Способ армирования грунта


 


Владельцы патента RU 2544199:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет" (ВолгГАСУ) (RU)

Предложенное изобретение относится к области строительства, а именно к укреплению армированием грунтов склонов, откосов, насыпей, оснований сооружений. Способ армирования грунта включает отсыпку, выравнивание, уплотнение грунтового слоя, устройство на поверхности грунтового слоя армирующих элементов и засыпку их грунтом следующего слоя. При этом устраиваемые на поверхности грунтового слоя насыпи армирующие элементы выполнены в виде бетонных плит, имеющие в своем теле вертикальные отверстия в виде усеченных к низу конусов, предназначенные для обеспечения фильтрационных процессов и повышения сцепления бетонных плит с грунтом после отсыпки насыпи. Бетонные плиты, устраиваемые на поверхности грунтового слоя насыпи, изготавливают заполнением бетонной смесью опалубки с размещенными внутри металлическими элементами в виде усеченных конусов, которые обеспечивают получение отверстий в бетонной плите. Причем внутренние размеры опалубки соответствуют внешним размерам бетонной плиты, а положение бетонной плиты в теле насыпи, количество и расположение отверстий в плите обусловлены заданным расчетом. При этом бетонная смесь в качестве крупного заполнителя и армирующего материала содержит отходы литейного производства в виде шлака. Техническим результатом является повышение устойчивости и эксплуатационной надежности грунтовой насыпи за счет повышения сил сцепления грунта насыпи с армирующим элементом.

 

Заявляемое изобретение относится к области строительства, а именно, к укреплению армированием грунтов склонов, откосов, насыпей, оснований сооружений.

Наиболее близким к заявленному изобретению по наибольшему числу основных существенных признаков и достигаемому техническому результату является способ армирования грунта, включающий укладку и засыпку грунтом армирующих лент, в котором армирующие ленты укладывают поперек насыпи на поверхность отсыпанного с выравниванием и уплотнением грунтового слоя и засыпают грунтом последующего слоя, один конец каждой армирующей ленты защемляют между габионами подпорной стенки, а другой выводят на противоположный откос насыпи, при этом армирующие ленты выполняют из полимерного материала, содержащего стальные проволоки, вытянутые вдоль поверхности армирующих лент, структурируют поперечными ребрами [Патент РФ №2482244, E02D 17/20 - прототип].

Недостатком способа является невозможность обеспечить равномерное по всей длине сцепление полимерных лент, содержащих стальные проволоки и структурированных поперечными ребрами, с грунтом насыпи, снижая тем самым воздействие на грунт сжимающих усилий, а следовательно, снижая устойчивость и надежность насыпи.

Недостатком способа также является сложность изготовления армирующих элементов, так как предусматривается раскрой на строительной площадке рулонного полимерного армированного материала на отдельные армирующие ленты с получением на концах нескольких полос и необходимостью последующего достаточно сложного крепления их в теле насыпи.

Кроме того, использование полимерной ленты, армированной стальной проволокой, увеличивает затраты на осуществление самого способа.

Технической задачей заявляемого способа является повышение устойчивости и эксплуатационной надежности грунтовой насыпи за счет повышения сил взаимодействия (сцепления) грунта насыпи с армирующим элементом при одновременном улучшении экологического состояния окружающей среды и снижении затрат на осуществление способа.

Техническая задача решатся тем, что в способе армирования грунта, включающем отсыпку, выравнивание, уплотнение грунтового слоя, устройство на поверхности грунтового слоя армирующих элементов и засыпку их грунтом последующего слоя, в котором устраиваемые на поверхности грунтового слоя насыпи армирующие элементы выполнены в виде бетонных плит, имеющих в своем теле вертикальные отверстия в виде усеченных к низу конусов, предназначенные для обеспечения фильтрационных процессов и повышения сцепления бетонных плит с грунтом после отсыпки насыпи, при этом бетонные плиты, устраиваемые на поверхности грунтового слоя насыпи, изготавливают заполнением бетонной смесью опалубки с размещенными внутри металлическими элементами в виде усеченных конусов, которые обеспечивают получение отверстий в бетонной плите, причем внутренние размеры опалубки соответствуют внешним размерам бетонной плиты, а положение бетонной плиты в теле насыпи, количество и расположение отверстий в плите обусловлены заданным расчетом, при этом бетонная смесь в качестве крупного заполнителя и армирующего материала содержит отходы литейного производства в виде шлака.

Сущность изобретения.

В грунтовых насыпях, состоящих из слабых грунтов, имеющих экстремальные геометрические параметры (высоту насыпи h, угол заложения откоса β), возникают области пластических деформаций, прогрессирование развития которых приводит к разрушению грунтового сооружения насыпи. Укрепление грунтов насыпей, склонов, откосов осуществляют армированием.

В предлагаемом способе армирование насыпей осуществляется бетонными плитами, устраиваемыми в теле насыпи. Бетонные плиты выполнены с отверстиями в виде усеченных к низу конусов, обеспечивающих протекание фильтрационных процессов и более прочное сцепление бетонных плит с грунтом после отсыпки насыпи. Бетонная смесь, из которой выполнены армирующие плиты, содержит в качестве крупного заполнителя отходы различных промышленных производств, например отходы литейного производства в виде шлаков, являющиеся армирующим материалом. По известным методикам определяют геометрические размеры и положение армирующих бетонных плит в теле насыпи, при котором обеспечиваются минимальные значения растягивающих напряжений, обеспечивая при этом процесс перераспределения напряжений в грунтовом массиве, который препятствует возникновению областей пластических деформаций, вызывающих разрушение насыпей, тем самым повышая степень устойчивости, а значит и долговечности грунтовых насыпей. Использование в бетонных плитах в качестве армирующего материала отходов промышленных производств не только решает вопрос утилизации промышленных отходов, но и значительно снижает затраты на осуществление способа.

Таким образом, армирование грунта насыпей, при котором обеспечивается процесс перераспределения напряжений в грунтовом массиве, препятствующий возникновению пластических деформаций, тем самым повышает устойчивость и эксплуатационную надежность, а следовательно, долговечность насыпей, что и является новым техническим результатом заявляемого способа.

Способ осуществляется следующим образом.

По известным методикам в соответствии с результатами расчетов определяют в насыпи размеры и положение армирующих плит. Затем по известной технологии производят отсыпку и уплотнение грунта до расчетной отметки расположения армирующей бетонной плиты, обеспечивая при этом заданное значение плотности грунта. На уплотненной поверхности грунта с помощью крана устанавливают сборно-разборную опалубку, включающую конические элементы из металла, устанавливаемые внутри опалубки, которые обеспечивают получение отверстий в бетонной плите. Внутренние размеры опалубки соответствуют внешним размерам плиты, устраиваемой в теле насыпи. Расположение отверстий внутри опалубки определяется в соответствии с заданным расчетом по известным методикам. В установленную таким образом опалубку при помощи насоса подается бетонная смесь, класс которой определятся нормативным документом. После твердения бетона производится переустановка опалубки и процесс повторяется. Поверх армирующих бетонных плит производят отсыпку и уплотнение следующего слоя насыпи.

Таким образом, армирование грунта насыпей по заявленному способу бетонными плитами с выполненными в них отверстиями позволяет повысить эксплуатационную надежность и долговечность грунтовой насыпи, а использование в качестве крупного заполнителя отходов промышленных производств обеспечивает утилизацию отходов и способствует улучшению состояния окружающей среды. Кроме того, использование отходов промышленных производств в виде шлаков в качестве армирующего материала в сравнении с металлической проволокой по прототипу, а также применение переналаживаемой оснастки с возможностью ее многократного использования позволяет значительно снизить затраты на осуществление способа, что также является преимуществами заявляемого способа.

Способ армирования грунта, включающий отсыпку, выравнивание, уплотнение грунтового слоя, устройство на поверхности грунтового слоя армирующих элементов и засыпку их грунтом следующего слоя, отличающийся тем, что устраиваемые на поверхности грунтового слоя насыпи армирующие элементы выполнены в виде бетонных плит, имеющих в своем теле вертикальные отверстия в виде усеченных к низу конусов, предназначенные для обеспечения фильтрационных процессов и повышения сцепления бетонных плит с грунтом после отсыпки насыпи, при этом бетонные плиты, устраиваемые на поверхности грунтового слоя насыпи, изготавливают заполнением бетонной смесью опалубки с размещенными внутри металлическими элементами в виде усеченных конусов, которые обеспечивают получение отверстий в бетонной плите, причем внутренние размеры опалубки соответствуют внешним размерам бетонной плиты, а положение бетонной плиты в теле насыпи, количество и расположение отверстий в плите обусловлены заданным расчетом, при этом бетонная смесь в качестве крупного заполнителя и армирующего материала содержит отходы литейного производства в виде шлака.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сетчатым армирующим рулонным материалам, предназначенным для образования армированных слоев в различных покрытиях, например дорожных, асфальтовых, бетонных и др.

Изобретение относится к области строительства и горного дела и может быть использовано при креплении уступов карьеров, строительстве дорог, тоннелей, подверженных воздействию грунтовых вод.
Изобретение относится к строительству сооружений, преимущественно на вечномерзлых грунтах и может быть применено для защиты основания на сильнольдистых вечномерзлых грунтах на слабом просадочном при оттаивании основании.

Изобретение относится к авто- и железнодорожному строительству, строительству аэродромов, объектов и сооружений различного назначения, ландшафтному строительству и может быть использовано для организации хранения и применения объемной георешетки при обустройстве основания дорожной одежды.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для защиты прибрежных зон, дорог и других народно-хозяйственных объектов от оползней и обрушений грунтовых массивов.

Изобретение относится к области гидротехнического, гражданского и промышленного строительства и может быть использовано при креплении откосов грунтовых плотин, каналов, в берегоукреплении, ландшафтных работах, защите склонов от водной эрозии.

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Способ включает ориентирование гибкого бетонного мата (ГБМ) по отношению к донной поверхности одной или другой его стороной в зависимости от типа грунта.

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано для защиты прибрежных зон, дорог и других народнохозяйственных объектов от оползней и обрушений грунтовых массивов.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для защиты прибрежных зон, дорог и других народно-хозяйственных объектов от оползней и обрушений.

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано для защиты прибрежных зон, дорог и других народнохозяйственных объектов от оползней и обрушений грунтовых массивов.

Изобретение относится к природоохранному обустройству горных и предгорных ландшафтов и может быть использовано в качестве анкеров для противоэрозионных и противооползневых сооружений, а также при чрезвычайных ситуациях. Способ установки проволочных анкеров характеризуется тем, что в грунт на требуемую глубину закручивают устройство, состоящее из сдвоенных полых труб, наружная из которых имеет равномерно расположенные выступы постоянного прямоугольного сечения, жестко закрепленные по боковой цилиндрической поверхности по винтовой линии с постоянным шагом. После достижения устройством требуемой глубины внутреннюю трубу вместе со связным грунтом изымают из наружной трубы с образованием полого пространства и удаляют из нее грунт. Далее в образованное полое пространство наружной трубы вставляют проволочный анкер с цилиндрическим оголовком и производится обратная засыпка грунтом на высоту h с последующим одеванием на проволоку анкера цилиндрических насадок, а наружную трубу по мере наращивания анкера выкручивают с помощью рукоятки. Технический результат состоит в повышении эффективности и надежности установки проволочных анкеров на склонах и оврагах. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.
Предлагаемое изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для предотвращения размыва откосов насыпей дороги концентрированным стоком воды с ее полотна. На полосу земли, непосредственно прилегающую к подошве насыпи, шириной 2,5-3,0 метра, одним-двумя проходами грейдера перемещают с полосы, находящейся от подошвы откоса на расстоянии 4,0-7,0 метров, плодородную почву до образования ее слоя 15-20 см. Затем землю вспахивают с полным оборотом пласта на глубину 50 см. При этом происходит ее рыхление и перемещение плодородного слоя почвы на глубину 20-50 см, а на поверхность выходит слой малоплодородного грунта, в дальнейшем препятствующий интенсивному развитию сорной травянистой растительности. В подготовленную почву высаживают лесопосадочной машиной низкорослый или стелящийся корнеотпрысковый кустарник, корни которого, попадая при посадке в плодородный почвогрунт, периодически увлажняющийся стекающей с полотна дороги водой осадков, интенсивно развиваются и дают корневые отпрыски, которые заселяют весь откос насыпи до его бровки. Технический результат - повышение эффективности укрепления откосов насыпи автомобильной дороги за счет скрепления грунта долговечными и прочными разветвленными корнями кустарниковых насаждений.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при открытой и комбинированной разработке месторождений твердых полезных ископаемых Севера. Техническим результатом является предотвращение растепления мерзлых пород нерабочих бортов уступов карьеров. Способ включает возведение трех искусственных элементов: противофильтрационного экрана, защитной бермы, защитного покрытия. Причем противофильтрационный экран создают путем бурения наклонных скважин большого диаметра в зимний период с верхней площадки наиболее подверженной растеплению стороны нерабочего борта уступа, параллельно поверхности склона на всю его высоту с последующим заполнением их ледовым щебнем, охлажденной пресной водой и проморозкой естественным холодом, а защитную берму возводят поверх устьевых частей скважин, начиная от верхней бровки уступа трапецеидального сечения расчетной высоты, с применением послойного намораживания вскрышных пород, которую в летний период, включая поверхность откоса уступа, для предотвращения растепления укрывают защитным покрытием, которое выполнено в виде съемного гибкого влаго-тепло- и светоотражающего мата, убираемого с наступлением зимы, толщину которого определяют из математического соотношения. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации линейных сооружений, например автомобильных и железных дорог, на склонах или искусственных откосах в условиях распространения оттаивающих многолетнемерзлых грунтов вследствие изменения их температурно-влажностного режима. Способ предотвращения деформаций линейных сооружений, возводимых на оползневых склонах или искусственных откосах на оттаивающих многолетнемерзлых грунтах, включает сооружение рабочей площадки, установку свай в грунт склона, объединение свай в единый ростверк. После погружения свай в грунт на свободном конце каждой сваи устанавливают железобетонный оголовок, а объединение свай в единый ростверк осуществляют путем установки вертикальной георешетки, жестко соединенной с оголовками свай и слоями горизонтальных георешеток, расположенных выше оголовков свай. Рабочую площадку от низа оголовков свай до первого слоя горизонтальной георешетки, а также промежутки между слоями георешеток заполняют щебнем с уплотнением. Установку горизонтальных георешеток производят с условием частичного их расположения в несмещающемся массиве грунта откоса или природного склона. Технический результат состоит в обеспечении предотвращения деформаций автомобильных и железных дорог на склонах и откосах в условиях оттайки многолетнемерзлых грунтов в процессе эксплуатации сооружений, снижении материалоемкости, реализации противооползневых мероприятий. 2 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям для защиты трубопроводов, проложенных на откосе, от ударных нагрузок, и может быть использовано при строительстве газопроводов в горной местности и в условиях вечной мерзлоты. Конструкция включает заполнитель в виде песка и/или камней, размещенный в выполненной в грунте откоса траншее, в которой проложен трубопровод, и слой из гибких бетонных плит, закрывающий упомянутую траншею. Слой бетонных плит размещен на расстоянии 0,5-3 м по вертикали от оси трубопровода. Гибкие бетонные плиты армированы георешетками, растянутыми с образованием ромбовидных ячеек, и связаны между собой тросами, а опирающиеся на поверхность грунта откоса плиты прикреплены к грунту анкерами. Технический результат - повышение устойчивости конструкции к ударным нагрузкам. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для улучшения физико-механических свойств дисперсных грунтов в зоне оползневых склонов возвышенных территорий от большого водонасыщения подземными водами с помощью противофильтрационного вертикального дренажа. Задачей изобретения является улучшение физико-механических свойств дисперсных грунтов оползневых склонов, защита от обводнения подземными водами, кооптация и самотечный отвод дренажных вод из зоны оползневой призмы возвышенной территории, упрощение технологии строительных процессов, сокращение трудоемкости, материалоемкости и энергоемкости строительных работ, снижение затрат на строительство и эксплуатацию сооружения. Способ вертикального дренажа заключается в том, что с помощью дренирующих свай осуществляется уменьшение поступления подземных вод в массив водонасыщаемого грунта. Дренирующие сваи формируют с системой самотечного отвода дренажных вод из зоны оползневого склона возвышенной территории в скважинах диаметром 0,4…0,8 метра. Скважины бурят на глубину 8…12 метров в водоносных слоях грунта с врезкой скважин в слой водонепроницаемого грунта на глубину 0,2…0,3 метра. Дренирующие сваи располагают вдоль верхней границы оползневой плоскости скольжения с шагом 1,5…3 метра, но не ближе трех диаметров дренирующей сваи. С помощью технологического кондуктора в скважину опускается герметичный пленочный пенал длиной 3,5…5 метров, диаметром на 0,25…0,35 метра больше диаметра скважины для временного крепления и уплотнения грунта стенок скважины, оборудованный вентилем и манометром контроля давления сжатого воздуха. Герметичный пленочный пенал наполняют сжатым воздухом высокого давления, а затем убирают технологический кондуктор. По оси расположения дренирующих свай закрытой проходкой из смотровых колодцев прокладывают проектную дренажную канализацию с прорезкой скважин над слоем водонепроницаемого грунта с использованием пластмассовых труб диаметром 150…250 мм, которые имеют перфорацию в лотковой их части. После завершения прокладки проектной дренажной канализации выпускают сжатый воздух из герметичных пленочных пеналов и вынимают их из скважин. Устанавливают в скважину загрузочную трубу для наполнения скважины местным грубодисперсным грунтом. Загрузочная труба состоит из цилиндрической части с диаметром на 0,1…0,15 метра меньше диаметра скважины и длиной 3,5…5 метров, а верхнюю часть выполняют конусообразной, высотой 0,5…0,6 метров с диаметром вверху на 0,45…0,55 метра больше диаметра скважины. Устье скважины на глубину 0,3…0,4 метра заполняют с уплотнением местным пылевато-глинистым грунтом. Таким образом, закрепление дисперсных грунтов в зоне оползневых склонов возвышенных территорий достигается защитой его объема от водонасыщения миграционным притоком подземных вод с помощью самотечного вертикального дренажа предлагаемой конструкции, что позволяет упростить технологию строительных процессов, сократить трудоемкость, материалоемкость и энергоемкость строительных работ, снизить затраты на строительство и эксплуатацию сооружения. 8 ил.

Изобретение относится к области лесного и сельского хозяйств, в частности к мелиорации и эрозии почв. В способе семена трав, кустарников или древесных пород смешивают с субстратом из мелкозема, перепревшего навоза, торфа или компоста и лесной почвы, отобранной в сосново-березовом лесу, в соотношении 1:1:1 (по объему). Полученную смесь помещают в двухслойные марлевые мешочки, которые увлажняют до сырого состояния и разбрасывают по поверхности склонов. По труднодоступным местам склонов смесь разбрасывают с применением авиации, например вертолетов. Способ обеспечивает создание устойчивого растительного покрова на склонах для стабилизации и замедления выветривания. 1 табл.

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации инженерных сооружений на оползневых склонах, находящихся в предельном состоянии, в условиях распространения многолетнемерзлых грунтов, и может быть использовано для предотвращения их деформаций, возникающих вследствие проявления оползневых процессов. Способ укрепления оползневых склонов на многолетнемерзлых грунтах включает выемку грунта верхней части склона. Толщину слоя грунта, вынимаемого в верхней части склона, выбирают равной глубине сезонного оттаивания грунтов склона. Выемку грунта производят с начала периода наступления положительных суточных температур, складирование извлеченного грунта осуществляют во временные насыпи, расположенные около трещин в нижней части склона. С начала периода наступления отрицательных суточных температур трещины, расположенные в нижней части склона и достигающие кровли многолетнемерзлых грунтов, расчищают с созданием уклона в направлении водосборного коллектора, при этом производят сплошное заполнение трещин фильтрующим теплопроводным материалом, с последующим прерывистым заполнением трещин складированным грунтом с уплотнением. По окончании периода сезонного промерзания грунтов осуществляют отсыпку грунта из насыпей с последующим уплотнением по всей поверхности нижней части склона, включая трещины. Технический результат состоит в укреплении оползневых склонов, находящихся в предельном состоянии, в условиях распространения многолетнемерзлых грунтов, с целью повышения их устойчивости и недопущения деформации оползневого массива грунтов. 2 ил.

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано в качестве анкеров при чрезвычайных ситуациях. Способ закрепления откосных креплений дамб включает проволочный анкер с наконечниками. Проволочный анкер забивается в грунт на гребне дамбы, а в местах перегиба под проволокой укладываются бетонные цилиндрические блоки, сама проволока пропускается под крепежом и закрепляется к откосному креплению дамбы. Технический результат состоит в повышении эффективности и надежности укрепления откосных креплений дамб, снижении трудоемкости и материалоемкости при проведении работ. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано в качестве анкеров при чрезвычайных ситуациях. Способ закрепления креплений дамб на низовом откосе включает проволочный анкер с наконечниками. Проволочный анкер с зонтиковым наконечником забивается в грунт на низовом откосе дамбы, а в местах перегиба под проволокой укладываются бетонные цилиндрические блоки, сама проволока пропускается под крепежом и закрепляется к откосному креплению дамбы. Технический результат состоит в повышении эффективности и надежности укрепления откосных креплений дамб, снижении трудоемкости и материалоемкости при проведении работ. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх