Секция каркаса забора

Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструкциям ограждений с жесткими элементами, предназначенных для сооружения заборов, прежде всего, в условиях распространения криолитозоны.
Известно, что в многолетнемерзлых грунтах присутствуют льдо-цементные связи, по причине которого в период морозов такая почва обладает высокой прочностью. Но, когда температура начинает подниматься, эти связи постепенно разрушаются, в итоге, прочность грунта значительно падает, количество воды в грунте резко увеличивается, что приводит к его разжижению. В таком состоянии грунт становится не подходящим для сооружения зданий и конструкций, которые, например, при осадке почвы оседают и деформируются (см. https://ownhouse.pro/fundament/raboty/vybor-f/grunt/vechnomerzlyy.html).
Известный из уровня техники способ установки забора (см. RU №2561434, кл. Е04Н 17/00, опубл. 10.05.2015) включает установку столбов забора в предварительно вырытые лунки, которые заполняют засыпкой и трамбуют. Кроме того, известно ограждение по патенту RU №202142 (кл. Е04Н 17/00, опубл. 03.02.2021), содержащее заглубленные в грунт трубы и соединенные с ними ограждающие элементы.
Данные решения не пригодны для использования в условиях распространения зоны многолетнемерзлого грунта, так как ненадежны при сезонных деформациях почвы, вызванные замораживанием в холодные и последующим оттаиванием в теплые периоды года.
Известны заборы и каркасы заборов, включающие надземную и подземную части, которые устанавливаются в землю, например, элементы каркаса забора в виде стойки (см. RU № 2433232, кл. Е04Н 17/00, опубл. 10.11.2011) или винтового столба (см. RU № 133181, кл. Е04Н 17/20, опубл. 10.10.2013; RU № 204255, кл. Е04Н 17/20, опубл. 17.05.2021). Кроме того, известен модуль каркаса забора по патенту RU №208799 (кл. Е04Н 17/00, Е04Н 17/20, опубл. 13.01.2022), включающий в себя столбы, расположенные на основании и перпендикулярно ему, образующие каркас для расположения полотна забора, при этом основания жестко соединены с лежками, расположенными перпендикулярно плоскости модуля забора, края которых жестко соединены с арматурой, углубляемой в землю.
Недостатком известных решений является ненадежность устройства забора в результате непрочной конструкции в условиях распространения криолитозоны, обусловленная, прежде всего, сезонными деформациями почвы от периодического замораживания и оттаивания грунтов. Деформации почвы приводят к нарушению геометрии забора и последующему разрушению. Кроме того, использование арматуры основания каркаса забора длиной до 10 м, пробуренные вертикально в грунт, нецелесообразно в условиях распространения многолетнемерзлого грунта. Недолговечности конструкции забора также способствуют сильные ветра, характерные для климатических условий Севера в любое время года.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание надежного в условиях распространения многолетнемерзлых грунтов устройства забора.
Технический результат, получаемый при использовании полезной модели, выражается в повышении жесткости конструкции забора, устойчивого в условиях деформации почвы в криолитозоне, и продлении срока его службы.
Для решения поставленной задачи секция каркаса забора, состоящая из надземной и подземной частей и включающая стойки, расположенные перпендикулярно на трубном основании, лежки, жестко соединенные с основанием и расположенные перпендикулярно плоскости забора, отличается тем, что стойки выполнены с подземной частью, проходящей сквозь основание, лежки выполнены с жестко соединенными подземными ножками, расположенными по краям под углом 10-80° к продольной оси лежки. Кроме того, угол расположения подземных ножек выбран в диапазоне 100-135° к продольной оси лежки. Кроме того, лежки дополнительно снабжены пластинчатыми пятками. Кроме того, сквозная стойка снабжена со стопорным концом.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с известными признаками аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Совокупность признаков полезной модели обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно устойчивость и жесткость конструкции забора в условиях сезонных деформаций почвы - вспучивания в зимнее время и осадки в летнее время года, а также в условиях воздействия сильных ветров и дождей, за счет применения решений по усилению основания элементов ограждения.
Устройство забора иллюстрируется чертежом, где на фигуре 1 схематично показан фрагмент каркаса забора, на фигуре 2 - фрагмент каркаса забора в варианте исполнения со сквозной стойкой, на фигуре 3 - схема устройства подземной части каркаса забора: А) с внешним углом расположения подземных ножек лежки; Б) с внутренним углом расположения подземных ножек лежки.
Каркас забора заявленной конструкции состоит из надземной и подземной частей, при этом надземная часть включает трубное основание 1, на котором установлена вертикальная стойка 2, поперечные лежки 3 жестко закреплены под основанием 1, в том числе и под каждой стойкой 2, причем стойка 2 дополнительно усилена косынкой (опорой) 4, опирающейся на лежку 3. Кроме того, лежка 3 может быть дополнительно оснащена пластинчатыми пятками 5 с каждого края. Кроме того, лежка 3 снабжена подземными ножками 6, выполненными под углом к плоскости лежки в пределах 10-135°, углубляемыми при установке в землю (см. фиг. 1, 3).
Существует вариант исполнения каркаса забора, когда стойка 8 пропущена сквозь основание 1 и заглублена в грунт, например, на глубину до половины длины надземной части стойки. Подобное исполнение может использоваться в тех случаях, когда сооружение забора производят на участках с увлажненным или сложным грунтом, либо конструкция ограждения испытывает дополнительные механические нагрузки, кроме собственного веса и постоянных ветряных воздействий, например, для стоек распашных или раздвижных ворот, дверей в заборе. В этом случае подстоечные лежки 3 приваривают к основанию 1 с некоторым сдвигом в сторону на величину сквозной стойки 8. Сквозной проход стойки через основание при совместном использовании с усиленными элементами, а именно лежками с пятками и подземными ножками, а также с приваренными косынками, создает жесткую конструкцию забора, способную выдерживать любые внешние воздействия и деформации почвы в условиях структурно-неустойчивых грунтов (см. фиг. 2).
Все элементы каркаса забора, в т.ч. основание 1, стойка 2(8), лежки 3, могут быть выполнены из металлической трубы круглого или фигурного, например, прямоугольного, сечения. При этом стойки 2(8) приваривают перпендикулярно к основанию 1. Под основание 1 перпендикулярно к вертикальной плоскости забора приваривают поперечные лежки 3, длину которых определяют равной в пределах половины длины стойки. Причем лежки используют как подстоечные, так и промежуточные. Подстоечные лежки 3 с ножками приваривают к основанию 1 под стойками 2(8), промежуточные - на участках основания 1 в пределах одной секции (пролета) забора, т.е. между двумя соседними стойками. При этом промежуточные лежки могут быть выполнены без подземных ножек. Количество промежуточных лежек в одном пролете определяют, исходя из характеристики грунта на конкретном участке и длины секции забора, и может составить, например, не более 2, 3 последовательно (равноудаленно) расположенных лежек. Кроме того, для придания жесткости место соединения лежки 3 к основанию 1 дополнительно усиливают путем сварки планок 7, выполненной из арматуры, уголка, профилированной трубы и др. Кроме того, для придания устойчивости конструкции забора при ветровых нагрузках стойку 2(8) дополнительно усиливают путем сварки косынки 4 к лежке 3, причем с тыльной стороны ограждения. Для устойчивости забора при ветряных нагрузках и исключения просадки при осадке грунта по краям лежек 3 дополнительно приваривают пластинчатые пятки 5. Кроме того, стойки 8 могут быть дополнительно снабжены стопорами 9 на концах, выполненными, например, в виде двух пластин-усиков, приваренных под углом с обеих сторон стержня стойки (см. фиг. 2). Стопоры 9 препятствуют подъему стоек, например, при вспучивании грунта. Для изготовления стопоров 9 используют отрезки любой арматуры или профильного проката.
Подземные ножки 6 представляют собой элемент конструкции каркаса забора, предотвращающий возможные уклоны забора и последующее его разрушение в результате падения, например, под воздействием сильного ветра. Ножки 6 могут быть выполнены и приварены к лежке 3 из отдельной арматуры, уголка, профилированной трубы и др., либо изготовлены из материала самой лежки. В отличие от аналогов, в заявленном техническом решении предложены варианты расположения ножек 6 под разными углами, например, в пределах 10-80° от продольной оси лежек, что создает внешние углы, или в диапазоне 100-135° для создания внутренних углов. Использование подземных ножек 6 значительно усиливает жесткость конструкции при внешних воздействиях в условиях повышенных сезонных деформаций грунта (см. фиг. 3А, 3Б).
Лежки с ножками с внешним углом используют, например, для высоких заборов (более 2 м), а также под стойками ворот или дверей в заборах, либо в случаях сооружения заборов на участках со сложным грунтом.
Лежки с ножками с внутренним углом более эффективны для использования на участках, например, с увлажненным грунтом. При этом ножки создают угловые упоры, которые, в свою очередь, образуют некий замок для грунта, в результате чего устойчивость забора обеспечивается, помимо имеющихся опорных элементов каркаса, дополнительно и за счет «захваченного» подземными ножками объема грунта.
Заявленное устройство забора реализуется и используется следующим образом.
Забор состоит из отдельных секций, каркасы которых соединяются друг с другом на участке сооружения, например, путем сварки основания 1 и лаг. На размеченных местах участка сначала вырывают траншеи определенной глубины под основание 1 и поперечные лежки 3. Исходя из планировки участка, основание 1 с лежками 3 может быть утоплено в грунт полностью или частично, либо располагаться на поверхности земли. Глубина траншеи под лежку 3 с ножками 6 должна соответствовать размерам этих элементов конструкции для свободной установки в грунт. В иных случаях, возможно отдельная установка ножек 6 заглублением в грунт под определенным углом путем осуществления серии ударов по верхнему торцу ее арматуры с последующей сваркой к лежке 3. При этом промежуточные лежки могут быть выполнены без подземных ножек (см. фиг. 1, 3).
При установке забора в исполнении со сквозной стойкой 8 в траншее выкапывают соответствующую лунку (яму). Далее, на подготовленные участки устанавливают каркас секции забора с основанием 1, стойками 8, лежками 3, лагами, соблюдая уровень линии горизонта и вертикальность плоскости каркаса, при этом вырытые ямы и траншеи заполняют засыпкой (грунтом) и трамбуют. Каждую секцию соединяют друг с другом, после чего на каркасы монтируют полотна забора, ворота, двери и т.д. (см. фиг. 2, 3).
Опытным путем установлены оптимальные размеры элементов конструкции забора стандартной высоты, равной 2 м, а именно: длина лежки 0,8-1,0 м, длина подземной ножки - 0,3-0,5 м, подземная часть сквозной стойки - 0,8-1,0 м, длина (пролет) секции - 2,5-3,0 м, количество промежуточных лежек - 2, 3 единицы на одну секцию. Оптимальные размерные характеристики определены с учетом рациональной материалоемкости, трудозатрат на изготовление и установку забора и, как результат, невысокой себестоимости работ.
Таким образом, за счет применения решений по усилению основания элементов ограждения, а именно лежки основания с подземными угловыми ножками, дополнительные усиления посредством сварки планок и косынки стоек, сквозного прохода подземной части стойки через основание и ее углубления в грунт, обеспечивается устойчивость и жесткость конструкции забора в условиях сезонных деформаций почвы - вспучивания в зимнее время и осадки в летнее время года, а также в условиях воздействия сильных ветров и дождей.