Устройство для усиления фундамента

(51)5 Е 02 О 27 ГКНТ СССРПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН У СВИДЕТЕЛЬСТВУАВТОР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСИЛЕ ДАМЕНТА(57) Изобретение относится к уст усиления фундамента; Цель изо повышение устойчивости фунда несущей способности. Устройств ния фундамента 1 состоит из ст соединенных с фундаментом и обоймы 3, Обойма охватывает ф уровне его подошвы, а стены за грунт. Ширина обоймы и высота чаются расчетным путем из усло вращения выжимания грун фундамента и обтекания грунто Я ФУ вен ный проектнопо проектировамных сооруженийрчагина, В,Б.Лапвец ление и реконст- М,: Стройиздат,0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ(71) Украинский государсизыскательский институнию фундаментов и подз(56) Швец В.Б. и др. Усирукция фундаментов. -1985, с. 81.Там же, с. 96,роиству для бретения - мента и его о для усилеен 2, жестко осредством ундамент на глублены в стен назнавия предотта из-под м стен, 2 ил,5 10 15 55 Изобретение относится к строительству и касается усиления фундаментов.Цель изобретения - повышение устойчивости фундамента и его несущей способности.На фиг. 1 изображен фундамент с устройством для его усиления, поперечный разрез; на фиг. 2 - расчетная схема усиления.Устройство для усиления фундамента 1 состоит из стен 2, жестко соединенных с фундаментом 1 с помощью обойм 3, В сопряжении 4 обойм 3 с фундаментом 1 арматура обойм сваривается с арматурой фундамента 1 и омоноличивается, а в сопряжении 5 стены 2 с обоймой 3 арматура стены сваривается с арматурой обоймы и также омоноличивается.Основные размеры элементов усиления - ширина обоймы и высота стены - определены из рассмотрения грунтового основания в состоянии предельного равновесия.Рассматривают конфигурации областей сдвига (фиг. 2) при действии на фундамент критической нагрузки, где: в треугольнике ООЕ и 0101 Е 1 приняты линии скольжения, представляющие собой два семейства прямых, наклоненных к горизонтали под углом + (л/4 - р/2 ), и между собой составляют соответственно угол (л/2 - р); в пределах углов АОО и АОО - одно семейство линий скольжения состоит из пучка прямых, выходящих из точек О и 01, а другое - из логарифмических спиралей, в зоне ОАО 1 грунт уплотнен - упругое ядро 6, угол наклона граней ядра к подошве фундамента 1 по экспериментальнымданным может быть принят равным л/4, Огибающая поверхность 7 скольжения в зоне АОО (АО 101) описывается уравнениемВс = гнач ,где Рс - радиус-вектор огибающей поверхности скольжения в точке пересечения со стеной;хгнач - начальный радиус огибающей поверхности скольжения, равный а ЧА, где а - полуширина усиляемого фундамента;1 - коэффициент, зависящий от угла внутреннего трения грунта р;при р= 8 - 11 1 = 1,13 - 1,19, при у= 14 - 17 1 = 1,25 - 1,33, при р = 18 1 = 1,43. Наиболее эффективным расположением внутренней грани 8 стены 2, обращенной к существующему фундаменту 1, является такое, при котором каждая точка грани 8 перпендикулярна главным большим нормальным напряжением. Такое 20 25 30 35 40 45 50 положение стены 2 исключает возникновение касательных напряжений вдоль всей стены и связанное с ними смещение грунта вдоль стены, т.е. грунт из-под фундамента 1 не выжимается и обтекание стены 2 снизу грунтом не происходит.Для выполнения указанного условия необходимо, чтобы грань 8 стены 2 повторила траекторию главных площадок, которая в данной задаче описывается функцией логарифмической спирали. Изготовление образующей внутренней грани 8 стены 2 в форме логарифмическойспирали практически невыполнимо, поэтому грань 8 следует делать плоской с учетом возникающих вдоль нее касательных усилий при замене криволинейной формы грани на плоскую.Критерием возможного применения плоских стен служит следующее условие. Касательное усилие Т, действующее вдоль стены и стремящееся сместить грунт, должно быть меньше силы трения этого грунта,Так как шероховатая железобетонная стена в контакте с грунтом имеет больший коэффициент трения, чем грунт о грунт, что постоянно подтверждается практикой, то в расчет вводится коэффициент трения грунта щ у, т.е.Твд р,где Й- нормальная составляющая усилия на стену.Стена 2 в зависимости от грунтовых усилий, характеризуемых углом внутреннего трения, занимает положение от наклонного до вертикального, что определяется зависимостьюф=19,6-0,056 дРгде 3 - угол, образованный внутренней поверхностью стен с вертикалью, град;у - угол внутреннего трения грунта основания, град, причем 8 р18, если у18, то ф = 0;19,6 и 0,056 - параметры функции, имеющие соответственно разномерности град, и 1/град.При значениях р18, соответствующих глинистым грунтам от тугопластичной до твердой консистенций, угол наклона стен к вертикали 3 принимают равным нулю и стены выполняют вертикальными. Оптимальное местоположение стены по отношению к усиляемому фундаменту, которое характеризуется полярным углом 9, определяется шириной обоймы 3, так как в наиболее глубокой части призмы выпора(р/2Ь (3 р/2) высота стены 2 остается и рактически постоя н ной. О птимальные габариты стены 2 и обоймы 3 определяются соответственно по формуламК сов Ю совДгде- высота стены. 10В - ширина обоймы;К - коэффициент запаса, К = 1,1-1,2;бс - полярный угол радиуса-вектора, отсчитываемый от вертикали, проходящей. через край усиляемого фундамента, если 8р18 О, то Ю = р/2, если р18 О, то бс =уУсиление фундамента выполняют в следующем порядке.Вдоль- боковых граней существующего 20 фундамента 1.выполняют траншею захватками с целью предупреждения возможного выпора грунта, В траншее устанавливают сборные элементы стен 2, которые фиксируют в заданном положении, Для заполнения пространства между вертикальными стенками траншеи и гранями железобетонной наклонной. стены в траншею подается по гибкому шлангу твердеющий раствор, который, как правило, представляет собой гли- Э 0 ноцементную пасту. По мере заполненияФтраншеи пастой гибкий шланг извлекают.В том случае, если наружная грань сборной стены 2 выполнена вертикальной, а внутренняя грань 8 (обращенная к усиляе- З 5 мому фундаменту) - наклонной, то заполнение траншеи пастой производится только лишь со стороны внутренней грани стены, так как наружная грань прижимается к грунтутраншеи при монтаже элемента, При этом 40 локальные щели могут заполняться песком.В случае изготовления стены 2 из монолитного железобетона ее поверхность 8 должна иметь заданный уклон, который может быть выполнен, например, с помощью 45 инвертарных штампов трапециевидного поперечного сечения, При этом исключаются работы по засыпке пазух.После устройства стены 2 (на длине захватки) выполняют обойму 3, которая жест ко соединяется с фундаменгам 1 и стеной 2 одним из,известных способов.Вместо сплошных стен может прйменяться свайный ряд из забивных или задавливаемых евай, головы которых жестко 55 соединяются с обоймой усиления. Расстояние между сваями определяют из услбвия исключения протекания грунта между сваями.1рмула изо ения Устройство для усиления фундамента, включающее заглубленные в грунт ниже подошвы фундамента стены и жестко соединенную с ними обойму, охватывающую фундамент на уровне его подошвы, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости фундамента и его несущей способности, стены выполнены сходящимися книзу, а их внутренняя поверхность образует с вертикалью угол, равный 6- 0,05 где ф - угол, образованный внутренневерхностью стен с вертикалью, град;р - угол внутреннего трения груннования, град, причем 8 у 18 ОР 18, то ф = 0;19,6 и 0,056 - иющие соответствени 1/град.,а высота стены и ширина обоймы опрены из соответствующих соотношений поос- ли та ,е араметры функции, но разномерности г меле В Рс где 1 -В -,2;Я,ный уго л радиуса-вектора, от тикали, проходящей го фундамента, если читываемый от вер ерез край усиляемо Положительные качества предлагаемой конструкции заключаются в следующем. Наклонные, стены гарантируют превышение силы трения вдоль стен над.касательной компонентой действующего на стену уси-, лия, в результате чего исключается смещение грунта вдоль стены и обтекание ее грунтом снизу. Расчетная формула определения размеров обоймы усиления позволяет получить ее минимально допустимую ширину, Расчетная формула высоты стен позволяет определить ее с учетом пересечения всей области грунта, находящегося в состоянйи предельного равновесия, и заглубления стены в несмещаемый массив грунта на величину, обеспечивающую необходимую надежную работу усиления.