УКРЕПЛЕННЫЕ ГРУНТОВЫЕ ОБЪЕКТЫ
FIXED GROUND OBJECTS

Изобретение относится к укрепленным грунтовым объектам и к способам сооружения укрепленных грунтовых объектов.
Эти объекты традиционно содержат облицовку, насыпь, заполняющую объем с задней стороны облицовки, стабилизационные элементы, распределенные в насыпи для ее механической стабилизации, и систему соединения между стабилизационными элементами и облицовкой.
Облицовку выполняют, например, из бетонных сборных элементов в виде плит или блоков, при этом упомянутые сборные элементы располагают рядом друг с другом таким образом, чтобы закрыть фронтальную сторону объекта. Выполненный таким образом объект известен, в частности, под коммерческим наименованием TerraClass компании TERRE ARMEE INTERNATIONALE.
Облицовку можно выполнить из решетки, в частности, состоящей из сваренных между собой металлических прутков. Такая облицовка может содержать геотекстиль и может быть озеленена. Выполненный таким образом объект известен, в частности, под коммерческим наименованием TerraTrel компании TERRE ARMEE INTERNATIONALE.
В таких укрепленных грунтовых объектах можно использовать различные типы стабилизационных элементов. Некоторые объекты содержат металлические стабилизационные элементы, содержащие прутки из оцинкованной стали. Можно также использовать такие стабилизационные элементы, как стабилизационные ленты, выполненные из синтетического материала, например, на основе полимерных волокон.
Стабилизационные элементы располагают в грунте с плотностью, зависящей от напряжений, которые могут действовать на объект, при этом толкающие усилия со стороны земли воспринимаются за счет трения грунт/стабилизационный элемент. Стабилизационные элементы крепят на облицовке и/или на стенке, находящейся на расстоянии от облицовки.
В данном случае нас интересуют стабилизационные элементы, которые выполнены в виде металлических элементов.
Часто металлические стабилизационные элементы считаются более предпочтительными с точки зрения механической эффективности и могут состоять из сваренных между собой металлических прутков, образующих, например, лесенку или решетку. Как правило, стабилизационный элемент в виде лесенки состоит из двух по существу параллельных металлических стержней, каждый из которых образует продольную часть, и из поперечных стержней, которые соединяют между собой продольные стержни для обеспечения жесткости всего комплекса.
Таким образом, получают стабилизационный элемент, похожий на лесенку.
Как правило, один конец стабилизационного элемента содержит средство крепления на облицовке.
Согласно варианту осуществления, показанному на фиг.55 документа US 5807030, два конца продольных стержней соединены плоской деталью с отверстиями. Часть с отверстиями упомянутой детали предназначена для установки средств соединения с облицовкой.
Это решение имеет ряд преимуществ, из которых можно указать единую точку соединения, позволяющую осуществить отклонение стабилизационного элемента по отношению к перпендикуляру к облицовке и обеспечивающую уравновешивание напряжений между двумя продольными стержнями.
Однако такую лесенку получают посредством крепления сваркой на двух продольных стержнях плоской детали, предназначенной для установки средств соединения с облицовкой. Этот способ изготовления является дорогим и медленным.
Были рассмотрены другие решения, в частности использование так называемой лесенки в виде шпильки для волос, описанной, например, со ссылками на фиг.38 заявки US 5807030.
Эти лесенки в виде шпильки для волос представляют определенный интерес, так как образованы только одним продольным стержнем, изогнутым в виде шпильки, что позволяет уменьшить механическую слабину на уровне соединения с облицовкой.
Однако такой тип лесенки несовместим с классическими соединениями, применяемыми в облицовках.
Кроме того, когда лесенку этого типа соединяют с облицовкой при помощи болта или шплинта, между ними остается продольный зазор. Этот продольный зазор может привести к разным напряжениям в разных лесенках, соединенных с одним и тем же элементом облицовки, и может сказаться на надежности и/или на стоимости этих элементов.
Задача изобретения состоит в устранении вышеуказанных недостатков, в частности, за счет создания стабилизационного элемента, лишенного недостатков известных стабилизационных элементов.
Поставленная задача решена в укрепленном грунтовом объекте, содержащем:
- насыпь,
- облицовку, расположенную вдоль фронтальной стороны объекта,
- анкерный элемент, включающий в себя выступающий элемент, образующий выступ по отношению к внутренней стороне объекта, и крепежный элемент, и
- стабилизационный элемент, содержащий по меньшей мере две продольные части, непрерывно соединенные между собой изогнутой частью, при этом указанная изогнутая часть ограничена сужением указанных продольных частей, при этом указанное сужение образует с указанной изогнутой частью анкерное пространство для установки крепежного элемента анкерного элемента,
в котором стабилизационный элемент закреплен на указанной внутренней стороне объекта посредством расположения крепежного элемента анкерного элемента в анкерном пространстве стабилизационного элемента, при этом анкерное пространство и крепежный элемент выполнены с возможностью ограничения перемещения стабилизационного элемента в любом направлении, по существу параллельном продольному направлению стабилизационного элемента.
Предпочтительно в укрепленном грунтовом объекте в соответствии с изобретением продольные перемещения стабилизационного элемента ограничены, что повышает надежность заявленного укрепленного грунтового объекта.
Укрепленный грунтовый объект в соответствии с изобретением может дополнительно содержать один или несколько следующих факультативных признаков, рассматриваемых отдельно или в любых возможных комбинациях:
- стабилизационные и крепежные элементы выполнены так, чтобы размеры в продольном направлении стабилизационного элемента анкерного пространства указанного стабилизационного элемента и крепежного элемента крепления анкерного элемента были по существу идентичными; и/или
- на уровне сужения остается пространство между указанными продольными частями стабилизационного элемента; и/или
- стабилизационный элемент выполнен так, чтобы сохранять пространство на уровне сужения между указанными продольными частями стабилизационного элемента; и/или
- стабилизационный элемент содержит поперечные части, соединяющие между собой продольные части: и/или
- выступающий элемент выполнен в виде пластины, расположенной в плоскости, по существу перпендикулярной к внутренней стороне объекта; и/или
- стабилизационный элемент содержит уплощение на уровне анкерного пространства, при этом указанное уплощение, по меньшей мере, частично входит в контакт с пластиной, образующей выступающий элемент; и/или
- крепежный элемент является присоединяемым; и/или
- выступающий элемент содержит две пластины, расположенные в плоскостях, по существу параллельных между собой и перпендикулярных к внутренней стороне объекта, при этом стабилизационный элемент содержит уплощение на уровне анкерного пространства, причем указанное уплощение расположено между двумя пластинами выступающего элемента таким образом, чтобы, по меньшей мере, частично входить в контакт с указанными пластинами; и/или
- продольные части выполнены из металла, в частности, из оцинкованной стали, например, в виде цилиндрических стержней; и/или
- поперечные части выполнены из металла, в частности, из оцинкованной стали, например, в виде цилиндрических стержней; и/или
- изогнутая часть имеет U-образную или V-образную форму.
Поставленная задача решена также в стабилизационном элементе, выполненном с возможностью стабилизации укрепленного грунтового объекта в соответствии с изобретением и содержащем по меньшей мере две продольные части, непрерывно соединенные между собой изогнутой частью, при этом указанная изогнутая часть ограничена сужением указанных продольных частей, при этом указанное сужение образует с указанной изогнутой частью анкерное пространство для установки крепежного элемента, чтобы ограничить перемещения стабилизационного элемента в любом направлении, по существу параллельном продольному направлению стабилизационного элемента, в котором поперечные части соединяют между собой продольные части.
Объектом изобретения является также способ сооружения укрепленного грунтового объекта, согласно которому:
- располагают облицовку вдоль фронтальной стороны объекта, ограничивающей объем для засыпки насыпи, при этом указанная облицовка содержит анкерный элемент, содержащий выступающий элемент, образующий выступ по отношению к задней стороне облицовки, и крепежный элемент,
- располагают стабилизационный элемент в зоне указанного объема, при этом стабилизационный элемент содержит по меньшей мере две продольные части, непрерывно соединенные между собой изогнутой частью, при этом указанная изогнутая часть ограничена сужением указанных продольных частей, при этом указанное сужение образует с указанной изогнутой частью анкерное пространство для установки крепежного элемента анкерного элемента,
- крепят стабилизационный элемент на облицовке, располагая крепежный элемент анкерного элемента в анкерном пространстве стабилизационного элемента,
- заполняют указанный объем материалом насыпи и производят уплотнение материала насыпи,
при этом анкерное пространство и крепежный элемент выполнены таким образом, чтобы ограничить перемещения стабилизационного элемента в любом направлении, по существу параллельном продольному направлению стабилизационного элемента.
Объектом изобретения является также способ сооружения укрепленного грунтового объекта перед уже существующей стенкой, содержащей анкерный элемент, содержащий выступающий элемент, образующий выступ по отношению к указанной стенке, и крепежный элемент, в котором:
- облицовку располагают вдоль фронтальной стороны объекта, ограничивающей объем для засыпки насыпи,
- стабилизационный элемент располагают в зоне указанного объема, при этом стабилизационный элемент содержит по меньшей мере две продольные части, непрерывно соединенные между собой изогнутой частью, при этом указанная изогнутая часть ограничена сужением указанных продольных частей, при этом указанное сужение образует с указанной изогнутой частью анкерное пространство для установки крепежного элемента анкерного элемента,
- стабилизационный элемент крепят на облицовке, располагая крепежный элемент анкерного элемента в анкерном пространстве стабилизационного элемента,
- указанный объем заполняют материалом насыпи и производят уплотнение материала насыпи,
при этом анкерное пространство и крепежный элемент выполнены таким образом, чтобы ограничить перемещения стабилизационного элемента в любом направлении, по существу параллельном продольному направлению стабилизационного элемента.
Изобретение будет более очевидно из нижеследующего описания, представленного исключительно в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 схематично показан укрепленный грунтовой объект согласно первому варианту осуществления, вид сбоку в разрезе;
на фиг.2 схематично показаны облицовка и стабилизационный элемент, изображенные на фиг.1, вид сверху;
на фиг.3 схематично показаны облицовка и стабилизационный элемент в соответствии с изобретением, вид сбоку в разрезе;
на фиг.4a и 4b показан стабилизационный элемент согласно варианту осуществления изобретения;
на фиг.5 схематично показан укрепленный грунтовой объект согласно второму варианту осуществления, вид сбоку в разрезе.
Для упрощения различные элементы на фигурах не обязательно показаны в масштабе.
На фиг.1 показан укрепленный грунтовый объект согласно первому варианту осуществления. Этот укрепленный грунтовый объект может быть подпорной стеной из укрепленного грунта.
Показанный на фиг.1 укрепленный грунтовый объект содержит насыпь 1, облицовки 4, расположенные воль фронтальной стороны объекта, и стабилизационные элементы 2.
Как правило, стабилизационные элементы, предназначенные для использования в укрепленных грунтовых объектах в соответствии с изобретением, содержат продольные части удлиненной формы. Их длина может составлять примерно от одного метра до нескольких метров. Продольные части стабилизационных элементов можно располагать в грунте по одной или можно соединять между собой при помощи различных средств. Ширина и толщина этих продольных частей имеют значение порядка одного сантиметра и, как правило, не превышают десятка сантиметров. Промежуток между продольными частями составляет около десятка сантиметров, - от нескольких сантиметров до нескольких дециметров.
Продольные части можно располагать по существу параллельно или под углом друг к другу. Как правило, продольные части стабилизационных элементов располагают в по существу горизонтальной плоскости.
Согласно варианту осуществления стабилизационные элементы 2 могут содержать поперечные части 22, соединяющие между собой продольные части. Поперечные части 22 можно крепить на продольных частях посредством сварки или при помощи разъемных креплений.
Например, каждый из концов поперечных частей можно оборудовать крючками, концы которых направлены внутрь поперечных частей.
Под «поперечной» следует понимать часть стабилизационного элемента, которая соединяет между собой две продольные части. Такие поперечные части выполнены, например, в виде прутков. В частности, поперечные части расположены таким образом, что являются по существу перпендикулярными к продольным частям или находятся под углом по отношению к направлению, перпендикулярному к продольным частям.
Эти поперечные прутки могут быть распределены по всей длине продольных стержней и, в частности, с равномерными промежутками. Например, промежуток между двумя поперечными стержнями составляет около нескольких десятков сантиметров для стабилизационного элемента в виде лесенки. Они могут покрывать по существу длину между продольными частями или могут быть продолжены на некоторое расстояние за пределы продольных частей.
Как правило, металлические прутки, используемые для таких стабилизационных элементов, являются стальными прутками. Часто они являются цилиндрическими, и, как правило, их диаметр составляет примерно один сантиметр. Предпочтительно используют именно такие стержни, учитывая их невысокую стоимость.
Укрепленный грунтовый объект содержит также анкерные элементы 6.
Каждый анкерный элемент содержит выступающий элемент 8, образующий выступ по отношению к внутренней стороне 7 объекта, и крепежный элемент 10.
Облицовка 4 может быть по существу вертикальной, как показано на фиг.1, и содержит переднюю сторону 5, по существу совпадающую с фронтальной стороной объекта, и заднюю сторону, расположенную противоположно передней поверхности, при этом указанная задняя сторона по существу совпадает с внутренней стороной 7 объекта.
В варианте осуществления, представленном на фиг.2, стабилизационный элемент 2 содержит две продольные части 14 и 16, непрерывно соединенные между собой изогнутой частью 18.
Указанная изогнутая часть 18 ограничена сужением 20 указанных продольных частей. Сужение 20 образует с изогнутой частью анкерное пространство, предусмотренное для размещения крепежного элемента 10 анкерного элемента 6. Как показано на фиг.2, анкерное пространство может иметь форму замочной скважины.
Стабилизационный элемент 2 крепят на внутренней стороне 7 объекта, располагая крепежный элемент 10 анкерного элемента 6 в анкерном пространстве стабилизационного элемента 2.
Анкерное пространство и крепежный элемент выполнены таким образом, чтобы ограничивать перемещения стабилизационного элемента по существу параллельно продольному направлению стабилизационного элемента.
В частности, стабилизационные и крепежные элементы выбирают таким образом, чтобы размеры в продольном направлении стабилизационного элемента анкерного пространства стабилизационного элемента и крепежного элемента анкерного элемента были по существу идентичными.
Предпочтительно, после расположения крепежного элемента в анкерном пространстве стабилизационный элемент больше не имеет люфта или возможности перемещения в направлении, по существу параллельном продольному направлению стабилизационного элемента.
Как показано на фиг.2, согласно варианту осуществления изобретения, стабилизационный элемент выполнен таким образом, чтобы на уровне сужения 20 оставалось пространство между двумя продольными частями стабилизационного элемента.
Иначе говоря, продольные части стабилизационного элемента не входят в контакт друг с другом на уровне сужения 20.
Предпочтительно это отсутствие контакта или наличие этого пространства между двумя продольными частями стабилизационного элемента позволяет избежать осаждения капель цинка во время этапов цинкования стабилизационных элементов.
Действительно, учитывая среду, в которой время использования укрепленной грунтовой конструкции может быть продолжительным, например от 10 до 120 лет, необходимо производить цинкование стабилизационных элементов перед их установкой в объект.
Согласно варианту осуществления, представленному на фиг.1, выступающий элемент 8 анкерного элемента 6 имеет форму пластины, расположенной в плоскости, по существу перпендикулярной к внутренней стороне 7 объекта.
Согласно изобретению крепежный элемент 10 может быть выполнен заодно с выступающим элементом или может быть присоединяемым элементом, устанавливаемым в отверстие, предварительно просверленное в выступающем элементе 8.
Например, крепежный элемент 10 может быть болтом или шплинтом.
Согласно варианту осуществления изобретения, представленному на фиг.3, анкерный элемент 6 может содержать два выступающих элемента в виде пластин, имеющих соответствующие друг другу отверстия.
Обе пластины расположены в плоскостях, по существу параллельных между собой и перпендикулярных к внутренней стороне объекта.
Как показано на фиг.4a и 4b, стабилизационный элемент 2 может содержать уплощение на уровне анкерного пространства.
Согласно варианту осуществления, показанному на фиг.4b, анкерный элемент может содержать два выступающих элемента в виде пластин, имеющих соответствующие друг другу отверстия.
Стабилизационный элемент располагают между двумя пластинами анкерного элемента таким образом, чтобы зона анкерного крепления входила в контакт с указанными пластинами.
Согласно другому варианту осуществления изобретения, в котором выступающий элемент 8 анкерного элемента 6 выполнен в виде пластины, расположенной в плоскости, по существу перпендикулярной к внутренней стороне 7 объекта, стабилизационный элемент можно располагать таким образом, чтобы указанное уплощение, по меньшей мере, частично входило в контакт с указанной пластиной.
Предпочтительно контакт между уплощением на уровне анкерного пространства стабилизационного элемента и выступающим элементом позволяет уменьшить или исключить проникновение коррозии в стабилизационный элемент в месте этого контакта.
Изобретение не ограничивается формой анкерного элемента, в частности анкерный элемент может содержать две пластины L-образной формы, выступающие по отношению к внутренней стороне объекта, или одну пластину грушевидной формы, как показано на фиг.3.
Согласно не показанному варианту осуществления изобретения облицовку можно выполнять на основе металлической решетки, на которой крепят анкерный элемент 6.
Согласно варианту осуществления, показанному на фиг.5, укрепленный грунтовый объект в соответствии с изобретением может быть укрепленным грунтовым объектом перед уже существующей стенкой. Согласно этому варианту осуществления стенка может представлять собой внутреннюю сторону укрепленного грунтового объекта и содержать анкерные элементы 32, выступающие по отношению к указанной стенке.
Анкерные элементы и стабилизационные элементы могут соответствовать элементам, описанным ранее в вышеупомянутых вариантах осуществления.
Согласно варианту осуществления стабилизационные элементы можно крепить на нескольких внутренних сторонах объекта. Например, в варианте осуществления, представленном на фиг.4, стабилизационные элементы можно крепить на внутренней стороне, образованной облицовкой, и на внутренней стороне, образованной стенкой.
Стабилизационные элементы в соответствии с изобретением можно получить при помощи способа, содержащего следующие этапы:
- выгибание металлического прутка в виде шпильки для волос для образования изогнутой части,
- полугорячая ковка для получения сужения, и
- возможное крепление сваркой поперечных частей.
Стабилизационные элементы в соответствии с изобретением можно также получить при помощи способа, содержащего следующие этапы:
- сгибание концов двух стальных прутков под углом 90°,
- стыковая сварка двух изогнутых металлических прутков,
- полугорячая ковка для получения сужения и обеспечения отжига стали вокруг точки сварки, и
- возможное крепление сваркой поперечных частей.
Понятно, что изобретение не ограничивается описанными выше частными вариантами осуществления, и в него можно вносить различные версии, не выходя за рамки объема защиты, определенные прилагаемой формулой изобретения. В частности, способ крепления анкерного элемента на облицовке и/или на стенке не ограничивается описанными вариантами осуществления.