживаются на оправке 111 храповиком 114 и происходит отрыв упоров 77 и 78 от копиров 75 и 76 со срабатыванием корректора осадки, при котором упоры 77 и 78, втулки 104 и 105 и гильзы 67 и 68 в стойке 71 поворачиваются в разные стороны с вывинчиванием гильз 67 и 68 в стойке 71 одна из другой, что обуславливает увеличение высоты стойки 71 и стабилизацию уровня оголовка 133 при осадке.При выпучивании основания 9 происходит обратное явление.Корректор осадки не включается в работу за счет совместного смещения упоров 77 и 78 с копирами 75 и 76 с проскальзыванием трубки 112 по храповику 114 и сохранением высоты стойки 71. Корректор же выпучивания срабатывает в связи с отрывом упоров 124 и 125 от копиров 100 и 101 на трубке 113, удерживаемой на оправке 111 храповиком 115, и поворотом при этом упоров 124 и 125, втулок 126 и 127 и гильз 67 и 68 в стойке 98 в разные стороны с ввинчиванием гильз 67 и 68 в стойке 98 однав другую, что обус 135504 10лавливает уменьшение высоты стойки 98и стабилизацию уровня оголовка 133при выпучивании.Предлагаемые конструкции стабили 5заторов могут быть использованы какв опорных, так и упорных устройствахзданий, сооружений и машин,Отличие упорных стабилизаторов заключается в горизонтальном их расположении и выполнении базовой системы,которая может иметь следующие виды;горизонтальная осевая свая 74, соединенная с торцом оправки 73, 99 или1 11 (аналогично фиг. 7 и 12); вертикальная перпендикулярная свая 134,соединенная с боковой стороной патрона 10, 39 или 49 (фиг. 16); плита 11,заложенная вертикально боковыми края. ми в грунт 12 или закрепленная шпунтовыми сваями и соединенная с патроном 10, 39 или 49 (аналогично фиг. 1и 4).Формы выполнения составных частейстабилизаторов могут варьироваться, 25например стабилизаторы с клиньями 2и 3, 36 и 37 могут быть выполненытакже с репером в виде оправок 73, 99и 111 и базовой системой в виде осевой сваи 74, а стабилизаторы с резьбовыми гильзами 67 и 68 могут бытьвыполнены с репером в виде патронов10, 39 и 49 и базовой системой в видеплиты 11, свободно уложенной на грунт12 или объединяющей сваи 13 и т.д.Корпусы 1,47, 66 и 109 стабилизаторов могут содержать фланцы 135(фиг. 16 и 17) промежуточного, верхнего или нижнего положения40Установка зданий, сооружений и машин на стабилизаторы может быть выполнена следующим образом.Здание 138 с подземной частью 139в виде железобетонной коробчатой системы (фиг. 14) установлено в котловане 140 со стенками 141 на стабилизаторы 142, заложенные в основание 9и прикрепленные патронами 49 к базовой системе в виде плиты 11 и 50свай 13.Здание 143 бесподвального типа(фиг. 15) выполнено с ростверком 144,объединяющим оголовки 145 стоечноготипа стабилизаторов 146 заложенныхв основание 9 и прикрепленных оправками 111 к сваям 74.Устой 14 арочного моста (фиг.16)установлен на опорных стабилизаторах 146, заложенных в основание 9 и прикрепленных оправками 111 к базовой системе в виде свай 74. С боковой стороны устоя 147 установлена подпорная стенка 148 и упорные стабилизаторы 142, соединенные патронами 49 с базовой системой в виде вертикальных перпендикулярных свай 134.Машина 149 (фиг, 17) установлена рамой 150 на стабилизаторы 142, помещенные в опускные колодца 151 и прикрепленные патронами 49 к боковой системе в виде плиты 11, свободно уложенной на основание 9,Формула изобретения,1, Фундамент сооружения, включающий элемент, опирающийся на грунт основания через фундаментную подушку, выполненную из установленных друг на друга несущих клиновых элементов, и упорное приспособление, ограничиваю-ф щее смещение клиновых элементов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности поддержания проектного положения при просадке (пучении) грунта, фундамент дополнительно содержит реперный элемент, связанный с несмещаемой областью грунта, и пружинный аккумулятор энергии, обеспечивающий приложение горизонтального распорного усилия к несущим клиновым, элементам, а упорное приспособление выполнено в виде передаточного клинового механизма, входное звено которого связано с реперным элементом, а выходное ограничивает поперечное смещение клиновых элементов.2. Фундамент по и, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что несущие клиновые элементы выполнены в виде элементов винтового соединения.3, Фундамент по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что он дополнительно содержит распределительный механизм, фундаментная подушка включает две, каждая со своим упорным приспособлением, группы несущих клиновых элементов, одна из которых увеличивает, а другая уменьшает высоту подушки при перемещении клиновых элементов, распределительный механизм выполнен в виде связанной с реперным элементов рейки с двумя зубчатыми участками, зубья которых направлены встречно, и двух групп собачек, связанных каждая с входным звеном соответствующего упорного приспособления.