ГЕОМАТ

Предлагаемое техническое решение относится к области строительства, а именно - к области укрепления грунтов на откосах и склонах насыпей, траншей при прокладке трубопроводов, а также может быть использовано при проведении грунтоукрепительных работ при возведении сооружений различного назначения, или укреплении естественных грунтовых образований, подверженных ветровой эрозии, размыву водой или находящихся в оползнеопасном состоянии.
ой
Известен геокаркас, используемый для укрепления откоса и выполненный в виде параллельно расположенных полимерных лент, образующих пакет и сшитых между собой по длине в шахматном порядке с образованием при растяжении ячейки ромбовидной формы (Применение геоматериалов при строительства и реконструкции транспортных объектов, Материалы II международной научно-технической конференции, Санкт-Петербург, 2002 г., с.108, 109).
Известен геокаркас, представляющий собой ячеистую структуру, изготовленную из гибких полиэтиленовых лент, установленных на ребра и соединенных между собой сварными точечными швами, расположенными в нем в шахматном порядке (патент RU №2156025 С1, 2001 г.).
Такие конструкции геокаркаса не обеспечивают необходимой фильтрации воды через ленты, что приводит к вымыванию размещаемого в ячейках грунта, либо к подмыванию основания, на котором расположен геокаркас.
Известен геомат, представляющий собой пакет выполненных из упрочненных апретированием гибких геотекстильных полос нетканого материала, установленных на ребра и соединенных между собой в шахматном порядке вертикальными строчеными швами, обеспечивающими получение при растягивании полос в направлении, нормальном к их поверхности, сотовой структуры с ячейками шестигранной формы (патент RU №2180030 С1, 2002 г.).
Из известных наиболее близким является геомат, содержащий набор гибких лент, скрепленных расположенными в шахматном порядке перпендикулярными длинным сторонам гибких лент швами с возможностью образования заполняемой насыпным грунтом ячеистой структуры при укладке набора гибких лент их длинными кромками на укрепляемый грунт и приложении поперечных и продольных расчетных растягивающих усилий к крайним лентам с последующей фиксацией на грунте ячеек по периметру растянутого набора гибких лент, при этом, для увеличения устойчивости, прочности и поперечной жесткости георешетки, гибкие ленты изготовлены из мягких рулонированных материалов, а ячейки георешетки имеют форму шестиугольника, для чего скрепляющие швы выполнены равнопрочными материалу лент и сдвоенными с расстоянием между сдвоенными швами, не превышающим половины расстояния между внутренними швами пар, формирующих ячейки георешетки, при этом в наборе гибких лент внешняя из них может быть выполнена сдвоенной или из материала с более высокими механическими свойствами и светостойкостью (патент RU №2228479 С1, 2004 г.).
Известный геомат трудоемок в изготовлении, поскольку предусматривает операции соединения лент сдвоенными швами, а также в связи с выполнением ячеек шестиугольными - увеличение трудозатрат на образование швов, определяющий заданную форму ячейки. Кроме того, форма ячейки предопределяет наличие в ней двух граней, перпендикулярных направлению растягивающего при образовании ячейки усилия и перпендикулярных направлению воздействия на них заполняющего ячейку материала, что приводит к забиванию его частицами фильтрующей структуры лент и снижению фильтрующей способности геомата в целом. Указанное обстоятельство может привести к увеличению фильтрации через открытую поверхность ячеек и, как следствие - к подмыву защищаемого грунтового основания или к вымыванию содержимого ячейки с последующей потерей ее формы и складыванию ее стенок, что исключает выполнение геоматом его основных функций. Кроме того, при использовании для изготовления гибких лент технической ткани, применяемой для балластировки подземных трубопроводов, соединение ее возможно только прошивкой с предварительным закреплением края ленты швом, исключающим осыпание продольных краю нитей.
Задачей настоящего технического решения является снижение трудоемкости изготовления геомата путем обеспечения соединения лент нетканого синтетического материала термической сваркой по всей высоте ленты с образованием ромбовидных при растяжении ячеек геомата, обеспечивающих эффективную фильтрацию воды через все образующие ячейку наклонно расположенные к направлению растяжения геомата стенки.
Достигается это тем, что геомат образован лентами из нетканого синтетического материала, уложенными параллельно друг другу с образованием в поперечном направлении стопы и соединенными в смежных лентах друг с другом по их высоте сварными сплошными швами с чередованием по длине ленты соединяющих две ленты швов в шахматном
порядке со швами, соединяющими указанные ленты со смежными для них внешними лентами, таким образом, что при перемещении лент в направлении продольной оси геомата перпендикулярно в начальный момент их поверхности, они образуют ромбовидные ячейки. При этом, по крайней мере, часть лент может быть выполнена с элементами усиления. Элемент усиления ленты может быть выполнен в виде дополнительной ленты, соединенной с основной путем сварки дискретно или по всей длине, выполненной до соединения лент в геомат. Элемент усиления может быть выполнен в виде дополнительной ленты, соединенной с основной путем объемного термоскрепления их волокон при совместной продувке через них горячего газа. Элемент усиления ленты может быть выполнен в виде, по крайней мере, одной борозды, расположенной продольно или наклонно к оси ленты и выполненной путем механического воздействия на термически обработанную поверхность ленты. Элемент усиления ленты может быть выполнен в виде ряда отверстий с краями, образованными оплавленным материалом ленты, имеющим после остывания жесткость, превышающую жесткость материала ленты. При этом, отверстия могут быть расположены равномерно по всей длине ленты или расположены группами дискретно по длине ленты с шагом между группами, кратным шагу или половине шага между швами, соединяющими смежные ленты. При этом, отверстия могут быть расположены на паре смежных сторон ромбовидной ячейки, симметричных продольной оси геомата или расположены на паре противолежащих сторон ромбовидной ячейки. Кроме того, ленты с элементами усиления могут быть расположены с чередованием между лентами без элементов усиления. Могут быть использованы ленты с различной фильтрующей способностью. Геомат может быть образован чередованием в стопе лент из иглопробивного и иглопрошивного нетканного синтетического материала. По крайней мере, часть лент геомата может быть аппретирована. Кроме того, по крайней мере, часть лент имеет на
противоположных концах петли для крепления геомата анкерами или соединения с рядом располагаемым геоматом.
На фиг.1 представлен общий вид геомата (фрагмент) с собранными в сгону летами из нетканого синтетического материала;
На фиг.2 представлен фрагмент геомата, вид сверху в рабочем положении.
Для конструкции геомата используются ленты 1 из нетканого синтетического материала, например ТУ 63.178.59-79, ТУ 63.178.51-78 или полиэфирного ТУ РБ 300478750-002-3001. Ленты 1 уложены параллельно друг другу с образованием в поперечном направлении стопы (фиг.1) и смежные из них соединены друг с другом по их высоте сварными сплошными швами 2 с чередованием по длине ленты в шахматном порядке со швами 3, соединяющими указанные ленты со смежными для них внешними лентами. Ленты 4 имеют элементы усиления. При перемещении лент 1 и 4 друг относительно друга в направлении продольной оси геомата перпендикулярно в начальный момент к их поверхности, они образуют ромбовидные ячейки 5. Элемент усиления ленты 4 выполнен в виде дополнительной ленты, соединенной с основной путем сварки дискретно или по всей длине, выполненной до соединения лент в геомат - в этом случае увеличивается жесткость конструкции геомата. Как вариант, элемент усиления выполнен в виде дополнительной ленты, соединенной с основной путем объемного термоскрепления их волокон при совместной продувке через них горячего газа - в этом случае сохраняется фильтрующая способность ленты при повышении прочностных характеристик. Элемент усиления ленты может быть выполнен в виде, по крайней мере, одной борозды 6, расположенной продольно или наклонно к оси ленты 4 - (фиг.3). Борозда 6 выполнена путем механического воздействия на термически обработанную поверхность ленты 1 или 4. Элемент усиления ленты 6 может иметь форму отверстия (фиг.3) с краями (бороздой), образованными
оплавленным материалом ленты, имеющим после остывания жесткость, превышающую жесткость материала ленты. Отверстия расположены равномерно по всей длине ленты или расположены группами дискретно по длине ленты 4 с шагом между группами, кратным шагу или половине шага между швами, соединяющими смежные ленты - этим обеспечивается различное расположение отверстий на паре смежных сторон ромбовидной ячейки 5 - симметрично продольной оси геомата или на паре противолежащих сторон ромбовидной ячейки. Ленты 4 с элементами усиления расположены с чередованием между лентами 1 без элементов усиления, что обеспечивает образование увеличенных площадей с более эффективной (фильтрацией воды, предотвращая тем самым размывание грунта. Этому способствует также использование лент 1 и 4 с различной фильтрующей способностью - зоны с повышенной фильтрационной способностью могут быть рассчитаны по эффективной площади фильтрации в зависимости от свойств грунта в данном месте. Геомат может быть образован чередованием в стопе лент из иглопробивного и иглопрошивного нетканного синтетического материала - это также обеспечивает различную фильтрационную способность геомата по его площади. По крайней мере, чисть лент геомата может быть аппретирована, что также изменяет прочностные характеристики - жесткость ленты, а также связывает образующие ее волокна, фиксируя приданную структуру на все время эксплуатации. Ленты 1 или 4 могут иметь на противоположных концах петли 7 для крепления геомата анкерами или соединения с рядом располагаемым геоматом.
Конструкция геомата высоко технологична, допускает изготовление ее с прилечением автоматизированной линии, в которой образование сварных швов производится за счет размещения в заданном месте (сразу по всей длине лепт) пакета стержневых (проволочных) нагревателей, закрепленных па траверсе и извлекаемых из пространства между уложенными в стопу
лентами с последующим сжатием лент. В результате чего в местах расплава материала образуются высокопрочные швы 2 и 3. Пакет соединенных между собой лент 1 н 4, образующих геомат, доставляется на объект, например - на откос грунтовой насыпи, затем растягивается до образования в нем ромбовидных ячеек 5, фиксируется через петли 7 и производится заполнение ячеек 5 привозным или местным грунтом. Различие в фильтрующих характеристиках лент позволяет увеличить активную поверхность фильтрации, исключить смещение грунта в ячейках и забивание пористой их структуры за счет только наклонного расположения стенок ячеек 5.
Для изготовления геомата могут быть использованы различные по химическому составу прогрессивные нетканые синтетические материалы, влияющие на плотность лент и их фильтрационные свойства.