ГЕОРЕШЕТКА Российский патент 2004 года по МПК E02D17/20 E01C5/00 

Изобретение относится к областям промышленного и гражданского строительства, строительства автомобильных дорог, укреплению различных насыпных грунтовых сооружений и может быть использовано при возведении новых сооружений и при ремонте и реконструкции старых.

Известны одноосные георешетки, выполненные в виде удлиненных ячеек, образованных из полимерного материала, например полиэтилена высокой плотности или полипропилена, путем соединения между собой взаимно перпендикулярных полос или путем растягивания в пластичном состоянии полотна с просечками до образования и фиксации формы возникающих в месте просечек отверстий (П. Марьемаа, Армирование грунтовых конструкций и дорожных одежд геосетками TENSAR, ж. Транспортное строительство 3, 1999 г., с.23-24).

Аналогичные технические решения описаны в патенте GB 2314802, 1997 г., где георешетку получают путем размещения продольных полос между парами поперечных полос полимерного материала, и в патенте US 5156495, 1992 г., где решетка, полученная путем растяжения полотна с просечками, имеет в местах пересечения полос монолитные утолщения.

Наиболее близкой из известных является георешетка, используемая в гибком многослойном покрытии, включающем слои армированного пространственными или плоскими георешетками грунта, гибкие разделительные прослойки из высокопрочного геотекстиля между ними, при этом слои грунта расположены со смещением георешеток одна относительно другой и скреплены между собой по вертикали гибкими связями с образованием замкнутых ячеек, разделительные прослойки предварительно напряжены усилием, равным 70-80% от разрушающей нагрузки, а полотно верхнего несущего слоя выполнено из водонепроницаемого геотекстиля (патент RU 2044813, МКИ Е 01 С 5/00, 1995 г.) Такая конструкция позволяет использовать ее для дренажа и отвода воды и для гидроизоляции сооружения.

Однако известно (ВСН "Применение синтетических материалов при устройстве нежестких одежд автомобильных дорог", Москва, 2000 г. и "Методические рекомендации по проектированию и строительству грунтовых насыпей на торфяном основании, армированных георешетками "Прудон 494" в условиях Западной Сибири", Москва, 2000 г.), что применяемые рулонные синтетические материалы, используемые для устройства дренажных прослоек, должны иметь по стандартным испытаниям коэффициент фильтрации не ниже 150 м/сутки и обладать разрывной прочностью по стандартным испытаниям Рm. не ниже 150 кгс/см. при относительном удлинении при нагрузке Рm не выше 20%. Материалов, обладающих такими свойствами в настоящее время не существует, так как требуемые прочностные характеристики соответствуют тканым синтетическим материалам, а требуемая фильтрация - нетканым. То есть, возникает необходимость одновременно применять два типа геосинтетического материала, что резко увеличивает стоимость строительства. Помимо этого известно, что объемная георешетка представляет собой конструкцию из синтетических лент, скрепленных между собой посредством сварных швов таким образом, что при растяжении в поперечном направлении они образуют сотовую конструкцию. Георешетки используются в конструкции дорожных одежд для усиления слабых оснований и для объемного армирования с целью восприятия растягивающих усилий. В качестве заполнителя ячеек георешетки используют щебень, песок, супесь, суглинок. Физический эффект от применения известной георешетки заключается в повышении прочности конструкции за счет объемного армирования с восприятием растягивающих напряжений через стык георешетки. При этом нагрузка, воспринимаемая образующей ячейку полосой (лентой, пластиной), составляет 146 кг/см², а швом, связывающим полосы между собой значительно меньше 65 кг/см².

Задачей предложенного технического решения является повышение долговечности, прочности георешетки в сооружении за счет максимального использования сечения пластины (а не шва) для восприятия растягивающих напряжений, усиление оснований сооружений путем обеспечения возможности распределения давления от активной нагрузки на значительную площадь, за пределы зоны ее воздействия, обеспечение высокой несущей способности искусственных грунтовых оснований и слоев дорожной одежды автомобильных дорог за счет их изоляции от попадания в них поверхностных и грунтовых вод путем применения конструкции дренажа, обеспечивающей быстрое удаление поступающей воды в основание и конструкцию сооружений с исключением их заиливания путем создания поперечного уклона георешетки, позволяющего обеспечить скорость движения воды в ней, превышающую ту, при которой происходит оседание мелких частиц грунта.

Это достигается тем, что георешетка содержит продольные пластины, соединенные в поперечном направлении анкерами, имеющими в поперечном сечении криволинейную форму предпочтительно с дренажными прорезями и образующими открытую поверхность в виде полости для отвода поступающей снизу и/или сверху воды, причем анкеры выполнены предпочтительно в виде вставки криволинейной формы и пластин, посредством которых она путем сварки или скрепляющими элементами, например скобами, закреплена к продольным пластинам. В продольных пластинах по их длине могут быть образованы отверстия. Часть продольных пластин может быть расположена в плоскости георешетки и/или под острым углом к ней. Кроме того, продольные оси продольных пластин могут быть расположены под углом от 0^o до 30^o к продольной оси георешетки, а анкеры расположены поверх продольных пластин и/или под продольными пластинами. Георешетка в зоне расположения анкеров может быть покрыта нетканым материалом или анкеры расположены на нетканом материале.

Изобретение иллюстрируется схемами,
где на фиг.1 представлен вид сбоку на георешетку;
на фиг.2 - схема поступления воды в полость анкера снизу;
на фиг.3 - то же, при поступлении воды сверху;
на фиг.4 - схема понижения грунтовых вод с естественного уровня "УГВ" до пониженного уровня грунтовых вод "УТПп";
на фиг. 5 - вид на георешетку на нетканом материале сверху (со схемой отвода воды);
на фиг.6 - вид на георешетку спереди;
на фиг.7 - схема отвода воды в полость анкера;
на фиг. 8 - схема нагружения георешетки в сооружении эксплуатационными нагрузками при верхнем расположении анкеров;
на фиг.9 - то же, при нижнем расположении анкеров;
на фиг.10 - схема расположения продольных пластин.

Объемная одноосная дренажно-силовая георешетка (ООДСГ) представляет собой продольные пластины 1 из полимерного материала, соединенные между собой в поперечном направлении анкерами 2, выполненными также из полимерного материала и имеющими криволинейную выпуклую или вогнутую форму. Продольные пластины могут быть ориентированы под острым углом 0-30^o к продольной оси георешетки или быть наклонными к ее плоскости. Анкер 2 может состоять из двух пластин 3, соединенных между собой вставкой 4 указанной криволинейной формы. Анкер 2 может быть выполнен с отгибами в виде пластин 3 вставки 4. Для отвода воды, поступающей с верхней части ООДСГ, вставка 4 анкера может иметь дренажные прорези 5, расположенные с двух сторон ее нижней части. Для отвода воды, поступающей снизу, анкер 2 имеет открытую поверхность (полость) 6 снизу, расположенную между продольными пластинами 1 ООДСГ. Передача напряжений от активной нагрузки F_{активн.} и Q_{активн.} осуществляется по плоскости скольжения С-С защемленного между анкерами 2 ООДСГ дренирующего материала 7 и материалом засыпки 8. Вода перемещается на коротком расстоянии "l" вдоль ООДСГ к анкерам 2, прикрепленным к продольным пластинам 1, которые могут иметь отверстия 9 для увеличения зацепления ООДСГ с грунтом и засыпкой и удаляется по анкеру 2 за пределы основания (конструкции) сооружения. На участках возведения насыпи на неоднородных грунтах, имеющих значительные различие физико-механических свойств, ООДСГ укладывается анкерами 2 вниз с засыпкой дренирующим материалом 7. Нетканый материал 10 может быть уложен как на георешетку, так и под нее. Стрелками на схемах показано направление тока воды.

Таким образом, ООДСГ состоит из элементов определенной формы, позволяющих при расчетных их размерах как воспринимать значительные нагрузки, так и одновременно с этим осуществлять эффективный водоотвод грунтовых и поверхностных вод, поступающих в основание сооружений и в конструкцию дорожных одежд автомобильных дорог. В ООДСГ максимально возможно повышена прочность самой георешетки в сооружении за счет максимально полезного использования сечения пластины (а не соединительного шва) для восприятия растягивающих напряжений. Возможно усиление оснований сооружений путем обеспечения распределения давления от активной нагрузки на значительную площадь, за пределы зоны ее воздействия, чем достигается высокая несущая способность искусственных грунтовых оснований и слоев дорожной одежды автомобильных дорог. Исключено за счет применения конструкции дренажа, обеспечивающей быстрое удаление поступающей воды в основание и в конструкцию сооружений, попадание в них поверхностных и грунтовых вод с исключением их заиливания путем создания поперечного уклона георешетки, позволяющего обеспечить скорость движения воды в ней, превышающую ту, при которой происходит оседание мелких частиц грунта.

Изобретение относится к промышленному и гражданскому строительству и может быть использовано при возведении новых сооружений и при ремонте и реконструкции старых. Новым является то, что георешетка содержит продольные пластины, соединенные в поперечном направлении анкерами, имеющими в поперечном сечении криволинейную форму предпочтительно с дренажными прорезями и образующими открытую поверхность в виде полости для отвода поступающей снизу и/или сверху воды, причем анкеры выполнены предпочтительно в виде вставки криволинейной формы и пластин, посредством которых она путем сварки или скрепляющими элементами, например скобами, закреплена к продольным пластинам. Технический результат изобретения состоит в повышении прочности и долговечности георешетки в сооружении. 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Георешетка, содержащая продольные пластины, соединенные в поперечном направлении анкерами, имеющими в поперечном сечении криволинейную форму предпочтительно с дренажными прорезями и образующими открытую поверхность в виде полости для отвода поступающей снизу и/или сверху воды, причем анкера выполнены в виде вставок криволинейной формы и пластин, посредством которых она путем сварки или скрепляющими элементами, например скобами, закреплена к продольным пластинам.2. Георешетка по п.1, отличающаяся тем, что в продольных пластинах по их длине образованы отверстия.3. Георешетка по п.1, отличающаяся тем, что часть продольных пластин расположена в плоскости георешетки и/или под острым углом к ней.4. Георешетка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что продольные оси продольных пластин расположены под углом от 0 до 30° к продольной оси георешетки.5. Георешетка по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что анкеры расположены поверх продольных пластин и/или под продольными пластинами.6. Георешетка по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что в зоне расположения анкеров она покрыта нетканым материалом или анкеры расположены на нетканом материале.