RU2801237C1 - Slope protection method and a set of soil anchors for its implementation - Google Patents
Slope protection method and a set of soil anchors for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2801237C1 RU2801237C1 RU2022124460A RU2022124460A RU2801237C1 RU 2801237 C1 RU2801237 C1 RU 2801237C1 RU 2022124460 A RU2022124460 A RU 2022124460A RU 2022124460 A RU2022124460 A RU 2022124460A RU 2801237 C1 RU2801237 C1 RU 2801237C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- expanding
- anchor
- anchors
- soil
- slope
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к защитному устройству, предназначенному для предотвращения оползневых и эрозионных процессов, в составе которых используют грунтовые анкеры. The invention relates to a protective device designed to prevent landslide and erosion processes, which include ground anchors.
Известно устройство для стабилизации грунта (патент РФ №2582689), выполненное в виде грунтового анкера и связанного с ним элемента для распределения нагрузки. Каждый анкер соединяют с элементом для распределения нагрузки, используя соединительную тягу регулируемой длины. Конструкция грунтового анкера известна, например, из патента США № 7534073 A device for soil stabilization is known (RF patent No. 2582689), made in the form of a ground anchor and an associated element for load distribution. Each anchor is connected to the load distribution element using an adjustable length tie rod. The design of the ground anchor is known, for example, from US patent No. 7534073
Известно противооползневое сооружение из плетеной сетки, закрепленной на откосе грунтовыми анкерами. На сетку высажена растительность (патент РФ № 2486316). Заглубление анкера в грунт ниже поверхности зависит от мощности удерживаемого пласта и колеблется от 0,5÷2,5 м. Заглубление анкера в грунт и подбор длины тяги осуществляется для каждого анкера. Known anti-landslide structure of woven mesh, fixed on the slope with ground anchors. Vegetation is planted on the grid (RF patent No. 2486316). Anchor penetration into the soil below the surface depends on the thickness of the retained formation and ranges from 0.5÷2.5 m.
Применение известных устройств сопряжено с большими временными затратами по закреплению грунта, связанными с подбором параметров использования каждого грунтового анкера.The use of known devices is associated with large time costs for fixing the soil associated with the selection of parameters for the use of each ground anchor.
Известен также способ анкеровки оползневых склонов (патент РФ № 2437985) включает анкера, заглубленные в несмещающийся грунт. Предварительно откапывают котлован, в который укладывают сетку, заанкерованную в несмещающийся грунт ниже поверхности скольжения раскрывающимися зонтиковыми анкерами, после чего на сетку устанавливают деревья и заполняют котлован обратной засыпкой.There is also known a method of anchoring landslide slopes (RF patent No. 2437985) includes anchors buried in non-moving soil. A pit is preliminarily dug out, in which a mesh is laid, anchored in non-moving soil below the sliding surface with drop-down umbrella anchors, after which trees are installed on the mesh and the pit is filled with backfill.
Способ сопряжен с выполнением существенного объема работ по перемещению грунта.The method is associated with the implementation of a significant amount of work to move the soil.
Техническая проблема, решение которой обеспечивается заявленным изобретением заключается в ускорении возведения защитных устройств для склонов и сокращении трудоемкости их сооружения.The technical problem, the solution of which is provided by the claimed invention, is to accelerate the construction of protective devices for slopes and reduce the complexity of their construction.
Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в уменьшении затрат времени на монтаж защитных устройств при существенном сокращении объема перемещаемого грунта при обустройстве защитных устройств для склонов.The technical result achieved by the implementation of the invention is to reduce the time spent on the installation of protective devices with a significant reduction in the volume of soil moved when arranging protective devices for slopes.
Технический результат достигается при реализации способа защиты склона от эрозионных и оползневых процессов, при котором защиту осуществляют посредством закрепления грунта склона с использованием элемента защитной конструкции, комплекта соединительных тяг и комплекта грунтовых самораскрывающихся анкеров, сформированных заранее, при этом элемент защитной конструкции устанавливают на склоне и посредством соединительных тяг механически связывают с анкерами, погружаемыми в грунт склона, находящегося в естественном состоянии, а комплект анкеров и комплект соединительных тяг формируют исходя из определяемых in situ параметров грунта в массиве закрепляемого склона, где комплект анкеров, формируют подбирая анкеры по меньшей мере по двумя параметрами, один из которых отражает допустимую нагрузочную способность, другой отражает конструктивную особенность анкеров, входящих в комплект, количество анкеров в комплекте устанавливают из условия достаточности для закрепления элемента защитной конструкции, а состав комплекта соединительных тяг корректируют в зависимости от вида защитной конструкции и вида механической связи тяги с анкером и защитной конструкцией.The technical result is achieved by implementing a method for protecting a slope from erosion and landslide processes, in which protection is carried out by fixing the slope soil using a protective structure element, a set of connecting rods and a set of ground self-expanding anchors formed in advance, while the protective structure element is installed on the slope and by means of connecting rods are mechanically connected to anchors immersed in the soil of a slope in its natural state, and a set of anchors and a set of connecting rods are formed based on the soil parameters determined in situ in the array of the fixed slope, where the set of anchors is formed by selecting anchors by at least two parameters , one of which reflects the permissible load capacity, the other reflects the design feature of the anchors included in the kit, the number of anchors in the kit is set from the condition of sufficiency for fixing the element of the protective structure, and the composition of the set of connecting rods is adjusted depending on the type of protective structure and the type of mechanical connection of the thrust with anchor and protective structure.
В частном случае реализации способа технический результат достигается тем, что состав комплекта соединительных тяг корректируют в зависимости от выбранных параметров, входящих в комплект анкеров, включающих, по меньшей мере, форму анкера и характеристики материала из которого он изготовлен. В зависимости от формы анкера и материала, из которого он изготовлен в состав комплекта соединительных тяг включают, например, тяги, имеющие адаптеры для соединении с пластиковой частью самораскрывающегося грунтового анкера.In a particular case of implementing the method, the technical result is achieved in that the composition of the set of connecting rods is adjusted depending on the selected parameters included in the set of anchors, including at least the shape of the anchor and the characteristics of the material from which it is made. Depending on the shape of the anchor and the material from which it is made, the set of connecting rods includes, for example, rods with adapters for connection with the plastic part of the self-expanding ground anchor.
Кроме того, технический результат достигается тем, состав комплекта соединительных тяг корректируют учитывая, что механическое скрепление защитной конструкции с каждым анкером осуществляют, по меньшей мере, двумя анкерными тягами, расположенными в пространстве так, что плоскость, проходящая через них, пересекает поверхность защищаемого склона под острым углом. Предпочтительно, что механическое скрепление защитной конструкции с каждым анкером осуществляют тремя анкерными тягами, расположенными в пространстве с образованием граней пирамиды.In addition, the technical result is achieved by the fact that the composition of the set of connecting rods is adjusted taking into account that the mechanical fastening of the protective structure with each anchor is carried out by at least two anchor rods located in space so that the plane passing through them crosses the surface of the protected slope under sharp corner. It is preferable that the mechanical fastening of the protective structure with each anchor is carried out by three anchor rods located in space with the formation of pyramid faces.
Технический результат достигается тем, что состав комплекта соединительных тяг корректируют в зависимости от глубины погружения анкеров, где глубину погружения каждого анкера вычисляют как сумму первого значения глубины и второго значения глубины, где первое значение глубины выбирают равным не менее глубины расположения плоскости скольжения грунта, второе значение глубины выбирают равным не менее удвоенной длины анкера в нераскрытом состоянии, и значение допустимой нагрузочной способности анкера выбирают равным не более полуторного значения глубины погружения анкера в массив горной породы. The technical result is achieved by the fact that the composition of the set of connecting rods is adjusted depending on the immersion depth of the anchors, where the immersion depth of each anchor is calculated as the sum of the first depth value and the second depth value, where the first depth value is chosen equal to at least the depth of the soil slip plane, the second value depths are chosen equal to at least twice the length of the anchor in the unopened state, and the value of the permissible load capacity of the anchor is chosen equal to no more than one and a half values of the depth of immersion of the anchor into the rock mass.
Технический результат достигается тем, что защитную конструкцию формируют с использованием железобетонных панелей, устанавливаемых вблизи защищаемого склона в естественном состоянии, панели скрепляют с соединительными тягами грунтовых самораскрывающихся анкеров и заполняют объем, образованный поверхностью склона и поверхностью панелей, обращенных к склону, подходящим материалом, выбираемым из списка грунт, щебень, булыжник или аналогичных им.The technical result is achieved by the fact that the protective structure is formed using reinforced concrete panels installed near the protected slope in a natural state, the panels are fastened with connecting rods of ground self-expanding anchors and the volume formed by the slope surface and the surface of the panels facing the slope is filled with a suitable material selected from list of soil, crushed stone, cobblestone or similar.
Технический результат достигается тем, что защитную конструкцию формируют с использованием стальных решетчатых панелей, устанавливаемых вблизи защищаемого склона, панели скрепляют с соединительными тягами грунтовых самораскрывающихся анкеров и заполняют объем, образованный поверхностью склона и поверхностью панелей, обращенных к склону, подходящим материалом, выбираемым из списка грунт, щебень, булыжник или аналогичных им.The technical result is achieved by the fact that the protective structure is formed using steel lattice panels installed near the slope to be protected, the panels are fastened with connecting rods of ground self-expanding anchors and the volume formed by the slope surface and the surface of the panels facing the slope is filled with a suitable material selected from the list of soil , crushed stone, cobblestone or similar.
Технический результат достигается тем, что защитную конструкцию формируют с использованием базальтовой сетки объемного плетения и стальных тросов, которые используют для обеспечения неподвижности сетки относительно закрепляемого грунта и скрепления сетки с соединительными тягами грунтовых самораскрывающихся анкеров.The technical result is achieved by the fact that the protective structure is formed using a basalt mesh of three-dimensional weaving and steel cables, which are used to ensure the immobility of the mesh relative to the fixed soil and to fasten the mesh with connecting rods of ground self-expanding anchors.
Технический результат достигается также и тем, что обеспечивают формирование комплекта анкеров состоящего, по меньшей мере, из двух групп анкеров, каждая из которых характеризуется, по меньшей мере, двумя параметрами, отличающими одну группу от другой, с формированием диапазонов по нагрузочной способности анкеров, причем анкеры, составляющие группу, имеют перекрывающиеся диапазоны значений нагрузочной способности, где степень перекрытия каждого предыдущего диапазона с последующим составляет не более 17% .The technical result is also achieved by providing the formation of a set of anchors consisting of at least two groups of anchors, each of which is characterized by at least two parameters that distinguish one group from the other, with the formation of ranges according to the load capacity of the anchors, and the anchors that make up the group have overlapping ranges of load capacity values, where the degree of overlap of each previous range with the next one is no more than 17% .
Технический результат достигается тем, что первый параметр, характеризующий принадлежность анкера к соответствующей группе представляет собой форму анкера или материал, из которого он изготовлен.The technical result is achieved by the fact that the first parameter characterizing the belonging of the anchor to the corresponding group is the shape of the anchor or the material from which it is made.
Технический результат достигается тем, что второй параметр характеризующий принадлежность анкера к соответствующей группе, представляет собой длину анкера в нераскрытом состоянии или площадь рабочей поверхности раскрытого анкера.The technical result is achieved by the fact that the second parameter characterizing the belonging of the anchor to the corresponding group is the length of the anchor in the unopened state or the area of the working surface of the opened anchor.
Очевидно, что реализация последовательности действий заявленного способа обеспечивает снижение затрат времени на монтаж защитных устройств при существенном сокращении объема перемещаемого грунта при обустройстве защитных устройств для склонов. Снижение затрат времени монтажа обеспечивается как за счет уменьшения объема земляных работ (проводится только планировка склона без выемки грунта и без обратной засыпки грунта), так и за счет предварительного формирования монтажных комплектов грунтовых анкеров и соединительных тяг. Формирование комплектов и уточнение состава комплектов осуществляется до выезда на место монтажа на основе параметров грунта в массиве закрепляемого склона. Указанные параметры определяются in situ. Другими словами, проведение измерений осуществляется непосредственно в массиве горных пород для определения их свойств и состояния в естественном залегании. Obviously, the implementation of the sequence of actions of the claimed method provides a reduction in the time spent on the installation of protective devices with a significant reduction in the volume of soil moved when arranging protective devices for slopes. The reduction in installation time is provided both by reducing the volume of earthworks (only slope leveling is carried out without excavation and without backfilling of the soil), and due to the preliminary formation of installation kits of ground anchors and connecting rods. The formation of sets and the clarification of the composition of the sets is carried out before leaving for the installation site based on the soil parameters in the array of the fixed slope. These parameters are determined in situ . In other words, measurements are carried out directly in the rock mass to determine their properties and state in natural occurrence.
Термины, используемые для пояснения существа заявленной группы изобретений соответствуют используемым в данной области техники, ряд терминов содержится в ГОСТ Р 50544-93 «Породы горные. Термины и определения»:The terms used to explain the essence of the claimed group of inventions correspond to those used in this field of technology, a number of terms are contained in GOST R 50544-93 “Rocks. Terms and Definitions":
горная порода -Устойчивая по составу и строению природная ассоциация одного или нескольких минералов или минеральных агрегатов; rock - A natural association of one or more minerals or mineral aggregates that is stable in composition and structure;
твердая горная порода - Горная порода с жесткой кристаллической связью между частицами минералов или минеральных агрегатов; solid rock - A rock with a rigid crystalline bond between particles of minerals or mineral aggregates;
рыхлая горная порода - Горная порода, залегающая в земной коре в виде скопления раздельных зерен и обломков минеральных агрегатов; loose rock - A rock deposited in the earth's crust in the form of accumulations of separate grains and fragments of mineral aggregates;
грунт - Любая горная порода, залегающая преимущественно в пределах зоны выветривания и являющаяся объектом инженерно-строительной деятельности человека; soil - Any rock that occurs mainly within the weathering zone and is the object of human engineering and construction activities;
массив горных пород - Часть земной коры, состоящая из совокупности горных пород, сформировавшихся в определенной геологической обстановке, и характеризующаяся присущими ей физическими, химическими и геологическими параметрами; rock mass - Part of the earth's crust, consisting of a set of rocks formed in a certain geological setting, and characterized by its inherent physical, chemical and geological parameters;
физический параметр горной породы - Характеристика, количественно оценивающая соответствующее физическое свойство горной породы; physical parameter of the rock - A characteristic that quantifies the corresponding physical property of the rock;
реологические свойства горной породы - Механические свойства, отражающие влияние длительного воздействия нагрузок на изменение напряженно-деформированного состояния горных пород; rheological properties of rock - Mechanical properties that reflect the influence of long-term exposure to loads on the change in the stress-strain state of rocks;
коэффициент ползучести горной породы - Параметр, характеризующий реологические свойства горной породы и равный относительному изменению пластической деформации горной породы за определенный период времени действия напряжений. rock creep coefficient - A parameter that characterizes the rheological properties of the rock and is equal to the relative change in the plastic deformation of the rock over a certain period of stress.
Группа изобретений поясняется иллюстративными материалами, где наThe group of inventions is illustrated by illustrative materials, where
фиг. 1 показана схема анкеровки склона;fig. 1 shows the slope anchoring scheme;
фиг. 2 пошаговая схема установки самораскрывающихся грунтовых анкеров;fig. 2 step-by-step scheme for installing self-expanding ground anchors;
фиг. 3 показан вариант закрепления склона с использованием в качестве защитного элемента железобетонной плиты;fig. 3 shows a variant of fixing a slope using a reinforced concrete slab as a protective element;
фиг.4 показаны схемы расположения анкерных тяг при использовании в качестве защитного устройства металлической решетчатой панели;figure 4 shows the layout of anchor rods when used as a protective device of a metal lattice panel;
фиг. 5 показан вариант закрепления склона с использованием металлической решетчатой панели в качестве защитного устройства.fig. 5 shows an option for securing a slope using a metal grating panel as a protective device.
фиг. 6 показана схема закрепления склона трехмерной сеткой из базальтового волокнаfig. 6 shows a scheme for fixing a slope with a three-dimensional grid of basalt fiber
На иллюстрациях обозначены следующие элементы:The following elements are indicated in the illustrations:
1 – головка грунтового самораскрывающегося анкера;1 - head of a ground self-expanding anchor;
2 – анкерный стержень;2 - anchor rod;
3 – элемент защитной конструкции;3 - element of the protective structure;
4 – крепёжный элемент;4 - fastener;
5 – поверхность склона;5 – slope surface;
6 – стабильный грунт;6 - stable soil;
7 – поверхность (плоскость) скольжения;7 – sliding surface (plane);
8 – подвижный грунт;8 - moving soil;
9 – анкерные тяги;9 - anchor rods;
10 – железобетонная плита;10 - reinforced concrete slab;
11 – металлическая решётчатая панель;11 - metal lattice panel;
Заявленная группа изобретений реализуется следующим образом.The claimed group of inventions is implemented as follows.
Эрозионные и гравитационные процессы зачастую активизируются техногенным вмешательством и возникают там, где человек, создавая новые сооружения, воздействует на геологическую среду, нарушая природное равновесие склонов. Опасные геологические процессы, такие как, оползни и обвалы, площадная эрозия и морская абразия причиняют значительный ущерб, затрудняют эксплуатацию зданий и сооружений. С целью противодействия этим явлениям предусматривается устройство различных защитных сооружений. Защитные сооружения выполняют двух видов: поверхностные и ограждающие. Erosion and gravitational processes are often activated by technogenic interference and occur where a person, creating new structures, affects the geological environment, disturbing the natural balance of the slopes. Hazardous geological processes, such as landslides and collapses, areal erosion and marine abrasion cause significant damage, complicate the operation of buildings and structures. In order to counteract these phenomena, various protective structures are provided. Protective structures are of two types: surface and enclosing.
Поверхностные защитные сооружения (фиг. 1) имеют непосредственный контакт с подвижным грунтом 8. В качестве элемента 3 защитной конструкции используют базальтовую сетку, стальную сетку двойного кручения, тросы.Surface protective structures (Fig. 1) are in direct contact with moving soil 8. Basalt mesh, double torsion steel mesh, cables are used as element 3 of the protective structure.
Ограждающие защитные сооружения не имеют непосредственного контакта с подвижным грунтом 8 и в большей части отделены от последнего, например, каменной наброской. В качестве элемента защитной конструкции могут использоваться железобетонные плиты (позиция 10 на фиг. 3), металлические решетчатые панели (позиция 11 на фиг. 4 и фиг. 5).Enclosing protective structures do not have direct contact with the moving soil 8 and are mostly separated from the latter, for example, by rockfill. As an element of the protective structure, reinforced concrete slabs (position 10 in Fig. 3), metal lattice panels (position 11 in Fig. 4 and Fig. 5) can be used.
Для обеспечения защиты склона от эрозионных и оползневых процессов, осуществляют закрепление подвижного грунта 8 склона. В качестве основы построения эффективной защиты чаще всего используют грунтовые анкеры разных типов. Закрепление грунта обеспечивают с использованием элемента 3 защитной конструкции. Защитная конструкция устанавливается на склоне, в который предварительно погружают грунтовые самораскрывающиеся анкеры. (см. фиг. 1). Пошаговая схема установки анкеров приведена на фиг. 2, где шаг 1 – погружение головки 1 грунтового самораскрывающегося анкера на заданную глубину; шаг 2 – извлечение толкателя; шаг 3 – блокировка анкера посредством подтягивания анкерного стержня 2; шаг 4 – проверка несущей способности анкера. Каждая головка 1 грунтового самораскрывающегося анкера стержнем 2 соединяется с поверхностным защитным элементом (фиг.1). Стержень 2 может быть гибким, в виде троса.To ensure the protection of the slope from erosion and landslide processes, carry out the fixing of the moving soil 8 of the slope. Ground anchors of various types are most often used as the basis for building effective protection. Ground fixing is provided using element 3 of the protective structure. The protective structure is installed on a slope, into which self-expanding ground anchors are first immersed. (see Fig. 1). A step-by-step diagram for installing anchors is shown in Fig. 2, where step 1 is the immersion of the head 1 of the ground self-expanding anchor to a predetermined depth; step 2 - extracting the pusher; step 3 - blocking the anchor by pulling the anchor rod 2; step 4 - checking the bearing capacity of the anchor. Each head 1 ground self-expanding anchor rod 2 is connected to the surface protective element (figure 1). Rod 2 can be flexible, in the form of a cable.
Несущая способность анкера зависит от площади анкера, типа грунта и от глубины погружения анкера. Требуемая несущая способность анкера, необходимая площадь анкера и глубина погружения обуславливается расчетами, причем глубина погружения анкера должна быть больше, чем глубина расположения поверхности скольжения 7, так как анкер должен войти в слои стабильного грунта 6.The bearing capacity of the anchor depends on the area of the anchor, the type of soil and the depth of the anchor. The required bearing capacity of the anchor, the required area of the anchor and the immersion depth are determined by calculations, and the immersion depth of the anchor must be greater than the depth of the sliding surface 7, since the anchor must enter the layers of stable soil 6.
Механическая связь между головкой 1 грунтового самораскрывающегося анкера и элементом 3 защитной конструкции обеспечивается соединительной тягой. Под термином «соединительная тяга» понимается совокупность (комплект) соединительных элементов, обеспечивающих механическую связь между головкой грунтового самораскрывающегося анкера и защитной конструкцией. Состав комплекта соединительных тяг корректируют в зависимости от вида защитной конструкции (поверхностная или ограждающая) и вида механической связи тяги с анкером и защитной конструкцией. The mechanical connection between the head 1 of the ground self-expanding anchor and the element 3 of the protective structure is provided by a connecting rod. The term "connecting rod" means a set (set) of connecting elements that provide a mechanical connection between the head of a self-expanding ground anchor and the protective structure. The composition of the set of connecting rods is adjusted depending on the type of protective structure (surface or enclosing) and the type of mechanical connection between the rod and the anchor and the protective structure.
Монтаж осуществляют используя комплекты соединительных тяг и грунтовых самораскрывающихся анкеров, сформированных заранее. Комплект анкеров, также как и комплект соединительных тяг формируют исходя из определяемых in situ физических параметров грунта в массиве закрепляемого склона. Другими словами, проведение измерений осуществляется непосредственно в массиве горных пород для определения их свойств и состояния в естественном залегании. При этом, в зависимости от состава и строения горной породы в массиве склона, устанавливают на последнем тот или иной элемент 3 защитной конструкции и посредством соединительных тяг (анкерного стержня 2, анкерной тяги 9) механически связывают его с головкой 1 грунтового самораскрывающегося анкера. Комплект анкеров, формируют, подбирая их, по меньшей мере, по двум параметрам, один из которых отражает допустимую нагрузочную способность, другой отражает конструктивную особенность анкеров, входящих в комплект, количество анкеров в комплекте устанавливают из условия достаточности для закрепления элемента 3 защитной конструкции.Installation is carried out using sets of connecting rods and ground self-expanding anchors, formed in advance. A set of anchors, as well as a set of connecting rods, is formed based on the physical parameters of the soil determined in situ in the array of the slope to be fixed. In other words, measurements are carried out directly in the rock mass to determine their properties and state in natural occurrence. At the same time, depending on the composition and structure of the rock in the massif of the slope, one or another element 3 of the protective structure is installed on the latter and, by means of connecting rods (anchor rod 2, anchor rod 9), it is mechanically connected to the head 1 of the soil self-expanding anchor. A set of anchors is formed by selecting them according to at least two parameters, one of which reflects the permissible load capacity, the other reflects the design feature of the anchors included in the set, the number of anchors in the set is set from the condition of sufficiency for securing element 3 of the protective structure.
В качестве защитной конструкции используется различные удерживающие элементы: железобетонные плиты 10, металлические сетчатые панели 11, трехмерные базальтовые сетки, различные тросовые конструкции. Выбор вида защитной конструкции (поверхностная или ограждающая) осуществляют в зависимости от реологических свойств горной породы, коэффициента ползучести горной породы.Various retaining elements are used as a protective structure: reinforced concrete slabs 10, metal mesh panels 11, three-dimensional basalt meshes, various cable structures. The choice of the type of protective structure (surface or enclosing) is carried out depending on the rheological properties of the rock, the creep coefficient of the rock.
Существуют различные модели грунтовых самораскрывающихся анкеров площадью от 9 см2 до 2419 см2. Изготавливают грунтовые анкеры из стали или пластика полиамидной группы, Конструктивно механическая связь между заглубленной головкой 1 анкера и защитной конструкцией состоит из следующих элементов: высокопрочный анкерный стержень 2 с винтовым профилем для анкера; трос для анкера; опорная пластина или плита; гайка; муфта соединительная (если требуется).There are various models of ground self-expanding anchors with an area from 9 cm 2 to 2419 cm 2 . Ground anchors are made of steel or plastic of the polyamide group. Structurally, the mechanical connection between the buried head 1 of the anchor and the protective structure consists of the following elements: high-strength anchor rod 2 with a screw profile for the anchor; rope for anchor; base plate or plate; screw; coupling (if required).
Состав комплекта соединительных тяг корректируют учитывая, что механическое скрепление ограждающей защитной конструкции с каждым анкером осуществляют, по меньшей мере, двумя анкерными тягами 9 Анкерные тяги 9 располагают в пространстве так, что плоскость, проходящая через них, пересекает поверхность защищаемого склона под острым углом. Установлено опытным путем, что такое расположение анкерных тяг 9 способствует более надежному закреплению ограждающей защитной конструкции, что ведет к уменьшению необходимого количества устанавливаемых анкеров и соответствующему сокращению времени монтажа. При необходимости механическое скрепление защитной конструкции с каждым анкером осуществляют тремя анкерными тягами 9, расположенными в пространстве с образованием граней пирамиды. Такое закрепление также сокращает затраты времени при монтаже защитных конструкций, по выше приведенным соображениям.The composition of the set of connecting rods is adjusted taking into account that the mechanical fastening of the enclosing protective structure with each anchor is carried out by at least two anchor rods 9. Anchor rods 9 are placed in space so that the plane passing through them crosses the surface of the protected slope at an acute angle. It has been experimentally established that such an arrangement of anchor rods 9 contributes to a more reliable fixing of the enclosing protective structure, which leads to a reduction in the required number of anchors to be installed and a corresponding reduction in installation time. If necessary, the mechanical fastening of the protective structure with each anchor is carried out by three anchor rods 9 located in space with the formation of pyramid faces. Such fastening also reduces the time spent on the installation of protective structures, for the above reasons.
Для реализации заявленного способа формируют комплект грунтовых анкеров. Комплект анкеров состоит из двух групп. При необходимости количество групп анкеров может быть увеличено. Каждая группа анкеров подбирается исходя из двух параметров, один из которых характеризует нагрузочную способность анкера. В качестве характеристики нагрузочной способности используется площадь раскрытия анкера. Автором установлено, что для целей заявленной группы изобретений требуются анкеры, площадь которых находится в диапазоне от 200 см2 до 2400 см2. Применяемые анкеры разделены на 6 групп (см. таблицу).To implement the claimed method, a set of ground anchors is formed. The set of anchors consists of two groups. If necessary, the number of anchor groups can be increased. Each group of anchors is selected based on two parameters, one of which characterizes the load capacity of the anchor. The opening area of the anchor is used as a characteristic of the load capacity. The author found that for the purposes of the claimed group of inventions, anchors are required, the area of which is in the range from 200 cm 2 to 2400 cm 2 . The applied anchors are divided into 6 groups (see table).
Анкеры, составляющие группу, имеют перекрывающиеся диапазоны значений нагрузочной способности, где степень перекрытия каждого предыдущего диапазона с последующим составляет не более 17%. Указанная степень перекрытия выявлена автором опытным путем и является оптимальной с точки зрения формирования полноценного комплекта, позволяющего в процессе монтажа покрыть возможные флуктуации физических параметров состояния грунта. Изготавливают грунтовые анкеры из стали или пластика полиамидной группы.The anchors that make up the group have overlapping ranges of load capacity values, where the degree of overlap of each previous range with the next one is no more than 17%. The specified degree of overlap was determined by the author empirically and is optimal from the point of view of the formation of a full-fledged set, which makes it possible to cover possible fluctuations in the physical parameters of the soil state during the installation process. Ground anchors are made of steel or plastic of the polyamide group.
Заявленный способ реализуется следующим образом.The claimed method is implemented as follows.
При закреплении грунта склона с использованием в качестве элемента защитной конструкции железобетонных панелей (фиг. 3), способ осуществляется следующим образом. When fixing the slope soil using reinforced concrete panels as an element of the protective structure (Fig. 3), the method is carried out as follows.
Определяются физические параметры грунта склона in situ. На основании выявленных параметров определяется глубина погружения грунтовых анкеров и формируется комплект грунтовых анкеров. Глубину погружения каждого анкера вычисляют как сумму первого значения глубины и второго значения глубины. Первое значение глубины выбирают равным или более глубины расположения плоскости 7 скольжения грунта. Второе значение глубины выбирают равным не менее удвоенной длины анкера в нераскрытом состоянии. Значение допустимой нагрузочной способности анкера выбирают равным не более полуторного значения глубины погружения анкера в массив горной породы. Для случая, когда нагрузочную способность определяют через площадь раскрытия анкера, значение глубины погружения грунтового анкера определяют использую размерный коэффициент пропорциональности.The physical parameters of the slope soil are determined in situ . Based on the identified parameters, the depth of immersion of ground anchors is determined and a set of ground anchors is formed. The insertion depth of each anchor is calculated as the sum of the first depth value and the second depth value. The first depth value is chosen equal to or greater than the depth of the ground sliding plane 7. The second depth value is chosen equal to at least twice the length of the anchor in the unopened state. The value of the permissible load capacity of the anchor is chosen equal to no more than one and a half values of the depth of the anchor immersion in the rock mass. For the case when the load capacity is determined through the opening area of the anchor, the value of the depth of immersion of the ground anchor is determined using a dimensional proportionality factor.
Количество анкеров в комплекте зависит от количества используемых панелей и высоты панелей. По имеющимся расчетным данным и на основании опытных данных на 10 погонных метров высоты железобетонной плиты используется от 8 до 14 анкеров.The number of anchors in the kit depends on the number of panels used and the height of the panels. According to the available calculated data and based on experimental data, from 8 to 14 anchors are used per 10 linear meters of the height of a reinforced concrete slab.
В зависимости от типа закладных элементов в железобетонных плитах и крутизны склона формируется комплект соединительных тяг.Depending on the type of embedded elements in reinforced concrete slabs and the steepness of the slope, a set of connecting rods is formed.
Далее производится оборка и планировка склона. После чего производится монтаж анкеров. Стандартный шаг анкеровки 1,5х1,5 метра. Затем выполняются необходимые технологические операции: застилается геомембрана; выполняется подбетонка в месте устройства подпорной стены и осуществляется монтаж железобетонных плит для формирования подпорной стены. Положение плит фиксируется, для чего производится соединение закладных деталей железобетонных плит 10 с анкерами с помощью стальных анкерных тяг 9 и болтов с гайками и производится обратная засыпка с послойным уплотнением. Next is the frill and layout of the slope. Then the anchors are installed. The standard anchoring step is 1.5x1.5 meters. Then the necessary technological operations are performed: the geomembrane is covered; footing is carried out at the site of the retaining wall and reinforced concrete slabs are installed to form the retaining wall. The position of the slabs is fixed, for which the embedded parts of reinforced concrete slabs 10 are connected to anchors using steel anchor rods 9 and bolts with nuts, and backfilling is carried out with layer-by-layer compaction.
Преимущества этого варианта реализации способа в следующем: The advantages of this embodiment of the method are as follows:
- отсутствуют большие объемы земляных работ;- there are no large volumes of earthworks;
- не производятся бетонные работы на объекте строительства;- no concrete work is carried out at the construction site;
- используются легкие быстровозводимые конструкции;- lightweight prefabricated structures are used;
- склон не нагружается массивными конструкциями;- the slope is not loaded with massive structures;
- вода не запирается, что препятствует размыву под конструкцией и не происходит переувлажнение грунта за стеной;- water is not blocked, which prevents erosion under the structure and waterlogging of the soil behind the wall does not occur;
- анкер погружается в склон не разуплотняя грунт;- the anchor plunges into the slope without loosening the soil;
- анкер погружается на необходимую глубину (в стабильный грунт, глубже поверхности скольжения);- the anchor is immersed to the required depth (in stable soil, deeper than the sliding surface);
- возможно строить практически на любых грунтах (от заболоченных до скальных);- it is possible to build on almost any soil (from swampy to rocky);
-отсутствует необходимость в тяжелой технике;- there is no need for heavy equipment;
-отсутствует необходимость в устройстве временных дорог;- there is no need for the construction of temporary roads;
- не производится подрезка склона. - there is no cutting of the slope.
Данная технология позволяет создать на склоне площадку для различных сооружений и зданий (пешеходные дорожки, автомобильные и железные дороги, коридор для сетей, различные здания).This technology makes it possible to create a platform on a slope for various structures and buildings (pedestrian paths, roads and railways, a corridor for networks, various buildings).
Аналогичным образом обустраивается подпорная стенка из стальных решетчатых панелей (фиг. 4, 5). Similarly, a retaining wall of steel lattice panels is equipped (Fig. 4, 5).
Также как и в предыдущем примере реализации определяются физические параметры грунта склона in situ. На основании выявленных параметров определяется глубина погружения грунтовых анкеров и формируется комплект грунтовых анкеров. Количество анкеров в комплекте зависит от количества используемых панелей и высоты панелей. Комплект соединительных тяг формируется с учетом того, что механическое скрепление панели с анкером осуществляют двумя анкерными тягами, расположенными в пространстве так, что плоскость, проходящая через них, пересекает поверхность защищаемого склона под острым углом. В предпочтительных вариантах реализации используют три анкерные тяги. При этом, механическое скрепление панели с анкером осуществляемое тремя анкерными тягами, выполняют предпочтительно так, чтобы тяги располагались в пространстве с образованием граней пирамиды. Такое скрепление обеспечивает сокращение затрат на монтаж дополнительных анкеров.As in the previous implementation example, the physical parameters of the slope soil are determined in situ . Based on the identified parameters, the depth of immersion of ground anchors is determined and a set of ground anchors is formed. The number of anchors in the kit depends on the number of panels used and the height of the panels. A set of connecting rods is formed taking into account the fact that the mechanical fastening of the panel with the anchor is carried out by two anchor rods located in space so that the plane passing through them crosses the surface of the protected slope at an acute angle. In preferred embodiments, three tie rods are used. At the same time, the mechanical fastening of the panel with the anchor, carried out by three anchor rods, is preferably performed so that the rods are located in space with the formation of pyramid faces. This fastening reduces the cost of installing additional anchors.
Порядок производства работ: Work order:
- производится оборка и планировка склона;- the frill and planning of a slope is made;
- производится монтаж анкеров (как правило, с шагом 1,5 х 1,5 метра)*;- anchors are being installed (as a rule, in increments of 1.5 x 1.5 meters) *;
- застилается геомембрана;- the geomembrane is covered;
- производится монтаж дренажных пластиковых труб и пластиковых дренажных колодцев;- installation of drainage plastic pipes and plastic drainage wells;
- выполняется подбетонка в месте устройства подпорной стены;- footing is carried out in the place of the retaining wall;
- производится монтаж подпорной стены, выставляют стальные решетчатые панели; - the retaining wall is being installed, steel lattice panels are being installed;
- производится соединение закладных деталей панелей с анкерами с помощью стальных анкерных тяг и болтов с гайками или сеткой из базальтового волокна;- the embedded parts of the panels are connected with anchors using steel anchor rods and bolts with nuts or basalt fiber mesh;
- производится обратная засыпка с послойным уплотнением. - backfilling with layer-by-layer compaction is carried out.
Преимущества технологии: Technology advantages:
- отсутствуют большие объемы земляных работ;- there are no large volumes of earthworks;
- не производятся бетонные работы на объекте строительства;- no concrete work is carried out at the construction site;
- легкие быстровозводимые конструкции;- lightweight pre-fabricated structures;
- склон не нагружается массивными конструкциями;- the slope is not loaded with massive structures;
- вода не запирается, что препятствует размыву под конструкцией и не происходит переувлажнение грунта за стеной; - water is not blocked, which prevents erosion under the structure and waterlogging of the soil behind the wall does not occur;
- анкер погружается в склон не разуплотняя грунт; - the anchor plunges into the slope without loosening the soil;
- анкер погружается на необходимую глубину (в стабильный грунт, глубже поверхности скольжения);- the anchor is immersed to the required depth (in stable soil, deeper than the sliding surface);
- возможно строить практически на любых грунтах (от заболоченных до скальных); - it is possible to build on almost any soil (from swampy to rocky);
- отсутствует необходимость в тяжелой технике; - there is no need for heavy equipment;
-отсутствует необходимость в устройстве временных дорог; - there is no need for the construction of temporary roads;
- не производится подрезка склона. - there is no cutting of the slope.
Технология также позволяет создать на склоне площадку для различных сооружений и зданий (пешеходные дорожки, автомобильные и железные дороги, коридор для сетей, различные здания).The technology also makes it possible to create a platform on a slope for various structures and buildings (pedestrian paths, roads and railways, a corridor for networks, various buildings).
В случае использования в качестве защитного элемента базальтовой сетки, формируется тросово-сетчатая конструкция (фиг. 6), монтаж элементов которой осуществляется аналогичным образом. Сетка, расстилаемая на поверхность грунта дополнительно фиксируется тросами. In the case of using a basalt mesh as a protective element, a cable-mesh structure is formed (Fig. 6), the elements of which are mounted in a similar way. The mesh spread on the ground surface is additionally fixed with cables.
Конструкция при тех же преимуществах позволяет быстро и без использования бетона надежно укрепить склоны и откосы автомобильных и железных дорог, проводить противоэрозионные мероприятия, исключить появление оплывин, оползней и вывалов камней. Решение малозаметное, позволяет сохранить естественную растительность (в частности деревья) на склоне.The design, with the same advantages, allows you to quickly and without the use of concrete to reliably strengthen the slopes and slopes of roads and railways, to carry out anti-erosion measures, to exclude the appearance of slush, landslides and rock falls. The solution is inconspicuous, allowing you to preserve the natural vegetation (in particular trees) on the slope.
Реализация заявленной группы изобретений позволяет существенно сократить затраты времени на монтаж защитных устройств при значительном сокращении объема перемещаемого грунта при обустройстве защитных устройств для склонов.The implementation of the claimed group of inventions can significantly reduce the time spent on the installation of protective devices with a significant reduction in the volume of soil moved when arranging protective devices for slopes.
Claims (11)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2801237C1 true RU2801237C1 (en) | 2023-08-03 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1193213A1 (en) * | 1984-06-04 | 1985-11-23 | Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства | Retaining wall |
| SU1388504A1 (en) * | 1986-03-05 | 1988-04-15 | Предприятие П/Я Г-4964 | Anchorage |
| US7534073B2 (en) * | 2007-05-14 | 2009-05-19 | Stahm William G | Earth anchor |
| RU2486316C2 (en) * | 2011-05-04 | 2013-06-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования КАБАРДИНО-БАЛКАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ В.М. КОКОВА | Device for anchoring of landslide protection structures |
| RU166822U1 (en) * | 2016-02-26 | 2016-12-10 | Тимур Закирьянович Кудакаев | FILLED COMPRESSED PROFILE WITH FACING WALL |
| RU2608595C2 (en) * | 2015-07-02 | 2017-01-23 | Николай Аркадьевич Лозинский | Roads' bench slope reinforcement method |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1193213A1 (en) * | 1984-06-04 | 1985-11-23 | Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства | Retaining wall |
| SU1388504A1 (en) * | 1986-03-05 | 1988-04-15 | Предприятие П/Я Г-4964 | Anchorage |
| US7534073B2 (en) * | 2007-05-14 | 2009-05-19 | Stahm William G | Earth anchor |
| RU2486316C2 (en) * | 2011-05-04 | 2013-06-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования КАБАРДИНО-БАЛКАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ В.М. КОКОВА | Device for anchoring of landslide protection structures |
| RU2608595C2 (en) * | 2015-07-02 | 2017-01-23 | Николай Аркадьевич Лозинский | Roads' bench slope reinforcement method |
| RU166822U1 (en) * | 2016-02-26 | 2016-12-10 | Тимур Закирьянович Кудакаев | FILLED COMPRESSED PROFILE WITH FACING WALL |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wyllie | Stabilisation of rock slopes | |
| Christopher et al. | Reinforced soil structures. Volume I. Design and construction guidelines | |
| Piteau et al. | Engineering of rock slopes | |
| Holtz et al. | Stabilization of soil slopes | |
| CN110284505A (en) | Construction method of mountain foundation pit | |
| RU2801237C1 (en) | Slope protection method and a set of soil anchors for its implementation | |
| RU2345194C1 (en) | Ground slope or hillside consolidation method | |
| Kandaris | Use of gabions for localized slope stabilization in difficult terrain | |
| Kath et al. | Engineering impacts of karst: three engineering case studies in cambrian and ordovician carbonates of the valley and ridge province | |
| CN107227737A (en) | Section-steel Piles pattern foundation pit supporting structure and method for pulling out | |
| Pedley et al. | Soil nailing in the Hastings Beds | |
| CN113322983B (en) | Technology for treating sliding bedding sand shale side slope | |
| Brandl | Ground support-reinforcement, composite structures | |
| Alston | Construction of a geogrid-and geocomposite-faced soil-nailed slope reinforcement project in Eastern Canada | |
| Miščević et al. | Proračun gabionskog zida s armiranim zasipom na primjeru potporne konstrukcije za potrebe odmorišta „Vidikovac “na otoku Braču | |
| Miščević et al. | Design of reinforced gabion wall: example of retaining wall for" Vidikovac" rest area on the island of Brac. | |
| Hearn | C4 Rock slope stabilization | |
| Wietek | Slopes and Excavations: Design and Calculation | |
| Gandelsman | Constructive solutions to ensure the safety of the object of historical heritage in conditions of weak foundation soils | |
| Del Greco et al. | Reinforcement design and control of rock slopes above tunnel portals in northern Italy | |
| Hunt et al. | Stability of Slopes | |
| Lee et al. | Geotechnical design and construction of Chandler Highway upgrade project in Melbourne | |
| Bakhti | Case study of an active landslide at CADAT CITY, BOUIRA | |
| NUPUKUH | Stabilization of a landslide along the Batibo-Numba road in the North-West region of Cameroon | |
| Shukla | Slopes—stabilization |