RU2728046C1

RU2728046C1 - Anti-landslide structure for reinforcement of road embankments on unstable slopes

Info

Publication number: RU2728046C1
Application number: RU2019119974A
Authority: RU
Inventors: Алексей Анатольевич Пиотрович; Тельман Фахраддин оглы Мирзоев
Priority date: 2019-06-25
Filing date: 2019-06-25
Publication date: 2020-07-28

Abstract

FIELD: construction.SUBSTANCE: anti-landslide structure represents a frame made of bored piles connected on top by tie-rods in the form of flexible rods attached by their ends to embedded parts in pile heads. Coupling of inclined pile with vertical pile is articulated. Hinge assembly is made by resting longitudinal bottom elements of armo-frame of inclined pile on transverse elements of reinforcement frame of vertical pile at connection point determined by calculation. Vertical pile is located on upland side while inclined pile is arranged under embankment. Connecting frames of adjacent frames are connected by means of weights. Frame plane is perpendicular to track axis. Distance between frames is determined by calculation. Space under bulk from between adjacent frames is combined by geogrid of material which is suitable for strength properties.EFFECT: invention relates to construction, in particular to strengthening landslide bases on unstable slopes.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства, в частности, к укреплению оползневых оснований на неустойчивых склонах, и может быть использовано при строительстве и реконструкции железнодорожных магистралей, расположенных на неустойчивых горных участках, сложенных блоками трещиноватых скальных пород.The invention relates to the field of construction, in particular, to the strengthening of landslide foundations on unstable slopes, and can be used in the construction and reconstruction of railways located on unstable mountain areas, stacked by blocks of fractured rocks.

Из существующего уровня техники известны удерживающие подпорные стены из вертикальных буронабивных свайных рядов, соединенных в единый ростверк, где нижними концами сваи погружены в устойчивый грунт, а верхние части свай воспринимают давление сползающего грунта (Гинзбург Л.К. Противооползневые удерживающие конструкции. - М.: Стройиздат, 1979 - 80 с.). Подобные конструкции широко распространены в практике стабилизации горных оползневых участков.From the existing level of technology, retaining retaining walls of vertical bored pile rows are known, connected into a single grillage, where the lower ends of the piles are immersed in stable soil, and the upper parts of the piles perceive the pressure of creeping soil (Ginzburg L.K. Anti-landslide retaining structures. - M .: Stroyizdat, 1979 - 80 p.). Such structures are widespread in the practice of stabilizing mountain landslide areas.

Недостатками данного технического решения являются довольно большие объемы и стоимость работ по возведению сооружения. Кроме того, проведение таких работ вдоль железнодорожной магистрали, скорее всего, потребует приостановки движения, при этом сроки реализации проекта довольно велики.The disadvantages of this technical solution are the rather large volumes and cost of construction work. In addition, carrying out such works along the main railway will most likely require a suspension of traffic, while the time frame for the project is quite long.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является противооползневое сооружение (пат. РФ №1744201, МПК E02D 29/02,1992).The closest in technical essence to the proposed invention is an anti-landslide structure (US Pat. RF No. 1744201, IPC E02D 29/02/1992).

Противооползневое сооружение содержит ряд буронабивных свай, объединенных ростверком, имеющих анкерные, защемленные в устойчивых грунтах нижние части, шарнирные участки, окруженные гидроизоляционным пластическим заполнителем в зоне поверхности смещения оползня, верхние концы этих свай объединены железобетонным ростверком, а крайние в ряду сваи связаны гибкими тяжами с железобетонным ригелем, соединяющим вертикальные и наклонные стойки рамы.The anti-landslide structure contains a number of bored piles, united by a grillage, having anchor lower parts clamped in stable soils, hinged sections surrounded by a waterproofing plastic aggregate in the zone of the landslide displacement surface, the upper ends of these piles are united by a reinforced concrete grillage, and the outermost piles in the row are connected with flexible strands a reinforced concrete crossbar connecting the vertical and inclined frame posts.

Противооползневое сооружение имеет следующие недостатки: большие объемы и, следовательно, стоимость работ по возведению свайной стены. Отсюда возрастает продолжительность строительных работ. Проведение таких работ вдоль действующей железнодорожной магистрали потребует остановок движения - технологических «окон». Поэтому сроки реализации проекта влияют не только на затраты подрядчика, но и на дополнительные расходы владельца железной дороги, вызванные перерывами в движении и снижением скорости на реконструируемом участке.The anti-landslide structure has the following disadvantages: large volumes and, therefore, the cost of work on the construction of a pile wall. Hence, the duration of construction work increases. Carrying out such works along the existing railway line will require traffic stops - technological "windows". Therefore, the timing of the project's implementation affects not only the contractor's costs, but also the additional costs of the railway owner caused by interruptions in traffic and a decrease in speed on the reconstructed section.

В указанной конструкции несущие сваи погружены в грунт на значительную глубину, необходимую для обеспечения защемления в грунте и обеспечения тем самым необходимой прочности сооружения при воздействии внешних эксплуатационных нагрузок. Необходимость глубокого погружения элементов подпорной стенки ведет к значительному расходу материала свай.In this structure, the bearing piles are immersed in the ground to a considerable depth necessary to ensure pinching in the ground and thereby ensure the required strength of the structure under the influence of external operational loads. The need for deep immersion of retaining wall elements leads to significant consumption of pile material.

Если массив перед свайной стеной или рамой обладает так называемым оползневым потенциалом, образованным в результате большого уклона откоса контрбанкета, то участок может сползти и эффективность применения противооползневого сооружения если не исчезнет, то значительно снизится.If the massif in front of the pile wall or frame has the so-called landslide potential, formed as a result of a large slope of the counterbanket slope, then the site may slide and the effectiveness of the anti-landslide structure, if not disappear, will significantly decrease.

Задачей предлагаемого изобретения является создание противооползневого устройства для сокращения времени строительства и материальных затрат, связанных с перерывами в движении ж.-д. транспорта.The objective of the present invention is to create an anti-landslide device to reduce construction time and material costs associated with interruptions in the movement of railways. transport.

Для решения поставленной задачи в противооползневой конструкции, содержащей ряд буронабивных свай, вертикальная свая заглубляется в устойчивый грунт и объединяется поверху с шарнирно соединенной с ней наклонной сваей с помощью гибких тяжей в единую систему, каждая рама соединяется с другой с помощью продольных тяжей.To solve this problem, in the anti-landslide structure containing a number of bored piles, the vertical pile is buried in stable soil and combined on top with an inclined pile pivotally connected to it with the help of flexible ties into a single system, each frame is connected to the other using longitudinal ties.

В результате конструктивных особенностей устройства, обеспечивается использование двойного эффекта от растяжения-сжатия. То есть элементы конструкции под вертикальной нагрузкой помогают зажать грунтовый массив, не давая ему расползтись. Другими словами, вследствие силовых воздействий от насыпи и подвижного состава образуются сжимающее усилия внутри конструкции.As a result of the design features of the device, the use of the double effect of tension-compression is provided. That is, structural elements under a vertical load help to clamp the soil mass, preventing it from creeping. In other words, due to the force effects from the embankment and the rolling stock, compressive forces are generated inside the structure.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена аналогичная совокупность конструктивных признаков, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.According to the data of the patent and scientific and technical literature, a similar set of design features was not found, which makes it possible to judge the inventive level of the proposal.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:The essence of the invention is illustrated by drawings, which show:

На фиг. 1 - схема предлагаемой конструкции.FIG. 1 is a diagram of the proposed design.

На фиг. 2 - схема конструкции с горизонтальными нагрузками на раму от распирающих усилий грутовых блоков.FIG. 2 is a diagram of a structure with horizontal loads on the frame from the bursting forces of the load blocks.

На фиг. 3 - схема конструкции с горизонтальными усилиями, возникающими в результате провиса тяги (гибкого стержня).FIG. 3 is a schematic diagram of a structure with horizontal forces resulting from sagging of the rod (flexible rod).

Противооползневая конструкция представляет собой треугольную раму, выполненную из буронабивных свай 1, 2, соединенных поверху специальными тягами 3 в виде гибких стержней, прикрепленных своими концами к закладным деталям 9 в оголовках свай 1, 2. Сопряжение наклонной сваи 2 с вертикальной сваей 1 выполнено шарнирным. Шарнирный узел выполняется путем опирания продольных нижних элементов армокаркаса наклонной сваи 2 на поперечные элементы армокаркаса вертикальной сваи 1 в месте присоединения, определяемого расчетом. Вертикальная свая 1 расположена с нагорной стороны, а наклонная 2 - под насыпью. В свою очередь, продольными тяжами 4 соединяются смежные стойки рам. Плоскость рамы перпендикулярна оси пути. Расстояние между рамами определяется расчетом. Пространство под насыпью между смежными рамами объединяется георешеткой 5 из пригодного по прочностным свойствам материала. Вертикальные и наклонные буронабивные сваи выполняются по традиционным технологиям с помощью буровых установок.The anti-landslide structure is a triangular frame made of bored piles 1, 2, connected on top with special rods 3 in the form of flexible rods, attached by their ends to embedded parts 9 in the heads of piles 1, 2. The connection of the inclined pile 2 with the vertical pile 1 is hinged. The hinge assembly is performed by supporting the longitudinal lower elements of the reinforcement cage of the inclined pile 2 on the transverse elements of the reinforcement cage of the vertical pile 1 at the attachment point determined by the calculation. Vertical pile 1 is located on the upland side, and inclined pile 2 is located under the embankment. In turn, the longitudinal strands 4 connect adjacent frame posts. The plane of the frame is perpendicular to the axis of the track. The distance between the frames is determined by calculation. The space under the embankment between adjacent frames is united by a geogrid 5 made of a material suitable for its strength properties. Vertical and inclined bored piles are made according to traditional technologies using drilling rigs.

Работает устройство следующим образом. Нагрузки от дорожной насыпи 6 передаются через тягу (гибкий стержень) на трещиноватый грунт внутри рамы. Вследствие этого может произойти оседание и расползание блоков скальных пород. Сползающие блоки заклиниваются между сваями 7, пытаясь их раздвинуть (фиг. 2). Но, с другой стороны, вследствие провиса тяги под вертикальными нагрузками от насыпи возникают горизонтальные усилия в сваях 8. Эти горизонтальные усилия направлены внутрь рамы и вызывают сжатие трещиноватого массива - получается эффект обжатия. Вследствие этого, компенсируется оползневое давление грунта, и грунтовый массив внутри рамы будет уплотняться, стабилизироваться (фиг. 3).The device works as follows. Loads from road embankment 6 are transmitted through a rod (flexible rod) to the fractured soil inside the frame. As a result, subsidence and spreading of rock blocks can occur. Sliding blocks wedge between the piles 7, trying to push them apart (Fig. 2). But, on the other hand, due to the sagging of the thrust under vertical loads from the embankment, horizontal forces arise in the piles 8. These horizontal forces are directed inside the frame and cause compression of the fractured mass - the effect of compression is obtained. As a result, landslide soil pressure is compensated, and the soil mass inside the frame will be compacted and stabilized (Fig. 3).

Благодаря вертикальной консоли, данная конструкция позволяет удерживать блоки трещиноватого грунта «внутри себя», препятствуя его расползанию. Величина заделки вертикальной стойки в несущий слой определяется расчетом. Шаг между рамами, предлагаемой конструкции, в несколько раз больше, чем шаг свай при устройстве вертикальной свайной стенки.Thanks to the vertical cantilever, this design allows you to keep blocks of fractured soil "inside yourself", preventing it from spreading. The amount of embedment of the vertical post into the bearing layer is determined by calculation. The step between the frames of the proposed design is several times larger than the step of the piles when installing a vertical pile wall.

Технический результат заключается в расширении области применения, повышении эффективности укрепления скальных оползневых массивов, сокращении сроков реализации проекта, снижение трудоемкости строительства и снижение стоимости работ.The technical result consists in expanding the scope, increasing the efficiency of strengthening rocky landslide massifs, reducing the project implementation time, reducing the labor intensity of construction and reducing the cost of work.

Claims

An anti-landslide structure containing a number of vertical bored piles buried in stable soil, characterized in that the vertical piles located on the upland side are pivotally connected to inclined piles located under the embankment, while the piles on top are connected by rods in the form of flexible rods attached by their ends to the embedded details in the pile heads with the formation of triangular frames, which are interconnected by means of longitudinal ties, and the space under the embankment between adjacent frames is united by a geogrid made of material suitable for strength properties.