Способ возведения свайного фундамента

Способ возведения свайного фундамента

Реферат

Способ возведения свайного фундамента

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при строительстве зданий и сооружений со свайным ростверком.

Известен способ возведения зданий, включающий устройство свайного фундамента, сооружение несущих железобетонных стен в опалубке, монтаж плит, перегородок и панелей ограждения, санитарно-технических блоков, демонтаж опалубки несущих стен, установку затем плит перекрытий с соединением арматурных выпусков, плиты перекрытия устанавливают на панели ограждения и перегородки с частичным опиранием плит перекрытий на несущие стены до набора бетоном несущих стен нормативной прочности (авторское свидетельство СССР №1684445, дата приоритета 05.08.1986, дата публикации 15.10.1991, автор Н.И. Баборыкин, SU).

Недостатками известного способа являются, во-первых, долгие сроки строительства в связи с необходимостью перед возведением стен выполнения всех работ по устройству свайного фундамента и ростверка; во-вторых, необходимость задействования крупногабаритных машин для забивки свай, бурения скважин, а также потребность в специальных грузах или упорах для домкратов при задавливании свай.

В качестве прототипа принят способ устройства свай, предусматривающий первоочередное устройство ростверков с дальнейшим параллельным возведением несущих конструкций здания и погружением свай, включающий выполнение работ по подготовке основания, выполнение по уплотненному основанию монолитных железобетонных ростверков, в которых предусмотрены анкерные узлы и конические отверстия для прохождения свай, возведение несущих конструкций здания и поэтапное погружение свай по мере возведения несущих конструкций здания, при этом нагрузка от здания на сваю передается по боковому трению бетона оголовка сваи о коническую поверхность ростверка (Эл. ресурс http://reconfiss.com.ua/Obshchestroitelnie-raboti/Ustrojstvo-svajnih-fundamentov-pri-novom-stroitelstve/Ustrojstvo-svaj-s-zhelezobetonnih-rostverkov-parallelno-s-vozvedeniem-nesushchih-konstruktsij-zdaniya./ прототип, дата просмотра 03.02.2015).

Недостатками прототипа являются:

- высокая стоимость и материалоемкость в связи с необходимостью устройства металлоемких анкерных узлов;

- сложность выполнения качественного закрепления сваи в конусообразном отверстии ростверка;

- затрудненность применения данного способа в стесненных условиях;

- сложная технология производства работ, предполагающая осуществление одинакового силового воздействия на ростверк от задавливания свай каждого из домкратов, подключенных к одной насосной станции и находящихся на одинаковом расстоянии от центра тяжести ростверка;

Задачей изобретения является повышение эффективности способа путем расширения сферы его использования, в частности при строительстве в стесненных условиях; путем упрощения технологии, уменьшения стоимости и снижения материалоемкости выполнения работ при задавливании свай; а также путем упрощения работ по выполнению узла сопряжения сваи с ростверком.

Для решения поставленной задачи предложен способ возведения свайного фундамента, включающий устройство ростверка на подготовленном грунтовом основании, поэтапное задавливание свай домкратами по мере возведения несущих конструкций здания, бетонирование полости сваи и формирование оголовка сваи. Согласно изобретению в местах установки свай поэтапно создают штольни, а задавливание свай осуществляют из штолен, устроенных на соответствующем этапе под подошвой ростверка, с упором домкратов в ростверк, причем на начальных этапах возведения используют несущую способность грунтового основания под ростверком с учетом его ослабления штольнями, а на каждом последующем этапе используют несущую способность свайного ростверка с возведенными на нем конструкциями с учетом ослабления грунтового основания ростверка штольнями под сваи, залавливаемые на очередном этапе.

Согласно изобретению устройство штолен и закрепление их стенок можно производить до выполнения ростверка.

Согласно изобретению устройство штолен выполняют с помощью закладки инвентарных объемных элементов, которые извлекают из-под ростверка перед задавливанием свай.

Согласно изобретению устройство штолен выполняют с помощью закладки малопрочного материала, который извлекают из-под ростверка или разрушают перед задавливанием свай.

Согласно изобретению устройство штолен выполняют с помощью закладки инвентарных объемных элементов, имеющих приспособление для их легкого извлечения, которые будут извлекаться из-под ростверка перед задавливанием свай, а после задавливания свай полностью или частично устанавливаться назад в штольню для восприятия части давления с ростверка с выполнением мероприятий по включению этих элементов в работу, например, с помощью подклинки.

Согласно изобретению устройство штолен может выполняться с помощью закладки неизвлекаемых полых вкладышей с жесткими стенками, предотвращающих разрушение стенок штолен.

Согласно изобретению устройство штолен может выполняться с помощью закладки вкладышей, которые будут служить опалубкой свайных оголовков.

Согласно изобретению устройство штолен может выполняться с помощью закладки извлекаемых и используемых повторно полых вкладышей с жесткими стенками, предотвращающих разрушение стенок штолен.

Согласно изобретению устройство штолен в хорошо уплотняемых грунтах может выполняться после устройства ростверка с помощью воздействия на грунт под ростверком пневмо- или гидродомкратов, находящихся под ростверком, которые образуют полости-штольни с уплотненным грунтом, а затем после снятия давления в пневмо- или гидросистеме и возвращения домкрата в исходное состояние будут извлекаться.

Согласно изобретению изготовление ростверка осуществляют со стальными закладными деталями по нижней грани ростверка, устраиваемыми в местах предполагаемого размещения домкратов и упорных элементов, передающих усилие со свай на ростверк после задавливания свай.

Согласно изобретению при усилии задавливания, превышающем вес возведенных строительных конструкций, могут использоваться машины и механизмы, различные строительные конструкции, грунтовые анкеры, обеспечивающие неизменяемость положения ростверка и временно служащие в качестве пригруза.

Согласно изобретению в случае задавливания стальных полых свай-оболочек после задавливания и формирования узла передачи нагрузки со сваи на ростверк осуществляют установку арматуры и выполняют бетонирование полостей свай.

Согласно изобретению после задавливания свай и формирования узлов передачи давления от свай на ростверк выполняют устройство бетонных оголовков.

На фиг. 1 изображена поэтапная схема возведения свайного фундамента по мере возведения стены, этапы с 1-го по 3-й; на фиг. 2 - то же, этапы с 4-го по 5-й.

Способ возведения свайного фундамента, используемый в строительстве, как показано на фиг. 1 и фиг. 2, состоит из следующих этапов.

На первом этапе (фиг. 1) осуществляют подготовку грунтового основания, изготовление на нем монолитного или сборного ростверка 1 и возведение стен 2 (высотой h1), перекрытий и других строительных конструкций над ростверком до такой высоты, при которой еще будет обеспечиваться несущая способность самого ростверка и грунтового основания под ростверком с учетом будущего ослабления грунтового основания ростверка горизонтальными штольнями, устраиваемыми на втором этапе. При изготовлении ростверка 1 рекомендуется предусмотреть закладку стальных закладных деталей по нижней грани ростверка, устраиваемых в местах предполагаемого размещения домкратов и упорных элементов, передающих усилие со свай 3, 4 на ростверк 1 после их поэтапного задавливания (условно не показано).

На втором этапе устраивают приямки-штольни 5 под ростверком 1 в местах будущего расположения свай, залавливаемых на данном этапе, и осуществляют задавливание многосекционных свай 3 с упором в закладные детали уже устроенного ростверка 1. При задавливании необходимо, чтобы суммарное усилие задавливания свай не превышало суммы веса ростверка, конструкций и возможного пригруза, находящихся в грузовой площади ростверка. Далее формируют железобетонные оголовки и при необходимости производят обратную засыпку приямков-штолен с послойным уплотнением. Расстояние между сваями при первом и последующих этапах задавливания подбирается так, чтобы в любой момент времени производства работ несущая способность ростверка, грунтового основания ростверка и задавленных свай была бы обеспечена. Размеры горизонтальных приямков-штолен 5 подбираются как можно меньше, но из условия безопасного и качественного обеспечения задавливания свай, а также удобства размещения конструкций свай и распорного устройства.

На третьем и последующих этапах возобновляют возведение стен (высотой до h2, h3 … h), перекрытий и других строительных конструкций над ростверком до такой высоты, при которой несущая способность ростверка и грунтового основания ростверка с учетом отрываемых на этом и последующих этапах приямков-штолен под ростверком будет обеспечена. Затем между сваями 3 отрываются следующие приямки-штольни 5 под ростверком в местах расположения свай, залавливаемых на данном этапе, и осуществляют задавливание многосекционных свай-труб 4 с упором в закладные детали устроенного ростверка (фиг. 2). При задавливании также необходимо, чтобы суммарное расчетное усилие задавливания свай не превышало соответствующего расчетного веса ростверка и конструкций, опираемых на него. Формируют железобетонные оголовки задавленных свай и при необходимости производят обратную засыпку приямков-штолен с послойным уплотнением.

При проведении строительных работ на первом этапе суммарный расчетный вес возводимых конструкций, устраиваемых на ростверке с коэффициентами надежности по нагрузке γ₁ (значение коэффициентов должно быть принято более единицы), должен быть таким, чтобы несущая способность грунтового основания балки-ростверка с учетом устраиваемых на 2-м этапе приямков-штолен была бы обеспечена.

На втором этапе суммарное расчетное усилие задавливания свай на участке стены с коэффициентами надежности по нагрузке γ₂ (значение коэффициентов должно быть принято более единицы) не должно превысить суммарный расчетный вес этого участка стены с ростверком с коэффициентами надежности по нагрузке γ₃ (значение коэффициентов должно быть принято менее единицы). При этом также должна обеспечиваться несущая способность неразрезной балки-ростверка от усилий задавливания свай и возведенной части здания. После задавливания свай на втором этапе производится возведение следующего участка стены и перекрытий. При возведении стены на третьем этапе суммарный расчетный вес возводимого участка стены и перекрытий, устраиваемый на монолитной балке-ростверке с коэффициентами надежности по нагрузке γ₄ (значение коэффициентов должно быть принято более единицы), должен быть таким, чтобы несущая способность грунтового основания с учетом устраиваемых на четвертом этапе приямков-штолен была обеспечена.

Этапы 4-й и 5-й устраиваются аналогично второму и третьему этапам. Проверку несущей способности балки, грунтового основания и вычисление максимального усилия задавливания также производят по подобию 2-го и 3-го этапа.

При осуществлении способа возведения свайного фундамента устройство штолен и закрепление их стенок можно производить до выполнения ростверка с помощью разных приемов:

- путем закладки инвентарных объемных элементов, в том числе из малопрочного материала, которые извлекают из-под ростверка или разрушают перед задавливанием свай;

- путем закладки инвентарных объемных элементов, имеющих приспособление для их легкого извлечения, которые будут извлекаться из-под ростверка перед задавливанием свай, а после задавливания свай полностью или частично устанавливаться назад в штольню для восприятия части давления с ростверка с выполнением мероприятий по включению этих элементов в работу (например, с помощью подклинки);

- путем закладки неизвлекаемых полых вкладышей с жесткими стенками, предотвращающих разрушение стенок штолен;

- путем закладки вкладышей, которые будут служить опалубкой свайных оголовков.

- путем закладки извлекаемых и используемых повторно полых вкладышей с жесткими стенками, предотвращающих разрушение стенок штолен.

Устройство штолен в хорошо уплотняемых грунтах может выполняться после устройства ростверка с помощью воздействия на грунт под ростверком пневмо- или гидродомкратов, заглубляемых под ростверком, которые образуют полости-штольни с уплотненным грунтом, а затем после снятия давления в пневмо- или гидросистеме и возвращения домкрата в исходное состояние будут извлекаться.

В тех случаях, когда усилие задавливания превышает вес возведенных строительных конструкций, могут использоваться машины и механизмы, различные строительные конструкции, грунтовые анкеры, обеспечивающие неизменяемость положения ростверка и временно служащие в качестве пригруза.

В случае задавливания стальных полых свай-оболочек после задавливания и формирования узла передачи нагрузки со сваи на ростверк осуществляют установку арматуры и выполняют бетонирование полостей свай.

После задавливания всех или группы свай и формирования у них узлов передачи давления от свай на ростверк выполняют устройство бетонных оголовков.

Преимущество заявляемого способа возведения свайного фундамента по сравнению с прототипом позволяет достичь более высокий технический результат, который заключается в расширении сферы использования способа, в частности при строительстве в стесненных условиях, в упрощении технологии, уменьшении стоимости и снижении материалоемкости выполнения работ при задавливании свай, а также в упрощении работ по выполнению узла сопряжения сваи с ростверком. Указанные преимущества обусловлены отличающейся от прототипа технологией поэтапного задавливания свай, осуществляемой из штолен, располагаемых под подошвой ростверка.

1. Способ возведения свайного фундамента, включающий устройство ростверка на подготовленном грунтовом основании, поэтапное задавливание свай домкратами по мере возведения несущих конструкций здания, бетонирование полости сваи и формирование оголовка сваи, отличающийся тем, что в местах установки свай поэтапно создают штольни, а задавливание свай осуществляют из штолен, устроенных на соответствующем этапе под подошвой ростверка с упором домкратов в ростверк, причем на начальных этапах возведения используют несущую способность грунтового основания под ростверком с учетом его ослабления штольнями, а на каждом последующем этапе используют несущую способность свайного ростверка с возведенными на нем конструкциями с учетом ослабления грунтового основания ростверка штольнями под сваи, залавливаемые на очередном этапе.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устройство штолен и закрепление их стенок может быть произведено до выполнения ростверка.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что устройство штолен выполняют с помощью закладки инвентарных объемных элементов, которые извлекают из-под ростверка перед задавливанием свай.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что устройство штолен выполняют с помощью закладки малопрочного материала, который извлекают из-под ростверка или разрушают перед задавливанием свай.

5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что устройство штолен выполняют с помощью закладки инвентарных объемных элементов, имеющих приспособление для их легкого извлечения, которые будут извлекаться из-под ростверка перед задавливанием свай, а после задавливания свай полностью или частично устанавливаться назад в штольню для восприятия части давления с ростверка с выполнением мероприятий по включению этих элементов в работу, например, с помощью подклинки.

6. Способ по п. 2, отличающийся тем, что устройство штолен может выполняться с помощью закладки неизвлекаемых полых вкладышей с жесткими стенками, предотвращающих разрушение стенок штолен.

7. Способ по п. 2, отличающийся тем, что устройство штолен может выполняться с помощью закладки вкладышей, которые будут служить опалубкой свайных оголовков.

8. Способ по п. 2, отличающийся тем, что устройство штолен может выполняться с помощью закладки извлекаемых и используемых повторно полых вкладышей с жесткими стенками, предотвращающих разрушение стенок штолен.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устройство штолен в хорошо уплотняемых грунтах может выполняться после устройства ростверка с помощью воздействия на грунт под ростверком пневмо- или гидродомкратов, находящихся под ростверком, которые образуют полости-штольни с уплотненным грунтом, а затем после снятия давления в пневмо- или гидросистеме и возвращения домкрата в исходное состояние будут извлекаться.

10. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что изготовление ростверка осуществляют со стальными закладными деталями по нижней грани ростверка, устраиваемыми в местах предполагаемого размещения домкратов и упорных элементов, передающих усилие со свай на ростверк после задавливания свай.

11. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что при усилии задавливания, превышающем вес возведенных строительных конструкций, могут использоваться машины и механизмы, различные строительные конструкции, грунтовые анкера, обеспечивающие неизменяемость положения ростверка и временно служащие в качестве пригруза.

12. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в случае задавливания стальных полых свай-оболочек после задавливания и формирования узла передачи нагрузки со сваи на ростверк осуществляют установку арматуры и выполняют бетонирование полостей свай.

13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после задавливания свай и формирования узлов передачи давления от свай на ростверк выполняют устройство бетонных оголовков.