RU2301304C1

RU2301304C1 - Method for foundation protection against frost heaves

Info

Publication number: RU2301304C1
Application number: RU2005129972/03A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Петрович Рожков (RU); Анатолий Петрович Рожков
Original assignee: Анатолий Петрович Рожков
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2007-06-20
Also published as: RU2005129972A

Abstract

FIELD: protective arrangements for foundations or foundation structures, particularly to protect thereof against frost heaves in soil.

SUBSTANCE: method involves erecting foundation on protective bed including compacted bulk material, wherein bulk material includes polymeric articles, namely vessels, and filling material. The protective bed is put in trench having height selected from physical-and-chemical soil properties and seasonal freezing depth. Trench height is equal to h₁+h₂, where h₁ is trench parapet height, h₁≥0.1H, h₂ is underground trench height, h₂≥0, H is season freezing depth. Trench width is equal to a+b, where a is distance between foundation and trench edge a≥0, b is foundation thickness.

EFFECT: increased efficiency of foundation protection, decreased foundation construction time and reduced foundation costs.

1 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и касается защиты фундаментов легких зданий и сооружений от морозного выпучивания.The invention relates to the construction and protection of the foundations of light buildings and structures from frosty bulging.

Известен способ защиты фундаментов от морозного выпучивания, в котором на расстоянии от фундамента не более 1,3Н выполняют траншею глубиной не менее 0,7Н, где Н - глубина промерзания грунта. Траншею заполняют сыпучим непучинистым несмерзающимся материалом. При морозном выпучивании грунт свободно деформируется в сторону траншеи, что ведет к уменьшению горизонтальных сил и, как следствие, к уменьшению прочности смерзания грунта с фундаментом, а в случае отсутствия смерзания - к уменьшению сил трения. Назначение засыпки - предотвратить разрушение стенок траншеи и уменьшить промерзание (А.С. SU 1673699, Бюл. №32 от 30.08.91).A known method of protecting the foundations from frosty bulging, in which at a distance from the foundation of not more than 1.3 N, a trench is made with a depth of at least 0.7 N, where N is the depth of freezing of the soil. The trench is filled with loose non-porous non-freezing material. During frosty buckling, the soil is freely deformed towards the trench, which leads to a decrease in horizontal forces and, as a consequence, to a decrease in the strength of freezing of the soil with the foundation, and in the absence of freezing, to a decrease in the friction forces. The purpose of the filling is to prevent the destruction of the walls of the trench and reduce freezing (A.S. SU 1673699, Bull. No. 32 from 08.30.91).

Недостатком данного способа является то, что траншея не имеет достаточной защиты от попадания в нее подземных вод и верховодки, а скапливание последних в траншее приведет к смерзанию засыпки с грунтом, что делает данный способ защиты малоэффективным.The disadvantage of this method is that the trench does not have sufficient protection against the ingress of groundwater and water in it, and the accumulation of the latter in the trench will freeze the backfill with soil, which makes this method of protection ineffective.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности защиты фундамента.The objective of the present invention is to increase the effectiveness of the protection of the foundation.

Технический результат: уменьшение сроков строительства фундаментов и снижение затрат.Effect: reduce the time of construction of foundations and reduce costs.

Эти задачи решаются способом защиты, заключающимся в том, что фундамент возводят на защитном слое, состоящем из уплотненного материала, одна часть которого находится в полимерных изделиях в виде емкостей, другая часть уложена способом засыпки, а защитный слой помещен в траншею, которая в зависимости от физико-механических свойств грунта и глубины сезонного промерзания имеет высоту h₁+h₂, при h₁≥0,1H и h₂≥0, ширину а+в, при а≥0, где h₁ - высота бруствера траншеи, h₂ - подземная высота траншеи, а - расстояние от фундамента до края траншеи, в - толщина фундамента, Н - глубина сезонного промерзания.These tasks are accomplished by the protection method, namely, that the foundation is erected on a protective layer consisting of a compacted material, one part of which is in containers in the form of containers, the other part is laid by the filling method, and the protective layer is placed in a trench, which, depending on physical and mechanical properties of the soil and the depth of seasonal freezing has a height of h ₁ + h ₂ , for h ₁ ≥0,1H and h ₂ ≥0, width a + b, for a≥0, where h ₁ is the height of the parapet of the trench, h ₂ - the underground height of the trench, and - the distance from the foundation to the edge of the trench, in - thickness and the foundation, N - the depth of seasonal freezing.

Способ изображен на чертеже.The method is shown in the drawing.

Для защиты фундамента 1 (см. чертеж) от сил морозного выпучивания используют полимерные изделия 2, например полиэтиленовые упаковочные емкости (пластиковые бутылки), заполненные сыпучим материалом, например сухим песком 3, и закрытые от попадания влаги. Для устройства защитного слоя 4 в грунте выполняют траншею 5 шириной a+в, где а - расстояние от фундамента до края траншеи, в - толщина фундамента. Подземная высота траншеи h₂ равна, например, 1/2 высоты емкостей. Заполненные песком емкости в вертикальном положении устанавливают в траншею плотно друг к другу, горловинами вверх. Траншею с установленными в нее емкостями засыпают сыпучим материалом, например песком, с обязательным заполнением песком всех пустот между емкостями. Засыпку выполняют в виде насыпи на высоту бруствера траншеи h₁, равную, например, 1/2 высоты емкостей. Насыпь подвергают дополнительному уплотнению различными способами. В верхнем слое насыпи, выше емкостей, прокладывают слой гидроизоляции 6, например, из полиэтиленовой пленки. Фундамент здания начинают возводить с насыпи защитного слоя.To protect the foundation 1 (see drawing) from the forces of frosty buckling, polymer products 2 are used, for example, polyethylene packaging containers (plastic bottles) filled with bulk material, for example dry sand 3, and closed from moisture. For the device of the protective layer 4 in the ground, a trench 5 is made of a + b width, where a is the distance from the foundation to the edge of the trench, and c is the thickness of the foundation. The underground height of the trench h ₂ is, for example, 1/2 of the height of the tanks. Tanks filled with sand in an upright position are installed tightly to each other in the trench, with their mouths facing up. The trench with the containers installed in it is covered with bulk material, such as sand, with the obligatory filling of all voids between the containers with sand. The filling is carried out in the form of an embankment to the height of the parapet of the trench h ₁ equal to, for example, 1/2 the height of the containers. The embankment is subjected to additional compaction in various ways. In the upper layer of the embankment, above the containers, a waterproofing layer 6 is laid, for example, of a plastic film. The foundation of the building begins to be erected from the embankment of the protective layer.

Защита фундамента от морозного выпучивания будет происходить следующим образом. Гидроизоляция насыпи и закрытые емкости с песком дают защитному слою возможность оставаться в зимний период времени в сухом состоянии, а это значит, что защитный слой не будет подвергаться промерзанию и, следовательно, защитит от промерзания грунт, находящийся под ним. Расстояние а защитного слоя будет препятствовать промерзанию грунта под траншеей в горизонтальном направлении от зоны промерзания В до линии фундамента А.Protection of the foundation from frosty bulging will occur as follows. The waterproofing of the embankment and closed containers with sand allow the protective layer to remain dry during the winter period, which means that the protective layer will not freeze and, therefore, will protect the soil under it from freezing. The distance a of the protective layer will prevent freezing of the soil under the trench in the horizontal direction from the freezing zone B to the foundation line A.

Упаковочные емкости, представляющие собой полимер - полиэтилен низкого давления обладают большой плотностью, прочностью и растяжимостью. Полиэтиленовая емкость с находящимся внутри уплотненным материалом и расположенная в защитном слое способна выдерживать значительные вертикальные нагрузки, укрепляя грунт основания и препятствуя развитию неравномерных осадок фундаментов зданий за счет прочности материала, из которого она изготовлена и плотности материала, находящегося в ней.Packaging containers, which are a polymer - low-pressure polyethylene, have a high density, strength and extensibility. A polyethylene container with compacted material inside and located in the protective layer is able to withstand significant vertical loads, strengthening the foundation soil and preventing the development of uneven precipitation of building foundations due to the strength of the material from which it is made and the density of the material inside it.

Пример 1.Example 1

При строительстве постройки хозяйственного назначения с наружными размерами 3000×3000 мм из мелкоячеистых блоков размерами 188×300×575 мм был изготовлен из бетона M150 ленточный фундамент шириной 400 мм, высотой 300 мм, расположенный на защитном слое против сил морозного выпучивания с учетом районного коэффициента глубины промерзания Н=1,8 м. Защитный слой делали следующим образом. В естественном грунте, представляющем собой песок средней крупности, была выполнена траншея шириной а+в=2,2 м, где a=Н, и глубиной h₁+h₂=0,4 м. В качестве емкостей использовали пластиковые бутылки объемом 1,5 л и высотой 0,33 м. Емкости засыпали песком с дополнительным уплотнением методом встряхивания и с последующим закрыванием их имеющимися винтовыми пробками. Емкости выставляли в траншею в вертикальном положении, горловинами вверх плотно друг к другу. После этого траншею засыпали песком с заполнением всех промежутков между емкостями таким образом, чтобы выше емкостей получился слой толщиной 2-3 см. Дополнительное уплотнение проводили способом смачивания песка водой из поливочного шланга и добавлением его по ходу осаживания. На уплотненный песок стелили гидроизоляцию из полиэтиленовой пленки. Поверх пленки насыпали еще один слой песка толщиной 2-3 см, который уплотняли также способом смачивания. На приготовленном защитном слое возводили фундамент и выполняли остальные строительные работы. Проверки защитного слоя в осенне-зимний период показали, что он оставался сухим, а грунт, находящийся под ним, не подвергался замораживанию. Максимальная глубина промерзания в марте месяце составляла 0,8 м. Визуальный осмотр в мае-июне стен здания и фундамента показал, что фундамент не подвергался воздействию сил морозного выпучивания.During the construction of a commercial building with external dimensions of 3000 × 3000 mm, from the fine-meshed blocks of 188 × 300 × 575 mm in size, a foundation of 400 mm wide and 300 mm high was made of concrete M150, located on a protective layer against frost bulging forces taking into account the regional depth coefficient freezing H = 1.8 m. The protective layer was made as follows. In natural soil, which is medium-sized sand, a trench was made with a width of a + b = 2.2 m, where a = H, and a depth of h ₁ + h ₂ = 0.4 m. Plastic bottles with a volume of 1 were used as containers 5 l and a height of 0.33 m. Tanks were covered with sand with additional compaction by shaking and then closing them with existing screw plugs. Tanks were placed in a trench in an upright position, with their mouths facing up tightly to each other. After that, the trench was filled with sand, filling all the gaps between the containers so that a layer 2-3 cm thick was obtained above the containers. Additional compaction was carried out by wetting sand with water from the irrigation hose and adding it along the course of deposition. A waterproofing made of plastic film was laid on compacted sand. Another layer of sand 2-3 cm thick was poured over the film, which was also compacted by the method of wetting. The foundation was erected on the prepared protective layer and the rest of the construction work was carried out. Checks of the protective layer in the autumn-winter period showed that it remained dry, and the soil under it was not subjected to freezing. The maximum freezing depth in March was 0.8 m. A visual inspection in May-June of the walls of the building and the foundation showed that the foundation was not exposed to frost bulging forces.

Предлагаемый способ защиты фундамента от морозного выпучивания позволит повысить эффективность защиты, сократить сроки строительства фундамента и снизить затраты на строительство засчет уменьшения его объема. Применение утилизированных полимерных емкостей значительно уменьшит объем ежегодно растущих пластиковых отходов.The proposed method of protecting the foundation from frosty bulging will increase the effectiveness of protection, reduce the construction time of the foundation and reduce construction costs by reducing its volume. The use of recycled polymer containers will significantly reduce the amount of annually growing plastic waste.

Claims

A method of protecting the foundation from frosty bulging by making a protective layer of non-porous bulk material placed in a trench, characterized in that the foundation is erected on a protective layer consisting of a compacted bulk material, one part of which is located in polymer products in the form of closed containers, vertically installed in trench necks upwards and the other part is laid in the form of backfilling the embankment with filling the gaps between the containers, wherein the trench has a height h ₁ + h ₂ h at ≥0,1H ₁ and h ₂ ≥0 and a + in width at a 0, where h ₁ - the height of the parapet of the trench, h ₂ - height of the underground trenches, and - a distance from the foundation to the trench edge, in - thickness of the foundation, H - seasonal freezing depth, wherein the top layer above the embankment tanks paving waterproofing layer.