АНКЕРНАЯ Г-ОБРАЗНАЯ СКОБА ДЛЯ УНИВЕРСАЛЬНОГО ГИБКОГО ЗАЩИТНОГО БЕТОННОГО МАТА

Техническое решение относится к грунтовым анкерам и предназначено для крепления к подстилающей поверхности универсальных гибких защитных бетонных матов (УГЗБМ) и для их сборки в универсальное гибкое защитное бетонное полотно, в частности, на откосах, местах по урезу воды и образования наледи.
Из патентного документа RU 2090702 С2 от 20.09.1997 известна анкерная скоба для фиксации к грунту георешетки. Известная анкерная скоба содержит продольный и поперечный элементы, соединенные между собой неподвижно и придающие скобе Г-образную форму.
Однако УГЗБМ существенно отличаются от георешеток из-за своей большей массы (при размещении на склоне УГЗБМ может сместиться под действием собственного веса) и толщины, более тяжелых условий эксплуатации, например в бурных водотоках (что требует использования более длинных, прочных и эффективных грунтовых анкеров).
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение надежности закрепления УГЗБМ на подстилающей поверхности и их сборки в универсальное гибкое защитное бетонное полотно. Данная задача решается благодаря применению соответствующих предъявляемым требованиям анкерных скоб.
Обеспечиваемый настоящей полезной моделью технический результат заключается в увеличении нагрузочной способности анкерной скобы, в том числе на грунтах различного типа, включая сложные грунты, настолько, чтобы обеспечить надежность закрепления УГЗБМ с бетонными блоками бипирамидальной или биконусной формы на подстилающей поверхности при сохранении простоты конструкции.
Технический результат достигается благодаря тому, что Г-образная анкерная скоба, содержащая продольный и поперечный элементы, соединенные между собой неподвижно, также содержит элемент гарпунного типа, соединенный с продольным элементом в противоположной его части от места соединения поперечного и продольного элементов. Причем продольный и поперечный элементы выполнены из стали. Длина продольного элемента составляет 400÷1500 мм, длина поперечного элемента составляет 100÷650 мм, а толщина данных элементов составляет 7÷35 мм. При этом часть продольного элемента выступает над поперечным элементом в противоположную сторону от элемента гарпунного типа или находится вровень с поперечным элементом в непосредственной близости от места их соединения
В частном случае часть продольного элемента выступает над поперечным элементом не менее чем на 10 мм в противоположную сторону от элемента гарпунного типа.
В другом частном случае элемент гарпунного типа соединен с продольным элементом с его противоположной стороны по отношению к поперечному элементу.
Также в частном случае элемент гарпунного типа содержит по меньшей мере одну лапку, выполненную с возможностью раскрытия на угол до 45° по отношению к продольному элементу.
Сущность полезной модели поясняется следующими графическими материалами.
На фиг.1 показан вид спереди первого примера анкерной скобы.
На фиг.2 показан вид спереди второго примера анкерной скобы.
На фиг.3 представлено применение третьего примера анкерной скобы.
Анкерная скоба служит для передачи выдергивающих усилий от УГЗБМ на толщу грунта. Выдергивающие усилия возникают, в частности, из-за действия на периферийные бетонные блоки УГЗБМ сильного потока воды в половодье, способного оторвать периферийные бетонные блоки от подстилающей поверхности и скрутить полотно УГЗБМ. Анкерные скобы выполняют как монтажную, так и несущую функции, обеспечивают надежную фиксацию УГЗБМ к грунтам различных типов, за исключением скальных, набухающих, просадочных и сильносжимаемых грунтов, илов, глин текучей консистенции, а также торфов.
Анкерная скоба содержит продольный элемент 1 и поперечный элемент 2, соединенные между собой так, что анкерная скоба имеет Г-образную форму. Продольный элемент 1 предназначен для погружения в грунт, а поперечный элемент 2 нужен для прижатия и прикрепления к верхней стороне блоков УГЗБМ. К продольному элементу 1 также присоединен элемент 3 гарпунного типа, практически не мешающий погружению анкерной скобы в грунт, но существенно препятствующий ее выдергиванию из грунта благодаря максимально возможному заглублению элемента 3 гарпунного типа, увеличивающий этим нагрузочную способность анкерной скобы.
Примеры различных конструкций анкерной скобы показаны на фиг.1, 2 и 3.
Поперечный элемент 2 и элемент 3 гарпунного типа соединены с продольным элементом 1 неподвижно, что придает конструкции простоту.
Теоретически и экспериментально установлено, что надежно закрепить представленные на рынке УГЗБМ на подстилающей поверхности можно только при выполнении анкерной скобы из прочного металла, а именно из стали, предпочтительно из стержней (прутков) арматурной стали периодического профиля, и с определенными размерами, достаточными для обеспечения прочности конструкции.
Длина А продольного элемента 1 должна составлять 400÷1500 мм, что достаточно для закрепления существующих УГЗБМ с самыми толстыми бетонными блоками 4 на пропитанных водой грунтах русел водотоков, где требуется максимально возможное заглубление анкерных скоб для их надежной фиксации.
Бетонные блоки 4 УГЗБМ соединены канатами 5, в верхние основания периферийных бетонных блоков 4 замоноличены металлические пластины 6. При этом длина В поперечного элемента 2 должна составлять 100÷650 мм, что позволит разместить данный элемент над верхним основанием бетонного блока 4 для их надежного соединения. При этом длина В поперечного элемента 2 должна иметь длину большую, чем длина указанного соединения из-за наклона боковой поверхности бетонных блоков 4 УГЗБМ, имеющих бипирамидальную или биконусную форму, в результате чего верхние основания бетонных блоков 4 отдалены от продольного элемента 1, как показано в примере конструкции на фиг.3, и в силу того, что металлические пластины 6 как правило располагают на расстоянии от края верхнего основания бетонных блоков 4 для большей прочности их соединения. Кроме того, на практике, между продольным элементом 1 и бетонным блоком 4 также есть некоторое расстояние, также показанное на фиг.3. Большая площадь соединения поперечного элемента 2 с металлической пластиной 6 необходима для обеспечения высокой надежности их соединения.
1
2
Толщины С и С элементов 1 и 2 должны составлять 7÷35 мм, так как данные элементы испытывают значительные механические нагрузки на изгиб как при монтаже анкерной скобы путем ее забивания в грунт, в том числе и в сложный, включающий, например, камни или суглинок, так и при эксплуатации зафиксированного УГЗБМ.
Часть продольного элемента 1 должна выступать над поперечным элементом 2 в противоположную сторону от элемента 3 гарпунного типа или находится вровень с поперечным элементом 2 в непосредственной близости от места их соединения. В противном случае, при забивании анкерной скобы возникает опасность передачи части усилия на поперечный элемент 2 из-за неточности ударов кувалдой. Передача части усилия при забивании анкерной скобы на поперечный элемент 2 способна привести как к ослаблению соединения поперечного элемента 2 с продольным элементом 1, так и к изгибу продольного элемента 1. Из-за изгиба продольного элемента 1 возможно существенное уменьшение глубины погружения анкерной скобы в грунт, а также ее расположение не под прямым углом к поверхности УГЗБМ. Все это снижает нагрузочную способность анкерной скобы. Кроме того, для облегчения забивания анкерной скобы в грунт конец продольного элемента 1 со стороны элемента 3 гарпунного типа целесообразно заострять, как это показано на фиг.1.
Выполнение перечисленных условий ведет к увеличению нагрузочной способности анкерной скобы для УГЗБМ, в том числе на грунтах различного типа, включая сложные грунты, благодаря: а) высокой прочности анкерной скобы и сохранению ее прочности после забивания в грунт; б) возможности погружения анкерной скобы в грунт на достаточную глубину, причем под прямым углом к поверхности; в) созданию прочного соединения с металлической пластиной бетонного блока УГЗБМ.
Конкретные размеры выбирают исходя из размеров и условий эксплуатации УГЗБМ.
Желательно выполнять часть продольного элемента 1 выступающей над поперечным элементом 2 на расстояние D, не меньшее, чем 10 мм, так как опасность передачи части усилия на поперечный элемент 2 из-за неточности ударов кувалдой при этом будет наименее вероятна.
Элемент 3 гарпунного типа предпочтительно соединен с продольным элементом 1 с его противоположной стороны по отношению к поперечному элементу 2. Данная конструкция позволяет забить анкерную скобу на минимальном расстоянии от края уже уложенных на грунт УГЗБМ, и уменьшить в результате свободную часть поперечного элемента 2, а следовательно повысить механическую прочность конструкции и, как следствие, увеличить нагрузочную способность анкерной скобы.
Конец продольного элемента 1 с элементом 3 гарпунного типа является рабочей частью анкерной скобы и в частных случаях выполнения анкерной скобы представляет собой распорную часть, то есть изменяющую свои размеры при образовании соединения с грунтом, или нераспорную часть, как показано на фиг.1, однако имеющую уменьшающееся сечение по направлению к краю рабочей части продольного элемента 1. Элемент 3 гарпунного типа предпочтительно содержит по меньшей мере одну лапку, выполненную с возможностью раскрытия на угол до 45° по отношению к продольному элементу 1, как показано на фиг.2, что позволяет увеличить нагрузочную способности анкерной скобы без усложнения конструкции, которое было бы необходимо для обеспечения раскрытия лапки на больший угол. В частном случае лапка представляет собой металлическую полосу, прикрепленную к продольному элементу 1 одним своим концом, образующую обратный крюк и расширяющуюся со стороны противоположного своего конца, как показано на фиг.3, для усиления закрепления анкерной скобы в грунте. Благодаря упругости металлической полосы угол между ней и продольным элементом 1 изменяется, например, от 10° при забивании анкерной скобы в грунт, до 30° при возникновении выдергивающего усилия. В частном случае вместо металлической полосы используют такой же арматурный пруток, что и для остальных элементов анкерной скобы.
Продольный и поперечный элементы 1 и 2, а также элемент 3 гарпунного типа предпочтительно связаны между собой в единую конструкцию электродуговой ручной сваркой с образованием сварных соединений 7. Возможно выполнение анкерной скобы в виде цельнолитой детали.
После укладки УГЗБМ на подстилающую поверхность вдоль периферийных бетонных блоков 4 равномерно с шагом 1,0÷2,0 м вбивают в грунт анкерные скобы и скрепляют их с металлическими пластинами 6 бетонных блоков 4. Затем при помощи режущего инструмента удаляют выступающую над поперечным элементом 2 часть продольного элемента 1, как показано на фиг.3. В случае конструкций анкерной скобы, показанных на фиг.1 и 2, выступающую над поперечным элементом 2 часть продольного элемента 1 удаляют полностью, так как это не повлияет на прочность соединения данных элементов. Для сборки УГЗБМ в универсальное гибкое защитное бетонное полотно анкерные скобы пропускают через совмещенные монтажные петли соседних УГЗБМ. Положение УГЗБМ дополнительно фиксируют несущими анкерными скобами, вбиваемыми между бетонными блоками во внутренней части УГЗБМ.