Способ возведения геомассива под фундаменты зданий и сооружений

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ГЕОМАССИВА ПОД ФУНДАМЕНТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ(71) Заявитель Белорусский научно-исследовательский институт по строительству Министерства строительства и архитектуры(73) Патентообладатель Белорусский научно-исследовательский институт по строительству Министерства строительства и архитектуры(57) 1. Способ возведения геомассива под фундаменты зданий и сооружений путем образования скважин в грунте,заполнения их инертным материалом и его уплотнения, отсыпки насыпи из инертного материала на поверхности геомассива и уплотнения его верхнего слоя, отличающийся тем, что отсыпку насыпи производят одновременно с засыпкой верхней части скважин, а уплотнение верхнего слоя на участках между скважинами производят одновременно с уплотнением инертного материала в верхней части скважин. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что толщину насыпи определяют из выражения Н (1)у /(1)сус,где- разность расчетных деформаций подстилающих геомассив грунтов наименьшей и наибольшей плотности у и ус - глубина уплотнения, соответственно для грунта между скважинами и в скважинахи с - разность плотностей уплотненного и находящегося в природных условиях грунта, соответственно для грунта между скважинами и в скважинахи с - плотность грунта в природных условиях соответственно для грунта между скважинами и в скважинах- коэффициент, равный отношению площади скважин к площади насыпи. 3. Способ по пп.1 или 2, отличающийся тем, что неодинаковые по толщине участки насыпи уплотняют до одинаковой отметки. 1641 1 Изобретение относится к области строительства, конкретнее к способам возведения фундаментов зданий и сооружений. Известен способ подготовки уплотненных оснований (геомассивов) под фундаменты зданий и сооружений, включающий образование котлованов (скважин) в грунте, заполнение котлованов грунтом (сыпучим инертным материалом), уплотнение грунта в котловане (скважине) и дополнительное уплотнение верхнего слоя геомассива с предварительной подсыпкой слоя грунта. Недостатком данного способа является возможность неравномерных осадок фундаментов на таких геомассивах при наличии в пределах строительной площадки участков грунтов с различной плотностью. Это связано с тем, что зона деформации основания от нагрузки на фундамент может превысить зону уплотнения,т.е. границы геомассива. За счет же разности плотности грунтов подстилающих геомассивов и могут развиться неравномерные их деформации, т.е. требуется дополнительное уплотнение менее плотных грунтов. Кроме того, при реализации этого способа повышается энергоемкость и снижается производительность,что связано с необходимостью дополнительного уплотнения верхнего слоя геомассива с предварительным уплотнением всего объема грунта в котловане. Предлагаемое изобретение решает задачу обеспечения равномерной деформативности грунтов основания, повышение производительности работ по устройству геомассива и снижение стоимости его изготовления. Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном способе возведения геомассива под фундаменты зданий и сооружений, включающем образование скважин в грунте, заполнение их инертным материалом и его уплотнение, отсыпку насыпи из инертного материала на поверхности геомассива и уплотнение его верхнего слоя, отсыпку насыпи производят одновременно с засыпкой верхней части скважин, а уплотнение верхнего слоя на участках между скважинами производят одновременно с уплотнением инертного материала в верхней части скважин, при этом толщину Н насыпи определяют из выражения Н(1)у Р/ (1)Р ус/,где- разность расчетных деформаций подстилающих геомассивов грунтов наименьшей и наибольшей плотности Ну и Нус - глубина уплотнения, соответственно для грунта между скважинами и в скважинах Р и Р - разность плотностей уплотненного и находящегося в природных условиях грунта, соответственно для грунта между скважинами и в скважинах Р и Р - плотность грунта в природных условиях соответственно для грунта между скважинами и в скважинах- коэффициент, равный отношению площади скважин к площади насыпи,а неодинаковые по толщине участки насыпи уплотняются до одинаковой отметки. На фиг.1 показаны котлованы, образованные в грунтах разной плотности на фиг.2 - те же котлованы,заполненные уплотненным грунтом (сыпучим инертным материалом) на неполную их высоту на фиг.3 - дополнительный слой сыпучего материала переменной высоты Н, отсыпанный по поверхности основания и полностью заполненные грунтом котлованы на фиг.4 - готовый геомассив (уплотненное усиленное основание) с одинаковой отметкой (уровнем) поверхности. Возведение геомассива производят следующим образом. Образуют котлованы (скважины) 1 в пределах строительной площадки, которая может быть сложена менее плотным (например рыхлым песком) 2 и более плотным грунтом (например песком средней плотности) 3, заполняют котлованы грунтом (сыпучим инертным материалом) 4 на неполную высоту котлованов с послойным уплотнением. После этого на поверхность площадки отсыпают дополнительный слой грунта 5,6, причем на участках, сложенных менее плотными грунтами толщина слоя 5 больше чем слоя 6 расположенного на участках сложенных более плотными грунтами. При отсыпке слоев 5,6 котлованы заполняются грунтом полностью. Далее производят уплотнение верхнего слоя основания строительной площадки до одинакового уровня (отметки), при этом образуются зоны уплотнения 7 материала, расположенного в котлованах, и зоны уплотнения 8 грунта, расположенного между котлованами, причем размеры зон уплотнения 8 в менее плотных грунтах больше соответствующих зон уплотнения 8 в более плотных грунтах, а размер зон уплотнения 7 одинаков. Одинаковые размеры зон 7 уплотнения и плотность грунта в этих зонах получаются вследствие равенства объемов котлованов заполняемых грунтом одновременно с дополнительной подсыпкой слоя грунта, а также в результате разности бокового отпора межсвайного грунта вследствие его различной плотности. Эт приводит к тому, что при дополнительном уплотнении верхнего слоя геомассива на участках с менее плотным грунтом 2, где толщина Н слоя грунта больше. Происходит дополнительное уплотнение не грунта в котловане, а межкотлованного грунта 2, за счет дополнительного расширения стенок котлована вследствие меньшего значения бокового отпора грунта 2 по сравнению с грунтом 3. В результате получается геомассив (уплотненное усиленное основание), включающий котлованы заполненные одинаково уплотненным грунтом, межкотлованный грунт различной плотности с уплотненной верхней зоной различной толщины (объема). Изготовленный предлагаемым способом геомассив (уплотненное усиленное основание) обеспечивает равномерные осадки всех фундаментов, установленных на нем, так как большая толщина (объем) зоны уп 2 1641 1 лотнения менее плотного межкотлованного грунта компенсирует его большую деформативность по сравнению с более плотным межкотлованным грунтом. При этом плотность грунта в котлованах и, следовательно,его деформативность, одинакова для всех участков строительной площадки. При изготовлении предлагаемым способом геомассива повышается производительность труда и уменьшается трудоемкость за счет совмещения процессов заполнения верхних объемов котлованов грунтом и дополнительной отсыпки слоя грунта, а так же совмещения (объединения) процессов уплотнения верхнего слоя грунта в котлованах и верхнего слоя геомассива, т.е. исключается или уменьшается (укорачивается) процесс специального уплотнения грунта в котлованах. Изготовленный предполагаемым способом геомассив имеет пониженную стоимость его возведения, так как для его изготовления может применяться недефицитное и дешевое оборудование (например ямобуры) и не требуется специального уплотнения верхнего слоя материала в котлованах. Таким образом, изготовленный предполагаемым способом геомассив обладает преимуществами по сравнению с прототипом благодаря следующим факторам 1. Одновременное уплотнение верхней зоны геомассива и верхней зоны грунта в котловане. Это позволяет повысить производительность труда, так как исключает процесс специального (предварительного) уплотнения грунта в котлованах. 2. Незаполнение некоторого объема котлованов грунтом. Это позволяет совместить по времени процесс заполнения котлованов грунтом и дополнительной отсыпки слоя грунта. Определение объемов незаполнения котлованов производится исходя из нормативной глубины уплотнения грунтоуплотняющих машин, которыми производится дополнительное уплотнение верхнего слоя геомассива (пневмо-, вибро- и кулачковые катки, тяжелые трамбовки и т.п.). 3. Переменная толщина слоя. Это обеспечивает образование разновеликих зон уплотнения межсвайного грунта и одинаковых зон уплотнения грунта в котловане, а так же обходится без его предварительного уплотнения в верхней зоне (в котловане). 4. Значение высоты Н слоя грунта, определяемая по предлагаемой зависимости, обеспечивает образование таких разновеликих зон уплотнения межсвайного куста, которые обеспечивают компенсацию дополнительных осадок в менее плотных грунтах. Определение Н производится на основе зависимости полученного объема дополнительной зоны уплотнения грунта (как между котлованами, так и в котлованах) в грунтах различной плотности от объема материала дополнительного слоя грунта. Вывод зависимости для определения величины Нпроизводится из условия обеспечения одинаковых зон уплотнения в грунтах различной плотности при их уплотнении, то есть объем дополнительного слоя грунта определяется объемами зон уплотнения в этих грунтах различной плотности. Таким образом, чем менее рыхлый грунт, тем больше материала требуется для внедрения в этот грунт, то есть увеличивается его высота. Однако это приводит к образованию лишь одинаковых по размерам и плотности зон уплотнения в грунтах различной плотности. При этом при превышении размеров зоны деформации от нагрузки на фундамент на поверхности геомассива над размерами зоны уплотнения в работу включаются подстилающие грунты 2 и 3, которые также начинают уплотняться. А поскольку они имеют различную плотность, то величина этого дополнительного уплотнения различна, то есть происходит неравномерная деформация (осадка) фундаментов, установленных на поверхности геомассива. Для устранения такого положения высота Н дополнительного слоя сыпучего материала на участках,сложенных менее плотными грунтами, дополнительно увеличивается на величину этой дополнительной деформации менее плотного грунта. Это позволяет при дополнительном уплотнении верхнего слоя дополнительно уплотнить менее плотные грунты и таким образом обеспечить равенство их деформативности с более плотными. Реализация предложенного способа на практике состоит в том, что на строительной площадке тем или иным способом устраиваются скважины или котлованы которые заполняются на неполную глубину (обычно не более чем на 1/2) инертным материалом (песком, щебнем, гравием и др.) с уплотнением в скважине, затем по поверхности площадки отсыпают слой инертного материала (песок, щебень, гравий и др.) и производят его уплотнение (виброукатывание, трамбование тяжелыми трамбовками и др.). Данный способ был реализован при строительстве объектов расширения производства АО Гомельстекло в г.п. Костюковка Гомельской обл. оставитель М.Ф. Денисенко Редактор Т.А. Лущаковская Корректор Т.Н. Никитина Заказ 3845 Тираж 20 зкз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 4