Габион

Полезная модель относится к области строительства укрепленных покрытий грунтовых поверхностей, может быть использовано для изготовления конструкций габионов и/или геосинтетических матрацев, применяемых для укрепления водоотводных канав от размыва, откосов, конусов мостов, оснований автомобильных дорог, аэродромов, промышленных и строительных площадок, а также береговых линий, русел водоемов, при благоустройстве и строительстве объектов гидротехнического, гражданского и промышленного строительства и т.п. Задачей настоящего изобретения является удешевление конструкции и снижение трудоемкости работ по укреплению покрытий грунтовых поверхностей. Габион выполнен в виде проволочного сетчатого каркаса 1, заполненного дисперсным материалом 2, преимущественно щебнем твердых пород. Дисперсный материал 2 заполнителя каркаса 1 выполнен в виде фракции щебня с нижним размером диапазона менее и/или равным размерам ячейки 3 сетки каркаса 1, а каркас 1 выполнен высотой 12-16 см и с размерами ячейки 3 сетки каркаса 7,5÷9×8÷11,5 см.(фиг.1). Кроме того, каркас 1 содержит, по крайней мере, один внутренний защитный слой 4, образованный фракцией щебня с нижним размером диапазона менее и/или равным размерам ячейки 3 сетки каркаса, а фракция щебня внутреннего защитного слоя 4 имеет диапазон 7,0÷10,0 см. Помимо того, каркас может содержать, по крайней мере, один внешний слой 5, образованный фракцией щебня с меньшим размером диапазона фракции щебня, образующего внутренний защитный слой. 1 н.п.ф., 3 з.п.ф., 3 илл.

Полезная модель относится к области строительства укрепленных покрытий грунтовых поверхностей, может быть использовано для изготовления конструкций габионов и/или геосинтетических матрацев, применяемых для укрепления водоотводных канав от размыва, откосов, конусов мостов, оснований автомобильных дорог, аэродромов, промышленных и строительных площадок, а также береговых линий, русел водоемов, при благоустройстве и строительстве объектов гидротехнического, гражданского и промышленного строительства и т.п.

Известен габион, состоящий из металлической сетчатой оболочки и заполнителя, в качестве которого использован гидравлически активный металлургический шлак (см. авторское свидетельство СССР 1141143, МПК Е02В 3/12, опубл. 23.02.1985 г.).

Недостатком известной конструкции является ограниченность его применения, так как в качестве заполнителя используется только металлургический шлак.

Известно армобутобетонное крепление, содержащее сетку и камни, при этом крепление состоит из армобутобетонных инертных блоков, разбитых в плане конструктивно-деформационными швами на квадраты или прямоугольники, взаимосвязанные между собой со всех четырех сторон сильнодеформируемой сеткой рабицей и образованные послойным чередованием плотно уложенных камней и высокопрочного раствора, в который уложена сетка рабица, причем размеры фракций камней от нижележащего слоя к вышележащему выполнены возрастающими, а размеры ячеек сетки рабицы не превышают размеров фракций камней нижележащего слоя, и величина их выполнена возрастающей от нижележащего слоя к вышележащему (см. патент РФ 2200793, МПК Е02В 3/12, E02D 17/20, опубл. 20.03.2003 г.).

Известная конструкция не технологична и трудоемка, так как требует приготовления высокопрочного раствора, ручной сортировки и укладки камней. Кроме того, это приводит к удорожанию процесса укрепления различных поверхностей.

Известен грунтогабион, включающий сетчатый каркас из металлической проволоки в форме блока с заполнителем, при этом в пределах сетчатого каркаса уложен внутренний чехол из синтетического геотекстильного материала или стеклоткани, а в качестве заполнителя используется дисперсный материал, в том числе теплоизолирующий, преимущественно уплотненный прессованием (см. патент РФ 2131493, МПК Е02В 3/12, Е02В 3/04, E02D 17/20, опубл. 10.06.1999 г.).

Известная конструкция также трудоемка и ограничена применением теплоизолирующего дисперсного материала, а также синтетического геотекстильного материала или стеклоткани, имеющих ограниченный срок службы и существенно повышающих стоимость конструкции.

Известна также конструкция габионов, в которой используется камень-заполнитель размером 125-200 мм (но не более 250 мм). Минимальный размер камня должен быть не меньше размера ячейки сетки. Допускается присутствие 5-7% камня меньшего размера, который должен находиться в центральной части габиона. Матрасы Рено толщиной 170, 230, 300 мм заполняются в один прием, без связывающих скоб. Габионы заполняются вручную или механизированно (см. Инструкция по сборке и установке габионов и матрацев Рено. - ООО «Габионы Маккаферри СНГ». Москва. 2003. - 11 с. [2]).

Недостатком известного технического решения является обязательное нормирование показателей размеров щебня и невозможность полного использования средних фракций щебня размером 70-100 мм.

Недостатками каменных габионов Маккафери являются ограниченность их применения, поскольку необходимо заполнение каркасов камнем большего размера, чем фракционированный щебень, что возможно только при наличии каменных карьеров, например в горных условиях со скальными породами или в руслах горных рек; высокая трудоемкость работ вручную при заполнении сеточных каркасов камнем с подбором лицевых облицовочных камней, высокая стоимость, поскольку конструкция связана с необходимостью использования дорогостоящего камня.

Известна конструкция клети, приспособленная для заполнения наполнителем для получения строительного блока, один из вариантов которой содержит имеющие с внутренней стороны облицовочный материал, сетчатые панели, соединенные с возможностью складывания по форме клети и раскладывания на плоскость, при этом панели соединены с возможностью перехода клети из сложенного положения в расправленное при раздвигании противолежащих панелей друг от друга (см. патент РФ 2073085, МПК E02D 29/02, Е02В 3/12, опубликовано: 10.02.1997 г.).

В известном техническом решении конструкции содержат по существу клети из проволочной сетки, образующие конфигурацию в виде строительного блока, которые заполняют скальной породой, камнем и булыжником и т.п. материалами. Камень обычно помещают непосредственно внутри поверхности клети с тем, чтобы он был видим сквозь клеть, и в этой связи камень обычно обрабатывают и укладывают в виде стенки с тем, чтобы он имел внешний вид повышенного качества, поскольку часто каменные поверхности оставляют открытыми.

Недостатком известного технического решения является обязательное нормирование показателей размеров камня и невозможность использования доступных на рынке и недорогих средних фракций щебня размером 70-100 мм.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является габион, выполненный в виде проволочных сетчатых каркасов, заполненных дисперсным материалом, преимущественно щебнем твердых пород фракцией не менее размеров ячейки габионной сетки (см. патент на полезную модель РФ RU 113278, опубликовано 10.02.2012)

Недостатком известной конструкции является высокий отход щебня при заполнении им внутреннего объема сетчатой конструкции.

Это обусловлено тем, что поставка фракции щебня происходит со значительной вариацией гранулометрического состава, из-за чего во фракции присутствует щебень более мелких фракций, который при устройстве габиона идет в отход.

Задачей настоящего изобретения является удешевление конструкции и снижение трудоемкости работ по укреплению покрытий грунтовых поверхностей.

Техническим результатом, достигаемым в результате решения поставленной задачи, является оптимизация размеров клети и ее ячеек за счет их соотнесения с размерами фракций щебня.

Поставленная задача достигается тем, что в габионе, выполненном в виде проволочного сетчатого каркаса, заполненного дисперсным материалом, преимущественно щебнем твердых пород, согласно полезной модели, дисперсный материал заполнителя каркаса выполнен в виде фракции щебня с нижним размером диапазона менее и/или равным размерам ячейки сетки клети, а сетчатый каркас выполнен высотой 12÷16 см и с размерами ячейки 7,5÷9×8÷11,5 см.

Кроме того, сетчатый каркас содержит, по крайней мере, один внутренний защитный слой, образованный фракцией щебня с нижним размером диапазона менее и/или равным размерам ячейки сетки каркаса, а фракция щебня внутреннего защитного слоя имеет диапазон 7,0÷10,0 см.

Помимо того, сетчатый каркас может содержать, по крайней мере, один внешний лицевой слой, образованный фракцией щебня с меньшим размером диапазона фракции щебня, образующего внутренний защитный слой.

Причем внутренний защитный слой в каркасе коробчатой и цилиндрической формы расположен на верхней и, по крайней мере, на одной боковой стороне, а в каркасе матрасно-тюфячной формы - на их верхней стороне.

Заявляемая совокупность признаков позволяет использовать щебень средних и мелких фракций за счет оптимизации размеров клети и ее ячеек путем их соотнесения с размерами фракций щебня.

Кроме того, заявляемая конструкция позволяет исключить ручную выборочную укладку заполнителя, так как можно использовать засыпку щебня, например, лопатой.

Это позволяет удешевить конструкцию и снизить трудоемкость работ по укреплению покрытий грунтовых поверхностей, а также расширить область применения конструкций клетей для устройства укрепительных, удерживающих, улавливающих, защитных конструкций, теплоизолирующих и других покрытий и подушек при мало отходном использовании более широкого диапазона фракций щебня.

Заявляемая конструкция габиона поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид конструкции, на фиг.2 и 3 - примеры размещения внутреннего защитного слоя в каркасах.

Позиции на чертежах означают следующее: 1 - сетчатый каркас; 2 - дисперсионный материал; 3 - ячейка сетки каркаса 1; 4 - внутренний защитный слой; 5 - внешний защитный слой.

Габион выполнен в виде проволочного сетчатого каркаса 1, заполненного дисперсным материалом 2, преимущественно щебнем твердых пород.

Дисперсный материал 2 заполнителя каркаса 1 выполнен в виде фракции щебня с нижним размером диапазона менее и/или равным размерам ячейки 3 сетки каркаса 1, а каркас 1 выполнен высотой 12-16 см и с размерами ячейки 3 сетки каркаса 7,5÷9×8÷11,5 см. (фиг.1).

Минимальные и максимальные размеры ячейки 3 и каркаса 1 в целом определены эмпирически в зависимости от обеспечения надежной работы габиона в условиях действия различных нагрузок.

При этом установлено, что минимальный размер 7,5×8 см. ячейки 3 обеспечивает заполнение каркаса 1 фракцией щебня с минимальным размером фракции 70 мм, что определяет достаточную величину прочности габиона.

При меньшем значении размера ячейки 3 каркас 1 заполняется более мелкими фракциями щебня, что может привести к потере прочности габиона, например, при вибрационных или знакопеременных нагрузках.

Размер ячейки 3 более 9×11,5 см. нецелесообразен, так как увеличивается риск просыпания фракционированного щебня через ячейки, что приводит к снижению производительности и повышенному расходу щебня.

Кроме того, при большем размере ячейки 3 снижается удерживающая способность каркаса 1, за счет вымывания или высыпания более мелких фракций щебня, размещенного между крупными фракциями, что снижает работоспособность габиона.

Размер высоты каркаса 1 также определен эмпирически в зависимости от условий работы каркаса и технологичности его изготовления.

При высоте каркаса 1 менее 12 см для его полноценного формирования требуются более мелкие фракции щебня, что может привести к снижению прочности и работоспособности габиона.

Высота каркаса 1 более 16 см приведет к необходимости увеличения либо размеров фракций щебня, либо к увеличению числа слоев щебня для полного заполнения каркаса 1, необоснованно увеличит габариты и вес габиона.

Кроме того, каркас 1 содержит, по крайней мере, один внутренний защитный слой 4, образованный фракцией щебня с нижним размером диапазона менее и/или равным размерам ячейки 3 сетки каркаса, а фракция щебня внутреннего защитного слоя 4 имеет диапазон 7,0÷10,0 см.

Помимо того, каркас может содержать, по крайней мере, один внешний слой 5, образованный фракцией щебня с меньшим размером диапазона фракции щебня, образующего внутренний защитный слой.

Таким образом, варьируя размером фракций щебня в пределах диапазона от 7,0 см до 10,0 см можно получить одно- или двухслойную конструкцию каркаса 1, содержащую внутренний защитный слой 4 и внешний слой 5.

При этом внутренний защитный слой 4 в каркасах коробчатой и цилиндрической формы расположен на верхней и, по крайней мере, на одной боковой стороне (фиг.2), а в каркасах матрасно-тюфячной формы - на их верхней стороне (фиг.3).

Каркас выполняется из стальной оцинкованной проволоки двойного кручения сечением 2,4 мм (класс цинка 3), что при небольших габаритах каркаса 1, например, 1 м×2,5 м×0,15 м, увеличивает прочность конструкции каркаса, что позволяет осуществить заполнение клети лопатой фракционированным щебнем, а не укладкой каменного материала вручную.

В процессе производства работ каркас 1 заполняют фракцией щебня с минимальным размером, не менее половины которого остается при просеивании на ячейках 3 каркаса 1, просеивают фракции щебня равной и/или менее размеров ячейки 2 каркаса 1, оставляют щебень с большими размерами фракций на нижней стороне габиона и идентифицируют ее как внешнюю сторону каркаса.

При необходимости собирают просеявшуюся часть, досыпают ее сверху и/или в середину каркаса 1, образуя внутренний слой каркаса 1.

Заявляемая конструкция габиона позволяет снизить расходы на ее изготовление, снизить трудоемкость работ по укреплению покрытий грунтовых поверхностей, а также расширить область применения конструкций габионов для устройства укрепительных, удерживающих, улавливающих, защитных конструкций, теплоизолирующих и других покрытий и подушек при мало отходном использовании более широкого диапазона фракций щебня.

Результатом использования заявляемой полезной модели является возможность получения положительного эффекта в повышении качества проектирования, изготовления и монтажа конструкции, что обеспечивает повышение несущей способности укрепляемых грунтов в зависимости от вида грунта и типа сооружений, а также уменьшает риск недостижения требуемого срока службы возводимых сооружений и устраиваемых конструкций.

1. Габион, выполненный в виде проволочного сетчатого каркаса, заполненного дисперсным материалом, преимущественно щебнем твердых пород, в котором дисперсный материал заполнителя в каркасе выполнен в виде фракции щебня с нижним размером диапазона менее и/или равным размерам ячейки сетки каркаса, а каркас выполнен высотой 12÷16 см и с размерами ячейки 7,5÷9×8÷12 см.

2. Габион по п.1, отличающийся тем, что каркас содержит, по крайней мере, один внутренний защитный слой, образованный фракцией щебня с нижним размером диапазона менее и/или равным размерам ячейки сетки каркаса, а фракция щебня внутреннего защитного слоя имеет диапазон 7,0÷10,0 см.

3. Габион по п.1, отличающийся тем, что каркас может содержать, по крайней мере, один внешний лицевой слой, образованный фракцией щебня с меньшим размером диапазона фракции щебня, образующего внутренний защитный слой.

4. Габион по п.1, отличающийся тем, что внутренний защитный слой в каркасах коробчатой и цилиндрической формы расположен на верхней и, по крайней мере, на одной боковой стороне, а в каркасах матрасно-тюфячной формы - на их верхней стороне.