СООРУЖЕНИЕ ДЛЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ И УКРЕПЛЕНИЯ СЛАБОГО ГРУНТА

Полезная модель относится к области строительства инженерно-технических сооружений при осушении территорий заполненных водой при наличии болотных отложений и изменении гидрогеологического режима грунтовых вод.
Известна насыпь при строительстве дорог со слабым грунтом, включающая слои насыпного грунта и полотнища из гибкого синтетического материала, уложенные между слоями, RU №2029030 С1, E02D 17/18, 1995.02.20.
Известен способ строительства накопительного амбара, включающий выемку грунта, сооружение обвалования и укладку на дно и стенки амбара гидроизоляционного экрана из пленочного материала со сварными швами, RU №2272869 С2, E02D 31/00, 2006.03.27.
Известен геотехнический барьер, содержащий геосинтетические барьерные слои, размещенные один относительно другого с интервалом, RU №2344238 С2, E02D 31/00, 2009.01.20.
Известна насыпь, включающая послойно отсыпанный слоями грунт и послойным уплотнением его армирующими элементами в виде геотекстиля или сетки, RU №2138596 С1, E02D 17/18, 1999.09.27.
Известен способ армирования слабых грунтов оснований и откосов, заключающийся в укладывании на грунт георешетки сотовой структуры с заполнителем, RU №2228479 C1, E02D 17/20, 2004.05.10.
Известна георешетка для армирования слабых грунтов оснований и откосов, содержащая набор гибких лент из мягких рулонированных материалов, RU №65513 U1, E02D 17/20, 2007.08.10.
Известно устройство для укрепления откоса грунтового сооружения, содержащее георешетку, закрепленную на откосе и расположенную на подложке из геотекстиля, RU №49011 U1, Е01С 5/00, E02D 17/20, 2005.05.04; RU №42547 U1, E02D 17/20, 2004.12.10.
Известно многослойное покрытие для укрепления и рекультивации грунтов, содержащее уложенное на грунт нижний водопроницаемый слой из геотекстиля с размещением на нем армирующего слоя из металлической сетки с защитным покрытием или из пластиковой решетки плоского сечения, и верхний слой из почвогрунта, RU №2188275 C1, E01C 3/04, В09В 1/00, 2002.08.27.
Известно хранилище для твердых бытовых отходов, выполненное в виде котлована с основанием и боковыми стенками, содержащее многослойный защитный экран, включающий слои из полимерного и минерального материала, и подстилочный слой, размещенные на боковых стенках и основании, RU №21878 U1, В09В 1/00, 2002.02.27.
Данное техническое решение принято в качестве «ближайшего аналога» настоящей полезной модели.
Однако оно обладает недостатками.
В «ближайшем аналоге» многослойный защитный экран содержит два слоя пленки из полимерного материала, разделенных слоями из крупнозернистого песка или мелкого гравия, или песчаного грунта, а защитный слой выполнен из песчаного грунта толщиной 0,45-0,60 метра, это требует большого количества минерального заполнителя, уменьшает несущую способность слоев и экологическую безопасность.
В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей увеличить несущую способность грунта, уменьшить количество минерального заполнителя, обеспечить сплошность и прочность защитных свойств сооружения и повысить экологическую безопасность.
Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что сооружение для локализации и укрепления слабого грунта, возводимое в котловане с основанием и боковыми стенками, содержит многослойный защитный экран, включающий слои из полимерного и минерального материала, и подстилочный слой, размещенные на боковых стенках и основании.
Сооружение содержит двойное шпунтовое ограждение, установленное со стороны одной из боковых стенок котлована и заполненное внутри до уровня поверхностного слоя насыпным слоем, например, из глины, дренажные трубы, расположенные по периметру котлована, и поверхностный слой, закрывающий котлован сверху, с размещением внизу него геомембраны и вверху - георешетки, а защитный экран включает геомембрану, установленную на подстилочный слой, георешетку, расположенную над геомембраной, отделенную от нее заполнителем в виде песка, несущую наполнители в виде битого кирпича или техногенного грунта, при этом геомембраны выполнены из листового полимерного материала на основе полиэтилена высокой плотности.
Кроме того, в качестве георешеток используют георешетки «Tensar».
Кроме того, в качестве геомембран используют геомембраны «Solmax».
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображено сооружение, разрез схематично.
Сооружение возводят в котловане 1 с основанием 2 и боковыми стенками 3. Сооружение содержит подстилочный слой 4 и многослойный защитный экран 5.
Многослойный защитный экран 5 включает:
- геомембрану - 6,
- георешетку - 7,
- заполнитель - 8.
Сооружение содержит:
- поверхностный слой - 9,
- геомембрана - 10,
- георешетка - 11,
- газоотводные трубы - 12,
- двойное шпунтовое ограждение - 13,
- насыпной слой (между ограждениями 13) - 14,
- дренажные трубы 15.
Сооружение возводят в котловане 1. Котлован 1 имеет основание 2 и боковые стенки 3. Сооружение содержит подстилочный слой 4 и многослойный защитный экран 5. Подстилочный слой 4 и многослойный защитный экран 5 размещены на боковых стенках 3 и основании 2.
Многослойный защитный экран 5 включает геомембрану 6 и георешетку 7 с заполнителем 8 в виде песка.
Геомембрана 6 выполнена из листового полимерного материала на основе полиэтилена высокой плотности и установлена на подстилочный слой 4.
Георешетка 7 расположена над геомембраной 6 и отделена от нее заполнителем 8 в виде песка. Георешетка 7 несет наполнители в виде битого кирпича или техногенного грунта.
Сооружение содержит поверхностный слой 9, закрывающий котлован сверху. В поверхностным слое 9 внизу размещена геомембрана 10 и вверху - георешетка 11.
Геомембрана 10 выполнена из листового полимерного материала на основе полиэтилена высокой плотности.
Газоотводные трубы 12 установлены вертикально с горизонтальным выходом на дневную поверхность, расположенным под поверхностным слоем 9.
Сооружение содержит двойное шпунтовое ограждение 13. Двойное шпунтовое ограждение 13 установлено со стороны одной из боковых стенок 3 котлована 1 и заполнено внутри до уровня поверхностного слоя 9 насыпным слоем 14 из глины.
По периметру котлована 1 расположены дренажные трубы 15.
В качестве геомембран используют продукцию канадской компании SOLMAX (представитель в России - ООО "Гидрокор", Санкт-Петербург).
В качестве георешеток используют продукцию британской компании "Тенсар" (представитель компании в России - ООО "Массар")
Сооружение возводят следующим образом.
2
2
4
2
2
При осушении территорий заполненных водой, как следствие оплывания грунтов, необходимо провести разгрузку грунтовых вод. Наличие болотных отложений, изменение гидрогеологического режима грунтовых вод и уровня аэрации грунтов накапливают микробиоту и активизируют рост величины биомассы. Деятельность микробиоты сопровождается накоплением живых и мертвых клеток микроорганизмов, продуктов их метаболизма, а также газов (СO, HS, CH). Газы СO и HS хорошо растворяются в воде и повышают ее агрессивность по отношению к строительным материалам. При биохимической генерации метана происходит его накопление в грунтах, что приводит к разуплотнению, снижению прочности грунтов, формируя плывунные свойства, а также предопределяет возможность для газодинамических явлений.
Осушение территории начинают с определения границ возводимого котлована и установкой двойного шпунтового ограждения 13 со стороны одной из боковых стенок 3 (со стороны поступления воды) возводимого котлована 1.
Погружение элементов двойного шпунтового ограждения 13 выполняют в предварительно пробуренные скважины, заполненные цементно-песчаным раствором. Погружение осуществляют вибропогружением, задавливанием или завинчиванием. Боковые стенки 3 котлована 1 в процессе разработки крепятся забиркой из обрезной доски или металлического листа.
Двойные шпунтовые стенки 13 заполняют внутри до уровня поверхностного слоя 9 насыпным слоем 14 из глины, что исключает попадание дополнительных объемов воды в осушаемую территорию.
После осушения проводят инженерно-экологическую подготовку территории: утилизируют илистые грунты, снимают и вывозят загрязненный верхний слой, обустраивают основание 2 котлованы 1.
В обустроенном котловане 1 сооружают многослойный защитный экран 5.
На основании 2 и боковых стенках 3 котлована 1 обустраивают постилочный слой 4 из мелкозернистого песка (не менее 10 см) во избежание повреждения элементов многослойного защитного экрана 5 при его укладке на грунт, после чего укладывают геомембрану 6.
В качестве армирующего устройства используют георешетку 7, которую размещают на геомембрану 6, для обеспечения равномерной осадки при разуплотнении и разупрочнении грунтов при физико-химических и биохимических процессах в грунте. Заполнитель 8 георешетки 7 в виде песка отделяет ее от геомембраны 6.
После сооружения многослойного защитного экрана 5 котлован 1 загружают наполнителями в виде битого кирпича или техногенного грунта.
Поверх наполнителей обустраивают поверхностный слой 9. Внизу поверхностного слоя 9 на наполнитель в виде битого кирпича или возвращенного техногенного грунта, предварительно отсыпав слой песка настилают геомембрану 18 (для защиты от повреждения), сверху которой насыпают еще слой песка и устанавливают георешетку 19, входящую в конструкцию наружного покрытия. Георешетка 19 позволяет перераспределить статические и динамические нагрузки на грунты и минимизировать деформационные процессы.
Дренажные трубы 13 отводят грунтовую воду по всему периметру котлована 1.
Возводимое сооружение позволяет:
- увеличить несущую способность грунта, за счет установки многослойного защитного экрана из геосинтетических материалов,
- уменьшить количество минерального заполнителя, за счет использования геомембран и георешеток,
- обеспечить сплошность и прочность защитных свойств сооружения, за счет многослойности защитного экрана, прочностных характеристик геомембран и георешеток и выполнения двойного ограждения.
- повысить экологическую безопасность, за счет высоких изолирующих свойств многослойного защитного экрана, выполнения поверхностного слоя и установки дренажных труб.
Предложенное сооружение содержит многослойный защитный экран из геосинтетических материалов (геомембрана, георешетка), имеющих широкое применение, наилучшие технические и технологические характеристики, и устройства для проведения работ по осушению грунтов, широко применяемые в строительной промышленности, подтверждают целесообразность использования предложенного технического решения и обуславливают, по мнению заявителя, соответствие его критерию «промышленная применимость».