ГЕОМОДУЛЬ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструкциям оснований для сооружения земляного (дорожного) полотна и/или площадок различного назначения на сезонно-талых грунтах, сезонно-затапливаемых поймах и болотах I и II типов в теплое время года.
Уровень техники
Известна геоячейка трехмерная, содержащая ленты, выполненные из синтетического полимерного материала, обладающего фильтрующей способностью, которые соединены между собой скреплжощими швами, равнопрочными материалу лент, с образованием их плоскостями в плане ячеек прямоугольной формы и имеют петли или шнуры для временного крепления. Ленты выполнены с подгибом верхней части для размещения троса из синтетического материала с фиксирующим элементом на конце. Внутри ячеек может быть установлена пространственная армирующая сетка от 1 см до 5 см. противоположные концы которых размещены на противолежащих сторонах ячейки. (RU 124697U1, дата публикации 06.06.2012).
Недостаток геоячейки заключается в том, что ромбовидная структура не обеспечивает должной устойчивости геоячейки трехмерной при заполнении грунтом. Ячейки смещаются, изменяют форму, что приводит к неполному заполнению ячеек и, как следствие, различной несущей способности. При установке пространственной армирующей сетки внутри ячеек неравномерное заполнение грунтом может привести к натяжению армирующей сетки, что в свою очередь деформирует стенки ячейки и приводит к неравномерному заполнению и других ячеек.
Известен грунтовый модуль, представляющий собой ячеистую структуру из геотекстильного материала, заполняемую насыпным материалом, например грунтом, при этом нижняя поверхность ячеистой структуры каждого из грунтовых модулей располагается с опиранием на поверхность земли, при этом поверхность земли предварительно перекрыта гибкими полотнищами геотекстильного материала, например hcm. Дренирующие каналы образуются в продольном и/или поперечном направлении деформированием ребер концевых граней ячеистых структур смежных грунтовых модулей при их увязывании (RU2462640C1, дата публикации 01.07.2011).
Недостатком указанных решений является отсутствие днища, которое не позволяет долго удерживать грунт в ячейках из-за неравномерной фильтрации, вследствие чего происходит неравномерное вымывание грунта, которое приводит к проседанию дорожного полотна и дополнительным затратам по его восстановлению.
Известен геобокс, содержащий ленты, по меньшей мере, часть из которых выполнена из синтетического полимерного материала, обладающего фильтрующей способностью, причем ленты соединены между собой с образованием их плоскостями в плане ячеек прямоугольной формы и имеют петли или шнуры для временного крепления к устройству для натяжения лент (RU 114689U1, дата публикации 26.12.2011).
Известна геоматрица, в различных вариантах содержащая установленные на торец ленты, по крайней мере часть из которых выполнена из синтетического полимерного материала. Ленты соединены с образованием их плоскостями в плане линейно расположенных ячеек прямоугольной или квазипрямоугольной формы с днищем (RU78233U1, дата публикации 08.07.2008).
Недостатком вышеуказанных решений является отсутствие укрепленного края ячеек, что приводит к растягиванию краевой части, а во время эксплуатации и к его разрыву, вследствие чего происходит высыпание и вымывание грунта, что уменьшает рабочую поверхность дорожного полотна и невозможность его восстановления вследствие разрыва краевой части.
Осуществление полезной модели
Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в создании конструкции геомодуля с повышенными эксплуатационными характеристиками.
Технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, заключается в повышении несущей способности земляного полотна за счет предотвращения растягивания и/или разрыва краев геомодуля и сохранения его устойчивой формы при длительном воздействии механических нагрузок от применения специализированных транспортных средств.
Заявляемый технический результат достигается за счет того, что геомодуль содержит ячейки, выполненные из гибких полос технической ткани и объединенные в ячеистую структуру общей полосой, образующей боковые стороны геомодуля, при этом к верхним краям геомодуля прикреплена согнутая в продольном направлении усиливающая лента, охватывающая его края с двух сторон, причем по меньшей мере с одной из боковых сторон геомодуля усиливающая лента соединена таким образом, что образуется кулиса, в которую вставлен гибкий элемент с выходящими через боковые отверстия кулисы концами, предназначенными для соединения краев соседних геомодулей между собой и натяжения краев после их соединения, причем в местах соединения ячеек по меньшей мере с одной боковой стороной в кулисе выполнены отверстия, через которые осуществляется крепление геомодуля к монтажной раме посредством гибкого элемента.
Выполнение краев геомодуля с усиливающей лентой предотвращает растягивание и/или разрыв краевой части геомодуля при длительном воздействии механических нагрузок от применения специализированных транспортных средств, предотвращает вымывание грунта из ячеек геомодуля в различных условиях эксплуатации, например в паводковый период, что обеспечивает сохранение несущей способности земляного полотна в течение длительного времени.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, в местах соединения ячеек с боковыми сторонам, не содержащими кулис, прикреплены гибкие элементы с тремя свободными концами, два из которых предназначены для крепления геомодуля к монтажной раме и один для соединения двух геомодулей между собой.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, в местах соединения ячеек между собой прикреплены гибкие элементы по меньшей мере с двумя свободными концами, предназначенными для крепления геомодуля к монтажной раме.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, к нижним углам боковых сторон прикреплены гибкие элементы, предназначенные для соединения двух геомодулей между собой.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, ячейка представляет собой параллелепипед или треугольную призму, или куб, одна или две грани которого отсутствуют.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, гибкие полосы выполнены из полиэфирной ткани или полиэфирного нетканного полотна, или композитного материала, или полимерного материала.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, гибкие полосы соединены между собой путем сшивания или склеивания, или сваривания и образуют ячейки.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, в качестве гибких элементов может быть использован шнур или веревка, или узкая лента.
Сведения, подтверждающие реализацию полезной модели
На фиг. 1 - представлен общий вид геомодуля;
На фиг. 2 - представлен общий вид монтажной рамы для натяжения геомодуля.
Геомодуль 1, представленный на фиг.1, изготавливается из гибких полос технической ткани, соединенных между собой путем сшивания или склеивания, или сваривания, или иным путем с образованием ячеистой структуры с ячейками 2, выполненными, например, в форме параллелепипеда или треугольной призмы, или куба, одна или две грани которого отсутствуют. Ячейки 2 объединены в ячеистую структуру с помощью общей полосы из технической ткани, соединенной с боковыми ячейками по всему периметру и образующей боковые стороны 3 геомодуля 1. Верхние края 4 ячеек и боковых сторон 3 геомодуля снабжены усиливающей лентой 5 из полиэфирной ткани, согнутой пополам в продольном направлении и охватывающей края 4 для предотвращения растягивания и/или разрыва верхних краев геомодуля при заполнении его грунтом и/или в процессе дальнейшей его эксплуатации, в том числе при воздействии различных механических нагрузок, преимущественно от передвижения транспортных средств, что предотвращает появление колейности, размывания и проседания грунта, и тем самым обеспечивается сохранение проектной несущей способности земляного полотна и его проектной ширины. К краям 4 двум боковым сторонам 3 геомодуля 1 крепится усиливающая лента 5 таким образом, что образуется кулиса, в которую вставлен гибкий элемент 6, например, шнур или веревка, или узкая лента, который выходит с двух сторон кулисы через боковые отверстия. Гибкий элемент 6 предназначен для соединения краев 4 двух геомодулей 1 между собой и их натяжения после соединения, что обеспечивает повышение прочности краев 4 и сохранение устойчивости в процессе эксплуатации. В местах крепления ячеек 2 к двум боковым сторонам 3 в усиливающей ленте 5 (кулисе) выполнены отверстия 7 для образования петель 8, посредством которых геомодуль 1 крепится на фиксирующие элементы монтажной рамы, что обеспечивает минимальное время на монтаж геомодуля и демонтаж монтажной рамы. Кроме того, места крепления ячеек 2 к боковым сторонам 3 являются более прочными по отношению к остальной поверхности боковых сторон 3, что исключат возможность повреждения (разрыв или растяжение) боковых сторон 3 при монтаже геомодуля 1, и тем самым повышается его надежность.
В местах соединения ячеек 2 геомодуля между собой прикреплены гибкие элементы 9, например, шнур или веревка, или узкая лента с двумя свободными концами, предназначенными для крепления геомодуля 1 к монтажной раме перед засыпкой геомодуля грунтом, что обеспечивает фиксацию геомодуля на монтажной раме и его равномерное натяжение. В местах соединения ячеек 2 к боковым сторонам 3, не имеющих кулис, прикреплены гибкие элементы 9, например, шнур или веревка, или узкая лента, имеющие, в предпочтительном варианте реализации полезной модели, три свободных конца, два из которых предназначены для крепления геомодуля 1 с монтажной рамой и один для соединения двух соседних геомодулей 1 между собой. К нижним углам боковых сторон 3 геомодуля 1 прикреплены гибкие элементы 10, предназначенные для соединения двух геомодулей 1 между собой в нижней части, что обеспечивает создание устойчивого основания для создания насыпного полотна. Для сшивания элементов геомодуля между собой должны использоваться полиэфирные технические нитки.
В гибкие полосы ячеек 2 могут быть выполнены из полиэфирной ткани или полиэфирного нетканого полотна, или композитного материала, или полимерного материала, технические требования к которым приведены в Таблице 1.
Для монтажа геомодуля 1 перед засыпкой грунтом используется монтажная рама 11, представленная на фиг. 2.
Монтажная рама 11 выполнена в виде сборно - разборной прямоугольной конструкции, включающей каркас, состоящий из продольных балок 12, поперечных балок 13 и ножек 14, которые могут быть выполнены из металла или полимерного материала, или композитного материала. Ножки 14 могут быть выполнены с возможностью регулировки по высоте, например, выдвижными и фиксироваться в нужном положении при помощи фиксаторов 15. На одной или двух крайних поперечных балках 13 размещены фиксирующие элементы 16, выполненные, например, в виде крючков или полуколец и предназначенные для крепления геомодуля 1 к монтажной раме посредством петель 8. Фиксирующие элементы 16 могут быть приварены к поперечным балкам 13 или установлены в отверстиях (на чертежах не показаны). Продольные балки 12 и поперечные балки 13 могут быть выполнены с возможностью регулировки длины, например, с помощью раздвижных элементов 17 и фиксироваться в нужном положении при помощи фиксаторов 18. Выполнение монтажной рамы 11 с возможностью регулировки по длине и/или ширине, и/или высоте обеспечивает возможность установки геомодулей 1 любых габаритных размеров. Поперечные балки 12 имеют в своих концах отверстия для болтового соединения с прямоугольной конструкцией монтажной рамы 11 (на чертежах не показано).
Устройство работает следующим образом
На подготовленную площадку устанавливается монтажная рама 11, к которой при помощи петель 8, зацепляемых за фиксирующие элементы 16, и гибких элементов 9 крепится геомодуль 1 и растягивается до принятия ячейками 2 правильных геометрических форм. Далее строительной техникой осуществляется засыпка ячеек 2 геомодуля 1 грунтом. После чего гибкие элементы 9 срезаются, петли 8 освобождаются от фиксаторов элементов 16, и монтажная рама 11 извлекается из грунта с применением грузоподъемных механизмов и переставляется по ходу движения. Далее аналогичным образом на монтажной раме 11 монтируется следующий геомодуль 1. Края 4 соседних геомодулей 1 соединяются при помощи гибких элементов 6 и натягиваются для обеспечения необходимой жесткости боковых стенок 3. Нижние углы соседних геомодулей 1 соединяются при помощи гибких элементов 10, после чего соседний геомодуль 1 также засыпается грунтом. Таким образом, создается надежная конструкция основания, обеспечивающая сохранение несущей способности и проектной ширины насыпаемого земляного полотно на протяжении длительного промежутка времени.