Противооползневая конструкция укрепления дорожных насыпей на неустойчивых склонах Российский патент 2020 года по МПК E02D29/02 

Изобретение относится к области строительства, в частности, к укреплению оползневых оснований на неустойчивых склонах, и может быть использовано при строительстве и реконструкции железнодорожных магистралей, расположенных на неустойчивых горных участках, сложенных блоками трещиноватых скальных пород.

Из существующего уровня техники известны удерживающие подпорные стены из вертикальных буронабивных свайных рядов, соединенных в единый ростверк, где нижними концами сваи погружены в устойчивый грунт, а верхние части свай воспринимают давление сползающего грунта (Гинзбург Л.К. Противооползневые удерживающие конструкции. - М.: Стройиздат, 1979 - 80 с.). Подобные конструкции широко распространены в практике стабилизации горных оползневых участков.

Недостатками данного технического решения являются довольно большие объемы и стоимость работ по возведению сооружения. Кроме того, проведение таких работ вдоль железнодорожной магистрали, скорее всего, потребует приостановки движения, при этом сроки реализации проекта довольно велики.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является противооползневое сооружение (пат. РФ №1744201, МПК E02D 29/02,1992).

Противооползневое сооружение содержит ряд буронабивных свай, объединенных ростверком, имеющих анкерные, защемленные в устойчивых грунтах нижние части, шарнирные участки, окруженные гидроизоляционным пластическим заполнителем в зоне поверхности смещения оползня, верхние концы этих свай объединены железобетонным ростверком, а крайние в ряду сваи связаны гибкими тяжами с железобетонным ригелем, соединяющим вертикальные и наклонные стойки рамы.

Противооползневое сооружение имеет следующие недостатки: большие объемы и, следовательно, стоимость работ по возведению свайной стены. Отсюда возрастает продолжительность строительных работ. Проведение таких работ вдоль действующей железнодорожной магистрали потребует остановок движения - технологических «окон». Поэтому сроки реализации проекта влияют не только на затраты подрядчика, но и на дополнительные расходы владельца железной дороги, вызванные перерывами в движении и снижением скорости на реконструируемом участке.

В указанной конструкции несущие сваи погружены в грунт на значительную глубину, необходимую для обеспечения защемления в грунте и обеспечения тем самым необходимой прочности сооружения при воздействии внешних эксплуатационных нагрузок. Необходимость глубокого погружения элементов подпорной стенки ведет к значительному расходу материала свай.

Если массив перед свайной стеной или рамой обладает так называемым оползневым потенциалом, образованным в результате большого уклона откоса контрбанкета, то участок может сползти и эффективность применения противооползневого сооружения если не исчезнет, то значительно снизится.

Задачей предлагаемого изобретения является создание противооползневого устройства для сокращения времени строительства и материальных затрат, связанных с перерывами в движении ж.-д. транспорта.

Для решения поставленной задачи в противооползневой конструкции, содержащей ряд буронабивных свай, вертикальная свая заглубляется в устойчивый грунт и объединяется поверху с шарнирно соединенной с ней наклонной сваей с помощью гибких тяжей в единую систему, каждая рама соединяется с другой с помощью продольных тяжей.

В результате конструктивных особенностей устройства, обеспечивается использование двойного эффекта от растяжения-сжатия. То есть элементы конструкции под вертикальной нагрузкой помогают зажать грунтовый массив, не давая ему расползтись. Другими словами, вследствие силовых воздействий от насыпи и подвижного состава образуются сжимающее усилия внутри конструкции.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена аналогичная совокупность конструктивных признаков, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:

На фиг. 1 - схема предлагаемой конструкции.

На фиг. 2 - схема конструкции с горизонтальными нагрузками на раму от распирающих усилий грутовых блоков.

На фиг. 3 - схема конструкции с горизонтальными усилиями, возникающими в результате провиса тяги (гибкого стержня).

Противооползневая конструкция представляет собой треугольную раму, выполненную из буронабивных свай 1, 2, соединенных поверху специальными тягами 3 в виде гибких стержней, прикрепленных своими концами к закладным деталям 9 в оголовках свай 1, 2. Сопряжение наклонной сваи 2 с вертикальной сваей 1 выполнено шарнирным. Шарнирный узел выполняется путем опирания продольных нижних элементов армокаркаса наклонной сваи 2 на поперечные элементы армокаркаса вертикальной сваи 1 в месте присоединения, определяемого расчетом. Вертикальная свая 1 расположена с нагорной стороны, а наклонная 2 - под насыпью. В свою очередь, продольными тяжами 4 соединяются смежные стойки рам. Плоскость рамы перпендикулярна оси пути. Расстояние между рамами определяется расчетом. Пространство под насыпью между смежными рамами объединяется георешеткой 5 из пригодного по прочностным свойствам материала. Вертикальные и наклонные буронабивные сваи выполняются по традиционным технологиям с помощью буровых установок.

Работает устройство следующим образом. Нагрузки от дорожной насыпи 6 передаются через тягу (гибкий стержень) на трещиноватый грунт внутри рамы. Вследствие этого может произойти оседание и расползание блоков скальных пород. Сползающие блоки заклиниваются между сваями 7, пытаясь их раздвинуть (фиг. 2). Но, с другой стороны, вследствие провиса тяги под вертикальными нагрузками от насыпи возникают горизонтальные усилия в сваях 8. Эти горизонтальные усилия направлены внутрь рамы и вызывают сжатие трещиноватого массива - получается эффект обжатия. Вследствие этого, компенсируется оползневое давление грунта, и грунтовый массив внутри рамы будет уплотняться, стабилизироваться (фиг. 3).

Благодаря вертикальной консоли, данная конструкция позволяет удерживать блоки трещиноватого грунта «внутри себя», препятствуя его расползанию. Величина заделки вертикальной стойки в несущий слой определяется расчетом. Шаг между рамами, предлагаемой конструкции, в несколько раз больше, чем шаг свай при устройстве вертикальной свайной стенки.

Технический результат заключается в расширении области применения, повышении эффективности укрепления скальных оползневых массивов, сокращении сроков реализации проекта, снижение трудоемкости строительства и снижение стоимости работ.

Изобретение относится к области строительства, в частности к укреплению оползневых оснований на неустойчивых склонах. Противооползневая конструкция представляет собой раму, выполненную из буронабивных свай, соединенных поверху тягами в виде гибких стержней, прикрепленных своими концами к закладным деталям в оголовках свай. Сопряжение наклонной сваи с вертикальной сваей выполнено шарнирным. Шарнирный узел выполняется путем опирания продольных нижних элементов армокаркаса наклонной сваи на поперечные элементы армокаркаса вертикальной сваи в месте присоединения, определяемого расчетом. Вертикальная свая расположена с нагорной стороны, а наклонная - под насыпью. Тяжами соединяются смежные стойки рам. Плоскость рамы перпендикулярна оси пути. Расстояние между рамами определяется расчетом. Пространство под насыпью между смежными рамами объединяется георешеткой из пригодного по прочностным свойствам материала. 3 ил.

Противооползневая конструкция, содержащая ряд вертикальных буронабивных свай, заглубленных в устойчивый грунт, отличающаяся тем, что вертикальные сваи, расположенные с нагорной стороны, шарнирно соединены с расположенными под насыпью наклонными сваями, при этом сваи поверху соединены тягами в виде гибких стержней, прикрепленных концами к закладным деталям в оголовках свай с образованием треугольных рам, которые соединены между собой с помощью продольных тяжей, а пространство под насыпью между смежными рамами объединено георешеткой из пригодного по прочностным свойствам материала.