RU1830099C - Подпорна стена парусного типа - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : подпорна  стенка парусного типа, включает вертикальные опоры, которые объединены поверху распределительной балкой, горизонтальную плиту и парусную оболочку. Парусна  оболочка выполнена из полотнищ стеклопластика и прикреплена верхним и нижним концами к распределительной балке и горизонтальной плите. Оболочка пригружена грунтом обратной засыпки. Концевые участки оболочки выполнены спр мленными и расположены относительно друг друга под острым углом, открытым к опоре. Распределительна  балка выполнена по высоте составной из двух секций. Вертикальные опоры закреплены нижними концами в горизонтальной плите. Горизонтальна  плита заанкерена в плотные грунты основани , или оперта на сваи. Верхний конец полотнища закреплен между секци ми распределительной балки. Нижний конец прикреплен к верхней грани горизонтальной плиты. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Description

(Л

с

Изобретение относитс  к строительству , в частности к инженерным сооружени м по закреплению неустойчивых скально- осыпных и земл ных склонов и косогоров с тенденцией их оползневых подвижек, а также закреплению расползающихс  откосов земполотна автомобильных и железных дорог в обычных и стесненных услови х их строительства с услови ми залегани  в основании слабых грунтов, грунтов средней плотности и плотных грунтов, а конкретно к подпорной стенке парусного типа.

Цель изобретени  - повышение эксплуатационной надежности и устойчивость сооружени . Указанна  цель достигаетс  тем, что оболочка выполнена со спр мленными концевыми участками, расположенными под острым углом друг к другу с сопр жением их между собой по заданной кривой и наклоном верхних и нижних частей оболочки , обусловленным фактической эпюрой горизонтальных сил активного давлени  грунта , а ее полотнища объединены между собой посредством соединительных элементов, распределительна  же балка выполнена по высоте составной из двух секций, а вертикальные опоры закреплены нижними концами в горизонтальной плите и выполнены с увеличивающимс  книзу поперечным сечением и при выполнении последних четырехугольным в сечении одна из его диагоналей ориентирована в плоскости действи  сил активного давлени  грунта, а горизонтальна  плита заанкерена в плотные грунты основани , оперта на сваи, заглубленные в слабые грунты основани , при этом верхн   грань плиты расположена с уклоном к обратной засыпке, ее передн   и нижн   грани - с уклоном в противоположную сторону, верхний конец полотнища закреплен между сек00

со о о ю ю

со

ци ми распределительной балки, а нижний конец прикреплен к горизонтальной плите посредством анкерных выпусков плиты и выполнен с вырезами или надрезами под стойки, причем, кромки надрезом закреплены не соединительных анкерах плиты, помимо указанного, выпуклость дуговой кривой оболочки направлена от опор и размещена в зоне выше обреза фундамента, в свою очередь, соединительные элементы выполнены или из арматурных скрепок, или из капроновой в зки, или из спаренных листов оцинкованной стали, или из полимерного армированного материала на болтовых соединени х.

Сопоставительный анализ за вл емого технического решени  в сравнении с прототипом показывает, что предлагаема  конструкци  подпорной стенки парусного типа отличаетс  от прототипа тем, что она выполнена оптимальным сечением без ее распла- станности за счет креплени  полотнищ.к фундаментной плите, что снижает объемы земл ных разработок и удешевл ет стоимость работ при этом, кроме того предложенна  компановка стены позвол ет выполн ть работы по ее строительству в стесненных услови х, что расшир ет ее область применени , помимо этого позвол ет избежать подрезки в особенности, неустой чивых склонов дл  укладки плит по прототипу , провоцирующих новые оползневые подвижки, что говорит о надежности и безопасности при производстве строительных работ.

Конструкци  выполненна  по данному техническому решению обеспечивает ее использование не только в гидротехническом строительстве, но и дл  закреплени  неустойчивых склонов и косогоров, закреплени  грунтовых откосов подверженных оползневым подвижкам и закреплени  откосов земполотна автомобильных и железных дорог, обеспечива  техническому решению расширение функциональных возможностей конструкции.

Закрепление верхних частей полотнища между спаренными распределительными балками упрощает процесс монтажных работ как и закрепление нижних частей полотнищ к анкерным выпускам фундаментных П/1ИТ.

Помимо указанного, наклонна  грань фундамента, по ее обрезу, в сторону откоса компенсирует часть активного давлени , за счет возникающих составл ющих реактивных сил весовой пригрузки грунта засыпки, увеличива  удерживающий момент стенки, наклонна  же поверхность фундамента, а именно: наклонна  поверхность в сторону

откоса, передней грани фундамента увеличивает пассивный отпор грунта по передней грани стены, а наклонна  поверхность по подошве фундамента снижает активное

давление сил от эпюры распора, а также от весовой пригрузки фундамента.

Выполнение же опор увеличивающим сечением в направлении сверху вниз повышает жесткость опор, а ориентаци  одних

0 парных противоположных ребер опор в направлении действи  сил активного давлени  грунта, иными словами, ориентаци  двух противоположных граней в стороны воздействи  нагрузок активного давлени 

5 грунта снижает их воздействие за счет наклона смежных граней от указанных ребер и увеличени  погонной нагрузки на большую площадь опоры и вовлекает пассивный отпор по противоположным смежным гра0 н м опоры. Помимо указанного, ленточна  фундаментна  пдита, пригружаема  грунтом засыпки увеличивает удерживающий момент в зоне опор за счет снижени  силового вли ни  на каждую из опор со стороны

5 активного грунта засыпки пазух стены по длине сооружени . Выполнение же фундаментной плиты заанкеренной в скальный грунт основани  позвол ют использовать эту конструкцию с плотными основани ми,

0 сваи же вмонтированные в грунт и заделанные в фундаментную плиту обеспечивают использование этого решени  на слабых основани х .

Расположение полотнищ с прин той

5 конфигурацией в сечении по типу сопр жени  пр мых плоскостей направленных под острым углом с дугой плоскостной окружности , расположенной в зоне выше обреза фундамента, и выпуклостью в сторону от

0 опор наиболее полно отвечает экспериментальным данным воздействи  горизонтальной составл ющей активного давлени  грунта, что говорит об оптимальности данной конфигурации.

5 Использование по прототипу сопр жени  полотнищ путем склеивани  секций паруса в нахлестку полиэфирной смолой ограничивает возможности строителей, что ведет при отсутствии смолы к просто м в

0 работе, снижению производительности, использование же соединени  полотнищ на арматурных скрепках или капроновой в зкой или спаренных листов оцинкованной стали или из полимерного армированного

5 материала на болтовых соединени х обеспечивает строител м применение того или иного вида соединени  швов в зависимости от наличи  материалов без снижени  производительности труда и перебоев снабжени .

Размещение опор в фундаменте на заданном рассто нии относительно его лицевой грани, по сечению стены, обеспечивает не только устойчивость конструкции, но и равномерность распределени  давлени  по подошве фундамента.

И наконец, выполнение вырезов в полотнищах упрощает процесс сопр жени  последних с опорами в их нижней части.

На фиг.1 дан план стенки; на фиг.2 - фасад; на фиг.З - разрез по А-А фиг.1.

Подпорна  стенка парусного типа содержит: полотнища рболочки-из стеклопластика 1. выполненные со спр мленными концевыми участками 2, расположенные под острым углом друг к другу с сопр жением их между собой по заданной кривой в сечении, при этом верхние спр мленные концевые участки 2 полотнищ 1 закреплены к распределительным спаренным балкам 3, смонтированных и закрепленных, в свою очередь, на вертикальных опорах 4 по длине сооружени  а нижние спр мленные концевые части 5 полотнищ 1 смонтированы на наклонной, в сторону откоса, плоскости б обреза фундаментной плиты 7, в которую вмонтированы по длине на заданном рассто нии вертикальные опоры 4 и на заданном рассто нии по ширине в сечении фундаментной плиты 7, причем при слабых основани х плита 7 выполнена на сва х 8 (пунктирные линии) а на плотных скальных основани х с анкеровкой 9 фундаментной плиты 7 и на средней плотности основани х на фундаментах 8 без анкеровки, в свою очередь, опоры 4 выполнены круглыми квадратными или ромбовидными, причем квадратные или ромбовидные опоры 4, в сечении, смонтированные таким образом, что одна из пар противоположных ребер 10 направлена в плоскости действи  горизонтальных сил активного давлени  грунта, при этом опоры 4; при необходимости выполнены увеличивающим сечением, в направлении сверху вниз. Кроме того фундаментна  плита 7 выполнена с наклонными гран ми, кроме указанной верхней грани 6, как по лицевой грани 11с наклоном в сторону откоса , так и подошвенной грани 12 от откоса, помимо указанного, вертикальные швы 13 полотнищ 1 по высоте из скреплены на соединительных элементах 14 (арматурных скрепках, капроновой в зке, или спаренных листов оцинкованной стали или полимерного армированного материала на бытовых со- единени х), кроме этого нижние концевые части 5 полотнищ 1 закреплены анкерными выпусками 15, заделанными по длине в фундаментную плиту 7 и также, при необходимости , нанизаны пр мыми част ми 5 на

опоры 4 с устройством вырезов или надрезов при обводке опор 4 с последующим закреплением мест надреза также на соединительных элементах 14, кроме того выпуклость дуговой средней части 16 полотнищ 1 направлена от опор 4 и размещена выше обреза 6 фундаментной плиты 7.

Вводна  позици ; грани 17 опор 4 со стороны активного давлени  грунта, грани 18 опор 4 со стороны лицевой поверхности полотнищ 1; пригрузочный вес 19 от грунта засыпки.

Подпорна  стенка парусного типа работает следующим образом.

При активизации давлени  грунта, возникают силы стрем щиес  сместить и опрокинуть стенку со смещением пригрузочного веса грунта засыпки 19 базирующего на сплошной фундаментной плите 7, в свою очередь пригрузочный вес грунта 19, оказыва  воздействие на полотнище 1 стремитс  вывести из защемлени  как верхние части 2 полотнищ 1, заделанных внутри спаренных распределительных балок 3 так и нижние спр мленные концевые части 5 полотнищ 1, смонтированных на наклонной, в сторону откоса, верхней грани (плоскости) 6 обреза фундаментной плиты 7, при этом одновременно нагрузка от распределительных балок 3, учитыва  их закрепление к вертикальным опорам 4 стремитс  изогнуть эти опоры, т.е. подвергнуть деформаци м выше обреза 6 фундаментной плиты 7, так как нижний конец опоры 4; заделан в его тело 7. Однако, как полотнища 1, распределительные балки 3 опоры 4, фундаментна  плита 7. так и конструкци  в целом в заданной ее компановке находитс  в устойчивом состо нии как при расчете на опрокидывание , так и расчете на сдвиг, как на слабых грунтовых основани х средней плотности и плотных основани х. Устойчивому состо нию , как отдельных указанных конструктивных элементов так и в целом в сборе конструкции стены, способствуют р д факторов , а именно: полотнища 1 выполненные со спр мленными концевыми участками 2,5 под острым углом друг к другу и сопр жением в средней части между нами по кривой 16, выполненной в зоне уреза фундаментной плиты 7 с направлением концевых спр мленных участков 2, 5 по фактической эпюре активного давлени  грунта обеспечивает высотное увеличение пригрузки грунтом и засыпки 19 фундаментной плиты 7 соответствующее высотному увеличению горизонтальных сил активного давлени  грунта, а также добитьс  равномерного воздействи  на полотнища нёдопуска  перенапр жени  в

них, обеспечива  эксплуатационную надежность полотнищ 1. Защемление же верхних спр мленных частей 2 полотнищ 1 в распределительной спаренной балке 3 позвол ет обеспечить равномерное нат жение полот- нищ 1 и упрощает процесс сборки конструкции . Надежному защемлению полотнищ 1 защемлению их нижних концевых частей 5 способствует как весова  пригрузка грунта засыпки 19, базирующа с  на фундамент- ной плите 7 так и защемление полотнищ их анкерными выпусками 15, заделанными в теле фундаментной плиты 7 на заданном рассто нии друг от друга, а также при необходимости , нанизыванием нижних спр м- ленных мастей 5 на опоры 4 их вырезами или обводкой спр мленных частей 5 в зоне опор с устройством вырезов под опоры 4 и надрезом по плоскости нижней части 5 полотнища 1 дл  заведени  и пропуска полотнищ 1 с последующим закреплением мест надреза на соединительных элементах 14.

При этом воздействующие силы на опоры 4 передающиес  от закрепленных балок

3компенсированы не только их заданной жесткостью, но и расположением этих опор

4своими противоположными ребрами 10 в плоскости действи  сил, которые не только снижают активное давление грунта, за счет смежных граней 17 расположенных под уг- лом и со стороны действи  сил активного давлени  грунта, но и вовлекают силы пассивного отпора своими противоположными смежными гран ми 18, расположенными со стороны лицевой поверхности полотнищ 1, помимо этого выполнение опор 4 с ушире- нием, в направлении сверху вниз, в своем сечении также способствует увеличению их жесткости и недопущени  скалывающих напр жений в зоне сопр жени  с фундамент- ной плитой 7, одновременно, расположение опор 4 противоположными ребрами 10 в плоскости действи  сил активного давлени  грунта по гран м 17 возникают силы направленные в сторону створа опор 4, в осо- бенности при квадратных опорах 4 в сечении, вызыва  частичную компенсацию оползневых сил расположенных между опорами 4 по длине сооружени , что увеличивает устойчивость сооружени , помимо указанного весова  пригрузка грунта 19, расположенна  по длине стены и базирующа с  на фундаментной плите 7 снижает силовое вли ние на каждую из опор 4, по длине стены, со стороны активного давле- ни  грунта, повыша  тем самым и устойчивость конструкции стены за счет перераспределени  этого давлени  и увеличени  удерживающего момента. Важную роль в устойчивости стены играет сечение

фундаментной плиты 7, в которой наклонна  верхн   грань 6 в зоне обреза фундаментной плиты 7 не только снижает горизонтальные силы активного давлени  но и вызывает реактивные силы от весовой пригрузки 19у компенсиру  часть активного давлени  грунта, наклон же лицевых граней 11 фундаментной плиты 7 повышает пассивный отпор по высоте фундамента 7, а наклон подошвенной грани 12 снижает как силы горизонтального на них воздействи  так и силы по подошве 12 фундаментной плиты 7, Выполнение же опор 4 на заданном рассто нии по ширине стены в сечении способствует равномерной нагрузке на подошву 12 фундаментной плиты 7. При слабых грунтах в основании под подошвой 12 фундаментной плиты 7 выполнен фундамент 7 на сва х 8, а при плотных, скальных с анкеровкой 9 фундаментной плиты 7 в скальный грунт основани , при средней плотности на фундаментной плите 7 без анкеровки 9, что способствует выбору того или иного типа закреплени  стены с грунтом основани  в зависимости от грунтовых условий. Выполнение стенок с заданной их компановкой обеспечит их монтаж как в обычных так и стесненных услови х строительства, что делает конструкцию универсальной. Швы 13 стыкуемых полотнищ 1 по высоте стены, выполненные на соединительных элементах 14 (арматурные скрепки, капронова  в зка или спаренные пластины из оцинкованной стали или полимерно армированных материалов на болтовых соединени х} обеспечивают строительным подразделени м выбор соединений в зависимости от наличи  материала .

Использование предлагаемого технического решени  позволит:

производить работы в стесненных услови х строительства за счет ликвидации рас- пластанности конструкции в своем сечении;

производить работы при любых основани х склонов, косогоров, основани х земпо- лотна автомобильных и железных дорог за счет анкеровки фундаментной плиты в скальный грунт при скальных основани х и без анкеровки - при прочих плотных грунтах , а также на слабых основани х за счет забивки свай и заделки их в фундаментную плиту;

обеспечить равномерное распределение нагрузки на полотнища за счет заданной конфигурации оболочки в сечении стены максимально приближенной к фактической эпюре активного давлени  грунта, не допуска  тем самым и перенапр жени  в полотнищах повысив их эксплуатационную надежность;

упростить процесс монтажных работ и обеспечить надежное защемление верхних и нижних спр мленных частей полотнищ за счет составных распределительных балок, и закрепление нижних частей на анкерных выпусках фундаментной плиты, с учетом пригрузки от веса грунта;

выполнение анкерной плиты в виде ленточной фундаментной плиты и смонтированной в створе опор позвол ет вовлечь эту плиту в работу по обеспечению устойчивости стены как за счет заданного очертани  фундаментной плиты так и перераспределени  активного давлени  грунта со снижением силового вли ни  на каждую из опор;

выполнение заданного очертани  фундаментной плиты обеспечивает;

а)за счет наклона передней грани фундаментной плиты в сторону склона увеличиваетс  пассивный отпор грунта;

б)за счет наклона грани по обрезу фундаментной плиты в сторону откоса компенсируетс  часть активного давлени  грунта за счет вовлечени  составл ющих сил от разложени  сил весовой пригрузки;

наклонна  подошвенна  грань фундаментной плиты в стороны от склона снижает горизонтальную составл ющую активного давлени  грунта, а также давление по подошве фундамента;

размещение опор на заданном рассто нии по ширине фундаментной плиты обеспечивает получение равномерной нагрузки по подошве фундамента плиты;

ориентаци  одной пары противоположных ребер квадратных или ромбовидных опор, в направлении активного давлени  грунта, снижает это давление приход щеес  на опоры за счет давлени  оказываемого на наклонные грани опор с частично взаимокомпенсацией этого давлени  по составл ющим силам активного давлени  грунта, а по противоположным гран м опор - приводит к вовлечению пассивного горизонтального отпора снижа  гибкость самих опор;

опоры выполненные расшир ющимис  в направлении сверху вниз увеличивают их жесткость;

стыковка полотнищ по высоте стены на соединительных элементах (капронова  в зка, арматурные скрепки, или спаренные пластины из оцинкованной стали или полимерных материалах на болтовых соединени х ) обеспечивает в зависимости от наличи  материалов выполн ть соединение секций оболочки;

устройство вырезов в нижней части полотнищ дл  нанизывани  последней на опоры , с возможным огибанием опор при швах у опор дополнительно обеспечивает надеж- 5 кость защемлени  нижних частей полотнищ .

Claims (2)

1. Подпорна  стенка парусного типа,

0 включающа  вертикальные опоры четырех- угольного или круглого поперечного сечени , объединенные поверху распределительной балкой, горизонтальную плиту, парусную оболочку из объединенных между собой полот5 нищ стеклопластика, прикрепленную верхним и нижним концами соответственно к распределительной балке и горизонтальной плите, пригруженную грунтом обратной засыпки, отличающа с  тем, что, с

0 целью повышени  эксплуатационной надежности и устойчивости сооружени , оболочка выполнена со спр мленными концевыми участками, расположенными относительно друг друга под острым углом,

5 открытым к опоре, а ее полотнища объединены между собой посредством соединительных элементов, распределительна  балка выполнена по высоте составной из двух секций, вертикальные опоры закрепле0 ны нижними концами в горизонтальной плите , выполнены с увеличивающимс  книзу поперечным сечением и при выполнении последнего четырехугольным одна из его диагоналей ориентирована в плоскости дей5 стви  сил активного давлени  грунта, а горизонтальна  плита заанкерена в плотные грунты основани  или оперта на сваи, или вмонтирована в сваи, заглубленные в слабые грунты основани , при этом верхн  

0 грань плиты расположена с уклоном к обратной засыпке, ее передн   и нижн   грани - с уклоном в противоположную сторону, верхний конец полотнища закреплен между секци ми распределительной балки, а ниж5 ний конец прикреплен к верхней грани горизонтальной плиты посредством анкерных выпусков плиты и выполнен с вырезами или надрезами под стойки, причем кромки надрезов закреплены на соединительных эле0 ментах.

2. Стенка по п.1, о т л и ч а ю щ а   с   тем, что соединительные элементы выполнены или из арматурных скрепок, или из капроновой в зки, или из спаренных листов

5 оцинкованной стали, или из полимерного армированного материала на болтовых соединени х .

-. . ..Л-- -- - л - . - - о-

-.-:-: .V. -... ; ...; - . /

. .. -ч.--. -. .. ( - /..-, . Д.-« .- :v. -- : V

v s.

s cbur.l

j

: . ...- % :

/А

3

.

s

Ч

и

фииг.2

РП

и

чг