Блок для подпорной стенки

Авторы патента:

E02D17/18 - возведение насыпей (E02D 17/20 имеет преимущество)

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при сооружении различных подпорных стенок, например, для дорожных насыпей.

Блок для подпорной стенки содержит устройство для связи с прилегающим грунтом, выполненное в виде одной или нескольких вертикальных сквозных полостей (в теле блока), заполненных сыпучим крупнозернистым материалом, при этом блок изготовлен из фибробетона с неметаллической фиброй, а поперечное сечение вертикальных сквозных полостей прямоугольное, причем поверхности полости, расположенные вдоль подпорной стенки, параллельны внешним поверхностям этой стенки. Соотношение «C» длин сторон поперечного сечения каждой вертикальной сквозной полости равно

где l и b - размеры полости соответственно вдоль и поперек лицевой поверхности подпорной стенки, м.

Новым в предложенной конструкции полезной модели является то, что блок выполнен не из железобетона, как в прототипе, а из фибробетона с неметаллической фиброй. Это позволяет более экономично и более эффективно обеспечить размеры блока. В прототипе оказывалось наиболее эффективным круглое сечение полости, в котором наилучшим образом удавалось обеспечить долговечность защитного слоя бетона. Но при круглом сечении толщина стенки определяется диаметром отверстия. Применение фибробетона в данной конструкции позволяет осуществить переход на полости прямоугольного поперечного сечения, вытянутыми вдоль стенки с указанным выше соотношением «C».

Технический результат предлагаемого решения определяется следующим.

Блок из фибробетона с неметаллической фиброй и с прямоугольными отверстиями вместо круглых позволяет избавиться от армирования блока металлической арматурой, повысить прочность, морозостойкость и водонепроницаемость бетона. Повышение указанных показателей бетона позволяет в надземной части стенки избавиться от гидроизоляции блоков. Отсутствие металлической арматуры устраняет необходимость в защитном слое бетона у блоков, что позволяет уменьшить их ширину. Кроме того, прямоугольные отверстия позволяют увеличить площадь, засыпаемую щебнем, и повысить тем самым силу прикрепления георешетки к подпорной стенке.

3 илл.

Известная подпорная стенка, содержащая лицевое ограждение, сложенное из стеновых блоков, имеющих поверхности с ребрами и ответными пазами, обращенными друг к другу в горизонтальной плоскости, и армогрунтовую конструкцию, выполненную в виде слоев уплотненного дренирующего грунта засыпки, переслаивающихся с армирующими элементами (Патент РФ 2140403, опубл. 27.10.99 г.).

Недостаток указанной конструкции подпорной стенки заключается в некачественных швах между блоками, плохом внешнем виде, ее нетехнологичности и большой длительности монтажа.

Известная дорожная насыпь с подпорной стенкой, способ ее сооружения и железобетонный блок для сооружения подпорной стенки (патент РФ на изобретение 2276230, опубл. 10.05.2006, бюлл. 13). Подпорная стенка разделена на слои, при этом каждый слой подпорной стенки выполнен с вертикальными сквозными полостями, заполненными крупнозернистым дренирующим материалом, а полотна плоской георешетки заведены между пустотелыми слоями подпорной стенки, при этом вертикальные полости смежных по высоте слоев подпорной стенки совмещены в плане. Слой подпорной стенки состоит из блоков, имеющих вертикальную сквозную одну полость или несколько.

Недостатки данного технического решения следующие:

- высокая удельная масса, примыкающей к стенке насыпи, что требует для выравнивания давления от насыпи и давления от стенки на грунтовое основание развития площади фундаментной плиты под блок;

- наличие круглых отверстий в блоках относительно малой площади затрудняет уплотнение щебня в блоках из-за трения щебеночной засыпки о стенки отверстий;

- металлическая арматура, которой армируются блоки требует гидроизоляции блоков, как в подземной, так и в надземной части стенок, что в зимних условиях затруднительно и требует применения специальной мастики;

- наличие металлической армирующей сетки в блоках требует наличия защитного слоя бетона, в результате не удается уменьшить ширину блоков.

Задачей предлагаемого технического решения является устранение указанных недостатков.

Для достижения этого блок для подпорной стенки выполнен в виде параллелепипеда, содержащего устройство для связи с прилегающим грунтом, выполненное в виде одной или нескольких вертикальных сквозных полостей, заполненных сыпучим крупнозернистым материалом, при этом блок изготовлен из фибробетона с неметаллической фиброй, при этом поперечное сечение вертикальной сквозной полости выполнено прямоугольным, причем поверхности полости, расположенные вдоль подпорной стенки, параллельны внешним поверхностям этой стенки, а соотношение «С» длин сторон поперечного сечения вертикальной сквозной полости равно

где l и b - размеры полости соответственно вдоль и поперек лицевой поверхности подпорной стенки, м.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где

на фиг.1 представлен блок для подпорной стенки, вид сверху;

на фиг.2 представлен блок для подпорной стенки, разрез I-I на фиг.1;

на фиг.3 представлена подпорная стенка для дорожной насыпи, сечение, перпендикулярное лицевой поверхности стенки.

Блок для подпорной стенки представляет собой прямоугольный параллелепипед (фиг.1, 2) с лицевой 1, внутренней 2, нижней 3, верхней 4 и двумя боковыми 5 поверхностями. Блок для подпорной стенки содержит устройство для связи с прилегающим грунтом, которое представляет собой ориентированные вертикальное полости 6, устроенные в теле блока, заполненные сыпучим крупнопористым материалом. Полости 6 являются сквозными между нижней 3 и верхней 4 поверхностями блока.

Для осуществления перемещения блока грузоподъемными устройствами в блоке предусмотрены строповочные петли 7, расположенные на верхней поверхности 4. Со стороны нижней поверхности 3 в блоке предусмотрены выемки 8, расположенные непосредственно под строповочными петлями 7. Габариты выемок 8 соответствуют габаритам строповочных петель 7. Из условий гарантированного уплотненного соединения смежных по высоте блоков высота h_м выемки 8 должна быть несколько больше высоты строповочной петли 7:

h_м=kh_n,

где k=1, 1÷1,5 - коэффициент условий работы, б/р;

h_n - высота строповочной петли, м.

С боковых сторон к блоку присоединены закладные детали 9 для анкеров.

Блок изготовлен из фибробетона с полипропиленовой фиброй. Фибра может быть из другого материала, но не из металла.

Блок для подпорной стенки предлагаемой конструкции предназначен для сооружения дорожной насыпи с подпорной стенкой, как единой системы (фиг.3).

Дорожная насыпь с подпорной стенкой содержит грунт насыпи 10, подпорную стенку 11 и опорную конструкцию 12. Грунт насыпи 10 на длине L, считая от внутренней поверхности подпорной стенки, разделен на слои 13 полотнами плоской георешетки 14. Подпорная стенка 11 разделена также на слои 15, которые совпадают со слоями 13 грунта насыпи и перекрыты едиными полотнами плоской георешетки 14. Каждый слой 15 подпорной стенки состоит из отдельных блоков. Слои подпорной стенки имеют вертикально ориентированные сквозные полости 6, которые в смежных слоях (и, таким образом, по всей высоте стенки) совмещены. Полости 6 заполнены крупнозернистым дренирующим материалом, например, щебнем. Подпорная стенка 11 установлена на фундаментной плите 16, которая через подушку 17 из непучинистого дренирующего грунта передает давление на естественное основание 18. На слабых грунтах основания возможен и другой вид фундамента, например, свайный. Возможен и случай, когда нижний слой подпорной стенки является одновременно ее фундаментом. При этом принимаются дополнительные конструктивные меры, например, устройство уплотненного слоя грунта под нижним слоем стенки. В верхней части подпорной стенки может располагаться карнизный блок 19. С внутренней стороны подпорной стенки 11 могут быть сооружены в пределах каждого слоя 15 щебеночные призмы 20, а в нижней призме 20 может быть устроена дренажная труба 21.

Опорная конструкция 12 может представлять собой либо дорожную одежду, либо железнодорожное полотно. Для увеличения несущей способности подпорной стенки и снижения ее деформируемости последняя может быть снабжена металлическими анкерами, смонтированными со стороны внутренней поверхности стенки и закрепленными за закладные детали 9 подпорной стенки.

Дорожная насыпь с подпорной стенкой работает следующим образом. Вертикальная нагрузка от опорной конструкции и от собственного веса грунта насыпи воспринимается грунтами основания. Собственный вес подпорной стенки также через фундамент воспринимается грунтами основания. Горизонтальное давление грунта насыпи от опорной конструкции и собственного веса грунта насыпи воспринимается полотнищами плоской георешетки, уложенными между слоями грунта насыпи и подпорной стенки. При этом заделка полотнищ плоской георешетки 14 между слоями подпорной стенки обеспечивается зацеплением их о щебень или другой крупнозернистый материал, расположенный в полостях слоев подпорной стенки. При необходимости дополнительная горизонтальная нагрузка может быть воспринята горизонтальными анкерами, закрепленными за закладные детали 9.

Блок монтируется на фундаменте или на предыдущие по высоте блоки таким образом, что полости 6 смежных по высоте блоков совмещаются, а строповочные петли 7 входят в выемки 8. В полость 6 засыпают и утрамбовывают щебень. Для заанкерирования в грунте предназначены слои плоской георешетки 14, которые заходят между смежными по высоте блоками и зажимаются щебнем, расположенным в полости. Закладные детали 9 служат для крепления дополнительных анкеров, размещаемых в теле грунта.

Главной особенностью блока предложенной конструкции является то, что он выполнен не из железобетона, как в прототипе, а из фибробетона с неметаллической фиброй. Это позволяет более экономично и более эффективно обеспечить размеры блока. В прототипе оказывалось наиболее эффективным круглое сечение полости. При этом наилучшим образом удавалось обеспечить долговечность защитного слоя бетона. Но при круглом сечении толщина стенки определяется диаметром отверстия. При применении фибробетона в данной конструкции возможен переход на полости прямоугольного поперечного сечения, вытянутыми вдоль стенки, т.е. соотношение «C» длин сторон поперечного сечения вертикальной сквозной полости равно

где l и b - размеры полости соответственно вдоль и поперек лицевой поверхности подпорной стенки, м.

Эффективность предлагаемого решения определяется следующим.

Блок из фибробетона из неметаллической фибры и с прямоугольными отверстиями вместо круглых позволяет избавиться от армирования блока металлической арматурой, повысить прочность, морозостойкость и водонепроницаемость бетона.

Повышение указанных показателей бетона позволяет в надземной части стенки избавиться от гидроизоляции блоков. При отсутствии армирования блоков металлом исчезает необходимость в защитном слое бетона у блоков, что позволяет уменьшить их ширину.

Замена круглых отверстий в блоках на прямоугольные позволяет при снижении ширины блока увеличить площадь отверстий, засыпаемых щебнем и повысить эффективность уплотнения щебня в блоках и увеличить площадь, а, следовательно, силу прикрепления армирующей насыпь георешетки к стенке. В целом применение в блоках фибробетона с неметаллической фиброй, замена круглых отверстий на прямоугольные позволило уменьшить ширину блока с 60 см до 50 см, уменьшить расход бетона на 40%, исключить полностью дорогостоящую металлическую арматуру, уменьшить ширину фундаментного блока, исключить гидроизоляцию надземной части блоков и снизить стоимость армогрунтовой стенки до 40%. Сколы бетона при транспортировке блоков практически ликвидировались.

Блок для подпорной стенки, имеющий форму параллелепипеда, содержащий устройство для связи с прилегающим грунтом, выполненным в виде одной или нескольких вертикальных сквозных полостей, заполненных сыпучим крупнозернистым материалом, отличающийся тем, что он изготовлен из фибробетона с неметаллической фиброй, при этом поперечное сечение вертикальной сквозной полости выполнено прямоугольным, причем поверхности полости, расположенные вдоль подпорной стенки, параллельны внешним поверхностям этой стенки, а соотношение «C» длин сторон поперечного сечения вертикальной сквозной полости равно