Берегоукрепительное сооружение из унифицированных армированных бетонных блоков для горных водотоков с выходом в акваторию

Использование: строительные работы, связанные с регулированием и использованием рек и течений преимущественно горных рек и водотоков, пересыхающих в жаркую сухую погоду и разливающихся во время паводков), и может быть использовано при монтаже берегоукрепительных сооружений для защиты берегов и откосов от размыва и обрушения. Сущность: создание берегоукрепительного сооружения для защиты горных водотоков с использованием различных видов составных функциональных элементов и средств производства, приведенных к наименьшему числу типоразмеров, марок и форм (унификация, единообразие) для упрощения монтажных работ и сокращения сроков строительства. Технический результат: повышение надежности монтажа при относительной простоте строительства из унифицированных строительных элементов. 1 с. и 4 з.п. ф-лы, 2 фиг.

Техническое решение относится к строительным работам, связанным с регулированием и использованием рек и течений (преимущественно горных рек и водотоков, пересыхающих в жаркую сухую погоду и разливающихся во время паводков), и может быть использовано при монтаже берегоукрепительных сооружений для защиты берегов и откосов от размыва и обрушения.

Как показало затопление г. Крымска (Краснодарский край) в 2012 г., проблема защиты населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий от паводков горных рек стоит весьма актуально, особенно для Российского Черноморского побережья в районах г.г. Сочи, Туапсе, Геленджика.

При этом основными требованиями при возведении берегоукрепительных сооружений являются надежность конструкции и максимально сжатые сроки строительства (в летний период при сухом русле горных рек), которые могут быть реализованы лишь при максимальной унификации строительных блоков и их оперативной доставке к месту строительства. Немаловажным фактором технического результата является также простота изготовления, доставки и монтажа строительных блоков.

Как известно [9], к берегоукрепительным сооружениям относятся береговые одежды и береговые стенки. Известная технология [3, 9] возведения монолитных укреплений путем бетонирования берегов и откосов весьма трудоемка, их монтаж требует продолжительного времени, а демонтаж таких сооружений для последующего использования невозможен.

Запатентованные известные берегоукрепительные сооружения [4, 6, 8] не учитывают требований унификации используемых сборных элементов (плит) а закрепление смежных плит покрытий посредством свай и специальных замковых соединений [7] является сложным и дорогостоящим. Плитное покрытие известных устройств, как правило, включает лишь один ряд арматурных элементов (см. например [5]), что снижает надежность и прочность конструкций при больших нагрузках.

Комбинированное крепление откосов [2] содержит армированные плиты, связанные сеткой-рабицей, что снижает надежность крепления смежных блоков. Вопрос об унификации строительных блоков в [2] не рассматривается.

Известное берегоукрепительное сооружение [1] по патенту RU 79113 U1, 20.12.2008, принятое за прототип, содержит армированные бетонные блоки, установленные рядами на спланированное основание, при этом смежные блоки жестко скреплены между собой посредством сварки с последующей заделкой сварных швов бетоном.

Однако, берегоукрепительное сооружение [1] обладает недостаточной надежностью скрепления смежных элементов (отсутствие двойного армирования) и большой материалоемкостью (блоки - тела в виде бетонных кубов). При этом вопросы унификации строительных блоков, доставки их к месту монтажа берегоукрепительного сооружения, а также минимизации сроков строительства не рассматриваются. Недостатки устройства [1], особенно в случае весьма ограниченного срока строительства, препятствуют использованию такой технологии при монтаже берегоукрепительного сооружения для горных водотоков.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в создании берегоукрепительного сооружения для защиты горных водотоков с использованием различных видов составных функциональных элементов и средств производства, приведенных к наименьшему числу типоразмеров, марок и форм (унификация, единообразие) для упрощения монтажных работ и сокращения сроков строительства надежного сооружения.

Основной технический результат предложенного

берегоукрепительного сооружения - повышение надежности монтажа при относительной простоте строительства из унифицированных строительных элементов. Синергия использования унифицированных составных блоков с надежностью их стыковочных соединений позволяет существенно сократить сроки возведения такого гравитационного берегоукрепительного сооружения при снижении трудоемкости и стоимости работ. Унификация строительных блоков и их типоразмеры обеспечивают возможность оперативной транспортировки их грузовым автотранспортом, а при необходимости -демонтаж и перемещение сооружения в заданный район (например, при изменении русла горных водотоков).

Технический результат достигается следующим образом.

Берегоукрепительное сооружение содержит армированные бетонные блоки, установленные рядами на спланированное основание, при этом смежные блоки жестко скреплены между собой посредством сварки с последующей заделкой сварных швов бетоном.

Отличительной особенностью берегоукрепительного сооружения является то, что армированные бетонные блоки выполнены унифицированными в виде блоков двух типов: прямоугольных плит для монтажа береговой одежды и плоской части дна сооружения и Г-образных железобетонных блоков для монтировки береговых стенок и примыкающего к береговой стенке участка дна с возможностью транспортировки плит и блоков грузовым автотранспортом, при этом прямоугольные плиты выполнены с размерами 3000×1500×300 мм, Г-образные блоки смонтированы из двух жестко сопряженных ортогональных плит с размерами 3000×1500×300 мм и 1500×1500×300 мм. Прямоугольный арматурный каркас блоков выполнен в виде шахматной сетки из арматурных элементов диаметром 18 мм с шагом 200 мм с выступающими за края плит в направлении смежных блоков на 300 мм элементами арматуры. Причем армирование выполнено двойным по верхней и нижней граням плит, а стыковочные соединения смежных плит и блоков выполнены посредством сварки арматуры и омоноличивания узлов стыковки высокопрочным бетоном на основе сульфатостойкого цемента.

При этом железобетонные плиты и Г-образные блоки снабжены грузоподъемными петлями, размещенными в нишах плит и в торцах Г-образных блоков.

Отличием сооружения также является то, что в местах стыковки смежных плит и (или) блоков выполнены дренажные каналы.

Кроме того, берегоукрепительное сооружение отличается тем, что дно сооружения, смонтированное из железобетонных прямоугольных плит по направлению водотока, выполнено с возможностью перемещения по нему строительных машин и механизмов.

В конкретных случаях реализации берегоукрепительного сооружения его береговая одежда у выхода водотока в акваторию снабжена мостовой конструкцией и парапетом, смонтированными из унифицированных прямоугольных плит и Г-образных блоков и облицованными декоративным покрытием, например диким камнем.

На фиг.1 приведена общая конструктивная схема берегоукрепительного сооружения, на фиг.2 и 3 предоставлены соответственно схемы прямоугольной плиты (фиг.2) и Г-образного блока (фиг.3) с иллюстрацией строения их арматурных каркасов.

Использованы следующие обозначения:

1 - прямоугольные плиты;

2 - Г-образные железобетонные блоки;

3, 4 - сопряженные ортогональные плиты Г-образного блока;

5 - арматурный каркас;

6 - арматурные элементы;

7 - стыковочные соединения;

8 - грузоподъемные петли;

9 - дренажные каналы.

Защита берегов горных водотоков с выходом в акваторию от размыва и обрушения осуществляется берегоукрепительным сооружением следующим образом.

Изготовленные унифицированные армированные бетонные блоки двух типов: прямоугольные плиты 1 и Г-образные железобетонные блоки 2 транспортируются грузовым автотранспортом на участок возведения берегоукрепительного сооружения. Строительные блоки 1 и 2 устанавливаются на спланированное (экскаватором, бульдозером) основание рядами, а смежные блоки скрепляются между собой. При этом прямоугольные плиты 1 с размерами 3000×1500×300 мм используются для монтажа береговой одежды и плоской части дна сооружения, а Г-образные блоки 2, смонтированные из двух жестко сопряженных ортогональных плит 3, 4 с размерами 3000×1500×300 мм и 1500×1500×300 мм, используются для монтировки береговых стенок и примыкающего к береговой стенке участка дна (фиг.1). Арматурные элементы 6 арматурного каркаса 5 установленных блоков выступают за края плит 1, 2, 3 в направлении смежных блоков на 300 мм и посредством сварки арматуры и омоноличивания узлов образуют стыковочное соединение 7. Арматурный каркас блоков 1, 2, 3 выполнен в виде шахматной сетки из арматурных элементов 6 диаметром 18 мм с шагом 200 мм (фиг.2), а армирование выполнено двойным по верхней и нижней граням плит, что повышает надежность стыковочных соединений 7, в которых при омоноличивании выполнены дренажные каналы 9. Грузоподъемные петли 8, размещенные в нишах плит 1 и в торцах Г-образных блоков 3 служат для погрузки-выгрузки строительных блоков и их установи подъемным краном-плитоукладчиком.

При установке унифицированных прямоугольных плит 1 дна и береговой одежды возможно размещение плит по ширине 3; 4,5; 6; 7,5; 9,м, что позволяет варьировать число устанавливаемых блоков в зависимости от ширины водотока. Типоразмеры прямоугольных плит 1, смонтированных на днище берегоукрепительного сооружения, позволяют размещаться (и перемещаться) строительным машинам и механизмам (кран-плитоукладчик, бетоновоз и др.), что облегчает и ускоряет дальнейший процесс строительства.

За рабочий день из унифицированных блоков может быть смонтировано от 10 до 50 погонных метров берегоукрепительного сооружения в зависимости от ширины горного водотока и структуры горных пород.

При наличии в водотоке воды (русло не пересохло) возможно возведение обводного канала рядом с руслом.

В конкретных случаях реализации берегоукрепительного сооружения его береговая одежда у выхода водотока в акваторию снабжена мостовой конструкцией и парапетом, смонтированными из унифицированных прямоугольных плит и Г-образных блоков и облицованными декоративным покрытием, например диким камнем.

Таким образом, из описания берегоукрепительного сооружения и его функционирования следует, что достигается его назначение с указанным техническим результатом (унификация блоков, надежность их скрепления, простота монтажа при сокращении сроков строительства, снижении трудоемкости и стоимости работ), который находится в причинно-следственной связи с совокупностью существенных признаков.

ИСТОЧНИКИ ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИ I. Прототип и аналоги:

1. RU 79113 U1, 20.12.2008 (прототип).

2. RU 2189421 С2, 20.09.2002 (аналог).

3. SU 1266922 А1, 30.11.1986 (аналог).

II. Дополнительные источники по уровню техники:

4. RU 78814 U1, 10.12.2008.

5. SU 1307021 А1, 30.04.1987.

6. RU 22150087 С2, 27.10.2003.

7. SU 1486553 А1, 15.06.1989.

8. SU 1355655 А1, 30.11.1987.

9. Морской энциклопедический справочник: В 2-х томах. Том 1/Под ред. Н.Н.Исанина. - Л.: Судостроение, 1987, 512 с.(см.: Берегоукрепительные сооружения, с.75-76).

1. Берегоукрепительное сооружение, содержащее армированные бетонные блоки, установленные рядами на спланированное основание, при этом смежные блоки жестко скреплены между собой посредством сварки с последующей заделкой сварных швов бетоном, отличающееся тем, что армированные бетонные блоки выполнены унифицированными в виде блоков двух типов: прямоугольных плит для монтажа береговой одежды и плоской части дна сооружения и Г-образных железобетонных блоков для монтировки береговых стенок и примыкающего к береговой стенке участка дна с возможностью транспортировки плит и блоков грузовым автотранспортом, при этом прямоугольные плиты выполнены с размерами 3000×1500×300 мм, Г-образные блоки смонтированы из двух жестко сопряженных ортогональных плит с размерами 3000×1500×300 мм и 1500×1500×300 мм, прямоугольный арматурный каркас блоков выполнен в виде шахматной сетки из арматурных элементов диаметром 18 мм с шагом 200 мм с выступающими за края плит в направлении смежных блоков на 300 мм элементами арматуры, причем армирование выполнено двойным по верхней и нижней граням плит, а стыковочные соединения смежных плит и блоков выполнены посредством сварки арматуры и омоноличивания узлов стыковки высокопрочным бетоном на основе сульфатостойкого цемента.

2. Берегоукрепительное сооружение по п.1, отличающееся тем, что железобетонные плиты и Г-образные блоки снабжены грузоподъемными петлями, размещенными в нишах плит и в торцах Г-образных блоков.

3. Берегоукрепительное сооружение по п.1, отличающееся тем, что в местах стыковки смежных плит и (или) блоков выполнены дренажные каналы.

4. Берегоукрепительное сооружение по п.1, отличающееся тем, что дно сооружения, смонтированное из железобетонных прямоугольных плит по направлению водотока, выполнено с возможностью перемещения по нему строительных машин и механизмов.

5. Берегоукрепительное сооружение по п.1, отличающееся тем, что его береговая одежда у выхода водотока в акваторию снабжена мостовой конструкцией и парапетом, смонтированными из унифицированных прямоугольных плит и Г-образных блоков и облицованными декоративным покрытием, например диким камнем.