RU2447230C1

RU2447230C1 - Foundation of piles and shells

Info

Publication number: RU2447230C1
Application number: RU2010154568/03A
Authority: RU
Inventors: Завен Григорьевич Тер-Мартиросян (RU); Завен Григорьевич Тер-Мартиросян; Яков Александрович Пронозин (RU); Яков Александрович Пронозин; Юлия Владимировна Наумкина (RU); Юлия Владимировна Наумкина; Лариса Рафаиловна Епифанцева (RU); Лариса Рафаиловна Епифанцева
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2012-04-10

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: foundation of piles and shells contains piles, a foundation grill, an artificial basement with a curvilinear surface, and a shell located on the basement. Bearing elements in the form of reinforced concrete shells formed on the curvilinear surface of the artificial basement filled under pressure with the cement mortar arranged in the pit and facing upwards with its convexity, are fixed with their edges to the foundation grill, which is installed on piles.

EFFECT: reduced value of buildings and structures, increased bearing capacity of the basement, reduced material intensity, provision of reliability of an above-foundation structure.

2 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, касается устройства свайно-оболочечных фундаментов для зданий и сооружений.The invention relates to the construction, for the device pile-shell foundations for buildings and structures.

Фундамент содержит сваи, объединенные ростверком, криволинейную поверхность искусственного основания, заполненного под давлением цементным раствором, обращенного выпуклостью вверх и несущего бетонную оболочку с внутренним армированием.The foundation contains piles, united by a grillage, a curved surface of an artificial base, filled under pressure with a cement mortar, convex upward and bearing a concrete shell with internal reinforcement.

Новым является то, что выпуклая вверх форма позволяет оболочке работать на растяжение, а заполнение под давлением цементным раствором искусственного основания позволяет уплотнить грунт и включить в работу оболочку до строительства надземной части здания или сооружения за счет анкеровки свай в грунте. Все армирующие стержни в оболочке являются рабочими. При этом оболочка практически не имеет изгибной жесткости.The new fact is that the upward convex shape allows the casing to work in tension, while filling under pressure with a cement mortar of the artificial base allows the soil to be compacted and the casing to be turned on before the construction of the aboveground part of the building or structure by anchoring piles in the ground. All reinforcing rods in the shell are working. In this case, the shell has practically no bending stiffness.

Технический результат изобретения состоит в снижении величины осадок зданий и сооружений за счет уплотнения грунтового основания и включения в работу оболочек до приложения нагрузки от здания или сооружения, повышении несущей способности основания за счет полноценного включения в работу поверхностных и глубоких слоев основания, снижении расхода бетона и металла за счет криволинейной формы поверхности выпуклой вверх, что позволяет полностью использовать армирующие стержни оболочки.The technical result of the invention is to reduce the precipitation of buildings and structures due to compaction of the soil base and the inclusion of shells before applying the load from the building or structure, increasing the bearing capacity of the base due to the full inclusion of the surface and deep layers of the base, reducing the consumption of concrete and metal due to the curved shape of the surface convex up, which allows full use of the reinforcing rods of the shell.

Известны фундаменты в виде многоволновых оболочек выпуклостью вниз [Ванюшкин С.Г. Особенности взаимодействия многоволновых фундаментов-оболочек с основанием. Автореферат канд. диссер. Днепропетровск, 1985]. Материал оболочки -железобетон. При заданной конструктивной схеме оболочка работает преимущественно на сжатие.The well-known foundations in the form of multi-wave shells convex down [Vanyushkin SG Features of the interaction of multi-wave foundations-shells with the base. Abstract of Cand. thesis Dnepropetrovsk, 1985]. The shell material is reinforced concrete. For a given design scheme, the shell works mainly for compression.

Недостатком таких конструкций является сложность формирования основания, введение дополнительных элементов для восприятия распорных усилий, а также значительные дополнительные затраты на устройство полов.The disadvantage of such structures is the difficulty of forming the base, the introduction of additional elements for the perception of spacer efforts, as well as significant additional costs for the installation of floors.

Известен фундамент в виде абсолютно гибкой оболочки выпуклой вверх, выполненной из высокопрочной ткани. Концы оболочки прикрепляются к опорам [авторское свидетельство. SU 715722 A, 25.02.80, E02D 27/01].A well-known foundation in the form of an absolutely flexible shell convex up, made of high strength fabric. The ends of the sheath are attached to the supports [copyright certificate. SU 715722 A, 25.02.80, E02D 27/01].

Недостатком такой конструкции является значительная деформативность оболочки за счет низкого модуля упругости высокопрочной ткани, что приводит к сверхнормативным осадкам здания и осложняет устройство полов. Конструкция не имеет замкнутого контура. При этом предполагается, что распор от оболочки воспринимается за счет сил трения по контакту «опора-грунт».The disadvantage of this design is the significant deformability of the shell due to the low modulus of elasticity of high-strength fabric, which leads to excess building upsetting and complicates the installation of floors. The design does not have a closed loop. It is assumed that the distance from the shell is perceived due to the friction forces at the “support-ground” contact.

Наиболее близким к изобретению является фундамент в виде ортогональных лент, закрепленных в опорном контуре, установленном на естественное основание. Ленты образуют сетчатую оболочку, уложены и приклеены на бетонную поверхность, образованную на криволинейной поверхности искусственного основания, заполненного под давлением цементным раствором [патент на изобретение №2380483. Фундамент. Авторы: Пронозин Я.А., Мельников Р.В. Заявка №2008124706. Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 27.01.10].Closest to the invention is a foundation in the form of orthogonal tapes fixed in a support contour mounted on a natural base. The tapes form a mesh sheath, laid and glued to a concrete surface formed on a curved surface of an artificial base, filled under pressure with cement mortar [patent for the invention No. 2380483. Foundation. Authors: Pronosin Ya.A., Melnikov R.V. Application No. 2008124706. Registered in the State register of inventions of the Russian Federation 01/27/10].

Недостатком такой конструкции является неиспользование глубоких слоев грунтового основания и заполнение под давлением искусственного основания цементным раствором после возведения значительной части здания или сооружения.The disadvantage of this design is the non-use of deep layers of the soil base and filling under pressure of the artificial foundation with cement mortar after the construction of a significant part of the building or structure.

Цель изобретения - создание эффективного свайно-оболочечного фундамента с соблюдением заданной надежности надфундаментной конструкции.The purpose of the invention is the creation of an effective pile-shell foundation in compliance with the specified reliability of the foundation structure.

Предложен фундамент, содержащий сваи, объединяющий сваи ростверк, искусственное основание с криволинейной поверхностью, заполненное под давлением цементным раствором, и оболочку, расположенную на основании. Несущими элементами являются сваи и криволинейная бетонная оболочка с внутренним армированием, образованная на криволинейной поверхности искусственного основания, расположенного в котловане и обращенного выпуклостью вверх, причем ортогонально расположенные стержни армирования оболочки прикреплены краями к ростверку, который установлен на сваи.A foundation is proposed that contains piles, combining piles of grillage, an artificial base with a curved surface, filled under pressure with cement mortar, and a shell located on the base. Bearing elements are piles and a curved concrete shell with internal reinforcement formed on a curved surface of an artificial base located in the pit and convex upward, with orthogonally located shell reinforcing rods attached edges to the grillage that is installed on the piles.

В качестве фундаментов используются сваи, ростверк и выпуклая вверх пологая оболочка положительной Гауссовой кривизны с соотношением стрелы подъема к пролету

и соотношением высоты сечения к пролету

Данный фундамент представлен в виде несущих армированных оболочек 1, устроенных по криволинейной поверхности искусственного основания 2. Оболочки ограничены перекрестно расположенными ростверками 3, объединяющими несущие сваи 4. При такой конструктивной форме оболочки 1 работают на растяжение. В качестве внутреннего армирования оболочки могут использоваться стальные, стекловолокнистые или полимерные стержни.As foundations, piles, grillage and upward convex flat shell of positive Gaussian curvature with the ratio of the lifting arrow to the span are used

and the ratio of the height of the cross section to the span

This foundation is presented in the form of load-bearing reinforced shells 1, arranged on a curved surface of the artificial base 2. The shells are limited by cross-mounted grouts 3, uniting the bearing piles 4. With this structural form, the shells 1 work in tension. Steel, fiberglass, or polymer rods can be used as internal sheath reinforcement.

Восприятие распора осуществляется за счет изгибной жесткости ростверков 2, бокового отпора вдоль ростверков минерального основания, заполненного под давлением цементным раствором. Прикрепление стержней армирования оболочки производится в теле бетона ростверков.The perception of the spread is due to the bending stiffness of the grillages 2, lateral resistance along the grilles of the mineral base, filled under pressure with cement mortar. The reinforcement rods of the shell are attached in the concrete body of the grillages.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами на фиг.1 и фиг.2.The essence of the invention is illustrated by drawings in figure 1 and figure 2.

Способ устройства свайно-оболочечного фундамента осуществляется следующим образом. Разрабатывается котлован до планировочной отметки 5 естественного основания 8. Выполняется устройство свай 4 с арматурными выпусками. Выставляется опалубка, и устанавливаются арматурные каркасы в ростверках 3. Планируется искусственное криволинейное основание из минеральных материалов 2. Устанавливается армирование оболочки в виде криволинейных стержней 6. Производится установка перфорированных инъекторов 7. Выполняется бетонирование оболочек 1 по поверхности искусственного основания 4 и бетонирование ростверков 3. Производится заполнение искусственного основания 2 цементным раствором под давлением через перфорированные инъекторы 7.The method of construction of the pile-shell foundation is as follows. A foundation pit is being developed up to planning mark 5 of the natural foundation 8. Piles 4 with reinforcing outlets are being constructed. The formwork is exposed, and reinforcing cages are installed in grillages 3. An artificial curvilinear base of mineral materials is planned 2. A shell reinforcement in the form of curved rods is installed 6. Perforated injectors are installed 7. Shells 1 are concreted on the surface of the artificial base 4 and concrete grillages are made 3. Produced filling the artificial base 2 with cement mortar under pressure through perforated injectors 7.

В процессе заполнения искусственного основания 2 под давлением цементным раствором происходит вовлечение в работу оболочек 1 и грунтового основания 8. При этом оболочка 1 натягивается, грунтовое основание 8 уплотняется. Подъем оболочки 1 при создании давления в области минерального основания 2 ограничен закреплением ее в ростверке 3, который в свою очередь закреплен от перемещений в вертикальной плоскости анкерующим действием несущих свай 4. Таким образом, до приложения нагрузки от здания или сооружения через колонны или стены 9 оболочки 1 и грунтовое основание 8 включаются в работу. Несущие сваи 4 работают на выдергивание. После приложения нагрузки от надземной части здания или сооружения происходят осадки всего свайно-оболочечного фундамента, которые весьма незначительны до величины средней нагрузки, соответствующей давлению цементного раствора в минеральном основании 2. Несущие сваи 4 воспринимают сжимающие усилия и передают их на глубокие слои грунтового основания 8. Осадки свай 4 и ростверков 3 вовлекают в работу оболочки 1. В оболочках 1 возникают незначительные дополнительные усилия растяжения, связанные с передачей на оболочку реактивных давлений от искусственного основания 2, уплотняющего естественное основание 8.In the process of filling the artificial base 2 under pressure with cement mortar, the shells 1 and the soil base 8 are involved in the operation. In this case, the shell 1 is stretched, the soil base 8 is compacted. The rise of the shell 1 when creating pressure in the area of the mineral base 2 is limited by fixing it in the grill 3, which in turn is secured from movement in the vertical plane by the anchoring action of the bearing piles 4. Thus, until the load from the building or structure is applied through the columns or walls 9 of the shell 1 and soil base 8 are included in the work. Bearing piles 4 work on pulling. After the load is applied from the aboveground part of the building or structure, the entire pile-shell foundation is precipitated, which is very insignificant up to the average load corresponding to the cement mortar pressure in the mineral base 2. Bearing piles 4 receive compressive forces and transfer them to the deep layers of the soil base 8. Precipitation of piles 4 and grillages 3 involve shell 1 in the operation of shell 1. In shells 1, slight additional tensile forces arise associated with the transfer of reactive pressures t artificial base 2, compacting the natural base 8.

Claims

Pile-shell foundation containing piles, grillage, artificial base with a curved surface and a shell located on the base, characterized in that the supporting elements in the form of reinforced concrete shells formed on a curved surface of an artificial base, filled under pressure with cement mortar, located in the pit and convex upward, fixed by the edges to the grillage, which is mounted on piles.