СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК E02D17/20 E02B3/12 

Изобретение относится к строительству берегоукреплений, а именно к укреплению земляных откосов и берегов водоемов, и может быть использовано при строительстве и реконструкции искусственных водоемов, восстановлении малых рек, укреплении разрушающихся склонов.

Из уровня техники известны решения, относящиеся к способам укрепления откосов и берегов рек, при которых производят армирование грунта с помощью размещаемых на поверхности или в толще земли различных армирующих элементов, осуществляют возведение стенок из блоков с использованием соединительных элементов, в том числе стенок из нескрепленных блоков, удерживаемых собственным весом, проводят размещение на склонах панелей, закрепляемых оттяжками или анкерами.

Широко используется при проведении работ по укреплению грунта геотекстильный материал, который в зависимости от его состава и конструкции, применяется и как защитное облицовочное покрытие, размещаемое на укрепляемой поверхности (склоне), и как армирующий материал (в этом случае его располагают между слоями грунта или специального наполнителя при формировании откоса), и в качестве промежуточных прослоек при возведении, например, каменных подпорных стенок для обеспечения дренажа грунтовых вод.

Известно применение в качестве строительных элементов при строительстве декоративных стенок и укреплений необработанного (дикого) камня. Обычно при возведении таких стенок для скрепления камней используют цементный раствор. Из-за различного коэффициента термического расширения составляющих элементов данная конструкция не является морозоустойчивой, она подвержена растрескиванию и быстрому разрушению.

Известно использование нескрепленых необработанных камней для изготовления откосов и защитных дамб, которые укладывают в камеру, образованную закрепленной в грунте с помощью свай сетью (см. DE 3917357, МПК 7 Е 02 В 3/12, 06.12.1990). Однако такая конструкция нетехнологична и недолговечна при эксплуатации.

Известна конструкция каменной кладки из специальных блоков, приведенная в US 5017049, МПК 7 E 02 D 29/02, 21.05.1991, представляющая собой безрастворную кладку из тесаных каменных блоков прямоугольной формы со скошенными кромками и одной продольной выступающей кромкой. Нижний ряд укладывается так, что выступающая кромка обращена к наружной стороне стенки и направлена вверх, а последующая - с направленной вниз кромкой. Стенка имеет высокую устойчивость при действии нагрузок со стороны грунтового массива или воды. Однако, такое средство укрепления грунта требует специального изготовления используемых в нем элементов, а также механизации проводимых работ по возведению берегоукрепления.

Из патента FR 2650849, МПК 7 E 02 D 29/02, 15.02.1991 известна подпорная стенка из облицовочных камней, армированная геотекстилем. В каждом облицовочном камне прорезан желобок, в который вкладывается геотекстильная арматура и способный деформироваться пруток. Под действием веса он расплющивается и закрепляет геотекстиль. Способ укрепления грунта, раскрытый в упомянутом патенте, можно считать прототипом заявленного способа того же назначения, а устройство для укрепления грунта, полученное при реализации упомянутого способа - прототипом предложенного устройства. Недостатком данного изобретения является сложность изготовления конструкции, ее жесткость, необходимость использования специального оборудования при возведении конструкции, отсутствие скрепления камней между собой.

Задачей предложенного изобретения является создание экологичной конструкции, обладающей как декоративной привлекательностью, так и высокой технологичностью за счет своей гибкости, морозоустойчивости, долговечности, а также простой в изготовлении, не требующей применения специальной техники.

Данная задача решена за счет того, что в соответствии с первым изобретением предложенной группы, в способе укрепления грунта, включающем выполнение кладки из строительных элементов путем послойного их размещения с чередованием со слоями из ткани, в качестве строительных элементов используют необработанные камни, при этом осуществляют соединение слоев камней с использованием ткани, пропитанной клеем. При этом используют пористую ткань, в частности, геотекстиль (например, дорнит), и клей, обеспечивающий эластичность соединения слоев камней, например, полиуретановую композицию. При укреплении откосов берегов водоема выполняют кладку в виде стенки заданной высоты и толщины. При этом для закрепления стенки в грунте используют стальные анкерные оттяжки, для чего на, по меньшей мере, одном из слоев ткани закрепляют стальные закладные детали. При укреплении склона выполняют кладку в виде мата, содержащего, по меньшей мере, два слоя камней и, по меньшей мере, один слой упомянутой выше ткани, при этом камни раскладывают по поверхности склона рядами снизу вверх. Для прикрепления мата к поверхности склона используют шпильки-гвозди. Если необходимо разместить растительный грунт, выполняют углубления в стенке или отверстия в мате.

В соответствии со вторым изобретением предложенной группы, указанная задача решена за счет того, что в устройстве для укрепления грунта, содержащем кладку из слоев строительных элементов, чередующихся со слоями из ткани, в качестве строительных элементов использованы необработанные камни, при этом слои камней скреплены друг с другом посредством клеевого соединения с использованием ткани, пропитанной клеем. При этом использована пористая ткань, например, геотекстиль (в частности, дорнит). Клеевое соединение выполнено с использованием клея, обеспечивающего эластичность соединения слоев камней, например, полиуретановой композиции. В случае укрепления откосов берегов водоема кладка выполнена в виде стенки заданной высоты и толщины. Стенка может быть закреплена в грунте с помощью стальных анкерных оттяжек, при этом на, по меньшей мере, одном из слоев ткани закреплены стальные закладные детали. В случае укрепления склона кладка выполнена в виде мата, содержащего, по меньшей мере, два слоя камней и, по меньшей мере, один слой упомянутой выше ткани, при этом мат может быть прикреплен к поверхности склона с помощью шпилек-гвоздей. Для размещения растительного грунта стенка может быть выполнена с углублениями, а мат - с отверстиями.

Для изготовления укрепления подбирают "дикие" (необработанные) камни различных размеров, желательно одной породы, например, граниты, песчаники, сланцы, габры и т.д. Важно подобрать породы камней, пригодные по своим свойствам для использования в определенной климатической зоне, например, по морозостойкости. Форма и происхождение камней могут быть различные: это могут быть рваные гранитные глыбы после дробилки или, например, гладкие валуны.

Перед использованием камни необходимо промыть, очистить от налипших загрязнений (например, глины, нефтепродуктов и т.д.) и просушить.

Ткань нарезают на полосы или полотна необходимой ширины в зависимости от площади покрываемого тканью слоя камней и пропитывают клеем. Использование ткани, пропитанной клеем, в качестве связующего при возведении кладки технологично и удобно, свободное ее размещение между слоями камней позволяет получить большую поверхность контакта и обеспечить надежное клеевое соединение.

На фиг.1 и фиг.2 приведены схемы двух вариантов конструкции устройства для укрепления грунта согласно изобретению. При этом на фиг.1 - схема подпорной стенки при укреплении откосов берегов, а на фиг 2 - схема мата при укреплении склона. На фиг.3 - вариант закрепления стенки с помощью анкерных оттяжек.

На приведенных схемах позицией 1 обозначены строительные элементы в виде необработанных камней, позицией 2 - слой ткани, пропитанной клеем, а позицией 3 - анкерные оттяжки, используемые для прикрепления стенки к грунту, позицией 4 - закладные детали, позицией 5 - анкер.

Далее приведены примеры осуществления изобретения, иллюстрирующие два варианта реализации предложенного способа, обеспечивающего получение предложенного устройства для укрепления грунта.

I. Укрепление откосов.

Подготовленные камни 1 укладывают плотно друг к другу в один слой на сухую подготовленную грунтовую поверхность. В случае необходимости поверхность может быть покрыта слоем геотекстиля, например, дорнита.

Поверх уложенных камней укладывают полотно пористой ткани 2, пропитанной клеем, при этом используют геотекстиль, например, дорнит, а в качестве клея - полиуретановые композиции или любой другой клей, обеспечивающий эластичность пропитанной ткани при его затвердевании. Ширину пропитанного полотна ткани из-за эстетических соображений лучше выбрать немного меньше ширины каменной кладки (в виде ленты), чтобы ткань не была видна из-под камней.

На уложенную ткань 2 раскладывают следующий слой подготовленных камней 1. При этом промежутки между крупными камнями могут быть заложены более мелкими для создания более плотной кладки.

Поверх следующего слоя камней 1 опять укладывают ткань 2, пропитанную клеем, затем опять слой камней. Для создания более ровной декоративной кладки слои камней округлой формы можно чередовать со слоями из плоских камней (сланцев, песчаников или плитника).

Количество слоев при возведении стенки зависит от требуемой высоты берегоукрепления. При необходимости получения высокой стенки из круглых камней можно сделать временную опалубку на период монтажа и до полного отвердения клея.

В стене можно сделать углубления для растительного грунта, где будет расти околоводная растительность.

Для укрепления крутого или оползневого откоса стену берегоукрепления дополнительно укрепляют береговыми анкерами со стальными анкерными оттяжками 3, которые прикрепляются в стене при помощи сварки к закладным стальным деталям 4, приклеенным к одному из слоев ткани.

II. Укрепление склонов.

Подготовленные камни 1 округлой формы укладывают на укрепляемый склон рядами снизу вверх по склону.

Поверх каменной кладки по всей ее площади раскладывают пористую ткань 2, пропитанную клеем. Поверх ткани вновь укладывают слой камней 1.

Полученный мат, состоящий из двух слоев камней и одного слоя ткани, можно закрепить за верхнюю часть откоса или непосредственно к склону с помощью шпилек-гвоздей (на схеме не показаны).

Верхний слой камней можно покрыть почвой и засеять травами для формирования дерна. Для посадки деревьев или кустарников в ткани, пропитанной клеем, можно сделать отверстия.

Предлагаемое устройство для укрепления грунта, возведенное по предложенному способу, соответствует всем техническим требованиям, предъявляемым для данного типа сооружений. Прочностные характеристики укрепления определяются прочностными характеристиками используемых камней, при этом сезонные изменения температуры окружающей среды не влияют на прочность такого сооружения. За счет образовавшихся при получении кладки несплошностей стенка пропускает через себя грунтовые воды и поверхностный сток. Эластичность соединения, обеспеченная полиуретановым или аналогичным клеем, обусловливает получение ограниченно-гибких конструкций. При этом конструкции являются "вандалоустойчивыми", особенно это актуально при эксплуатации подпорных стенок: все камни одного ряда скреплены, поэтому трудно отделить каждый камень. Каменные стенки и маты экологичны, поскольку не содержат токсичных элементов, и создают биотопы для многих сухопутных и водных растений и организмов. Долговечность конструкции обеспечена прочностью и морозоустойчивостью клеевых соединений. Кроме того, при монтаже стенки и мата не требуется применение спецтехники, все операции проводятся вручную. И, наконец, полученные конструкции декоративны и привлекательны за счет использования природных материалов.

Изобретение относится к строительству берегоукреплений, а именно к укреплению земляных откосов и берегов водоемов, и может быть использовано при строительстве и реконструкции искусственных водоемов, восстановлении малых рек, укреплении разрушающихся склонов. Способ укрепления грунта включает выполнение кладки из строительных элементов путем послойного их размещения с чередованием со слоями из ткани. В качестве строительных элементов используют необработанные камни, при этом осуществляют соединение слоев камней между собой с использованием ткани, пропитанной клеем, обеспечивающим эластичность соединения слоев камней. Устройство для укрепления грунта содержит кладку из слоев строительных элементов, чередующихся со слоями из ткани. В качестве строительных элементов использованы необработанные камни, при этом слои камней скреплены между собой посредством клеевого соединения с использованием ткани, пропитанной клеем, обеспечивающим эластичность соединения слоев камней. Технический результат состоит в создании экологичной конструкции, обладающей как декоративной привлекательностью, так и высокой технологичностью и обладающей эластичными свойствами при соединении камней. 2 н. и 14 з.п.ф-лы.

1. Способ укрепления грунта, включающий выполнение кладки из строительных элементов путем послойного их размещения с чередованием со слоями из ткани, отличающийся тем, что в качестве строительных элементов используют необработанные камни, при этом осуществляют соединение слоев камней между собой с использованием ткани, пропитанной клеем, обеспечивающим эластичность соединения слоев камней.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют пористую ткань.3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве пористой ткани используют геотекстиль.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при укреплении откосов берега водоема выполняют кладку в виде стенки заданной высоты и толщины.5. Способ по п.4, отличающийся тем, что для закрепления стенки в грунте используют стальные анкерные оттяжки, при этом на, по меньшей мере, одном из слоев ткани закрепляют стальные закладные детали.6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при укреплении склона выполняют кладку в виде мата, содержащего, по меньшей мере, два слоя камней и, по меньшей мере, один слой упомянутой выше ткани, при этом камни раскладывают по поверхности склона рядами снизу вверх.7. Способ по п.6, отличающийся тем, что для прикрепления мата к поверхности склона используют шпильки-гвозди.8. Способ по любому из пп.4-7, отличающийся тем, что для размещения растительного грунта выполняют углубления в стенке или отверстия в мате.9. Устройство для укрепления грунта, содержащее кладку из слоев строительных элементов, чередующихся со слоями из ткани, отличающееся тем, что в качестве строительных элементов использованы необработанные камни, при этом слои камней скреплены между собой посредством клеевого соединения с использованием ткани, пропитанной клеем, обеспечивающим эластичность соединения слоев камней.10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что в нем использована пористая ткань.11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что в качестве пористой ткани использован геотекстиль.12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что в случае укрепления откоса берега водоема кладка выполнена в виде стенки заданной высоты и толщины.13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что стенка закреплена в грунте с помощью стальных анкерных оттяжек, при этом на, по меньшей мере, одном из слоев ткани закреплены стальные закладные детали.14. Устройство по п.9, отличающееся тем, что в случае укрепления склона кладка выполнена в виде мата, содержащего, по меньшей мере, два слоя камней и, по меньшей мере, один слой упомянутой выше ткани.15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что мат прикреплен к поверхности склона с помощью шпилек-гвоздей.16. Устройство по любому из пп.12-15, отличающееся тем, что для размещения растительного грунта стенка выполнена с углублениями, а мат с отверстиями.