UA118685C2

UA118685C2 - Спосіб і пристрій для стабілізації дамби

Info

Publication number: UA118685C2
Application number: UAA201606238A
Authority: UA
Inventors: Йоханнес Францискус Карстен
Original assignee: Джі.Ф. Карстен Бехер Б.В.
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2014-11-11
Publication date: 2019-02-25
Also published as: PL3068948T3; CA2930229A1; DK3068948T3; HUE048005T2; EP3068948A1; US20160265183A1; RU2016122871A; RU2666571C1; US9896816B2; NL2011788C2; MY183102A; WO2015072850A1; EP3068948B1

Abstract

Згідно з винаходом, заявлена ґрунтова вставка для стабілізації дамби, яка має передній кінець, придатний для введення в дамбу, і видовжене тіло, при цьому згадане тіло вставки має елемент для розподілу тиску, передбачений для запобігання руху землі в напрямі (а), перпендикулярному довжині вставки, при цьому передній кінець вставки містить виїмку для приймання ввідного елемента.

Description

Рівень Техніки

Представлений винахід належить до способу стабілізації земляної структури, такої як насип або дамба, і, зокрема, до грунтової вставки для втілення способу.

Дамби і насипи тисячоліттями екстенсивно використовувалися для різних цілей, включаючи утримування води, будівництво доріг і подібне. Далі, посилання на дамби передбачене для охоплення виступаючих земляних тіл в найширшому сенсі, включаючи дамби, насипи, греблі, загати і подібне, і не передбачене для обмеження морськими та річковими захисними структурами. В залежності від станів місцевого грунту для конструювання і стабілізації таких земляних структур використовувалися різні технології. Зокрема, дамби, виконані з торфу і/або глини ії подібного матеріалу, важко стабілізувати без додаткової несучої структури. Дамби, які головним чином мають серцевину з дерноподібного матеріалу, схильні до ущільнення і розширення в залежності від погодних умов. Після тривалих періодів дощів або засухи, або у випадку піднятого рівня води в, під та за дамбою, може відбуватися міграція земляного матеріалу, що призводить до послаблення дамби. Характеристикою більшості таких конструкцій є тенденція до зсуву в тілі дамби. Будь-яка маса на верхній частині дамби схильна до сповзання вниз, маючи тенденцію до падіння, якщо не здійснювати жодної дії або застережливого заходу для запобігання цьому. Це особливо проблематично у випадку, коли на верхній частині або на дамбі вимагається нова конструкція, якщо дамбу необхідно збільшити по висоті.

Попередні процедури для стабілізації існуючих дамб включали вставляння анкерних кріплень в дамбу і в стабільні земляні шари під нею. Ці анкерні кріплення потім заливалися на місці рідким будівельним розчином з використанням цементу або бетонної конструкції.

Недоліком такого наближення є те, що дамба стає жорсткішою і не здатна розширятися та скорочуватися завдяки впливу кліматичних умов без відносного переміщення, яке відбувається між бетоном та серцевиною дамби. Інші процедури включали формування залізобетонних дамбових конструкцій, встановлених вертикально в грунт, який знаходиться знизу. Хоча це може надавати міцну і стабільну структуру, це приводить до значних грошових витрат і результатом є усі наміри та цілі для виконання утримувальної стінки, а не традиційної дамби.

Також відоме застосування в існуючій дамбі гвинтових анкерних кріплень для стабілізації неї. Ці гвинтові анкерні кріплення вимагають обертання при введенні в дамбу. Це також

Зо називається "технологією вгвинчування в грунт". Приклади цієї технології знаходяться в документах 582212196А і ОЕ1020050191684А1. Таке грунтове гвинтове анкерне кріплення може поєднуватися з рідким будівельним розчином для додаткової фіксації гвинтового анкерного кріплення, як в документі ОЕ1020050191684А1.

Повинно бути бажаним надання пристрою, який може використовуватися для дешевої стабілізації дамб.

КОРОТКИЙ ОПИС ВИНАХОДУ

Згідно з винаходом надається грунтова вставка для стабілізації дамби, яка має передній кінець, придатний до введення в дамбу, та видовжене тіло, при цьому згадане тіло має елемент для розподілу тиску, передбачений для запобігання руху землі в напрямі (а), перпендикулярному до довжини вставки, і при цьому передній кінець вставки має виїмку для приймання ввідного елемента. Виїмка, яка є частиною переднього кінця вставки, дозволяє піддання вставки дії розтягувальної сили при введенні її в дамбу. Це дозволяє вставці бути гнучкою таким чином, що вставка гнеться при зсуві в дамбі. Гнучкість вставки повинна утруднювати прикладання рушійної сили на хвостовому кінці вставки для введення вставки в дамбу. Оснащуючи тіло вставки елементом для розподілу тиску, може уповільнюватися або запобігатися рух землі в напрямі, перпендикулярному до розтягувального елемента.

На противагу існуючій анкерній конструкції, яка може піддаватися дії тільки сил розтягу, згідно з винаходом відбувається навантаження розтягувального елемента, запобігаючи бічному руху землі в дамбі, який може приводити до падіння. Елемент для розподілу тиску діє як засіб для обмеження руху і розподіляє сили, які діють в різних шарах землі. В частинах дамби спостерігалося, що в залежності від рівня води в, під або за дамбою, а також в залежності від складу матеріалу дамби можна, щоб на різних рівнях могли діяти різні бічні сили. Те ж саме може застосовуватися стосовно змін в навантаженні на дамбу.

Якщо земляне тіло, таке як дамба, повинно стабілізуватися тільки "затисканням" земляного матеріалу між грунтовим анкерним кріпленням та протилежним елементом, то не може запобігатися бічна міграція землі, яка може стимулюватися водою, яка надає текучу суспензію.

Згідно з винаходом такий бічний рух може значно послаблюватися.

Також слід розуміти, що рух земляного матеріалу може відбуватися в негоризонтальній площині. Це залежить від накопичення різних шарів дамби і від способу, яким дамба піддається 60 дії води, і від дренування такої води.

Важливо відмітити, що грунтова вставка входить в дамбу ковзним чином. Не вимагається або навіть неможливе повертання грунтової вставки при введенні неї в дамбу. Така вставка може штовхатися або вводилась в грунт, якщо бажано за допомогою молоткових, бурильних або вібраційних засобів. Буде очевидно, що, на противагу цьому, відомі грунтові гвинтові анкерні кріплення вгвинчуються в дамбу, що розслабляє грунт, що є небажаним. Грунтове гвинтове анкерне кріплення не може ковзним чином увійти в дамбу.

Згідно з переважним варіантом виконання елемент для розподілу тиску є видовженим і проходить вздовж вставки, переважно по принаймні 50 95 її довжини, більш переважно по принаймні 80 95 її довжини, навіть більш переважно по принаймні усій довжині тіла вставки. У цей спосіб, вставка буде зберігати своє положення в дамбі вздовж своєї поздовжньої осі завдяки тертю між елементами для розподілу тиску і дамбою. Не вимагається додаткових засобів для утримування положення вставки в дамбі вздовж її поздовжньої осі. Довжина грунтової вставки і її елементи для розподілу тиску допомагають визначати тертя між елементами для розподілу тиску і дамбою. Це тертя між елементом для розподілу тиску і дамбою є потім визначальним фактором в головній функції елемента для розподілу тиску, тобто, для запобігання руху землі в напрямі (а), перпендикулярному довжині вставки. Буде зрозумілим, що на єдиному тілі вставки можуть передбачатися елементи для розподілу тиску, які, наприклад, охоплюють різні зони можливого сповзання. Розташування цих зон може визначатися геотехнічними дослідженнями дамби.

Елемент для розподілу тиску може втілюватися різними способами для оптимізації його функції щодо обмеження зсуву земляного матеріалу. Переважно елемент для розподілу тиску має відносно велику площу поверхні, щоб бути якомога ефективнішим. Переважно елемент для розподілу тиску має ширину або діаметр принаймні 5 см, більш переважно принаймні 10 см і найбільш переважно принаймні 15 см.

Згідно з одним переважним варіантом виконання елемент для розподілу тиску виконується як лопатева структура. Згідно з іншим переважним варіантом виконання елемент для розподілу тиску може формуватися к одне ціле з тілом вставки. Згідно з іншим переважним варіантом виконання тіло вставки складає одне ціле зі своїм переднім кінцем. Можна використовувати один і той же матеріал для елемента для розподілу тиску, тіла вставки і переднього кінця

Зо вставки. Для елемента для розподілу тиску такі матеріали можуть включати метали, переважно корозійно стійкі або оброблені метали, композитні матеріали, які містять волокно, і/або базальтові композити, керамічні матеріали, пластик, такий як вініл, і подібне. Особливо придатним матеріалом є базальтовий епоксидний композит, оскільки він не піддається корозії.

Грунтова вставка може мати будь-яку бажану довжину для вставляння в дамбу у бажане місце розташування анкерного кріплення. Найпереважніше грунтова вставка буде мати мінімальну довжину приблизно 2 м. Реальна довжина грунтової вставки може становити навіть до 30 м і більше. Вставка може мати будь-який бажаний діаметр, такий як 20 см - 40 см. Вона може містити будь-який з вищезгаданих матеріалів, піддаватися дії адекватної граничної розтягувальної сили. Один особливо придатний матеріал базується на базальтовому волокнистому композитному матеріалі.

Згідно з одним переважним варіантом виконання вставка містить порожнину, яка проходить вздовж її поздовжньої осі і примикає до виїмки, і сконфігурована для введення крізь себе ввідного елемента. У цей спосіб, після вставляння вставки в дамбу не залишається пустот, оскільки ввідний елемент здатен контактувати за допомогою порожнини з виїмкою в передньому кінці вставки. Такі небажані пустоти в дамбі можуть змушувати дамбу руйнуватися, оскільки крізь таку пустоту схильна протікати вода. Зокрема, порожнина розташована по центру вставки.

Винахід також відноситься до пристрою, який містить грунтову вставку згідно з винаходом і шарнірний грунтовій наконечник, який може вставлятися в дамбу ввідним елементом, при цьому шарнірний наконечник з'єднується з переднім кінцем вставки і передній кінець вставки відкритий для з'єднання ввідного елемента з шарнірним наконечником. У цей спосіб, можна отримати вигоду із здатності наконечника вводитися в грунт. Передній кінець вставки, який є відкритим, може створювати небажаний канал у вставці, який може вимагати заповнення вставки наповнювачем, таким як рідкий будівельний розчин або щось подібне. Наконечник з'єднується з вставкою у такий спосіб, що він зберігає своє положення введення в грунт під час введення вставки в дамбу. Буде зрозумілим, що наконечники добре відомі в рівні техніки і використовуються для багатьох цілей.

Винахід також відноситься до дамби, яка містить ряд розташованих поруч одна з одною грунтових вставок, передбачених для запобігання руху землі в напрямі, перпендикулярному 60 довжині згаданої вставки. Завдяки використанню ряду грунтових вставок, які мають елементи для розподілу тиску, може ефективно блокуватися доріжка для переміщення земляного матеріалу. Буде зрозумілим, що такі грунтові вставки можуть вставлятися в дамбу в будь-якому напрямі, включаючи вертикальний і горизонтальний напрям, і утворювати будь-який кут з передньою стороною або задньою стороною дамби. У варіанті виконання, хвостовий кінець вставки розташований біля зовнішньої поверхні дамби.

Винахід також відноситься до способу стабілізації дамби, використовуючи грунтову вставку згідно з винаходом, у якому: - з'єднують ввідний елемент з переднім кінцем вставки; - вводять вставку в дамбу і принаймні частково в стабільний шар під дамбою; і - встановлюють елемент для розподілу тиску в місце в дамбі, де вимагається стабілізація щодо бічного переміщення землі.

В цьому контексті, стабільний шар передбачений для позначення шару, який не піддається бічному сповзанню і є адекватним для створення бажаної сили натягу. Цей шар може бути нижнім шаром глини під дамбою або стабільною серцевиною, яка не піддається сповзанню.

В одному варіанті виконання в способі стабілізації дамби виконують геотехнічне дослідження дамби і встановлюють елемент для розподілу тиску в місце, яке відповідає зоні сповзання в дамбі.

Винахід буде далі пояснюватися з посиланням на переважні варіанти виконання винаходу, зображені на кресленнях, на яких:

Фіг. 1 зображає поперечний переріз дамби згідно з винаходом;

Фіг. 2 зображає вид спереду в перспективі грунтової вставки згідно з винаходом;

Фіг. З зображає вид ззаду в перспективі грунтової вставки з фіг. 2;

Фіг. 4а-4 зображають відповідно вид збоку, спереду, ззаду і вид збоку поперечного перерізу грунтової вставки з фіг. 2;

Фіг. за зображає вид в перспективі пристрою, який містить шарнірний наконечник і грунтову вставку згідно з винаходом: і

Фіг. 55 зображає вид збоку поперечного перерізу пристрою з фіг. Ба.

Дамба 8 зображена на фіг. 1. Дамба 8 розташована над первинним шаром 10 грунту і містить земляну серцевину 9. Одна сторона дамби 8 піддається дії тиску води 11, тоді як інша її

Зо сторона повинна залишатися сухою.

Розташовуючи ряд грунтових вставок 1 одна біля одної по довжині, як зображено на Фіг. 2, за нормальних умов фіксується положення земляної серцевини 9.

Внаслідок дощу або інших особливих обставин зазвичай може бути можливим, щоб вміст вологи в дамбі 8 ставав таким високим, що можливий рух земляного матеріалу, який призводить до видалення земляного матеріалу. Однак, згідно з винаходом, використовуючи елемент 2 для розподілу тиску, переміщення землі по суті запобігається. Поміщаючи ряд грунтових вставок 1 поруч одна з одною, блокується просування земляного матеріалу.

На Фіг. 1 стрілка вказує напрям руху, перпендикулярний до вставки 1. Слід розуміти, що також запобігаються інші рухи, наприклад горизонтальні рухи.

Дамба 8 має верхню поверхню 13 і земляну серцевину 9. У цьому варіанті виконання позиція 14 показує можливі лінії сповзання. Частини дамби можуть сповзати одна відносно іншої за несприятливих обставин в напрямі стрілок й вздовж цих ліній 14 сповзання. Місце цих ліній 14 або площин сповзання може визначатися за допомогою геотехнічного дослідження дамби 8. Завдяки присутності грунтової вставки 1 згідно з винаходом і, точніше, елементів 2 для розподілу тиску така міграція може ефективно запобігатися. На Фіг. 1 грунтова вставка 1 розташовується таким чином, що перетинає відповідну лінію 14 сповзання, навіть дві лінії 14 сповзання. Тут, вставка проходить крізь поверхневий шар 13, грунтову серцевину 9, первинний грунтовий шар 10, який може бути стабільним, і крізь стабільні шари 15, 16 під грунтовим шаром 10.

На Фіг. 2-44 головним чином зображена грунтова вставка 1 згідно з винаходом. По суті усе тіло 5 вставки має елемент 2 для розподілу тиску. Елемент 2 для розподілу тиску Є видовженим і проходить вздовж вставки 1, по всій довжині тіла 5 вставки. Елемент 2 для розподілу тиску має лопатеву структуру, яка має в поперечному перерізі форму зірки, як зображено на фіг. 465 і 4с.

Вставка має діаметр 22 (тут 25 см). Елемент 2 для розподілу тиску вставки має ширину або краще висоту упоперек відносно поздовжньої осі 12 величиною 5 см.

Передній кінець 4 вставки має меншу фронтальну площу порівняно з тілом 5 вставки таким чином, що вставка 1 може легше вводитися в дамбу 8. Ввідний елемент З може бути стрижнем або подібним засобом. Передній кінець 4 вставки містить виїмку б для приймання ввідного елемента 3. Тіло 5 вставки має по центру порожнину 7, яка проходить вздовж поздовжньої осі бо 12 вставки 1. Порожнина 7 примикає до виїмки 6 переднього кінця 4 вставки і сконфігурована для введення крізь неї ввідного елемента 3. Як найкраще зображено на фічг. 4а, ввідний елемент З проходить крізь порожнину 7 і закінчується у виїмці 6 при введенні вставки 1 в дамбу 8. Також в порожнину 7 після введення вставки 1 в дамбу 8 можна вводити тверднучий або нетверднучий стабілізуючий матеріал.

На Фіг. ЗЬ і Зс зображений елемент 2 для розподілу тиску, який має у поперечному перерізі форму зірки. Можливі інші форми, такі як форма стрічки або трьохлопатева форма. Буде зрозумілим, що ці форми є просто ілюстративними і що може передбачатися будь-який інший підходящий поперечний переріз, який збільшує площу поверхні для запобігання бічному руху.

Елемент 2 для розподілу тиску може також обвиватися по довжині вставки 1. Також можна, щоб форма елемента 2 для розподілу тиску не була однаковою по довжині вставки 1, а могла змінюватися згідно з встановленими вимогами, які залежать від складу кількох грунтових шарів і ймовірності бічного руху.

Фіг. за-55 зображають пристрій 17, який містить грунтову вставку 1 і шарнірний наконечник 18, який може вставлятися в дамбу ввідним елементом 3. Шарнірний наконечник 18 з'єднується з переднім кінцем вставки і передній кінець вставки відкритий, як зображено, для з'єднання ввідного елемента З з шарнірним наконечником 18. Тому, шарнірний наконечник 18 має ввідну виїмку 21, як саме по собі відомо для цих наконечників 18. Наконечник 18 з'єднується з вставкою 1 у такий спосіб, що він зберігає своє положення введення в грунт при введенні вставки в дамбу 8. Тому, передній кінець вставки має кулачок 19, який спарюється з позиціонувальною виїмкою 20 наконечника 18.

Слід розуміти, що вищезгадане є тільки прикладами винаходу. Окрім того, повинно бути очевидним, що можна формувати комбінації з іншими технологіями, що приводить до покращення ефективності стабілізації.

Виходячи з цього опису, для фахівця у цій галузі будуть очевидними набагато більше варіантів виконання, які потрапляють в об'єм правового захисту цього винаходу, і які є очевидними комбінаціями технологій попереднього рівня техніки і цього винаходу.

Claims

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Зо 1. Грунтова вставка (1) для стабілізації дамби (8), яка має передній кінець (4), придатний для введення в дамбу, і видовжене тіло (5), яка відрізняється тим, що згадане тіло (5) вставки має елемент (2) для розподілу тиску, передбачений для запобігання руху землі в напрямі (а), перпендикулярному до довжини вставки (1), при цьому передній кінець вставки містить виїмку (6) для приймання ввідного елемента (3) з піддаванням вставки дії розтягувальної сили при введенні вставки в дамбу.
2. Грунтова вставка за п. 1, яка відрізняється тим, що елемент для розподілу тиску є видовженим і проходить вздовж вставки.
3. Грунтова вставка за одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що елемент для розподілу тиску є лопатевою структурою, яка має поперечний переріз у формі хреста або зірки.
4. Грунтова вставка за одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що елемент для розподілу тиску складає одне ціле з тілом вставки.
5. Грунтова вставка за одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що містить порожнину, яка проходить вздовж її поздовжньої осі і примикає до виїмки, і сконфігурована для введення крізь неї ввідного елемента.
6. Грунтова вставка за п. 4, яка відрізняється тим, що порожнина розташована по центру вставки.
7. Грунтова вставка за одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що її тіло виконане як одне ціле з її переднім кінцем.
8. Грунтова вставка за одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що елемент для розподілу тиску містить композитний матеріал або один або більшу кількість матеріалів, вибраних серед металів, таких як корозійно стійкі або оброблені метали, волокнистих композитів, керамічних матеріалів, пластику, такого як вініл.
9. Пристрій, який містить грунтову вставку за одним із попередніх пунктів і шарнірний наконечник, який виконаний з можливістю вставляння в дамбу за допомогою ввідного елемента, при цьому шарнірний наконечник з'єднаний з переднім кінцем вставки і передній кінець вставки відкритий для з'єднання ввідного елемента з шарнірним наконечником.
10. Дамба (8), яка містить ряд розташованих поруч одна з одною грунтових вставок за будь- яким із пп. 1-7, передбачених для запобігання руху землі в напрямі (а), перпендикулярному до довжини вставки.

. М п. ; яка відрізняється тим, хвостовий кінець вставки ташований біля
11. Дамба за 10 а зняєтьс о хвосто е ста озташова б зовнішньої поверхні дамби.

. Спосіб стабілізації дамби з використанням нтової вставки дним із пп. 1-8, у якому:
12. Спосіб стабіліза амби з ориста Г ової вста зао З 1-8 Ге) з'єднують ввідний елемент з переднім кінцем вставки; вводять вставку в дамбу і принаймні частково в стабільний шар під дамбою; і розташовують елемент для розподілу тиску в місці у дамбі, де потрібна стабілізація проти бічного переміщення землі.

. Спосі п. ; Який відрізняється тим, ньому додатково виконують геотехнічн
13. Спосіб за 11 зняєтьс (о) Ге) одатково оную еоте е дослідження дамби і поміщають елемент для розподілу тиску в місці, яке відповідає зоні сповзання в дамбі. ЕІ щі я в З ак Ну ща ща ї у В АЙКУККМ КК Кох МУ і. Я щ Кай ВО пе ку У, ша ОКХ й Ком с ЗИМ о ОО ще с о; КО жу | Ка Сх х хі о с а ? Її ОХ КИ как КАХ ях з ща З ЛО мА У АК Ви ДМ о ; Са А ща х хх щу. Ух х ко Ех ОК ох а о в ее АК и ОХ КК ке а Щ 5 ок й з ке кох мае й хх х - Ж ік ух Кк Ка с ; Шо ЕЕ х х не: я сх Км ж В: КАХ КАТ КО 7 ах ще МКМ Є зи АКА АКА КО о кое ох Ух Ух Є З и Ух х х й х ще в ще ах сх 5. Ух Сх хх ХЕ сх сх А ОХ АКА Ф У хх х хх КК Ок ОХ у в КАХ Ко. щ- С Р, СХ : ЖУК АХ і АКА ЮК Хе і ! КАМ и. ше й КО ОБ АК У ЕН хх з ща -х Я х Н : в КК сх М і х С З хх щи Я Ж че Ка си кх с

Фіг. 1