Подпорная стена парусного типа

 

Сущность изобретения: подпорная стенка парусного типа, включает вертикальные опоры, которые объединены поверху распределительной балкой, горизонтальную плиту и парусную оболочку. Парусная оболочка выполнена из полотнищ стеклопластика и прикреплена верхним и нижним концами к распределительной балке и горизонтальной плите. Оболочка пригружена грунтом обратной засыпки. Концевые участки оболочки выполнены спрямленными и расположены относительно друг друга под острым углом, открытым к опоре. Распределительная балка выполнена по высоте составной из двух секций. Вертикальные опоры закреплены нижними концами в горизонтальной плите. Горизонтальная плита заанкерена в плотные грунты основания, или оперта на сваи. Верхний конец полотнища закреплен между секциями распределительной балки. Нижний конец прикреплен к верхней грани горизонтальной плиты. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 02 D 29/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4925401/33 (22) 08.04.91 (46) 23.07.93. Бюл. 1Ф 27 (76) lO.Ï.Êoæèí и В.И.Кадукин (56) А.Н.Тетиор "Облегченные подпорные стены в транспортном строительстве", M„

Транспорт, 1987, с,7, 17, 53-55, 58, 61, 66-67.

А,Я.Будин "Тонкие подпорные стенки", Л., Стройиздат, 1974, с.40-41, (54) ПОДПОРНАЯ СТЕ Н КА ПАРУСНОГО ТИПА (57) Сущность изобретения: подпорная стенка парусного типа, включает вертикальные опоры, которые объединены поверху распределительной балкой, горизонтальную плиту и парусную оболочку. Парусная оболочка выполнена иэ полотнищ стеклоИзобретение относится к строительству, в частности к инженерным сооружениям по закреплению неустойчивых скальноосыпных и земляных склонов и косогоров с тенденцией их оползневых подвижек, а также закреплению расползающихся откосов земполотна автомобильных и железных дорог в обычных и стесненных условиях их строительства с условиями залегания в основании слабых грунтов, грунтов средней плотности и плотных грунтов, а конкретно к подпорной стенке парусного типа.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности и устойчивость сооружения. Указанная цель достигается тем, что оболочка выполнена со спрямленными концевыми участками, расположенными под острым углом друг к другу с сопряжением их между собой по заданной кривой и наклоном верхних и нижних частей оболоч. Ы, 1830099 А3 пластика и прикреплена верхним и нижним концами к распределительной балке и горизонтальной плите, Оболочка пригружена грунтом обратной засыпки. Концевые участки оболочки выполнены спрямленными и расположены относительно друг друга под острым углом, открытым к опоре. Распределительная балка выполнена по высоте составной из двух секций. Вертикальные опоры закреплены нижними концами в горизонтальной плите. Горизонтальная плита заанкерена в плотные грунты основания, или оперта на сваи. Верхний конец полотнища закреплен между секциями распределительной балки. Нижний конец прикреплен к верхней грани горизонтальной плиты. 1 з.п.ф-лы, 3 ил, ки, обусловленным фактической эпюрой го- . ризонтальных сил активного давления грунта, а ее полотнища объединены между собой посредством соединительных элементов, распределительная же балка выполнена по высоте составной из двух секций, а верти-. кальные опоры закреплены нижними концами в горизонтальной плите и выполнены с увеличивающимся книзу поперечным сечением и при выполнении последних четырехугольным в сечении одна иэ его диагоналей ориентирована в плоскости действия сил активного давления грунта, а горизонтальная плита эаанкерена в плотные грунты основания, оперта на сваи, заглубленные в слабые грунты основания, при этом верхняя грань плиты расположена с уклоном к обратной засыпке, ее передняя и нижняя грани — с уклоном в противоположную сторону, верхний конец полотнища закреплен между сек1830099 циями распределительной балки, а нижний откоса, передней грани фундамента увеликонец прикреплен к горизонтальной плите чивает пассивный отпор грунта по передней посредством анкерных выпусков плиты и грани стены, а наклонная поверхность по выполнен с.вырезами или надрезами под подошве фундамента снижает активное стойки, причем, кромки надрезом закрепле- 5 давление сил от зпюры распора, а также от ны на соединительных анкерах плиты, по- весовой пригрузки фундамента. мимо указанного, выпуклость дуговой Выполнение же опор увеличивающим кривой оболочки направлена от опор и раз- сечением в направлении сверху вниз повымещена в зоне выше обреза фундамента, в шает жесткость опор, а ориентация одних свою очередь, соединительные элементы 10 парных противоположных ребер опор в навыполненыилиизарматурныхскрепок, или правлении действия сил активного давлеиз капроновой вязки, или из спаренных ли- ния грунта, иными словами, ориентация став оцинкованной стали, или из полимер- двух противоположных граней в стороны ного армированного материала на болтовых воздействия нагрузок активного давления соединениях. 15 грунта снижает их воздействие зв счет наСопоставительный анализ заявляемого клойа смежных граней от укаэанных ребер технического решения всравнении с прото- и увеличения погонной нагрузки на больтипом показывает, что предлагаемая конст- шую площадь опары и вовлекает пассивный рукция подпорной стенки парусного типа отпор по противоположным смежным гра- отличается отпрототипа тем, что она выпол- 20 ням опоры, Помимо указанного, ленточная ненаоптимальнымсечениембезеераспла- фундаментная плита, пригружаемая грунстанности за счет крепления полотнищ к том засыпки увеличивает удерживающий фундаментной плите, что снижает обьемы момент в зоне опор засчет снижения силоземляных разработок и удешевляет сто- . вого влияния на каждую изопорсостороны имость работ при этом, кроме того предло- 25 активного грунта засыпки пазух стены по женная компановка стены позволяет длине сооружения. Выполнение же фундавыполнять работы по ее строительству в ментной плиты заанкеренной в окальный стесненных условиях, что расширяет ее об- грунт основания позволяют использовать ласть применения, помимо этого позволяет эту конструкцию с плотными основаниями, избежать подрезки в особенности, неустой- З0 сваи же вмонтированные в грунт и заделанчиаых склонов для укладки плит по прототи- ные в фундаментную плиту обеспечивают пу, провоцирующих новые оползневые использование этого решения на слабых осподвижки,. что говорит о надежности и без- нованиях. опасности при производстве строительных Расположение полотнищ с принятой .работ. З5 конфигурацией в сечении по типу сопряжеКонструкция выполненная по данному ния прямых плоскостей направленных под техническому решению обеспечивает ее ис- острым углом с дугой плоскостной окружнопользование не только в гидротехническом сти, расположенной в зоне выше обреза строительстве, но и для закрепления не- фундамента, и выпуклостью в сторону от устойчивых склонов и косогоров, закрепле- 40 опор наиболее полно отвечает эксперименния грунтовых откосов подверженных тальным данным воздействия гориэонтальоползневым подвижкам и закрепления от- ной составляющей активного давления косое земполотна автомобильных и желез- грунта, что говорит об оптимальности данных дорог, обеспечивая техническому ной конфигурации. решению расширение функциональных 45 Использование по прототипу сопряжевозможностей конструкции. ния полотнищ путем склеивания секций паЗакрепление верхних частей полотни- руса в нахлестку полиэфирной смолой ща между спаренными распределительны- ограничивает возможности строителей, что ми балками упрощает процесс монтажных ведет при отсутствии смолы к простоям в работ как и закрепление нижних частей по- 50 работе, снижению производительности, ислотнищ к анкерным выпускам фундамент- пользование же соединения полотнищ на ных плит. арматурных скрепках или капроновой вязПомимо указанного. наклонная грань кой или спаренных листов оцинкованной фундамента, по ее обрезу, в сторону откоса стали или из полимерного армированного компенсирует часть активного давления, за 55 материала на болтовых соединениях обессчет возникающих составляющих реактив- печивает строителям применение того или ных сил весовой пригрузки грунта засыпки, иного вида соединения швов в зависимости увеличивая удерживающий момент стенки, . от наличия материалов без снижения произнаклонная же поверхность фундамента, а водительности труда и перебоев снабжеименно: наклонная поверхность s сторону ния.

1830099

Размещение опор в фундаменте на заданном расстоянии относительно его лицевой грани, по сечению стены. обеспечивает не только устойчивость конструкции, но и равномерность распределения давления по подош ве фундамента.

И наконец, выполнение вырезов в полотнищах упрощает процесс сопряжения последних с опорами в их нижней части.

На фиг.1 дан план стенки; на фиг.2— фасад; на фиг.3 — разрез по А-А фиг.1, Подпорная стенка парусного типа содержит: полотнища оболочки.из стеклопластика 1, выполненные со спрямленными концевыми участками 2, расположенные под острым углом друг к другу с сопряжением их между собой по заданной кривой в сечении, при этом верхние спрямленные концевые участки 2 полотнищ 1 закреплены к распределительным спаренным балкам 3, смонтированных и закрепленных, в свою очередь. на вертикальных опорах 4 по длине сооружения а нижние спрямленные концевые части 5 полотнищ 1 смонтированы на наклонной, в сторону откоса, плоскости 6 обреза фундаментной плиты 7, в которую вмонтированы по длине на заданном расстоянии вертикальные опоры 4 и на заданном расстоянии по ширине в сечении фундаментной плиты 7, причем при слабых основаниях плита 7 выполнена на сваях 8 (пунктирные линии) а на плотных скальных основаниях с анкеровкой 9 фундаментной плиты 7 и на средней плотности основаниях на фундаментах 8 без анкеровки, в свою очередь, опоры 4 выполнены круглыми квадратными или ромбовидными, причем квадратные или ромбовидные опоры 4, в сечении. смонтированные таким образом, что одна из пар противоположных ребер 10 направлена в плоскости действия горизонтальных сил активного давления грунта, при этом опоры 4; при необходимости выполнены увеличивающим сечением, в направлении сверху вниз, Кроме того фундаментная плита 7 выполнена с наклонными гранями, кроме указанной верхней грани 6, как по лицевой грани 11 с наклоном в сторону откоса, так и подошвенной грани 12 от откоса, помимо указанного, вертикальные швы 13 полотнищ 1 по высоте из скреплены на соединительных элементах 14 (арматурных скрепках, капроновой вязке, или спаренных листов оцинкованной стали или полимерного армированного материала на бытовых соединениях), кроме этого нижние концевые части 5 полотнищ 1 закреплены анкерными выпусками 15, заделанными по длине в фундаментную плиту 7 и также, при необходимости, нанизаны прямыми частями 5 на. риэонталъных сил активмогодавления грунта, а также добиться равномерного воздеиствия на полотнища недопуская перенапряжения в

50 опоры 4 с устройством вырезов или надрезов при обводке опор 4 с последующим закреплением мест надреза также на соединительных элементах 14, кроме того выпуклость дуговой средней части 16 полотнищ 1 направлена от опор 4 и размещена выше обреза 6 фундаментной плиты 7.

Вводная позиция; грани 17 опор 4 со стороны активного давления грунта. грани

18 опор 4 со стороны лицевой поверхности полотнищ 1; пригрузочный вес 19 от грунта засыпки, Подпорная стенка парусного типа работает следующим образом.

При активизации давления грунта, возникают силы стремящиеся сместить и оп рокинуть стенку со смещением пригрузочного веса грунта засыпки 19 баэирующего на сплошной фундаментной плите 7, в свою очередь пригрузочный вес грунта 19, оказывая воздействие на полотнище 1 стремится вывести из защемления как верхние части 2 полотнищ 1, заделанных внутри спаренных распределительных балок 3 так и нижние спрямленные концевые части 5 полотнищ 1, смонтированных на наклонной, в сторону откоса, верхней грани (плоскости) 6 обреза фундаментной плиты 7, при этом одновременно нагрузка от распределительных балок 3 ° учитывая их закрепление к вертикальным опорам 4 стремится изогнуть эти опоры, т,е. подвергнуть деформациям выше обреза 6 фундаментной плиты 7, так как нижний конец опоры 4 заделан в его тело 7. Однако, как полотнища 1, распределительные балки 3 опоры 4, фундаментная плита 7, так и конструкция в целом в заданной ее компановке находится в устойчивом состоянии как при расчете на опрокидывание, так и расчете на сдвиг, как на слабых грунтовых основаниях средней плотности и плотных основаниях. Устойчивому состоянию, KBK отдельных указанных конструктивных элементов так и в целом в сборе конструкции стены, способствуют ряд факторов, а именно: полотнища 1 выполненные со спрямленными концевыми участками 2, 5 под острым углом друг к другу и сопряжением в средней части между нами по кривой

16, выполненной в зоне уреза фундаментной плиты 7 с направлением концевых спрямленных участков 2, 5 по фактической эпюре активного давления грунта обеспечивает высотное увеличение пригруэки грунтом и засыпки 19 фундаментной плиты 7 соответствующее высотному увеличению ro1830099

40

55 них, обеспечивая эксплуатационную надежность полотнищ 1, Защемление же верхних спрямленных частей 2 полотнищ 1 в распределительной спаренной балке 3 позволяет обеспечить равномерное натяжение полотнищ 1 и упрощает процесс сборки конструкции, Надежному эащемлению полотнищ 1 эащемлению их нижних концевых частей 5 способствует как весовая пригрузка грунта засыпки 19, базирующаяся на фундаментной плите 7 так и защемление полотнищ их анкерными выпусками 15, заделанными в теле фундаментной плиты 7 на заданном расстоянии друг от друга, а также при необходимости, нанизыванием нижних спрямленных частей 5 на опоры 4 их вырезами или обводкой спрямленных частей 5 в зоне опор с устройством вырезов под опоры 4 и надрезом по плоскости нижней части 5 полотнища 1 для заведения и пропуска полотнищ

1 с последующим закреплением мест надреза на соединительных элементах 14.

При этом воздействующие силы на опоры 4 передающиеся от закрепленных балок

3 компенсированы не только их заданной жесткостью, но и расположением этих опор

4 своими противоположными ребрами 10 в плоскости действия сил, которые не только снижают активное давление грунта, за счет смежных граней 17 расположенных под углом и со стороны действия сил активного давления грунта, но и вовлекают силы пассивного отпора своими противоположными смежными гранями 18, расположенными со стороны лицевой поверхности полотнищ 1, помимо этого выполнение опор 4 с уширением, в направлении сверху вниз, в своем сечении также способствует увеличению их жесткости и недопущения скалывающих напряжений в зоне сопряжения с фундаментной плитой 7, одновременно. расположение опор 4 противоположными ребрами 10 в плоскости действия сил активного давления грунта по граням 17 возникают силы направленные в сторону створа опор 4, в особенности при квадратных опорах 4 в сечении, вызывая частичную компенсацию оползневых сил расположенных между опорами 4 по длине сооружения, что увеличивает устойчивость сооружения, помимо указанного весовая пригрузка грунта 19, расположенная по длине стены и базирующаяся на фундаментной плите 7 снижает силовое влияние на каждую из опор 4, по длине стены, со стороны активного давления грунта, повышая тем самым и устойчивость конструкции стены эа счет перераспределения этого давления и увеличения удерживающего момента. Важную роль в устойчивости стены играет сечение фундаментной плиты 7, в которой наклонная верхняя грань 6 в зоне обреза фундаментной плиты 7 не только снижает горизонтальные силы активного давления но и вызывает реактивные силы от весовой пригрузки 19 компенсируя часть активного давления грунта, наклон же лицевых граней

11 фундаментной плиты 7 повышает пассивный отпор по высоте фундамента 7, а наклон подошвенной грани 12 снижает как силы горизонтального на них воздействия так и силы по подошве 12 фундаментной плиты 7.

Выполнение же опор 4 на заданном расстоянии по ширине стены в сечении способствует равномерной нагрузке на подошву l2 фундаментной плиты 7, йри слабых грунтах а основании под подошвой 12 фундаментной плиты 7 выполнен фундамент 7 на сваях

8, а при плотных, скальных с анкеровкой 9 фундаментной плиты 7 s скальный грунт основания, при средней плотности на фундаментной плите 7 без анкеровки 9, что способствует выбору того или иного типа закрепления стены с грунтом основания в зависимости от грунтовых условий. Выполнение стенок с заданной их компановкой обеспечит их монтаж как в обычных так и стесненных условиях строительства, что делает конструкцию универсальной. Швы 13 стыкуемых полотнищ 1 по высоте стены, выполненные на соединительных элементах

14 (арматурные скрепки, капроновая вязка. или спаренные пластины из оцинкованной стали или полимерно армированных материалов на болтовых соединениях) обеспечивают строительным подразделениям выбор соединений в зависимости от наличия материала.

Использование предлагаемого технического решения позволит производить работы в стесненных условиях строительства за счет ликвидации распластанности конструкции в своем сечении; производить работы при любых основаниях склонов, косогоров, основаниях земполотна автомобильных и железных дорог за счет анкеровки фундаментной плиты в скальный грунт при скальных основаниях и без анкеровки — при прочих плотных грунтах, а также на слабых основаниях за счет забивки свай и заделки их в фундаментную плиту; обеспечить равномерное распределеwe нагрузки на полотнища эа счет заданной конфигурации оболочки в сечении стены максимально приближенной к фактической зпюре активного давления грунта, не допуская тем самым и перенапряжения в полотнищах повысив их эксплуатационную надежность;

1830099

45

55 динениях, упростить процесс монтажных работ и обеспечить надежное защемление верхних и нижних спрямленных частей полотнищ за счет составных распределительных балок, и закрепление нижних частей на анкерных выпусках фундаментной плиты, с учетом пригрузки от веса грунта; выполнение анкерной плиты в виде ленточной фундаментной плиты и смонтированной в створе опор позволяет вовлечь эту плиту в работу по обеспечению устойчивости стены как за счет заданного очертания фундаментной плиты так и перераспределения активного давления грунта со снижением силового влияния на каждую из опор; выполнение заданного очертания фун - даментной йлиты обеспечивает; а) за счет наклона передней грани фундаментной плиты в сторону склона увеличивается пассивный отпор грунта; б) за счет наклона грани по обрезу фундаментной плиты в сторону откоса компенсируется часть активного давления грунта за счет. вовлечения составляющих сил от разложения сил весовой пригрузки; наклонная подошвенная грань фундаментной плиты в стороны от склона снижает горизонтальную составляющую активного давления грунта, а также давление по подошве фундамента; размещение опор на заданном расстоянии по ширине фундаментной плиты обеспечивает получение равномерной нагрузки по подошве фундамента плиты; ориентация одной пары противоположных ребер квадратных или ромбовидных опор, в направлении активного давления грунта, снижает это давление приходящееся на опоры за счет давления оказываемого на наклонные грани опор с частично взаимокомпенсацией этого давления по составляющим силам активного давления грунта, а по противоположным граням опор — приводит к вовлечению пассивного горизонтального отпора снижая гибкость самих опор; опоры выполненные расширяющимися в направлении сверху вниз увеличивают их жесткость; стыковка полотнищ по высоте стены на соединительных элементах (капроновая вязка, арматурные скрепки, или спаренные пластины из оцинкованной стали или полимерных материалах на болтовых соединениях) обеспечивает в зависимости от наличия материалов выполнять соединение секций оболочки; устройство вырезов в нижней части полотнищ для нанизывания последней на опоры, с возможным огибанием опор при швах у опор дополнительно обеспечивает надежность защемления нижних частей полотнищ, Формула изобретения

1. Подпорная стенка парусного типа, включающая вертикальные опоры четырехугольного или круглого поперечного сечения, объединейные поверху распределительной балкой, горизонтальную плиту, парусную оболочку из объединенных между собой полотнищ стеклопластика, прикрепленную верхним и нижним концами соответственно к распределительной балке и горизонтальной плите, пригруженную грунтом обратной засыпки. отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и устойчивости сооружения. оболочка выполнена со спрямленными концевыми участками, расположенными относительно друг друга под острым углом, открытым к опоре, а ее полотнища объединены между собой посредством соединительных элементов, распределительная балка выполнена по высоте составной иэ двух секций, вертикальные опоры закреплены нижними концами в горизонтальной плите, выполнены с увеличивающимся книзу поперечным сечением и при выполнении последнего четырехугольным одна из его диагоналей ориентирована в плоскости действия сил активного давления грунта, а горизонтальная плита заанкерена в плотные грунты основания или оперта на сваи, или вмонтирована в сваи, заглубленные в слабые грунты основания, при этом верхняя грань плиты расположена с уклоном к обратной засыпке. ее передняя и нижняя грани — с уклоном в противоположную сторону, верхний конец полотнища закреплен между секциями распределительной балки, з нижний конец прикреплен к верхней грани горизонтальной плиты посредством анкерных выпусков плиты и выполнен с вырезами или надрезами под стойки, причем кромки надрезов закреплены на соединительных элементах.

2. Стенка по п.1, отличающаяся тем, что соединительные элементы выполнены или из арматурных скрепок, или из капроновой вязки, или из спаренных листов оцинкованной стали, или иэ полимерного армированного материала на болтовых сое1830099

Составитель Ю. Кожин

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Г. Кос

Редактор Г, Бельская

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2491 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5