БЫСТРОВОЗВОДИМАЯ МОДУЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ИЗ КОМПОЗИТНЫХ ШПУНТОВЫХ СВАЙ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТЕРРИТОРИЙ ОТ ПАВОДКОВ И НАВОДНЕНИЙ

Полезная модель относится к области строительства, а именно, к устройствам противопаводковой защиты, используемым для выполнения аварийно-спасательных и аварийно-восстановительных работ при инженерной защите территорий.
Из имеющегося уровня техники известно, что для защиты территорий от наводнения оперативно возводятся противопаводковые дамбы, которые должны обладать высокими эксплуатационными характеристиками, в частности высокими прочностными характеристиками, соответствовать требованиям к пределам огнестойкости, к внешним воздействиям по морозостойкости, водонепроницаемости, влагостойкости, термостойкости и стойкости к климатическому старению.
Наиболее известные сооружения противопаводковых дамб - использование шпунтов ПВХ, мешков с песком, модульных ПВХ барьеров. Однако перечисленные методы обладают недостаточными прочностными характеристиками, водостокойстостью, а также не имеют возможности неоднократного применения. Это приводит к дополнительным затратам и потребности в частой замене сооружений противопаводковых дамб.
Кроме того, противопаводковые сооружения, известные из имеющегося уровня техники, не обладают достаточной устойчивостью, что приводит, на покатой поверхности, к их сползанию в водоем.
Технический результат, достигаемый заявленным техническим решением, заключается в упрощении технологии установки, монтажа заявляемой конструкции.
Технический результат достигается тем, что шпунтовая секция быстровозводимой модульной конструкции из композитных шпунтовых свай для защиты территорий от паводков и наводнений состоит из соединенных между собой композитных шпунтовых свай, изготовленных методом пултрузии на основе полиуретанового связующего и наполнителя из стекловолокна. Шпунтовая секция содержит поперечные силовые профили, расположенные с тыльной стороны шпунтовой секции в верхней и нижней ее частях, и композитную опорную балку, один край которой закреплен на верхнем поперечном силовом профиле шпунтовой секции с возможностью изменения угла наклона композитной опорной балки, а второй край композитной опорной балки содержит элемент, обеспечивающий возможность крепления опорной балки к грунту. При этом шпунтовая секция выполнена с возможностью соединения с аналогичными шпунтовыми секциями.
Соединение шпунтовой секции с аналогичными шпунтовыми секциями может осуществляться посредством стыковки профилированного края с охватываемой формой шпунтовой сваи первой шпунтовой секции и профилированного края с охватывающей формой шпунтовой сваи второй шпунтовой секции.
При этом соединение шпунтовых секций между собой также может быть осуществлено посредством композитных соединительных элементов.
В частности, посредством универсальных соединительных элементов шпунтовых секций, включающих соединенные между собой один профилированный элемент с охватывающей U-образной формой и не менее трех профилированных элементов с охватываемой Т-образной формой, расположенных под углом относительно друг друга.
При этом композитная опорная балка шпунтовой секции может быть выполнена как в виде полнотелого профиля, так и в виде пустотелого профиля различной формы и сечения, в том числе круглого, прямоугольного или квадратного сечения.
При этом элемент крепления композитной опорной балки к грунту может представлять собой оголовок, к которому шарнирно крепится анкерный элемент, используемый в качестве заглубляемого в грунт крепежного элемента композитной опорной балки. В качестве анкерного элемента может быть использована винтовая свая.
В свою очередь элементы соединения композитной опорной балки к силовому профилю шпунтовой секции и элемент крепления композитной опорной балки к грунту могут быть выполнены металлическими, а шпунтовые сваи шпунтовой секции могут быть выполнены с поперечным профилем различного типа.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 представлен вид сзади шпунтовой секции, где 1 - композитная шпунтовая свая; 2 - поперечный силовой профиль; 3 - композитная опорная балка; 4 - элемент соединения композитной опорной балки к верхнему поперечному силовому профилю; 5 - оголовок; 6 - заглубляемый в грунт крепежный элемент композитной опорной балки.
На фиг. 2 представлен вид сверху шпунтовой секции, где 1 - композитная шпунтовая свая; 2 - поперечный силовой профиль; 3 - композитная опорная балка; 4 - элемент соединения композитной опорной балки к верхнему поперечному силовому профилю; 5 - оголовок; 6 - заглубляемый в грунт крепежный элемент композитной опорной балки; 7 - соединительный элемент шпунтовых секций.
На фиг. 3 представлен общий вид быстровозводимой модульной конструкции, состоящий из трех шпунтовых секций, где 1 - композитная шпунтовая свая; 2 - поперечный силовой профиль; 3 - композитная опорная балка; 4 - элемент соединения композитной опорной балки к верхнему поперечному силовому профилю; 5 - оголовок; 6 - заглубляемый в грунт крепежный элемент композитной опорной балки; 7 - соединительный элемент шпунтовых секций.
На фиг. 4, представлен вариант соединительного элемента, используемого для соединения шпунтовых секций.
Предложенная шпунтовая секция быстровозводимой модульной конструкции из композитных шпунтовых свай для защиты территорий от паводков и наводнений, изготавливается из пултрудированного композитного материала на основе полиуретанового связующего и наполнителя из стекловолокна, полученного пултрузией - термообработкой исходного материала при его протяжке через формообразующую фильеру. Для материала, получаемого методом пултрузии, при котором исключено неравномерное термическое линейное расширение, характерна постоянная поперечная структура, что повышает прочностные свойства заявляемой быстровозводимой модульной конструкции. Кроме того, использование полимерного материала, обеспечивает устойчивость к различным микроорганизмам, в том числе к грибкам и бактериям, что увеличивает ее долговечность за счет предотвращения повреждения микроорганизмами: грибками и бактериями.
Как показано на фиг. 1 фиг. 3 шпунтовая секция быстровозводимой модульной конструкции из композитных шпунтовых свай для защиты территорий от паводков и наводнений состоит из соединенных между собой композитных шпунтовых свай 1, изготовленных методом пултрузии на основе полиуретанового связующего и наполнителя из стекловолокна. Шпунтовая секция содержат поперечные силовые профили 2, расположенные с тыльной стороны шпунтовых секций в верхней и нижней ее частях, и композитную опорную балку 3, один край которой закреплен на верхнем поперечном силовом профиле 2 шпунтовой секции с возможностью изменения угла наклона композитной опорной балки, а второй край композитной опорной балки 3 содержит элемент, обеспечивающий возможность крепления опорной балки к грунту. При этом шпунтовая секция выполнена с возможностью соединения с аналогичными шпунтовыми секциями.
При этом как показано на фиг. 1 - фиг. 3 элемент крепления композитной опорной балки к грунту может представлять собой оголовок 5, к которому шарнирно крепится анкерный элемент 6, используемый в качестве заглубляемого в грунт крепежного элемента композитной опорной балки. В качестве анкерного элемента 6 может быть использована винтовая свая.
Как показано на фиг. 3 соединение шпунтовых секций между собой может осуществляться посредством стыковки профилированного края с охватываемой формой шпунтовой сваи 1 первой шпунтовой секции и профилированного края с охватывающей формой шпунтовой сваи 1 второй шпунтовой секции. При этом соединение шпунтовых секций между собой также может быть осуществлено посредством универсальных композитных соединительных элементов 7.
Композитная опорная балка 3 шпунтовой секции может быть выполнена как в виде полнотелого профиля, так и в виде пустотелого профиля различной формы и сечения, в том числе круглого, прямоугольного или квадратного сечения. В свою очередь элементы соединения композитной опорной балки к силовому профилю шпунтовой секции и элемент крепления композитной опорной балки к грунту могут быть выполнены металлическими, а шпунтовые сваи шпунтовых секций могут быть выполнены с поперечным профилем различного типа, в частности с трапециевидным поперечным профилем
Монтаж быстровозводимой модульной конструкции из композитных шпунтовых свай для защиты территорий от паводков и наводнений может производиться следующим образом.
Осуществляется установка шпунтовых секций на глубину до 0,3-0,9 м для задания направления заявляемой модульной конструкции из композитных шпунтовых свай.
Соединение шпунтовых секций в быстровозводимой модульной конструкции может осуществляться как посредством стыковки профилированного края с охватываемой формой шпунтовой сваи 1 первой шпунтовой секции и профилированного края с охватывающей формой шпунтовой сваи 1 второй шпунтовой секции, так и с помощью соединительных элементов 7. При этом для дополнительной герметизации замковых соединений композитных шпунтовых секций может быть использован любой набухающий герметик.
При этом заявляемая шпунтовая секция быстровозводимой модульной конструкции из композитных шпунтовых свай для защиты территорий от паводков и наводнений может устанавливаться как посредством погружения шпунтовых свай шпунтовой секции в грунт, так и устанавливаться в подготовленные желоба, например, в выполненные в грунте траншеи или в заранее обустроенные лотки в местах постоянного подтопления.
При погружении в грунт или установке в подготовленные желоба шпунтовой секции быстровозводимой модульной конструкции, необходимо четко проверять вертикальность конструкции с помощью уровня. При этом в случае попадания на препятствие при погружении шпунтовых секций в грунт следует обходить препятствие, используя угловой соединитель 7. Погружение шпунтовой секции быстровозводимой модульной конструкции может осуществляться вибропогружателем (гидромолотом) или задавливанием ковшом экскаватора.
После установки шпунтовых секций быстровозводимой модульной конструкции в подготовленные желоба, например, в выполненные в грунте траншеи или в заранее обустроенные лотки в местах постоянного подтопления, для того чтобы избежать подтекания воды под заявляемой модульной конструкцией, желоб засыпается изымаемым грунтом или песком. Для обеспечения более надежной герметизации желоба могут быть использованы бентонитовые гранулы, которые засыпаются в желоб слоем 5 см., остальное пространство засыпается песком.
Использование какой-либо другой дополнительной гидроизоляции, пленок или матов не требуется.
После установки шпунтовой секции быстровозводимой модульной конструкции в грунт осуществляется крепление композитной опорной балки к грунту с использованием заглубляемых в грунт крепежных элементов.
Наличие в заявляемой полезной модели возможности изменения угла наклона композитной опорной балки 3 за счет подвижного соединения композитной опорной балки 3 на верхнем поперечном силовом профиле 2 шпунтовой секции, позволяет легко адаптировать заявляемую шпунтовую секцию из композитных шпунтовых свай и получаемую модульную конструкцию к неровностям поверхности и позволяет осуществлять применение заявляемых шпунтовой секции и получаемой модульной конструкции в местности с различным рельефом Тем самым упрощается технология установки и монтажа заявляемой конструкции, что подтверждает достижения заявляемого технического результата.
При этом наличие в заявляемой полезной модели подвижного соединения композитной опорной балки 3 и анкерного элемента 6, используемого в качестве заглубляемого в грунт крепежного элемента композитной опорной балки позволяют еще более адаптировать заявляемую модульную конструкция из композитных шпунтовых свай к неровностям поверхности, что также упрощает технологию установки и монтажа заявляемой конструкции, тем самым подтверждает достижение заявляемого технического результата.
Наличие в заявляемой модульной конструкции поперечных силовых профилей, расположенных с тыльной стороны шпунтовых секций в верхней и нижней ее частях, и композитной опорной балки обеспечивает повышение прочностных свойств заявляемой модульной конструкции и ее вертикальной устойчивости, что также упрощает технологию установки и монтажа заявляемой конструкции и тем самым обеспечивает достижение заявленного технического результата.
Выполнение быстровозводимых модульных конструкций из композитных шпунтовых свай для защиты территорий от паводков и наводнений из пултрудированного композитного материала обеспечивает устойчивость заявляемой модульной конструкции к коррозии, а также к различным микроорганизмам, в том числе к грибкам и бактериям, что увеличивает ее долговечность за счет предотвращения повреждения микроорганизмами: грибками и бактериям. Тем самым подтверждается повышение эксплуатационных характеристик и достижение заявляемого технического результата.
Таким образом, существенные признаки заявляемого технического решения позволяют повысить эксплуатационные характеристики заявляемой быстровозводимой модульной конструкции, в том числе повысить эффективность эксплуатации заявляемой конструкции, упростить технологию монтажа заявляемых конструкций, обеспечить высокие прочностные характеристики конструкции, устойчивости к коррозии и возможность многоразового использования.