КОМБИНИРОВАННОЕ КРЕПЛЕНИЕ ОТКОСОВ Российский патент 2002 года по МПК E02D17/20 E02B3/12 

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано в качестве берегоукрепительных конструкций в размываемых руслах рек, каналов и других сооружениях.

Известно устройство крепления откоса земляного сооружения, содержащее уложенное на откосы синтетическое фильтровое покрытие, удерживающие элементы и слой каменной наброски. Удерживающие элементы выполнены в виде ригелей, стоек с шарнирами, канатов, сетки и ограничителей. Каменная наброска выполнена в виде гравия. Нижние концы стоек шарнирно присоединены к ригелю, а их верхние концы к канату. На канате присоединена сетка. Один из концов каната прикреплен к ригелю, а другие их свободные концы натянуты за счет приложения усилия и стойки и ригеля присоединены К-ограничителями. Между покрытием и сеткой уложен слой каменной наброски. Слой гравия защищает покрытие от динамического волнового воздействия. В свою очередь, он надежно защищен сеткой, удерживаемой в заданном положении канатами (см. а.с. SU 1461821, Е 02 D 17/20, 28.02.1989).

Недостатком данной конструкции является то, что данное техническое решение достаточно сложное, что делает ее ненадежной в работе и дорогой по стоимости, крепления непосредственно контактируют с потоком жидкости и влекомыми наносами и поэтому могут подвергаться быстрому истиранию и разрушению в короткие сроки, особенно опасно применять такое крепление на селевых потоках. Недостатком также служит то, что эффективность применения крепления значительно снижается в случае, когда в реке или канале имеют место большие колебания уровня воды, колебания скорости и расхода потока.

Наиболее близким техническим решением по своей сущности и достигаемому техническому результату является крепление откосов слоистым гибким экраном, состоящим из нескольких рядов армированных железобетонных плит с размерами сторон от 3 до 9 м и толщиной 8-18 см с битумной изоляцией между ними (см. Журавлев Г.И. Гидротехнические сооружения. - М.: Колос, 1979, с. 186).

Недостатками данного технического решения являются возможность разрушения крепления в течение времени в результате температурных и других воздействий, вызывающих разного рода деформации, также в конструкции данного крепления не предусмотрены конструктивно-деформационные швы для допущения относительного удлинения и уменьшения размеров крепления. К недостаткам данного решения можно отнести его неэкономичность, а также то, что в процессе эксплуатации с течением времени крепление может оползать вниз по откосу, так как опирается снизу, а вверху не закрепляется.

Целью изобретения является повышение эффективности и надежности защиты берегов русел рек и каналов от размыва, а также повышение долговечности берегоукрепительного сооружения.

Поставленная цель достигается тем, что комбинированное крепление откосов, содержащее армированные плиты согласно изобретению состоит из слоеных бетонных блоков, разбитых в плане конструктивно-деформационными швами на квадраты или прямоугольники, взаимосвязанные между собой со всех четырех сторон сеткой-рабицей и образованные послойным чередованием бетонных плит, склеенных высокопрочным раствором или бетоном, в который всплошную или полосами в местах стыковки блоков уложена сетка-рабица, сетка на откосах сверху занесена на берму и жестко закреплена, а на дне концы донного крепления заходят в глубину откосов, образуя консоли, количество слоев бетонных плит больше двух, а количество слоев сетки-рабицы больше одного и зависит от величины возможных статических и динамических нагрузок.

При этом в комбинированном креплении бетонные плиты в зависимости от места относительного взаимного расположения могут иметь выпуклости и вогнутости, в которые заливается высокопрочный раствор или бетон и укладывается сетка-рабица.

Внизу крепления откосов на оголенном дне может быть предусмотрен присоединенный к нему сеткой-рабицей гибкий понур, состоящий из блоков, разбитых в плане конструктивно-деформационными швами на квадраты или прямоугольники, взаимосвязанные между собой со всех четырех сторон сеткой-рабицей и образованные послойным чередованием бетонных плит, склеенных высокопрочным раствором или бетоном, в который всплошную или полосами в местах стыковки блоков уложена сетка-рабица.

Сверху сетка на бровке может закрепляться за трубу с помощью тросов и раскосов, анкерованных на берме русла реки или канала за пределами зоны возможного оползания откоса.

Крепление в плане может представлять из себя шахматное чередование бетонных блоков и ячеек с сеткой-рабицей, защемленных с четырех сторон, в которые высажены влаголюбивые растения с развитой корневой системой.

Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 изображено поперечное сечение русла реки или канала с комбинированным креплением дна и берегов с двумя слоями камней, в случае когда сетка заносится на берму;
на фиг. 2 - комбинированное крепление русла реки или канала со сплошным армированием сеткой рабицей, вид сверху;
на фиг. 3 - комбинированное крепление русла реки или канала со сплошным армированием сеткой-рабицей в местах стыковки бетонных блоков, вид сверху;
на фиг.4 - узел А на фиг.1, бетонные блоки при двух слоях бетонных плит;
на фиг.5 - узел А на фиг.1, бетонные блоки при трех слоях бетонных плит;
на фиг.6 - схема сборки крепления из бетонных плит, имеющих выпуклости и вогнутости;
на фиг.7 - фрагмент комбинированного крепления, состоящего из двух слоев бетонных плит, имеющих выпуклости и вогнутости;
на фиг.8 - фрагмент комбинированного крепления, состоящего из трех слоев бетонных плит, имеющих выпуклости и вогнутости;
на фиг. 9 - поперечное сечение русла реки или канала с комбинированным креплением берегов и гибким понуром перед началом эксплуатации;
на фиг. 10 - поперечное сечение русла реки или канала с комбинированным креплением берегов и гибким заглубленным понуром при эксплуатации;
на фиг. 11 - комбинированное крепление берегов с помощью гибкого заглубленного понура при эксплуатации, вид сверху;
на фиг.12 - узел С на фиг.10.

Поперечное сечение русла 1 состоит из донной 2 и береговых 3 частей (откосов), на которых устраивается комбинированное крепление 4. Комбинированное крепление 4 содержит слоеные бетонные блоки 6, разбитые в плане конструктивно-деформационными швами 5 на квадраты или прямоугольники, взаимосвязанные между собой со всех четырех сторон сеткой-рабицей 8 и образованные послойным чередованием бетонных плит, склеенных высокопрочным раствором или бетоном 7, в который всплошную или полосами 11 в местах стыковки блоков уложена сетка-рабица 8, сетка 8 на откосах 3 сверху занесена на берму 9 и жестко закреплена, а на дне концы донного крепления заходят в глубину откосов 3, образуя консоли, количество слоев бетонных плит больше двух, а количество слоев сетки-рабицы 8 больше одного и зависит от величины возможных статических и динамических нагрузок. В комбинированном креплении 4 бетонные плиты в зависимости от места относительного взаимного расположения могут иметь выпуклости 14 и вогнутости 13 или быть двухсторонними 15, т.е. с одной стороны плиты имеется вогнутость, а с другой стороны выпуклость, в которые заливается высокопрочный раствор или бетон 7 и укладывается сетка-рабица 8. Внизу крепления откосов 3 на оголенном дне может быть предусмотрен присоединенный к нему сеткой-рабицей 8 гибкий понур 16, состоящий из блоков 6, разбитых в плане конструктивно-деформационными швами 5 на квадраты или прямоугольники, взаимосвязанные между собой со всех четырех сторон сеткой-рабицей 8 и образованные послойным чередованием бетонных плит, склеенных высокопрочным раствором или бетоном 7, в который всплошную или полосами 11 в местах стыковки блоков 6 уложена сетка-рабица 8.

Сверху сетка 8 на бровке может закрепляться за трубу 19, которая с помощью тросов 20 и раскосов 23 крепится к анкерам 21 с упором 22 за пределами зоны возможного оползания откоса 3.

Крепление в плане может представлять из себя шахматное чередование бетонных блоков 6 и ячеек 17 с сеткой-рабицей 8, защемленных с четырех сторон, в которые высажены влаголюбивые растения с развитой корневой системой 18.

Комбинированное крепление работает следующим образом. На подготовленное дно 2 и откосы 3 поперечного сечения 1 реки или канала плотно укладываются бетонные блоки 6, состоящие из бетонных плит. На бетонные плиты квадратами или прямоугольниками для устройства конструктивно-деформационных швов 5 укладывается слой высокопрочного раствора или бетона 7, который выравнивается по высоте. На слой высокопрочного раствора или бетона 7 укладывается рулон сетки-рабицы 8, который в растянутом виде углубляется и присыпается сверху еще небольшим слоем раствора 7 таким образом, чтобы не засыпать ранее образованные конструктивно-деформационные швы 5. На сетку-рабицу 8 и слой раствора 7 плотно укладывается второй слой бетонных плит. Такая конструкция комбинированного крепления 4 имеет повышенную гибкость из-за наличия конструктивно-деформационных швов 5 и связи между бетонными блоками 6 с четырех сторон сеткой-рабицей 8. Комбинированное крепление 4 работает на изгибающие нагрузки таким образом, что растягивающие усилия воспринимаются сеткой-рабицей 8, а на сжатие работает либо верхняя часть бетона, либо нижняя часть в зависимости от направления действия активной нагрузки. Конструктивно-деформационные швы 5 засыпаются сыпучим материалом 12 или заносятся в процессе эксплуатации комбинированного крепления 4. На дне 2 комбинированное крепление 4 не связано с откосами 3 и консоли заходят в глубину низа откосов 3 и при размывах и небольших осадках комбинированного крепления 4 не подмывается низ откоса 3. При больших динамических и статических нагрузках количество слоев бетонных плит в бетонном блоке 6 и сеток 8 может быть больше соответственно двух и одного и зависит от величины и направления действия этих нагрузок. Забетонированная сетка 8 придает конструкции большую гибкость, чем обычная арматура, т.к. в отличие от последней сетка 8 имеет пружиноподобную форму и при растяжении конструкции, в которой она находится, стремится вернуть ее в исходное положение. При растяжении бетонного блока 6 комбинированного крепления 4 с сеткой-рабицей 8 сильно усиливается ее несущая способность на растяжение, т.к. сетка 8 при растяжении в одном направлении сжимается в поперечном и соответственно сжимает бетон в поперечном направлении, а, как известно, несущая способность бетона на сжатие в десятки раз больше, чем на растяжение. Комбинированное крепление 4 в руслах, где допустимы размывы дна 2, снабжается гибким понуром 16, который в процессе эксплуатации подмывается и углубляется вниз, засыпаясь сверху, он постепенно превращается в упор и дополнительно усиливает жесткость комбинированного крепления 4. Для усиления степени сцепления крепления 4 к откосу 3 бетонные блоки 6 уложены в шахматном порядке, а образованные клеточные пространства засаживаются влаголюбивой растительностью с развитой корневой системой 18, которая анкерует комбинированное крепление 4 к откосу 3, одновременно укрепляя прочностные свойства грунта основания откоса 3. Сверху откоса 3 сетка 8 присоединена к трубе 19, которая в свою очередь через трос 21 закрепляется с помощью анкера 21 на берме 9 русла реки или канала. Жесткость закрепления анкера 21 усиливается упором 22, а неизменяемость конструкции крепления в целом обеспечивается растяжкой 23, которая работает на сжатие и предотвращает оползание комбинированного крепления 4 вниз.

Предлагаемое техническое решение имеет ряд достоинств перед ранее известными. Его можно использовать в местах с сильно размываемым грунтом. Также огромным достоинством заявленной конструкции является ее гибкость, т.к. конструкция находится в воде и избежать возможных деформаций дна и основания невозможно, а это повлечет деформации сооружения, что не опасно для такого типа крепления. Разрушенные бетонные плиты легко монтировать в процессе эксплуатации.

Армирование сеткой-рабицей особенно эффективно, когда имеют место нагрузки, которые носят вибрационно-колебательный характер и постоянно меняются по модулю и направлению.

Предлагаемое техническое решение дешевле из-за экономии бетона, а также долговечней за счет надежной защиты сетки от истирания в процессе эксплуатации.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано в качестве берегоукрепительных конструкций в размываемых руслах рек, каналов и других сооружениях. Комбинированное крепление содержит армированные плиты. Новым является то, что крепление состоит из слоеных бетонных блоков, разбитых в плане конструктивно-деформационными швами на квадраты или прямоугольники, взаимосвязанные между собой со всех четырех сторон сеткой-рабицей и образованные послойным чередованием бетонных плит, склеенных высокопрочным раствором или бетоном, в который всплошную или полосами в местах стыковки блоков уложена сетка-рабица, сетка на откосах сверху занесена на берму и жестко закреплена, а на дне концы донного крепления заходят в глубину откосов, образуя консоли, количество слоев бетонных плит больше двух, а количество слоев сетки-рабицы больше одного и зависит от величины возможных статических и динамических нагрузок. Технический результат изобретения состоит в повышении эффективности и надежности защиты берегов русел рек и каналов от размыва, а также повышении долговечности берегоукрепительного сооружения. 4 з.п.ф-лы, 12 ил.

1. Комбинированное крепление откосов, содержащее армированные плиты, отличающееся тем, что крепление состоит из слоеных бетонных блоков, разбитых в плане конструктивно-деформационными швами на квадраты или прямоугольники, взаимосвязанные между собой со всех четырех сторон сеткой-рабицей и образованные послойным чередованием бетонных плит, склеенных высокопрочным раствором или бетоном, в который всплошную или полосами в местах стыковки блоков уложена сетка-рабица, сетка на откосах сверху занесена на берму и жестко закреплена, а на дне концы донного крепления заходят в глубину откосов, образуя консоли, количество слоев бетонных плит больше двух, а количество слоев сетки-рабицы больше одного и зависит от величины возможных статических и динамических нагрузок. 2. Комбинированное крепление по п. 1, отличающееся тем, что бетонные плиты в зависимости от места относительного взаимного расположения имеют выпуклости и вогнутости, в которые заливается высокопрочный раствор или бетон и укладывается сетка-рабица. 3. Комбинированное крепление по п. 1, отличающееся тем, что внизу крепления откосов на оголенном дне предусмотрен присоединенный к нему сеткой-рабицей гибкий понур, состоящий из блоков, разбитых в плане конструктивно-деформационными швами на квадраты или прямоугольники, взаимосвязанные между собой со всех четырех сторон сеткой-рабицей, и образованный послойным чередованием бетонных плит, склеенных высокопрочным раствором или бетоном, в который всплошную или полосами в местах стыковки блоков уложена сетка-рабица. 4. Комбинированное крепление по п. 1, отличающееся тем, что сверху сетка на бровке закрепляется за трубу и с помощью тросов и раскосов, анкерованных на берме русла реки или канала за пределами зоны возможного оползания откоса. 5. Комбинированное крепление по п. 1, отличающееся тем, что крепление в плане представляет из себя шахматное чередование бетонных блоков и ячеек с сеткой-рабицей, защемленных с четырех сторон, в которые высажены влаголюбивые растения с развитой корневой системой.