АРМОГРУНТОВАЯ ПОДПОРНАЯ СТЕНА ИЗ ОБЛИЦОВОЧНЫХ БЛОКОВ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к укреплению грунтовых откосов подпорными стенками из облицовочных блоков.
Блоки для подпорной стены широко известны и используются для безрастворной кладки подпорных стен, укрепляющих грунтовые откосы.
Блоки подпорной стены устанавливают один на другой перед грунтовой насыпью, и стена, образованная блоками, простирается вертикально в сторону насыпи.
Многие системы стеновых стен, описанные в данной области, включают использование армирующих материалов, также называемых, геосинтетической арматурой или георешетками.
Известен облицовочный блок-анкер для безрастворной кладки подпорной стены и также заявлена подпорная стена из облицовочных блок-анкеров (патент РФ №2330142 от 27.07.2008), имеющих форму параллелепипеда, на верхней грани лицевой поверхности которого выполнена направляющая фаска для выравнивания по нижней кромке располагаемого выше блок-анкера при его установке в подпорную стену, при этом блок-анкер выполнен с вертикально расположенными в нем сквозными каналами и с продольным пазом со стороны верхней поверхности блок-анкера для размещаемой в нем гребенки с пазами и выступами для прикрепления к ней армирующей грунт сетки из полимерного материала, при этом глубина продольного паза равна или больше толщины гребенки с сеткой, кроме того, в блок-анкере выполнены отверстия для установки в них соединительных штифтов, часть из которых выполнена глухими для обеспечения опоры для штифтов при установке блоков в подпорную стену, а другая часть выполнена сквозными и смещена относительно глухих к фасадной стороне блок-анкера, а на задней стороне блок-анкера выполнены за одно целое с блок-анкером и консольно расположены с обеих сторон по торцам его тыльной стороны кулаки, частично отделенные от нее снаружи и изнутри образованными в одной вертикальной плоскости наружным и внутренним технологическими пазами, обеспечивающими возможность контролируемого демонтажа кулаков, причем расположенный изнутри блок-анкера технологический паз образован со стороны сквозного канала блок-анкера, выполненного в виде открытой с торца блок-анкера полости, величина которой в направлении тыльной стороны блок-анкера превышает соответствующую величину полости сквозного канала, расположенного между упомянутыми сквозными каналами, имеющими открытые с торцов блок-анкера полости, при этом торцы фасадной стенки, ограничивающие упомянутые открытые полости, выполнены по их высоте с фаской, образованной вертикальной плоскостью, проходящей через кромку направляющей фаски и через наружный или внутренний технологический паз. Также заявлена подпорная стена из облицовочных блок-анкеров.
Наиболее близким из известных является подпорная стена из блоков (патент США US 6536994, опубликованном 25.03.2003), выполненных с заполняемой дренирующим материалом одной сквозной полостью, открытой с торцов блока и ограниченной наружными стенками - с лицевой, тыльной и боковых сторон блока.
Облицовочный блок армогрунтовой подпорной стены, характеризующийся выполнением предпочтительно симметричным относительно вертикальной плоскости симметрии, имеет параллельные верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, переднюю поверхность, заднюю поверхность и боковые стенки; в предпочтительных вариантах осуществления, часть передней поверхности, по существу, параллельна задней стороне блока; блок снабжен сквозными штифтовыми отверстиями, и сквозными полостями, которые служат для уменьшения веса блока при сохранении его прочности; расположение, форма и размер отверстий для штифтов выбираются так, чтобы максимизировать прочность блока; верхняя поверхность блока снабжена пазом, выполненным с возможностью приема соединителя для использования с геосинтетическим материалом; паз по существу параллелен задней поверхности блока; передняя сторона выполнена из угловых наружных поверхностей и центральной поверхности, расположенных перпендикулярно плоскости симметрии, чтобы обеспечить многогранную переднюю поверхность на стене, выполненной из блоков; центральная поверхность передней поверхности по существу параллельна задней поверхности; угловые наружные поверхности передней поверхности соединяют боковые части соответственно боковых стенок, образуя, таким образом, углы; блок выполнен из прочного, стойкого к атмосферным воздействиям материала.
Во втором аспекте настоящее изобретение представляет собой удерживающую стенку, содержащую множество блоков, включающих, по меньшей мере, один нижний ряд и, по меньшей мере, один верхний ряд, по меньшей мере, один блок, имеющий верхнюю поверхность, определяющую паз, причем паз по существу перпендикулярен вертикальной плоскости симметрии; геосинтетический материал; и соединитель, включающий в себя участок канала, имеющий первую и вторую стороны, определяющий паз между ними, и удлиненный стержень, сконфигурированный для зацепления участка георешетки внутри паза, причем размер разъема должен быть размещен внутри паза и по меньшей мере одного блока. В канале задействована георешетка. Геосинтетический материал может содержать ткань. Соединитель может иметь размеры, которые могут быть размещены внутри пазов, по меньшей мере, из двух соседних блоков в одном ряду из множества блоков.
Главным недостатком известного технического решения соединения георешетки с блоками подпорной стенки является то, что конструкция блоков позволяет сооружать подпорные стены с активной облицовочной системой только с одним видом геосинтетических плоских георешеток и сеток, возможно крепление только одним вариантом - соединение с армирующей тканой геосеткой за счет зажатия материала между блоками и фиксацией за опорные штифты, такое выполнение блока не обеспечивает надежную работу стены, содержащую множество блоков, низкая надежность в фиксации положения георешетки в блоках подпорной стенки.
Задачей полезной модели являлась разработка блоков упрощенной конструкции узла соединения георешетки с блоками подпорной стенки, которая позволила бы обеспечить присоединение любого типа плоского геосинтетического материала, повысить надежность соединения указанных элементов, упростить их монтаж и обеспечивала бы точность сборки, обладала бы универсальностью в использовании, а также разработка универсального и надежного решетчатого соединителя как георешетки с блоками подпорной стенки, так и отдельных звеньев (полотнищ) георешеток между собой.
Технический результат предлагаемой полезной модели состоит в расширении сферы применения при повышении долговечности и прочности подпорных армогрунтовых стен.
Это достигается за счет того, что армогрунтовая подпорная стена, содержащая облицовочные блоки, уложенные друг на друга, геосинтетический материал, послойно армирующий массив грунта обратной засыпки, штифты, с помощью которых блоки соединены друг с другом в стенке и которые вставляются в отверстия штифтовые в блоках первого ряда, которые входят в контакт с приемными штифтовыми отверстиями в блоках второго (верхнего) ряда, соединительные либо прижимные элементы в зависимости от вида применяемого армирующего геосинтетического материала, согласно полезной модели, она выполнена из сборных облицовочных блоков, каждый из которых представлен предпочтительно симметричным относительно вертикальной плоскости симметрии, имеет параллельные верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, переднюю поверхность, заднюю поверхность и боковые стенки, в предпочтительных вариантах осуществления, часть передней поверхности, по существу, параллельна задней стороне блока; блок снабжен сквозными и глухими штифтовыми отверстиями, двумя сквозными полостями, которые служат для уменьшения веса блока при сохранении его прочности, расположение, форма и размер отверстий для штифтов выбираются так, чтобы максимизировать прочность блока; верхняя поверхность блока снабжена двумя продольными пазами, из которых один узкий паз служит для закрепления георешетки с повышенной жесткостью, второй широкий паз предназначен для использования с геосинтетическим материалом в виде одноосной полимерной армирующей георешетки; при этом глубина широкого продольного паза равна или больше толщины соединительного элемента с одноосной полимерной георешеткой; при этом узкий паз, расположенный ближе к лицевой поверхности предназначен для георешеток и геосеток с повышенной жесткостью, передняя сторона выполнена с угловыми наружными поверхностями и центральной поверхностью, расположенных перпендикулярно плоскости симметрии для обеспечения многогранной передней поверхности на стене, выполненной из блоков; блок выполнен из прочного, стойкого к атмосферным воздействиям материала, упор для соединительного элемента; прижимной элемент; угловые наружные поверхности соединяют боковые стенки, образуя углы α; в продольных пазах блоков размещены соединительные либо прижимные элементы вместе с присоединенным геосинтетическим материалом, в виде сетки или георешетки из полимерного материала; при этом сетка должна быть подрезана со стороны закрепляемого в стене края, чтобы при установке в ребра армирующей сетки доходили до передней части блока, но не выступали по фасаду стены; другой конец армирующей сетки горизонтально выведен в массив грунта на расчетное расстояние, обычно оно не меньшее высоты стены и закреплен анкерами или прижимается весом грунта; положение соединительного либо прижимного элемента с присоединенной сеткой фиксируется весом выше укладываемого ряда блоков; пустоты блоков по мере строительства стены заполняются дренирующим материалом. При этом в качестве дренирующего материала может быть применен крупный гравий или щебень размером 20-40 мм. При этом диаметр соединительных штифтов должен быть не менее чем на 2 мм меньше диаметра отверстия в блоке.
Существенные отличия заявляемого технического решения состоит от известного технического решения:
- заявляемый блок выполнен с возможностью присоединения любого типа плоских армирующих георешеток: соединение блоков подпорной стены с армирующей одноосной георешеткой при помощи соединительного элемента в широком пазе; соединение с армирующей георешеткой повышенной жесткости при помощи прижимного соединительного элемента в узком пазе; соединение с армирующей тканой геосеткой за счет зажатия материала между блоками и фиксацией за опорные штифты. За счет такой конструкции блок является уникальным (универсальным) в отличие от всех аналогов. В альтернативной возможно крепление только одним вариантом - соединение с армирующей тканой геосеткой за счет зажатия материала между блоками и фиксацией за опорные штифты;
- с помощью предложенного блока возможно выстраивать криволинейные подпорные армогрунтовые стены с внешним радиусом до 1,4 м без разрезания блоков, блоков, актуально для конусов устоев мостов и путепроводов.
На фиг. 1 представлен облицовочный блок армогрунтовой подпорной стены, общий вид.
На фиг. 2 - то же, вид сверху.
На фиг. 3 - то же, разрез по А-А на фиг. 2, вид на глухие и сквозные штифтовые отверстия.
На фиг. 4 представлено соединение блоков подпорной стены с армирующей геосеткой при помощи соединительного элемента в широком пазе.
На фиг. 5 показано соединение блоков подпорной стены с армирующей георешеткой повышенной жесткости при помощи прижимного соединительного элемента в узком пазе.
На фиг. 6 показано соединение блоков подпорной стены с армирующей тканой геосеткой за счет зажатия материала между блоками и фиксацией за опорные штифты.
На фиг. 7 представлено расположение блоков при сооружении стены по дуге, вид сверху.
На фиг. 8 представлен фрагмент опорной стены.
Позиции обозначают: облицовочный блок 1; верхняя поверхность 2; нижняя поверхность 3; передняя поверхность 4; центральная часть 5 передней поверхности 4; угловые наружные поверхности 6 передней поверхности 4; задняя поверхность 7; боковые стенки 8; глухие штифтовые отверстия 9; сквозные отверстия для штифтов 10; сквозные полости 11; продольный узкий паз 12; продольный широкий паз 13; упор 14; соединительный элемент 15; прижимной элемент 16; штифты 17; одноосная полимерная армирующая георешетка 18; георешетка с повышенной жесткостью (полимерная георешетка с металлическими жилами) 19; тканая геосетка 20.
Подпорная стена из облицовочных блоков 1, каждый из которых выполнен предпочтительно симметричным относительно вертикальной плоскости симметрии, имеет параллельные верхнюю поверхность 2 и нижнюю поверхность 3, переднюю поверхность 4, заднюю поверхность 7 и боковые стенки 8. Часть передней поверхности 4 параллельна задней стороне блока 1. Облицовочный блок 1 армогрунтовой подпорной стены выполнен по форме параллелепипеда, со скошенными боковыми гранями 8, что необходимо для сооружения стены по дуге (боковые грани могут быть перпендикулярны задней стороне блока при необходимости), и скошенными гранями лицевой поверхности по краям, два паза, из которых узкий паз 12 служит для закрепления георешетки с повышенной жесткостью; широкий паз 13 предназначен для использования с геосинтетическим материалом в виде одноосной полимерной армирующей георешетки; угловые наружные поверхности 6 соединяют боковые стенки, образуя углы а. Блок 1 выполнен со сквозными полостями 11 в вертикальной плоскости. Продольный широкий паз 13 со стороны верхней поверхности блока 1 образует параллельно расположенный гребень, который является упором 14 для соединительного элемента 15 с присоединенной к ней одноосной георешеткой (сеткой) 18 из полимерного материала, размещаемой в продольном пазу 13. При этом глубина паза 13 равна или больше толщины соединительного элемента 15 с георешеткой 18. Через пазы соединительного элемента 15 пропущены продольные элементы георешетки 18, и это служит для фиксации георешетки и надежного ее закрепления между блоками. Указанные элементы установлены в блоке 1 таким образом, что могут быть удалены из собранной из данных блоков конструкции стены без ее демонтажа в целом. Кроме того, наличие соединительного элемента 15 позволяет надежно фиксировать георешетку 18, обеспечить выборочный ремонт стены без ее демонтажа, а также менять при кладке стены ее конфигурацию, как в плане, так и по высоте. Также в конструкции блока предусмотрен продольный узкий паз 12 со стороны верхней поверхности 2, расположен ближе к лицевой части блока 1, который предназначен для георешеток и геосеток с повышенной жесткостью 19, которая в свою очередь фиксируется прижимным элементом 16. При этом глубина паза 12 равна или больше ширины ячейки применяемой георешетки 19, а ширина паза 12 равна толщине прижимного элемента 16 с георешеткой 19. Щебень или гравий, уложенный в полости 11 служит не только для дренажа, но и для дополнительного удержания георешеток 19 между блоками, что делает конструкцию более надежной. В теле блока выполнены отверстия (сквозные 10 и глухие 9) для установки в них штифтов 17 для крепления блоков. Глухие (непроходные) отверстия 9 создают опору для штифтов 17 при их установке. Штифты 17 выполняют из полимерного материала либо стальные и могут быть как монолитными или трубчатыми. Штифты 17 так же служат фиксаторами при использовании тканых геосеток 20, которые укладываются по всей верхней поверхности блока 1 и продеваются ячейками через штифты 17 и прижимаются верхним рядом блоков.
Подпорная стена из облицовочных блоков 1 содержит уложенные друг на друга, предпочтительно с перевязкой, блоки 1, в продольных пазах которых размещены соединительные либо прижимные элементы (в зависимости от вида применяемого армирующего материала) вместе с присоединенной сеткой (георешеткой) из полимерного материала. При этом сетка должна быть подрезана со стороны закрепляемого в стене края, чтобы при установке в ребра армирующей сетки доходили до передней части блока, но не выступали по фасаду стены. Такое выполнение блока обеспечивает его надежную работу при нагружении со стороны массива грунта без разрушения подпорной стены, а в случае необходимости позволяет произвести выборочную замену блоков без демонтажа всей стены. Другой конец армирующей сетки горизонтально выведен в массив грунта на расчетное расстояние, обычно оно не меньшее высоты стены и закреплен анкерами или прижимается весом грунта. Положение соединительного либо прижимного элемента с присоединенной сеткой фиксируется весом выше укладываемого ряда блоков. Пустоты блоков по мере строительства стены заполняются дренирующим материалом (например, крупным гравием или щебнем размером 20-40 мм), а в отверстия вставляются соединительные штифты, диаметр которых должен быть не менее чем на 2 мм меньше диаметра отверстия в блоке.
Рациональная эргономичная конструкция блока обеспечивает меньшую массу и большую площадь поверхности. Технологический паз 13 для установки соединительного элемента 15 с георешеткой 18 обеспечивает его надежное и плотное позиционирование.
Система крепления блоков посредством установки полимерных штифтов в отверстии позволяет: обеспечить надежное, жесткое позиционирование рядов кладки; выдержать кладке нагрузки от смещения грунта за счет зазоров и собственных упругих деформаций; производить кладку по радиусу за счет зазоров при применении штифтов меньшего диаметра.
Такое выполнение блока обеспечивает его надежную работу при нагружении со стороны массива грунта без разрушения подпорной стены, а в случае необходимости позволяет произвести выборочную замену блоков без демонтажа всей стены.