RU2300604C1

RU2300604C1 - Method for pile-and-slab foundation construction in seismic areas

Info

Publication number: RU2300604C1
Application number: RU2005131149/03A
Authority: RU
Inventors: Константин Шагенович Шадунц (RU); Константин Шагенович Шадунц; Максим Борисович Мариничев (RU); Максим Борисович Мариничев; Владимир Анатольевич Демченко (RU); Владимир Анатольевич Демченко
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2007-06-10

Abstract

FIELD: construction, particularly to erect heavy structures on compressible ground in seismic zones.

SUBSTANCE: method involves driving piles; connecting members formed as inversed cups to pile heads; connecting pile heads with slab-like raft. In the case of foundation construction in seismic zones plies having different lengths are used. Long piles are arranged along longitudinal and transversal axes of load-bearing walls. Short piles are driven between main ones. Reinforcement bars of short piles are introduced in raft body for length equal to bolting length necessary to create rigid joints after raft concreting. Before raft concreting members made as inverted cups are put on long pile heads to create gap with thickness equal to half of immersion depth admissible for structural layout of building under construction. Foamed polystyrene layer having thickness equal to gap thickness is formed on upper ends of long piles.

EFFECT: extended technological capabilities due to increased building structure load transferred to structure foundation and be taken by slab and decreased structure immersion.

2 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении тяжелых сооружений на сжимаемых грунтах в районах с повышенной сейсмичностью.The invention relates to construction and can be used in the construction of heavy structures on compressible soils in areas with high seismicity.

В соответствии с рекомендациями СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов», с.30, п.7.4.10 длину буронабивных свай при их диаметре от 0,8 до 1,2 м и расстоянии между осями свай 5d-7d и более, принимают от 0,5 до b, где b - ширина фундамента. При расчетах осадок таких фундаментов, рассматривая совместно жесткость свай и плиты, приблизительно принимают, что на сваи передается 85% общей нагрузки на фундамент, на плиту 15%.In accordance with the recommendations of SP 50-102-2003 “Design and construction of pile foundations”, p.30, clause 7.4.10, the length of bored piles with their diameter from 0.8 to 1.2 m and the distance between the axes of piles 5d-7d and more, take from 0.5 to b, where b is the width of the foundation. When calculating the sediment of such foundations, considering the rigidity of piles and plates together, it is approximately assumed that 85% of the total load on the foundation is transferred to the piles, 15% to the plate.

Для увеличения доли нагрузки, приходящейся на плиту, необходимо обеспечить различную величину осадок плиты и плитно-свайного фундамента. Это возможно, если взаимодействие плиты и свай начнется после того, как плита претерпит определенную осадку.To increase the proportion of the load attributable to the slab, it is necessary to provide a different amount of sediment slab and slab-pile foundation. This is possible if the interaction of the slab and piles begins after the slab undergoes a certain draft.

Известен способ строительства фундамента резервуара (Патент РФ №2209884 С1, Е02D 27/38, Бюл.22, 2003), в котором проходят скважины для буронабивных свай и заполняют их бетоном, оставляя их верхнюю часть незаполненной, затем устанавливают арматурные каркасы и трубы-гильзы, которые фиксируют с помощью арматуры ростверка над скважинами, и затем после проведения гидроиспытаний и выравнивания крена (если он появится) через трубы-гильзы подают бетон для заполнения верхних частей скважин и включения в работу буронабивных свай.A known method of constructing the foundation of a reservoir (RF Patent No. 2209884 C1, E02D 27/38, Bull. 22, 2003), in which wells for bored piles pass and fill them with concrete, leaving their upper part empty, then reinforcing cages and pipe sleeves are installed , which are fixed with grill reinforcement above the wells, and then, after hydrotesting and leveling the roll (if it appears), concrete is fed through the sleeve tubes to fill the upper parts of the wells and turn bored piles into operation.

Недостатком известного способа является возможность заполнения бетоном скважин, расположенных хотя бы частью своего диаметра за пределами пятна надземной постройки. При регулярной сетке размещения буронабивных свай под зданием это не удается.The disadvantage of this method is the possibility of filling concrete with wells located at least part of their diameter outside the spot of an overground structure. With a regular grid of placement of bored piles under the building, this fails.

Известно изобретение SU №1102857, Бюл. №26, 1984, взятое авторами за прототип, включающее погружение свай с объединением голов свай ростверком в виде плиты.Known invention SU No. 1102857, bull. No. 26, 1984, taken by the authors as a prototype, including the immersion of piles with the union of the heads of piles with a grillage in the form of a plate.

Недостатком этого изобретения является затруднение его применения в сейсмических районах, за счет отсутствия жесткой связи между сваями и ростверком, что снижает устойчивость фундамента при динамических воздействиях.The disadvantage of this invention is the difficulty of its use in seismic areas, due to the lack of a rigid connection between piles and grillage, which reduces the stability of the foundation under dynamic impacts.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей за счет повышения восприятия плитой доли нагрузки, передаваемой от сооружения на фундамент, и снижение его осадки.The objective of the invention is to expand technological capabilities by increasing the perception of the stove share of the load transmitted from the structure to the foundation, and reducing its precipitation.

Поставленная задача достигается тем, что в способе строительства свайно-плитных фундаментов, включающем погружение свай, размещение на их оголовках элементов в виде перевернутых стаканов, объединение голов свай ростверком в виде плиты, в сейсмических районах выполняют сваи разной длины, из которых длинные сваи располагают по продольным и поперечным осям несущих стен, а короткие сваи размещают в промежутках между основными, при этом арматуру коротких свай заводят в тело ростверка на величину анкеровки, необходимую для формирования жестких узлов после его бетонирования, а до бетонирования ростверка элементы в виде перевернутых стаканов надевают на оголовки длинных свай с образованием зазора, равного половине осадки, допустимой для конструктивной схемы строящегося сооружения, и на верхней торцевой грани длинных свай размещают слой пенополистирола, равный величине зазора.The problem is achieved in that in a method of constructing pile-slab foundations, including dipping piles, placing elements in the form of inverted cups on their heads, combining the heads of piles with a grill in the form of a plate, piles of different lengths are made in seismic regions, of which long piles have longitudinal and transverse axes of the bearing walls, and short piles are placed in between the main ones, while the reinforcement of short piles is brought into the grillage body by the amount of anchoring necessary to form a gesture their nodes after concreting and before the concrete grillage elements in the form of inverted cup put on headroom long piles to form a gap equal to half the precipitation allowed for constructive circuit being built structures and on the upper end face of the long piles placed a layer of expanded polystyrene, is equal to the gap size.

За счет осадки плиты с короткими сваями произойдет обжатие грунта основания, и на плиту будет передаваться существенно большая, чем 15%, часть нагрузки.Due to the settlement of the slab with short piles, the base soil will be compressed, and a significantly larger part of the load will be transferred to the slab, which is more than 15%.

Длинные сваи, размещенные под несущими стенами, ограничивают боковые перемещения сжатого грунта основания, уменьшая осадку сооружения. На с.38 книги «Основания и фундаменты резервуаров» (авторы Иванов Ю.К., Коновалов П.А., Мангушев Р.А, Сотников С.Н., М., Стройиздат, 1989) отмечено: «Анализ результатов наблюдений за развитием горизонтальных перемещений оснований на глубине......свидетельствует о концентрации основной части перемещений на глубине 0,13-0,2D под вертикальной стенкой. Принимая во внимание данное обстоятельство, следует учитывать, что глубина кольцевой обоймы......не должна превышать 0,3D резервуара». Следовательно, основные сваи должны быть не менее, чем на 0,2b длиннее коротких, где b - ширина плиты ростверка. Несущая способность плиты с короткими сваями определяется как функция перемещения и модуля деформации грунта и уточняется по результатам измерения осадок в процессе строительства.Long piles placed under the bearing walls limit lateral movement of the compressed soil of the base, reducing the settlement of the structure. On p. 38 of the book “Foundations and foundations of reservoirs” (authors Ivanov Yu.K., Konovalov P.A., Mangushev R.A., Sotnikov S.N., M., Stroyizdat, 1989) it is noted: “Analysis of observation results for the development of horizontal movements of the bases at a depth ...... indicates the concentration of the bulk of the movements at a depth of 0.13-0.2D under a vertical wall. Taking into account this circumstance, it should be taken into account that the depth of the annular holder ... should not exceed 0.3D of the tank. " Therefore, the main piles should be at least 0.2b longer than the short ones, where b is the width of the grillage plate. The bearing capacity of a slab with short piles is determined as a function of displacement and soil deformation modulus and is specified by measuring sediment during construction.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан фрагмент сечения строительной площадки, на фиг.2 сечение площадки после частичной осадки плиты.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a fragment of a section of a construction site, figure 2 section of a site after partial settlement of the slab.

Способ строительства свайно-плитных фундаментов в сейсмических районах осуществляется следующим образом.The method of construction of pile-slab foundations in seismic areas is as follows.

Возведение фундамента после подготовки поверхности площадки проводится в несколько этапов. На первом этапе выполняются сваи 2, 3. Основные сваи 2, расположенные по осям продольных и поперечных несущих стен, выступают над отметкой низа ростверка в виде плиты 1 на 0,5d, где d - диаметр круглой или сторона квадратной сваи. На оголовки 4 выполненных свай 2 надевают элементы 5, выполненные в виде перевернутых стаканов. От верхней грани головы сваи 4 до грани элемента 5 устанавливают зазор 6, равный половине допустимой для возводимого сооружения осадки. На верхнюю торцевую плоскость сваи 2 укладывается слой пенополистирола, равный величине зазора 6, выполняющий функцию компенсатора и замедлителя передачи основной части нагрузки на сваи. Оголенную арматуру коротких свай 3 заводят в тело ростверка в виде плиты 1 на величину анкеровки, необходимую для формирования жестких узлов после бетонирования. На следующем этапе устанавливают опалубку ростверка в виде плиты 1 с последующим бетонированием. Затем устанавливают марки для наблюдения за осадками плиты. Возводят сооружение, отмечая, при какой нагрузке плита начнет передавать усилия на основные сваи 2.The construction of the foundation after preparing the surface of the site is carried out in several stages. At the first stage, piles 2, 3 are performed. The main piles 2, located along the axes of the longitudinal and transverse load-bearing walls, protrude above the bottom mark of the grillage in the form of a plate 1 by 0.5d, where d is the diameter of the round or side of the square pile. On the heads 4 made piles 2 put on elements 5, made in the form of inverted glasses. From the upper face of the head of the pile 4 to the face of the element 5, a gap 6 is set equal to half the permissible draft for the constructed structure. On the upper end plane of the pile 2, a layer of expanded polystyrene equal to the gap 6 is laid, which acts as a compensator and a moderator for transferring the main part of the load on the piles. The bare reinforcement of short piles 3 is inserted into the body of the grillage in the form of a plate 1 by the amount of anchoring necessary for the formation of rigid knots after concreting. At the next stage, the grillage formwork is installed in the form of a plate 1 with subsequent concreting. Then, stamps are set to observe the precipitation of the slab. The structure is being erected, noting at what load the plate will begin to transmit forces to the main piles 2.

На начальном этапе короткие сваи 3 оседают вместе с ростверком в виде плиты 1, уплотняя грунт основания и увеличивая при этом процент воспринимаемых плитной частью свайно-плитного фундамента 1 напряжений от здания 7. Длинные сваи 2 уменьшают осадку сооружения, сокращая горизонтальные перемещения грунта.At the initial stage, short piles 3 settle together with a grillage in the form of a plate 1, compacting the base soil and increasing the percentage of stresses perceived by the slab part of the pile-plate foundation 1 from building 7. Long piles 2 reduce the settlement of the structure, reducing horizontal soil movements.

Claims

A method of constructing a pile-slab foundation, including dipping piles, placing elements in the form of inverted glasses on their heads, combining the heads of piles with a grill in the form of a plate, characterized in that during construction in seismic areas piles are loaded of different lengths, of which long piles are arranged longitudinally and the transverse axes of the bearing walls, and short piles are placed in between the main ones, while the reinforcement of short piles is brought into the grillage body by the amount of anchoring necessary for the formation of rigid zlov after concreting and before the concrete grillage elements in the form of inverted cup put on headroom long piles to form a gap equal to half the precipitation allowable for circuit under construction constructive structures and on the upper end face of the longest pile layer disposed polystyrene equal to the gap size.