RU2358063C1 - Device for slope surface grouting - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: device for slope surface grouting includes solid geogrid consisting of interconnected sections. The geogrid cells are filled up with a filling agent. Polymer or metal ropes are passing through each cell in the direction of slope generatrix. In addition, the geogrid sections are connected to slope by anchor rods. At least one rope in one section is made so that its length is more than solid geogrid width and fixed with additional anchors at the ends. The said additional anchors are installed horizontally next to the top and along embankment bed. The anchor rods are isolated from ropes and fixed to additional anchors.

EFFECT: improved bearing capacity of slope grouting, slope surface protection from atmospheric and wind effects and local shear slides compensation in sub-surface part of slope - active area.

5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при укреплении откосов дорожных выемок, укреплении оврагов, каналов, русел рек и других водотоков, а также при строительстве других грунтовых сооружений, имеющих откосы.The invention relates to the field of construction and can be used to strengthen the slopes of road recesses, strengthen ravines, canals, riverbeds and other waterways, as well as the construction of other soil structures with slopes.

Из уровня техники известны устройства для укрепления откоса грунтового сооружения, включающие объемную пластиковую георешетку (далее георешетка) с заполнителем, закрепленную по поверхности откоса анкерными стержнями (Патент РФ №34945 или Патент РФ №42834).The prior art devices for strengthening the slope of a soil structure, including a volumetric plastic geogrid (hereinafter referred to as a geogrid) with a filler fixed on the surface of the slope with anchor rods (RF Patent No. 34945 or RF Patent No. 42834).

В известных решениях георешетка выполнена посредством соединения точечной сваркой полиэтиленовых лент, образующих объемные ячейки. Соседние секции георешеток соединяют между собой специальными скрепками при помощи пневмостеплера с возможностью больших площадей решетчатой конструкции. Ячейки объемной георешетки могут быть заполнены как дискретным, так и монолитным материалом: растительным грунтом с посевом трав, каменным материалом, бетоном, в северных условиях - торфопесчаной смесью.In known solutions, the geogrid is made by spot welding polyethylene tapes forming volumetric cells. Adjacent sections of geogrids are interconnected with special clips using a pneumatic stapler with the possibility of large areas of a lattice structure. The cells of the volumetric geogrid can be filled with both discrete and monolithic material: plant soil with grass sowing, stone material, concrete, in northern conditions - with a peat-sand mixture.

В существующих конструкциях георешетка с заполнителем работает как защитный и изолирующий экран, воспринимающий и поглощающий температурные воздействия атмосферы на грунт, изолируя поверхностные слои грунта откоса от впитывания атмосферных осадков.In existing constructions, a geogrid with a filler works as a protective and insulating screen, perceiving and absorbing the temperature effects of the atmosphere on the soil, isolating the surface layers of the slope soil from the absorption of precipitation.

К недостаткам известных конструкций можно отнести следующее.The disadvantages of the known designs include the following.

При использовании заполнителя, имеющего значительный объемный вес (например, бетон), может произойти разрыв стенок георешетки, т.е. относительно невысокая прочность на разрыв при возникновении сдвига.When using aggregate having significant bulk density (e.g. concrete), the geogrid walls may break, i.e. relatively low tensile strength when a shear occurs.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для укрепления искусственных сооружений по патенту РФ №42834, содержащее объемную пластиковую георешетку с заполнителем, через ячейки которой пропущены расположенные рядами полимерные или металлические тросы.The closest to the alleged invention in technical essence and the achieved result is a device for strengthening artificial structures according to the patent of the Russian Federation No. 42834, containing a volumetric plastic geogrid with a filler, through which polymer or metal cables arranged in rows are passed through.

Трос пропускают по вертикальным рядам ячеек через специальные отверстия в стенках ячеек. Закрепляют тросы при помощи специальных клипов на анкерных стержнях. Анкерные стержни удерживают георешетку на поверхности откоса. Таким образом, тросы и анкера образуют единую систему крепления георешетки на откосе. На бровке и на подошве откоса анкерные стержни, удерживающие георешетку и тросы, заглубляют в продольных ровиках и засыпают ровики щебнем. Как правило, на один анкерный стержень приходится вес 4-6 ячеек с заполнителем.The cable is passed along the vertical rows of cells through special openings in the cell walls. Secure the cables with special clips on the anchor rods. Anchor rods hold the geogrid on the surface of the slope. Thus, the cables and anchors form a single system for attaching the geogrid to the slope. On the edge and on the bottom of the slope, the anchor rods holding the geogrid and cables are buried in the longitudinal ditches and the ditches are covered with gravel. As a rule, the weight of 4-6 cells with a filler falls on one anchor rod.

Тросы совместно с анкерами могут быть применены также с целью уменьшения расхода анкеров и экономии металла (см. «Методические рекомендации по применению объемной георешетки типа "Геовеб" при сооружении автомобильных дорог в районах вечной мерзлоты Западной Сибири (для опытного строительства)», Балашиха, 2003).Ropes together with anchors can also be used to reduce the consumption of anchors and save metal (see "Methodological recommendations for the use of a volumetric geogrid of the Geoveb type for the construction of roads in permafrost areas of Western Siberia (for pilot construction)", Balashikha, 2003 )

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является возможность разрыва георешетки, несмотря на использование тросов, при локальных сдвигах грунтовых масс укрепляемого откоса. Разрыв георешетки может произойти потому, что данная конструкция предназначена только для защиты поверхности откоса от атмосферных осадков и ветровых воздействий и не рассчитана на компенсацию сдвигающих усилий, возникающих в грунте поверхностного слоя откоса. Между тем применение георешетки с заполнителем для укрепления поверхности откоса, как правило, целесообразно в том случае, когда материал заполнителя самостоятельно на поверхности откоса не удерживается, что характерно для крутых откосов. А на высоких и крутых откосах, сложенных глинистыми грунтами, с обеспеченной общей устойчивостью, достаточно часто происходят локальные сдвиги грунта.A disadvantage of the known design adopted for the prototype is the possibility of breaking the geogrid, despite the use of cables, with local shifts of the ground masses of the reinforced slope. Geogrid rupture can occur because this design is intended only to protect the slope surface from atmospheric precipitation and wind effects and is not designed to compensate for the shear forces arising in the soil of the surface slope layer. Meanwhile, the use of a geogrid with aggregate to strengthen the surface of the slope, as a rule, is advisable in the case when the aggregate material is not held onto the surface of the slope on its own, which is typical for steep slopes. And on high and steep slopes, composed of clay soils, with ensured general stability, quite often local shifts of soil occur.

Задачей изобретения является разработка несущей конструкции укрепления откоса, не только защищающей поверхность откоса от атмосферных осадков и ветровых воздействий, но и способной компенсировать локальные сдвигающие усилия и удерживать грунтовые массы поверхностного слоя откоса при обеспеченной общей устойчивости откоса.The objective of the invention is to develop a supporting structure to strengthen the slope, not only protecting the surface of the slope from atmospheric precipitation and wind effects, but also able to compensate for the local shear forces and retain the soil masses of the surface layer of the slope while ensuring the overall stability of the slope.

Для достижения поставленной задачи в устройстве для закрепления (или укрепления) грунта поверхностного слоя откоса, содержащем объемную георешетку, состоящую из соединенных между собой секций георешеток, ячейки секций которых заполнены заполнителем, и через ячейки каждой секции пропущены расположенные рядами в направлении образующей откоса полимерные или металлические тросы, секции георешеток присоединены в откосу анкерными стержнями, по меньшей мере, один трос в одной секции выполнен большей длины, чем ширина объемной георешетки, и закреплен своими концами на дополнительных (бетонных) анкерах, установленных на горизонтальной поверхности у вершины и вдоль подошвы насыпи, при этом анкерные стержни изолированы от тросов, прикрепленных к бетонным анкерам.In order to achieve the task in the device for fixing (or strengthening) the soil of the surface slope layer containing a volumetric geogrid, consisting of interconnected sections of geogrids, the cells of the sections of which are filled with aggregate, and polymer or metal layers arranged in rows in the direction of the slope are passed through the cells of each section ropes, sections of geogrids are connected to the slope by anchor rods, at least one cable in one section is made longer than the width of the volume geogrid, and akreplen its ends for extra (concrete) anchors installed on a horizontal surface at the apex and along the sole of the embankment, the anchor rods are isolated from the cables attached to the concrete anchors.

Возможным и другие варианты выполнения изобретения, согласно которым необходимо, чтобы:Other embodiments of the invention are possible, according to which it is necessary that:

- между объемной георешеткой и дополнительным анкером под тросом была бы расположена вблизи бровки откоса промежуточная опора, выполненная из бетона;- between the volumetric geogrid and the additional anchor under the cable, an intermediate support made of concrete would be located near the edge of the slope;

- дополнительные анкеры были бы выполнены из бетона и установлены на горизонтальной поверхности у вершины откоса на расстоянии не менее ширины активной зоны от перелома профиля откоса;- additional anchors would be made of concrete and installed on a horizontal surface at the top of the slope at a distance not less than the width of the active zone from the fracture of the slope profile;

- анкеры на горизонтальной поверхности у вершины откоса могут быть выполнены в виде заглубленной металлической объемной конструкции, имеющей выпуски для крепления тросов.- anchors on a horizontal surface at the top of the slope can be made in the form of a buried metal volumetric structure having outlets for fastening the cables.

Технический результат достигается за счет того, что тросы закреплены и натянуты на бетонных дополнительных анкерах, установленных на вершине откоса на некотором расстоянии от бровки и на подошве откоса, в результате чего георешетка, состоящая из соединенных между собой секций типа «Геовеб», прижимается тросами, вдавливаясь в поверхностный слой откоса или склона, образуя несущую систему. При этом тросы, пропущенные через каждую ячейку объемной георешетки, и анкерные стержни не объединяются с дополнительными тросами.The technical result is achieved due to the fact that the cables are fixed and stretched on concrete additional anchors installed on the top of the slope at a distance from the edge and at the bottom of the slope, as a result of which the geogrid, consisting of sections of the Geoveb type interconnected, is pressed by cables, pressing into the surface layer of a slope or slope, forming a supporting system. In this case, the cables passed through each cell of the volumetric geogrid and the anchor rods are not combined with additional cables.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена объемная георешетка с пропущенными через нее тросами.Figure 1 shows a volumetric geogrid with cables passed through it.

На фиг.2 - схема поперечного профиля откоса с описанной выше конструкцией укрепления.Figure 2 - diagram of the transverse profile of the slope with the above construction of reinforcement.

На фиг.3 - деталь схемы, включающая часть конструкции укрепления, расположенную на горизонтальной поверхности за бровкой откоса.Figure 3 - detail of the circuit, including part of the construction of the reinforcement, located on a horizontal surface behind the edge of the slope.

Сущности изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

На горизонтальной поверхности на расстоянии 2-5 м (уточняется расчетом) от бровки откоса выемки устраивают бетонный анкер 1 (фиг.2) следующим образом. Выкапывают продольную канаву, например, глубиной около 1-1,2 м, шириной примерно 0,5 м понизу, устанавливают опалубку и заливают бетон с закладкой металлических элементов в виде строповочных петель 2 (либо устанавливают в канаве бетонные блоки с металлическими петлями типа строповочных). На горизонтальной поверхности на расстоянии, например, около 0,5-1 м от бровки устраивают продольный ровик, например, глубиной 0,3-0,5 м, шириной поверху 0,2-0, 4 м, устанавливают в нем опалубку и заливают бетоном, образуя таким образом упор 3 для тросов 4. Во избежание деформации троса 4 из-за трения об упор 3 поверхность упора 3 должна быть достаточно гладкой и иметь обтекаемый профиль. У подошвы откоса также устраивают бетонный анкер 5: выкапывают продольную канаву, устанавливают в ней опалубку и заливают ее бетоном с закладкой металлических петель 2. Поверхность бетона должна быть заглублена, например, на 0,3-0,5 м.On a horizontal surface at a distance of 2-5 m (specified by calculation) from the edge of the slope of the recess, a concrete anchor 1 is arranged (Fig. 2) as follows. Dig a longitudinal ditch, for example, with a depth of about 1-1.2 m, a width of about 0.5 m down, install the formwork and pour concrete with the laying of metal elements in the form of sling loops 2 (or install concrete blocks in the ditch with metal loops such as sling) . On a horizontal surface at a distance of, for example, about 0.5-1 m from the edge, a longitudinal ditch is arranged, for example, 0.3-0.5 m deep, 0.2-0.4 m wide on top, formwork is laid in it and poured concrete, thus forming an emphasis 3 for the cables 4. In order to avoid deformation of the cable 4 due to friction against the emphasis 3, the surface of the emphasis 3 should be sufficiently smooth and have a streamlined profile. A concrete anchor 5 is also arranged at the bottom of the slope: they dig a longitudinal ditch, install the formwork in it and fill it with concrete with the laying of metal loops 2. The concrete surface should be buried, for example, by 0.3-0.5 m.

После того как затвердевший бетон наберет требуемую прочность, на подготовленной поверхности защищаемого грунта откоса устанавливают соединенные между собой секции 6* георешетки 6 в соответствии с общепринятой технологией («Методические рекомендации по применению объемной георешетки типа "Геовеб" при сооружении автомобильных дорог в районах вечной мерзлоты Западной Сибири (для опытного строительства)», Балашиха, 2003). Тросы 4 натягивают с возможностью прижатия объемной георешетки к поверхности откоса и исключения ее сползания вместе с поверхностным слоем откоса. Тросы 4 закрепляют на металлических петлях 2 бетонных анкеров 1 и 5.After the hardened concrete gains the required strength, on the prepared surface of the protected slope soil, interconnected sections 6 * of geogrid 6 are installed in accordance with generally accepted technology ("Guidelines for the use of a volume geogrid of the Geoveb type in the construction of roads in the permafrost areas of Western Siberia (for pilot construction) ”, Balashikha, 2003). Cables 4 are pulled with the possibility of pressing the volumetric geogrid to the surface of the slope and exclude its sliding along with the surface layer of the slope. Cables 4 are fixed on metal loops of 2 concrete anchors 1 and 5.

Стержневыми анкерами 7, связанными с тросами 4* и не связанными с тросами 4, фиксируют положение георешетки 6 на откосе, при этом анкеры 7 георешетки работают изолированно от тросов 4. В приподошвенном бетонном анкере 5 образовавшееся углубление 8 над поверхностью бетона после закрепления тросов 4 на петлях засыпают щебнем или песком.The rod anchors 7, connected to the ropes 4 * and not connected to the ropes 4, fix the position of the geogrid 6 on the slope, while the anchors 7 of the geogrid work isolated from the ropes 4. In the bottom concrete anchor 5, a formed recess 8 above the concrete surface after fixing the ropes 4 to loops covered with gravel or sand.

Конструкция укрепления откоса работает следующим образом.The construction of strengthening the slope works as follows.

Предварительно собирают конструкцию, предназначенную для укрепления поверхности откоса. Конструкция имеет объемную георешетку, ячейки которой заполнены дискретным или монолитным материалом, а также крепежные элементы - тросы, протянутые через ряды ячеек и закрепленные на бетонных дополнительных анкерах. Бетонные анкеры установлены (заглублены) на горизонтальной поверхности за бровкой откоса на расстоянии 2-4 м от перелома профиля. Анкерные стержни фиксируют положение георешетки на откосе и не являются несущими. Тросы препятствуют локальным сдвигам грунтовых масс поверхностного слоя откоса в активной зоне откоса, в результате чего конструкция работает как несущая система. Заполнитель в ячейках георешетки защищает поверхность откоса от атмосферных осадков и ветровых воздействий.Pre-assembled structure designed to strengthen the surface of the slope. The design has a volumetric geogrid, the cells of which are filled with discrete or monolithic material, as well as fasteners - cables, stretched through rows of cells and mounted on additional concrete anchors. Concrete anchors are installed (deepened) on a horizontal surface behind the edge of the slope at a distance of 2-4 m from the profile fracture. Anchor rods fix the position of the geogrid on the slope and are not bearing. Ropes prevent local shifts of soil masses of the surface slope in the active slope zone, as a result of which the structure works as a supporting system. The filler in the cells of the geogrid protects the surface of the slope from atmospheric precipitation and wind influences.

В результате процессов промерзания - протаивания и набухания - усадки в грунте поверхностного слоя откоса (в активной зоне) существенно изменяются его физико-механические свойства, и прочность грунта на сдвиг существенно уменьшается. В весеннее время в переувлажненном грунте образуется зона сдвига, в пределах которой сдвигающие силы превосходят удерживающие. Крепежные элементы (тросы, закрепленные на бетонных блоках) компенсируют сдвиговые усилия и удерживают грунтовые массы, в результате чего перемещения грунта не происходит, и конструкция укрепления сохраняет свою целостность. Бетонные упоры препятствуют деформации поверхности вершины откоса. Анкерные же стержни фиксируют георешетку на поверхности откоса. Заполнитель, помещенный в ячейки георешетки, защищает поверхность откоса от воздействия атмосферных осадков и ветра.As a result of freezing - thawing and swelling - shrinkage in the soil of the surface slope layer (in the active zone), its physical and mechanical properties change significantly, and the shear strength of the soil decreases significantly. In spring, a shear zone is formed in waterlogged soil, within which the shear forces exceed the holding forces. Fasteners (cables mounted on concrete blocks) compensate for shear forces and hold the soil mass, as a result of which the soil does not move, and the construction of the fortification retains its integrity. Concrete stops prevent deformation of the surface of the slope top. Anchor rods fix the geogrid on the surface of the slope. A placeholder placed in the geogrid cells protects the surface of the slope from atmospheric precipitation and wind.

Claims (5)

1. Устройство для закрепления или укрепления грунта поверхностного слоя откоса, содержащее объемную георешетку, состоящую из соединенных между собой секций георешеток, ячейки секций которых заполнены наполнителем и через ячейки каждой секции пропущены расположенные рядами в направлении образующей откоса полимерные или металлические тросы, причем секции георешеток присоединены к откосу анкерными стержнями, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один трос в одной секции выполнен большей длины, чем ширина объемной георешетки, и закреплен своими концами на дополнительных анкерах, установленных на горизонтальной поверхности у вершины и вдоль подошвы насыпи, при этом анкерные стержни изолированы от тросов, прикрепленных к дополнительным анкерам.1. A device for fixing or strengthening the soil of the surface slope layer containing a three-dimensional geogrid, consisting of interconnected sections of geogrids, the cells of the sections of which are filled with filler, and polymer or metal cables arranged in rows in the direction of the slope are passed through the cells of each section, the geogrid sections being connected to the slope with anchor rods, characterized in that at least one cable in one section is made longer than the width of the volumetric geogrid, and is fixed n their ends on additional anchors installed on a horizontal surface at the top and along the bottom of the embankment, while the anchor rods are isolated from cables attached to additional anchors. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между объемной георешеткой и дополнительным анкером под тросом расположена вблизи бровки откоса промежуточная опора, выполненная из бетона.2. The device according to claim 1, characterized in that between the volumetric geogrid and the additional anchor under the cable, an intermediate support made of concrete is located near the edge of the slope. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительные анкеры выполнены из бетона и установлены - заглублены на горизонтальной поверхности у подошвы откоса.3. The device according to claim 1, characterized in that the additional anchors are made of concrete and installed - recessed on a horizontal surface at the bottom of the slope. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительные анкеры выполнены из бетона и установлены на горизонтальной поверхности у вершины откоса на расстоянии не менее ширины активной зоны от перелома профиля откоса.4. The device according to claim 1, characterized in that the additional anchors are made of concrete and installed on a horizontal surface at the top of the slope at a distance of not less than the width of the active zone from the fracture of the slope profile. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительные анкеры, установленные на горизонтальной поверхности у вершины откоса, выполнены в виде заглубленной объемной металлической конструкции, имеющей выпуски для крепления тросов. 5. The device according to claim 1, characterized in that the additional anchors installed on a horizontal surface at the top of the slope are made in the form of a buried volumetric metal structure having outlets for attaching cables.

Images