УСТРОЙСТВО И СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ОСНОВАНИЯ МАЧТЫ Российский патент 2010 года по МПК E02D27/50 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение касается устройства и способа усиления основания мачты или опоры против его вырывания из грунта. Более конкретно оно направлено на усиление так называемого поверхностного основания опоры.

Уровень техники

Под поверхностным основанием понимают неглубокое основание, которое обеспечивает устойчивость опоры благодаря распределению нагрузки по поверхности достаточно большого участка грунта. Например, опоры сетчатого типа обычно устанавливают на основаниях, образованных четырьмя ногами, т.е. четырьмя отдельными бетонными блоками (массивными элементами), по меньшей мере, частично заглубленными в грунт для компенсации опрокидывающего момента, создаваемого опорой в соответствии с законом рычага. Развитие регулирующих норм, касающихся устойчивости сооружений, вызывает необходимость использования усиливающих элементов в случаях, когда основания такого типа оказываются недостаточно надежными.

В общем случае усиление бывает необходимо только для предотвращения вырывания основания опоры из грунта. В большинстве случаев несущая способность поверхностных оснований бывает достаточна для компенсации сжимающей нагрузки.

Известны различные устройства и способы усиления основания опоры относительно его вырывания из грунта. Такие способы применяют к существующим опорам с целью компенсации недостающего сопротивления вырыванию, по меньшей мере, одного массивного блока основания. Избыточное усилие в дальнейшем описании обозначается символом Qal и измеряется в ньютонах (Н).

Избыточное усилие Qal может быть порождено различными причинами, одна из которых сводится к увеличению вырывающего усилия, воздействующего на основание. Такое увеличение может быть связано с:

- изменением условий эксплуатации основания (климатических, механических, геометрических и т.д.),

- ухудшением характеристик почвы в районе массивных блоков опоры, вызванным природными или искусственно созданными явлениями (бурями, землетрясениями, проводящимися работами и т.д.),

- различиями между реальной геометрией опоры и ее проектной конфигурацией, связанными с некачественным изготовлением опоры.

В зависимости от величины компенсируемого избыточного вырывающего усилия Qal в настоящее время используют один из двух известных способов.

Первый из них сводится к заливке бетонного блока вокруг несущей конструкции опоры или незаглубленной части массивного блока (если таковая существует) с целью увеличения собственной веса основания благодаря добавлению веса указанного бетонного блока. Однако поскольку размеры бетонного блока ограничены вследствие ограничений на габаритные размеры основания опоры, вес такого бетонного блока также ограничен и позволяет компенсировать лишь избыточные усилия Qal сравнительно небольшой величины, как правило, менее 20 кН.

Второй известный способ усиления заключается в укреплении основания при помощи микросвай, механически соединенных с несущей конструкцией опоры и забиваемых в землю на глубину, достаточную для достижения глубинного слоя почвы с высокой механической прочностью, например скального подстилающего пласта. Данный способ описан в патентной публикации FR 2810056. Микросваи принимают на себя всю нагрузку, воздействующую на опору (причем существующее основание более не подвергается воздействию нагрузки и действует только благодаря собственному весу бетона, добавляемому к весу конструкции). Продольное трение, возникающее между каждой из микросвай и глубинным подстилающим пластом, позволяет компенсировать значительные избыточные вырывающие усилия Qal, превышающие величину 1000 кН. Однако размеры микросвай, технология их изготовления и средства, требуемые для их установки, делают осуществление данного способа весьма дорогостоящим. Действительно, на практике опоры, как правило, не устанавливают вблизи проезжих путей, поэтому работу с тяжелыми материалами часто приходится осуществлять на сельскохозяйственных территориях или других неровных площадках.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в предложении способа усиления основания опоры относительно вырывания, который был бы недорогостоящим, простым в осуществлении с применением негромоздких рабочих средств и обеспечивал бы компенсацию «среднемасштабных» избыточных вырывающих усилий Qal, т.е. составляющих несколько сотен кН, но предпочтительно меньших 1000 кН.

Для решения поставленной задачи в соответствии с изобретением предлагается способ усиления основания опоры против вырывания, причем указанное основание содержит, по меньшей мере, один массивный блок, заглубленный в грунт места расположения основания, который содержит секцию с наибольшим сечением в горизонтальной плоскости, отличающийся тем, что включает в себя следующие этапы:

- выкапывают траншею вокруг массивного блока, по меньшей мере, над указанной секцией;

- в траншее изготавливают плиту таким образом, что указанная плита заглублена в грунт и расположена вокруг массивного блока между указанной секцией и поверхностью грунта с выходом за пределы вертикальной проекции периферии секции;

- обратно засыпают плиту.

В результате засыпки плиты ее скрывают, причем место расположения основания может быть после этого пригодно для сельскохозяйственной эксплуатации.

Под плитой в настоящем описании понимают компактную и твердую массу материала, форма и толщина которой может варьироваться. В оптимальном варианте для изготовления плиты подготавливают формуемую смесь, содержащую материалы, извлеченные из грунта места расположения основания, или материалы, доставленные из-за его пределов, или смесь материалов двух указанных типов и, по меньшей мере, одно связующее вещество, и укладывают указанную смесь в траншею, причем плиту получают в результате затвердевания указанной смеси. В оптимальном варианте смесь достаточно удобна в обработке для обеспечения возможности ее заливки в траншею. Природа используемых материалов и содержание связующего могут варьироваться в зависимости от величины компенсируемого избыточного усилия Qal.

В оптимальном варианте изготавливаемая плита должна обладать большей плотностью и/или большей устойчивостью к деформации сдвига, чем грунт (или почва) места расположения основания.

Способ по изобретению позволяет компенсировать избыточное усилие Qal вследствие увеличение веса материала, подверженного воздействию такого усилия в процессе вырывания основания, с одной стороны, за счет собственного веса плиты, а с другой стороны, дополнительно за счет веса массы окружающего грунта, в частности, грунта, расположенного поверх плиты, который в процессе вырывания увлекается вместе с плитой. Это вызвано тем, что плита проходит в горизонтальном направлении за пределы указанной секции основания, и в процессе вырывания она увлекает за собой некоторую массу грунта, в дальнейшем называемую дополнительной массой, которая не была бы увлечена в отсутствие плиты.

Компенсация избыточного усилия Qal также происходит вследствие увеличения продольного трения между усиливающей плитой и неподвижным грунтом.

В оптимальном варианте для обеспечения значительного участия продольного трения в усилении против вырывания плита непосредственно соприкасается с грунтом места расположения основания, причем следует обеспечить хорошее боковое сцепление плиты с неподвижным грунтом. Разумеется, величина такого продольного трения напрямую зависит от механических свойств, присущих данному грунту. В оптимальном варианте для улучшения бокового сцепления указанную плиту подвергают уплотнению или вибрации, причем в результате такого уплотнения или вибрации плита расширяется в боковом направлении. При этом боковые края плиты оказывают давление на окружающий плиту грунт, что усиливает боковое сцепление и, следовательно, величину продольного трения при вырывании. Аналогичным образом в оптимальном варианте уплотняют материалы, использованные для засыпки плиты, с целью обеспечения хорошего бокового сцепления между этими материалами и неподвижным грунтом.

Кроме того, поверхности боковых краев плиты и расположенные напротив них боковые поверхности окружающего грунта не должны быть слишком гладкими. С учетом используемых материалов и машин, применяемых для выкапывания траншеи, такие поверхности обычно обладают достаточной шероховатостью.

Кроме того, способ по изобретению позволяет изготавливать плиту непосредственно на месте расположения основания, что избавляет от необходимости транспортировки такой плиты. Помимо этого, рабочая площадка для осуществления способа по изобретению имеет разумные размеры, т.к. выкапываемая траншея имеет небольшую глубину (глубина траншеи не превышает глубины, на которой находится верхняя сторона секции с наибольшим горизонтальным сечением) и ограниченную ширину (в общем случае плита выходит за пределы вертикальной проекции указанной секции не более чем на два метра). Кроме того, для осуществления данного способа не требуется применения каких-либо особых или громоздких материалов. Наконец, имеется возможность усиления каждого из массивных блоков основания по отдельности вместо одновременного усиления всех таких блоков.

Плита предпочтительно непосредственно соприкасается с массивным блоком и окружает его. Однако также может быть предусмотрена плита, окружающая массивный блок, но не соприкасающаяся с ним непосредственно, например плита в форме обода, если она выходит за пределы вертикальной проекции периферии указанной секции и способна увлекать с собой дополнительную массу грунта.

С другой стороны, следует отметить, что механическое соединение плиты с массивным блоком не является необходимым и что в оптимальном варианте плита механически развязана с массивным блоком для упрощения осуществления способа. Разумеется, поскольку плита образуется в результате затвердевания смеси, залитой в траншею, окружающую массивный блок, такая плита может сцепляться с массивным блоком. Однако такое сцепление не следует рассматривать как механическое соединение, т.к. прочность такого соединения крайне мала по сравнению с компенсируемым избыточным усилием Qal. Под механическим соединением подразумевают системы крепления, например анкерное крепление, винтовое крепление и т.п.

Для удешевления смеси, из которой изготавливают плиту, если позволяет природа грунта места расположения основания, по меньшей мере, частично используют материалы, извлеченные из этого места, а в оптимальном варианте - исключительно материалы, извлеченные в процессе выкапывания траншеи. В общем случае стараются, по меньшей мере, частично использовать материалы, извлеченные из грунта в процессе выкапывания траншеи, для формирования указанной смеси и/или для засыпания плиты. Таким образом, сокращаются затраты на приобретение сторонних материалов, их транспортировку и вывоз извлеченного грунта.

Если природа грунта не позволяет смешивать его со связующим веществом для получения достаточно однородной и компактной плиты (либо по причине слишком высокой зернистости материалов грунта либо в связи с минералогическим составом данного грунта), используют сторонние материалы, т.е. материалы, доставленные из-за пределов места расположения основания.

В качестве таких сторонних материалов могут использовать заранее приготовленный бетон. Также возможно использование менее дорогостоящего материала, например гравия, т.е. естественной или искусственной смеси камней или щебня с гранулометрическим размером от 0 до 80 мм и предпочтительно от 0 до 40 мм.

Для дальнейшего снижения стоимости смеси, используемой для изготовления плиты, она содержит небольшое суммарное количество связующего вещества, составляющее менее 15% от массы смеси. Как показывает опыт, такое содержание связующего вещества достаточно для связывания частиц используемых материалов между собой и, следовательно, изготовления требуемой плиты. Однако для обеспечения требуемого действия связующего вещества или веществ следует обеспечить суммарное содержание связующего вещества, превышающее 3%.

В качестве связующих веществ могут быть использованы, например, гидравлические, углеводородные или синтетические связующие. В качестве гидравлических связующих могут быть использованы цементы, шлаки или известь. В случае использования цемента содержание его в смеси в оптимальном варианте составляет от 3% до 13%, а предпочтительно равно от 6% до 10% (например, 8%). Следует отметить, что все величины содержания в массовых процентах в настоящей заявке приведены для сухой смеси (т.е. без добавление воды), если иное не оговорено.

Кроме того, следует отметить, что время замешивания, необходимое для изготовления смеси, относительно невелико. Это приводит к экономии времени и усилий.

В оптимальном варианте при изготовлении плиты из материалов, извлеченных на месте расположения основания, и при условии высокого содержания глины в таких материалах для нейтрализации глины используют известь. При этом содержание извести в смеси составляет от 1 до 4 мас.%.

В случае изготовления плиты из материалов, доставленных извне, и достаточно высокой механической плотности и удельной массы плиты по сравнению с окружающим грунтом, объем плиты и, следовательно, объем материалов, извлекаемых из грунта, может быть уменьшен. Это также позволяет использовать значительную часть извлеченных материалов или все материалы для засыпки плиты без чрезмерного повышения уровня грунта над плитой (чрезмерное возвышение затрудняет доступ к опоре, размещение материалов и оборудования вокруг опоры при возможных ремонтных работах, а также возможную сельскохозяйственную эксплуатацию земли, на которой установлена опора), а также сократить (или даже исключить) затраты на вывоз таких материалов.

Поверхностный слой грунта, которым таким образом засыпают плиту, участвует в усилении основания. В частности, масса грунта, покрывающего часть плиты, выходящую за края вертикальной проекции указанной секции, образует дополнительную массу материала (относительно массы грунта, которая противодействовала бы вырыванию без плиты), подвергаемую нагрузке в случае вырывания основания.

С другой стороны, такой поверхностный слой грунта может быть обработан владельцем участка, на котором установлено основание опоры. Поскольку опоры в основном устанавливают на возделанных или возделываемых землях, последнее преимущество достаточно значительно. В оптимальном варианте для обеспечения достаточной толщины слоя грунта для возможности сельскохозяйственной обработки и достаточной массы для участия массы грунта в усилении основания плиту заглубляют на глубину от 0,5 до 2 м относительно поверхности грунта или земли.

Изобретение также предлагает устройство для усиления основания опоры против вырывания, отличающееся тем, что содержит плиту, заглубленную в грунт и расположенную вокруг указанного массивного блока между указанной секцией и поверхностью грунта с выходом за пределы вертикальной проекции периферии указанной секции.

В оптимальном варианте плита изготовлена из смеси, содержащей материалы, извлеченные из грунта места расположения основания, или материалы, доставленные из-за его пределов, или смесь материалов двух данных типов и, по меньшей мере, одно связующее вещество, образована в результате затвердевания указанной смеси и находится в непосредственном контакте с грунтом места расположения основания.

Краткое описание чертежей

Другие свойства и достоинства способа и устройства по изобретению станут ясны из нижеследующего подробного описания различных вариантов осуществления изобретения, приведенных в качестве примера, не накладывающего каких-либо ограничений.

Описание приведено со ссылками на прилагаемые чертежи, где:

- на фиг.1 представлена вертикальная проекция массивного блока основания опоры;

- на фиг.2 схематически представлен вид сверху основания опоры с четырьмя ногами и изображены четыре массивных блока основания;

- на фиг.3 представлен вид в разрезе по плоскости III-III фиг.2 в соответствии с первым вариантом осуществления устройства по изобретению;

- фиг.4 иллюстрирует второй вариант осуществления устройства по изобретению;

- фиг.5 иллюстрирует третий вариант осуществления устройства по изобретению;

- фиг.6 иллюстрирует четвертый вариант осуществления устройства по изобретению;

- фиг.7 иллюстрирует пятый вариант осуществления устройства по изобретению.

Осуществление изобретения

На фиг.2 представлено основание опоры, например мачты линии электропередачи сетчатого типа, содержащее четыре массивных блока 10 такого типа, как изображен на фиг.1, расположенных по квадрату вокруг опоры (не представлена). Опора жестко связана с основанием, причем каждый из массивных блоков выполняет функцию цоколя, к которому прикреплена несущая конструкция опоры. Как видно из фиг.1, массивный блок обычно содержит несколько уступов или ярусов, увеличивающихся сверху вниз так, что нижняя секция 12 массивного блока, также называемая подошвой, представляет собой секцию с наибольшим сечением в горизонтальной плоскости. В приведенном примере подошва 12 имеет форму усеченной пирамиды и расширяется книзу. Следует отметить, что в других типах массивных блоков, не представленных в настоящем описании, наибольшее горизонтальное сечение может иметь одна из промежуточных секций, отличная от нижней секции массивного блока.

В частном случае, когда рассматриваемый массивный блок не содержит нижней секции (подошвы), например в случае массивного блока в форме усеченной пирамиды или усеченного конуса, расширяющихся книзу, нижней секции с наибольшим горизонтальным сечением соответствует крайняя нижняя часть массивного блока. Наконец, в случае прямоугольных или цилиндрических массивных блоков (т.е. блоков с постоянным горизонтальным сечением) секцию с наибольшим горизонтальным сечением определяют как крайнюю нижнюю часть массивного блока.

На фиг.3 представлен вид в разрезе по вертикальной (т.е. перпендикулярной поверхности Т почвы, которую считают горизонтальной) плоскости III-III, перпендикулярной плоскости S симметрии массивного блока и проходящей через центр подошвы 12 массивного блока 10.

Нижеследующее описание первого варианта осуществления усиливающего устройства по изобретению приведено со ссылками на фиг.3. Данное устройство содержит плиту 20, расположенную над подошвой 12 массивного блока 10, аналогичного описанным выше. Края секции массивного блока 10 с наибольшим горизонтальным сечением, например края подошвы 12, обозначены на данном виде в разрезе точками В и В' (расположенными симметрично относительно плоскости S). Вертикальные проекции точек В и В' на нижнюю и верхнюю стороны плиты обозначены соответственно точками С и Е (С' и Е').

Плита 20 имеет цилиндрическую форму, но также может иметь форму усеченного конуса или содержать, по меньшей мере, один уступ, расположенный на ее боковых сторонах для усиления трения между боковыми сторонами плиты и окружающей ее почвой. Внешние края плиты обозначены на виде в разрезе по фиг.3 точками D и D', расположенными на верхней стороне плиты, и точками А и А', расположенными на ее нижней стороне. Вертикальная проекция плиты 20 выходит за края вертикальной проекции подошвы 12 так, что точки А, А', D и D' расположены дальше от плоскости S, чем соответствующие точки С, С', Е и Е'. Поскольку плита 20 заглублена в грунт, она покрыта слоем земли, называемым поверхностным слоем. Таким образом, верхняя поверхность плиты 20 (с точками D, Е, Е' и D') находится ниже уровня поверхности Т почвы. Точки G, F, F' и G', расположенные на уровне поверхности Т почвы, соответствуют вертикальным проекциям точек D, Е, Е' и D'.

В представленном примере плита 20 не опирается на второй уступ 13 массивного блока 10, т.к. почва, находящаяся между плитой 20 и уступом 13, обладает достаточной плотностью для того, чтобы не сжиматься при вырывании массивного блока; т.е. при поднятии массивного блока нагрузка непосредственно прилагается к плите 20. Однако в случае, если плотность почвы, находящейся между плитой 20 и уступом массивного блока 10, расположенным непосредственно под данной плитой, слишком низка, плиту 20 опирают на данный уступ.

В соответствии с первым вариантом осуществления, проиллюстрированным на фиг.3, плиту 20 изготавливают из смеси, содержащей материалы, извлеченные из грунта места расположения основания (либо в процессе выкапывания траншеи либо перед этим, если на том же месте проводили другие земляные работы), и смесь из двух вяжущих материалов - извести и цемента. Обработка данных материалов такими вяжущими веществами позволяет получить твердый и компактный блок, образующий плиту 20.

С одной стороны, изготовленная таким образом плита 20 имеет плотность, большую, чем плотность окружающего ее грунта, и, следовательно, собственный вес плиты позволяет увеличить вес вещества, расположенного выше подошвы 12, и повысить устойчивость основания к вырыванию. С другой стороны, она обладает предельным (разрывным) напряжением сдвига большим, чем у окружающего ее грунта, так, что в случае вырывания основания результирующий вертикальный сдвиг происходит между плитой 20 и окружающим ее грунтом, т.е. по боковой поверхности плиты 20, соответствующей линиям AD и A'D' по фиг.3. Для упрощения настоящего описания поверхность такого типа в дальнейшем обозначена как «поверхность AA'D'D».

Поскольку плита 20 в вертикальной проекции выходит за пределы подошвы 12, усилие принимают на себя материалы, расположенные над плитой и заключенные в пределах цилиндра GDD'G', а также материалы, заключенные в пределах усеченного конуса ABB'A', а не только материалы, расположенные над плитой 12 и заключенные в пределах цилиндра FBB'F', как это происходит в случае отсутствия плиты. Таким образом, по сравнению с опорой, не имеющей плиты 20, используют дополнительную массу почвы, вес которой противодействует вырыванию, расположенной над плитой 20 и вне пределов вертикальной проекции подошвы основания опоры. На приведенном чертеже такая дополнительная масса почвы расположена в кольцевом цилиндре, заключенном между поверхностями FEE'F' и GDD'G'. Аналогичным образом используют дополнительную массу почвы, заключенной между поверхностями ABB'A' и CBB'C'. Таким образом, дополнительная масса используемого (нагружаемого) материала зависит от расстояния DE (или СА), на которое плита 20 выходит за пределы подошвы 12, и от глубины DG (или FE), на которой расположена данная плита.

Приведенное выше описание упрощенно иллюстрирует общие принципы, на которых основано устройство по изобретению. Эти общие принципы сводятся к увеличению массы вещества, подверженного воздействию нагрузки в случае вырывания опоры, с одной стороны, благодаря добавлению собственной массы плиты и, с другой стороны, за счет использования некоторой массы почвы, так называемой дополнительной массы, которая не была бы задействована при отсутствии такой плиты.

Для полного рассмотрения картины следует также учесть силы трения, действующие при вырывании опоры, а именно силы продольного трения, действующие между плитой и окружающим ее грунтом. Следует отметить, что такие силы трения играют дополнительную роль в усилении основания. Таким образом, избыточное усилие Qal в первую очередь компенсируется весом используемой дополнительной массы и силами продольного трения.

На фиг.4 представлен другой вариант осуществления устройства по изобретению, аналогичный варианту осуществления по фиг.3, но отличающийся с точки зрения материала, из которого изготовлена плита 20. В данном варианте плиту 20 изготавливают из обработанного гравия, т.е. из гравия с добавлением вяжущих веществ, а предпочтительно из гравия с добавлением гидравлического вяжущего вещества. Определение последнего типа обработанного гравия с примерами приведено во французском стандарте NF P98-116 от февраля 2000 г. Гравий с добавками вяжущего вещества обычно изготавливают вне площадки, в смесительном цехе, но иногда могут производить и прямо на площадке при помощи передвижного строительного смесителя, например фрезы для размельчения грунта и его перемешивания с вяжущим веществом или ковшового грохота. Обработанный гравий представляет собой сравнительно дешевый материал, обладающий большой удельной массой и высокими механическими характеристиками, в частности хорошей устойчивостью к деформации сдвига. Таким образом, толщина плиты может быть достаточно ограниченной, и, как показано в представленном примере, грунт, извлеченный в процессе выкапывания, может быть вывезен или использован для покрытия плиты, причем насыпь 26, образованная над массивным блоком, преимущественно имеет сравнительно небольшую высоту (предпочтительно менее 50 см), чтобы не создавать нежелательных препятствий.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, не представленном на чертежах, для уменьшения толщины плиты и/или улучшения ее механических характеристик, в частности ее устойчивости к деформации сдвига, в объем плиты могут вводить усиливающие элементы, например металлическую или пластмассовую сетку, плетеный материал, сетчатый материал типа «геогриль», полотно из «геосинтетического» материала, или же обычную металлическую арматуру, вокруг которой размещают пластическую смесь.

Также может быть предусмотрена установка внутри плиты датчиков, например, прикрепленных к «геосинтетическому» материалу, для измерения напряжений, движений, деформаций и т.д., причем такие датчики обеспечивают возможность дистанционного контроля состояния основания в его чувствительных точках.

На фиг.5, 6 и 7 представлены еще три варианта осуществления усиливающего устройства по изобретению, в которых плита 20 представляет собой плиту из обработанного гравия. Однако данная плита также может быть изготовлена из смеси, аналогичной той, что использована в плите по фиг.3, или из смеси материалов, извлеченных из грунта места расположения основания, гравия и, по меньшей мере, одного вяжущего вещества. Плита 20 сцеплена с грунтом при помощи костылей 28, проходящих через нее по толщине. Костыли пересекают внешний край плиты 20, предпочтительно в той части плиты, которая выходит за пределы вертикальной проекции краев подошвы 12 массивного блока 10, и могут быть ориентированы вертикально, как показано на фиг.5, или наклонно, как показано на фиг.7. Длина костылей 28 может варьироваться, и, как показано на фиг.6, костыли 28 могут продолжаться ниже уровня расположения массивного блока 10.

Однако следует отметить, что длина костылей 28 ограничена с целью уменьшения стоимости устройства. В частности, в отличие от вышеупомянутых известных микросвай костыли 28 по изобретению не должны достигать глубинного подстилающего пласта. Кроме того, они не обязательно механически связаны с несущей конструкцией опоры.

Костыли 28 выполняют двойную функцию: во-первых, они обеспечивают закрепление плиты 20, тем более надежное, чем длиннее данные костыли. Во-вторых, костыли позволяют зафиксировать при помощи трения окружающий их объем грунта (эффект корней), что обеспечивает дополнительное закрепление дополнительной массы грунта для противодействия вырыванию массивного блока 10.

Костыли 28 могут быть изготовлены из металлических брусьев или труб, внутрь которых может быть залит цементный раствор.

Размеры вышеописанных усиливающих устройств, очевидно, зависят от размеров усиливаемых массивных блоков основания, от величины компенсируемого избыточного усилия и от характеристик грунта, в котором устанавливают такие устройства.

В качестве приблизительной оценки можно предположить, что подошвы 12 массивных блоков 10 опор сетчатого типа в общем случае имеют длину от 2 до 4 м, а их глубина составляет от 2,5 до 5 м. В случае массивных блоков, представленных на фиг.1 и 2, например, используемых французской компанией R.T.E. в основаниях мачт линий электропередачи, нижняя секция массивного блока представляет собой квадрат со стороной 2,35 м, а верхняя цилиндрическая секция массивного блока имеет диаметр, равный 90 см. Расстояние между опорной поверхностью 12а подошвы 12 и верхним краем секции 14 равно 3,45 м, причем массивный блок 10 обычно не полностью заглублен в грунт и выступает над его поверхностью Т на высоту, равную 30 см. В такой конфигурации плита 20 должна в общем случае выступать за пределы вертикальной проекции подошвы 12 на расстояние, составляющее от 0,5 м до 1,5 м, а предпочтительно равное 1 м. Кроме того, при заглублении плиты 20 верхняя поверхность плиты обычно расположена на глубине от 0,5 м до 2 м от поверхности Т грунта, предпочтительно на глубине от 0,5 м до 1 м, например, равной 0,8 м, что обеспечивает достаточную толщину слоя полезной почвы над плитой. Толщина самой плиты зависит от материалов, использованных для ее изготовления, от возможного использования усиливающих элементов и от мер, принятых по закреплению плиты.

Следует отметить, что верхняя поверхность плиты может быть выполнена наклонной для облегчения стока вод.

После вышеприведенного подробного описания конструкции усиливающего устройства по изобретению ниже следует описание примера осуществления способа установки устройства, подобного представленному на фиг.3. Прежде всего, расчищают от растительности рабочую зону, расположенную по вертикали над каждым из массивных блоков 10 усиливаемого основания. Затем вокруг каждого из массивных блоков 10 производят земляные работы для получения траншеи глубиной приблизительно 1,80 м, боковые края которой отстоят приблизительно на один метр от внешнего края подошвы 12 массивного блока 10. Первые 80 см грунта из данной зоны вынимают, складывают в откосы и сохраняют на площадке для последующей обратной засыпки.

Затем часть материала, вынутого из грунта, смешивают с 6-10%, предпочтительно с 8% цемента и с 1-4% извести. Полученную смесь закладывают в траншею последовательными слоями толщиной приблизительно по 30 см, которые затем увлажняют и уплотняют, причем между двумя слоями могут прокладывать усиливающие элементы, например, в виде сетчатого материала типа «геогриль». Наконец, образованную таким образом плиту засыпают путем обратной засыпки верхнего слоя вынутого грунта.

В оптимальном варианте обратную засыпку верхнего слоя вынутого грунта производят последовательными слоями, например, толщиной по 20 см, которые уплотняют по мере их засыпки, причем упомянутая процедура засыпки последовательными слоями позволяет получить максимальную степень уплотнения. Поэтапное уплотнение позволяет восстановить исходную структуру (в частности, плотность) слоя грунта, расположенного над плитой, и, следовательно, повысить устойчивость основания к вырыванию.

Данный простой и недорогостоящий в осуществлении способ обладает тем достоинством, что подразумевает применение машин, обычно используемых в области строительных и дорожных работ, например малого экскаватора, легкого уплотняющего оборудования и передвижного строительного смесителя.

Изобретение относится к строительству, а в частности к усилению основания опоры против вырывания из грунта. Устройство для усиления основания опоры против вырывания, причем указанное основание содержит, по меньшей мере, один массивный блок, заглубленный в грунт места расположения основания, содержащий секцию с наибольшим сечением в горизонтальной плоскости. При этом устройство содержит плиту, заглубленную в грунт и расположенную вокруг массивного блока между секцией и поверхностью грунта, причем указанная плита выходит за пределы вертикальной проекции периферии секции. Также предложены способ усиления основания опоры против вырывания из грунта и система. Технический результат состоит в повышении надежности и снижении материалоемкости и трудоемкости. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для усиления основания опоры против вырывания, причем указанное основание содержит, по меньшей мере, один массивный блок (10), заглубленный в грунт места расположения основания, содержащий секцию (12) с наибольшим сечением в горизонтальной плоскости, отличающееся тем, что содержит плиту (20), заглубленную в грунт и расположенную вокруг массивного блока (10) между секцией (12) и поверхностью (Т) грунта, причем указанная плита выходит за пределы вертикальной проекции периферии секции (12).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что плита (20) механически развязана с массивным блоком (10).

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что плита (20) изготовлена из смеси, которая содержит материалы, извлеченные из грунта места расположения основания, или материалы, доставленные из-за его пределов, или смесь материалов двух указанных типов и, по меньшей мере, одно связующее вещество.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что плита (20) образована в результате затвердевания указанной смеси и находится в непосредственном контакте с грунтом места расположения основания.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что суммарное содержание связующего вещества в указанной смеси составляет от 3 до 15 мас.%.

6. Устройство по любому из пп.3-5, отличающееся тем, что материалы, доставленные из-за пределов места расположения основания, представляют собой гравий, обработанный гидравлическими связующими веществами.

7. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что плита (20) имеет большую плотность, чем грунт места расположения основания.

8. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что плита (20) имеет большую устойчивостью к деформации сдвига, чем грунт места расположения основания.

9. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что плита (20) заглублена в грунт на глубину, составляющую от 0,5 до 2 м относительно поверхности (Т) грунта.

10. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что плита (20) дополнительно сцеплена с грунтом при помощи костылей (28), которые проходят через плиту по ее толщине.

11. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что плита (20) дополнительно содержит усиливающие элементы.

12. Способ усиления основания опоры против вырывания, причем указанное основание содержит, по меньшей мере, один массивный блок (10), заглубленный в грунт места расположения основания, который содержит секцию (12) с наибольшим сечением в горизонтальной плоскости, отличающийся тем, что включает в себя следующие этапы:
выкапывают траншею вокруг массивного блока (10), по меньшей мере, над указанной секцией;
в траншее изготавливают плиту (20) таким образом, что указанная плита заглублена в грунт и расположена вокруг массивного блока (10) между секцией (12) и поверхностью (Т) грунта с выходом за пределы вертикальной проекции периферии секции (12);
обратно засыпают плиту (20).

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что для изготовления плиты (20) подготавливают формуемую смесь, содержащую материалы, извлеченные из грунта места расположения основания, или материалы, доставленные из-за его пределов, или смесь материалов двух указанных типов и, по меньшей мере, одно связующее вещество, и укладывают указанную смесь в траншею, причем плиту (20) получают в результате затвердевания указанной смеси.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что суммарное содержание связующего вещества в указанной смеси составляет от 3 до 15 мас.%.

15. Способ по любому из пп.12-14, отличающийся тем, что для обратной засыпки плиты (20) используют, по меньшей мере, часть материалов, извлеченных из грунта места расположения основания в процессе выкапывания траншеи.

16. Способ по любому из пп.12-14, отличающийся тем, что указанную смесь укладывают последовательными слоями, и размещают, по меньшей мере, между двумя такими слоями усиливающие элементы.

17. Способ по любому из пп.12-14, отличающийся тем, что смесь, используемую для изготовления плиты, и/или материалы, используемые для обратной засыпки плиты, подвергают уплотнению или вибрации.

18. Система, содержащая опору, жестко связанную с основанием, которое содержит, по меньшей мере, один массивный блок (10), заглубленный в грунт места расположения основания и содержащий секцию (12) с наибольшим сечением в горизонтальной плоскости, и устройство для усиления основания опоры против вырывания, охарактеризованное в любом из пп.1-11.