ГИБКИЙ ЗАЩИТНЫЙ БЕТОННЫЙ МАТ ДЛЯ НЕРОВНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Полезная модель относится к строительству и может быть использована для крепления подводных откосов, берегов рек и водоемов, бортов каналов, ремонта промоин, а также в качестве защиты трубопроводов при прокладке их через водные акватории, в дорожном строительстве для обустройства дорог, в том числе для укрепления их откосов.
Из описания изобретения по патенту РФ №2325474 известен универсальный гибкий защитный бетонный мат (ГЗБМ), содержащий бетонные блоки, связанные между собой порядно и в рядах гибкими тросами. Блоки в верхней части выполнены в виде прямоугольных параллелепипедов, а в нижней части - в виде усеченных пирамид.
Недостатком известного ГЗБМ является слабая прочность его блоков, имеющих, как показано на чертеже в описании патента №2325474, относительно малую толщину при большой длине блока. При укладке известного ГЗБМ на каменистый грунт возможно хрупкое разрушение (излом) его блоков.
Также из уровня техники известен ГЗБМ по патенту РФ на полезную модель №112213, содержащий бетонные блоки, выполненные в виде двухсторонних усеченных пирамид, установленные относительно друг друга с зазором и связанные между собой гибким элементом.
Данный ГЗБМ при укладке его на неровный каменистый грунт также не обладает достаточной прочностью и может быть разрушен под ударами различных предметов, переносимых потоком воды.
Наиболее сложные условия работы ГЗБМ, уложенных на неровном каменистом грунте, например по дну русла реки, возникают когда часть блока оказывается не прижата к основанию и принимает форму «мостика». При таком положении возможно разрушение ГЗБМ или его отдельных элементов, в частности, из-за удара переносимого течением реки предмета (фиг.1).
Чтобы энергии удара было не достаточно для повреждения блока ГЗБМ, требуется увеличить толщину блока, однако увеличение толщины приводит к тому, что ГЗБМ на неровном каменистом грунте будет сильно «парусить» из-за воздействия потока воды на нижнюю часть его блоков (фиг.2).
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к настоящему техническому решению является универсальный ГЗБМ, известный из описания полезной модели по патенту РФ №102014, содержащий соединенные между собой замоноличенным канатом бетонные блоки, выполненные в виде двухсторонних усеченных пирамид с общим прямоугольным основанием и с меньшими вершинами.
Известный ГЗБМ характеризуется устойчивостью своего закрепления на глинистой поверхности. Однако для его применения на неровном каменистом грунте требуется предварительная подготовка поверхности, для обеспечения прилегания блоков к поверхности по всей площади нижней части блоков, так как течение реки часто несет внешние предметы (коряги, бревна, валуны, льдины), которые могут ударно воздействовать на ГЗБМ и этим его разрушать. Процесс разрушения от удара посторонними предметами протекает различно, в зависимости от запаса кинетической энергии ударяющего предмета, его прочности, характера удара и других факторов. Разрушение бетонного блока ГЗБМ может произойти путем его сжатия или из-за раскалывания.
Техническим результатом, на достижение которого направлена настоящая полезная модель, является повышение прочности блоков ГЗБМ, предназначенного для размещения на неровном каменистом грунте, без предварительной подготовки защищаемой поверхности, что существенно упрощает монтаж ГЗБМ.
Указанный технический результат достигается благодаря тому, что ГЗБМ содержит бетонные блоки, выполненные в виде двухсторонних усеченных пирамид. Блоки связаны между собой порядно и в рядах с зазором канатами. Блоки выполнены с соотношением размеров 0,12≤L/H≤1,08 их длины L и высоты H, причем H≥50 мм, канат имеет диаметр 13÷24 мм, а в заполнитель бетона включен щебень фракции 5÷20 мм.
Полезная модель поясняется следующими чертежами.
На фиг.1 и 2 изображено размещение известного ГЗБМ на каменистом грунте, вид сбоку; на фиг.3 изображен продольный разрез фрагмента предлагаемого технического решения.
ГЗБМ содержит бетонные блоки 1 (фиг.1 и 2). Бетонные блоки 1 выполнены в виде двухсторонних усеченных правильных или неправильных пирамид 2 и 3, одинаковой или различной высоты, с соотношением размеров 0,12≤L/H≤1,08 их длины L и высоты H≥50 мм (фиг.3). Бетонные блоки 1, входящие в состав ГЗБМ, соединены между собой порядно и в рядах с зазором перекрещенными гибкими канатами 4, имеющими диаметр 13÷24 мм. В заполнитель бетона включен щебень фракции 5÷20 мм.
Выбранное соотношение длины и высоты блока характеризует устойчивый к нагрузкам на лицевую часть и прочный на излом блок ГЗБМ, имеющий достаточную для этого толщину, но позволяющий ГЗБМ иметь при этом приемлемую обтекаемость. На практике выполнение данного условия зачастую означает уменьшение длины (ширины) блока при сохранении его обычной высоты (толщины). При этом бетонный блок имеет оптимальные размеры для сопротивления ударному воздействию внешних предметов, переносимых течением реки, и обеспечивает устойчивость ГЗБМ под воздействием водного потока, исключая эффект скручивания.
Размер высоты блока, диаметр каната и размер фракции щебня связаны между собой. Бетонный блок нельзя сделать тоньше 50 мм, так как щебень фракции 5÷20 мм не сможет в процессе бетонирования занять пространство строго над и под канатом диаметром 13÷24 мм. Если при изготовлении ГЗБМ щебня не окажется над и под канатом в блоке, то по линии прохождения каната бетонный блок будет чрезвычайно хрупок. Данное условие определяет минимальный размер высоты блока и максимальный размер диаметра каната и фракции щебня. Однако, чем мельче щебень, тем менее прочен бетон, который из него получается, что задает минимальный размер фракции щебня. Величину высоты блока ГЗБМ определяют расчетами в зависимости от скорости течения водного потока и угла наклона лобовой грани блока. Минимальный диаметр каната обусловлен исключительно прочностными характеристиками коммерчески доступных канатов, пригодных для применения в ГЗБМ.
Таким образом, предлагаемый ГЗБМ способен надежно выдерживать многочисленные удары различных предметов, переносимых потоком воды, а также значительные силы давления потока воды, противодействуя скручиванию ГЗБМ.
При изготовлении ГЗБМ канаты 4 укладывают в форму, заливают форму раствором со щебнем, замоноличивая таким образом канат 4 в блоке, при этом делают выпуски канатов 4 в виде монтажных петель.
Доставленный к месту укладки ГЗБМ подъемным механизмом зацепляют за монтажные петли, поднимают и затем плавно расстилают.
При столкновении с ГЗБМ различных предметов, переносимых потоком воды, блоки ГЗБМ выдерживают удары и напор потока, эффективно защищая грунт или иной объект.