Георешетка
GEOGRID

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для укрепления грунтовой поверхности от размыва поверхностными водотоками на откосах насыпей промышленных площадок и автодорог, склонах, береговых участках водных преград, трассах подземных трубопроводов.
Известна решетка с ячеистой структурой для укрепления грунтовой поверхности [патент РФ №2136817, E02D 17/20, опубл. 10.09.1999], выполненная из полимерных перфорированных полос, установленных на ребра и соединенных между собой в шахматном порядке сварными швами с образованием в растянутом положении на подготовленной грунтовой поверхности ячеистой структуры. Также известен геокаркас [патент РФ №2221110, E02D 17/18, опубл. 10.01.2004, бюл. №1], изготавливаемый из гибких полимерных лент, установленных на ребра и соединенных между собой линейными сварными швами при сжатии лент двумя прижимами с образованием в зонах сварных швов углублений от выступов одного из прижимов.
Недостатком аналогов является недостаточная надежность укрепления грунтовой поверхности в условиях локальных осадок грунтового основания ввиду нарушения геометрической формы, смятия стенок ячеек или полного разрушения полотна георешетки, вызванного жестким скреплением сваркой ячеек георешетки, в местах продольного или поперечного изгиба георешетки, возникающего вследствие осадки и деформации грунтового основания.
Известно устройство для закрепления грунта поверхностного слоя откоса [патент РФ №2358063, B02D 17/20, опубл. 10.06.2009, бюл. №16], выполненное в виде объемной георешетки, формируемой из отдельных, закрепляемых на поверхности грунта с помощью анкерных стержней, секций, ячейки которых заполнены наполнителем, и через ячейки каждой из которых пропущены расположенные рядами в направлении падения склона полимерные или металлические тросы. Один или несколько тросов каждой секции георешетки, имеющие длину, превышающую протяженность георешетки в направлении падения склона, закрепляются на горизонтальной поверхности грунта на вершине, и у основания склона с помощью дополнительных анкерных стержней или заглубляемых бетонных конструкций.
Недостатком аналога является недостаточная надежность укрепления грунтовой поверхности в случае осадки и деформации грунтового основания, вымывания грунта из-под георешетки, вызывающего вывешивание полотна георешетки на тросах, высыпание и вымывание заполнителя георешетки, деформацию ячеек георешетки. Эти процессы обусловлены повышенной конструктивной жесткостью полотна георешетки, вызванной жестким креплением ячеек георешетки между собой сварными швами и растянутыми, проходящими через ячейки, тросами, не позволяющими компенсировать продольные и поперечные деформации полотна георешетки.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является геобокс [полезная модель РФ №179112, E02D 17/20, опубл. 26.04.2018, бюл. №12], содержащий ленты из синтетического полимерного материала, соединенные между собой швейным швом с образованием ячеек прямоугольной формы, снабженных в верхней части петлями, для временного крепления к устройству для натяжения лент при заполнении ячеек, в нижней части дном, дополнительно укрепленных проходящей через грани ячеек полиэфирной стропой переходящей в крепежные петли, прикрепляемые к устройству для натяжения лент.
Недостатками известного устройства являются:
1) Конструкция геобокса, выполненная в виде ячеистой структуры из сшитых вертикальными и горизонтальными швами, полимерных лент, не обладает достаточной надежностью укрепления грунтовой поверхности в условиях локальной осадки грунтового основания, так как не позволяет компенсировать продольные и поперечные деформации вследствие неподвижного скрепления отдельных боксов (ячеек) между собой вертикальными швами. При осадке или выносе грунта в основании геобокса, заполненный уплотненным наполнителем геобокс будет локально деформироваться, при этом, в местах перегиба конструкции будет происходить смятие и деформация стенок отдельных боксов (ячеек) с высыпанием и выносом наполнителя поверхностным потоком воды.
2) Конструкция геобокса при его повреждении не является ремонтопригодной. Вследствие низкой жесткости на смятие образующих геобокс лент, при частичном выносе заполняющего ячейки наполнителя, например, временным поверхностным водотоком, конструкция не может быть заполнена грунтом повторно, то есть, по сути, является одноразовым изделием. Ремонт будет заключаться в удалении поврежденной конструкции, выравнивании грунтового основания, повторной установке геобокса.
3) Конструкция геобокса является трудоемкой в монтаже и требует использования вспомогательных устройств (жесткой металлической рамы), ее перевозки, установки монтажной оснастки, закрепления геобокса на монтажной оснастке, послойного уплотнения грунта в каждой ячейке закрепленного на монтажной оснастке геобокса, демонтажа вспомогательной оснастки.
Задачей изобретения является создание устройства, повышающего надежность укрепления грунтовой поверхности в условиях локальных осадок и деформаций грунтового основания.
Техническим результатом изобретения является увеличение деформативности полотна георешетки за счет подвижности соединения ячеек георешетки между собой и обеспечения возможности компенсации продольных и поперечных деформаций полотна георешетки, повторяющего конфигурацию осаживающегося грунтового основания, с сохранением геометрической формы ячеек, без высыпания и вымывания заполнителя ячеек георешетки.
Поставленная задача в георешетке, выполненной в виде ячеистой структуры, содержащей донную часть, решается тем, что выполненные отдельно ячейки из жесткого полимерного материала, содержащие крепежные отверстия, подвижно соединены тросами, для компенсации возникающих продольных деформаций, и швами, демпфирующими накладками, для компенсации поперечных деформаций ячеек георешетки.
Сущность изобретения поясняется на фиг. 1-6. На фиг. 1 показан фрагмент георешетки, уложенный на откос. На фиг. 2 показан порядок соединения ячеек георешетки (вид спереди). На фиг. 3 показана ячейка георешетки. На фиг. 4 показано смещение ячеек георешетки при осадке грунтового основания (вид спереди). На фиг. 5 показано сжатие ячеек георешетки в транспортировочное положение. На фиг. 6 показано закрепление георешетки на склоне.
Георешетка имеет следующую конструкцию:
Георешетка формируется из ячеек 1 (фиг. 1), выполненных в виде открытых в верхней части коробов, подвижно соединяемых между собой с помощью тросов 2, ориентируемых поперек откоса 3, а также демпфирующих накладок 4 (фиг. 2) и швов 5. Каждая ячейка 1 содержит выполненные из жесткого полимерного материала боковые стенки 6 (фиг. 3), с крепежными отверстиями 7 для проводки тросов 2, а также выполненные из полимерного материала складывающиеся в транспортировочном положении торцевые стенки 8, донную часть 9 и перегородку 10.
Выполненные из полимерного материала демпфирующие накладки 4 (фиг. 2) и швы 5, соединяющие уложенные в ряд ячейки 1 (фиг. 1), располагаются в верхней или нижней части боковых стенок 6 (фиг. 3) соседних ячеек 1 (фиг. 1) с последовательным чередованием места расположения, то есть, если на одной боковой стенке 6 (фиг. 3) ячейки 1 (фиг. 1) демпфирующая накладка 4 (фиг. 2) и шов 5 располагаются сверху, то на противоположной боковой стенке 6 (фиг. 3) демпфирующая накладка 4 (фиг. 2) и шов 5 должны располагаться снизу и наоборот.
Для заполнения ячеек уложенной георешетки используется грунт или щебень (на фиг. не показан).
Для обеспечения перетока поверхностной воды торцевые стенки 8, дно 9 и перегородка 10 содержат дренажные отверстия (на фиг. не показаны).
При неравномерной осадке грунтового основания 11 (фиг. 4) заполненные наполнителем (на фиг. не показан) ячейки 1 осаживаются под действием силы тяжести, повторяя изменяющуюся форму поверхности грунтового основания 11. При этом, трос 2, пропущенный через крепежные отверстия 7 ячейки 1, образуя подвижный узел, позволяет компенсировать продольные деформации ячейки 1, в то время, как демпфирующие накладки 4 и швы 5 (фиг. 2) обеспечивают компенсацию поперечных деформаций ячейки 1, с плавным повторением профиля деформирующегося грунтового основания 11 (фиг. 4).
В транспортировочном положении объединенные в ряд ячейки 1 (фиг. 5) сжимаются в направлении 12, при этом, торцевые стенки 8 (фиг. 3), донная часть 9 и перегородка 10 перегибаясь в центральных частях, складываются в плоскость боковых стенок 6.
При установке, объединенные в ряд ячейки 1 (фиг. 6) растягивают поперек направления падения откоса 3 (фиг. 1), соединяют с расположенными выше или ниже объединенными в ряд ячейками 1 с помощью тросов 2, закрепляют на поверхности откоса стандартными методами, после чего заполняют ячейки 1 наполнителем (на фиг. не показан).
Пример:
Необходимо выполнить инженерную защиту откоса насыпи промышленной площадки, выполненную из глинистого грунта.
Выравнивают поверхность откоса. На подготовленную поверхность последовательно, снизу вверх, укладывают объединенные в заводских условиях в ряды ячейки 1 (фиг. 1). Ячейки 1 каждого последующего ряда соединяют с ячейками 1 предыдущего ряда с помощью полимерного троса 2, проводя его через крепежные отверстия 7 (фиг. 3).
Закрепляют георешетку с помощью стальных Г-образных анкеров 13 (фиг. 6), обеспечивающих прижатие соединяющих ячейки 1 полимерных тросов 2 (фиг. 1) к поверхности откоса 3. Концевые части полимерных тросов справа и слева от георешетки привязывают к заглубляемым Г-образным анкерам.
Заполняют ячейки георешетки гравием.
Надежность георешетки обеспечивается за счет подвижно соединенных отдельных ячеек, предохраняющих стандартные жестко скрепленные ячейки георешеток от потери геометрической формы, и как следствие функционального назначения, или полного разрушения в процессе деформации грунтового основания.
Компенсация продольных и поперечных деформаций ячеек георешетки достигается за счет подвижных соединений, образованных крепежными отверстиями и тросом, для уменьшения продольных деформаций, и швами, демпфирующими накладками, для уменьшения поперечных деформаций ячеек георешетки.