Противооползневая конструкция укрепления дорожных насыпей на неустойчивых склонах
ANTI-LANDSLIDE STRUCTURE FOR REINFORCEMENT OF ROAD EMBANKMENTS ON UNSTABLE SLOPES

Изобретение относится к области строительства, в частности, к укреплению оползневых оснований на неустойчивых склонах, и может быть использовано при строительстве и реконструкции железнодорожных магистралей, расположенных на неустойчивых горных участках, сложенных блоками трещиноватых скальных пород.
Из существующего уровня техники известны удерживающие подпорные стены из вертикальных буронабивных свайных рядов, соединенных в единый ростверк, где нижними концами сваи погружены в устойчивый грунт, а верхние части свай воспринимают давление сползающего грунта (Гинзбург Л.К. Противооползневые удерживающие конструкции. - М.: Стройиздат, 1979 - 80 с.). Подобные конструкции широко распространены в практике стабилизации горных оползневых участков.
Недостатками данного технического решения являются довольно большие объемы и стоимость работ по возведению сооружения. Кроме того, проведение таких работ вдоль железнодорожной магистрали, скорее всего, потребует приостановки движения, при этом сроки реализации проекта довольно велики.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является противооползневое сооружение (пат. РФ №1744201, МПК E02D 29/02,1992).
Противооползневое сооружение содержит ряд буронабивных свай, объединенных ростверком, имеющих анкерные, защемленные в устойчивых грунтах нижние части, шарнирные участки, окруженные гидроизоляционным пластическим заполнителем в зоне поверхности смещения оползня, верхние концы этих свай объединены железобетонным ростверком, а крайние в ряду сваи связаны гибкими тяжами с железобетонным ригелем, соединяющим вертикальные и наклонные стойки рамы.
Противооползневое сооружение имеет следующие недостатки: большие объемы и, следовательно, стоимость работ по возведению свайной стены. Отсюда возрастает продолжительность строительных работ. Проведение таких работ вдоль действующей железнодорожной магистрали потребует остановок движения - технологических «окон». Поэтому сроки реализации проекта влияют не только на затраты подрядчика, но и на дополнительные расходы владельца железной дороги, вызванные перерывами в движении и снижением скорости на реконструируемом участке.
В указанной конструкции несущие сваи погружены в грунт на значительную глубину, необходимую для обеспечения защемления в грунте и обеспечения тем самым необходимой прочности сооружения при воздействии внешних эксплуатационных нагрузок. Необходимость глубокого погружения элементов подпорной стенки ведет к значительному расходу материала свай.
Если массив перед свайной стеной или рамой обладает так называемым оползневым потенциалом, образованным в результате большого уклона откоса контрбанкета, то участок может сползти и эффективность применения противооползневого сооружения если не исчезнет, то значительно снизится.
Задачей предлагаемого изобретения является создание противооползневого устройства для сокращения времени строительства и материальных затрат, связанных с перерывами в движении ж.-д. транспорта.
Для решения поставленной задачи в противооползневой конструкции, содержащей ряд буронабивных свай, вертикальная свая заглубляется в устойчивый грунт и объединяется поверху с шарнирно соединенной с ней наклонной сваей с помощью гибких тяжей в единую систему, каждая рама соединяется с другой с помощью продольных тяжей.
В результате конструктивных особенностей устройства, обеспечивается использование двойного эффекта от растяжения-сжатия. То есть элементы конструкции под вертикальной нагрузкой помогают зажать грунтовый массив, не давая ему расползтись. Другими словами, вследствие силовых воздействий от насыпи и подвижного состава образуются сжимающее усилия внутри конструкции.
По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена аналогичная совокупность конструктивных признаков, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
На фиг. 1 - схема предлагаемой конструкции.
На фиг. 2 - схема конструкции с горизонтальными нагрузками на раму от распирающих усилий грутовых блоков.
На фиг. 3 - схема конструкции с горизонтальными усилиями, возникающими в результате провиса тяги (гибкого стержня).
Противооползневая конструкция представляет собой треугольную раму, выполненную из буронабивных свай 1, 2, соединенных поверху специальными тягами 3 в виде гибких стержней, прикрепленных своими концами к закладным деталям 9 в оголовках свай 1, 2. Сопряжение наклонной сваи 2 с вертикальной сваей 1 выполнено шарнирным. Шарнирный узел выполняется путем опирания продольных нижних элементов армокаркаса наклонной сваи 2 на поперечные элементы армокаркаса вертикальной сваи 1 в месте присоединения, определяемого расчетом. Вертикальная свая 1 расположена с нагорной стороны, а наклонная 2 - под насыпью. В свою очередь, продольными тяжами 4 соединяются смежные стойки рам. Плоскость рамы перпендикулярна оси пути. Расстояние между рамами определяется расчетом. Пространство под насыпью между смежными рамами объединяется георешеткой 5 из пригодного по прочностным свойствам материала. Вертикальные и наклонные буронабивные сваи выполняются по традиционным технологиям с помощью буровых установок.
Работает устройство следующим образом. Нагрузки от дорожной насыпи 6 передаются через тягу (гибкий стержень) на трещиноватый грунт внутри рамы. Вследствие этого может произойти оседание и расползание блоков скальных пород. Сползающие блоки заклиниваются между сваями 7, пытаясь их раздвинуть (фиг. 2). Но, с другой стороны, вследствие провиса тяги под вертикальными нагрузками от насыпи возникают горизонтальные усилия в сваях 8. Эти горизонтальные усилия направлены внутрь рамы и вызывают сжатие трещиноватого массива - получается эффект обжатия. Вследствие этого, компенсируется оползневое давление грунта, и грунтовый массив внутри рамы будет уплотняться, стабилизироваться (фиг. 3).
Благодаря вертикальной консоли, данная конструкция позволяет удерживать блоки трещиноватого грунта «внутри себя», препятствуя его расползанию. Величина заделки вертикальной стойки в несущий слой определяется расчетом. Шаг между рамами, предлагаемой конструкции, в несколько раз больше, чем шаг свай при устройстве вертикальной свайной стенки.
Технический результат заключается в расширении области применения, повышении эффективности укрепления скальных оползневых массивов, сокращении сроков реализации проекта, снижение трудоемкости строительства и снижение стоимости работ.