АРМОГРУНТОВАЯ ПОДПОРНАЯ СТЕНА И ОБЛИЦОВОЧНЫЙ БЛОК ИЗ БЕТОНА ДЛЯ БЕЗРАСТВОРНОЙ КЛАДКИ ПОДПОРНОЙ СТЕНЫ Российский патент 2025 года по МПК E02D29/02 

Группа изобретений относится к области строительства, а именно к конструкции подпорных стен из блоков, и может найти применение в строительных конструкциях, обеспечивающих укрепление грунтовых откосов, предпочтительно при строительстве автомобильных и железных дорог, а также организации строительных и промышленных площадок под малоэтажное строительство на берегу водоема или на пересеченной местности с обеспечением возможности использования армирующего геосинтетического материала (тканых геотекстилей, геокомпозитов и геосеток), и может быть эффективно использовано при сооружении армогрунтовых подпорных стен с облицовочными блоками в виде активной облицовки в стесненных условиях, где классические грунтовые откосы невозможно применить (предпочтительно, в черте города или вблизи природоохранных и прочих зон).

Из известных наиболее близкой является подпорная стена из уложенных друг на друга с возможностью формирования криволинейного очертания подпорной стены облицовочных блок-анкеров, обеспечивающих безрастворную кладку подпорной стены и имеющих форму параллелепипеда, на верхней грани лицевой поверхности каждого из которых выполнена направляющая фаска для выравнивания по нижней кромке располагаемого выше блок-анкера при его установке в подпорную стену, при этом блок-анкер выполнен с вертикально расположенными в нем сквозными каналами и с продольным пазом со стороны верхней поверхности блок-анкера для размещаемой в нем гребенки с пазами и выступами для прикрепления к ней армирующей грунт сетки из полимерного материала, при этом глубина продольного паза равна или больше толщины гребенки с сеткой, кроме того, в блок-анкере выполнены отверстия для установки в них соединительных штифтов, часть из которых выполнена глухими для обеспечения опоры для штифтов при установке блоков в подпорную стену, а другая часть выполнена сквозными и смещена относительно глухих к фасадной стороне блок-анкера, а на задней стороне блок-анкера выполнены за одно целое с блок-анкером и консольно расположены с обеих сторон по торцам его тыльной стороны кулаки, частично отделенные от нее снаружи и изнутри образованными в одной вертикальной плоскости наружным и внутренним технологическими пазами, обеспечивающими возможность контролируемого демонтажа кулаков, причем расположенный изнутри блок-анкера технологический паз образован со стороны сквозного канала блок-анкера, выполненного в виде открытой с торца блок-анкера полости, величина которой в направлении тыльной стороны блок-анкера превышает соответствующую величину полости сквозного канала, расположенного между упомянутыми сквозными каналами, имеющими открытые с торцов блок-анкера полости, при этом торцы фасадной стенки, ограничивающие упомянутые открытые полости, выполнены по их высоте с фаской, образованной вертикальной плоскостью, проходящей через кромку направляющей фаски и через наружный или внутренний технологический паз, при этом подпорная стена содержит уложенные с перевязкой друг на друга упомянутые блок-анкеры, в продольных пазах которых размещены гребенки с присоединенной сеткой из полимерного материала, при этом сетка подрезана со стороны закрепляемого в стене края на длину 100-150 мм от поперечного ребра, а другой ее конец горизонтально выведен в массив насыпного грунта на расстояние, не меньшее высоты стены и закреплен шпильками или прижат массой грунта, при этом положение гребенок с присоединенной сеткой зафиксировано выше укладываемыми рядами блок-анкеров, сквозные каналы блок-анкеров заполнены дренирующим материалом, а в отверстия вставлены соединительные штифты, диаметр которых не менее, чем на 2 мм меньше диаметра соответствующего отверстия в блок-анкере (патент РФ №2330142 C1, 27.07.2008).

Задачей настоящего изобретения является создание конструкции подпорной стены из облицовочных блоков, обладающей повышенной надежностью и долговечностью при возможности применения в ней различных видов геосинтетических материалов в качестве армирующих элементов стены для выбора конструкции армогрунтовых решений и использования экструдированных георешеток или вязаных геосеток, а также высокопрочных тканых геотекстилей и геокомпозитов.

Техническим результатом является повышение надежности и долговечности подпорной стены при возможности применения в ней различных видов геосинтетических материалов в качестве армирующих элементов стены для выбора конструкции армогрунтовых решений и использования экструдированных георешеток или вязаных геосеток, а также высокопрочных тканых геотекстилей и геокомпозитов.

Наиболее близким из известных является блок подпорной стены, выполненный с заполняемыми дренирующим материалом двумя сквозными полостями, ограниченными каждая внутренней стенкой - между сквозными полостями и наружными стенками - с лицевой, тыльной и боковой сторон блока, в котором толщина внутренней стенки между сквозными полостями превышает, по меньшей мере, в два раза толщину наружной боковой стенки каждой сквозной полости противоположной внутренней стенке между сквозными полостями, при этом наружная стенка каждой сквозной полости с лицевой стороны толще наружной стенки с тыльной стороны не менее чем в 1,2 раза, каждая из двух наружных боковых стенок блока выполнена с возможностью своей нижней торцевой поверхностью целиком опираться на торцевую поверхность внутренней стенки между сквозными полостями блока в нижерасположенном ряду, а своей верхней торцевой поверхностью служить опорой внутренней стенке между сквозными полостями блока в вышерасположенном ряду. При этом блок выполнен трапециевидным в поперечном сечении, а толщина его наружных боковых стенок уменьшается в направлении от лицевой стороны блока к тыльной стороне (патент РФ №183317 U1, 18.09.2018). Однако, при наличии перепада соседних блоков в верхнем блоке создается концентрация напряжений от веса верхних рядов и при высоте конструкции более 4-5 м или деформации в основании подпорной стены в данном сечении могут появляться трещины.

Решаемой задачей является создание облицовочного блока из бетона с повышенной устойчивостью к разрушению в конструкции подпорной стенки при расчетных нагрузках и обеспечением высокой надежности и долговечности. При этом необходимо сохранить небольшой вес блока для возможности ручного монтажа и обеспечить применение широкого вида геосинтетических материалов в качестве армирующих элементов.

Техническим результатом является повышение надежности и долговечности подпорной стены, сооруженной с использованием заявленного облицовочного блока при возможности применения в ней различных видов геосинтетических материалов в качестве армирующих элементов стены для выбора конструкции армогрунтовых решений с использованием экструдированных георешеток или вязаных геосеток, а также высокопрочных тканых геотекстилей и геокомпозитов.

Достигается это тем, что армогрунтовая подпорная стена включает облицовочные блоки из бетона, установленные друг на друга со смещением на половину блока относительно нижнего ряда, при этом в перекрытых верхним рядом нижних рядах блоков посредством трубок-фиксаторов из полимерного материала зафиксирован гибкий армирующий материал, каждый из блоков подпорной стены имеет в плане форму равнобокой трапеции с фасками по внутренним углам, большее основание которой обращено к фасадной стороне облицовочного блока, а также две вертикальные сквозные полости, каждая из которых в поперечном сечении выполнена по форме, имеющей фаски по углам прямоугольной трапеции, обращенные друг к другу стенки вертикальных сквозных полостей взаимно параллельны и образуют центральную стенку одинаковой по ее длине толщины, а их удаленные друг от друга стенки параллельны боковым стенкам облицовочного блока, имеют равную по их длине толщину, которая меньше, чем толщина центральной стенки, при этом боковые стенки наклонно расположены к тыльной стороне блока, причем в теле облицовочного блока между фасадной его стороной и вертикальными полостями в створе вертикальных полостей выполнены сквозные и глухие вертикальные монтажные отверстия, в которых размещены при монтаже полимерные трубки-штифты для взаимного расположения блоков по вертикали со смещением назад относительно нижнего ряда блоков и со смещением по горизонтали на половину блока по длине ряда, причем каждое сквозное отверстие расположено в угловой части блока между соответствующим глухим отверстием и соответствующей боковой стенкой, выполнено большего диаметра, чем глухое, а расстояние между глухими отверстиями превышает расстояние между соответствующими сквозным и глухим отверстиями, причем вертикальная ось каждого сквозного отверстия смещена к фасадной стороне блока относительно вертикальной плоскости, проходящей через вертикальные оси глухих отверстий, на величину, не превышающую диаметра глухого отверстия, меньшего, чем диаметр сквозного отверстия, при этом в теле облицовочного блока с верхней его стороны выполнен продольный открытый с торцов желоб, в котором размещены фиксирующие в нем гибкий армирующий материал продольно располагаемые трубки-фиксаторы из полимерного материала, при этом желоб образован боковой стенкой и меньшей по ширине частью его дна, непрерывно расположенными в большей по толщине фасадной части тела облицовочного блока со стороны глухих вертикальных монтажных отверстий до вертикальных сквозных полостей, и большей по ширине частью его дна и другой боковой стенкой, дискретно расположенными в боковых и центральной стенках, а фиксирующие армирующий материал продольно расположенные в желобе трубки последовательно огибает армирующий материал с выпуском за пределы стены его концов, пригруженных грунтом обратной засыпки, зафиксированных в грунте анкерыми. При этом угол наклона боковых стенок к тыльной стороне блока составляет 5°, а в качестве армирующего материала могут быть использованы геосинтетические материалы в виде экструдированных или вязаных геосеток, тканых геотекстилей или геокомпозитных материалов.

Для достижения указанного технического результата использован облицовочный блок из бетона для безрастворной кладки армогрунтовой подпорной стены, имеющий в плане форму равнобокой трапеции с фасками по внутренним углам, большее основание которой обращено к его фасадной стороне, а также две вертикальные сквозные полости, каждая из которых в поперечном сечении выполнена по форме, имеющей фаски по углам прямоугольной трапеции, обращенные друг к другу стенки вертикальных сквозных полостей взаимно параллельны и образуют центральную стенку одинаковой по ее длине толщины, а удаленные друг от друга поверхности стенок вертикальных сквозных полостей параллельны внешним поверхностям соответствующих боковых стенок облицовочного блока, боковые стенки имеют равную по их длине толщину, которая меньше, чем толщина центральной стенки, при этом боковые стенки наклонно расположены к тыльной стороне блока, причем в теле облицовочного блока между фасадной его стороной и вертикальными полостями в створе вертикальных полостей выполнены сквозные и глухие вертикальные монтажные отверстия для размещения полимерных трубок-штифтов для обеспечения возможности взаимного расположения блоков по вертикали со смещением назад относительно нижнего ряда блоков и со смещением по горизонтали на половину блока по длине ряда, причем каждое сквозное отверстие расположено в угловой части блока между соответствующим глухим отверстием и соответствующей боковой стенкой, выполнено большего диаметра, чем глухое, а расстояние между глухими отверстиями превышает расстояние между соответствующими сквозным и глухим отверстиями, причем вертикальная ось каждого сквозного отверстия смещена к фасадной стороне блока относительно вертикальной плоскости, проходящей через вертикальные оси глухих отверстий, на величину, не превышающую диаметра глухого отверстия, меньшего, чем диаметр сквозного отверстия, при этом в теле облицовочного блока с верхней его стороны выполнен продольный открытый с торцов желоб, в котором размещают фиксирующие в нем гибкий армирующий материал продольно располагаемые трубки-фиксаторы из полимерного материала, при этом желоб образован боковой стенкой и меньшей по ширине частью его дна, непрерывно расположенными в большей по толщине фасадной части тела облицовочного блока со стороны глухих вертикальных монтажных отверстий до вертикальных сквозных полостей, и большей по ширине частью его дна и второй боковой стенкой, дискретно расположенными в боковых и центральной стенках, причем образующая желоб вторая боковая стенка имеет в поперечном сечении радиус, равный радиусу продольно располагаемой в желобе трубки или не превышающий сумму радиуса продольно располагаемой в желобе трубки и удвоенной толщины используемого армирующего материала.

На фиг. 1 представлен облицовочный блок с уложенными в желоб трубками;

На фиг. 2 представлена схема закрепления в блоке армирующего материала при помощи полимерных трубок-фиксаторов;

На фиг. 3 представлена схема укладки первого ряда облицовочных блоков на прямолинейном участке;

На фиг. 4 представлена схема укладки второго ряда облицовочных блоков на прямолинейном участке;

На фиг. 5 представлена схема укладки блоков на криволинейном участке;

На фиг. 6 представлен вид облицовочного блока сверху;

На фиг. 7 представлено продольное сечение облицовочного блока по глухим и сквозным отверстиям;

На фиг. 8 представлено поперечное сечение стены с указанием расположения продольного открытого желоба.

Облицовочный блок из бетона для безрастворной кладки армогрунтовой подпорной стены изготавливают по технологии вибропрессования из тяжелого бетона марки по прочности на сжатие не менее В25, плотностью 2000-2500 кг/м³. Блок имеет две сквозные полости 1, четыре монтажных отверстия, расположенные в лицевой стенке: два из них сквозные 2 и два глухие 3. Полости ограничены слева и справа боковыми стенками 4, плоскость симметрии проходит вдоль центральной стенки 5, которая разделяет две сквозные полости 1. Данные полости существенно снижают вес блока и трудозатраты при укладке вручную. Блок имеет заднюю стенку 6 и лицевую стенку 7 с фасадной части блока. Боковые стенки выполнены под углом 5°, что придает блоку трапецеидальную форму.

Для правильной укладки блоков относительно первого и последующих рядов используют четыре монтажных отверстия, расположенные в лицевой стенке: два из них сквозные 2 и два глухие 3. При устройстве подпорной стены из блоков в открытый с торцов желоб 8 укладывают трубки 9 из полимерного материала, образуя узел фиксации геосинтетических материалов, представляющий собой углубление на верхней поверхности блока с закруглениями у основания для наилучшего прилегания трубок 9 при фрикционном типе крепления (см. фиг. 2). Армирующим материалом оборачивают одну из трубок 9 с устройством обратного выпуска материала в тело армогрунтовой насыпи, а второй трубкой прижимают сверху с размещением между первой обернутой материалом полимерной трубкой и упорной частью желоба 8, расположенного со стороны задней стенки блока. Это обеспечивает надежное крепление фрикционного типа геосинтетического материала в желобе блоков. За обратный выпуск осуществляют требуемое натяжение для плотного прилегания полимерных трубок 9 к радиусным упорным поверхностям желоба 8, исключая слабину в армирующем материале. В глухие отверстия устанавливают монтажные полимерные трубки-штифты 10, на которые устанавливают верхний блок сквозными отверстиями 2 со смещением на половину блока. Расположение отверстий выполнено таким образом, чтобы обеспечивать смещение верхнего блока относительно нижних и выдерживать требуемый зазор между смежными блоками одного ряда.

В глухие монтажные отверстия устанавливаются полимерные трубки-штифты 10, на которые насаживают верхний блок при совмещении полимерных трубок-штифтов 10 со сквозными монтажными отверстиями. В каждый блок устанавливают две полимерные трубки-штифта 10. Это обеспечивает проектное расположение блоков относительно нижнего ряда со смещением по горизонтали на половину блока и незначительным смещением назад в сторону армогрунтовой насыпи, образуя уклон стенки по фасаду около 3°, обеспечивая необходимые зазоры между соседними блоками в одном ряду. В процессе монтажа полости 1 заполняют дренирующими материалами - фракционированным щебнем, повышая общую массу блока, надежно прижимая зафиксированный геосинтетический материал в желобе фиксации и увеличивая трение между блоками соседних рядов.

Благодаря выполнению верхней части желоба 8 с упорной гранью, расположенной в средней части практически вертикально, возможно применять жесткие георешетки с фиксацией при помощи коннектора.

Заявленный блок имеет геометрическую форму с усиленной лицевой и боковыми стенками за счет указанного расположения в нем сквозных и глухих отверстий, что позволяет улучшить работоспособность и надежность блока с повышением устойчивости к различного рода нагрузкам и воздействиям. Это позволит избежать образования трещин с постепенным разрушением лицевых стенок блоков в эксплуатируемых подпорных стенах.

Боковые стенки выполнены под углом 5°, что позволяет применять блоки в криволинейных участках стены с минимальным радиусом 2,5 м.

Такое выполнение блока позволяет повысить надежность за счет включения в работу большей части бетонного блока, поскольку бетон как материал в большей степени пригоден для восприятия напряжений сжатия, чем напряжений растяжения, приводящих к образованию трещин. Таким выполнением предотвращается образование трещин и повышается надежность и долговечность блока.

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкции подпорных стен из блоков, и может найти применение в строительных конструкциях, обеспечивающих укрепление грунтовых откосов. Армогрунтовая подпорная стена включает облицовочные блоки из бетона, установленные друг на друга со смещением на половину блока относительно нижнего ряда, при этом в перекрытых верхним рядом нижних рядах блоков посредством трубок-фиксаторов из полимерного материала зафиксирован гибкий армирующий материал. Каждый из блоков подпорной стены имеет в плане форму равнобокой трапеции с фасками по внутренним углам, большее основание которой обращено к фасадной стороне облицовочного блока, а также две вертикальные сквозные полости, каждая из которых в поперечном сечении выполнена по форме, имеющей фаски по углам прямоугольной трапеции, обращенные друг к другу стенки вертикальных сквозных полостей взаимно параллельны и образуют центральную стенку одинаковой по ее длине толщины, а их удаленные друг от друга стенки параллельны боковым стенкам облицовочного блока, имеют равную по их длине толщину, которая меньше, чем толщина центральной стенки, при этом боковые стенки наклонно расположены к тыльной стороне блока. В теле облицовочного блока между фасадной его стороной и вертикальными полостями в створе вертикальных полостей выполнены сквозные и глухие вертикальные монтажные отверстия, в которых размещены при монтаже полимерные трубки-штифты для взаимного расположения блоков по вертикали со смещением назад относительно нижнего ряда блоков и со смещением по горизонтали на половину блока по длине ряда, причем каждое сквозное отверстие расположено в угловой части блока между соответствующим глухим отверстием и соответствующей боковой стенкой, выполнено большего диаметра, чем глухое, а расстояние между глухими отверстиями превышает расстояние между соответствующими сквозным и глухим отверстиями, причем вертикальная ось каждого сквозного отверстия смещена к фасадной стороне блока относительно вертикальной плоскости, проходящей через вертикальные оси глухих отверстий, на величину, не превышающую диаметра глухого отверстия, меньшего, чем диаметр сквозного отверстия. В теле облицовочного блока с верхней его стороны выполнен продольный открытый с торцов желоб, в котором размещены фиксирующие в нем гибкий армирующий материал продольно располагаемые трубки-фиксаторы из полимерного материала, при этом желоб образован боковой стенкой и меньшей по ширине частью его дна, непрерывно расположенными в большей по толщине фасадной части тела облицовочного блока со стороны глухих вертикальных монтажных отверстий до вертикальных сквозных полостей, и большей по ширине частью его дна и другой боковой стенкой, дискретно расположенными в боковых и центральной стенках. Фиксирующие армирующий материал продольно расположенные в желобе трубки последовательно огибает армирующий материал с выпуском за пределы стены его концов, пригруженных грунтом обратной засыпки, зафиксированных в грунте анкерами. Технический результат состоит в повышении надежности облицовочного блока из бетона для безрастворной кладки подпорной стены с возможностью использовать в качестве армирующих геосинтетических материалов тканые геотекстили, геокомпозиты и геосетки. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Армогрунтовая подпорная стена, включающая облицовочные блоки из бетона, установленные друг на друга со смещением на половину блока относительно нижнего ряда, при этом в перекрытых верхним рядом нижних рядах блоков посредством трубок-фиксаторов из полимерного материала зафиксирован гибкий армирующий материал, каждый из блоков подпорной стены имеет в плане форму равнобокой трапеции с фасками по внутренним углам, большее основание которой обращено к фасадной стороне облицовочного блока, а также две вертикальные сквозные полости, каждая из которых в поперечном сечении выполнена по форме, имеющей фаски по углам прямоугольной трапеции, обращенные друг к другу стенки вертикальных сквозных полостей взаимно параллельны и образуют центральную стенку одинаковой по ее длине толщины, а их удаленные друг от друга стенки параллельны боковым стенкам облицовочного блока, имеют равную по их длине толщину, которая меньше, чем толщина центральной стенки, при этом боковые стенки наклонно расположены к тыльной стороне блока, причем в теле облицовочного блока между фасадной его стороной и вертикальными полостями в створе вертикальных полостей выполнены сквозные и глухие вертикальные монтажные отверстия, в которых размещены при монтаже полимерные трубки-штифты для взаимного расположения блоков по вертикали со смещением назад относительно нижнего ряда блоков и со смещением по горизонтали на половину блока по длине ряда, причем каждое сквозное отверстие расположено в угловой части блока между соответствующим глухим отверстием и соответствующей боковой стенкой, выполнено большего диаметра, чем глухое, а расстояние между глухими отверстиями превышает расстояние между соответствующими сквозным и глухим отверстиями, причем вертикальная ось каждого сквозного отверстия смещена к фасадной стороне блока относительно вертикальной плоскости, проходящей через вертикальные оси глухих отверстий, на величину, не превышающую диаметра глухого отверстия, меньшего, чем диаметр сквозного отверстия, при этом в теле облицовочного блока с верхней его стороны выполнен продольный открытый с торцов желоб, в котором размещены фиксирующие в нем гибкий армирующий материал продольно располагаемые трубки-фиксаторы из полимерного материала, при этом желоб образован боковой стенкой и меньшей по ширине частью его дна, непрерывно расположенными в большей по толщине фасадной части тела облицовочного блока со стороны глухих вертикальных монтажных отверстий до вертикальных сквозных полостей, и большей по ширине частью его дна и другой боковой стенкой, дискретно расположенными в боковых и центральной стенках, а фиксирующие армирующий материал продольно расположенные в желобе трубки последовательно огибает армирующий материал с выпуском за пределы стены его концов, пригруженных грунтом обратной засыпки, зафиксированных в грунте анкерами.

2. Армогрунтовая подпорная стена по п. 1, отличающаяся тем, что угол наклона боковых стенок к тыльной стороне блока составляет 5°.

3. Армогрунтовая подпорная стена по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве армирующего материала использованы геосинтетические материалы в виде экструдированных или вязаных геосеток, тканых геотекстилей или геокомпозитньгх материалов.

4. Облицовочный блок из бетона для безрастворной кладки армогрунтовой подпорной стены по п. 1, имеющий в плане форму равнобокой трапеции с фасками по внутренним углам, большее основание которой обращено к его фасадной стороне, а также две вертикальные сквозные полости, каждая из которых в поперечном сечении выполнена по форме, имеющей фаски по углам прямоугольной трапеции, обращенные друг к другу стенки вертикальных сквозных полостей взаимно параллельны и образуют центральную стенку одинаковой по ее длине толщины, а удаленные друг от друга поверхности стенок вертикальных сквозных полостей параллельны внешним поверхностям соответствующих боковых стенок облицовочного блока, боковые стенки имеют равную по их длине толщину, которая меньше, чем толщина центральной стенки, при этом боковые стенки наклонно расположены к тыльной стороне блока, причем в теле облицовочного блока между фасадной его стороной и вертикальными полостями в створе вертикальных полостей выполнены сквозные и глухие вертикальные монтажные отверстия для размещения полимерных трубок-штифтов для обеспечения возможности взаимного расположения блоков по вертикали со смещением назад относительно нижнего ряда блоков и со смещением по горизонтали на половину блока по длине ряда, причем каждое сквозное отверстие расположено в угловой части блока между соответствующим глухим отверстием и соответствующей боковой стенкой, выполнено большего диаметра, чем глухое, а расстояние между глухими отверстиями превышает расстояние между соответствующими сквозным и глухим отверстиями, причем вертикальная ось каждого сквозного отверстия смещена к фасадной стороне блока относительно вертикальной плоскости, проходящей через вертикальные оси глухих отверстий, на величину, не превышающую диаметра глухого отверстия, меньшего, чем диаметр сквозного отверстия, при этом в теле облицовочного блока с верхней его стороны выполнен продольный открытый с торцов желоб, в котором размещают фиксирующие в нем гибкий армирующий материал продольно располагаемые трубки-фиксаторы из полимерного материала, при этом желоб образован боковой стенкой и меньшей по ширине частью его дна, непрерывно расположенными в большей по толщине фасадной части тела облицовочного блока со стороны глухих вертикальных монтажных отверстий до вертикальных сквозных полостей, и большей по ширине частью его дна и второй боковой стенкой, дискретно расположенными в боковых и центральной стенках, причем образующая желоб вторая боковая стенка имеет в поперечном сечении радиус, равный радиусу продольно располагаемой в желобе трубки или не превышающий сумму радиуса продольно располагаемой в желобе трубки и удвоенной толщины используемого армирующего материала.