RU2221111C2

RU2221111C2 - Geolattice

Info

Publication number: RU2221111C2
Application number: RU2001133696/03A
Authority: RU
Inventors: А.И. Ким; В.В. Бубновский; Н.Н. Лукачев
Original assignee: Ким Алексей Иванович; Бубновский Вадим Вадимович; Лукачев Николай Николаевич
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2004-01-10

Abstract

FIELD: construction industry, erection of industrial and public structures of various assignment, repair and reconstruction of existing structures. SUBSTANCE: geolattice has longitudinal plates with transverse joint by means of anchors, its cross-section has curvilinear shape with draining slots forming open space for removal of water coming from beneath and/or above. Anchors come preferably in the form of curvilinear insert and plates with which it is welded or linked by fastening members, for instance, clamps to longitudinal plates. EFFECT: increased strength and service life of geolattice in structure. 5 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к областям промышленного и гражданского строительства, строительства автомобильных дорог, укреплению различных насыпных грунтовых сооружений и может быть использовано при возведении новых сооружений и при ремонте и реконструкции старых. The invention relates to the fields of industrial and civil construction, road construction, strengthening various bulk soil structures and can be used in the construction of new structures and in the repair and reconstruction of old ones.

Известны одноосные георешетки, выполненные в виде удлиненных ячеек, образованных из полимерного материала, например полиэтилена высокой плотности или полипропилена, путем соединения между собой взаимно перпендикулярных полос или путем растягивания в пластичном состоянии полотна с просечками до образования и фиксации формы возникающих в месте просечек отверстий (П. Марьемаа, Армирование грунтовых конструкций и дорожных одежд геосетками TENSAR, ж. Транспортное строительство 3, 1999 г., с.23-24). Known uniaxial geogrids made in the form of elongated cells formed from a polymeric material, for example, high density polyethylene or polypropylene, by interconnecting mutually perpendicular strips or by stretching in a plastic state a web with perforations to form and fix the shape of the holes arising at the site of perforations (P Marjemaa, Reinforcement of soil structures and pavement with TENSAR geogrids, Railway Transport Construction 3, 1999, pp.23-24).

Аналогичные технические решения описаны в патенте GB 2314802, 1997 г., где георешетку получают путем размещения продольных полос между парами поперечных полос полимерного материала, и в патенте US 5156495, 1992 г., где решетка, полученная путем растяжения полотна с просечками, имеет в местах пересечения полос монолитные утолщения. Similar technical solutions are described in GB 2314802, 1997, where a geogrid is obtained by placing longitudinal strips between pairs of transverse strips of polymer material, and in US Pat. No. 5,156,495, 1992, where a grid obtained by stretching a web with perforations has intersections of strips are monolithic thickenings.

Наиболее близкой из известных является георешетка, используемая в гибком многослойном покрытии, включающем слои армированного пространственными или плоскими георешетками грунта, гибкие разделительные прослойки из высокопрочного геотекстиля между ними, при этом слои грунта расположены со смещением георешеток одна относительно другой и скреплены между собой по вертикали гибкими связями с образованием замкнутых ячеек, разделительные прослойки предварительно напряжены усилием, равным 70-80% от разрушающей нагрузки, а полотно верхнего несущего слоя выполнено из водонепроницаемого геотекстиля (патент RU 2044813, МКИ Е 01 С 5/00, 1995 г.) Такая конструкция позволяет использовать ее для дренажа и отвода воды и для гидроизоляции сооружения. The closest known one is the geogrid used in a flexible multilayer coating, including layers reinforced with spatial or flat geogrids, flexible separation layers of high-strength geotextiles between them, while the soil layers are located with the geogrids offset relative to each other and fastened together vertically by flexible bonds with the formation of closed cells, the separation layers are pre-stressed with a force equal to 70-80% of the breaking load, and the top sheet is not the existing layer is made of waterproof geotextile (patent RU 2044813, MKI E 01 C 5/00, 1995). This design allows its use for drainage and water drainage and for waterproofing the structure.

Однако известно (ВСН "Применение синтетических материалов при устройстве нежестких одежд автомобильных дорог", Москва, 2000 г. и "Методические рекомендации по проектированию и строительству грунтовых насыпей на торфяном основании, армированных георешетками "Прудон 494" в условиях Западной Сибири", Москва, 2000 г.), что применяемые рулонные синтетические материалы, используемые для устройства дренажных прослоек, должны иметь по стандартным испытаниям коэффициент фильтрации не ниже 150 м/сутки и обладать разрывной прочностью по стандартным испытаниям Рm. не ниже 150 кгс/см. при относительном удлинении при нагрузке Рm не выше 20%. Материалов, обладающих такими свойствами в настоящее время не существует, так как требуемые прочностные характеристики соответствуют тканым синтетическим материалам, а требуемая фильтрация - нетканым. То есть, возникает необходимость одновременно применять два типа геосинтетического материала, что резко увеличивает стоимость строительства. Помимо этого известно, что объемная георешетка представляет собой конструкцию из синтетических лент, скрепленных между собой посредством сварных швов таким образом, что при растяжении в поперечном направлении они образуют сотовую конструкцию. Георешетки используются в конструкции дорожных одежд для усиления слабых оснований и для объемного армирования с целью восприятия растягивающих усилий. В качестве заполнителя ячеек георешетки используют щебень, песок, супесь, суглинок. Физический эффект от применения известной георешетки заключается в повышении прочности конструкции за счет объемного армирования с восприятием растягивающих напряжений через стык георешетки. При этом нагрузка, воспринимаемая образующей ячейку полосой (лентой, пластиной), составляет 146 кг/см², а швом, связывающим полосы между собой значительно меньше 65 кг/см².However, it is known (VSN "The use of synthetic materials in the construction of non-rigid clothes for roads", Moscow, 2000 and "Methodological recommendations for the design and construction of soil mounds on a peat base reinforced with geological grates" Proudhon 494 in Western Siberia ", Moscow, 2000 d) that the used rolled synthetic materials used for the installation of drainage layers should have a standard filtering coefficient of at least 150 m / day and have tensile strength according to standard tests Aniyam Pm. not lower than 150 kgf / cm. with relative elongation at a load of PM not higher than 20%. Materials with such properties do not currently exist, since the required strength characteristics correspond to woven synthetic materials, and the required filtration to non-woven. That is, it becomes necessary to simultaneously use two types of geosynthetic material, which dramatically increases the cost of construction. In addition, it is known that the volumetric geogrid is a structure of synthetic tapes fastened together by means of welds in such a way that when stretched in the transverse direction they form a honeycomb structure. Geogrids are used in the construction of pavements to strengthen weak bases and for volume reinforcement in order to absorb tensile forces. As a placeholder for geogrid cells, gravel, sand, sandy loam, and loam are used. The physical effect of using the known geogrid is to increase the structural strength due to volume reinforcement with the perception of tensile stresses through the geogrid joint. At the same time, the load perceived by the strip forming the cell (tape, plate) is 146 kg / cm ² , and the seam connecting the strips together is much less than 65 kg / cm ² .

Задачей предложенного технического решения является повышение долговечности, прочности георешетки в сооружении за счет максимального использования сечения пластины (а не шва) для восприятия растягивающих напряжений, усиление оснований сооружений путем обеспечения возможности распределения давления от активной нагрузки на значительную площадь, за пределы зоны ее воздействия, обеспечение высокой несущей способности искусственных грунтовых оснований и слоев дорожной одежды автомобильных дорог за счет их изоляции от попадания в них поверхностных и грунтовых вод путем применения конструкции дренажа, обеспечивающей быстрое удаление поступающей воды в основание и конструкцию сооружений с исключением их заиливания путем создания поперечного уклона георешетки, позволяющего обеспечить скорость движения воды в ней, превышающую ту, при которой происходит оседание мелких частиц грунта. The objective of the proposed technical solution is to increase the durability, strength of the geogrid in the structure due to the maximum use of the section of the plate (rather than the seam) for the perception of tensile stresses, strengthening the foundations of structures by providing the possibility of pressure distribution from the active load over a significant area, outside the zone of its impact, ensuring high bearing capacity of artificial soil bases and layers of road pavement of roads due to their isolation from falling into them surface and groundwater by applying a drainage design that ensures the rapid removal of incoming water into the base and the construction of structures with the exception of siltation by creating a transverse slope of the geogrid, which allows for a water velocity in it exceeding that at which small particles of soil settle.

Это достигается тем, что георешетка содержит продольные пластины, соединенные в поперечном направлении анкерами, имеющими в поперечном сечении криволинейную форму предпочтительно с дренажными прорезями и образующими открытую поверхность в виде полости для отвода поступающей снизу и/или сверху воды, причем анкеры выполнены предпочтительно в виде вставки криволинейной формы и пластин, посредством которых она путем сварки или скрепляющими элементами, например скобами, закреплена к продольным пластинам. В продольных пластинах по их длине могут быть образованы отверстия. Часть продольных пластин может быть расположена в плоскости георешетки и/или под острым углом к ней. Кроме того, продольные оси продольных пластин могут быть расположены под углом от 0^o до 30^o к продольной оси георешетки, а анкеры расположены поверх продольных пластин и/или под продольными пластинами. Георешетка в зоне расположения анкеров может быть покрыта нетканым материалом или анкеры расположены на нетканом материале.This is achieved by the fact that the geogrid contains longitudinal plates connected in the transverse direction by anchors having a curvilinear cross-section in shape, preferably with drainage slots and forming an open surface in the form of a cavity for draining water coming from below and / or above, and the anchors are preferably made in the form of an insert curvilinear shape and plates, by which it is fastened to longitudinal plates by welding or fastening elements, for example brackets. Holes may be formed in the longitudinal plates along their length. Part of the longitudinal plates may be located in the plane of the geogrid and / or at an acute angle to it. In addition, the longitudinal axis of the longitudinal plates can be located at an angle from 0 ^o to 30 ^o to the longitudinal axis of the geogrid, and the anchors are located on top of the longitudinal plates and / or under the longitudinal plates. The geogrid in the area where the anchors are located may be coated with non-woven material or the anchors are located on the non-woven material.

Изобретение иллюстрируется схемами,
где на фиг.1 представлен вид сбоку на георешетку;
на фиг.2 - схема поступления воды в полость анкера снизу;
на фиг.3 - то же, при поступлении воды сверху;
на фиг.4 - схема понижения грунтовых вод с естественного уровня "УГВ" до пониженного уровня грунтовых вод "УТПп";
на фиг. 5 - вид на георешетку на нетканом материале сверху (со схемой отвода воды);
на фиг.6 - вид на георешетку спереди;
на фиг.7 - схема отвода воды в полость анкера;
на фиг. 8 - схема нагружения георешетки в сооружении эксплуатационными нагрузками при верхнем расположении анкеров;
на фиг.9 - то же, при нижнем расположении анкеров;
на фиг.10 - схема расположения продольных пластин.The invention is illustrated in diagrams.
where in Fig.1 shows a side view of the geogrid;
figure 2 - diagram of the flow of water into the cavity of the anchor from the bottom;
figure 3 is the same when water is received from above;
figure 4 - scheme for lowering groundwater from the natural level of "water supply" to a lower level of groundwater "UTP";
in FIG. 5 is a top view of a geogrid on a nonwoven material (with a water drainage diagram);
Fig.6 is a front view of the geogrid;
7 is a diagram of the drainage of water into the cavity of the anchor;
in FIG. 8 is a diagram of loading a geogrid in a structure with operational loads at the upper location of the anchors;
figure 9 is the same with the lower location of the anchors;
figure 10 - arrangement of longitudinal plates.

Объемная одноосная дренажно-силовая георешетка (ООДСГ) представляет собой продольные пластины 1 из полимерного материала, соединенные между собой в поперечном направлении анкерами 2, выполненными также из полимерного материала и имеющими криволинейную выпуклую или вогнутую форму. Продольные пластины могут быть ориентированы под острым углом 0-30^o к продольной оси георешетки или быть наклонными к ее плоскости. Анкер 2 может состоять из двух пластин 3, соединенных между собой вставкой 4 указанной криволинейной формы. Анкер 2 может быть выполнен с отгибами в виде пластин 3 вставки 4. Для отвода воды, поступающей с верхней части ООДСГ, вставка 4 анкера может иметь дренажные прорези 5, расположенные с двух сторон ее нижней части. Для отвода воды, поступающей снизу, анкер 2 имеет открытую поверхность (полость) 6 снизу, расположенную между продольными пластинами 1 ООДСГ. Передача напряжений от активной нагрузки F_{активн.} и Q_{активн.} осуществляется по плоскости скольжения С-С защемленного между анкерами 2 ООДСГ дренирующего материала 7 и материалом засыпки 8. Вода перемещается на коротком расстоянии "l" вдоль ООДСГ к анкерам 2, прикрепленным к продольным пластинам 1, которые могут иметь отверстия 9 для увеличения зацепления ООДСГ с грунтом и засыпкой и удаляется по анкеру 2 за пределы основания (конструкции) сооружения. На участках возведения насыпи на неоднородных грунтах, имеющих значительные различие физико-механических свойств, ООДСГ укладывается анкерами 2 вниз с засыпкой дренирующим материалом 7. Нетканый материал 10 может быть уложен как на георешетку, так и под нее. Стрелками на схемах показано направление тока воды.Volumetric uniaxial drainage-force geogrid (OODSG) is a longitudinal plate 1 of a polymeric material, connected to each other in the transverse direction by anchors 2, also made of a polymeric material and having a curved convex or concave shape. Longitudinal plates can be oriented at an acute angle of 0-30 ^o to the longitudinal axis of the geogrid or be inclined to its plane. Anchor 2 may consist of two plates 3, interconnected by an insert 4 of the specified curved shape. Anchor 2 can be made with bends in the form of plates 3 of insert 4. To drain the water coming from the upper part of the OODSG, insert 4 of the anchor can have drainage slots 5 located on both sides of its lower part. To drain the water flowing from below, the anchor 2 has an open surface (cavity) 6 below, located between the longitudinal plates 1 OODSG. Voltage transfer from active load F _active and Q is _active. is carried out along the CC plane of the drainage material 7 pinched between the OODSG anchors 2 and the backfill material 8. The water moves a short distance “l” along the OODSG to the anchors 2 attached to the longitudinal plates 1, which may have holes 9 to increase the OODSG engagement with soil and backfill and is removed by anchor 2 outside the base (structure) of the structure. In areas of embankment erection on heterogeneous soils with significant differences in physical and mechanical properties, OODSG is laid with anchors 2 down with backfill with drainage material 7. Nonwoven material 10 can be laid both on the geogrid and under it. The arrows in the diagrams show the direction of the flow of water.

Таким образом, ООДСГ состоит из элементов определенной формы, позволяющих при расчетных их размерах как воспринимать значительные нагрузки, так и одновременно с этим осуществлять эффективный водоотвод грунтовых и поверхностных вод, поступающих в основание сооружений и в конструкцию дорожных одежд автомобильных дорог. В ООДСГ максимально возможно повышена прочность самой георешетки в сооружении за счет максимально полезного использования сечения пластины (а не соединительного шва) для восприятия растягивающих напряжений. Возможно усиление оснований сооружений путем обеспечения распределения давления от активной нагрузки на значительную площадь, за пределы зоны ее воздействия, чем достигается высокая несущая способность искусственных грунтовых оснований и слоев дорожной одежды автомобильных дорог. Исключено за счет применения конструкции дренажа, обеспечивающей быстрое удаление поступающей воды в основание и в конструкцию сооружений, попадание в них поверхностных и грунтовых вод с исключением их заиливания путем создания поперечного уклона георешетки, позволяющего обеспечить скорость движения воды в ней, превышающую ту, при которой происходит оседание мелких частиц грунта. Thus, the OODSG consists of elements of a certain shape, which allow, at their calculated sizes, both to absorb significant loads, and at the same time to carry out an effective drainage of ground and surface water entering the base of structures and into the construction of road clothes of highways. In OODSG, the strength of the geogrid itself in the structure is maximally increased due to the most useful use of the section of the plate (and not the connecting seam) for the perception of tensile stresses. It is possible to strengthen the foundations of structures by ensuring the distribution of pressure from the active load over a significant area, outside the zone of its impact, thereby achieving high bearing capacity of artificial soil bases and layers of road pavement of roads. It is excluded due to the use of a drainage design that ensures the rapid removal of incoming water into the base and construction of structures, the ingress of surface and groundwater into them with the exception of siltation by creating a transverse slope of the geogrid, which allows for a water velocity in it exceeding that at which sedimentation of small particles of soil.

Claims

1. A geogrid containing longitudinal plates connected in the transverse direction by anchors having a curvilinear cross-section in shape, preferably with drainage slots and forming an open surface in the form of a cavity for draining water coming from below and / or from above, the anchors being made in the form of inserts of a curved shape and plates, by which it is fixed by welding or fastening elements, for example brackets, to the longitudinal plates.

2. The geogrid according to claim 1, characterized in that holes are formed in the longitudinal plates along their length.

3. The geogrid according to claim 1, characterized in that part of the longitudinal plates is located in the plane of the geogrid and / or at an acute angle to it.

4. The geogrid according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the longitudinal axis of the longitudinal plates are located at an angle from 0 to 30 ° to the longitudinal axis of the geogrid.

5. Geogrid according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the anchors are located on top of the longitudinal plates and / or under the longitudinal plates.

6. The geogrid according to any one of claims 1 to 4, characterized in that in the area of the anchors it is covered with non-woven material or the anchors are located on the non-woven material.