СПОСОБ АРМИРОВАНИЯ ГРУНТА Российский патент 2013 года по МПК E02D17/20 

Изобретение относится к области строительства, а именно к укреплению армированием грунтов склонов, откосов, насыпей, засыпок подпорных стенок, а также оснований сооружений.

Армирование грунта выполняют путем укладки и засыпки грунтом армирующих элементов, изготовляемых из различных материалов, - металла, железобетона, тканевых кордов, стекловолокна и полимеров. Принято считать, что для армирования грунтов наиболее эффективны армирующие элементы из полимерных материалов, такие как тканые и нетканые геотекстили, георешетки, геосетки и геомембраны.

Общие недостатки армирующих элементов из полимерных материалов заключаются в следующем. Во-первых, все они образуют в грунте сплошную армирующую прослойку, что обуславливает их высокую материалоемкость. Во-вторых, деформации армирующих элементов за счет ползучести полимеров могут превысить допустимые величины, что ограничивает в них допустимые растягивающие нагрузки. При этом не всегда обеспечивается качественное взаимное зацепление грунта и геосетки или геомембраны, особенно на песчаных и супесчаных участках. Все это снижает эффективность работы армирующих элементов из полимерных материалов, следовательно, и эффективность способа армирования грунта такими армирующими элементами в целом.

Известны армирующие элементы в виде металлопластиковых (то же: сталеполимерных) геосеток. Такие геосетки за счет сочетания пластика и металла обладают высокой прочностью и малой деформацией ползучести, поэтому они чаще всего могут использоваться при армировании грунта засыпки высокой подпорной стенки [1]. Недостаток же способа армирования грунта металлопластиковыми сетками заключается в его материалоемкости, а также в недостаточном взаимном зацеплении грунта и геосетки.

Известен способ армирования грунта, включающий укладку и засыпку грунтом гибких армирующих лент [2], при этом концы армирующих лент могут быть вплетены в гибкую ограждающую поверхность, образующей стену [3], или размещены с забутовкой в одном из блоков, образующих стену [4].

В этих известных способах передача растягивающих усилий с грунта на армирующую ленту в существенной мере происходит не непосредственно при их взаимодействии, а через стену, что обуславливает высокие нагрузки от грунта сначала на стенку, а затем и на армирующие ленты. Все это повышает материалоемкость и затраты при осуществлении способов и снижает эффективность этих способов в целом.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении эффективности способа армирования грунта, а технический же результат заключается в повышении прочности полимерной армирующей ленты и в повышении интенсивности взаимодействия грунта и армирующей ленты.

Задача решается, а технический результат достигается тем, что способ включает укладку и засыпку грунтом армирующих лент, каждая из которых выполнена из полимерного материала и содержит в себе стальные проволоки, вытянутые вдоль армирующей ленты от одного ее конца до другого. Поверхность армирующей ленты с обеих сторон структурирована выполненными из полимера поперечными ребрами, повышающими интенсивность взаимодействия грунта и армирующей ленты. При этом напротив каждого поперечного ребра на одной стороне армирующей ленты расположено поперечное ребро на другой стороне армирующей ленты. Дополнительно поверхность стальной проволоки структурирована неровностями, а концы армирующих лент разрезают в продольном направлении с образованием двух или более полос, которые укладывают веером.

Изобретение поясняется чертежами, на которых схематично изображены:

на фиг.1 - земляная насыпь железнодорожного пути, послойно укрепленная армирующими лентами, поперечный разрез;

на фиг.2 - две смежные армирующие ленты в раскатанном по поверхности слоя грунта виде, вид сверху;

на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2, поперечный разрез армирующей ленты;

на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2, продольный разрез участка армирующей ленты.

Пример. Двухколейный железнодорожный путь прокладывают в стесненной застройками местности. В целях уменьшения занимаемой площади относительно высокую грунтовую насыпь (далее: насыпь) 1 пути выполняют обжатого в поперечном сечении профиля. Обжатие насыпи 1 осуществляют путем послойного армирования грунта насыпи 1 армирующими лентами 2, а на особо стесненных участках и путем дополнительного выполнения подпорной стенки 3 из габионов 4 (фиг.1).

Каждая армирующая лента 2 выполнена из полимерного материала и содержит в себе стальные проволоки 5, вытянутые вдоль армирующей ленты 2 от одного ее конца до другого, а поверхность армирующей ленты 2 с обеих сторон структурирована выполненными из полимера поперечными ребрами 6 (фиг.3 и фиг.4). Напротив каждого поперечного ребра 6 на одной стороне армирующей ленты 2 расположено поперечное ребро 6 на другой стороне армирующей ленты 2, что образует каждый раз пару смежных ребер. Такое парное расположение поперечных ребер 6 упрощает силовое взаимодействие армирующей ленты 2 с грунтом насыпи 1 и делает его с обеих сторон армирующей ленты 2 более равномерным.

Армирующая лента 2 работает на растяжение, а ее основным силовым элементом являются стальные проволоки 5. Однако передача растягивающих усилий с грунта насыпи 1 на стальные проволоки 5 может ограничиться недостаточностью сцепления полимера с поверхностью стальной проволоки 5. Поэтому целесообразно поверхность стальной проволоки 5 структурировать неровностями, которые могут быть созданы механическим рифлением или лазером.

При осуществлении способа армирующие ленты укладывают поперек насыпи 1 на поверхность отсыпанного с выравниванием и уплотнением грунтового слоя 7 (слои с 1-го по 4-й) и засыпают грунтом последующего слоя 7. При этом один конец 8 каждой армирующей ленты 2 защемляют между габионами 4 подпорной стенки 2, а другой конец 9 выводят в свободном виде на противоположный свободный откос 10 насыпи 1.

В примере высота грунтового слоя 7 принята равной высоте габиона 4, которая обычно равна 1,0 метр. Ширину и толщину армирующей ленты 2 и расстояние между их осями 12, размеры поперечных ребер 6 и расстояние между ними, а также число и диаметр стальной проволоки 5 задают исходя из местных условий и данных расчета - см. чертежи и обозначения.

Целесообразно свободный конец армирующей ленты 2 разрезать в продольном направлении, например, на три полосы 11 и уложить их на поверхность грунтового слоя 7 веером. Это повысит качество армирования грунта непосредственно у свободного откоса 10.

Армирование грунта полимерной лентой 2, содержащей внутри стальную проволоку 5, а на поверхности поперечные ребра 6, обеспечивает высокую прочность ленты 2 при ее малой растяжимости и повышает интенсивность взаимодействия грунта и армирующей ленты 2, что повышает эффективность способа армирования грунта в целом.

Обозначения

1 - грунтовая насыпь (далее: насыпь)

2 - армирующие ленты

3 - подпорная стенка

4 - габионы

5 - стальные проволоки

6 - поперечные ребра

7 - грунтовый слой

8 - конец ленты (защемленный)

9 - конец ленты (свободный)

10 - откос (свободный)

11 - полоса (на конце ленты)

12 - ось армирующей ленты

13 - ось железнодорожного пути

14 - шпала

15 - рельс

16 - водоотводящая канава

17 - покрытие проезда

18 - дренажный слой

19 - естественная поверхность земли

а - ширина ленты

δ - толщина ленты

в - расстояние между лентами в плане

h - высота ребра

d - толщина ребра

с - шаг ребра

Источники информации

1. Http://tp-geosintetika.ru/goods_category/geosetka.html от 19/07/2011. Металлопластиковая геосетка.

2. ЕР 0232175 А1, опубл. 12.08.87.

3. Патент Российской Федерации №2181407, кл. Е02В 3/06, опубл. 20,04,2002.

4. Заявка на изобретение Российской Федерации №2006137277, кл. E02D 29/02, опубл. 10.05.2008.

Изобретение относится к области строительства, а именно к укреплению армированием грунтов склонов, откосов, насыпей, засыпок подпорных стенок, а также оснований сооружений. Способ армирования грунта включает укладку и засыпку грунтом армирующих лент. Армирующие ленты укладывают поперек насыпи на поверхность отсыпанного с выравниванием и уплотнением грунтового слоя и засыпают грунтом последующего слоя. Один конец каждой армирующей ленты защемляют между габионами подпорной стенки, а другой выводят на противоположный откос насыпи. Армирующие ленты выполняют из полимерного материала, содержащего стальные проволоки, вытянутые вдоль армирующей ленты, поверхности армирующих лент структурируют поперечными ребрами. Поверхность стальной проволоки структурирована неровностями. Концы армирующих лент разрезают в продольном направлении с образованием двух или более полос, которые укладывают веером. Повышается эффективность способа армирования грунта, прочность полимерной армирующей ленты и интенсивность взаимодействия грунта и армирующей ленты. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ армирования грунта, включающий укладку и засыпку грунтом армирующих лент, характеризующийся тем, что армирующие ленты укладывают поперек насыпи на поверхность отсыпанного с выравниванием и уплотнением грунтового слоя и засыпают грунтом последующего слоя, один конец каждой армирующей ленты защемляют между габионами подпорной стенки, а другой выводят на противоположный откос насыпи, при этом армирующие ленты выполняют из полимерного материала содержащего стальные проволоки, вытянутые вдоль армирующей ленты, поверхности армирующих лент структурируют поперечными ребрами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поверхность стальной проволоки структурирована неровностями.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что концы армирующих лент разрезают в продольном направлении с образованием двух или более полос, которые укладывают веером.