RU2228993C2

RU2228993C2 - Support structures

Info

Publication number: RU2228993C2
Application number: RU2002106171/03A
Authority: RU
Inventors: А.П. Гурьев (RU); А.П. Гурьев; рова Э.С. Бегл (RU); Э.С. Беглярова; ров Д.С. Бегл (RU); Д.С. Бегляров
Original assignee: Московский государственный университет природообустройства
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2004-05-20

Abstract

FIELD: hydraulic, civil and industrial engineering, particularly structures for stability maintaining of artificial bank and other installations. SUBSTANCE: support structure, especially for pond with water level variation up to maximal level has support reinforced concrete wall, for example corner wall, with support plate and back surface, backfill of clay material inserted from back surface of concrete wall up to maximum water level. Coarse bulk material is placed above clay material and covered with bound material or waterproofing material, namely asphalt or concrete. EFFECT: reduced cost, simplified structure due to usage of in-situ material as backfill material. 5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится преимущественно к области гидротехники, а также к области гражданского и промышленного строительства, а более конкретно к сооружениям, поддерживающим устойчивость насыпных берегов водоемов или других насыпных искусственных сооружений.The invention relates primarily to the field of hydraulic engineering, as well as to the field of civil and industrial construction, and more particularly to structures supporting the stability of the bulk banks of reservoirs or other bulk artificial structures.

Наиболее близким техническим решением является подпорное сооружение на водоеме с максимальным уровнем воды, включающее подпорную железобетонную стенку с обратной засыпкой (Руководство по проектированию береговых укреплений на внутренних водоемах. - М.: Стройиздат, 1984, с.35, рис.5 (прототип)).The closest technical solution is a retaining structure in a reservoir with a maximum water level, including a retaining reinforced concrete wall with backfill (Design Guide for coastal fortifications in inland waters. - M .: Stroyizdat, 1984, p. 35, Fig. 5 (prototype)) .

Недостатком известного устройства является выполнение обратной засыпки из несвязного зернистого материала, имеющего повышенное давление на подпорную стенку и большой коэффициент фильтрации, приводящий как к потере воды из водоема, так и к фильтрационной суффозии материала обратной засыпки, для предупреждения которых требуется выполнение сложных и дорогостоящих противофильтрационных и противосуффозионных устройств одновременно с повышенным расходом строительных материалов для сооружения стенки, а также использование в больших объемах грунта со специальными свойствами для материала обратной засыпки, который не всегда имеется в районе строительства.A disadvantage of the known device is the implementation of backfilling of incoherent granular material having increased pressure on the retaining wall and a large filtration coefficient, which leads to both loss of water from the reservoir and filtration suffusion of the backfill material, the prevention of which requires the implementation of complex and expensive antifiltration and anti-suffusion devices simultaneously with increased consumption of building materials for wall construction, as well as use in large areas emah soil with special features for the backfill material, which is not always available in the construction area.

Целью предлагаемого изобретения является снижение стоимости и упрощение конструкции за счет возможности использования местного строительного связного материала в качестве обратной засыпки.The aim of the invention is to reduce the cost and simplify the design due to the possibility of using local building cohesive material as backfill.

Решение упомянутой задачи достигается тем, что обратная засыпка до отметки максимального уровня воды выполнена из глинистого материала, выше которого уложен слой крупнозернистого несвязного материала, закрытого сверху связным материалом, причем при размещении подпорного сооружения в районах с безморозным климатом в качестве связного грунтового материала использован связный ненабухающий грунт толщиной, равной расчетной глубине прогрева почвы, при размещении подпорного сооружения в районах с морозным климатом в качестве связного грунтового материала использован связный ненабухающий и непучинистый грунт толщиной, равной расчетной глубине промерзания почвы, а в качестве крупнозернистого несвязного материала использован крупнозернистый несвязный грунт, слой которого имеет толщину, равную высоте капиллярной каймы этого грунта или толщину, равную расчетной глубине прогрева почвы при размещении подпорного сооружения в районах с безморозным климатом или расчетной глубине промерзания почвы при размещении подпорного сооружения в районах с морозным климатом, а в качестве связного материала использован гидроизоляционный материал, например асфальт или бетон.The solution to this problem is achieved by the fact that backfilling to the mark of the maximum water level is made of clay material, above which a layer of coarse-grained incoherent material is laid, closed on top with a cohesive material, and when a retaining structure is placed in areas with frost-free climate, a coherent non-swellable material is used soil with a thickness equal to the estimated depth of soil warming up when placing a retaining structure in areas with a frosty climate as a cohesive gr A coherent non-swellable and non-porous soil with a thickness equal to the estimated depth of freezing of the soil was used for the bulk material, and coarse-grained incoherent soil was used as a coarse-grained incoherent material, the layer of which has a thickness equal to the height of the capillary rim of this soil or a thickness equal to the calculated depth of soil heating when placing a retaining structure in areas with a frost-free climate or the estimated depth of freezing of the soil when placing a retaining structure in areas with a frosty climate, and as TBE cohesive material used waterproofing material, such as asphalt or concrete.

Отмеченный технический результат обеспечивается тем, что обратная отсыпка из глинистого материала до отметки максимального уровня воды обеспечивает предотвращение фильтрации воды как через материал обратной засыпки, так и по контуру его контакта с подпорной стенкой, а укладка на поверхности обратной засыпки слоя крупнозернистого несвязного материала разрывает капиллярную кайму, препятствуя тем самым изменению физических свойств материала обратной засыпки при колебаниях воды в водоеме и при изменении погодных условий в соответствующих климатических зонах, причем укладка над слоем крупнозернистого несвязного материала связного грунтового материала или при соответствующей его толщине гидроизоляционного материала обеспечивает постоянство температурно-влажностного режима во всем массиве обратной засыпки и тем самым стабильность ее физико-механических свойств.The noted technical result is ensured by the fact that backfilling of clay material to the mark of the maximum water level prevents water filtration both through the backfill material and along the contour of its contact with the retaining wall, and laying on the backfill surface a layer of coarse-grained, incoherent material breaks the capillary rim , thereby preventing a change in the physical properties of the backfill material with fluctuations in water in the pond and with changing weather conditions in accordance boiling climatic zones, and laying a layer of coarse loose material cohesive soil material or corresponding to its thickness waterproofing material provides a constant temperature and humidity throughout the backfill array and thus the stability of its physico-mechanical properties.

На фиг.1 представлен поперечный разрез подпорной стенки с пригрузкой слоя крупнозернистого несвязного материала связным материалом; на фиг.2 представлен поперечный разрез подпорной стенки с пригрузкой слоя крупнозернистого несвязного материала гидроизоляционным материалом.Figure 1 shows a cross section of a retaining wall with the loading layer of coarse-grained incoherent material with a cohesive material; figure 2 presents a cross-section of a retaining wall with the loading layer of coarse-grained incoherent material waterproofing material.

Подпорное сооружение водоема с максимальным уровнем воды 1 включает подпорную железобетонную стенку 2, например уголкового типа, с опорной плитой 3 и тыльной поверхностью 4, имеет обратную засыпку 5 из глинистого материала со стороны тыльной поверхности 4 до отметки максимального уровня воды 1, выше которого отсыпан слой 6 крупнозернистого несвязного материла, прикрытый сверху связным грунтовым материалом 7 или гидроизоляционным материалом 8.The retaining structure of the reservoir with the maximum water level 1 includes a retaining reinforced concrete wall 2, for example, a corner type, with a base plate 3 and a back surface 4, has backfill 5 of clay material from the back surface 4 to the mark of the maximum water level 1, above which the layer is dumped 6 coarse-grained incoherent material, covered from above by cohesive soil material 7 or waterproofing material 8.

Подпорное сооружение работает следующим образом. Подпорная стенка 2 засчет собственного веса и веса части обратной засыпки 5, приходящейся на опорную плиту 3, воспринимает давление грунта обратной засыпки 5 на свою тыльную поверхность 4. Поскольку обратная засыпка 5 выполнена из связного материала, обладающего сцеплением, то она сама может образовывать вертикальные поверхности, высота которых зависит от соотношения величин внутреннего сцепления, угла внутреннего трения и плотности материала обратной засыпки 5, вследствие чего на этой высоте на тыльную поверхность 4 со стороны обратной засыпки 5 действует только давление от распора грунта при его уплотнении во время укладки, что обеспечивает возможность уменьшения массы подпорной железобетонной стенки 2. При колебаниях уровня воды в водоеме вплоть до полного опорожнения влажность материала обратной засыпки 5 поддерживается наличием грунтовых вод и капиллярным смачиванием, которое при изменении положения грунтовых вод и при изменении погодных условий в широких пределах не может обеспечить постоянство физико-механических свойств обратной засыпки 5. В зонах с безморозным климатом происходит высыхание материала обратной засыпки 5, а в зонах с морозным климатом высыхание в теплое время года и промерзание в морозный период.The retaining structure operates as follows. The retaining wall 2, due to its own weight and the weight of the backfill part 5 falling on the base plate 3, perceives the pressure of the backfill soil 5 to its back surface 4. Since the backfill 5 is made of a bonded material with adhesion, it itself can form vertical surfaces , the height of which depends on the ratio of the values of internal adhesion, the angle of internal friction and the density of the material of the backfill 5, as a result of which, at this height, on the back surface 4 from the back side 5, only pressure from the spread of soil acts when it is compacted during installation, which makes it possible to reduce the weight of the retaining reinforced concrete wall 2. With fluctuations in the water level in the reservoir until the emptying is complete, the moisture content of the backfill material 5 is supported by the presence of groundwater and capillary wetting, which a change in the position of groundwater and when changing weather conditions over a wide range cannot ensure the constancy of the physicomechanical properties of backfill 5. In areas with frost-free Climate causes the drying of backfill material 5, and in areas with a frosty climate, drying in the warm season and freezing in the frosty period.

Под действием этих факторов материал обратной засыпки 5 растрескивается, создавая тем самым условия для движения воды или навала грунта на тыльную поверхность 4 подпорной железобетонной стенки 2, угрожая тем самым ее прочности и устойчивости. Слой 6 крупнозернистого несвязного материла на поверхности материала обратной засыпки 5 разрывает его капиллярную кайму, предупреждая тем самым его высыхание. Прикрытие сверху слоя 6 крупнозернистого несвязного материла связным грунтовым материалом 7 или гидроизоляционным материалом 8 предупреждает переувлажнение материала обратной засыпки 5 во время дождя или таяния снега, а выполнение связного грунтового материала 7 или слоя 6 крупнозернистого несвязного материала толщиной, равной расчетной глубине прогрева почвы при его размещении в районах с безморозным климатом или расчетной глубине промерзания почвы в районах с морозным климатом, обеспечивает термостатический эффект и стабильность физико-механических свойств материала обратной засыпки 5.Under the influence of these factors, the backfill material 5 cracks, thereby creating conditions for the movement of water or bulk soil on the back surface 4 of the retaining reinforced concrete wall 2, thereby threatening its strength and stability. Layer 6 of coarse-grained incoherent material on the surface of the backfill material 5 breaks its capillary rim, thereby preventing its drying out. Covering on top of layer 6 of coarse-grained incoherent material with cohesive soil material 7 or waterproofing material 8 prevents over-moistening of the backfill material 5 during rain or snow melting, and the implementation of cohesive soil material 7 or layer 6 of coarse-grained incoherent material with a thickness equal to the estimated depth of soil warming up when it is placed in areas with a frost-free climate or the estimated depth of soil freezing in areas with a frosty climate, provides a thermostatic effect and stability physico-mechanical properties of the backfill material 5.

Claims

1. Retaining structure, mainly on a pond with fluctuations in the water level in it, including a retaining reinforced concrete wall with backfill, characterized in that the backfill to the mark of the maximum water level in the pond is made of clay material, above which a layer of coarse-grained, incoherent material, closed top with cohesive material.

2. Retaining structure under item 1, characterized in that when it is placed in areas with frost-free climate, cohesive, non-swelling soil with a thickness equal to the estimated depth of soil warming is used as a cohesive material.

3. Retaining structure according to claim 1, characterized in that when it is placed in areas with a frosty climate, cohesive, non-swelling and non-porous soil with a thickness equal to the estimated depth of freezing of the soil is used as a cohesive material.

4. Retaining structure according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that as a coarse-grained incoherent material used coarse-grained incoherent soil, the layer of which has a thickness equal to the height of the capillary rim of this soil.

5. Retaining structure according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that as a coarse-grained incoherent material, coarse-grained incoherent soil is used, the layer of which has a thickness equal to the estimated depth of soil heating when placing a retaining structure in areas with a frost-free climate or the estimated depth of freezing of the soil when placing a retaining structure in areas with frosty climate, and as a cohesive material used waterproofing material, such as asphalt or concrete.