EA009928B1 - Способ сооружения ленточного фундамента с продольной канавкой, элемент фундамента и приспособление для его фиксации и выравнивания, предназначенные для осуществления способа - Google Patents

Abstract

Настоящее изобретение относится к способу сооружения фундаментов для промышленных зданий, к элементам фундамента, образующим составную часть указанных фундаментов, и приспособлениям для фиксации и выравнивания элементов фундамента. Способ сооружения ленточного фундамента с продольной канавкой характеризуется тем, что продольную канавку формируют из множества элементов (3) фундамента (4), имеющих продольные пазы и выступающую со стороны их основания арматуру (3.3), каждый из которых временно подвешивают над траншеей (8) по периметру разметки здания на двух приспособлениях (5) для фиксации и выравнивания элемента фундамента, расположение элементов (3) регулируют и окончательно выравнивают с помощью указанных приспособлений так, что пазы этих элементов образуют продольную канавку фундамента (4); затем промежуток между собранными таким образом элементами (3) и дном траншеи (8) и расположенную в этом промежутке арматуру (3.3) элемента (3) заливают свежеприготовленной бетонной смесью для образования ленточного фундамента (4). Применение данного изобретения приводит к значительной экономии рабочей силы и материалов, делая процесс сооружения фундамента менее зависимым от погодных условий.

Description

Область техники

Настоящее изобретение относится к сооружению фундаментов для промышленных зданий и других зданий сходного типа из железобетона и, в частности, к некоторым сборным элементам, которые образуют составную часть указанных фундаментов.

Область техники, к которой относится изобретение, описана в международной патентной классификации 1РС, класс Е 02Ό 27/00, который касается сооружения фундаментов в целом, или же более подробно в классе Е 02Ό 27/32.

Предпосылки изобретения

Настоящее изобретение касается сооружения специальных ленточных фундаментов с продольной канавкой (гнездом), предназначенных для большепролетных строительных конструкций со стенами, образованными вертикальными несущими консольными панелями, поддерживающими крышу с промежуточными перекрытиями или без них. В частности, настоящее изобретение касается способа, элемента фундамента и устройства для сооружения подземной части указанных фундаментов.

В ходе традиционного процесса сооружения фундамент здания формируется из уложенного бетона, на что затрачивается несколько дней и значительное количество человеко-часов. Настоящее изобретение значительно делает более рациональным традиционный процесс, сокращая его продолжительность до одного дня; для выполнения значительно упрощенной задачи подготовки такого фундамента усовершенствованный процесс требует наличия крана, определенного специализированного оборудования и всего нескольких работников.

Традиционная процедура, которая вкратце описана здесь для сравнения с настоящим изобретением, начинается с того, что в грунте ниже линии промерзания выкапывается траншея необходимой глубины, расположенная по периметру разметки здания. Затем дно траншеи заливается тонким слоем бетона (на затвердевание которого уходит по меньшей мере день) для создания ровной и чистой поверхности, на которой можно будет точно разместить арматуру ленточного фундамента из сварной сетки и арматуру продольного канала (или гнезд). После этого бетономешалки доставляют бетон на строительную площадку и заливают бетон, формируя плиту ленточного фундамента. Затем, прежде чем предпринять следующие шаги, требуется еще один день для затвердевания залитого таким образом бетона. После того, как затвердеет бетон плиты ленточного фундамента, должен быть завершен монтаж арматуры (если это не было сделано ранее). После этого устанавливаются боковые формы для того, чтобы ограничить пространство под две тонкие стенки канала продольного гнезда. Наконец, заливается канал под гнездо, и требуется еще несколько дней, чтобы бетон затвердел в достаточной степени для того, чтобы на него можно было устанавливать панели.

Длинные и тонкие полосы, образующие продольную канавку, непросто изготовить и точно выровнять; на это уходит значительное количество человеко-часов на строительной площадке - в частности, на сооружение и выравнивание огромного количества форм, установку арматуры, бетонирование в два этапа (фундамент и канавка по отдельности), а также на другие операции; при этом связанные с погодой осложнения могут замедлить выполнение различных этапов строительства.

Заявляемый способ, являющийся альтернативой процессам возведения традиционных фундаментов, изготавливаемых отливкой на месте, обладает по сравнению с известным способом несколькими преимуществами с точки зрения выполнения задачи сооружения фундаментов. Поскольку потребность в упрощении процесса существует всегда, предлагаемое изобретение позволяет ускорить традиционную процедуру и уменьшить трудозатраты за счет использования каналов из сборных бетонных элементов, которые доставляются на строительную площадку, надлежащим образом выравниваются с помощью соответствующих приспособлений и сразу же бетонируются. Таким образом, более простой и быстрый способ, предлагаемый в рамках настоящего изобретения, приводит к значительной экономии рабочей силы и материалов, делая весь процесс сооружения фундамента менее зависимым от погодных условий.

Описание изобретения

Как указано выше, общим предметом настоящего изобретения является быстрый и экономичный способ сооружения ленточных фундаментов с продольной канавкой для вышеупомянутых типов зданий, хотя тот же способ и оборудование могут использоваться для сооружения нескольких различных типов фундаментов. Стандартная несущая сборная стена из панелей, установленная на ленточном фундаменте и служащая для поддержки данного конкретного типа здания, показана на фиг. 1. Высокие и тонкие стеновые панели вставляются в продольные канавки, проходящие по периметру здания, временно выравниваются и фиксируются там с помощью клиньев, а затем окончательно закрепляются бетоном, заливаемым обычным способом в зазор между панелями и тонкими стенками канавки.

Таким образом, настоящее изобретение включает быстрое размещение таких длинных элементов фундамента из железобетона, которые будучи временно подвешены, удерживаются в заранее определенном положении с помощью множества приспособлений для фиксации, пока все (или определенная часть) элементов не будет собрана и точно выровнена. Установленные таким образом и надежно закрепленные элементы фундамента окончательно закрепляются в заливаемом бетоне ленточного фундамента, становясь частью фундамента, как показано на фиг. 2.

В наиболее распространенных каркасных системах-прототипах колонны или каркасы, несущие

- 1 009928 конструкции крыш/перекрытий, опираются на отдельные фундаменты, а усилия и изгибающий момент передаются на фундамент сосредоточенно. В данной системе, где размещение и нагрузка стен/панелей осуществляются равномерно вдоль ленточного фундамента, вертикальная нагрузка и изгибающие моменты передаются достаточно равномерно (на единицу длины) по всему фундаменту. По сравнению с отдельными фундаментами, продольные ленточные фундаменты, благодаря уменьшенному и значительно более низкому давлению на поверхности соприкосновения бетона и грунта, могут сооружаться на меньшей глубине; при этом равномерное распределение нагрузки и изгибающего момента по длине ленточного фундамента позволяет использовать более тонкие и более широкие ленточные фундаменты.

Продольные канавки, обеспечивающие соединение с защемлением стеновых панелей и фундамента, требуют максимально точного выравнивания общего дна, поэтому целесообразно отливать их в стабильных фабричных условиях - в частности с использованием точных форм, при наличии в одном месте всего необходимого оборудования и вне зависимости от погодных условий.

При использовании элементов фундамента, доставляемых на строительную площадку, возникает проблема их точного размещения и выравнивания по всей длине сформированного канала, состоящего из множества таких элементов, перед бетонированием ленточного фундамента. Для этого с целью окончательного формирования всей канавки, а также с целью обеспечения точной подготовки и идеального горизонтального выравнивания непрерывной продольной канавки используются фиксирующие приспособления, показанные на фиг. 7. Каждый элемент фундамента временно фиксируется парой таких приспособлений, как показано на фиг. 4. Будучи установлены таким образом, множество элементов фундамента, собранных в единую канавку, подвешиваются над дном траншеи на заранее заданной глубине. Таким образом, формируется подвешенная продольная канавка; нижние части концов соседних элементов 3 фундамента 4 могут быть расположены идеально близко друг к другу; эти элементы сделаны совместимыми, чтобы их выравнивание осуществлялось одними и теми же приспособлениями. Как показано на фиг. 4, балки 5.1 регулируемой длины приспособлений 5 для фиксации и выравнивания, перекинуты через траншею и опираются на две опоры 6, каждая из которых снабжена гидравлическим подъемником 6.1 для выравнивания по вертикали. Наклон элемента фундамента в траншее в поперечном направлении предотвращается за счет подвешивания на двух вертикальных тягах 5.3, длины которых заранее установлены равными. Наклон элемента 3 в продольном направлении регулируется с помощью гидравлических подъемников 6.1 опор 6. Движение элемента фундамента в направлении его оси, а также его поперечное поступательное движение обеспечивается роликами, расположенными между корпусами гидравлических подъемников 6.1 и опорными пластинами 6.4. Наиболее точные горизонтальные движения в обоих направлениях в горизонтальной плоскости осуществляются за счет скольжения корпуса опоры 6 по опорной пластине 6.4, обеспечиваемого гидравлическими приспособлениями или другими аналогичными средствами.

Чтобы обеспечить требуемое соединение между элементом фундамента и забетонированной полосой на строительной площадке, необходимо обеспечить соответствующее количество арматуры, выступающей со стороны основания элемента фундамента, как показано на фиг. 2. Элемент фундамента должен быть также оснащен определенным количеством продольной арматуры, которая предотвращает незначительные отклонения, вызванные подъемом и транспортировкой элемента, а также его нахождением над траншеей. После точного выравнивания такая временно подвешенная конструкция, образующая продольную канавку фундамента 4, заливается свежей бетонной смесью и таким образом надежно фиксируется.

Главная цель настоящего изобретения - предложить элементы фундамента и методы, которые значительно облегчают и ускоряют сооружение фундамента здания указанного типа. Характер настоящего изобретения позволяет также сократить затраты рабочей силы, необходимой для сооружения фундамента. Нетрудно понять, что, если длина элементов фундамента составляет около 12 м, то для сооружения нескольких сотен метров готового фундамента за день достаточно всего нескольких квалифицированных рабочих. Еще одно преимущество заключается в конфигурации элементов фундамента, которые можно комбинировать множеством способов для создания широкого ассортимента планировок фундаментов с помощью комплекта элементов фундамента, которые могут быть доставлены на место проведения работ для быстрой сборки.

Настоящее изобретение применимо, в частности, при сооружении фундаментов для большепролетных промышленных зданий и других зданий сходного типа, хотя те же элементы и методы могут использоваться и для любых других зданий, использующих ленточные фундаменты сходного типа.

Описание чертежей

Фиг. 1 - общий вид стандартного здания на ленточном фундаменте с продольной канавкой по настоящему изобретению;

фиг. 2 - вид готового фундамента в поперечном разрезе с указанием элемента фундамента, соединенного с ленточным фундаментом в качестве его составной части;

фиг. 3 - общий вид элемента фундамента;

фиг. 4 - общий вид участка строительной площадки, где сооружается фундамент, иллюстрирующий процесс строительства. На чертеже элемент фундамента, еще подвешенный на стреле крана и поддержи

- 2 009928 ваемый приспособлениями для фиксации и выравнивания, размещается в траншее перед выравниванием, и производится заливка бетона для формирования плиты ленточного фундамента;

фиг. 5 - чертеж в поперечном разрезе, иллюстрирующий этап процесса строительства, когда элемент фундамента, временно подвешенный над траншеей, поддерживается горизонтальным стержнем и двумя вертикальными тягами перед подвешиванием на балку указанного приспособления;

фиг. 6 - чертеж в поперечном разрезе, иллюстрирующий этап процесса строительства, когда элемент фундамента, временно подвешенный над траншеей, подвешивается к предварительно выровненной балке указанного приспособления в ожидании бетонирования ленточного фундамента;

фиг. 7 - общий вид приспособления для фиксации и выравнивания с указанием его составных частей.

Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

На фиг. 1 показана стандартная конструкция, собранная из несущих стеновых панелей на ленточном фундаменте с продольной канавкой в соответствии с настоящим изобретением. Вообще говоря, такие фундаменты, служащие опорой и поддержкой для данного конкретного типа конструкции, имеют непрерывные продольные канавки по всей длине ленточного фундамента 4. Вертикальные несущие панели 1, на которые опирается конструкция крыши (а также, возможно, одно или более промежуточных перекрытий) представляют собой на самом деле тонкостенные широкие колонны на консольном основании, охватывающие внутреннюю часть здания; нижние концы этих колонн прочно закреплены в элементе 3 фундамента 4, а на верхние концы могут свободно опираться конструкционные элементы перекрытий.

Элементы 3 фундамента 4, как показано на фиг. 2, заменяющие традиционно отливаемую на месте продольную канавку, что в случае строительства традиционными способами было бы наиболее трудоемкой частью в процессе сооружения фундамента, доставляются на строительную площадку и быстро устанавливаются в подготовленных траншеях, как показано на фиг. 4, 5 и 6. В качестве первого шага ниже линии промерзания по периметру разметки здания выкапывается траншея 8 заранее заданной ширины и глубины в соответствии с состоянием местного грунта и условиями строительной площадки. Широкие и мелкие траншеи выкапываются с помощью подходящего экскаватора. На фиг. 2 показано поперечное сечение траншеи. В очень вязком грунте предпочтительна форма траншеи должна быть такой, как показано пунктирной линией. Чем меньше вязкость грунта, тем более наклонными должны быть стенки траншеи во избежание их осыпания. В большинстве случаев, за исключением очень сыпучего грунта, возможно добиться плотных грунтовых стенок возле дна траншеи, куда заливается бетон полосового фундамента, так, что никаких дополнительных поперечных форм не требуется, как наглядно видно на фиг. 2. Как только траншея выкопана, процесс сооружения фундамента при наличии соответствующего оборудования и квалифицированной рабочей силы, продвигается быстро и непрерывно с малым числом рабочих.

Как показано на фиг. 4, кран 10 соответствующей грузоподъемности движется вдоль траншеи; к крану непрерывно подаются элементы 3, доставляемые автотранспортом 11 на строительную площадку. Небольшая группа рабочих размещается возле траншеи, сопровождая кран, и они осуществляют крепление приспособлений 5 для фиксации и выравнивания к элементам фундамента. Таким образом, все еще подвешенный на стропах крана элемент 3 фундамента 4, поддерживаемый двумя приспособлениями 5, может таким образом крепиться на этих приспособлениях над траншеей, куда его помещает кран с помощью той же группы рабочих. После того, как элемент 3 размещен указанным образом, стропы крана отцепляют, и кран поднимает следующий элемент, продолжая работу. Элемент 3 фундамента 4, уже помещенный в траншею описанным выше образом, затем выравнивается другой группой рабочих с помощью приспособлений для фиксации и выравнивания. Затем бетономешалка заливает бетон в траншею под подвешенные элементы 3 фундамента 4, которые, как показано на фиг. 4, образуют основание ленточных фундаментов 4, прочно соединяющееся благодаря выступающей арматуре 3.3 элемента 3 фундамента 4, как показано на фиг. 2 и 3. Кратко описанный выше процесс продолжается дальше с продвижением вдоль траншеи; при этом на каждые двадцать метров длины готового фундамента (20 м - длина сборного элемента) уходит не более 15 мин. Организованная таким образом процедура при наличии квалифицированных рабочих, в отсутствие помех осуществляется равномерно со скоростью около 1 м/с, что составляет 60 м/ч.

Дальнейшая процедура будет описана более подробно с указанием необходимых деталей. Приспособление для фиксации и выравнивания 5, показанное на фиг. 7, состоит из главной балки 5.1, длина которой чуть больше ширины траншеи, с выдвижными концевыми элементами 5.2, опирающимися на подставки 6.5, покоящиеся на паре регулируемых опор 6, расположенных по обе стороны траншеи, как показано на фиг. 6. Балки 5.1, которые легко могут переносить два человека, перебрасываются через траншею, удерживая подвешенный элемент 3 фундамента 4 в траншее 8 над ее дном. Обе опоры 6 оснащены гидравлическими подъемниками 6.1, используемыми для движения вверх-вниз в вертикальной плоскости и расположенными внутри стального корпуса 6.2 с расширенным основанием 6.3, которое способно смещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях в горизонтальной плоскости. Расширенное основание 6.3 корпуса опирается на опорную пластину 6.4 с помощью комплекта роликов, движение которых ограничено в пределах площади опорной пластины (на чертежах не показано, поскольку это имеет лишь второстепенное значение для данного изобретения).

- 3 009928

Элемент 3 фундамента 4 горизонтально подвешивается на двух стержнях 7 прямоугольного сечения, пропущенных через прямоугольные отверстия 3.2 в обеих тонких стенках с этого элемента 3. Прямоугольные отверстия 3.2 используются вместо круглых во избежание вращения стержня вокруг своих осей, что позволяет им принять вертикальное положение после крепления к сборному элементу 3.

Стержень 7 подвешивается на двух тягах 5.3, пропущенных вертикально через главную балку 5.1 симметрично относительно ее середины пролета. Длина обеих тяг 5.3 может регулироваться с целью достижения необходимого положения элемента 3 фундамента 4 по высоте над дном траншеи. Выбранная длина отрезка обеих вертикальных тяг 5.3 между верхней частью балки 5.1 и требуемой высотой горизонтального стержня 7 фиксируется двумя гайками 5.4. Будучи закрепленным таким образом на некоторой высоте гайками 5.4 одновременно на обоих приспособлениях, элемент фундамента висит без наклона в поперечном направлении и готов к выравниванию.

Для подъемных работ и выравнивания в стенках каждого сборного элемента 3 имеется по две пары отверстий, расположенных примерно в четверти его длины от концов, в частности, пара внутренних 3.1 и пара прямоугольных наружных 3.2 отверстий, как показано на фиг. 3. Внутренняя пара отверстий 3.1 используется для крепления элемента фундамента к стропам крана. В ходе процедуры, показанной на фиг. 4, элемент 3 фундамента 4, закрепленный с помощью крюков во внутренних отверстиях 3.1, поднимается с грузового автомобиля краном, который поворачивается к траншее и продолжает удерживать подвешенный на стропах элемент 3 над траншеей, пока рабочие не пропустят стержень 7 через оба концевых отверстия 5.5 двух вертикальных тяг 5.3 и отверстия 3.2 в обеих стенках элемента 3. После того, как обе вертикальных тяги 5.3 примут вертикальное положение (благодаря тому, что стержень прямоугольного сечения препятствует их вращению, как указано выше), кран постепенно опускает элемент 3 фундамента 4 в траншею до тех пор, пока рабочие не смогут дотянуться руками до верхних частей вертикальных тяг. Затем балка 5.1 крепится к обоим вертикальным тягам 5.3 с помощью гаек 5.4 и укладывается на опоры 6. Теперь элемент 3 фундамента 4, подвешенный на двух приспособлениях, поддерживаемых с обеих сторон траншеи, может быть освобожден от строп крана. Для обеспечения доступа к приспособлениям используется доска 15, переброшенная через траншею.

Точное выравнивание осуществляется после того, как элементы 3 фундамента 4 будут временно и довольно грубо установлены. Перед выравниванием точное положение устанавливаемого в данный момент элемента 3 достигается его одновременным перемещением на всех четырех опорах 6 вдоль его продольной оси или перпендикулярно ей. Как указано выше, каждая опора позволяет осуществить такое движение за счет скольжения основания корпуса 6.3 по опорной пластине 6.4.

Выравнивание с целью добиться нулевого наклона элемента 3 фундамента 4 в продольном направлении осуществляется на опорах 6 с помощью пары гидравлических подъемников 6.1. Действуя одновременно, указанная пара подъемников 6.1 на каждом из концов элемента 3 может приподнять или опустить его в вертикальной плоскости. Если сборный элемент наклонен в поперечной плоскости, незначительная корректировка осуществляется одним нажатием на одну сторону стержня 7. Расположенное таким образом множество элементов 3 фундамента 4, подвешенных на стержнях 7, образуют точно расположенную продольную канавку всего фундамента. Положение элементов 3 можно регулировать вновь и вновь, пока не будет достигнута нужная точность. Указанная точность расположения продольной канавки имеет важное значение на более позднем этапе сооружения стен, когда производится монтаж и выравнивание панелей в вертикальном положении.

Наконец, после того, как подвешенная над траншеей продольная канавка будет идеально выровнена, ее заливают свежей бетонной смесью для фиксации в грунте; фиксацию осуществляет группа рабочих, которые вслед за выравнивающей группой завершают работу, обрабатывая бетон шаблоном или вибробрусом. Бетонируемый на месте ленточный фундамент 4 заполняет промежуток между элементами 3 фундамента 4, подвешенными и надежно закрепленными на некотором расстоянии от дна траншеи, и дном траншеи 8. После того, как бетон ленточного фундамента 4 затвердел, приспособления 5 для фиксации и выравнивания элементов фундамента убирают.

Claims (3)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ сооружения ленточного фундамента с продольной канавкой, предназначенной для установки несущих панелей стен, характеризующийся тем, что указанную продольную канавку формируют из множества элементов (3) фундамента (4), имеющих продольные пазы и выступающую со стороны их основания арматуру (3.3), каждый из которых временно подвешивают над траншеей (8) по периметру разметки здания на двух приспособлениях (5) для фиксации и выравнивания элемента фундамента, расположение этих элементов (3) регулируют и окончательно выравнивают с помощью указанных приспособлений так, что пазы этих элементов образуют продольную канавку фундамента (4); а затем промежуток между собранными таким образом элементами (3) и дном траншеи (8) и расположенную в этом промежутке арматуру (3.3) элемента (3) заливают свежеприготовленной бетонной смесью для образования ленточного фундамента (4).

2. Элемент фундамента, составляющий основную часть ленточного фундамента с продольной ка

- 4 009928 навкой, характеризующийся тем, что он имеет продольный паз, расположенный между его боковыми стенками и основанием, поперечно расположенные в концевых частях его стенок две пары внутренних отверстий (3.1) и две пары наружных прямоугольных отверстий (3.2), служащих соответственно для отсоединения от строп крана и присоединения к приспособлениям (5) для фиксации и выравнивания элемента фундамента, и арматуру (3.3), выступающую со стороны основания элемента (3) фундамента (4).

3. Приспособление для фиксации и выравнивания элемента фундамента, характеризующееся тем, что оно включает размещаемую над траншеей (8) балку (5.1) с выдвижными концевыми элементами (5.2) и двумя тягами (5.3), вертикально устанавливаемыми в отверстиях балки (5.1) симметрично относительно середины её пролета, две регулируемые опоры (6), которые содержат гидравлические подъемники (6.1) с подставками (6.5) для размещения концевых элементов (5.2) балки (5.1) и с расширенным основанием (6.3), смонтированным на опорной пластине (6.4) с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости в двух перпендикулярных направлениях, и два прямоугольных стержня (7), предназначенных для установки в наружных отверстиях (3.2) элемента (3) фундамента (4), при этом нижние концы обеих тяг (5.3) имеют прямоугольные отверстия (5.5) для размещения в них концов стержней (7), а верхние резьбу с гайками (5.4) для регулирования положения концов стержней (7) по высоте с обеспечением за счет этого и за счет регулирования положения опор (6) требуемого расположения элемента (3) фундамента.