RU141393U1 - HEAT-INSULATED FOUNDATION - Google Patents
HEAT-INSULATED FOUNDATION Download PDFInfo
- Publication number
- RU141393U1 RU141393U1 RU2013132008/03U RU2013132008U RU141393U1 RU 141393 U1 RU141393 U1 RU 141393U1 RU 2013132008/03 U RU2013132008/03 U RU 2013132008/03U RU 2013132008 U RU2013132008 U RU 2013132008U RU 141393 U1 RU141393 U1 RU 141393U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- foundation
- heat
- porous material
- thickness
- gasket
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Building Environments (AREA)
Abstract
Теплоизолированный фундамент, включающий стену и подошву, подушку из непучинистого материала, прокладку из теплоизоляционного материала, например из пенополистирола, по низу подушки из непучинистого материала, при необходимости -дополнительный утеплитель вокруг тела фундамента, под перекрытием и отмосткой, отличающийся тем, что толщина подушки из непучинистого материала между теплоизолирующей прокладкой и подошвой фундамента принимается равной толщине слоя мерзлого грунта ниже фундамента, образовавшегося к началу работ по сооружению фундамента, а толщину и размеры в плане теплоизолирующей прокладки под подушкой из непучинистого материала устанавливают по теплотехническому расчету из условия недопущения промерзания грунта ниже прокладки.A heat-insulated foundation, including a wall and a sole, a pillow made of non-porous material, a gasket made of heat-insulating material, such as polystyrene foam, on the bottom of the pillow made of non-porous material, if necessary, an additional insulation around the foundation body, under the ceiling and blind area, characterized in that the thickness of the pillow is non-porous material between the heat-insulating gasket and the base of the foundation is taken equal to the thickness of the frozen soil layer below the foundation formed at the beginning of the construction work July of the foundation, and the thickness and dimensions in terms of heat-insulating laying under a pillow made of non-porous material are set according to the heat engineering calculation from the condition of preventing freezing of the soil below the laying.
Description
Изобретение относится к возведению фундаментов преимущественно малоэтажных зданий на сезонно промерзающих пучинистых грунтах.The invention relates to the construction of foundations of mainly low-rise buildings on seasonally freezing heaving soils.
Известен фундамент на промерзающем грунте (фундамент-аналог), включающий подошву и стену фундамента с прокладкой со стороны подошвы, обращенной к грунту, выполненной из теплоизоляционного материала, например, из пенополистирола, дополнительный утеплитель, размещенный за пределами фундамента и соединенный с утеплителем перекрытия и отмостки (Патент RU №2357044, МПК E02D 27/01, 27/35 «Теплоизолированный фундамент» [1]).A well-known foundation on freezing soil (analog foundation), including a sole and a foundation wall with a gasket on the sole side facing the ground, made of heat-insulating material, for example, polystyrene foam, an additional insulation placed outside the foundation and connected to the floor insulation and blind areas (Patent RU No. 2357044, IPC E02D 27/01, 27/35 “Thermally insulated foundation” [1]).
Недостаток фундамента-аналога состоит в невозможности сооружения его в зимний период, когда до начала строительства уже произошло частичное промерзание и пучение грунтов ниже нижней поверхности прокладки. Образовавшаяся мерзлота под теплоизолированным фундаментом-аналогом сохраняется долгое время. Последующее же оттаивание промороженных и распученных грунтов, также протекающее длительное время, приводит к неизбежным неравномерным осадкам фундамента и сооруженного на нем строения.The disadvantage of the analog foundation is the impossibility of building it in the winter, when before the start of construction, partial freezing and swelling of soils below the lower surface of the laying has already occurred. The formed permafrost under the heat-insulated foundation-analogue remains for a long time. Subsequent thawing of frozen and swollen soils, which also takes a long time, leads to inevitable uneven precipitation of the foundation and the structure built on it.
Наиболее близким к заявляемому объекту техническим решением является фундамент на многолетнемерзлых грунтах (фундамент-прототип), в состав которого входит засыпка котлована из непучинистого материала ниже фундамента с введением в нее армирующих элементов в виде жесткой железобетонной, при этом верхний слой плиты выполнен из теплоизоляционного материла с уклонами от центра плиты к краям, а жесткость плиты выбирается в зависимости от величины деформации оттаивающих многолетнемерзлых грунтов (Патент РФ №2270295, МПК E02D 27/01, 27/35 «Способ предотвращения деформаций фундаментов, возведенных на многолетнемерзлых грунтах” [2]).The technical solution closest to the claimed object is a foundation on permafrost soils (prototype foundation), which includes filling a foundation pit of non-porous material below the foundation with the introduction of reinforcing elements in it in the form of rigid reinforced concrete, while the top layer of the plate is made of heat-insulating material with slopes from the center of the slab to the edges, and the stiffness of the slab is selected depending on the amount of deformation of thawing permafrost soils (RF Patent No. 2270295, IPC E02D 27/01, 27/35 “Method tvrascheniya deformations foundations constructed on permafrost "[2]).
Недостаток фундамента-прототипа состоит в невозможности сооружения его в сезонно промерзающих пучинистых грунтах в зимний период, когда к моменту работ по сооружению фундамента произошло частичное промерзание грунта.The disadvantage of the prototype foundation is the impossibility of constructing it in seasonally freezing heaving soils in the winter, when partial soil freezing occurred at the time of foundation construction.
Цель заявленного изобретения состоит в обеспечении возможности устройства теплоизолированного фундаментов в сезонно промерзающих пучинистых грунтах в зимний период, когда до начала строительства уже произошло частичное промерзание и пучение грунта.The purpose of the claimed invention is to enable the installation of thermally insulated foundations in seasonally freezing heaving soils in the winter, when partial freezing and swelling of the soil has already occurred before construction began.
Цель достигается тем, что в теплоизолированном фундаменте, включающем стену и подошву, подушку из непучинистого материала, прокладку из теплоизоляционного материала, например, из пенополистирола по низу подушки из непучинистого материала, при необходимости - дополнительный утеплитель, размещенный вокруг тела фундамента, под перекрытием и отмосткой, в предлагаемом теплоизолированном фундаменте толщина подушки из непучинистого материала между теплоизолирующей прокладкой и подошвой фундамента принимается равной толщине слоя мерзлого грунта ниже фундамента, образовавшегося к началу работ по сооружению фундамента, а толщину и размеры в плане теплоизолирующей прокладки под подушкой из непучинистого материала устанавливают по теплотехническому расчету из условия недопущения промерзания грунта ниже прокладки.The goal is achieved by the fact that in a thermally insulated foundation, including a wall and a sole, a pillow of non-porous material, a gasket of heat-insulating material, for example, polystyrene foam, at the bottom of a pillow of non-porous material, if necessary, an additional heater placed around the foundation body, under the ceiling and blind area , in the proposed heat-insulated foundation, the thickness of the cushion of non-porous material between the heat-insulating gasket and the sole of the foundation is taken equal to the thickness of the frozen layer the soil below the foundation, formed at the beginning of the construction of the foundation, and the thickness and dimensions in terms of heat-insulating gaskets under a pillow made of non-porous material are set according to the heat engineering calculation in order to prevent freezing of the soil below the gasket.
Совокупность сформулированных выше предложений практически полностью исключает промерзание и пучение грунта ниже подушки из непучинистого материала и теплоизолирующей прокладки, что обеспечивает реализацию поставленной цели - повышения устойчивости теплоизолированного фундаментов в сезонно промерзающих пучинистых грунтах в зимний период, когда до начала строительства произошло частичное промерзание и пучение грунта.The totality of the proposals formulated above almost completely eliminates the freezing and swelling of the soil below the cushion of non-porous material and heat-insulating gaskets, which ensures the achievement of the goal - to increase the stability of heat-insulated foundations in seasonally freezing heaving soils in the winter, when partial freezing and swelling of the soil occurred before construction began.
В отличие от фундамента-прототипа [2], в предлагаемом теплоизолированном фундаменте не требуется введения в состав подушки из непучинистого материала армирующих элементов в виде жесткой железобетонной плиты, а также изменения размеров теплоизолирующей прокладки от центра к краям.In contrast to the prototype foundation [2], the proposed thermally insulated foundation does not require the introduction of reinforcing elements in the form of a rigid reinforced concrete slab into the cushion of non-porous material, as well as resizing the insulating gasket from the center to the edges.
При анализе уровня техники не выявлен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого решения, т.е. оно отвечает требованиям новизны.An analysis of the prior art did not reveal an analogue characterized by features identical to all the essential features of the proposed solution, i.e. It meets the requirements of novelty.
Не выявлены также признаки, являющиеся отличительными в заявляемом решении, т.е. оно отвечает требованию изобретательского уровня.Not detected are also signs that are distinctive in the claimed solution, i.e. It meets the requirement of inventive step.
Существо изобретения поясняется чертежом (фиг. 1), на котором изображен теплоизолированный ленточный фундамент для двухэтажного дома.The invention is illustrated by a drawing (Fig. 1), which shows a thermally insulated strip foundation for a two-story house.
Теплоизолированный ленточный фундамент включает подошву 1 и стену 2, выполненные из жесткого материала (железобетона). С внешней стороны фундамента существует отмостка 3; на стену 2 опирается перекрытие 4. Со стороны подошвы фундамента 1, обращенной к грунту, размещена подушка из непучинистого материала 5, а ниже ее прокладка 6 из экструдированного пенополистирола. По наружной и внутренней поверхностям подошвы 1 и стены 2 размещен дополнительный утеплитель (соответственно поз. 7 и 8), который в общем случае может быть соединен с утеплителем перекрытия 4 (поз. 9) и отмостки 3 (поз. 10).The heat-insulated strip foundation includes a sole 1 and a
На стену фундамента 2 опирается стена надземного строения 11 с наружным и внутренним утеплителем. В состав теплоизолированного фундамента входит также бетонная подготовка 12 и обратная засыпка 13. Позицией 14 показана нижняя граница промерзания грунта df, образовавшегося к началу работ по сооружению теплоизолированного фундамента, а позицией 15 - нормативная глубина промерзания df,n. Контуры траншеи для устройства теплоизолированного фундамента показаны на фиг. 1 позицией 16.On the wall of the
Для устройства теплоизолированного фундамента в зимний период производится выемка мерзлого грунта до нижней границы промерзания df (поз. 14) в виде траншеи; на выровненное ее дно укладывается прокладка 6 и делается насыпка подушки из непучинистого материала 5 с необходимым уплотнением. Далее делается бетонная подготовка и фундамент с необходимым электропрогревом.For the installation of a thermally insulated foundation in the winter, frozen soil is excavated to the lower freezing boundary d f (pos. 14) in the form of a trench; a
Для примера, иллюстрирующего существо изобретения, предполагается, что сооружение теплоизолированного фундамента ведется в г. Екатеринбурге в начале декабря при температуре наружного воздуха -15°C; нормативная глубина промерзания 15 df,n=1.9 м; глубина промерзания 14 грунта на момент начала работ по сооружению фундамента df=0.7 м.For an example illustrating the essence of the invention, it is assumed that the construction of a thermally insulated foundation is carried out in Yekaterinburg in early December at an outdoor temperature of -15 ° C; standard freezing depth 15 d f, n = 1.9 m; the freezing depth of 14 soil at the time of the beginning of work on the construction of the foundation d f = 0.7 m
Глубина заложения подошвы фундамента 1 принята равной d=0.3 м, а толщина подушки 5 из непучинистого материала hп - равной толщине слоя мерзлого грунта ниже подошвы 2 фундамента, образовавшегося к началу работ по сооружению фундамента hп=df-d=0.7-0.3=0.4 м, т.е. разнице между глубиной промерзания 15 df и глубиной заложения d подошвы 2 теплоизолированного фундамента.The depth of laying the bottom of the foundation 1 is taken equal to d = 0.3 m, and the thickness of the
Грунт в основании теплоизолированного фундамента представлен сильнопучинистым делювиальным суглинком, пучинистые свойства которого характеризуются относительной деформацией морозного пучения εfh=0.075. Расчетное сопротивление грунта Rгр=220 кПа, модуль деформации Егр.=10 МПа, теплопроводность суглинка в талом состоянии λth=1.57 Вт/(м·°C), объемная теплоемкость Cth=3.17 Дж/(м3·°C)10-6. Температура грунта на дне котлована 16+1.5°C.The soil at the base of the heat-insulated foundation is represented by a highly heaving deluvial loam, the heaving properties of which are characterized by the relative deformation of frost heaving ε fh = 0.075. Estimated soil resistance R gr = 220 kPa, deformation modulus E gr. = 10 MPa, thermal conductivity of loam in the thawed state λ th = 1.57 W / (m · ° C), volumetric heat capacity C th = 3.17 J / (m 3 · ° C) 10 -6 . The temperature of the soil at the bottom of the pit is 16 + 1.5 ° C.
Для устройства подушки 5 использован непучинистый материал -гранитный щебень, который во время работ по устройству теплоизолированного фундамента имеет температуру наружного воздуха -15°C; удельный вес 21 кН/м3, расчетное сопротивление Rпод.=500 кПа, модуль деформации Eпод.=40 МПа, теплопроводность в мерзлом состоянии λf=2.90 Вт/(м·°C), объемную теплоемкость Cf=2.26 Дж/(м3·°C)10-6.For the device of the
Для теплоизолирующей прокладки 6 использован экструдированный пенополистирол «Пеноплэкс», имеющий расчетное сопротивление на сжатие Rсж пр.=150 кПа, модуль деформации Епр.=1.0 МПа, коэффициент теплопроводности λпр.=0.042 Вт/(м°C).For the heat-
В расчетах толщины прокладки 6 приняты следующие дополнительные исходные данные:In the calculations of the thickness of the
- нагрузка на 1 м длины (l=1.0 м) подошвы 1 фундамента: n=250 кН/м;- load per 1 m of length (l = 1.0 m) of the sole 1 of the foundation: n = 250 kN / m;
- ширина подошвы фундамента 2: b=2.0 м;- the width of the sole of the foundation 2: b = 2.0 m;
- площадь подошвы 1 фундамента 1: А=lb=1.0·2.0=2.0 м2/м;- the area of the sole 1 of the foundation 1: A = lb = 1.0 · 2.0 = 2.0 m 2 / m;
- вес фундамента и грунта на его уступах G=40 кН/м;- the weight of the foundation and soil on its ledges G = 40 kN / m;
- глубина заложения подошвы 2 фундамента: d=0.30 м.- the depth of the sole 2 of the foundation: d = 0.30 m
Расчет теплоизолированного фундамента ведется в соответствии с требованиями главы СП22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений», а параметры прокладки 6 из экструдированного пенополистирола определяются согласно теплотехническому расчету по программе «НЕАТ-ПТФ2» (двумерная).The calculation of the heat-insulated foundation is carried out in accordance with the requirements of chapter SP22.13330.2011 “Foundations of buildings and structures”, and the parameters for laying 6 of extruded polystyrene foam are determined according to the heat engineering calculation using the NEAT-PTF 2 program (two-dimensional).
Из расчета согласно указаниям главы СП22.13330.2011 следует:From the calculation in accordance with the instructions of the chapter SP22.13330.2011 follows:
- среднее давление по подошве 1 фундамента: pср=(n+G)/A=(125+40)/2.0=82.5 кПа < Rгр=220 кПа;- the average pressure on the sole 1 of the foundation: p cf = (n + G) / A = (125 + 40) /2.0=82.5 kPa <R gr = 220 kPa;
- среднее давление на прокладку 6: pср=(n+G)/А+γпод.·hпод.=(125+40)/2.0+21·0.7=94.5 кПа < Rсж, пр.=150 кПа;- the average pressure on the gasket 6: p cf = (n + G) / A + γ under. · H under. = (125 + 40) /2.0+21·0.7=94.5 kPa <R sb, pr = 150 kPa;
- осадка фундамента 1 (с учетом сжимаемости подушки 5, прокладки 6 и природного грунта S=0.7 см < [S]u=10 см.- foundation sediment 1 (taking into account the compressibility of
Требования главы СП22.13330.2011 выполняются.The requirements of the chapter SP22.13330.2011 are fulfilled.
В теплотехнических расчетах по программе «НЕАТ-ПТФ2» толщину прокладки 6 последовательно принимали равной 50, 70 и 100 мм, а за конечный результат расчета принимали такую ее толщину, при которой не произойдет промерзания грунта ниже прокладки 6 в течение нескольких месяцев, вплоть до окончаний естественного оттаивания грунта.In the heat engineering calculations using the NEAT-PTF 2 program, the thickness of the
При принятых выше толщинах и теплотехнических характеристиках противопучинистой подушки 5, прокладки 6 и природного суглинка, начальных температурах материала подушки 5 и суглинка, а также при учете среднемесячных температур наружного воздуха за период с декабря по май для г. Екатеринбурга (глава СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»), получены приведенные в таблице 1 значения температуры грунта и глубины зоны промерзания ниже прокладки 6 (которая соответствует температуре начала замерзания суглинка, равной -0.2°C (см. главу СНиП 2.02.04-88 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах»).With the above thicknesses and thermal characteristics of the
Безопасной признана толщина прокладки 6, равная 70 мм (см. фиг.1), которая обеспечивает защиту суглинка от промерзания: максимальная глубина промерзания 14 ниже подошвы прокладки 6 в феврале - марте составила Δdf=0.2 м, а соответствующее возможное пучение грунта величины ΔS=εfh·Δdf=0.075·0.2=0.015 м=1.5 см, безопасной для фундамента и двухэтажного дома в построенном виде, поскольку суммарная осадки фундамента S+ΔS=0.7+1.5=2.2 см не превысит допустимой согласно указаниям главы СП22.13330.2011 величины [S]u=10 см. При толщине прокладки 6, равной 100 мм промерзание полностью исключается, но в рассматриваем примере такая толщина прокладки 6 может быть признана избыточной.The thickness of the
Преимущества предлагаемого решения теплоизолированного фундамента на промерзающих пучинистых грунтах по сравнению с фундаментом-прототипом состоят в обеспечении эффективной защиты пучинистых грунтов от промерзания при производстве строительных работ в зимний период.The advantages of the proposed solution of a thermally insulated foundation on freezing heaving soils compared to the prototype foundation are in providing effective protection of heaving soils from freezing during construction work in the winter.
Список использованных материаловList of materials used
1 Патент RU №2357044, МПК E02D 27/01, 27/35. Теплоизолированный фундамент / В.В. Пушников. - Опубл. 27.05.2009.1 Patent RU No. 2357044, IPC E02D 27/01, 27/35. The heat-insulated foundation / V.V. Fluffers. - Publ. 05/27/2009.
2 Патент RU №2270295, МПК E02D 27/01, 27/35. Способ предотвращения деформаций фундаментов, возведенных на многолетнемерзлых грунтах / В.А. Бабелло, А.П. Криворотов и Д.С. Марийский. - Опубл. 20.02.2006.2 RU patent No. 2270295, IPC E02D 27/01, 27/35. A method for preventing deformation of foundations erected on permafrost soils / V.A. Babello, A.P. Krivorotov and D.S. Mari. - Publ. 02/20/2006.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013132008/03U RU141393U1 (en) | 2013-07-10 | 2013-07-10 | HEAT-INSULATED FOUNDATION |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013132008/03U RU141393U1 (en) | 2013-07-10 | 2013-07-10 | HEAT-INSULATED FOUNDATION |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU141393U1 true RU141393U1 (en) | 2014-06-10 |
Family
ID=51218367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013132008/03U RU141393U1 (en) | 2013-07-10 | 2013-07-10 | HEAT-INSULATED FOUNDATION |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU141393U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2574643C1 (en) * | 2015-01-23 | 2016-02-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Method of protection of concrete foundation against forces of quelling of frozen soil |
RU2592929C1 (en) * | 2015-06-10 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Foundation of reservoir with improved heat insulation properties |
RU2676778C1 (en) * | 2018-02-27 | 2019-01-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Foundation of reservoir with improved heat insulation properties |
-
2013
- 2013-07-10 RU RU2013132008/03U patent/RU141393U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2574643C1 (en) * | 2015-01-23 | 2016-02-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Method of protection of concrete foundation against forces of quelling of frozen soil |
RU2592929C1 (en) * | 2015-06-10 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Foundation of reservoir with improved heat insulation properties |
RU2676778C1 (en) * | 2018-02-27 | 2019-01-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Foundation of reservoir with improved heat insulation properties |
RU2808031C2 (en) * | 2022-05-16 | 2023-11-22 | Общество с ограниченной ответственностью "СибТрансСтрой" | Foundation of multi-story building constructed on heaving soil foundations |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3561175A (en) | Frost proof shallow footings or piers and method therefor | |
KR101845860B1 (en) | Cold Storage Warehouse for Dehumidification and Preventing Frost Damage | |
Anselm | Earth shelters; A review of energy conservation properties in earth sheltered housing | |
RU141393U1 (en) | HEAT-INSULATED FOUNDATION | |
Sanger | Foundations of structures in cold regions | |
Tulakov et al. | Waterproofing and calculation of the thickness of the insulation of the basement wall of a low-rise energy-efficient house in accordance with domestic and foreign standards and norms | |
Kornilov et al. | Monitoring of Permafrost Foundation-Bed Soils of Low-Rise Buildings Having Unvented Underfloor Spaces. | |
Kornilov et al. | On the experience of constructing a vented under-floor space with heat-insulated fences under the buildings of the lightweight steel-framed constructions on permafrost soils | |
RU98432U1 (en) | DESIGN FOR PREVENTING FROZEN GROUND DRINKING | |
RU2440464C1 (en) | Anti-heaving foundation of building with basement | |
CN108166455A (en) | A kind of construction method and structure of High-cold regions excavation channel anti-freeze expansion | |
US1464804A (en) | Method of protecting ceramic swimming-pool structures | |
RU2538006C2 (en) | Structure to prevent frost heaving of soil | |
Miller et al. | Pile settlement in saline permafrost: a case history | |
CN205804282U (en) | A kind of aquaculture pond | |
DE102016000915A1 (en) | Foundation structure of a building | |
RU2808031C2 (en) | Foundation of multi-story building constructed on heaving soil foundations | |
RU2802766C1 (en) | Multilayer mat for device of road embanking and method for its manufacture | |
Tian et al. | Monitoring and analysis of ground temperature and deformation within Qinghai-Tibet Highway subgradein permafrost region | |
RU2337212C1 (en) | Safety device for bed against surface water | |
RU2270295C2 (en) | Method for deformation prevention in foundations built on permafrost ground | |
RU137036U1 (en) | HEAT-INSULATED FOUNDATION | |
RU2552741C2 (en) | Foundation under column grid | |
CN219412021U (en) | Semi-underground type water tank heat insulation structure | |
Kondrat’ev | Strengthening of supports for contact systems and overhead transmission lines erected on heaving seasonally thawing soils |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140711 |