Способ защиты свайного фундамента несущей опоры от воздействий сил морозного пучения грунта

Способ защиты свайного фундамента несущей опоры от воздействий сил морозного пучения грунта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Заявляемое изобретение относится к области строительства, а именно к фундаментам и основаниям для отдельных несущих опор или мачт, впервые возводимых или восстанавливаемых при выполнении ремонтно-восстановительных работ в условиях слабых грунтов или глубокого сезонного промерзания грунта с применением технических мер защиты от воздействия сил морозного пучения грунта. Изобретение может найти широкое применение для укрепления опор высоковольтных линий электропередач и, в частности, опор контактной сети.

Известен способ защиты свайного фундамента от воздействия сил морозного пучения грунта, включающий заглубление анкерных стержней и соединение их со свайным фундаментом несущей опоры (патент RU №2114249 от 27.06.1998).

Такой способ защиты свайного фундамента несущей опоры, основанный на применении не усиленных металлических анкерных стержней и соединении со свайным фундаментом посредством тяг и распорных балок, не обеспечивает необходимую эффективность противодействия силам морозного пучения грунта.

Известен способ защиты свайного фундамента несущей опоры от воздействия сил морозного пучения грунта, включающий бурение скважин по окружному периметру на глубину, превышающую глубину сезонного промерзания грунта, установку в каждой скважине по одному анкерному элементу в виде трубы, длиной превышающей глубину скважины на длину надземных концов, и соединение надземных концов анкерных элементов со свайным фундаментом несущей опоры (патент RU №2227192 от 20.04.2004).

Данный способ защиты свайного фундамента несущей опоры от воздействия сил морозного пучения грунта, являющийся наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому способу, также не обеспечивает необходимую эффективность противодействия силам морозного пучения грунта, поскольку в этом способе не предусмотрена сбалансированная система силового взаимодействия анкерных элементов с грунтом и свайным фундаментом несущей опоры.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении эффективности противодействия силам морозного пучения грунта.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе защиты свайного фундамента несущей опоры от воздействия сил морозного пучения грунта, включающем бурение скважин по окружному периметру на глубину, превышающую глубину сезонного промерзания грунта, установку в каждой скважине по одному анкерному элементу в виде трубы длиной, превышающей глубину скважины на длину надземных концов, и соединение надземных концов анкерных элементов со свайным фундаментом несущей опоры, анкерные элементы в виде трубы выполнены из полимерного материала, сохраняющего повышенную упругость при зимних температурах грунта, на заглубленных концевых участках анкерных элементов выполнены перфорации, через которые посредством трубопроводов, вводимых в трубчатые анкерные элементы, нагнетают твердеющий состав с образованием на дне скважин объемных противовесов в результате расширенной зоны взаимодействия и сцепления твердеющего состава с грунтом, анкерными элементами и со свайным фундаментом, соединение надземных концов анкерных элементов в виде труб со свайным фундаментом несущей опоры производят путем формирования из твердеющей массы монолитной соединительной платформы, частично заглубленной в поверхностный грунт.

Создание в заявляемом способе защиты свайного фундамента несущей опоры от воздействия сил морозного пучения грунта сбалансированной системы статического силового взаимодействия анкерных элементов в виде труб с грунтом и свайным фундаментом несущей опоры не только в зоне надземных концов анкерных элементов, но и в зоне заглубленных концевых участков анкерных элементов, а также за счет выполнения анкерных элементов в виде труб из полимерного материала, позволяет обеспечить необходимую повышенную эффективность противодействия силам морозного пучения грунта.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ защиты свайного фундамента несущей опоры от воздействия сил морозного пучения грунта отличается тем, что анкерные элементы в виде трубы выполнены из полимерного материала, сохраняющего повышенную упругость при зимних температурах грунта, на заглубленных концевых участках анкерных элементов выполнены перфорации, через которые посредством трубопроводов, вводимых в трубчатые анкерные элементы, нагнетают твердеющий состав с образованием на дне скважин объемных противовесов в результате расширенной зоны взаимодействия и сцепления твердеющего состава с грунтом, анкерными элементами и со свайным фундаментом, соединение надземных концов анкерных элементов в виде труб со свайным фундаментом несущей опоры производят путем формирования из твердеющей массы монолитной соединительной платформы, частично заглубленной в поверхностный грунт. Такое отличие от прототипа дает основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности изобретения «новизна». Сравнение заявляемого способа не только с прототипом, но и с другими аналогичными техническими решениями в данной области не позволило выявить в них признаки, аналогичные отличительным признакам, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа защиты свайного фундамента несущей опоры от воздействия сил морозного пучения грунта условию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен свайный фундамент несущей опоры во взаимосвязи с анкерной схемой защиты от сил морозного пучения грунта, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг 4 - сечение С-С на фиг. 1.

Заявляемый способ защиты свайного фундамента несущей опоры от воздействия сил морозного пучения грунта осуществляют следующим образом.

Для укрепления свайного фундамента 1 (фиг. 1, 4), например опоры контактной сети, производят бурение скважин по окружному периметру на глубину, превышающую глубину Н сезонного промерзания грунта. В каждой скважине устанавливают по одному анкерному элементу 2 в виде трубы (фиг. 2), длиной превышающей глубину скважины на длину надземных концов 2.1. Анкерные элементы 2 в виде трубы предварительно выполнены из полимерного материала, сохраняющего повышенную упругость при зимних температурах грунта, и на их заглубленных концевых участках 2.2 выполнены перфорации 3 (фиг. 1). После установки в скважинах анкерных элементов 2, посредством трубопроводов (не показаны), вводимых в трубчатые анкерные элементы 2, нагнетают твердеющий состав, например полимерный состав или полимерцементный раствор, который через перфорации 3 проникает в грунт и, в результате расширенной зоны взаимодействия и сцепления твердеющего состава с грунтом, анкерными элементами 2 и со свайным фундаментом 1, образуется единый объемный балластный противовес 4 (фиг. 1, 3). По завершении стадии образования на дне скважин единого объемного балластного противовеса 4 производят соединение надземных концов 2.1 анкерных элементов 2 со свайным фундаментом 1 путем формирования из твердеющей массы, например бетона или полимербетона, монолитной соединительной платформы 5 (фиг. 1, 4), частично заглубленной в поверхностный грунт. Анкерные элементы 2 в виде труб из полимерного материала, для повышения их эксплуатационной надежности, могут быть армированы продольно расположенными прутками или сеткой.

В процессе эксплуатации несущих опор, например опор контактной сети, в зимний период на свайный фундамент 1 действуют силы морозного пучения грунта в горизонтальном и вертикальном вверх направлениях. При этом, поскольку надземные концы 2.1 анкерных элементов 2 достаточно жестко соединены между собой и со свайным фундаментом 1 посредством монолитной соединительной платформы 5, а нижние заглубленные концы 2.2 анкерных элементов 2 соединены достаточно жестко между собой, со свайным фундаментом 1 и с грунтом посредством сформированного единого объемного балластного противовеса 4, то, в результате создания такой сбалансированной силовой системы статического взаимодействия анкерных элементов 2 в виде труб со свайным фундаментом 1 несущей опоры, горизонтальные силы морозного пучения грунта гасятся упругостью полимерного материала, из которого выполнены анкерные элементы 2. При этом силы морозного пучения грунта, направленные вертикально вверх, оказываются значительно слабее тех противодействующих сил, которые создает единый объемный балластный противовес 4, расположенный ниже глубины сезонного промерзания грунта. Таким образом, предложенная схема закрепления и взаимодействия анкерных элементов со свайным фундаментом несущих опор значительно повышает эффективность противодействия силам морозного пучения грунта, позволяет обеспечить стабильность и надежность проектных параметров строительства и эксплуатации опор контактной сети, исключить случаи отклонения их от вертикального положения.

1. Способ защиты свайного фундамента несущей опоры от воздействия сил морозного пучения грунта, включающий бурение скважин по окружному периметру на глубину, превышающую глубину сезонного промерзания грунта, установку в каждой скважине по одному анкерному элементу в виде трубы длиной, превышающей глубину скважины на длину надземных концов, и соединение надземных концов анкерных элементов со свайным фундаментом несущей опоры, отличающийся тем, что анкерные элементы в виде трубы выполнены из полимерного материала, сохраняющего повышенную упругость при зимних температурах грунта, на заглубленных концевых участках анкерных элементов выполнены перфорации, через которые посредством трубопроводов, вводимых в трубчатые анкерные элементы, нагнетают твердеющий состав с образованием на дне скважин объемных противовесов в результате расширенной зоны взаимодействия и сцепления твердеющего состава с грунтом, анкерными элементами и со свайным фундаментом, соединение надземных концов анкерных элементов в виде труб со свайным фундаментом несущей опоры производят путем формирования из твердеющей массы монолитной соединительной платформы, частично заглубленной в поверхностный грунт.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что анкерные элементы в виде труб из полимерного материала армированы продольно расположенными прутками или сеткой.