Георешетка для армирования слабых грунтов оснований и откосов

Авторы патента:

Полезная модель относится к строительству и используется при строительстве вдольтрассовых проездов магистральных трубопроводов, при сооружении дорог, при строительстве железнодорожных полотен и гидротехнических сооружений, а так же при строительстве защитных сооружения для защиты от опустынивания и ветровых эрозий в полевых условиях методом насыпных дамб. Задача предлагаемой полезной модели удержание максимального объема грунта в ячейках георешетки при увеличении крутизны откосов, защита удерживающего грунта от воздействия атмосферных явлений. Технический результат - обеспечение надежности укрепления откосов, в том числе и за счет врастания георешетки в грунт в процессе эксплуатации. Сущность заключается в том, что георешетка выполнена из набора гибких лент, скрепленных расположенными в шахматном порядке швами, неперпедикулярными длинным сторонам гибких лент, что бы в установленной на откосе георешетки эти швы, а, значит, и ребра имели направление близкое к вертикальному. Такая конструкция позволит при той же ширине лент, что и у прототипа, обеспечить больший объем удерживаемого грунта в ячейке установленной георешетки. Угол неперпендикулярности может быть установлен при изготовлении георешеток, в зависимости от предполагаемого угла наклона откоса.

Известна растягивающаяся георешетка из плоского эластичного материала, преимущественно из рулонного полимерного полотна, содержащая ячейки щелевой формы и одинаковой длины, расположенные рядами параллельно друг другу со смещением соседних рядов друг относительно друга и равномерно по площади (Патент РФ №2090702). В нерастянутом положении ячейки имеют преимущественно сегментовидную форму и ориентированы поперек полотна, а в растянутом вдоль полотна положении образуют объемную ячеистую конструкцию. Угол наклона ребер ячеек в известной растягивающейся георешетке в продольном направлении 30-60°. Растягивающуюся георешетку изготавливают из плоского эластичного упругого материала преимущественно из рулонного полимерного полотна, например из сплошных полимерных листов, геосеток и других материалов, обладающих достаточной жесткостью и упругостью.

Недостатком данной конструкции является монолитность конструкции, что требует при ее установке (растягивании) применения значительных растягивающих усилий, а также применения массивных анкерных устройств для ее удерживания в растянутом состоянии на откосе. Кроме этого, монолитность конструкции обуславливает повышенный вес георешетки, что удорожает ее при изготовлении, то есть требует специального оборудования, а также удорожает стоимость ее доставки до места применения.

Известна также георешетка, содержащая набор гибких лент, скрепленных расположенными в шахматном порядке, перпендикулярными длинным сторонам гибких лент швами с возможностью образования заполняемой насыпным грунтом ячеистой структуры при укладке набора гибких лент их длинными кромками на укрепляемый грунт и приложении поперечных и продольных расчетных растягивающих усилий к крайним лентам с последующей фиксацией на грунте ячеек по периметру растянутого набора гибких лент (Патент РФ №2228479). Для увеличения устойчивости, прочности и поперечной жесткости георешетки гибкие ленты изготовлены из мягких рулонированных материалов, а ячейки георешетки имеют форму шестиугольника, для чего скрепляющие

швы выполнены равнопрочными материалу лент и сдвоенными с расстоянием между сдвоенными швами, не превышающим половины расстояния между внутренними швами пар, формирующих ячейки георешетки.

Данная конструкция по совокупности существенных признаков является наиболее близкой к предлагаемой полезной модели и выбрана в качестве прототипа.

Недостатки конструкции по патенту №2090702 в ней устранены, однако недостатком данной конструкции является то, что конструкция укрепления с использованием данных решеток имеет низкую устойчивость откоса к действию ветровой и водной эрозии, особенно на крутых откосах. Это связано с особенностями конструкции георешетки, в которой угол наклона сварного шва к плоскости основания равен 90°. Вследствие этого, при увеличении крутизны откоса, объем грунта, эффективно удерживаемый в ячейках георешетки, например, при вымывании его атмосферными осадками, уменьшается. Кроме этого, так как загрузка георешетки, после ее укладки, осуществляется сверху, то возможно смятие материала лент ячеек загружаемым грунтом. Это происходит из-за того, что грунт при загрузке падает на георешетку вертикально, а ребра ячеек, выполненные из мягких материалов, находясь под прямым углом к длинным сторонам лент, находятся под углом к загружаемому грунту, причем, чем больше угол наклона откоса, тем больше площадь соприкосновения падающего грунта с ребрами и тем больше вероятность смятия лент ячеек.

Задача предлагаемой полезной модели удержание максимального объема грунта в ячейках георешетки при увеличении крутизны откосов, защита удерживающего грунта от воздействия атмосферных явлений (увеличение КПД при эксплуатации), уменьшение вероятности смятия лент ячеек при загрузке георешетки грунтом, а также возможность применения наиболее дешевых мягких материалов типа - нетканый синтетический материал и уменьшение количества дополнительных материалов и конструкций для укрепления слабых грунтов оснований и откосов, например, типа геосетка, предназначенной для уплотнения грунта между георешеткой и поверхностью откоса.

Технический результат - обеспечение надежности укрепления откосов, в том числе и за счет врастания георешетки в грунт в процессе эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что георешетка выполнена из набора гибких лент, скрепленных расположенными в шахматном порядке швами, неперпедикулярными длинным сторонам гибких лент, что бы в установленной на откосе георешетки эти швы, а, значит, и ребра имели направление близкое к вертикальному. Исходя из практики угол между швами и длинной стороне лент наиболее приемлем 30-60°. Такая конструкция позволит при той же ширине лент, что и у прототипа, обеспечить больший объем

удерживаемого грунта в ячейке установленной георешетки. Угол неперпендикулярности может быть установлен при изготовлении георешеток, в зависимости от угла наклона откоса, который предполагается укрепить, а для унификации изготовления может применяться шаг, например, в 5°. То есть изготовитель изготавливает ряд георешеток с углом наклона поперечных ребер, например, 30°, 35°, 40°, 45°, 50°, 55°, 60° и т.д. Производитель работ по установке - выбирает, в соответствии с углом наклона откоса, соответствующую или близкую по углу шва георешетку, устанавливает, закрепляет ее известными способами и, далее, заполняет грунтом в соответствии с нормативной документацией, при больших величинах угла наклона слабых грунтов оснований и откосов 45-60°, а так же разновидности типов грунтов, длина шва и длина ячейки находятся в соотношении 0,5 с целью обеспечения (при загрузке грунтом и эрозии в процессе эксплуатации) уплотнения грунтом нижней части вышерасположенной ячейки и для предотвращения выпирания георешетки путем давления грунта на место соприкасания поверхности откоса и нижней частью ячейки.

Как указывалось выше, в процессе эксплуатации георешеток происходит ветровая или водная эрозия загруженного в ячейки грунта. Для того, чтобы закрепить грунт в ячейках при изготовлении георешеток на ленты могут наноситься семена многолетних растений, которые после укладки и заполнения георешетки прорастают и, таким образом, корни их дополнительно закрепляют георешетку в почве и препятствую эрозии почвы.е

На фиг.1 представлен вид сверху фрагмента георешетки, на фиг.2 - вид А-А георешетки на откосе (в рабочем положении).

Георешетка состоит из гибких лент 1 мягкого рулонированного материала. Ленты 1 соединены между собой в шахматном порядке швами 2, неперпендикулярными длинным сторонам лент 1. Угол наклона шва 2 к длинной стороне лент 1 =30-60°. Длины шва h к длине ячейки (шагу швов) t выбирается из соотношения h=t·cos0,5. На ленты георешетки 1 нанесены семена многолетних растений 3.

На предприятии-изготовителе изготовленная (сваренная) георешетка складывается известным образом (как в прототипе) и транспортируется к месту укладки. На месте укладки определяется угол откоса, исходя из которого выбирается георешетка с наиболее близким наклоном сварных швов. Далее георешетка растягивается, укладывается на откос, крепится к грунту откоса и засыпается привозным грунтом до верхней кромки лент.

Как указывалось выше, при эксплуатации георешетки может происходит эрозия почвы из ячеек, то есть верхняя поверхность слоя почвы 4 в каждой ячейке постепенно приближается к горизонтальной, но, всвязи с заявляемым соотношением дли шва к шагу швов h=t·cos0,5, нижняя кромка верхней ячейки будет всегда прижата к грунту,

находящемуся в этой ячейке, грунтом более нижней ячейки (фиг.2). Это препятствует вымыванию грунта из ячеек предлагаемой георешетки.

1. Георешетка для армирования слабых грунтов оснований и откосов, содержащая набор гибких лент из мягких рулонированных материалов, скрепленных расположенными в шахматном порядке сопоставимыми по прочности с материалом лент швами, отличающаяся тем, что швы неперпендикулярны длинным сторонам гибких лент.

2. Георешетка для армирования слабых грунтов оснований и откосов по п.1, отличающаяся тем, что величина угла между швами и длинными сторонами лент составляет 30-60°.

3. Георешетка для армирования слабых грунтов оснований и откосов по п.2, отличающаяся тем, что длина шва к шагу швов выбирается из соотношения h=t·cos0,5.

4. Георешетка для армирования слабых грунтов оснований и откосов по п.1, отличающаяся тем, что на ленты георешетки нанесены семена многолетних растений.