НАСЫПЬ ОБЖАТОГО ПРОФИЛЯ С ОБЛИЦОВОЧНОЙ СТЕНКОЙ

Заявляемое в качестве полезной модели техническое решение относится к области строительной дорожной техники и может быть использовано при сооружении дорожных насыпей с армированным грунтом и облицовочной стенкой.
Насыпь является одним из элементов заявляемой конструкции и насыпается из щебня послойно с уплотнением в процессе строительства сооружения.
Известна дорожная насыпь с подпорной стенкой (аналог) по патенту России на полезную модель №71126 от 27.11.2007 г., МПК: E02D 17/18; E02D 29/02, опубликованному 27.02.2008 г., которая включает грунт насыпи, отсыпанный на естественной поверхности подстилающих грунтов и разделенный полотнами плоской георешетки на отдельные слои, подпорную стенку, расположенную с боковых или торцевой сторон насыпи, смонтированную на фундаменте и примыкающую к грунтам насыпи, опорную конструкцию в виде дорожного полотна или переходной плиты моста, уложенную непосредственно на грунт насыпи, причем подпорная стенка выполнена из одинаковых пустотелых блоков таким образом, что по ширине стенки установлен один блок, а по длине - такое количество блоков, которое необходимо для формирования стенки, при этом вертикальные сквозные полости в блоках совмещены по высоте стенки и заполнены крупнопористым дренирующим материалом, а высота блоков совпадает с высотой слоев грунта насыпи так, что разделяющие слои грунта полотна плоской георешетки заведены между пустотелыми блоками подпорной стенки, причем подпорная стенка имеет ломаное очертание по высоте и выполнена из основных и переходных блоков, имеющих одинаковое поперечное сечение, причем основные блоки расположены в пределах прямой части стенки и имеют параллельные верхнюю и нижнюю поверхности, которые при этом перпендикулярны внешней поверхности, а переходные блоки расположены в зоне перелома и имеют только одну верхнюю или нижнюю поверхность, перпендикулярную внешней поверхности. В данном аналоге приведен расчет зависимости угла перелома подпорной стенки и числа переходных блоков с количеством переломов в стенке.
Таким образом, конструкция дорожной насыпи с подпорной стенкой по патенту на полезную модель №71126 была разработана с целью расширения сферы применения, повышения прочности, долговечности конструкции подпорной стенки и снижения стоимости сооружения дорожной насыпи с подпорной стенкой.
Общие технологические особенности, роднящие данный аналог с заявляемым техническим решением, состоят в наличии облицовочной стенки и армированного грунта насыпи.
Недостатком аналога является отсутствие прочной связи грунтовых армирующих элементов и элементов облицовки с включением их в совместную работу.
Известна дорожная насыпь с подпорной стенкой, способ ее сооружения и железобетонный блок для сооружения подпорной стенки (прототип) по патенту России на изобретение №2276230 от 08.12.2004 г., МПК: E02D 17/18, 29/02; E01D 19/02, опубликованному 10.05.2006 г., которая включает грунт насыпи, отсыпанный на естественной поверхности подстилающих грунтов и разделенный полотнами плоской георешетки на отдельные слои, подпорную стенку, расположенную с боковых или торцевой сторон насыпи, смонтированную на фундаменте и примыкающую к грунтам насыпи, опорную конструкцию в виде дорожного полотна или плиты опоры моста, уложенную непосредственно на грунт насыпи, причем подпорная стенка разделена на слои, равные слоям грунта насыпи, каждый слой подпорной стенки выполнен с вертикальными сквозными полостями, заполненными крупнопористым дренирующим материалом, а полотна плоской георешетки заведены между пустотелыми слоями подпорной стенки, при этом при боковом симметричном расположении подпорной стенки каждый слой подпорной стенки снабжен дополнительными металлическими анкерами.
Таким образом, задачей создания устройства-прототипа было снижение материалоемкости сооружения, сокращение сроков строительства, повышение долговечности при одновременном обеспечении архитектурных требований, устойчивости и эксплуатационной надежности сооружения.
Однако несмотря на то, что авторы устройства-прототипа критикуют наличие бетонного блока подпорной стенки по своему прототипу, патенту РФ на изобретение №2140483 в связи с необходимостью использования большого объема бетона и соответствующего снижения долговечности и плохого внешнего вида сооружения, они также предлагают использование бетона в виде железобетонного блока. Можно сделать вывод о том, что устройство-прототип недостаточно универсально.
Общие близкие признаки прототипа и заявляемого технического решения - это наличие армированного грунта, анкеров и наличие облицовочной стенки.
Главное отличие заявляемого технического решения - в прототипе облицовочная стенка является самонесущей отдельной конструкцией, что приводит к необходимости по мере увеличения высоты стены применять более материалоемкие элементы повышенной прочности, так как элементы нижних ярусов воспринимают нагрузку от всех вышележащих ярусов стены.
В заявляемой конструкции вес плит облицовки посредством прикрепленных к ним грунтовых армирующих элементов передается на грунт насыпи, разгружая стенку от собственного веса, что одновременно приводит к эффекту объемного обжатия грунта насыпи и повышению его несущей способности. Для закрепления насыпей небольшой ширины, в заявляемой конструкции предусматривается дополнительное прикрепление грунтовых армирующих элементов к грунтовым анкерам, заранее внедренным в тело коренного склона, при этом необходимость применения грунтовых анкеров определяется расчетом.
Цель разработки заявляемого технического решения - создание конструкции дорожной насыпи обжатого профиля с облицовочной стенкой с эффектом повышения несущей способности грунта насыпи за счет его объемного обжатия армирующими элементами и одновременной разгрузкой панелей облицовки от собственного веса вышележащих панелей.
Техническая задача - достижение возможности связи грунтовых армирующих элементов и плит облицовки с включением их в совместную работу путем создания единого комплекса в виде насыпи обжатого профиля.
Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что дорожная насыпь обжатого профиля с облицовочной стенкой включает грунт насыпи, отсыпанной на спланированной поверхности подстилающих грунтов, опорную конструкцию в виде дорожного полотна или плиты опоры моста, уложенную непосредственно на грунт насыпи, содержащей в себе армирующие элементы, облицовочную стенку из отдельных панелей, смонтированную с опорой на сборный фундамент из выравнивающих башмаков, при этом панели облицовки по периметру имеют гребни, которые при монтаже формируют ровную лицевую плоскость. Узлы крепления армирующих элементов располагаются рядами на внутренней плоскости стенки, и после присоединения к ним армирующих элементов, образуют армирующие слои, каждый из которых по мере монтажа последовательно засыпается щебнем с уплотнением. При сооружении насыпей небольшой ширины, в которых длина армирующих элементов меньше высоты сооружаемой насыпи, в заявляемой конструкции предусматривается дополнительное прикрепление армирующих элементов к грунтовым анкерам, заранее внедренным в тело коренного склона. В случае образования пазухи между насыпью обжатого профиля и коренным склоном, она заполняется местным грунтом с уплотнением.
Заявляемое техническое решение проиллюстрировано Фиг. 1 конструкции насыпи обжатого профиля, где:
1 - выравнивающий башмак;
2 - панель облицовки;
3 - узел крепления армирующего элемента;
4 - армирующий элемент;
5 - грунтовый анкер;
6 - тело насыпи из щебня;
7 - засыпка местным грунтом.
Насыпь обжатого профиля с облицовочной стенкой содержит насыпь из щебня 6, облицовочную стенку из жестких железобетонных панелей облицовки 2, нижний ряд которых опирается на линейный сборный фундамент из выравнивающих башмаков 1, предназначенных для формирования ровной или ступенчатой опорной поверхности. Панели облицовки 2 имеют гребни, которые при монтаже формируют ровную лицевую плоскость. С тыльной стороны панелей имеются узлы крепления 3 в виде прочных петель, к которым крепятся армирующие элементы 4 в виде полос, сеток или линейных тяг, связывающих панель облицовки 2 с щебнем насыпи 6 и грунтовыми анкерами 5, предварительно внедренными в откос. Панели облицовки 2 монтируются рядами, начиная с нижнего, при этом узлы крепления армирующих элементов 3 также располагаются рядами, и после присоединения армирующих элементов 4 образуют армирующие слои, каждый из которых по мере монтажа последовательно засыпается щебнем с уплотнением.
Конструкция насыпи обжатого профиля с облицовочной стенкой работает следующим образом.
Вертикальная нагрузка от опорной конструкции и от собственного веса грунта насыпи 6 воспринимается грунтами основания. Собственный вес облицовочной стенки через армирующие элементы 4 передается грунту насыпи и далее воспринимается грунтами основания. Горизонтальное давление грунта насыпи от опорной конструкции и собственного веса грунта насыпи воспринимается армирующими элементами 4, уложенными между слоями грунта насыпи. При этом заделка армирующих элементов между слоями обеспечивается зацеплением их о щебень насыпи. При необходимости дополнительная горизонтальная нагрузка передается грунтовым анкерам 5, предварительно внедренным в откос коренного грунта.
По сравнению с известными, предлагаемая конструкция обладает универсальностью, допускает сооружение многоярусных насыпей с облицовочными стенками неограниченной высоты.
Возможность многократного воспроизведения заявляемой конструкции проистекает из способа ее промышленной комплектации, что позволяет воспроизводить дорожную насыпь обжатого профиля с облицовочной стенкой при необходимости в разных природных условиях.
Подобное сочетание универсальности, достижения возможности многократного воспроизведения с относительной простотой комплектации в прототипе не достигнуто.
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение соответствует критериям «новизна» и «промышленная применимость».