АРМИРОВАННОЕ ЗЕМЛЯНОЕ СООРУЖЕНИЕ
REINFORCED EARTHWORK STRUCTURE

Настоящее изобретение относится к способам строительства армированных земляных сооружений.
Такие сооружения обычно включают в себя облицовку, обратную засыпку, засыпаемую сзади облицовки, армирующие компоненты, распределенные в обратной засыпке для ее механической стабилизации, и соединительную систему между армирующими компонентами и обратной засыпкой.
Изобретение относится к армирующим компонентам в форме гибких синтетических лент. Данный тип армирования обычно используют вследствие механических показателей работы и стойкости к коррозии.
Существуют различные типы облицовки со своими предпочтительными областями применения. Существуют конкретные виды бетонной облицовки, предварительно изготовленной или собранной на месте облицовки, выполненной из металлической сетки.
Для облицовки из бетона сложность традиционно представляет соединение армирующих полос с бетоном. Насколько возможно, следует исключать промежуточные соединительные части, работающие на изгиб или срез. Одной возможностью является создание канала в элементе бетонной облицовки для закрепления полосы к облицовке. Решение данного типа описано в документе WO 2007/102070. Вместе с тем, данная конструкция создает ограничения в направлении полос сзади облицовки, что может обуславливать сложности в реализации.
Поэтому существует необходимость создания способа соединения с удовлетворительными механическими свойствами, обеспечивающего удовлетворительную гибкость в отношении возможных конфигураций армирующих полос.
Облицовку типа сетки редко используют в соединении с армирующими компонентами обратной засыпки в форме гибких синтетических лент. Одной причиной этого может являться то, что скрепление полос с сеткой делит полосы видимыми на фасадной стороне сооружения, что открывает их для преднамеренного или случайного повреждения. Кроме того, сетчатую облицовку часто используют с каменной засыпкой, которая не является предпочтительной средой для использования армирования на основе гибких полос. Существует также необходимость преодоления данных ограничений.
Предложена строительная конструкция, содержащая облицовку, засыпку, расположенную сзади облицовки, синтетические армирующие полосы, распределенные в засыпке, и соединительную систему между армирующими полосами и засыпкой. Соединительная система включает в себя крепежные средства, имеющие форму непрерывной замкнутой петли, каждое из которых включает в себя два первых участка для прикрепления к облицовке, и чередующиеся с первыми участками по длине петли замкнутой формы два вторых участка, проходящие к задней поверхности облицовки, где они отогнуты в обратную сторону для образования двух петель, внутри которых проходит, по меньшей мере, одна армирующая полоса.
Использование крепежных средств в форме непрерывной замкнутой петли обеспечивает прочное соединение полос с облицовкой, исключая использование промежуточных частей, подверженных напряжениям сдвига. Непрерывный характер замкнутой петли ограничивает риск потери соединения при деформации крепежных средств вследствие значительных растягивающих напряжений, которым они могут подвергаться под нагрузкой от засыпки. Топология крепежного средства означает возможность его установки в различных конфигурациях.
Направляющее устройство может располагаться между двумя петлями, образованными вторыми участками крепления, с одной стороны, и армирующей полосой (2), проходящей внутри данных двух петель, с другой стороны, причем направляющее устройство работает на сжатие в ответ на натяжение, передаваемое армирующей полосой.
В одном варианте осуществления конструкции крепежное средство является металлическим и, по существу, жестким. Такой вариант осуществления является особенно предпочтительным, когда облицовка имеет форму сетки, и в таком варианте первые участки крепежного средства расположены вокруг, по меньшей мере, одного стержня сетки.
Если облицовка содержит несколько элементов сетки, можно использовать крепежное средство в сборке данных элементов, устанавливая его первые участки вокруг, по меньшей мере, двух стержней, соответственно двух смежных элементов сетки.
В частности, засыпка в опорной конструкции в некоторых случаях включает в себя два слоя, один из которых, смежный с сеткой облицовки, выполнен из крупного зернистого материала, такого как камень, и другой из которых расположен дальше вглубь и выполнен из более мелкого материала, такого как земля или песок. В данном случае жесткое крепление обеспечивает дистанцирование синтетических полос от заостренных частей благодаря их прохождению в основном в слое более мелкого материала, при этом жесткие связи проходят в слое более крупного материала для соединения с полосами армирования.
В другом варианте осуществления конструкции крепление является гибким ремнем на волокнистой основе, свернутым в замкнутую петлю. В данном случае при использовании направляющего устройства, расположенного между двумя петлями, образованными вторыми участками крепления и армирующей полосой, проходящей внутри данных двух петель, оно может содержать первую изогнутую поверхность для размещения армирующей полосы и вторую изогнутую поверхность для размещения двух петель вторых участков гибкого ремня, причем первая и вторая поверхности имеют свою соответствующую кривизну в двух перпендикулярных плоскостях. Разделители могут быть предназначены для разделения вторых участков гибкого ремня, размещенных на второй изогнутой поверхности направляющего устройства, для обеспечения лучшей передачи напряжений на соединении.
Крепление в форме гибкого ремня должно быть особенно предпочтительным, когда облицовка выполнена из литого материала, включающего в себя, по меньшей мере в одной зоне закрепления, канал с плоским поперечным сечением, выполненный между двумя выходными точками, расположенными на задней стороне облицовки, смежной с засыпкой. При этом первые участки гибкого ремня расположены в канале, образованном в зоне закрепления облицовки. Гибкость ремня обеспечивает ориентирование армирующих полос в засыпке без чрезмерного ограничения направлениями, придаваемыми каналом на выходных точках в облицовке. В конкретном варианте осуществления канал содержит два участка, смежных с двумя выходными точками, каждый из которых выполнен с возможностью ориентирования удлиненного элемента, закрепленного в канале, параллельно плоскости выхода, по существу, перпендикулярной задней поверхности облицовки, два изогнутых участка, продолжающих два участка смежных с выходными точками соответственно и выполненных с возможностью отклонения элемента от плоскости выхода, и соединительный участок, соединяющий два изогнутых участка и имеющий, по меньшей мере, одну петлю, размещенную вне плоскости выхода.
Согласно другому аспекту предложен способ строительства армированного земляного сооружения, содержащий следующие стадии: возведение облицовки на фасадной стороне конструкции, установку на облицовке крепежных средств в форме непрерывной замкнутой петли, каждое из которых имеет два первых участка для прикрепления к облицовке и чередующиеся с первыми участками вдоль замкнутой петли два вторых участка, проходящих к задней поверхности облицовки, где они отгибаются в обратную сторону для образования двух петель, соединение синтетических армирующих полос с облицовкой посредством пропускания, по меньшей мере, одной армирующей полосы внутри двух петель, образованных вторыми участками крепления, и засыпку сзади облицовки, где проходят армирующие полосы, соединенные с облицовкой с использованием креплений.
Когда облицовка выполнена в форме сетки, крепления могут быть, по существу, жесткими и выполненными с помощью пропускания их первых участков вокруг, по меньшей мере, одного стержня сетки.
Когда облицовка выполнена из литого материала, включающего в себя, по меньшей мере в одной зоне закрепления, канал с плоским сечением, выполненный между двумя выходными точками, расположенными на задней стороне облицовки, крепление может являться гибким ремнем на волокнистой основе, свернутым в замкнутую петлю. В таком варианте соединение синтетических армирующих полос с облицовкой может содержать этапы, включающие в себя сгибание гибкого ремня вдвое и ввод одного конца согнутого ремня в канал в одной из выходных точек, протягивание согнутого ремня через канал для его выхода из другой выходной точки канала, выравнивание отрезков ремня, выходящих из двух выходных точек, оставляя первые участки в канале, соединение двух концов ремня, противоположных облицовке, для образования петель вторых участков и пропускание, по меньшей мере, одной армирующей полосы внутрь двух петель.
Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения раскрыты в описании ниже примера неограниченного варианта изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показано следующее.
На фиг.1 схематично показано сечение армированной подпорной стенки.
На фиг.2 и 3 показаны схемы в сечении и в перспективе укладки в облицовке синтетической армирующей полосы в первом варианте осуществления.
На фиг.4 показана в перспективе деталь, которую можно использовать для прокладки армирующей полосы внутри элемента облицовки в первом варианте осуществления.
На фиг.5 показан вид крепления, которое можно использовать для соединения армирующих полос с облицовкой в первом варианте осуществления.
На фиг.6 показано в перспективе направляющее устройство, которое можно использовать между креплением и армирующей полосой в первом варианте осуществления.
На фиг.7-9 показаны схемы этапов установки армирующих полос в первом варианте осуществления.
На фиг.10 показана в перспективе облицовка, крепление и армирующая полоса во втором варианте осуществления.
На фиг.1 показано применение изобретения в конструкции армированной подпорной стенки. Уплотненная засыпка 1, в которой распределены армирующие элементы 2, ограничена с фасадной стороны конструкции облицовкой 3, которая в примере, показанном на фиг.1, образована соединением сборных элементов 4 в форме панелей и сзади грунтом 5, для противодействия которому подпорная стенка воздвигнута.
Армирующие элементы 2 состоят из синтетических армирующих элементов в форме гибких полос, проходящих в горизонтальных плоскостях к задней поверхности облицовки 3. Они, в частности, могут представлять собой армирующие полосы на основе волокон полиэстера с полиэтиленовыми рубашками.
Армирующие полосы 2 скреплены со сборными элементами 4, собранными для образования облицовки 3. Данные элементы 4 выполнены, например, из армированного бетона. В показанном примере они имеют форму панелей, но могут также иметь другие формы, в частности, блоков. Когда элемент 4 бетонируют, создают канал, проходящий по пути, заданному для армирующей полосы, для получения скрепления между полосой и элементом. После установки полосы в канале, каждая полоса имеет две секции, выступающие из элемента, для установки в блоке с обратной засыпкой.
Строительство конструкции может содержать следующие этапы:
(a) установка в нужное место элементов 4 облицовки для обеспечения укладки материала засыпки до определенной высоты; известным способом сборку и установку в нужное положение элементов облицовки можно осуществлять с помощью компонентов сборки, устанавливаемых между ними, при этом места на элементах 4 облицовки для полос 2 выбраны так, что некоторые из них устанавливают на одном горизонтальном уровне во время сборки;
(б) укладка материала засыпки и постепенное уплотнение до следующего проектного уровня установки армирующих полос 2;
(в) установка одной или нескольких полос с помощью скрепления их с облицовкой и распределения их на засыпке 1 на данном уровне;
(г) укладка материала засыпки поверх установленных армирующих полос 2, при этом данный материал засыпки уплотняется по ходу укладки;
(д) повторение этапов б)-г), если запроектированы несколько уровней установки армирующих полос на ряд элементов 4 облицовки;
(е) повторение этапов a)-(д) до достижения отметки верхнего засыпки.
Когда материал засыпки укладывают и уплотняют, армирующие полосы 2, установленные на нижних уровнях, становятся натянутыми. Данное натяжение является результатом трения между полосами и материалом заполнения и упрочняет конструкцию.
На фиг.2 и 3 показана возможная конфигурация армирующих полос в бетонной облицовке, как описано в публикации WO 2007/102070 A2. В своих выходных точках 6 из элемента облицовки две секции полосы 2 параллельны плоскости P выхода без смещения перпендикулярно плоскости P (как показано на фиг.2 и 3) или с таким смещением (см. заявку PCT/FR2009/052353). После установки облицовки 3 элементы 4 обычно ориентированы так, что данная плоскость выхода является горизонтальной.
На фиг.2 схематично показан элемент облицовки, который можно использовать в некоторых вариантах осуществления с каналом для армирующей полосы. В обычном случае элемент 4 выполняют из литого бетона. Канал образован в элементе 4 между двумя выходными точками 6 двух секций полосы на задней поверхности (поверхности, смежной с засыпкой) элемента 7. Канал, соответствующий элементу фиг.2, показан на фиг.3. Он имеет два прямых участка 8, проходящих перпендикулярно задней поверхности 7 элемента от выходных точек 6. В каждом прямом участке 8 полоса остается в своей плоскости P выхода. Прямые участки проходят, по меньшей мере, половину толщины корпуса элемента 4, измеренной перпендикулярно задней поверхности 7. Это предотвращает возникновение повреждающих напряжений в бетоне в окрестности задней поверхности 7. Каждый прямой участок 8 пути полосы продолжается соответствующим изогнутым участком 9, где полоса отклоняется из плоскости Р выхода. За данным изогнутым участком 9 полоса 2 проходит вдоль передней поверхности элемента с небольшим смещением от передней поверхности, так что на поверхности полосу не видно. Два изогнутых участка 9 соединены друг с другом соединительным участком, имеющим петлю 10, расположенную вне плоскости P выхода.
На практике бетон элемента 4 не укладывают в форму с установленной в ней синтетической полосой. Вместо этого в форму устанавливают направляющую деталь 15, такую как показанная на фиг.4.
Данная деталь 15 включает в себя кожух из прочного пластика с каналами плоского поперечного сечения для размещения армирующей полосы 4. Кожух имеет форму, создающую заданный канал, по которому следует полоса в толще бетонного элемента. Канал содержит участки 18, 19, 20, образующие прямые участки 8, изогнутые участки 9 и соединительный участок 10, описанные выше и показанные на фиг.2 и 3. Концы 16 кожуха имеют раструбы, облегчающие ввод полосы 4. Между данными двумя концами 16 деталь 15 имеет проушину 17, выступающую из бетона, для обеспечения жесткой установки кожуха и сохранения его установленным в нужное положение при укладке бетона элемента. Протягиваемый компонент, такой как трос, шнур или лента 12, может быть установлен внутри кожуха для осуществления впоследствии установки армирующей полосы.
Хотя концы 16 с раструбами обеспечивают некоторое отклонение полос 2 на задней поверхности облицовки 4, данные отклонения ограничены, в частности, прохождением параллельно плоскости P выхода полос из бетона. Для преодоления данного ограничения можно использовать крепление в форме гибкого ремня, такого как показанный на фиг.5.
Данное крепление в форме гибкого ремня 30 с волокнистой основой, свернутого в замкнутую петлю, например, из волокон полиэстера, одного типа с используемыми в армирующих полосах 2. Рубашка, выполненная, например, из брезента, может размещаться вокруг жгута, образованного скрученными волокнами.
На фиг.5 показана предлагаемая конфигурация крепежного средства 30 в форме гибкого ремня для установки в конструкцию, при этом два участка 30А являются изогнутыми и должны образовывать две петли, соединенные вместе вдоль канала, образованного кожухом 15 в элементе облицовки, а другие два участка 30B, чередующиеся с участками 30A вдоль замкнутой петли крепежного средства 30, должны использоваться для соединения армирующей полосы 2.
Данное соединение между крепежным средством 30 и армирующей полосой 2 предпочтительно выполняют с помощью направляющего устройства 40, вариант осуществления которого показан на фиг.6. В данном примере направляющее устройство включает в себя две направляющие 32, 33, чередующиеся друг с другом. Первая направляющая 32 служит для размещения участков 30B в виде петли крепежного средства 30, а вторая направляющая 33 служит для размещения армирующей полосы 2 для ее разворота внутри засыпки 1. Направляющая 32 имеет изогнутую поверхность 34, используемую для отклонения и направления участков 30B в виде петли, проходящих по двум, по существу, параллельным крыльям 35. Аналогично, вторая направляющая 33 имеет изогнутую поверхность 36 для отклонения и направления армирующих полос 2, проходящих по двум крыльям 37.
Крылья 35 первой направляющей 32 имеют разделители в форме ребер 38 для разделения направляемых участков 30B гибкого ремня, размещенного на изогнутой поверхности 34. Ребро 39 разделителя может также быть создано на изогнутой поверхности 34.
После завершения сборки узла участки 30B ремня 30 следуют направляющей 32 по крыльям 35 и загибаются вокруг изогнутой поверхности 34. Они удерживаются отделенными друг от друга разделителями 38, 39 для предотвращения перехлеста двух секций их образующего волокнистого жгута. Армирующая полоса 2 обходит направляющую 33, следуя крыльям 37 и изогнутой поверхности 36.
Поверхности 34, 36 имеют соответствующую кривизну в двух перпендикулярных плоскостях. Они должны быть установлены так, что плоскость, в которой первая направляющая 32 имеет кривизну, по существу, является горизонтальной, что обеспечивает установку армирующих полос 2 горизонтально в засыпке. Между двумя изогнутыми поверхностями 34, 36 направляющее устройство работает на сжатие, что является предпочтительным режимом напряжения. Между данными двумя поверхностями 34, 36 две направляющие 32, 33 могут опираться друг на друга плоскими поверхностями. Как вариант, направляющее устройство 40 может быть выполнено моноблочным с формой, аналогичной образующейся при соединении вместе двух направляющих 32, 33, описанных выше.
На Фиг.7-9 показан узел соединительной системы, содержащей гибкий ремень 30, описанный выше и показанный на фиг.5, и направляющее устройство 40, описанное выше и показанное на фиг.6.
На фиг.7 показан бетонный элемент 4 облицовки, в который встроена деталь 15 типа, показанного на фиг.4. Гибкое крепежное средство 30 прикреплено к ленте 12, заранее установленной в кожух, вблизи одного из снабженных раструбом концов 16 кожуха, расположенных на одной из выходных точек 6 канала с плоским сечением, образованного в бетоне деталью 15. С другого конца 16 кожуха в канале тянут ленту 12, соединенную с гибким крепежным средством 30, сложенным вдвое, и протягивают его по каналу до выхода из элемента 4, как показано на Фиг.8. Затем ленту 12 и/или крепежное средство 30 протягивают вновь для получения одинаковых отрезков ремня, выходящего из элемента 4 облицовки. На данном этапе два участка 30A крепежного средства 30 в форме гибкого ремня устанавливаются в канале, образованном кожухом в детали 15, и направляющее устройство 40 может быть установлено на двух участках 30B крепежного средства 30, самых удаленных от облицовки, как показано на фиг.9.
Для такой установки устройство 40 устанавливают в двух петлях, образованных участками 30B ремня, расположенных на изогнутой поверхности направляющей 32. Данные две петли выполнены параллельными и разнесенными друг от друга в направляющем устройстве 40 с помощью 38 разделителей. Армирующую полосу 2 затем пропускают через две петли 30В с проходом по изогнутой поверхности другой направляющей 33. Ленту 12 можно использовать, если необходимо, для удержания полосы 2 на месте, завязав узлом имеющуюся ленту на устройстве 40. Полосу 2 можно затем натянуть. Проектировщик конструкции может ориентировать полосу в горизонтальной плоскости, как необходимо, вследствие гибкости крепежного средства 30.
Другой вариант осуществления армированного земляного сооружения показан на фиг.10. В данном варианте облицовку выполняют из проволочной сетки 54, и крепежное средство 80 в форме непрерывной замкнутой петли является жестким.
Жесткое крепежное средство 80 можно получить, придавая нужную форму одному или нескольким металлическим стержням и сваривая их концы для обеспечения непрерывности формы замкнутой петли. Придание формы крепежному средству обеспечивает два изогнутых участка 80A, служащих для захвата крюком одного или нескольких металлических стержней сетки 54 и с изменением от участка 80А вдоль формы замкнутой петли на два других изогнутых участка 80B для соединения армирующей полосы.
Данное соединение использует направляющее устройство, которое в данном примере содержит одну направляющую 90 в форме пластины, изогнутой так, что пластина имеет внутреннюю сторону, опирающуюся на изогнутые участки 80B крепежного средства, и наружную изогнутую поверхность для размещения армирующей полосы 2. Пластина, образующая направляющую 90, работает на сжатие, когда соединенные армирующие полосы натягиваются за облицовкой.
Жесткое крепежное средство 80 является прочным и весьма простым для установки на облицовку 54 типа сетки. Оно, если необходимо, может способствовать сборке смежных панелей 54A, 54B, как показано на фиг.10, при установке вокруг нескольких стержней соответственно панелей 54А, 54В.
Система соединения полос с облицовкой типа, показанного на фиг.10, хорошо подходит для засыпки, укладываемой в несколько слоев, включающих в себя первый слой, укладываемый на грунт 5, на котором строится сооружение, и второй слой материала относительно большей крупности, например камня, укладываемого на фасадной стороне конструкции с декоративными целями. Первый слой, где проходят полосы 2, состоит из более мелкого по сравнению со вторым слоем материала для исключения повреждения синтетических полос.
Крепежное средство 80 делает армирующие полосы 2 невидимыми на фасадной поверхности конструкции. Кроме того, смещение полос 2 назад улучшает огнестойкость конструкции, поскольку полосы меньше открыты воздействию увеличения температуры перед облицовкой.
Должно быть понятно, что изобретение не ограничено конкретными вариантами осуществления, описанными выше, и много вариантов можно разработать в объеме изобретения, определенного формулой изобретения.