ШПУНТОВОЕ ОГРАЖДЕНИЕ, ШПУНТОВАЯ СВАЯ, УГЛОВОЙ УЗЕЛ ШПУНТОВОГО ОГРАЖДЕНИЯ, СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ УГЛОВОГО УЗЛА ШПУНТОВОГО ОГРАЖДЕНИЯ

Предлагаемая группа техническое решение относится к области строительства, а именно к шпунтовым ограждениям, используемым для укрепления берегов естественных и искусственных водных путей и водоемов, и укрепления грунта при земляных и гидротехнических работах.
В качестве ближайших аналогов предлагаемых технических решений могут быть выбраны шпунтовое ограждение, шпунтовая свая, угловой узел шпунтового ограждения, соединительный профиль углового узла шпунтового ограждения, описанные в патентах компании Creative Pultrusions Inc.: US 6893191, публикация 17.05.2005; US 7311470, публикация 25.12.2007; US 7604438, публикация 20.10.2009.
Известное из указанных источников шпунтовое ограждение представляет собой сплошную стенку из шпунтовых свай с Ω-образным поперечным профилем, изготовленных из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна, соединенных между собой посредством стыковки профилированного края с охватываемой формой и профилированного края с охватывающей формой и скрепленных наружным горизонтальным силовым поясом. Стенка из шпунтовых свая закрыта сверху, по меньшей мере, одним П-образным профилем, изготовленным из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна. Известная из указанных источников шпунтовая свая с Ω-образным поперечным профилем изготовлена из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна и включающая. Средняя часть шпунтовой сваи выполнена с трапециевидным поперечным профилем и состоит из основания и двух боковых сторон, расположенных с наклонами в наружные стороны относительно основания. Также, известная шпунтовая свая включает полку с профилированным краем с охватываемой формой, параллельную основанию средней части и являющуюся продолжением боковой стороны средней части, и расположенный на противоположной стороне сваи профилированный край с охватывающей U-образной формой. Профилированные края шпунтовой сваи с охватываемой и с охватывающей формой обеспечивают соединение с соответствующим профилированным краем с охватывающей и охватываемой формой аналогичной шпунтовой сваи.
Известный из указанных выше источников угловой узел шпунтового ограждения, содержит первую и вторую шпунтовую сваю с Ω-образным поперечным профилем, профилированным краем с охватываемой формой и профилированным краем с охватывающей формой, изготовленную из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна. Механическая связь между первой и второй шпунтовыми сваями обеспечивается соединительным профилем, изготовленным из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна. Соединительный профиль включает один профилированный элемент с охватывающей U-образной формой и профилированные элементы с охватываемой Т-образной формой. Первая шпунтовая свая, вторая шпунтовая свая и соединительный профиль закрыты сверху, по меньшей мере, одним П-образным профилем, изготовленным из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна. Первая шпунтовая свая и вторая шпунтовая свая скреплены наружным горизонтальным силовым поясом. Соединительный профиль углового узла шпунтового ограждения, изготовленный из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна, включает профилированный элемент с охватывающей U-образной формой и профилированные элементы с охватываемой Т-образной формой, расположенные под углом друг относительно друга.
Недостатком описанных выше решений является недостаточно прочное качество крепления грунта. Соответственно, предлагаемые технические решения позволят устранить указанный недостаток и повысить качество крепления грунта за счет повышения качества соединения составных частей шпунтового ограждения и повышения прочностных характеристик отдельных элементов, образующих шпунтовое ограждение.
Указанный выше технический результат достигается при использовании шпунтового ограждения, шпунтовой сваи, углового узла шпунтового ограждения и соединительного профиля углового узла шпунтового ограждения предложенной конструкции.
Шпунтовое ограждение (фиг.1) представляет собой сплошную стенку из шпунтовых свай с Ω-образным поперечным профилем, изготовленных из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна. Шпунтовые сваи, образующие стенку соединены между собой посредством стыковки профилированного края с охватываемой формой и профилированного края с охватывающей формой и скреплены наружным горизонтальным силовым поясом. В целом стенка, образованная шпунтовыми сваями закрыта сверху, по меньшей мере, одним П-образным профилем, изготовленным из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна. Согласно предложенному техническому решению, наружный силовой пояс представляет собой, по меньшей мере, один полый профиль с прямоугольным поперечным сечением, изготовленный из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна; В большинстве случав силовой пояс шпунтового ограждения будет представлять собой полый профиль с квадратным поперечным сечением.
Шпунтовая свая с Ω-образным поперечным профилем изготовлена из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна. Средняя часть шпунтовой сваи с трапециевидным поперечным профилем состоит из основания и двух боковых сторон, расположенных с наклонами в наружные стороны относительно основания. Полка с профилированным краем с охватываемой формой параллельна основанию средней части и является продолжением боковой стороны средней части. На противоположной стороне сваи выполнен профилированный край с охватывающей U-образной формой. Упомянутые профилированные края с охватываемой и с охватывающей формой обеспечивают соединение с соответствующим профилированным краем с охватывающей и охватываемой формой аналогичной шпунтовой сваи. Согласно предложенному техническому решению на поверхности основания средней части, обращенной внутрь пространства, образованного основанием и боковыми сторонами, выполнен, по меньшей мере, один выступ. Продолжением боковых сторон средней части является первая и вторая полки параллельные основанию средней части. Указанные первая и вторая полки выполнены с, по меньшей мере, одним выступом, расположенным на поверхности первой и второй полки, обращенной в сторону основания средней части. На поверхности основания средней части могут быть выполнены три выступа. Выступы на поверхности основания средней части, первой и второй полки в большинстве случаев будут выполнены со скругленными краями. На поверхности первой и второй полки может быть выполнен один выступ. Первая полка выполнена с профилированным краем с охватываемой Т-образной формой, а вторая полка выполнена с профилированным краем с охватывающей U-образной формой. Профилированный край с охватываемой формой и профилированный край с охватывающей формой, могут соответствовать форме, приведенной на фиг.2.
Угловой узел шпунтового ограждения включает первую и вторую шпунтовые сваю с Ω-образным поперечным профилем, профилированным краем с охватываемой формой и профилированным краем с охватывающей и охватываемое формой, изготовленную из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна. Механическую связь между первой и второй шпунтовыми сваями обеспечивает соединительный профиль. Соединительный профиль изготовлен из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна, и включает один профилированный элемент с охватывающей U-образной формой и профилированные элементы с охватываемой Т-образной формой. Первая шпунтовая свая, вторая шпунтовая свая и соединительный профиль закрыты сверху, по меньшей мере, одним П-образным профилем. Указанный П-образный профиль изготовлен из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна. Первая шпунтовая свая и вторая шпунтовая свая скреплены наружным горизонтальным силовым поясом. Согласно предложенному техническому решению соединительный профиль включает не менее трех профилированных элементов с охватываемой Т-образной формой. Наружный силовой пояс представляет собой, по меньшей мере, один полый профиль с прямоугольным поперечным сечением, изготовленный из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна. Профилированные элементы соединительного профиля с охватываемой и с охватывающей формой могут обеспечивать соединение с профилированными краями с охватывающей и охватываемой формой шпунтовой сваи, соответственно. В другом случае профилированные элементы соединительного профиля с охватываемой формой могут обеспечивать соединение с соответствующими профилированными краями первой и второй шпунтовой сваи с охватывающей формой.
Соединительный профиль углового узла шпунтового ограждения, изготовленный из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна, включает один профилированный элемент с охватывающей U-образной формой и профилированные элементы с охватываемой Т-образной формой, расположенные под углом друг относительно друга. Согласно предложенному техническому решению соединительный профиль включает не менее трех, профилированных элементов с охватываемой Т-образной формой. При этом, по меньшей мере, два упомянутых профилированных элемента с охватываемой формой расположены под прямым углом друг относительно друга, и, по меньшей мере, два упомянутых профилированных элемента с охватываемой формой расположены под острым углом друг относительно друга. Ножка каждого из упомянутых профилированных элементов с охватываемой формой непосредственно соединена с поверхностью профилированного элемента с охватывающей формой. Например, соединительный профиль углового узла шпунтового ограждения может включать первый, второй и третий профилированные элементы с охватываемой Т-образной формой, первый и второй из которых расположены друг относительно друга под прямым углом, а второй и третий - под острым углом. Форма профилированного элемента с охватывающей U-образной формой и профилированных элементов с охватываемой Т-образной формой, может соответствовать форме, приведенной на фиг.3.
Соответственно, предложенные технические решения поясняются чертежами.
Фиг.1 - Общий вид шпунтового ограждения и углового узла шпунтового ограждения.
Фиг.2 - Вид поперечного профиля шпунтовой сваи.
Фиг.3 - Вид поперечного профиля соединительного профиля углового узла шпунтового ограждения.
Шпунтовое ограждение представляет собой сплошную стенку из шпунтовых свай 1, забитых в грунт для предохранение его от разрушения и осыпания. Подобная стенка может быть сооружена вдоль берега естественного или искусственного водоема, котлована или выемки и т.п. Каждая из свай 1 выполнена с Ω-образным поперечным профилем и изготовлена из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна - стеклокомпозита. Использование указанного материала для изготовления свай 1, а также для изготовления иных конструкций шпунтового ограждения обеспечит сочетание прочностных свойств и сравнительно небольшой массы. Стенка, образованная шпунтовыми сваями 1 закрывается сверху несколькими П-образными профилями 2, изготовленными из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна, что обеспечивает защиту от деформации верхней грани стенки и стыков между шпунтовыми сваями 1. Забитые в грунт сваи 1 соединяются одна с другой посредством стыковки профилированного края с охватываемой формой и профилированного края с охватывающей формой (фиг.2). Дополнительно, стенка, образованная сваями 1, скрепляется наружным горизонтальным силовым поясом 3 и усиливается анкерами 4 (на схеме не показаны). Для обеспечения максимальных прочностных свойств и удобства монтажа, наружный силовой пояс 3 представляет собой последовательность полых профилей с поперечным сечением, также изготовленный из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна. В качестве поперечного сечения профилей, образующих силовой пояс, в большинстве случаев будет использовано квадратное сечение.
При изменении направления берега водоема, изменения направления склонов котлованов и выемок предусматривается использование углового узла 5 шпунтового ограждения, который образован двумя шпунтовыми сваями 1 и соединительным профилем (фиг.3), который обеспечивает механическую связь между двумя шпунтовыми сваями - первой и второй сваей 1. Как и было указано выше, шпунтовые сваи выполнены с Ω-образным поперечным профилем, профилированным краем с охватываемой формой и профилированным краем с охватывающей и охватываемое формой, и изготовленную из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна. Первая шпунтовая свая, вторая шпунтовая свая 1 и соединительный профиль также закрываются сверху одним П-образным профилем 2 или же несколькими П-образными профилями 2, которые также изготовлены из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна. Соединительный профиль при этом также изготовлен из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна, и включает один профилированный элемент с охватывающей U-образной формой и не менее трех профилированных элементов с охватываемой Т-образной формой (фиг.3). Первая шпунтовая свая и вторая шпунтовая свая 1 также как и прямая стенка скрепляются наружным горизонтальным силовым поясом 3, выполненным из необходимого количества полых профилей с прямоугольным поперечным сечением, также изготовленных из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна. В зависимости от топографии местности, на которой устанавливается шпунтовое ограждение посредством элементов соединительного профиля с охватываемой и с охватывающей формой может быть обеспечено соединение с профилированными краями с охватывающей и охватываемой формой шпунтовой сваи, соответственно. В другом случае элементы соединительного профиля с охватываемой формой могут обеспечивать соединение с соответствующими профилированными краями первой и второй шпунтовой сваи с охватывающей формой. Таким образом, будут обеспечены прочностные свойства шпунтового ограждения и довольно точный учет топографии местности при выполнении строительных работ.
1
2
1
2
1
2
Как и было указано выше шпунтовая свая 1 с Ω-образным поперечным профилем изготавливается из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна, и состоит из средней части 6 с трапециевидным поперечным профилем, в свою очередь состоящей из основания 7 и двух боковых сторон 8, расположенных с наклонами в наружные стороны относительно основания 7, а также первой 9 и второй 9 полки, каждая из которых является продолжением боковых сторон 8 и расположена параллельно основанию 7 средней части сваи. При этом первая полка 9 выполняется с профилированным краем с охватываемой Т-образной формой 11, а вторая полка 9 выполняется с профилированным краем с охватывающей U-образной формой 12. Профилированные края с охватываемой 11 и с охватывающей 12 формой обеспечивают соединение с соответствующим профилированным краем с охватывающей 12 и охватываемой 11 формой аналогичной шпунтовой сваи 1. Предпочтительный пример формы профилированных краев приведен на фиг.2. Таким образом, обеспечивается простое и надежное соединение шпунтовых свай при формировании шпунтового ограждения. Для лучшего прилегания профиля к грунту на поверхности основания 7 средней части, обращенной внутрь пространства, образованного основанием 7 и боковыми сторонами 8, выполнен, по меньшей мере, один выступ 10 (оптимально использование трех выступов). Аналогично, первая 9 и вторая 9 полки выполняются с одним или большим количеством выступов 10, расположенным на поверхности, обращенной в сторону основания средней части 7. Выступы на поверхности основания средней части, первой и второй полки в большинстве случаев будут выполнены со скругленными краями.
1
2
3
1
2
2
3
Как и было указано выше, соединительный профиль углового узла шпунтового ограждения изготовлен из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна, и включает один профилированный элемент с охватывающей U-образной формой 13 и не менее трех профилированных элементов с охватываемой Т-образной формой 14, расположенных под углом друг относительно друга. Профилированные элементы с охватываемой Т-образной формой 14 обеспечивают наиболее полный учет особенностей топографии местности при формировании угловых узлов. По меньшей мере, два упомянутых профилированных элемента с охватываемой формой 14 расположены под прямым углом друг относительно друга, и, по меньшей мере, два упомянутых профилированных элемента с охватываемой формой расположены под острым углом друг относительно друга. Например, соединительный профиль углового узла шпунтового ограждения может включать первый 14, второй 14 и третий 14 профилированные элементы с охватываемой Т-образной формой, первый 14 и второй 14 из которых расположены друг относительно друга под прямым углом, а второй 14 и третий 14 - под острым углом. Ножка 15 каждого из упомянутых профилированных элементов 14 с охватываемой формой непосредственно соединена с поверхностью профилированного элемента с охватывающей формой 13. Предпочтительный пример формы профилированных элементов приведен на на фиг.3.
Таким образом, предложенная группа технических решений позволит повысить качество ограждений, используемых при гидротехнических работах, земляных работах и эксплуатации естественных и искусственных водных путей.