Спосіб будівництва будинків, споруд

Реферат: UA 76532 U UA 76532 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі будівництва і може бути використана при будівництві будинків, споруд для влаштування надійних основ фундаментів. Найбільш близьким за сукупністю ознак і технічним результатом, що досягається, є спосіб будівництва будівель (патент України на корисну модель № 39176 МПК (2009) Ε 02D 27/34, 2009), що включає виготовлення котловану з відміткою дна вище за проектну відмітку низу фундаменту на величину будівельного підйому будівлі, що дорівнює потенційному осіданню будівлі в процесі зведення, влаштування фундаменту та постійний моніторинг. Відомий спосіб передбачає в процесі влаштування фундаменту в його тілі на всю товщину розміщують вертикальні та похилі канали і приступають до зведення будівлі. При цьому фундамент влаштовують на природній основі без покращення властивостей ґрунту. Під час зведення будівлі при збільшенні поверхів відповідно збільшується тиск на ґрунт під фундаментами, що викликає деформацію стиску товщі ґрунтів і, як наслідок, осідання фундаментів сумісно із зведенням будівлі. Зважаючи на це, під час зведення будівлі по різним причинам існує вірогідність нерівномірних осідань фундаменту і, як наслідок, кренів будівлі. Для вирівнювання фундаменту і усунення кренів будівлі відома корисна модель передбачає видалення ґрунту основи із-під частини фундаменту, яка менше осіла. Видалення ґрунту виконують будь-яким відомим способом (вимивом, вибурюванням та ін.) через заложені в тілі фундаменту канали. Нахили будівель і їх вирівнювання може відбуватися в процесі будівництва в декілька етапів (циклів). Ефективність відомого способу будівництва полягає в тому, що відпадає необхідність в підготовці основи, наприклад укріпленням ґрунтів або влаштуванням пальових фундаментів. Але спосіб має недолік - запропонований спосіб вирівнювання фундаменту та усунення крену будівлі є досить складним процесом, особливо з урахуванням стиснених умов його виконання (в підвальних приміщеннях). В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу будівництва будинків, споруд, в якому за рахунок ущільнення ґрунтів просадочної товщі шляхом їх замочування забезпечується підвищення надійності основи будівель, знижується імовірність нахилу та інших деформацій будівель. Дня вирішення поставленої задачі у способі будівництва будинків, споруд, що включає виготовлення котловану з відміткою дна вище за проектну відмітку низу фундаменту на величину можливої потенційної осадки будівлі, влаштування фундаменту, регулювання осідань будівлі в процесі її зведення та постійний моніторинг, згідно з корисною моделлю, проектну відмітку фундаменту досягають шляхом замочування під тиском води просадочних ґрунтів основи, при якому реалізується потенційно допустима осадка будівлі, яка дорівнює сумарній величині розрахункової просадочної деформації, що відбувається при замочуванні просадочної товщі ґрунтів під дією власної ваги ґрунтів та ваги будівлі, при цьому при усуненні просадочності лесових ґрунтів просадочну товщу розподіляють на шари та виконують почергове поярусне адресне замочування шарів просадочної товщі, яке починають із нижнього шару ґрунту, в який через пробурені свердловини занурюють труби, перфоровані в нижній частині, та виконують тампонування зазорів між стінками свердловин та труб вище зони перфорації, замочування нижнього шару ґрунтової просадочної товщі виконують до повної реалізації просадки цього шару, після чого труби підтягують догори до межі замочування вищерозташованого шару, тампонують вище зони перфорації і в аналогічній послідовності замочують всі шари просадочної товщі, товщину кожного шару ґрунту встановлюють із розрахунку можливої потенційної просадки цих шарів, але яка не перевищує величину допустимої осадки для даної споруди. Кількість ярусів для замочування шарів просадочної товщі може бути визначена із співвідношення n  S , де n - кількість ярусів, S - загальна деформація просадочної товщі Si основи будівлі, S i - просадка і-го шару ґрунтової товщі. У просадочній товщі можуть влаштовувати контрольні свердловини для спостереження за зміною рівня ґрунтових вод, а для спостереження за деформацією замочуваних шарів ґрунту і переміщення поверхні ґрунту встановлювати глибинні та поверхневі ґрунтові марки. Суть заявленого способу будівництва будинків, споруд пояснюється фігурами 1, 2, 3, де показані схеми здійснення способу. На фіг. 1 умовно показана схема котловану, на фіг. 2 - технологічна схема пошарового замочування товщі ґрунту ярусів І, ІІ…і-го ярусу, на фіг. 3 - положення будівлі після замочування просадочної товщі, фундаменти якої обпираються на непросадочний ґрунт, де 1 - котлован, 2 - фундаменти, зведені на просадочному ґрунті та проектна відмітка низу фундаментів, 3 - свердловини до глибини 1 UA 76532 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 кожного шару ґрунту, 4 - дренажні труби у кожній свердловині, 5 - тампонаж зазору між стінками свердловини і трубою, 6 - водопровід, з'єднаний із всіма дренажними трубами, 7 - кущ глибинних марок, установлених на межі кожного шару ґрунту для спостереження за їх осіданнями, 8 - свердловини для спостереження за зміною рівня підземних вод(п'єзометри), 9 сітка поверхневих ґрунтових марок для спостереження за осіданнями поверхні, на фіг. 3 схема будівлі 10, фундаменти якої опираються на ґрунт, просадочність якого ліквідовано. Згідно з корисною моделлю будинки, споруди будують наступним чином. На просадочній площадці відкопують котлован 1, дно якого знаходиться нижче зони промерзання з відміткою дна вище за проектну відмітку низу фундаментів на величину h потенційної просадки, яка дорівнює значенню просадочної деформації S просадочної товщі ґрунтів глибиною Н. Просадочна деформація S визначається по відомим методикам механіки ґрунтів. На дні котловану бурять свердловини 3, в які опускають дренажні труби 4, перфоровані в нижній частині і підключають через регулюючі і контролюючі системи до водопроводу 6 і замочують просадочний ґрунт. Замочування просадочних ґрунтів в природному стані, тобто без покращення їх властивостей, виконують до чи в процесі зведення будівлі. Для забезпечення мінімального розтікання води в сторони по порах ґрунту в суміжні прилеглі масиви товщі та рівномірності просадок ґрунту в межах ділянки забудови, з метою попередження нерівномірних осідань фундаментів і виникнення крену будівлі в процесі її зведення, просадочну товщу Η розбивають на шари обмеженої товщини, товщину кожного шару ґрунту визначають за умови Si  S доп , де S i - просадочна деформація і-го шару ґрунту, S доп - гранично допустима величина осідання будівлі відповідного конструктивного рішення, яка обумовлена нормативними документами. Виходячи із цього, кількість шарів для замочування визначають із співвідношення n  S , де S - загальна деформація просадочної товщі основи будівлі, S i Si просадка і-го шару ґрунтової товщі, шари товщі замочують почергово поярусно - І, II…і. Спочатку замочують І ярус - нижній шар ґрунту. Тобто замочування починається знизу просадочної товщі, яке моделює підйом рівня ґрунтових вод і тому дозволяє істотно зменшити нерівномірність просадочних деформацій та гарантувати безпеку для конструкцій будівлі. При цьому замочування виконують шляхом адресної подачі води в цей шар, монтаж поверхів будівлі здійснюють рівномірним завантаженням, а у випадку виникнення нерівномірного осідання фундаментів із випередженням завантажують ту частину будівлі, фундаменти якої менше осіли і додатковим регулюванням подачі води вирівнюють можливі нерівномірності. Для запобігання потраплянню води в суміжний верхній шар, зазор між стінками свердловини і трубою вище зони перфорації тампонують, для цього в забій свердловини подають ґрунтоцементну суміш в текучому стані, яка твердіє і слугує тампоном. Рівномірність просідань в межах кожного шару досягається регулюванням подачі води у відповідні шари ґрунту через дренажні труби 4, а контроль за просадками виконують за допомогою пошарових глибинних марок 7, які установлюють на межі кожного шару ґрунту, рівень води в товщі контролюють за допомогою п'єзометрів 8. Замочування шару ґрунту ярусу І продовжують до повної реалізації просадки цього шару, тобто до стабілізації глибинної марки 7, закладеної в цей шар. Після стабілізації осідань цієї марки трубу 4 підтягують до верхнього рівня шару ґрунту ярусу ІІ, тампонують вище зони перфорації і в аналогічній послідовності виконують замочування ґрунту цього ярусу і інших ярусів. Пошарові просадки ґрунтів супроводжуються осіданнями всієї товщі ґрунтів за рахунок їх ущільнення, у тому числі поверхні ґрунту, закономірність осідань поверхні контролюють за допомогою сітки поверхневих марок 9. Враховуючи, що поярусне замочування просадочної товщі ґрунтів виконують в процесі зведення будівлі 10, при збільшенні поверхів просадки ґрунтів прискорюються, оскільки тиск на замочені шари ґрунту поступово збільшується. По закінченні будівництва фундаменти будівлі будуть обпиратися на основи, просадочність ґрунтів яких замочуванням ліквідована (усунена) і додаткові замочування основ в процесі експлуатації будуть безпечними, що підвищує надійність та безпеку будинків і споруд. Таким чином, запропонований спосіб будівництва будинків, споруд на територіях із просадочними ґрунтами особливо з високими показниками просадочності ефективний та реальний у виконанні. Ефективність його визначається: по-перше, скороченням часу будівництва, оскільки підготовка основи і зведення будівлі відбуваються одночасно, по-друге, низькою матеріало-, машино-, енергоємністю, так як немає необхідності в окремій підготовці основ, по-третє, надійністю основи, яка обумовлює безпечну експлуатацію будівель, зведених на основах, які втратили просадочність. 2 UA 76532 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 1. Спосіб будівництва будинків, споруд, що включає виготовлення котловану з відміткою дна вище за проектну відмітку низу фундаменту на величину можливої потенційної осадки будівлі, влаштування фундаменту, регулювання осідань будівлі в процесі її зведення та постійний моніторинг, який відрізняється тим, що проектну відмітку фундаменту досягають шляхом замочування під тиском води просадочних ґрунтів основи, при якому реалізується потенційно допустима осадка будівлі, яка дорівнює сумарній величині розрахункової просадочної деформації, що відбувається при замочуванні просадочної товщі ґрунтів під дією власної ваги ґрунтів та ваги будівлі, при цьому при усуненні просадочності лесових ґрунтів просадочну товщу розподіляють на шари та виконують почергове поярусне адресне замочування шарів просадочної товщі, яке починають із нижнього шару ґрунту, в який через пробурені свердловини занурюють труби, перфоровані в нижній частині, та виконують тампонування зазорів між стінками свердловин та труб вище зони перфорації, замочування нижнього шару ґрунтової просадочної товщі виконують до повної реалізації просадки цього шару, після чого труби підтягують догори до межі замочування вищерозташованого шару, тампонують вище зони перфорації і в аналогічній послідовності замочують всі шари просадочної товщі, товщину кожного шару ґрунту встановлюють із розрахунку можливої потенційної просадки цих шарів, але яка не перевищує величину допустимої осадки для даної споруди. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що кількість ярусів для замочування шарів просадочної товщі визначають із співвідношення n  25 S , де n - кількість ярусів, S - загальна Si деформація просадочної товщі основи будівлі, Si - просадка і-го шару ґрунтової товщі. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що у просадочній товщі влаштовують контрольні свердловини для спостереження за зміною рівня ґрунтових вод, а для спостереження за деформацією замочуваних шарів ґрунту і переміщення поверхні ґрунту встановлюють глибинні та поверхневі ґрунтові марки. 3 UA 76532 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4