ГЕОЯЧЕЙКА ТРЕХМЕРНАЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАТЯЖЕНИЯ ЛЕНТ ГЕОЯЧЕЙКИ

Предлагаемая полезная модель относится к области повышения несущей способности оснований под располагаемые на нем объекты, а именно - к средствам повышения несущей способности грунтового основания, или земляного полотна в водонасыщенных или переувлажненных грунтах. Геоячейка может быть использована для защиты от эрозии откосов дорог, гидротехнических сооружений, а также, для армирования грунтовых оснований дорог, аэродромов и других геотехнических объектов.
Известен геомат сотовой структуры, выполненный из гибких полос, установленных на ребра и соединенных между собой линейными швами, расположенными в шахматном порядке. Полосы изготовлены из нетканого геотекстиля, упрочненного аппретированием и строчеными швами, расположенными равномерно по площади полос и параллельно их основанию. При этом расстояние между швами и ширина стежка составляют 2-5 мм, а соединение полос между собой выполнено одним или более строчеными швами с усилением краевых зон (RU №2180030 C1, E02D 17/20).
Однако, отсутствие днища, как неотъемлемого элемента конструкции геомата, не позволяет гарантировано удержать в его ячейках размещенный сыпучий материал, расположение швов в шахматном порядке приводит при растяжении геомата к различным по величине напряжениям в образующих его структуру полосах, что отрицательно влияет на сохранность формы ячейки, ее устойчивость при заполнении сыпучим материалом. Это приводит к возникновению неравномерных по площади участков с различной по величине несущей способностью и, как следствие - к нежелательным местным просадкам.
Известен геомат, образованный 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 выполнена с элементами усиления (RU №60545 U1, E02D 17/12, 2006 г.).
Однако, ромбовидная структура и шахматный порядок швов соединения не обеспечивают должной устойчивости лент при заполнении ромбовидных ячеек сыпучим материалом, что приводит к различной по площади геомата его плотности и, как следствие, различной несущей способности. Отсутствие днища, как неотъемлемого элемента конструкции геомата, не позволяет гарантировано удержать в его ячейках размещенный сыпучий материал.
Известна георешетка, содержащая 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, в которой 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 (RU №2228479 C1, F16L 1/00, 2004 г.).
Форма ячейки в виде шестиугольника не обеспечивает необходимой равномерности напряжения образующих ячейку лент, что также приводит к описанным выше недостаткам. Кроме того, отсутствие днища не гарантирует надежности создаваемой с помощью данной георешетки конструкции из-за фильтрации и вымывания сыпучего материала из ее ячеек.
Известна ячеистая конструкция геоматрицы, содержащая набор гибких лент, скрепленных перпендикулярными их длинным сторонам и расположенными в шахматном порядке швами с возможностью образования заполняемой насыпным грунтом ячеистой структуры, которая снабжена скрепляемым с ячеистой структурой основанием из фильтрующего нетканого синтетического материала. Образующие ячеистую структуру гибкие ленты изготовлены из мягких рулонированных материалов (Заявка №2005126259, E01C 13/00, 2007 г.).
Однако, расположение скрепляющих ленты швов в шахматном порядке приводит к возникновению разнонаправленных векторов сил и не обеспечивает требуемой надежности соединения при растяжении в пределах упругой деформации образующих ячеистую структуру гибких лент, что отрицательно влияет на стабильность их положения при загрузке в ячейки материала и не обеспечивает необходимой равномерности несущей способности заполненной насыпным грунтом ячеистой структуры. Использование мягких рулонированных материалов для структуры ячейки также не обеспечит устойчивости ее формы при заполнении сыпучим материалом и приведет к неравномерной по площади несущей способности геоматрицы
Известен геобокс (прототип), содержащий ленты, по меньшей мере, часть которых выполнена из синтетического полимерного материала, обладающего фильтрующей способностью. Ленты выполнены по меньшей мере двухслойными и между собой соединены швейным швом с образованием их плоскостями в плане ячеек прямоугольной формы. Ленты имеют петли или шнуры для временного крепления к устройству для натяжения лент в момент заполнения ячеек, которые пришиты, по меньшей мере, к одной вершине ячейки.
Известно устройство для натяжения лент геобокса, выполненное в виде соединенных с образованием прямоугольника в плане балок и установленных на балках параллельно между собой штанг для соединения с ячейками, расположенных параллельно одной из диагоналей прямоугольника, образованного балками. (Пат. №114689 RU)
Недостатками прототипа является выполнение лент двухслойными, что значительно утяжеляет конструкцию, вызывает смещение центра тяжести в загруженных ячейках. Возникающее динамическое напряжение способствует нарушению надежности конструкции, дополнительной нагрузке на устройство для натяжения лент. Крепление лент в виде петли не обеспечивают достаточного натяжения верхней части ячеек в момент засыпки ее грунтом, в результате чего происходит искривление и провисание стенок ячеек, что приводит к неполному заполнению конструкции засыпным грунтом или к его перерасходу.
Технической задачей, решаемой заявляемой полезной моделью, является создание геоячейки, обеспечивающей равномерное по плотности распределение загружаемого в ячейки материала при обеспечении устойчивости стенок ячеек вследствие создания продольного лентам напряженного состояния их при загрузке, гарантированное удержание под расчетной нагрузкой загруженного в ячейки различного насыпного материала, в том числе грунта, предотвращение его вымывания в различных гидрогеологических условиях эксплуатации. Повышение срока эксплуатации геоячейки.
Достигается это тем, что в геоячейке трехмерной, содержащий ленты, выполненные из синтетического полимерного материала, обладающего фильтрующей способностью, которые соединены между собой скрепляющими швами, равнопрочными материалу лент, с образованием их плоскостями в плане ячеек прямоугольной формы и имеют петли или шнуры для временного крепления к устройству для натяжения лент в момент заполнения ячеек, в качестве синтетического полимерного материала содержит полиэфирную ткань, пропитанную антисептиком с образованием в плане ячеек квадратной формы. Ленты выполнены с подгибом верхней части для размещения троса из синтетического материала, соизмеримого по прочности с прочностью материала лент. Один конец троса снабжен фиксирующим элементом в виде крючка или карабина или зацепного механизма для крепления его на устройстве для натяжения лент. Второй конец троса предназначен для заправки в натяжной механизм. Дополнительно внутри, по крайней мере, части ячеек может быть установлена пространственная армирующая сетка, по меньшей мере, из двух армирующих лент шириной от 1 см до 5 см из полиэфирной ткани, противоположные концы которых размещены на противолежащих сторонах ячейки так, что плоскость армирующей ленты параллельна плоскости ленты из полиэфирной ткани, образующей ячейки или закреплены в швах, образующих углы ячейки,, причем каждая последующая армирующая лента расположена над предыдущей. Геоячейка может быть дополнительно снабжена дном, скрепленным с образующими ее лентами и имеющим напуск для соединения со смежной геоячейкой.
Устройство для натяжения лент геоячейки, выполненное в виде соединенных с образованием прямоугольной монтажной рамы балок и установленных на балках параллельно одной из диагоналей прямоугольника штанг для соединения с ячейками, дополнительно снабжено натяжным механизмом для заправки троса, размещенного в подгибе ленты из полиэфирной ткани, и креплением для взаимодействия с фиксирующим элементом противоположного конца троса., установленными на балках одной из сторон монтажной рамы, соответствующей каждому из концов троса.
На фиг.1 представлена ячейка геоячейки трехмерной с армирующей сеткой из двух лент, противоположные концы которых размещены на противоположных сторонах ячейки
На фиг.2 представлена ячейка геоячейки трехмерной с армирующей сеткой из четырех лент, противоположные концы которых размещены на противоположных сторонах ячейки.
На фиг.3 представлена ячейка геоячейки трехмерной с армирующей сеткой из восьми лент, противоположные концы которых размещены на противоположных сторонах ячейки.
На фиг.4 представлена ячейка геоячейки трехмерной с армирующей сеткой из двух лент, противоположные концы которых размещены в противоположных углах ячейки
На фиг.5 представлена ячейка геоячейки трехмерной с армирующей сеткой из четырех лент, противоположные концы которых размещены в противоположных углах ячейки
На фиг.6 представлено устройство для натяжения лент геоячейки трехмерной
Геоячейка трехмерная содержит установленные на торец ленты 1 из полиэфирной ткани. Ленты 1 соединены между собой с образованием их плоскостями в плане ячеек квадратной формы. Внутри ячейки прикреплены к лентам 1 текстильным швом или сварным швом или идентичным им по прочности швом, армирующие ленты 2, что позволяет повысить устойчивость ячеек при их засыпке. Шов проложен по ширине армирующей ленты 2 параллельно высоте ячейки на плоскости ленты 1 (фиг.1, 2, 3) или в углах ячейки (фиг.4, 5). Для предотвращения перекосов стенок ячейки число армирующих лент должно быть четным. Верхний край ленты 1 выполнен с подгибом 3 для свободного перемещения синтетического троса 5, который вместе с петлями или шнурами 4 для завязок служит для временного крепления к устройству для натяжения лент в момент заполнения ячеек. Устройство для натяжения лент геоячейки выполнено в виде прямоугольной монтажной рамы из балок 6. На балках 6 установлены параллельно одной из диагоналей прямоугольника штанги 7 для соединения с ячейками. На балке 6 одной из сторон монтажной рамы установлен натяжной механизм 8 для заправки троса 5. Для фиксирующего элемента 10 (например, крюка-фиксатора) противоположного конца троса 5 на балках 6 установлены крепления 9 (например, фиксирующие кольца) для взаимодействия с фиксирующим элементом 10. После заполнения ячейки грунтом трос 5 удаляют или устраняют его натяжение. Прикрепленное полотнище в виде дна выполнено с напуском (на внешнюю часть высоты геоячейки по ее периметру), по крайней мере, на две ее стороны.
Использование полиэфирной ткани в качестве материала лент, образующих ячейки, дает возможность обеспечить высокую фильтрующую способность ячейки и не допустить вымывание засыпного грунта, благодаря равномерности расположения небольших по размеру пор ткани. Одновременное использование сетки из армирующих лент и натяжного троса позволяет сохранять проектное положение ячеек за счет стабилизации положения лент при загрузке, обеспечивает равномерную по плотности поверхность засыпаемого грунта по площади ячейки. Выполнение ячейки с основанием в виде квадрата позволяет исключить динамическое напряжение, возникающее в результате неравномерности натяжения стенок прямоугольных ячеек. Пропитка полиэфирной ткани антисептиком увеличивает срок службы геоячейки, т.к. снижается вероятность возникновения грибковых образований при ее эксплуатации, складировании и хранении.