Защитное подземное сооружение Российский патент 2024 года по МПК E04H9/00 

Изобретение относится к области строительства защитных подземных, наземных и заглубленных сооружений, забивных свай и может быть использовано при защите территорий от природно-климатических воздействий - подтоплений, затоплений, сейсмических воздействий и т.д., а так же техногенных катастроф - пожароопасных, сейсмоопасных и взрывоопасных и др. условий. А также может применяться в качестве защитных устройств: береговых опор в гидротехническом строительстве; оснований зданий и сооружений; в стесненных городских условиях; на слабых и просадочных грунтах; при повышении динамических и техногенных воздействий; электротоков на прилегающих к объекту территориях.

Известна трубобетонная сейсмоизолизолирующая опора, описанная в Патенте РФ №2477353, опубл. 10.03.2013, которая состоит из колонны с шарнирными узлами, связанными с гасителями колебаний в единое целое и выполненное в трубобетонном варианте, а гасители колебаний составляют единое целое и выполнены из стальных листов из прокатной стали, где гасители являются и поглотителями энергии, и ограничителями горизонтальных и вертикальных перемещений.

Недостатком изобретения является недостаточная надежность шарнирных узлов.

Известен «Рабочий орган и способ формирования профилированного котлована», описанный в Патенте №2277152, опубл. 27.05.2006, взятый за прототип.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при формировании котлованов под возведение фундаментов на слабых и осадочных грунтах, в тесной городской застройке, причем рабочий орган снабжен оголовком, установленным над верхними частями рабочих оболочек, направляющей оболочкой, установленной коаксиально внутри рабочих оболочек и имеющей в нижней части пяту заданного профиля, и пятами, укрепленными на опорных элементах рабочих оболочек, при этом пяты рабочих оболочек выполнены толщиной, равной расстоянию между оболочкой, которой принадлежит пята, и соседней внутренней оболочкой и профилем, единым с профилем пяты направляющей оболочки.

Недостатком изобретения является необходимость многократного извлечения и погружения направляющей и рабочих оболочек для формирования профилированного котлована, что значительно увеличивает трудоемкость процесса. Также недостатками являются достаточно высокая масса конструкции, и ее низкая коррозионная стойкость.

Задачей изобретения является повышение безопасности и надежности территориальных комплексов и объектов городского строительства и агротехнических комплексов, обеспечение экологической безопасности окружающей среды.

Техническим результатом, направленным на достижение поставленной задачи является повышение устойчивости, снижение веса защитного подземного сооружения, а также устойчивость к влиянию блуждающих электротоков.

Технический результат достигается за счет использования в конструкции защитного подземного сооружения композитных наноматериалов и за счет использования особой конструкции шарнирных узлов в соединениях оболочек, в которых используются тампоны-уплотнители, пропитанные трибологической жидкостью.

На Фиг. 1 представлен общий вид защитного подземного сооружения.

Защитное подземное сооружение, содержит рабочую оболочку 1 с опорным элементом 2 в нижней ее части и оголовком 3 в ее верхней части. Внутри рабочей оболочки 1 коаксиально установлена направляющая оболочка 4. Оголовок 3 выполнен из одного и более элементов 5. Внутри каждого элемента оголовка 3 коаксиально расположены направляющие оболочки 6. Элементы 5 оголовка 3 и рабочая оболочка 1 выполнены с возможностью последовательного размещения друг в друге с зазором, размером достаточным для размещения в нем тампона-уплотнителя 7 из скрученного синтетического или растительного волокна или их сочетания и предварительно пропитанного трибологической жидкостью, обеспечивающей плотность прилегания элементов 5 оголовка 3 и рабочей оболочки 1 для соблюдения равновесия. Элементы 5 оголовка 3 и рабочая оболочка 1 снабжены штуцерами 8, для заполнения их скрученным синтетическим или растительным волокном или их сочетанием и предварительно пропитанным трибологической жидкостью. В качестве трибологических жидкостей в зависимости от природно-климатических и техногенных условий могут использоваться смазочные материалы с добавлением наноматериалов. Направляющие оболочки 6 элементов 5 оголовка 3 и направляющие оболочки 4 рабочей оболочки 1 снабжены соосно щтуцерам 8 отверстиями 9 для подачи заполнителя в направляющие оболочки 4 и 6. В нижней части рабочая оболочка 1 снабжена винтовыми лопастями 10, а опорный элемент 2 металлическим наконечником 11, причем винтовые лопасти 10 имеют шаг 0,25-0,5 метра и выполнены из металлического сплава с покрытием из полимерных износостойких материалов, а металлический наконечник 11 выполнен с отверстиями 12 на расстоянии 0,5Н от винтового элемента, где Н - расстояние между винтовыми элементами, с возможностью получения инъекционной зоны 15 в окружающем грунте, рабочая оболочка 1, элементы 5 оголовка 3, а также расположенные внутри них соответственно направляющие оболочки 4 и 6 выполнены из многослойного гетерогенного композитного наноматериала, причем направляющие оболочки 6 заполнены сыпучим материалом с винипластом, растительным волокном предварительно пропитанным трибологической жидкостью, и/или заполнены грунтовой смесью с многослойным гетерогенным композитным наноматериалом, а направляющие оболочки 4 заполнены нанобетоном с включением элементов из резинокордного материала внутри опорного элемента 2 размещена оболочка-чулок 13 из композитных наноматериалов с отверстиями 14, выполненными соосно отверстиям 12 размещенными в опорном элементе 2 служащих для образования инъекционной зоны 15. Каждый из элементов 5 оголовка 3 снабжен металлокордовым обручем из тугопластичных пластин 14. В качестве многослойного гетерогенного композитного наноматериала в зависимости от природно-климатических и техногенных условий могут использоваться различные металлополимеры, полимеры со стекловолокном и т.д.

Данное сооружение может применяться как отдельное сооружение, в качестве оснований и фундаментов, анкерных опор и т.п.

Работает защитное подземное сооружение следующим образом. При воздействии нагрузки на защитное подземное сооружение в работу включается рабочая оболочка 1 с опорным элементом 2 в нижней ее части, передавая ее на оголовок 3, который выполнен из одного и более элементов 5, причем они передают воздействия на них последовательно, обеспечивая при этом устойчивость всего сооружения в целом. Направляющие оболочки 6 расположены коаксиально, обеспечивая дополнительную устойчивость и вертикальное положение.

Размещение элементов 5 оголовка 3 и рабочая оболочка 1 выполнены с возможностью последовательного размещения друг в друге с зазором, обеспечивающим размещение последовательных элементов оголовка 3 и плотность прилегания друг к другу обеспечивается за счет тампона-уплотнителя 7, выполненного из синтетического, растительного или их сочетания волокон, предварительно пропитанных трибологической жидкостью, штуцеры 8 и отверстия 9 элемента 5, оголовка 3, а также рабочей оболочки 1 снабжены для обеспечения, заполнения их направляющих оболочек 4, 6.

Расположенные в нижней части оболочки 1 снабжены винтовыми лопастями 10 и наконечником 11, выполненных из металлического сплава с добавлением полимерных износостойких материалов, обеспечивающих устойчивость и надежность всей конструкции в целом. В наконечнике 11 выполняются отверстия 12 для создания инъекционной зоны, а внутри опорного элемента 2 размещается оболочка-чулок 13 из композитных наноматериалов с отверстиями 14. Инъекционная зона позволяет увеличить площадь взаимодействия сооружения.

Демпфирующие устройства (платформы, оголовки и др.) выполняются из многослойных гетерогенных композитных наноматериалов, металлическая матрица которых обеспечивает прочность, устойчивость, гибкость и способность восстанавливаться при воздействии статических, динамических (сейсмических) и статических (техногенных) воздействий, обеспечивая надежность и экологическую безопасность конструкций, сооружений и окружающей среды.

с грунтом, что увеличивает его несущую способность.

Последовательность монтажа следующая: вначале производят устройство оболочки 1, снабженной винтовыми лопастями, позволяющими провести вкручивание или завинчивание оболочки 1 на требуемую глубину до штуцера 8, затем вводят чулок-оболочку 13, заполняют его нанобетоном через отверстие 9. Далее проводят проверку устойчивости и надежности нижней части 1, закачанному нанобетону дают возможность набрать прочность как во внутреннем объеме, так и в полученной инъекционной зоне. Также на оболочку 1 проводят монтаж оголовков последовательно, укрепляемых обручами 14 для обеспечения устойчивости элемента 5. Оболочки выполняются из цилиндрических, квадратных или иных форм. Затем они заполняются грунтовым материалом, включающим в себя скрученные растительные и искусственные волокна с трибологической обработкой, который уплотняется, после чего монтируется направляющая оболочка 6. Далее монтируются последующие оболочки.

Каждый элемент 5 снабжен металлокордовым обручем 14 для предотвращения деформации.

При воздействии нагрузок на поверхностную или нижнюю части подземного сооружения все элементы вступают в работу, обеспечивая его устойчивость и надежность.

Дополнительное укрепление стенок защитного сооружения, выполняемое оболочкой-чулком 13 из композитного наноматериала, позволяет дополнительно заполнять его через определенный период времени по необходимости.

Возведение защитного подземного защитного сооружений, заключается в устройстве системы защиты объектов строительства, транспортных систем, берегозащиты от чрезвычайных ситуаций.

Вначале создаются проекты по размещению данного защитного сооружения, включающие территориальное планирование. После этого изготавливаются элементы конструкций и определяются места монтажа сооружений.

Изобретение относится к области строительства защитных подземных, наземных и заглубленных сооружений, забивных свай и может быть использовано при защите территорий от природно-климатических воздействий - подтоплений, затоплений, сейсмических воздействий и т.д., а так же техногенных катастроф. Защитное подземное сооружение содержит рабочую оболочку с опорным элементом в нижней ее части и оголовком в ее верхней части, внутри рабочей оболочки коаксиально установлена направляющая оболочка. Оголовок выполнен из одного и более элементов внутри каждого элемента оголовка коаксиально расположены направляющие оболочки, элементы оголовка и рабочая оболочка выполнены с возможностью последовательного размещения друг в друге с зазором, размером достаточным для размещения в нем тампона-уплотнителя из скрученного синтетического или растительного волокна или их сочетания и предварительно пропитанного трибологической жидкостью, обеспечивающей плотность прилегания элементов оголовка и рабочей оболочки для соблюдения равновесия. Элементы оголовка и рабочая оболочка снабжены штуцерами, а направляющие оболочки элементов оголовка и рабочей оболочки снабжены соосно щтуцерам отверстиями для подачи заполнителя в направляющие оболочки. В нижней части рабочая оболочка снабжена винтовыми лопастями, а опорный элемент металлическим наконечником, причем винтовые лопасти имеют шаг 0,25-0,5 метра, выполнены из металлического сплава с добавлением полимерных износостойких материалов, а металлический наконечник выполнен с отверстиями на высоте 0,5Н от нижней части наконечника, где Н – расстояние между винтовыми элементами, с возможностью получения инъекционной зоны в окружающем грунте. Рабочая оболочка, элементы оголовка, а также расположенные внутри них направляющие оболочки, выполнены из многослойного гетерогенного композитного наноматериала, причем направляющие оболочки элементов оголовка заполнены сыпучим материалом с винипластом, растительным волокном, предварительно пропитанным трибологической жидкостью и/или грунтовой смесью с многослойным гетерогенным композитным наноматериалом. Направляющие оболочки рабочей оболочки заполнены нанобетоном с включением элементов из резинокордного материала. Внутри опорного элемента размещена оболочка-чулок из композитных наноматериалов с отверстиями, выполненными соосно отверстиям, размещенным в опорном элементе, служащими для образования инъекционной зоны, а каждый из элементов оголовка снабжен металлокордовым обручем из тугопластичных пластин. Технический результат состоит в повышение устойчивости, снижение веса защитного подземного сооружения, а также устойчивость к влиянию блуждающих электротоков. 1 ил.

Защитное подземное сооружение, содержащее рабочую оболочку с опорным элементом в нижней ее части и оголовком в ее верхней части, внутри рабочей оболочки коаксиально установлена направляющая оболочка, отличающееся тем, что оголовок выполнен из одного и более элементов, внутри каждого элемента оголовка коаксиально расположены направляющие оболочки, элементы оголовка и рабочая оболочка выполнены с возможностью последовательного размещения друг в друге с зазором, размером достаточным для размещения в нем тампона-уплотнителя из скрученного синтетического или растительного волокна, или их сочетания и предварительно пропитанного трибологической жидкостью, обеспечивающей плотность прилегания элементов оголовка и рабочей оболочки для соблюдения равновесия, элементы оголовка и рабочая оболочка снабжены штуцерами, а направляющие оболочки элементов оголовка и рабочей оболочки снабжены соосно щтуцерам отверстиями для подачи заполнителя в направляющие оболочки, в нижней части рабочая оболочка снабжена винтовыми лопастями, а опорный элемент - металлическим наконечником, причем винтовые лопасти имеют шаг 0,25-0,5 м, выполнены из металлического сплава с добавлением полимерных износостойких материалов, а металлический наконечник выполнен с отверстиями на высоте 0,5Н от нижней части наконечника, где Н – расстояние между винтовыми элементами, с возможностью получения инъекционной зоны в окружающем грунте, а рабочая оболочка, элементы оголовка, а также расположенные внутри них направляющие оболочки, выполнены из многослойного гетерогенного композитного наноматериала, причем направляющие оболочки элементов оголовка заполнены сыпучим материалом с винипластом, растительным волокном, предварительно пропитанным трибологической жидкостью и/или грунтовой смесью с многослойным гетерогенным композитным наноматериалом, а направляющие оболочки рабочей оболочки заполнены нанобетоном с включением элементов из резинокордного материала, внутри опорного элемента размещена оболочка-чулок из композитных наноматериалов с отверстиями, выполненными соосно отверстиям, размещенным в опорном элементе, служащими для образования инъекционной зоны, а каждый из элементов оголовка снабжен металлокордовым обручем из тугопластичных пластин.