Шпунтовое ограждение, шпунтовая свая, угловой узел шпунтового ограждения, соединительный профиль углового узла шпунтового ограждения

Предложенная группа технических решений относится к области строительства и позволит повысить качество ограждений, используемых при гидротехнических работах, земляных работах и эксплуатации естественных и искусственных водных путей. Предложены шпунтовое ограждение, шпунтовая свая, угловой узел шпунтового ограждения, соединительный профиль углового узла шпунтового ограждения, изготовленные из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна, отличающиеся профилированием конструкций. 4 н.п., 9 з.п., 3 ил.

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 -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 -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 -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 -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 -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 -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 -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 -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.

Как и было указано выше шпунтовая свая 1 с -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 9₁ и второй 9₂ полки, каждая из которых является продолжением боковых сторон 8 и расположена параллельно основанию 7 средней части сваи. При этом первая полка 9₁ выполняется с профилированным краем с охватываемой Т-образной формой 11, а вторая полка 9₂ 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 9₁ и вторая 9₂ 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.

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 14₁, второй 14 ₂ и третий 14₃ профилированные элементы с охватываемой Т-образной формой, первый 14₁ и второй 14₂ из которых расположены друг относительно друга под прямым углом, а второй 14₂ и третий 14₃ - 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.

1. Шпунтовое ограждение, представляющее собой сплошную стенку из шпунтовых свай с -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, закрытую сверху, по меньшей мере, одним П-образным профилем, изготовленным из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна, отличающееся тем, что наружный силовой пояс представляет собой, по меньшей мере, один полый профиль с прямоугольным поперечным сечением, изготовленный из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна.

2. Шпунтовое ограждение по п.1, отличающееся тем, что силовой пояс представляет собой полый профиль с квадратным поперечным сечением.

3. Шпунтовая свая с -образным поперечным профилем, изготовленная из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна, и включающая среднюю часть с трапециевидным поперечным профилем, состоящую из основания и двух боковых сторон, расположенных с наклонами в наружные стороны относительно основания, 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, причем упомянутые профилированные края с охватываемой и с охватывающей формой обеспечивают соединение с соответствующим профилированным краем с охватывающей и охватываемой формой аналогичной шпунтовой сваи, отличающаяся тем, что на поверхности основания средней части, обращенной внутрь пространства, образованного основанием и боковыми сторонами, выполнен, по меньшей мере, один выступ, а продолжением боковых сторон средней части является первая и вторая полки, параллельные основанию средней части, с, по меньшей мере, одним выступом, выполненным на поверхности первой и второй полок, обращенных в сторону основания средней части, при этом первая полка выполнена с профилированным краем с охватываемой Т-образной формой, вторая полка выполнена с профилированным краем с охватывающей U-образной формой.

4. Шпунтовая свая по п.3, отличающаяся тем, что профилированный край с охватываемой формой и профилированный край с охватывающей формой соответствуют форме, приведенной на фиг.2.

5. Шпунтовая свая по п.3, отличающаяся тем, что на поверхности основания средней части выполнены три выступа.

6. Шпунтовая свая по п.3, отличающаяся тем, что на поверхности первой и второй полок выполнен один выступ.

7. Шпунтовая свая по любому из пп.3, 5 и 6, отличающаяся тем, что выступы на поверхности основания средней части, первой и второй полки выполнены со скругленными краями.

8. Угловой узел шпунтового ограждения, включающий первую шпунтовую сваю с -образным поперечным профилем, профилированным краем с охватываемой формой и профилированным краем с охватывающей формой, изготовленную из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна, вторую шпунтовую сваю с -образным поперечным профилем, профилированным краем с охватываемой формой и профилированным краем с охватывающей формой, изготовленную из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна, и обеспечивающий механическую связь между первой и второй шпунтовыми сваями соединительный профиль, изготовленный из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна, включающий один профилированный элемент с охватывающей U-образной формой и профилированные элементы с охватываемой Т-образной формой, при этом 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, а первая шпунтовая свая и вторая шпунтовая свая скреплены наружным горизонтальным силовым поясом, отличающийся тем, что соединительный профиль включает не менее трех профилированных элементов с охватываемой Т-образной формой, а наружный силовой пояс представляет собой, по меньшей мере, один полый профиль с прямоугольным поперечным сечением, изготовленный из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна.

9. Угловой узел шпунтового ограждения по п.8, отличающийся тем, что профилированные элементы соединительного профиля с охватываемой и с охватывающей формой обеспечивают соединение с профилированными краями с охватывающей и охватываемой формой шпунтовой сваи соответственно.

10. Угловой узел шпунтового ограждения по п.8, отличающийся тем, что профилированные элементы соединительного профиля с охватываемой формой обеспечивают соединение с соответствующими профилированными краями первой и второй шпунтовой сваи с охватывающей формой.

11. Соединительный профиль углового узла шпунтового ограждения, изготовленный из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна, и включающий один профилированный элемент с охватывающей U-образной формой и профилированные элементы с охватываемой Т-образной формой, расположенные под углом относительно друг друга, отличающийся тем, что включает не менее трех профилированных элементов с охватываемой Т-образной формой, причем, по меньшей мере, два упомянутых профилированных элемента с охватываемой формой расположены под прямым углом относительно друг друга, и, по меньшей мере, два упомянутых профилированных элемента с охватываемой формой расположены под острым углом относительно друг друга, а ножка каждого из упомянутых профилированных элементов с охватываемой формой непосредственно соединена с поверхностью профилированного элемента с охватывающей формой.

12. Соединительный профиль углового узла шпунтового ограждения по п.11, отличающийся тем, что включает первый, второй и третий профилированные элементы с охватываемой Т-образной формой, первый и второй из которых расположены относительно друг друга под прямым углом, а второй и третий - под острым углом.

13. Соединительный профиль углового узла шпунтового ограждения по п.11, отличающийся тем, что форма профилированного элемента с охватывающей U-образной формой и профилированных элементов с охватываемой Т-образной формой соответствует форме, приведенной на фиг.3.