ПОДПОРНАЯ СТЕНА ДЛЯ УКРЕПЛЕНИЯ ОТКОСОВ

Область техники
Полезная модель относится к строительству, а именно к дорожным конструкциям подпорных стен для укрепления откосов грунтовых сооружений.
Уровень техники
В последние годы значительно расширилось применение подпорных стен при строительстве дорог в связи с тем, что реконструкцию дорог все чаще приходится производить в пределах существующей полосы отвода, поскольку прилегающая территория застроена.
Из уровня техники известна конструкция дорожной насыпи с подпорной стеной (см. RU 2276230 C1, кл. E02D 17/18, публ. 10.05.2006). Она содержит грунт насыпи, отсыпанной на естественной поверхности подстилающих грунтов и разделенный полотнами плоской георешетки на отдельные слои, подпорную стенку, расположенную с боковых или торцевой сторон насыпи, опорную конструкцию, уложенную на грунт насыпи. Подпорная стенка разделена на слои. Каждый слой подпорной стенки выполнен с вертикальными сквозными полостями. Полотна плоской георешетки заведены между пустотелыми слоями подпорной стенки. Длина армированных геотекстилем слоев грунта, считая от внутренней поверхности подпорной стенки выполнена не менее высоты насыпи.
У известного технического решения сложная конструкция, в следствие этого трудоемкость монтажа и большой расход материалов.
Известна конструкция георешетки, предназначенная для армирования слабых оснований и откосов (см. RU 2228479 C1, кл. F16L 1/00, публ. 10.05.2004). Конструкция включает набор горизонтально расположенных георешеток, заполненных сыпучим материалом, имеющих сотовую структуру и выполненные из скрепленных между собой в шахматном порядке соединительными швами набора гибких лент, при этом нижняя георешетка расположена на подошве откоса, а каждая последующая уложена со смещением в сторону откоса, при этом георешетки выполнены с частичным заглублением в откос примыкающих к нему ячеек упомянутой георешетки.
Из недостатков можно отметить невысокую механическую прочность георешетки, невысокое сопротивление эрозии, а также в условиях обводненной местности существует вероятность размыва грунта.
Известна также конструкция подпорной стены (см. Веденин B.C. «Геовеб: новая строительная технология», Новости техники и технологий, 2006) включающая нетканый геотекстильный материал, уложенный на поверхности выемки, выполненной к откосе, горизонтально уложенные слои из полимерных георешеток, частично размещенные в упомянутой выемке, слои геосеток уложенные между георешетками, и дренажную трубу, обернутую синтетическим нетканым материалом и уложенную в области подошвы откоса. При этом георешетка нижнего слоя расположена на подошве откоса, а каждая последующая уложена с горизонтальным смещением в сторону откоса. В георешетках ячейки расположенные внутри выемки откоса заполнены уплотненным песчаным наполнителем, а наружные ячейки - почвогрунтом и растительностью. Недостатком указанной конструкции является сравнительно невысокая дренажная способность, что приводит к снижению прочностных свойств.
Раскрытие полезной модели
Задачей настоящей полезной модели является создание подпорной стены, обладающей сейсмоустойчивостью, сопротивлением эрозии, устойчивостью к внешним нагрузкам, сохранением устойчивости при развитии деформаций в основании, стойкостью к химическому выветриванию и морозобойному растрескиванию, стойкостью к размыву грунта, повышенной механической прочностью, а также позволяющей снизить трудоемкость работ при монтаже и уменьшить расходы строительных материалов.
Технический результат полезной модели заключается в повышении прочностных свойств конструкции подпорной стены.
Указанный технический результат достигается за счет того, что подпорная стена для укрепления откоса включает нетканый геотекстильный материал, уложенный на поверхности выемки, выполненной в откосе, горизонтально уложенные слои из пространственных полимерных решеток (далее ППР), частично размещенные в упомянутой выемке, при этом ППР нижнего слоя расположена на подошве откоса, а каждая последующая уложена с горизонтальным смещением в сторону откоса, слои геосеток, уложенные между ППР через не более чем каждые 4 слоя (выбирается исходя из нагрузки действующей на подпорную стенку), и дренажную трубу, обернутую синтетическим нетканым материалом и уложенную в области подошвы откоса, при этом в ячейки ППР, расположенные внутри выемки откоса, заполнены уплотненным песчаным наполнителем, а наружные ячейки - почвогрунтом и растительностью, ППР растянуты при укладке с образованием ромбовидных ячеек и фиксированы к поверхности откоса металлическими анкерами, причем георешетки выполнены с дренажными отверстиями, расстояние t между которыми определяется из соотношения:
t=k×d, где
d - диаметр дренажных отверстий;
k - коэффициент заполняемое™ стенок дренажными отверстиями, выбираемый из диапазона от 1,43 до 5,27.
В дополнении к достигаемому техническому результату в заявленной конструкции достигаются следующие преимущества.
За счет заполнения почвогрунтом и растительностью наружных ячеек ППР снижается уровень шума.
Благодаря геотекстильному материалу уложенному на поверхности выемки повышается стойкость к химическому выветриванию и морозобойному растрескиванию. Геотекстильный материал выполняет функцию внутриплоскостного дренажа грунтовых вод, просачивающихся из грунтового массива, а удерживает грунтовые частицы откоса.
Слои геосеток повышают сопротивление эрозии и устойчивость, сохраняется устойчивость при развитии деформаций в основании.
Дренажная труба расположенная вблизи подошвы откоса, предотвращает возможный размыв грунта.
Конструкция в целом также позволяет снизить трудоемкость работ при монтаже подпорной стены.
Кроме того, важным преимуществом подпорных стен, сооруженных при использовании заявленной конструкции, является их возможность работать в условиях накопления в основании остаточных деформаций.
Указанная подпорная стена может быть применена на крутых склонах в различных грунтово-гидрологических условиях. Она является достаточно гибкой и может сохранять устойчивость при развитии деформаций в основании.
Подпорную стену возможно сооружать на слабых основаниях, осадка которых может происходить во время эксплуатации и не повлечет за собой деформации сооружения, а также ухудшения ее внешнего вида.
Полимер (полиэтилен), применяемый для изготовления ППР, водонепроницаем и не имеет свободных радикалов, что исключает возможность трещинообразования, выкрашивания, коррозии или гниения исключается. Следовательно, заявленная конструкция может быть также использована для сооружений, подверженных воздействию морской воды, а также использующих грунты с высоким PH.
Предложенная конструкция подпорной стены удовлетворяет всем требованиям с точки зрения экологии.
Перечень фигур
На фиг. 1 представлен продольный разрез конструкции подпорной стены;
На фиг. 2 показан общий вид ППР
Осуществление полезной модели
Подпорная стены для укрепления откосов включает нетканый геотекстильный материал 1, уложенный на поверхности выемки, выполненной в откосе, уложенные на основание слои ППР 2 и слои геосеток 3, а также дренажную трубу 4, размещенную в области подошвы откоса и обернутую геосинтетическим материалом.
ППР 2 (георешетки) представляют собой полимерные (например, полиэтиленовые) полосы, соединенные между собой посредством ультразвуковой точечной сварки или термосварки с образованием ячеек. ППР 2 уложены послойно с частичным размещением в выемке откоса. При этом ППР 2 растянуты при укладке с образованием ромбовидных ячеек. Ячейки 5 ППР 2, расположенные внутри выемки откоса заполнены уплотненным песчаным наполнителем, а наружные ячейки 6 заполнены почвогрунтом и растительностью. ППР нижнего слоя расположена на подошве откоса, а каждая последующая уложена с горизонтальным смещением в сторону откоса. Причем ППР фиксированы к откосу анкерами (не показаны). Сверху слоев ППР размещают насыпь 7 из грунта. ППР имеют также дренажные отверстия (см. фиг. 2), при этом расстояние между отверстиями t, определяется из соотношения:
t=k×d, где
d - диаметр дренажных отверстий;
k - коэффициент заполняемости стенок дренажными отверстиями, выбираемый из диапазона от 1,43 до 5,27.
Геосетки 3 уложены между ППР 2 через каждые четыре или менее слоев 2.
Заявленную конструкцию монтируют следующим образом.
Перед непосредственной установкой подпорной стены осуществляют подготовку места для укладки с удалением камней, мусора и растительности. Выполняют первоначальные работы, выемку грунта и/или устройство насыпи. При нахождении на предполагаемом месте грунтов непригодных для основания стенки, производится их замена.
Геотекстильный материал 1, размещают поверх основания на искусственно разработанную выемку откоса.
Затем послойно укладывают ППР 2, растягивают их и закрепляют в этом положении при помощи анкеров. Далее проверяют правильность положения и растяжения каждой секции ППР 2. Полное растяжение решетки обеспечит лучшую стыковку секций и улучшит внешний вид стенки. Смежные секции ППР располагают с нахлестом кромок, верхние поверхности смежных секций располагают вровень. Секции ППР 2 соединяют с помощью скоб.
ППР последовательно заполняют с верхом наполнителем и уплотняют его с помощью катка и виброплит. После уплотнения каждого слоя удаляют материал заполнитель сверху ячеек секций, выравнивая его заподлицо с ячейками решеток 1.
Между слоями ППР 2 укладывают слои геосеток 3 через каждые четыре или менее слоев. При укладке геосетку 3 помещают горизонтально в уплотненную зону засыпки. Сетку 3 натягивают вручную, вытягивая ее из заполненных секций ППР 2.
Трубу 4 для подземного дренажа укладывают при соблюдении минимального напорного градиента, равному 1% (он должен обеспечиваться в направлении всех свободных выходов). Причем все трубу обертывают геотекстилем таким образом, чтобы не происходила местная эрозия.
Полезная модель обеспечивает создание близкой к вертикальной поверхности, обладающую сейсмоустойчивостью, сопротивлением эрозии и устойчивостью под действием собственного веса и внешних нагрузок, устойчивой при развитии деформаций в основании, и имеющую повышенную стойкость к химическому выветриванию и морозобойному растрескиванию.