Геотекстильная цементирующаяся оболочка и способ ее изготовления Российский патент 2017 года по МПК E02B3/12 E02D17/20 

Заявленная группа изобретений относится к области строительства, в частности к средствам для обеспечения надежной и долговечной защиты сооружаемых гидротехнических, гидрологических, промышленных, гражданских, военных объектов строительства, предотвращения процессов ослабления грунтов береговой линии вследствие эрозии, вызванной водным течением, действием прибрежных волн, экзогенными процессами, укрепления грунтов на откосах и склонах, для предотвращения его сползания, которое возможно использовать на местности со сложным рельефом.

Аналогом заявленного изобретения является ГИБКИЙ МАТ, который содержит блоки, соединенные между собой, по меньшей мере, одним канатом, причем каждый из блоков мата выполнен в виде многоугольного объемного тела, образованного двумя усеченными пирамидами - верхней пирамидой и нижней пирамидой, каждая из которых имеет одно меньшее основание и общее со смежной пирамидой, условное большее основание, при этом высота верхней пирамиды не превосходит высоты нижней пирамиды, а меньшее основание нижней пирамиды имеет большую степень шероховатости по сравнению с меньшим верхним основанием. Технический результат, достигаемый посредством использования технического решения, заключается в обеспечении общей гибкости мата за счет выполнения его блоков в виде объемных тел, составленных из усеченных пирамид, толщина которых убывает от большего условного основания к меньшим и соединения их, по меньшей мере, одним гибким канатом, что позволяет совместно с гибкими канатами беспрепятственно поворачиваться блокам относительно друг друга, также допуская небольшие смещения блоков мата по высоте, при одновременном обеспечении повышенной сцепляемости (механической адгезии) нижних частей блоков с дном за счет увеличения площади поверхности и выполнения нижней грани шероховатой, что в том числе обеспечивает устойчивость мата в целом и отсутствие его смещений и колебаний под действием переменных и постоянных движений водных масс - подводных течений приливов, отливов, уклона местности и т.д (патент на полезную модель РФ №102222, дата публикации: 20.02.2011 г.).

Поскольку каждый блок аналога выполнен из многоугольного объемного тела, образованного двумя усеченными пирамидами - верхней пирамидой и нижней пирамидой с боковыми и верхними гранями, выполнен из бетона или полимербетона, поэтому основными недостатками данного покрытия являются сложность и трудоемкость изготовления блоков и в целом самого покрытия, т.к. для вышеуказанной конструкции требуются пресс-формы.

Прототипом заявленного технического решения является УНИВЕРСАЛЬНОЕ ГИБКОЕ ЗАЩИТНОЕ БЕТОННОЕ ПОКРЫТИЕ, которое содержит бетонные блоки, связанные между собой порядно и в рядах с помощью тросов. Блоки выполнены в виде двусторонних усеченных пирамид с прямоугольными основаниями. На торцах блоков выполнены выемки. Площадь отверстия выемки должна быть больше половины площади торца блока. В качестве тросов использованы замоноличенные в блоках капроновые канаты. Расстояние L между соседними блоками определено зависимостью L≅0,5d_k⋅(tgα+1/cosα), где d_k - диаметр троса; α - угол наклона грани блока. Такая конструкция покрытия обеспечивает простоту изготовления блоков и самого покрытия, его высокую гибкость и надежную сцепляемость с грунтом, а также универсальность покрытия за счет возможности образования им арок и поверхностей различных конфигураций (патент на изобретение РФ №2129635, дата публикации: 27.04.1999 г.).

Блоки покрытия скрепляются между собой в процессе их изготовления путем замоноличивания в бетонных блоках тросов, в качестве которых предпочтительно использовать капроновые канаты. В периферийных блоках или между соседними периферийными блоками выполняются монтажные петли из этого же троса (каната). Таким образом, собирается гибкое полотно из бетонных блоков, сошнурованных между собой гибкой связью, вышеуказанная процедура производства достаточно трудоемка и длительна.

Технический результат заявленного изобретения заключается в сокращении материалоемкости устройства и упрощении способа его изготовления.

Технический результат достигается за счет геотекстильной цементирующейся оболочки, представляющей собой конструкцию, состоящую из двух высокопрочных синтетических полотен ткани, соединенных между собой, например, сшиванием, образующих оболочку, которая заполняется в дальнейшем бетонной смесью. При помощи бетона, уложенного в оболочку, она представляют собой трехмерные структуры из полимерных материалов, разделенные на сектора.

При этом геотекстильная цементирующаяся оболочка выполнена замкнутой и пустотелой, имеет волнообразное равномерное поперечное сечение, это достигается путем простегивания двух полотен и сшивания их по периметру. Конструкция выполнена из полиэфирной текстильной ткани с поверхностной плотностью не менее 280 г/м², с линейной плотностью нитей не менее 87 текс, с выполненным, по меньшей мере, одним отверстием, изготовленным на лицевой стороне устройства, с установленным в отверстии клапаном, методом пришивания, который представляет собой тканую пустотелую конструкцию цилиндрической формы. Клапан выполнен с возможностью предотвращения выхода бетонной смеси из полости оболочки.

При этом простегивание верхнего и нижнего полотен осуществляется в шахматном порядке, по меньшей мере, в три ряда.

При этом соединение верхнего и нижнего полотен между собой осуществляется с применением технических полиэфирных лент.

При этом армирующая сетка вшита между двух полотен полиэфирной ткани.

При этом устройство имеет армирующую прослойку из сетки.

При этом осуществляется вшивание квадратным или прямоугольным способом полимерной сетки для вывода влаги из тела насыпи.

При этом оболочка выполнена с отверстиями в верхней торцевой части для установки арматуры.

При этом поверхность выполнена квадратной и/или прямоугольной.

При этом по краям выполнены петли для крепления ее к анкеру, трубе или тросу.

При этом по краям выполнены увязывающие ленты.

При этом по краям выполнены застежки типа «молния».

Способ изготовления геотекстильной цементирующейся оболочки характеризуются наложением одного полотна полиэфирной ткани на другое, скрепленных между собой сшивными соединениями челночного или цепного стежка по всему периметру. В случае применения в конструкции армирующей полимерной сетки она расположена между двух полотен полиэфирной ткани. Далее по всей площади изделия производится простегивание верхнего и нижнего слоев материала с разбивкой его на участки в шахматном порядке, по меньшей мере, в три ряда. По периметру вшиваются полиэфирные ленты или петли. Далее прорезается в верхнем полотне, по меньшей мере, одно отверстие с целью вшивания в него предварительно сформированного клапана, выполненного также из полиэфирной ткани.

При этом простегивание верхнего и нижнего полотен осуществляется в шахматном порядке: круглыми, и/или квадратными, и/или зигзагообразными строчками.

При этом осуществляется вшивание технических полиэфирных лент к верхнему и нижнему полотну зигзагообразной строчкой.

При этом осуществляется вшивание армирующей сетки между двух полотен полиэфирной ткани.

При этом осуществляется простегивание нижнего и верхнего полотен квадратным, и/или прямоугольным сшивным соединениями, которые таким образом позволяют разбить изделие на сектора.

При этом в верхнем и нижнем полотнах полиэфирной ткани вырезаются отверстия квадратной или прямоугольной формы, в которые выстрачивается мелкоячеистая полимерная сетка.

При этом в торцевой части оболочки вырезается отверстие не более 30 мм с последующим обметыванием краев.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

Фиг. 1 - чертеж заявленного изобретения, главный вид устройства.

Фиг. 2 - вид устройства в продольном разрезе.

Фиг. 3 - вид устройства в продольном разрезе с соединением в шахматном порядке.

Фиг. 4 - вид устройства в продольном разрезе с соединением верхнего и нижнего полотен между собой с применением технических полиэфирных лент.

Фиг. 5 - Вид Б в масштабе увеличения места соединения верхнего и нижнего полотна между собой с применением технических полиэфирных лент.

Фиг. 6 - вид устройства в продольном разрезе с армированием полости оболочки полимерной сеткой.

Фиг. 7 - чертеж заявленного изобретения, главный вид устройства с разбивкой изделия на сектора.

Фиг. 8 - вид устройства в продольном разрезе с разбивкой изделия на сектора.

Фиг. 9 - чертеж заявленного изобретения, главный вид устройства с применением мелкоячеистой полимерной сетки.

Фиг. 10 - вид устройства в продольном разрезе с применением мелкоячеистой полимерной сетки.

Фиг. 11 - чертеж заявленного изобретения, главный вид устройства с отверстиями для арматуры.

Фиг. 12 - вид устройства в продольном разрезе с отверстиями для арматуры.

Фиг. 13 - сшивное соединение двух геотекстильных цементирующихся оболочек между собой.

Фиг. 14 - соединение типом «молния» двух геотекстильных цементирующихся оболочек между собой.

Фиг. 15 - соединение анкерами двух геотекстильных цементирующихся оболочек между собой.

Фиг. 16 - соединение текстильными лентами двух геооболочек между собой.

Где 1 - полотно; 2 - сшивное соединение; 3 - отверстие для клапана; 4 - клапан; 5 - бетон; 6 - лента; 7 - полимерная сетка; 8 - вырез; 9 - сетка для отвода влаги; 10 - отверстие для арматуры; 11 - место сшивного соединения двух геотекстильных цементирующихся оболочек между собой; 12 - соединение типом «молния» двух геотекстильных цементирующихся оболочек между собой; 13 - соединение анкерами двух геотекстильных цементирующихся оболочек между собой; 14 - соединение текстильными лентами двух геооболочек между собой.

Геотекстильная цементирующаяся оболочка имеет волнообразное равномерное поперечное сечение, это достигается путем простегивания, например, лицевой поверхности на участки. При этом оболочка выполнена двухполотенной, полотна соединены между собой по краям сшивным соединением. Конструкция выполнена из полиэфирной текстильной ткани с поверхностной плотностью не менее 280 г/м², с линейной плотностью нитей не менее 87 текс, с выполненным, по меньшей мере, одним отверстием, изготовленным на лицевой стороне устройства, с установленным в отверстии клапаном, методом пришивания, который представляет собой тканую пустотелую конструкцию цилиндрической формы. Клапан выполнен с возможностью предотвращения выхода бетонной смеси из полости оболочки. При этом на поверхности устройства равномерно друг от друга выполнены углубления для фильтрации.

Предпочтительные примеры исполнения геотекстильной цементирующейся оболочки.

Пример 1

Соединение верхнего и нижнего полотен осуществляется в шахматном порядке, по меньшей мере, в три ряда.

Пример 2

Соединение верхнего и нижнего полотна между собой с применением технических полиэфирных лент.

Пример 3

Армирование полости оболочки полимерной сеткой.

Пример 4

С разбивкой изделия на сектора. Участки, не заполненные бетонной смесью, в дальнейшем вырезаются без нарушения сшивных соединений для обеспечения роста корневой системы.

Пример 5

С применением мелкоячеистой полимерной сетки для вывода влаги из тела насыпи.

Пример 6

Со сквозными отверстиями, проходящими вдоль каждого из секторов для установки в них арматуры.

При этом с выполненным, по меньшей мере, одним отверстием, которое прорезается, например, на лицевой стороне устройства, с установленным в отверстии клапаном.

При этом по краям выполнены петли для крепления ее к анкеру, трубе или тросу.

При этом по краям выполнены, например, методом пришивания увязывающие ленты для соединения, например, методом увязки устройства с себе подобным.

При этом по краям выполнены методом пришивания застежки типа «молния».

Заполнение бетонной смесью.

Сначала нужно подготовить земляное основание по расположению и высоте и затем, при необходимости, уплотнить его. Руины зданий, пни, корни деревьев, острые инородные тела или камни следует удалить.

Геотекстильная цементирующаяся оболочка транспортируется на строительную площадку, где ее в дальнейшем раскатывают и укладывают на предварительно подготовленную поверхность, при этом края должны быть прямыми.

На месте проведения монтажных работ по укладке геотекстильных цементирующих оболочек могут быть применены следующие способы соединения оболочек между собой.

1. Сшивание изделий в незаполненном состоянии между собой продольно и поперечно при необходимости с помощью специальных ручных прошивочных машинок.

2. Соединение между собой в незаполненном состоянии застежкой (тип «молния»), предварительно вшитой в конструкцию изделия.

3. Крепление с помощью специальных анкеров через петли из технических лент, вшитых в конструкцию изделия.

4. Соединение между собой в незаполненном состоянии при помощи увязки текстильных лент вшитых по всему периметру изделия.

После этого через обратный клапан внутрь оболочки подается бетонная смесь при помощи бетононасоса и других технических, механических и др. средств, которая по мере заполнения равномерно распределяться по всему периметру внутри устройства принимая форму секторов. После окончания процедуры заполнения устройства бетонной смесью обратный клапан запаковывается внутрь в уровень с наружной поверхностью.

Для заполнения оболочки используют различные типы бетонной смеси (обычный бетон, бетон, самоуплотняющийся бетон, в состав которых входят дополнительные составляющие в виде пластификаторов, замедлителей схватывания, активных минеральных добавок, фиброволокна, металлических прутьев и полимерной арматуры). После затвердевания бетонной смеси образуется бетонная плита, размещенная по всему внутреннему объему устройства.

Способ изготовления геотекстильной цементирующейся оболочки

Вырезанные из рулона полиэфирной ткани полотна заданных размеров накладываются друг на друга. Полотно простегивается с помощью, например, промышленных швейных машинок по лицевой стороне с одинаковым расстоянием от краев, равным шагом шва, это достигается путем предварительной разметки полотна. Далее прорезается в верхнем полотне, по меньшей мере, одно отверстие с целью вшивания в него предварительно сформированного клапана, выполненного также из полиэфирной ткани. Верхнее и нижнее полотна сшивают между собой по периметру с разбивкой поверхности на секции.

Предпочтительные примеры изготовления

Пример 1

Простегивание верхнего и нижнего полотен осуществляется в шахматном порядке: круглыми, и/или квадратными, и/или зигзагообразными строчками.

Пример 2

Осуществляется вшивание технических полиэфирных лент к верхнему и нижнему полотнам зигзагообразной строчкой.

Пример 3

Осуществляется вшивание армирующей сетки между двух полотен полиэфирной ткани.

Пример 4

Простегивание нижнего и верхнего полотен квадратным, и/или прямоугольным сшивным соединениями, которые таким образом позволяют разбить изделие на сектора.

Пример 5

В верхнем и нижнем полотнах полиэфирной ткани вырезаются отверстия квадратной или прямоугольной формы, в которые выстрачивается мелкоячеистая полимерная сетка.

Пример 6

В торцевой части оболочки вырезается отверстие не более 30 мм с последующим обметыванием краев.

Способ изготовления одного устройства в среднем занимает порядка 40-60 минут.

Таким образом, совокупность существенных признаков заявленного устройства и способа обеспечивают достижение заявленного технического результата, заключающегося в снижении материалоемкости конструкции и упрощении способа его изготовления, при этом после заполнения ее бетоном формируется бетонная плита по всему объему конструкции, что исключает операции по ее формированию в промышленных масштабах с соблюдением ряда технологических операций, так как это представлено в аналоге и прототипе.

Анализ совокупности всех существенных признаков предложенного изобретения доказывает, что исключение хотя бы одного из них приводит к невозможности полного обеспечения достигаемого технического результата.

Анализ уровня техники показывает, что неизвестно такое устройство и способ, которому присущи признаки, идентичные всем существенным признакам данного технического решения, что свидетельствует о его неизвестности и, следовательно, новизне.

Вышеперечисленное доказывает соответствие заявленного устройства и способа критериям изобретательского уровня, поскольку он не очевиден для специалиста из области его применения.

При осуществлении изобретения действительно реализуется наличие предложенного объекта в области строительства.

Заявленная группа изобретений относится к области строительства, в частности к средствам для обеспечения надежной и долговечной защиты сооружаемых гидротехнических, гидрологических, промышленных, гражданских, военных объектов строительства, для предотвращения процессов ослабления грунтов береговой линии вследствие эрозии, вызванной водным течением, действием прибрежных волн, экзогенными процессами, для укрепления грунтов на откосах и склонах, для предотвращения его сползания, которые возможно использовать на местности со сложным рельефом. Геотекстильная цементирующаяся оболочка представляет собой конструкцию, состоящую из двух высокопрочных синтетических полотен 1 ткани, соединенных между собой, например, сшиванием 2, образующих оболочку, которая заполняется в дальнейшем бетонной смесью. При помощи бетона, уложенного в оболочку, она представляет собой трехмерную структуру из полимерных материалов, разделенную на сектора. При этом геотекстильная цементирующаяся оболочка выполнена замкнутой и пустотелой, имеет волнообразное равномерное поперечное сечение, это достигается путем простегивания двух полотен 1 и сшиванием их по периметру. Конструкция выполнена из полиэфирной текстильной ткани с поверхностной плотностью не менее 280 г/м², с линейной плотностью нитей не менее 87 текс, с выполненным по меньшей мере одним отверстием 3, изготовленным на лицевой стороне устройства, с установленным в отверстии клапаном 4, методом пришивания. Клапан 4 представляет собой тканую пустотелую конструкцию цилиндрической формы и выполнен с возможностью предотвращения выхода бетонной смеси из полости оболочки. Способ изготовления геотекстильной цементирующейся оболочки характеризуется наложением одного полотна 1 полиэфирной ткани на другое, скреплением их между собой сшивными соединениями 2, челночного или цепного стежка по всему периметру. В случае применения в конструкции армирующей полимерной сетки она расположена между двух полотен полиэфирной ткани. Далее по всей площади изделия производится простегивание верхнего и нижнего слоев материала с разбивкой его на участки в шахматном порядке по меньшей мере в три ряда. По периметру вшиваются полиэфирные ленты или петли. Далее прорезается в верхнем полотне 1 по меньшей мере одно отверстие 3 с целью вшивания в него предварительно сформированного клапана 4, выполненного также из полиэфирной ткани. Технический результат заявленного изобретения заключается в сокращении материалоемкости устройства и упрощении способа его изготовления. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Геотекстильная цементирующаяся оболочка, представляющая собой конструкцию из ткани, отличающаяся тем, что выполнена замкнутой и пустотелой, имеет волнообразное равномерное поперечное сечение, путем простегивания двух полотен и сшивания их по периметру, при этом конструкция выполнена из полиэфирной текстильной ткани с поверхностной плотностью не менее 280 г/м², с линейной плотностью нитей не менее 87 текс, с выполненным по меньшей мере одним отверстием, изготовленным на лицевой стороне устройства, с установленным в отверстии клапаном, методом пришивания, представляющим собой тканую пустотелую конструкцию цилиндрической формы, при этом клапан выполнен с возможностью предотвращения выхода бетонной смеси из полости оболочки.

2. Геотекстильная цементирующаяся оболочка по п.1, отличающаяся тем, что простегивание верхнего и нижнего полотен осуществляется в шахматном порядке по меньшей мере в три ряда.

3. Геотекстильная цементирующаяся оболочка по п.1, отличающаяся тем, что соединение верхнего и нижнего полотен между собой осуществляется с применением технических полиэфирных лент.

4. Геотекстильная цементирующаяся оболочка по п.1, отличающаяся тем, что армирующая сетка вшита между двух полотен полиэфирной ткани.

5. Геотекстильная цементирующаяся оболочка по п.1, отличающаяся тем, что устройство имеет армирующую прослойку из сетки.

6. Геотекстильная цементирующаяся оболочка по п.4, отличающаяся тем, что вшивание осуществляется квадратным или прямоугольным способом полимерной сетки для вывода влаги из тела насыпи.

7. Геотекстильная цементирующаяся оболочка по п.1, отличающаяся тем, что выполнена с отверстиями в верхней торцевой части для установки арматуры.

8. Геотекстильная цементирующаяся оболочка по п.1, отличающаяся тем, что поверхность выполнена квадратной и/или прямоугольной.

9. Геотекстильная цементирующаяся оболочка по п.1, отличающаяся тем, что по краям выполнены петли для крепления ее к анкеру, трубе или тросу.

10. Геотекстильная цементирующаяся оболочка по п.1, отличающаяся тем, что по краям выполнены увязывающие ленты.

11. Геотекстильная цементирующаяся оболочка по п.1, отличающаяся тем, что по краям выполнены застежки типа «молния».

12. Способ изготовления геотекстильной цементирующейся оболочки, характеризующийся тем, что вырезанные из рулона полиэфирной ткани полотна накладываются друг на друга, полотно простегивается с помощью промышленных швейных машинок по лицевой стороне с одинаковым расстоянием от краев, равным шагом шва, это достигается путем предварительной разметки полотна, прорезается в верхнем полотне по меньшей мере одно отверстие с целью вшивания в него предварительно сформированного клапана, выполненного также из полиэфирной ткани, верхнее и нижнее полотна сшивают между собой по периметру с разбивкой поверхности на секции.

13. Способ изготовления геотекстильной цементирующейся оболочки по п.12, отличающийся тем, что простегивание верхнего и нижнего полотен осуществляется в шахматном порядке круглыми, и/или квадратными, и/или зигзагообразными строчками.

14. Способ изготовления геотекстильной цементирующейся оболочки по п.12, отличающийся тем, что осуществляется вшивание технических полиэфирных лент к верхнему и нижнему полотнам зигзагообразной строчкой.

15. Способ изготовления геотекстильной цементирующейся плиты по п.12, отличающийся тем, что осуществляется вшивание армирующей сетки между двух полотен полиэфирной ткани.

16. Способ изготовления геотекстильной цементирующейся оболочки по п.12, отличающийся тем, что осуществляется простегивание нижнего и верхнего полотен квадратным и/или прямоугольным сшивными соединениями, с разбивкой изделия на сектора.

17. Способ изготовления геотекстильной цементирующейся оболочки по п.12, отличающийся тем, что в верхнем и нижнем полотнах полиэфирной ткани вырезаются отверстия квадратной или прямоугольной формы, в которые выстрачивается мелкоячеистая полимерная сетка.

18. Способ изготовления геотекстильной цементирующейся оболочки по п.12, отличающийся тем, что в торцевой части оболочки вырезается отверстие не более 30 мм с последующим обметыванием краев.