Анкерные элементы для удержания ограждающих конструкций деформируемых откосов Советский патент 1992 года по МПК E02D17/20 

Изобретение относится к строительст- iy, в частности к горному делу с использова- ием при укреплении откосов и косогоров, а именно к анкерным элементам для удержания ограждающих конструкций деформируемых откосов.

Известно устройство для укрепления земляных откосов с применением анкерных плит. Анкерные железобетонные плиты шарнирно прикреплены со стороны пазухи к ограждающей стене с установкой плит в горизонтальной плоскости и закрепленных одна над другой на заданном расстоянии по высоте в тело откоса.

Недостатки данной конструкций: анкерные плиты требуют чрезм №ф р аТхода бе- тона; устойчивость огр1Т(ГДающих стен рассчитана в основном н гсопротивление анкерных плит скольженИ пВ гру йтуТ слабое вовлечение сил лоббТзЬгб5 сопротивления грунта; конструкция Ш |Йссчитёна на динамические нагрузки; конструкция бето- ноемка. что не отвечает требованиям ресурсосбережении; конструкция не вовлекает силы сопротивления обжатия грунта; конструкция анкерных плит поШотелый элемент, что не учитывает и не вов/Шкает силы сопротивления срезу грунта

х| ел

ю о о

Использование: при укреплении откосов и косогоров при удержании ограждающих конструкций деформируемых откосов. Сущность изобретения: анкерные элементы для удержания ограждающих конструкций деформируемых откосов содержат отдельные длинномерные профилированные балки шпального профиля, соединенные между ia Jttss««e « - Л hBBetiSaabte fStfiii жг собой, образуя жесткуюТреуТольную раму, причем рамы уложены в устойчивое тело (массив) откоса на расстояние L по фронту откоса, где расстояние не юльше ширины зон обжатия и пассивного плоскостного отпора грунта массива в зоне между треугольными рамами, при этом рамы уложены горизонтально или вертйЙ1Ж1УсГй б риенти- рованы одной из вершин сторону ограждающей конструкции с №х закреплением между собой на связях, причем балки в плоскости треугольных рам по трем ее вершинам сопряжены торцовЙГМГй ребрами при уширенных плоскостях (гранях) или торцовыми ребрами при уширенных плоскостях (гранях) со стороны ограждающей конструкции и торцовыми ребрамй при уширенных и зауженных плоскостях (гранях) в двух вершинах со стороны массивТОТГоса Вводная позиция: грунт в застеннйо К г1а1|ухе ТГ ил. Erifctt «A Hai tfi el aiic ™ - 3a --i лййя „& (Л С

.«Майе «-л

Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату к изобретению являются анкерные огтяжки для удержания ограждающих конструкций деформируемых откосов, содержащие отдельные длинномерные профилированные элементы из балок, спаренных между со- бойгимеющих шпальный профипь и образующих по длине двустороннюю булавообразную конфигурацию многогранного очертания в сечении, выполненных из отработанных или отбракованных железобетонных шпал, соединенных между собой уширенными гранями своего трапецеидального сечения и скрепленных болтовым соединением. Торцы элементов содержат пластины для соединения по длине последующих спаренных элементов, причем торцы элементов анкерных оттяжек прикреплены к ограждающей конструкции, а последующие элементы анкерных оттяжек уложены в нить по закрепляемому откосу с заглублением их в грунт.

Однако анкерные оттяжки линейно вытянуты по откосу, что создает трудности их заделки в грунт, кроме того, недостаточно вовлекают силы пассивного отпора грунта, не вовлекают силы обжатия грунта.

При этом отмечается слабое проявление сил лобового сопротивления грунта. Наконец, конструкция не вовлекает силы сопротивления срезу грунта.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности анкерных элементов за счет вовлечения дополнительных сил сопротивления выдергивающим нагрузкам.

Указанная цель достигается тем, что отдельные длинномерные профилированные балки шпального профиля соединены между собой, образуя треугольные рамы, которые уложены в тело откоса на расстоянии L друг от друга, где L - расстояние не больше ширины зон обжатия и пассивного плоскостного отпора грунта от смежных треугольных рам, при этом рамы уложены горизонтально или вертикально и ориентированы одной из своих вершин в сторону ограждающей конструкции с их закреплением между собой на связях, причем указанные балки в плоскости треугольных рам по трем ее вершинам сопряжены торцовыми ребрами при уширенных плоскостях (гранях) или торцовыми ребрами при уширенных гранях со стороны ограждающей конструкции и торцовыми ребрами при уширенных и зауженных плоскостях (гранях) в двух вершинах со стороны массива откоса.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что данное техническое решение отличается от прототипа тем, что анкерная рама является плоскостной конструкцией в отличие от линейной по

прототипу.

Анкерная треугольная рама, соориентированная одной из вершин в направлении ограждающей, стены, воспринимает увеличенный пассивный отпор грунта за счет наклонных в плане сопрягаемых с данной

0 вершиной ее элементов, направленных выпуклостью к ограждающей стене, достигая при этом обжатие конструкции в целом в грунте и увеличивая ее устойчивость. Причем при сопряжении элементов треугольной

5 рамы по их вершинам торцовыми ребрами при уширенных плоскостях (гранях) вовлекаются силы пассивного отпора грунта и в вертикальной плоскости (фиг. 3), достигая при этом наибольшего эффекта при разме0 щении балочных элементов со стороны массива, откоса зауженными гранями в сторону ограждающей конструкции (фиг. 6).

При размещении треугольных рам в вертикальной плоскости (фиг. 2) рамы восп5 ринимаюг пассивный отпор от всех его балочных элементов с большим эффектом обжатия грунта по сеч. Б-Б фиг. 4.

Образованная сквозность внутри балочных элементов повышает сопротивление

0 выдергивающим нагрузкам за счет вовлечения сил среза грунта, заполнившего эту сквозность.°

Данное конструктивное выполнение анкера обеспечивает и повышение лобового

5 сопротивления грунта в сравнении с прототипом за счет большей поверхности соприкосновения балочных элементов рамы с грунтом в направлении выдергивающих усилий со стороны ограждающей стены.

0На фиг. 1 показан план анкерной рамы;

на фиг. 2 - план анкерной рамы (вариант); на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг, 5 - узел I на фиг. 1; на фиг. 6- то же, вариант.

5 Анкерные элементы для удерживания ограждающих конструкций деформируемых откосов содержат отдельные длинномерные профилированные балки 1 шпального профиля, соединенные между собой, обра0 зуя жесткую треугольную раму 2, причем рамы 2 уложены в устойчивое тело (массив) откоса 3 на расстоянии L по фронту откоса 3, где L- расстояние, не больше ширины зон обжатия и пассивного плоскостного отпора

5 грунта 4 от смежных треугольных рам 2. При этом рамы 2 уложены горизонтально по фиг. 1 или вертикально по фиг. 2 и ориентированы одной из вершин 5 в сторону ограждающей конструкции б с их закреплением между собой на связях 7, причем балки 1 в

плоскости треугольных рам 2 по трем ее вершинам 5 сопряжены торцовыми ребрами 8 при уширенных плоскостях (гранях 9) или торцовыми ребрами 8 при уширенных плоскостях (гранях) 9 со стороны ограждающей конструкции 6 и торцовыми ребрами 8 и 10 соответственно при уширенных 9 и зауженных плоскостях (гранях) 11 в двух вершинах 5 со стороны массива откоса 3. Вводная позиция: грунт в застенной пазухе 12. Анкерные элементы для удержания ограждающих конструкций деформируемых откосов работают следующим образом.

Под влиянием внешних и внутренних факторов воздействия от статических и динамических нагрузок, воздействия атмосферных осадков, а также реологических изменений свойств слагаемых грунтов в застенной пазухе 12 возникают сдвигающие силы, стремящиеся сместить ограждающую конструкцию 6. Однако последняя находится в устойчивом состоянии благодаря надежному ее закреплению к анкерным элементам из балок 1, собранных жестко в треугольные рамы 2, вмонтированных в устойчивую часть массива откоса 3, посредством связей 7, жестко соединенных с ограждающей конструкций 6 одним концом, а другим - к одной из ближайших вершин рамы 2, причем ориентация одной из вершин 5 к ограждающей конструкции 6 обеспечивает восприятие выдергивающих усилий и их компенсацию путем повышенного пассивного отпора в плоскости анкерных рам 2, грунта 4 массива 3, за счет трапецеидального сечения балок 1, достигнутого сопряжением балок 1 по вершинам 5 торцовыми ребрами 8 при уширенных плоскостях (гранях) 9 и ориентированных, таким образом, уширенными плоскостями (гранями) вовнутрь рамы 2. При этом повышается лобовое сопротивление балочных элементов 1 рам 2 за счет соприкосновения грунта массива 3 с ломаной трапецеидальной поверхностью балочных элементов 1 и снижается активное давление в плоскости рам 2 на балки 1, расположенные со стороны массива 3. Кроме того, ориентация рам 2 одной из вершин 5 к ограждающей конструкции 6 ведет к вовлечению сил обжатия грунта 4, массива 3, вызывающих значительные удерживающие силы с учетом при- грузки грунта 4 массива 3 внутренней полости рам 2. С другой стороны, грунт 4, заполнивший внутреннюю полость рам 2, увеличивает сопротивление выдергивающим нагрузкам за счет увеличения сопротивления его на срез.

Расстояние L между рамами 2 выполнено шириной не более ширины зон обжатия

и пассивного плоскостного отпора грунта 4 массива 3. При большем расстоянии L между рамами 2 увеличивается сечение ограждающих конструкций 6,что неоправдано

дорого.

Кроме того, при орШнТации анкерных рам 2 по нормали к линии фасада ограждающей конструкции 6 во11 ка ютс Гсилы двустороннего обжатия ка ра№1ГТтак й грунта

0 во внутренних полостях чрам 2 за счет бокового давления грунта 4 массива 3, что обеспечивает дополнителШуЮ1 устойчивость анкерных элементов.

Выполнение рам 2чТ сопря жеТ: ие м ба5 лочных элементов 1 то р ЦШШШ ребрами 8 при уширенных плоскостях 9 со стороны вершины 5, расположений в зоне ограждающей конструкции 6, и сопряжением балочных элементов 1 разноименными ребрами с

0 разноименными плоскостями, а именно1 торцовыми ребрами 8 rt|f fyImT Wffifx fpa- нях 9 с торцовыми ребрами 10 при зауженных гранях 11 в двух ве|Шинах 5 со стороны массива откоса 3 повышает пассивный от5 пор как по длине, ширине, так и высоте конструкции анкерной рамы 2 от всех его балочных элементов 1, что обеспечивает эксплуатационную надежность при данном варианте.

0Внутренняя полость рамы 2 обеспечивает пропуск грунтовых вод через анкерное устройство, не допуская гидростатического давления на раму 2 Естественное армирование шпальных элемеТЧтШ 1 из отбрако Ч ., ,. т

5 ванных отработанных или новых шпал дает возможность использования этих элементов в сейсмических районах, а также закреп- ление участков с динамическими нагрузками

0 Кроме указанного атгкерная рама 2 армирует грунт массива OJKDCOB 3

Использование предлагаемого технического решения позволит: выполнить закреп- ление откосов с применением новых

5 отработанных или отбракованных железобетонных шпал; повысить устойчивость ограждающих конструкций и обеспечить надежность работы анкерного устройства не только за счет бокового сопротивления

0 ее элементов, но и пассивного отпора грунта в плоскости анкерных рам, а также пассивного отпора в вертикальной плоскости, лобового сопротивления по зауженным плоскостям элементов рам со стороны огражда5 ющих стен и лобового сопротивления по зауженной плоскости рамных элементов, расположенных со стороны откоса, с дополнительным вовлечениём й сил обжатия грунта по элементам с вершиной, расположенной со стороны ограждающих

стен; повысить надежность работы анкерного устройствам Счет повышения сопротивления выдергивающим нагрузкам путем двустороннего обжатия рамы по его полостям со стороны бокового давления грунта при установке рамы в вертикальной плоскости, а при горизонтальной установке рамы путем весовой при грузки грунтом ядра откоса; выполнить работы практически без применения новых материалов или с меньшим объемом последних; применить конструкцию не только для закрепления грунтовых откосов со статической нагрузкой но и применительно к динамическим транспортным нагрузкам и в сейсморайонах.

Формула изобретения

Анкерные элементы для удержания ограждающих конструкций деформируемых откосов, содержащие длинномерные профилированные балки шпального профиля, соединенные между собой болтовыми соединениями через технологические отвер ,./

. . Sf . . /:

. сЈ.

J -ТТ

..; / .

5 / лй/. ъ& -Л&Ч -- sAXbL, : Ј|v

стия и гибкие тяги, вмонтированные ч ограждающую конструкцию, отличающие- с я тем, что, с целью повышения эксплуата- . ционной надежности анкерных элементов

за счет вовлечения дополнительных сил сопротивления выдергивающим нагрузкам, отдельные длинномерные профилированные балки шпального профиля соединены между собой с возможностью образования

треугольных рам, которые уложены в тело откоса на расстоянии друг от друга не более ширины зон обжатия и пассивного плоскостного отпора грунта от смежных треуголь- ных рам, при этом рамы уложены

горизонтально или вертикально и ориентированы одной из своих вершин в сторону ограждающей конструкции, причем указанные балки в плоскости треугольных рам по трем ее вершинам сопряжены своими уширенными плоскостями или уширенными плоскостями со стороны ограждающей конструкции и уширенными и зауженными плоскостями в двух вершинах со стороны массива откоса.

s

s И .

-г ----л . , .;.. .: - : .I., . :

А:. . г -/йч1 , .-;.-

фиг. 2

фиг. 3

фцг. 5

S-Б

фиг, 4

фиг,6