Устройство для укрепления склонов и защиты объектов от лавинообразных воздействий Советский патент 1991 года по МПК E02D17/20 

Изобретение относится к горному делу и строительству, в частности к конструкции по стабилизации оползневых процессов как в тоне искусственных сооружений автомобильного и железнодорожного транспорта, так и жилых застроек.

. Цель изобретения - стабилизация оползневых процессов и повышение

надежности защиты от лавинообразных воздействий.

На фиг.1 показано устройство, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фи г. 1 .

Устройство для укрепления склонов и защиты объектов от лавинообразных

воздействий содержит кусты свайных фундаментных опор 1, расположенных на расстоянии друг от друга и в створе по длине защищаемого объекта 2, заглубленные в грунт 3 ниже плоскости 4 скольжения, в зону которой попадают защищаемые объекты 2, кусты свайных опор 1 омоноличены ростверком 5 с верховой стороны опор 1 с совместно выполненными шапочным блоком 6. Между шапочными блоками 6 расположены в вертикальной плоскости и во взаимно перпендикулярных направлениях относительно створа свайных фундаментных опор и шапочных блоков контрфорсные фермы 7 косоугольного очертания в сечении, установленные на расстоянии с симметричным расположением относительно шапочных блоков 6, при этом контрфорсные фермы 7 содержат подкосы 8 и ребра 9 жесткости в местах сопряжения коротких и средних поясов ферм 7. Кроме того, контрфорсная фер- ма 7 содержит короткие пояса 10 в плоскости подошвы откоса 11, средние пояса 12, наклонно выполненные к откосу оползневого массива 13, образующие при этом тупой угол об Каждая пара контрфорсных ферм 7, расположенных между шапочными блоками 6, содержит балочные элементы 14 трапецеидального сечения шпального профиля, уложенные на расстоянии 15 друг от друга, закрепленные с внешней стороны 16 указанных поясов и установленные горизонтально по длине устройства, смонтированные по всему периметру коротких 10 и средних 12 поясов спаренных контрфорсных ферм 7 и части периметра длинных поясов 18 с их внешней стороны, образуя при этом улавливающие карманы 19 внутри контрфорсных ферм 7.

Контрфорсные фермы 7 между шапочными блоками 6 прикреплены на шарнирах 20 к шапочным блокам 6, осью 21, пропущенной в ребрах 9 жесткости контрфорсных ферм 7. Кроме того, балочные элементы прикреплены коротким 10 и средним 12 поясами посредством хомутов 22, удерживаемых скреплением 23, установленном в отверстиях 24 балочных элементов 14, а по длинным поясам 18 - закреплением балочных элементов 14 к поясу 18 посредством подкладки 25, жестко 26 скрепленной с верхней гранью 16 чоя

5

0

5

0

5

0

5

50

55

са 18 и снабженной жестко закрепленными к подкладке 25 штырями 27, на которые нанизаны своими отверстиями 24 балочные элементы 14, скрепленные соединительными планками 28 и гайками штырей 27. На слабых грунтах 29 в зоне подошвы откоса 11 конструкция снабжена распределительной плитой 30, содержащей балочные элементы 14 из утилизированных шпал и связующие поперечины 31 из утилизированных рельсов. Кроме того, консольные свесы 32 балочных элементов 14 смежных ферм 7 в зоне блоков 6 перекрывают ширину 33 шапочных блоков 6.

Балочные элементы 14 и контрфорс- ные фермы 7 выполнены соответственно из утилизированных шпал и рельсов.

Позицией 34 обозначена плоскость скольжения второго порядка; позицией 35 - плоскость скольжения первого порядка.

Устройство для укрепления склонов и защиты объектов от лавнноообразных воздействий работает следующим образом.

При активизации оползневых процессов, вызванных обводнением косогоров 17, динамическими нагрузками подвижного транспорта защищаемых объектов 2 реологическими изменениями и изменениями свойств грунтов и т.д., оползневой грунт откоса 13 и грунт 3 с плоскостью 4 скольжения выходит из устойчивого состояния, стремясь к перемещению, однако благодаря конструкции предлагаемого устройства он находится в защемленном состоянии. Возникающие силы распора со стороны откоса 13 оказывают гиловое воздействие на балочные элементы 14, прикрепленные к наклонным средним поясам 12 спаренных контрфорсных ферм 7, при этом изгибающий помент балочных элементов 14 компенсирован расчетными характеристиками железобетонных ипал, из которых выполнены балочные элементы 14.

Активное давление грунта откоса 13, граничащее по плоскости 34 скольжения второго порядка, силовой фактор далее передает на балочные элементы 14 короткого пояса 10 в зоне подошвы откоса за счет возникающего крутящего момента в контрфорсных фермах 7 вокруг оси 21, пропущенной в ребрах 9 жесткости ферм 7 и шарнирами 20 присоединенной к шапочным блокам 6, нижняя часть которых выполнен в виде ростверка 5, объединяющего кусты свайных фундаментных опор 1 в их верхней зоне,при этом кусты свайных фундаментных опор, заглублены ниже плоскости 4 скольжения на расчетную глубину. Возникающий крутящий момент в фермах обеспечивает при этом передачу активного давления грунта на подошвенную зону отко- са 11 с переориентацией возникающего опрокидывающего момента и сдвигающих сил в силы, удерживающие за счет возникающего вертикального давления короткими поясами 10 ферм 7 давление на балочные элементы 14. Возникающее вертикальное давление на оползневой грунт 3 стабилизирует процесс перемещения его по плоскости 4 скольжения в защищаемую зону 2. Возникающие при этом выдергивающие нагрузки на кусты свайных фундаментных опор 1 компенсированы их расчетными характеристиками в зависимости от слагаемых грунтов и активным давлением оползневых грунтов.

Балочные элементы 14,прикрепленные к коротким 10, средним 12 и длинным 18 поясам способствуют не только обеспечению жесткости конструкции но и образуют улавливающий карман 19 в полости ферм 7 между элементами 14 который обеспечивает задержку лавинообразных продуктов сползания по плоскости 35 скольжения первого порядка за счет сил улавливания, причем задерживаемый улавливающим карманом 19 лавинообразный продукт увеличивает давление на грунт 3, повышая тем самым устойчивость массивного оползня в языковой его зоне, не допуская катастрофических последствий от его перемещения.

По мере необходимости грунт 13 из карманов 19 убирается со снятием балочных элементов 14 и последующей их установкой по длинным поясам 18.

Подкосы 8 обеспечивают расчетную жесткость контрфорсным фермам 7. На слабых подстилающих грунтах 29 в зоне подошвы откоса 11 с целью надежности работы конструкции выполнена распределительная плита 30 из балочных элементов 14 с поперечинами 31 в виде утилизированных рельсов. Кинетическая энергия лавинообразных воздействий, по мере продвижения в

5

улавливающий карман 19, гасится за счет профилированных граней балочных элементов 14, обращенных в полость улавливающих кармгнов 19, сквозные отверстия между балочными элементами способствуют снятию гидростатического давления и осушают грунт за счет его проветривания. Балочные элементы 14, расположенные на расстоянии друг от друга, со стороны откоса 13 и грунта 3 повышают сцепление их с грунтом, а также их взаимодействие друг с другом.

Формула изобретения

0

5

0

5

0

5

5

1. Устройство для укрепления склонов и защиты о.бъектов от лавинообразных воздействий, включающее кусты свайных фундаментных опор, расположенных на расстоянии друг от друга и в створе друг относительно друга по длине защищаемого объекта, заглубленные ниже плоскости скольжения, омоноличен- ные с верховой стороны ростверком с совместно выполненным подпорным элементом, отличающееся тем, что, с целью стабилизации оползневых процессов и повышения надежности защиты от лавинообразных воздействий, подпорный элемент выполнен в виде шапочных блоков, между которыми в вертикальной плоскости и во взаимно перпендикулярных направлениях относительно створа свайных фундаментных опор и шапочных блоков установлены на расстоянии одна от другой спаренные контрфорсные тупоугольные фермы, которые выполнены из соединенных между собой коротких горизонтальных и наклонных средних и длинных поясов, при этом фермы установлены симметрично относительно шапочных блоков, снабжены подкосами и ребрами жесткости в местах сопряжения коротких и средних поясов ферм, причем каждая пара ферм имеет улавливающие карманы, выполненные посредством ук- 0 ладки балочных элементов трапецеидального сечения шпального профиля, установленных по всему периметру коротких и средних поясов и части периметра длинных поясов с их внешней стороны.

2. Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что балочные элементы уложены на контрфорсные фермы узкими гранями.

3.Устройство по гш. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что балочные элементы уложены на расстоянии друг от друга.

4.Устройство по п.1, о т л и- чающееся тем, что контрфорс ные фермы между шапочными блоками прикреплены к ним шарнирно, причем оси шарниров пропущены через ребра жесткости каждой фермы.

5.Устройство по Н.1, о т л и - чающееся тем, что балочные элементы прикреплены к коротким и средним поясам посредством хомутов.

1

6.Устройство по п.1, о т л ич а ю Щ с и г ;: гем, что балочные элементы прикреплены к длинным пон- сам посредством подкладок, которые жестко скреплены с верхними гранями поясов.

7.Устройство по пп.1 и 6, отличающееся тем, что подкл0

5

0

ки имеют жестко соединенные с ними штыри.

8.Устройство по Н.1, о т л и- чаюшееся тем, что при наличии слабых грунтов в подошве откоса под балочными элементами коротких поясов уложена распределительная плита.

9.Устройство по п.I, о т л и - чающееся тем, что балочные элементы и распределительная плита выполнены из утилизированных железобетонных шпал.

10.Устройство по П.1, отличающееся тем, что контрфорс- ные фермы и соединительные поперечины распределительной плиты выполнены из утилизированных рельсов.

11.Устройство по пп.1 и 5, отличающееся тем, что хомуты закрепляющие короткие и средние пояса с балочными элементами скреп- пени болтовыми соединениями из ути- лн ировянных болтов и гаек.

Изобретение относится к горному делу и строительству и предназначено для стабилизации оползневых процессов как в зоне искусственных сооружений автомобильного и железнодорожного транспорта, так и жилых застроек. Цель - стабилизация оползневых процессов и повышение надежности защиты от лавиннообразных воздействий. Для этого на расстоянии друг от друга и в створе друг относительно друга по длине защищаемого объекта расположены кусты свайных фундаментных опор, заглубленных ниже плоскости скольжения и омоноличенные с верховой стороны растверком с совместно выполненным подпорным элементом. Последний выполнен в виде шапочных блоков /ШБ/, между которыми в вертикальной плоскости и во взаимно перпендикулярных направлениях относительно створа свайных фундаментных опор и ШБ установлены на расстоянии друг от друга спаренные контрфосные тупоугольные фермы. Выполнены фермы из соединенных между собой коротких горизонтальных и наклонных средних и длинных поясов. Установлены фермы симметрично относительно ШБ, снабжены подкосами и ребрами жесткости в местах сопряжения коротких и средних поясов ферм. Каждая пара ферм имеет улавливающие карманы, выполненные посредством укладки балочных элементов трапецеидального сечения шпального профиля, установленных по всему периметру коротких и средних поясов и части периметра длинных поясов с их внешней стороны. При наличии слабых грунтов в подошве откоса под балочными элементами коротких поясов уложена распределительная плита. 10 з.п.ф-лы, 4 ил.

Пассивна/ зона оползня

А- 27 Ю 7/ 2

/ S/

- V- 30

ЈЈ2&шс/яь .скольжения

Фиг.1

7

23 10,12 А-А

20 15 11 28