WO2024049325A1 - Армогрунтовая конструкция и способ ее возведения - Google Patents

Армогрунтовая конструкция и способ ее возведения Download PDF

Info

Publication number
WO2024049325A1
WO2024049325A1 PCT/RU2023/050055 RU2023050055W WO2024049325A1 WO 2024049325 A1 WO2024049325 A1 WO 2024049325A1 RU 2023050055 W RU2023050055 W RU 2023050055W WO 2024049325 A1 WO2024049325 A1 WO 2024049325A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
soil
elements
reinforced soil
soil structure
facing
Prior art date
Application number
PCT/RU2023/050055
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Вячеслав Викторович Лощев
Original Assignee
Вячеслав Викторович Лощев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2022123313A external-priority patent/RU2791847C1/ru
Application filed by Вячеслав Викторович Лощев filed Critical Вячеслав Викторович Лощев
Publication of WO2024049325A1 publication Critical patent/WO2024049325A1/ru

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/20—Securing of slopes or inclines
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/02—Retaining or protecting walls

Definitions

  • the claimed invention can be used in the construction industry and relates to materials, coatings and elements of permanent formwork, soil reinforcement and elements of reinforced soil structures, including those intended for bank protection, construction of retaining walls, construction and reinforcement of embankments during road construction, including including automotive, creating architectural forms in landscape design, as well as strengthening soil slopes.
  • Reinforced soil structure is a system consisting of foundation soil, compacted layers of embankment soil and reinforcing elements in the form of metal rods, strips, reinforcement cages or geosynthetic fabrics, gratings, meshes laid between layers of embankment soil with a certain vertical pitch, and linings various designs, ensuring the resistance of structures to external loads and structural stability. It serves for layer-by-layer strengthening of soil foundations.
  • This design is usually a structure made of forming elements and backfill soil, arranged in layers separated by reinforcing elements.
  • Formative elements include gabions of various types and concrete blocks, and geogrids, mats and metal mesh coatings can act as reinforcing elements.
  • a known solution (RU 194151 U1; publ. November 29, 2019; MIC: E02D 17/20) reveals a reinforced soil retaining wall containing facing blocks stacked on top of each other, geosynthetic material, layer-by-layer reinforcement of backfill soil, pins, with which the blocks are connected to each other in wall and which are inserted into the pin holes in the blocks of the first row, which come into contact with the receiving pin holes in the blocks of the second (upper) row, elements that fix the reinforcing geosynthetic material.
  • the wall is made of prefabricated cladding blocks, each of which is presented symmetrical relative to the vertical plane of symmetry, has a parallel upper surface and lower surface, a front surface made with angular outer surfaces and a central surface parallel to the rear side and located perpendicular to the plane of symmetry block, back surface and side walls;
  • the block is equipped with through and blind pin holes, two through cavities, the upper surface of the block is equipped with two longitudinal grooves, the narrow groove is located closer to the front surface of the block and is configured to fix the geosynthetic material using a clamping element;
  • the wide groove is made with the possibility of fixing geosynthetic material by the connecting element, and the depth of the wide longitudinal groove is equal to or greater than the thickness of the connecting element;
  • the block is made of durable, weather-resistant material with a stop for the fixing connecting element;
  • the lateral outer surfaces of the block form an angle a with the axis of symmetry of the block; in this case, the geosynthetic material is cut from the side of
  • the disadvantages of a retaining wall include insufficiently effective drainage of liquid accumulated in the ground, associated with the implementation of drainage cavities in the form of through vertical holes in the facing block of the wall.
  • drainage is carried out only in the vertical direction, i.e. from the surface located above the retaining wall, while the liquid accumulates inside the soil surrounded by blocks. Accordingly, its flow through the blocks is impossible due to the continuity of these elements.
  • the blocks of this wall are both form-building and facing elements. This makes it impossible to replace the cladding without stopping the operation of the entire structure, and the rigidity of the blocks does not allow them to withstand loads associated with body deformation embankments. Also, to support the cladding, it is necessary to build a foundation as a means of supporting the weight of the structure.
  • the invention is a prefabricated leveling block located on top of the upper part of an underlying concrete soil retaining wall and below the roadway, containing a front part having a front edge, a back edge, a top edge and a bottom edge, characterized in that the front edge is parallel to the rear edge , the top edge is parallel to the longitudinal slope of the roadway, the bottom edge is perpendicular to the front edge, the top edge is not parallel to the bottom edge, the horizontal supporting edge protrudes outward from the rear edge of the front part and contains a triangular part extending to the left and right relative to the top plane of the horizontal edge, and square holes formed in the bottom of the prefabricated leveling block, the leveling member protrudes outward along at least a portion of the horizontal support rib, the concrete soil retaining wall is not sloped and the bottom edge of the front portion is parallel to the underlying earth pressure retaining retaining wall, the pre
  • the disadvantages of the above solution include the inability to drain liquid accumulated in the soil.
  • the leveling blocks of this design are both form-building and facing elements. This makes it impossible to replace the cladding without stopping the operation of the entire structure. Also, to support the cladding, it is necessary to build a foundation as a means of supporting the weight of the structure. Additionally, the mentioned blocks are both form-building and facing elements. This makes it impossible to replace the cladding without stopping the operation of the entire structure, and the rigidity of the blocks does not allow them to withstand the loads associated with the deformation of the embankment body.
  • the separation of the functions of the form-building and facing element in the form of a concrete block and concrete tile, respectively, is realized, however, the rigidity of the form-building concrete block does not allow it to withstand the loads associated with the deformation of the embankment body.
  • the disadvantages of this invention are that the cladding block is installed close to the wall block, which leads to the inability to drain liquid from the ground. Also, to support the cladding, it is necessary to build a foundation as a means of supporting the weight of the structure.
  • the disadvantages of this invention are that there is insufficiently efficient drainage of liquid accumulated in the soil associated with the implementation of drainage filters in the wall cladding block.
  • drainage is also carried out predominantly in the vertical direction, i.e. from the surface located above the retaining wall, while the liquid accumulates inside the soil surrounded by blocks. Accordingly, its flow through the blocks is difficult due to the almost complete continuity of these elements.
  • the blocks of this wall are both form-building and facing elements. This makes it impossible to replace the cladding without stopping the operation of the entire structure, and the rigidity of the blocks does not allow them to withstand the loads associated with the deformation of the embankment body. Also, to support the cladding, it is necessary to build a foundation as a means of supporting the weight of the structure.
  • the disadvantages of the above solution also include the inability to drain liquid accumulated in the soil.
  • the leveling blocks of this the structures are both form-building and facing elements. This makes it impossible to replace the cladding without stopping the operation of the entire structure, and the rigidity of the blocks does not allow them to withstand the loads associated with the deformation of the embankment body. Also, to support the cladding, it is necessary to build a foundation as a means of supporting the weight of the structure.
  • the objective of the present invention is to create a reinforced soil structure that has a suspended lining system and is capable of effectively holding soil and absorbing pressure from the backfill soil without damaging the lining system.
  • the drainage cavity is configured to vertical drainage of liquid, which also increases reliability due to the drainage of liquid entering the ground, for example, due to precipitation.
  • the forming element serves to hold backfill soil. Retention occurs due to the effect of gravity on the soil, which leads to soil pressure on the surface of the forming element. To withstand such loads, the element must have high strength. Also, the forming elements have devices for connecting them together to form a soil body, i.e. backfill soil limited by formative elements. In one of the options, the elements are connected to each other using the tongue-groove principle. The mentioned fastenings contribute to reliable fixation of the forming elements among themselves due to tight contact, which increases the reliability of the structure itself. To improve the drainage of liquid from the soil, the forming element is designed to drain liquid. This allows moisture to be removed from the backfill soil, which reduces the pressure on the elements and on the structure as a whole.
  • the water-permeable forming element is made in the form of a frame with spacers forming sections, and with drainage material attached to it.
  • the intersection of the longitudinal struts with the transverse ones divides the area contained within the frame into sections.
  • the drainage material is placed on the side that will be in contact with the ground. The specified fastening is necessary for a more uniform distribution of pressure from the soil over the area of the formative element, the passage of liquid contained in the soil, together with its retention in a given area due to the support of the drainage material on the frame and spacers, which ensures increased reliability of the formative element and the reinforced soil structure as a whole .
  • the drainage material can be secured to the element by means of a clamping frame.
  • the clamping frame provides increased strength of the element due to a more uniform distribution of pressure from the soil over the surface of the element and increases its rigidity by fixing the frame of the element itself. Taken together, this ensures increased reliability of the structure due to the reliability of the elements themselves.
  • the forming element can be made compressible.
  • the compressibility property allows you to compensate for the deformation of the forming element, caused by the pressure of the backfill soil, without its destruction, which further improves the retention of soil inside the soil body and helps to increase the reliability of the structure. Compressibility can be achieved, among other things, by the shape and material of the element.
  • the hanging cladding element can serve both to strengthen the reinforced soil structure and for decorative purposes. It must have strength sufficient to withstand all external influences on the structure without destruction. Strength can be achieved by making elements of suitable shape, thickness or material. In one embodiment of the facing element, it can be independently replaced. At the same time, due to the presence of a drainage cavity between the facing and form-building elements and the shape of their connection, the reinforced soil structure is divided into two systems: facing and soil body. This makes it possible to repair facing elements without stopping the operation of the entire reinforced soil structure, which increases its maintainability. In the preferred implementation of the elements, their arrangement in the cladding system is made with gaps between them.
  • the presence of a technological gap ensures the required tolerance, drainage of water from the facing system, air ventilation, and also compensates for possible deformations and displacements of the facing elements after installation, caused, for example, by their own weight and deformation of the soil body of the structure. This has a positive effect on the reliability and strength of the reinforced soil structure.
  • the facing elements are made in the form of hanging tiles. In this case, the design of the connection of the tiles makes it possible to increase the reliability of the reinforced soil structure due to its own strength characteristics and maintainability.
  • Attaching the facing element to the forming element ensures fixation of the facing system into the reinforced soil structure. It must have sufficient strength to hold the cladding, while forming a drainage cavity between it and the formative elements.
  • the fastening is located on the facing element. This design has a positive effect on the maintainability of the system, since it allows for easier replacement of elements. At the same time, it does not interfere with the drainage of liquid through the forming element and compensation of pressure from the ground due to its location on the facing element.
  • the reinforced soil structure may also contain a reinforcing material, for example, a geogrid.
  • the reinforcing material mechanically stabilizes the soil, separates the inert layers and does not interfere with the drainage of liquid in the soil. It has high strength in both longitudinal and transverse directions, which allows it to withstand high loads.
  • the reinforcing material may be engaged to the forming element using, for example, projections on the element, or grooves, or otherwise. At the same time, the presence of reinforcing material between each layer of the reinforced soil structure significantly increases its stability and reliability.
  • the method for erecting a reinforced soil structure consists of several successive stages, in which the perimeter formwork is first performed using at least one form-building element by installing it in the design position.
  • the design element is considered to be the position of the element in which the formative element performs its function of holding the soil and is able to connect with other formative and facing elements to form a structure of the design height.
  • the resulting contour ensures that the backfill soil is retained inside itself due to the strength of the elements themselves and their connection, which ensures the reliability of the structure.
  • the soil is backfilled into the formwork perimeter, and after that the soil is compacted.
  • Compaction can be done manually or using machinery.
  • a soil body or its layer of reinforced soil structure is formed.
  • the listed stages of constructing a soil body can be repeated until its design height is reached.
  • the design height can be achieved due to the possibility of connecting the forming elements to each other and due to the reliable fixation of the reinforcing material with the elements.
  • At least one facing element is connected to at least one forming element using fastening to form a drainage cavity between the elements.
  • the facing element provides additional strength to the structure, while the fastening secures it with the reinforced soil body, specifically, with the forming element.
  • the presence of a drainage cavity allows fluid to be drained from the soil, reducing the pressure of the soil fluid on the reinforced soil structure, which has a positive effect on its reliability.
  • the facing elements are installed with a gap between them.
  • reinforcing material is preliminarily placed on the soil foundation. It has high strength in both the longitudinal and transverse directions, which allows it to withstand high loads associated with maintaining the shape of the soil body. Additionally, reinforcing material is fixed after each layer of compacted backfill soil, thereby significantly increasing the stability and reliability of the structure.
  • a drainage material can be attached to the forming element to drain liquid, thereby reducing the pressure on the structure and the risk of its deformation and thus increasing its reliability.
  • the fastening is carried out using a clamping frame, the advantage of which is, among other things, the reliable connection of the drainage material with the forming element, the distribution of pressure from the ground and the rigidity of the fastening itself.
  • FIG. Figure 1 shows a cross-section of a reinforced soil structure.
  • FIG. Figure 2 is a partial view showing the soil body of the structure.
  • FIG. Figure 3 is a partial view showing the cladding system of the structure.
  • FIG. Figure 4 shows the installation of formative elements in the design position on the reinforcing material.
  • FIG. Figure 5 shows a reinforced soil structure with a soil body without facing elements.
  • FIG. Figure 6 shows a reinforced soil structure with attached facing elements and cavities between the facing and form-building elements.
  • FIG. Figure 7 shows a block diagram depicting the stages of construction of a reinforced soil structure.
  • FIG. Figure 1 shows a cross-section of one of the variants of the reinforced soil structure.
  • the reinforced soil structure contains at least one form-building element 1 and at least one facing element 2 connected to it by means of fastening, and a drainage cavity 3 is formed between at least one form-building element 1 and at least one hanging facing element 2.
  • the drainage cavity 3 is a gap, channel, voids that are formed between the facing element and the surface of the forming element, since the surface of the forming element does not contact the surface of the facing element and are interconnected by means of fastening.
  • the drainage cavity 3 ensures the removal of soil liquid that accumulates as a result of precipitation or for other reasons in the soil body formed by the closed perimeter of the forming elements 1 with the backfill soil 6. Drainage of fluid both through the forming element 1 and through the cavity 3 is necessary for non-destruction of the reinforced soil structure due to the formation of pore pressure, increase in the weight of the structure, temperature changes and fluid flow in an unexpected place, which leads to increased strength and durability of the structure due to preventing displacement of the backfill soil 6 or deformation of elements 1 and 2 caused by pressure from the soil fluid.
  • the liquid will accumulate in the backfill soil 6, which will lead either to mechanical damage to the structure, in particular to the elements of the facing system, or to disruption of the shape of the adjacent soil 6 due, in particular, to temperature changes accompanied by freezing of moisture.
  • the drainage cavity 3 is configured to drain liquid horizontally. This allows drainage, for example, of groundwater accumulating in the backfill soil through the cladding system, which increases the reliability of the structure by preventing its deformation caused by fluid pressure. Horizontal diversion can be realized, among other things, through the presence of gaps 5 between the elements of the cladding system 2, as well as through channels and holes passing through the cladding of the reinforced soil structure, or otherwise.
  • the drainage cavity 3 is configured to drain liquid vertically, which also increases reliability due to the removal of liquid entering the ground, for example, due to precipitation.
  • Discharge can be implemented in the form of drains, storm drains and rainwater drains, or otherwise installed in the covering of structure 7.
  • the forming element 1 serves to hold the backfill soil 6. The retention occurs due to the effect of gravity on the soil 6, which leads to soil pressure on the surface of the forming element 1. To absorb such loads, the element 1 must have high strength. Also, the forming elements 1 have devices for connecting them to each other to form a soil body.
  • the forming element 1 can be made in the form of blocks, plates, slabs or other shapes that provide the above conditions.
  • connection of elements 1 to each other is carried out according to the tongue-groove principle.
  • the mentioned fasteners facilitate reliable fixation of the forming elements 1 to each other due to tight contact, which increases the reliability of the structure itself.
  • this connection does not interfere with the drainage of liquid through the surface of the elements 1 and facilitates easy assembly and disassembly elements 1 among themselves and allows you to more evenly distribute the load on elements 1 from the ground through close contact of the connecting elements.
  • the forming element 1 is configured to drain liquid.
  • This implementation increases the efficiency of liquid drainage, which has a positive effect on the reliability of the structure due to the water permeability property of the element, which allows moisture to be removed from the backfill soil, which reduces the pressure on the elements and on the structure as a whole.
  • This property can be realized by making through drainage holes in the surface of element 1, as well as by manufacturing elements of a certain geometry or otherwise.
  • the water-permeable forming element 1 is made in the form of a frame with spacers forming sections and with drainage material attached to it.
  • the intersection of the longitudinal struts with the transverse ones divides the area contained within the frame into sections.
  • the drainage material is placed on the side that will be in contact with the soil 6.
  • This geometry of element 1 in the form of a frame with sections covered by drainage material ensures a more uniform distribution of pressure from the soil 6 over the area of the forming element 1, the passage of liquid contained in the soil 6 , together with its retention in a given area due to the support of the drainage material on the frame and spacers, which ensures increased reliability of the forming element 1 and the reinforced soil structure as a whole.
  • the spacers also make it possible to compensate for compressive deformations that occur during the operation of element 1, and the drainage material, together with the sections, ensures the removal of liquid. As a result, the strength and reliability of the reinforced soil structure is increased.
  • the drainage material is attached to the element 1 by means of a clamping frame.
  • the clamping frame provides increased strength of the element due to a more uniform distribution of pressure from the soil 6 over the surface of the element 1 and increases its rigidity by fixing the clamping frame of the element 1 itself, ensuring the preservation of the shape of the outer frame of the element 1. Taken together, this provides increased reliability of the structure due to reliability the elements themselves, as well as the tight contact of the drainage material with the plane of element 1.
  • the forming element 1 can be made compressible, i.e. it does not interfere with compression and compaction of the soil body.
  • the compressibility property makes it possible to compensate for the deformation of the forming element 1 caused by soil pressure of the backfill 6, without its destruction, which further improves the retention of soil 6 inside the soil body and helps to increase the reliability of the structure.
  • Compressibility can be achieved, among other things, by the shape and material of the element.
  • element 1 can be made of polymeric materials, for example, plastic or others, and also contain elements of a certain shape that allows you to control the direction of forces caused by deformation, for example, in the form of sections with non-zero curvature or otherwise.
  • the hanging cladding element 2 can serve both to strengthen the reinforced soil structure and for decorative purposes. It must have strength sufficient to withstand all external influences on the structure without destruction. Strength can be achieved by making the elements 2 of a suitable shape, thickness or material, for example, in the form of slabs, blocks, plates or otherwise.
  • the facade surface of the facing elements 2 can be of various shapes, colors and geometries, in accordance with the requirements of the architectural solution: smooth and continuous or in the form of complex bas-reliefs, decorated with various color and decorative solutions. It is also allowed to place light sources, for example, decorative lighting, both on the surface of elements 2 and inside their cross-section.
  • the facing element 2 can be independently replaced.
  • the reinforced soil structure is divided into two systems: the soil body and the facing one, shown in Fig. 2 and Fig. 3 respectively. This makes it possible to repair facing elements 2 without stopping the operation of the entire reinforced soil structure, which increases its maintainability.
  • the possibility of independent dismantling of facing elements 2 without dismantling forming elements 1 eliminates the possibility of damage to forming elements 1 during repair or replacement of facing elements 2, which increases the reliability of the reinforced soil structure.
  • the facing elements 2 are made in the form of hanging tiles.
  • the design of the connection of the tiles with the soil body makes it possible to increase the reliability of the reinforced soil structure due to its own strength characteristics, maintainability and the provision of a structure resistant to external influences. In this case, there is no need to build a foundation as a means of supporting the weight of the structure, since the facing elements 2 are attached directly to the formative elements 1.
  • Attaching the facing element 2 to the forming element 1 ensures the fixation of the facing system into the reinforced soil structure. It must have sufficient strength to hold the cladding 2, while forming a drainage cavity 3 between it and the forming elements 1.
  • the fastening can be made in the form of a threaded connection with a screw and a corresponding threaded hole, as well as in the form of a solid connecting element with corresponding grooves or otherwise .
  • the fastening is located on the facing element 2.
  • This design has a positive effect on the maintainability of the system, since it allows for easier replacement of elements. At the same time, it does not interfere with the drainage of liquid through the forming element 1 and compensation of pressure from the soil 6 due to its location on the facing element 2.
  • the reinforced soil structure may also contain reinforcing material 4, for example, a geogrid shown in Fig. 1. Its presence increases the reliability of the reinforced soil structure, since the reinforcing material 4 mechanically stabilizes the soil 6, separates the inert layers and does not interfere with the drainage of liquid in the soil 6. It has high strength in both the longitudinal and transverse directions, which allows it to withstand high loads .
  • the reinforcing material 4 can be engaged to the forming element 1 using, for example, protrusions on the element 1, grooves, pins or otherwise. At the same time, the presence of reinforcing material 4 between each layer of the reinforced soil structure significantly increases its stability and reliability due to the reinforcement of each individual layer.
  • the method for constructing a reinforced soil structure consists of successive stages, in which the perimeter formwork is first performed using at least one form-building element 1 by installing it in the design position, as shown in FIG. 4.
  • the design position of element 1 is considered to be at which the forming element 1 performs its function of holding the soil 6 and is capable of connecting with other forming 1 and facing 2 elements to form a structure of the designed height.
  • the resulting contour ensures that the soil of the backfill 6 is retained inside itself due to the strength of the elements 1 themselves and their connection, which ensures the reliability of the structure.
  • Blocks, plates, slabs or frames with drainage material can also be used as forming elements 1.
  • At least one facing element 2 is connected to at least one forming element 1 using fastening to form a drainage cavity 3 between elements 1 and 2.
  • the result is shown in Fig. 6.
  • the facing element 2 provides additional strength to the structure, while the fastening secures it with the reinforced soil body, specifically with the formative element 1.
  • the presence of a drainage cavity 3 allows drainage of fluid from the soil 6, reducing the pressure of the soil fluid on the reinforced soil structure, which is positive affects its reliability. Fluid drainage is necessary to prevent the reinforced soil structure from being destroyed due to temperature changes and its flow in an unexpected place, which leads to increased strength and durability of the structure by preventing displacement of the backfill soil 6 or deformation of elements 1 and 2 caused by pressure from the soil fluid.
  • the facing elements 2 are installed with a gap 5 between them. This has a positive effect on the reliability and strength of the reinforced soil structure, since the presence of a technological gap 5 ensures the required tolerance, drainage of water from the cladding system, air ventilation, and also compensates for possible deformations and displacements of the cladding elements 2 after installation, caused, for example, by their own weight and deformation of the soil body of the structure.
  • the reinforcing material 4 is pre-positioned on the subgrade.
  • the soil base can be either the soil located at the base of the structure or the backfilled and compacted soil 6 in the layer of the soil body being constructed.
  • Material 4 has high strength in both the longitudinal and transverse directions, which allows it to withstand high loads associated with maintaining the shape of the soil body. Additionally, reinforcing material 4 is fixed after each layer of compacted backfill soil, thereby significantly increasing the stability and reliability of the structure due to the reinforcement of each individual layer.
  • a drainage material that drains liquid can be attached to the forming element 1, thereby reducing the pressure on the structure and the risk of its deformation and thus increasing its reliability for the reasons described above.
  • the fastening is carried out using a clamping frame, the advantage of which is, among other things, the reliable connection of the drainage material with the forming element 1, the distribution of pressure from the ground and the rigidity of the fastening itself.
  • the reinforced soil structure is applied and used as follows.
  • the reinforced soil structure is erected according to the method described above. Due to the presence of a drainage cavity 3 and due to the water permeability of the forming element 1 with drainage material, soil liquid, as well as precipitation accumulating in the soil 6, are removed from the soil body of the structure, which prevents deformation or destruction of the soil body and/or the facing system of the structure due to temperature changes leading to freezing and expansion of moisture, displacement and erosion of soil layers 6 caused by accumulating liquid.
  • the soil 6 retains its shape due to the strength of the forming elements 1, which evenly distribute the load from the soil, including with the help of drainage material, and compensate for it due to the shape of the sections.
  • the shape of the structure is maintained by the reinforcing material 4, which increases the reliability of the reinforced soil structure, since it mechanically stabilizes the soil 6, separates the inert layers and does not interfere with the drainage of liquid in the soil 6.
  • Facing elements 2, forming a facing system in the form of concrete tiles with gaps 5, also take part of the load and help compensate for deformation and drain water due to gaps 5. In case of damage to the facing element 2, it can be easily replaced due to the design of the fastening element without compromising stability soil body.
  • the coating and other elements and devices of the finished reinforced soil structure 7 are designed according to the desired operating conditions of the structure.
  • the mentioned elements directly affect the technical result, which consists in increasing the reliability of the reinforced soil structure, including by ensuring the maintainability of the cladding system.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)

Abstract

Армогрунтовая конструкция и способ ее возведения может применяться в строительной отрасли и относится к материалам, покрытиям и элементам несъемной опалубки, к армированию грунта и элементам армогрунтовых конструкций, в том числе предназначенным для берегоукрепления, строительства подпорных стен, возведения и армирования насыпей при строительстве дорог, в том числе автомобильных, создания архитектурных форм в ландшафтном дизайне, а также укрепления грунтовых откосов. Задачей настоящего изобретения является создание армогрунтовой конструкции, имеющей навесную облицовочную систему и способной эффективно удерживать грунт и воспринимать давление от грунта обратной засыпки без повреждения облицовочной системы. Данная задача решается за счет достижения заявляемым изобретением технического результата, заключающегося в повышении надежности армогрунтовой конструкции, в том числе за счет обеспечения ремонтопригодности системы.

Description

АРМОГРУНТОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ И СПОСОБ ЕЕ ВОЗВЕДЕНИЯ
Область техники
[0001] Заявленное изобретение может применяться в строительной отрасли и относится к материалам, покрытиям и элементам несъемной опалубки, к армированию грунта и элементам армогрунтовых конструкций, в том числе предназначенным для берегоукрепления, строительства подпорных стен, возведения и армирования насыпей при строительстве дорог, в том числе автомобильных, создания архитектурных форм в ландшафтном дизайне, а также укрепления грунтовых откосов.
Уровень техники
[0002] Армогрунтовая конструкция - это система, состоящая из грунта основания, уплотняемых слоев грунта насыпи и армирующих элементов в виде металлических стержней, полос, арматурных каркасов или геосинтетических тканей, решеток, сеток, закладываемых между слоями грунта насыпи с определенным вертикальным шагом, и облицовок различных конструкций, обеспечивающая устойчивость конструкций к внешним нагрузкам и структурную стабильность. Она служит для послойного укрепления грунтовых оснований. Данная конструкция обычно представляет собой сооружение из формообразующих элементов и грунта обратной засыпки, располагающихся слоями, отделенными между собой армирующими элементами. К формообразующим элементам относятся в том числе габионы различных видов и бетонные блоки, а в качестве армирующих элементов могут выступать георешетки, маты и покрытия из металлических сеток. Существует ряд задач, в которых армированную грунтовую конструкцию требуется снабдить облицовочной системой. Основная проблема таких изделий состоит в том, что при сплошном контакте элементов с грунтом обратной засыпки нарастающие деформации от грунтового тела передаются на формообразующие элементы, а от них к облицовочной системе. При достижении критических значений происходит разрушение элементов, что приводит к потере их устойчивости, раскрытию трещин, смещению, вплоть до разрушений конструкции. Известны несколько решений, описывающих различные выполнения и материалы элементов армогрунтовой конструкции и облицовочной системы.
[0003] Известно решение (RU 194151 U1; опубл. 29.11.2019; МИК: E02D 17/20), раскрывающее армогрунтовую подпорную стену, содержащую облицовочные блоки, уложенные друг на друга, геосинтетический материал, послойно армирующий массив грунта обратной засыпки, штифты, с помощью которых блоки соединены друг с другом в стенке и которые вставляются в отверстия штифтовые в блоках первого ряда, входящие в контакт с приемными штифтовыми отверстиями в блоках второго (верхнего) ряда, элементы, фиксирующие армирующий геосинтетический материал. Решение отличается тем, что стена выполнена из сборных облицовочных блоков, каждый из которых представлен симметричным относительно вертикальной плоскости симметрии, имеет параллельные верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, переднюю поверхность, выполненную с угловыми наружными поверхностями и центральной поверхностью, параллельной задней стороне и расположенной перпендикулярно плоскости симметрии блока, заднюю поверхность и боковые стенки; блок снабжен сквозными и глухими штифтовыми отверстиями, двумя сквозными полостями, верхняя поверхность блока снабжена двумя продольными пазами, узкий паз расположен ближе к лицевой поверхности блока и выполнен с возможностью фиксации геосинтетического материала с помощью прижимного элемента; широкий паз выполнен с возможностью фиксации соединительным элементом геосинтетического материала, при этом глубина широкого продольного паза равна или больше толщины соединительного элемента; блок выполнен из прочного, стойкого к атмосферным воздействиям материала с упором для соединительного элемента фиксации; боковые наружные поверхности блока образуют угол а с осью симметрии блока; при этом геосинтетический материал подрезан со стороны закрепляемого в стене края так, чтобы при установке в ребра армирующей сетки доходили до передней части блока, но не выступали по фасаду стены; другой конец армирующей сетки горизонтально выведен в массив грунта на расчетное расстояние и закреплен; положение фиксирующего элемента с присоединенным геосинтетическим материалом закреплено весом выше укладываемого ряда блоков; пустоты блоков по мере строительства стены заполняются дренирующим материалом.
[0004] К недостаткам подпорной стены относятся недостаточно эффективный дренаж жидкости, накапливаемой в грунте, связанный с выполнением дренажных полостей в виде сквозных вертикальных отверстий в облицовочном блоке стены. В такой реализации дренаж осуществляется только в вертикальном направлении, т.е. с поверхности, расположенной над подпорной стеной, в то время как жидкость скапливается и внутри грунта, обнесенного блоками. Соответственно, ее протекание сквозь блоки невозможно ввиду сплошности данных элементов. Кроме того, блоки данной стены являются одновременно и формообразующими, и облицовочными элементами. Это приводит к невозможности замены облицовки без остановки эксплуатации всей конструкции, а жесткость блоков не позволяет воспринимать нагрузки, связанные с деформацией тела насыпи. Также для поддержания облицовки необходимо построение фундамента в качестве средства поддержки веса конструкции.
[0005] Известно другое решение (RU 2610476 С1; опубл. 13.02.2017; МПК: E02D 29/02). Изобретение представляет собой сборный выравнивающий блок, расположенный поверх верхней части расположенной под ним бетонной удерживающей грунт стены и ниже проезжей части дороги, содержащий переднюю часть, имеющую фасадную грань, заднюю грань, верхнюю грань и нижнюю грань, отличающийся тем, что фасадная грань параллельна задней грани, верхняя грань параллельна продольному уклону проезжей части дороги, нижняя грань перпендикулярна фасадной грани, верхняя грань не параллельна нижней грани, горизонтальное опорное ребро выступает наружу из задней грани передней части и содержит треугольную часть, продолжающуюся влево и вправо относительно верхней плоскости горизонтального ребра, а также квадратные отверстия, выполненные в нижней части сборного выравнивающего блока, выравнивающий элемент выступает наружу по меньшей мере на части горизонтального опорного ребра, бетонная удерживающая грунт стена не имеет уклона и нижняя грань передней части расположена параллельно нижележащей подпорной стене, удерживающей давление грунта, сборный выравнивающий блок расположен ниже сборного блока барьерного ограждения и над бетонной удерживающей грунт стеной, проезжая часть дороги с продольным уклоном расположена ниже одной части сборного блока барьерного ограждения, но выше другой части блока барьерного ограждения.
[0006] в число недостатков приведенного решения входит отсутствие возможности дренажа жидкости, накапливаемой в грунте. Кроме того, выравнивающие блоки данной конструкции являются одновременно и формообразующими, и облицовочными элементами. Это приводит к невозможности замены облицовки без остановки эксплуатации всей конструкции. Также для поддержания облицовки необходимо построение фундамента в качестве средства поддержки веса конструкции. Дополнительно упомянутые блоки являются одновременно и формообразующими, и облицовочными элементами. Это приводит к невозможности замены облицовки без остановки эксплуатации всей конструкции, а жесткость блоков не позволяет воспринимать нагрузки, связанные с деформацией тела насыпи.
[0007] Другим близким к заявляемому изобретению можно считать решение (US 10927547 В2; опубл. 22.11.2018; МПК: Е04С1/39, E02D29/025, Е04В1/04, Е04В2/14, Е04С1/00, Е04С1/395, Е04С2/38, Е04С2/46, E04F13/0801, Е04В2/18, Е04В2/20, Е04В2002/0245, Е04В2002/0256, Е04В2002/0269, Y10T403/75). В патенте описан элемент, содержащий в том числе блок стены, блок облицовки и их соединитель, причем блок стены имеет несколько отверстий для формирования вертикальной стены из блоков и пазы для горизонтального их соединения.
[0008] В приведенном решении реализовано разделение функций формообразующего и облицовочного элемента в виде бетонного блока и бетонной плитки соответственно, тем не менее жесткость формообразующего бетонного блока не позволяет воспринимать нагрузки, связанные с деформацией тела насыпи. Кроме того недостатки данного изобретения состоят в том, что блок облицовки устанавливается вплотную к блоку стены, что приводит к отсутствию возможности дренажа жидкости из грунта. Также для поддержания облицовки необходимо построение фундамента в качестве средства поддержки веса конструкции.
[0009] Еще одно решение (US 20050265792 А1; опубл. 01.12.2005; МПК: E02D29/0225, E02D29/025), частично решающие упомянутые недостатки, описывает блок подпорной стенки с земляными элементами, содержащий переднюю, задние и боковые плоскости, снабженные соединительные элементы для формирования стенки, а также отверстия для вертикального соединения блоков. Блоки содержат дренажирующие фильтры, расположенные в том числе внутри блоков и обеспечивающие протекание жидкости сквозь них. Также дренажная сетка может быть натянута на задней поверхности блоков, контактирующей с грунтом.
[0010] Недостатки данного изобретения состоят в том, что имеется недостаточно эффективный дренаж жидкости, накапливаемой в грунте, связанный с выполнением дренажных фильтров в облицовочном блоке стены. В такой реализации дренаж также осуществляется преимущественно в вертикальном направлении, т.е. с поверхности, расположенной над подпорной стеной, в то время как жидкость скапливается и внутри грунта, обнесенного блоками. Соответственно, ее протекание сквозь блоки затруднено ввиду практически полной сплошности данных элементов. Кроме того, блоки данной стены являются одновременно и формообразующими, и облицовочными элементами. Это приводит к невозможности замены облицовки без остановки эксплуатации всей конструкции, а жесткость блоков не позволяет воспринимать нагрузки, связанные с деформацией тела насыпи. Также для поддержания облицовки необходимо построение фундамента в качестве средства поддержки веса конструкции.
[ООН] Известна также другое выполнение подпорной стены (JP 4665219 В2; опубл. 05.04.2007; МПК: E02D29/02, E02D29/0225), содержащая армирующий материал, блоки стены и засыпаемый грунт.
[0012] В число недостатков приведенного решения также входит отсутствие возможности дренажа жидкости, накапливаемой в грунте. Кроме того, выравнивающие блоки данной конструкции являются одновременно и формообразующими, и облицовочными элементами. Это приводит к невозможности замены облицовки без остановки эксплуатации всей конструкции, а жесткость блоков не позволяет воспринимать нагрузки, связанные с деформацией тела насыпи. Также для поддержания облицовки необходимо построение фундамента в качестве средства поддержки веса конструкции.
[0013] Недостатком всех упомянутых решений является усложненное или невозможное отведение воды из грунта обратной засыпки, а также сложность построения и ремонта облицовки армогрунтового сооружения, связанная с предварительной подготовкой фундамента, массой составных блоков или их конструкцией. Дополнительно формообразующие элементы не способны воспринимать нагрузки, связанные с деформацией тела насыпи за счет в том числе отсутствия дренажа жидкость через свою поверхность.
Сущность изобретения
[0014] Задачей настоящего изобретения является создание армогрунтовой конструкции, имеющей навесную облицовочную систему и способной эффективно удерживать грунт и воспринимать давление от грунта обратной засыпки без повреждения облицовочной системы.
[0015] Данная задача решается за счет достижения заявляемым изобретением технического результата, заключающегося в повышении надежности армогрунтовой конструкции, в том числе за счет обеспечения ремонтопригодности системы.
[0016] Повышенная надежность армогрунтовых сооружений обеспечивается благодаря наличию дренажной полости между формообразующим и облицовочным элементами, пропускающей воду. Дренаж жидкости необходим для неразрушения армогрунтовой конструкции вследствие образования порового давления, увеличения веса сооружения, перепада температур и протекания жидкости в непредвиденном месте, что приводит к повышению прочности и долговечности конструкции за счет предотвращения смещения грунта обратной засыпки или деформации элементов, вызванных давлением от грунтовой жидкости. В случае деформации формообразующего элемента, наличие полости позволяет грунту сместиться без повреждения облицовочных элементов. В одном из вариантов выполнения дренажная полость выполнена с возможностью горизонтального отведения жидкости. Это позволяет осуществлять дренаж, например, грунтовых вод, скапливающихся в грунте обратной засыпки, через облицовочную систему, что повышает надежность конструкции ввиду препятствия ее деформации, вызванной давлением жидкости. В другом варианте дренажная полость выполнена с возможностью вертикального отведения жидкости, что также повышает надежность благодаря отведению жидкости, поступающей в грунт, например, из-за осадков.
[0017] Формообразующий элемент служит для удержания грунта обратной засыпки. Удержание происходит за счет воздействия силы тяжести на грунт, что приводит к давлению грунта на поверхность формообразующего элемента. Для восприятия таких нагрузок элемент должен обладать высокой прочностью. Также формообразующие элементы обладают приспособлениями для соединения их между собой для формирования грунтового тела, т.е. грунта засыпки, ограниченного формообразующими элементами. В одном из вариантов соединение элементов друг с другом осуществляется по принципу выступ-паз. Упомянутые крепления способствуют надежной фиксации формообразующих элементов между собой за счет плотного контакта, что повышает надежность самой конструкции. Для улучшения отведения жидкости из грунта формообразующий элемент выполнен с возможностью дренажа жидкости. Это позволяет отводить влагу из грунта отсыпки, что снижает давление на элементы и на конструкцию в целом. В предпочтительном варианте выполнения водопроницаемый формообразующий элемент выполнен в виде рамы с распорками, образующими секции, и с прикрепленным к ней дренажным материалом. Пересечение продольных распорок с поперечными делит область, заключенную внутри рамы, на секции. Дренажный материал при этом располагают со стороны, которая будет контактировать с грунтом. Указанное крепление необходимо для более равномерного распределения давления от грунта по площади формообразующего элемента, пропускания жидкости, содержащейся в грунте, вместе с его удержанием в заданном участке за счет опоры дренажного материала на раму и распорки, что обеспечивает повышенную надежность формообразующего элемента и армогрунтовой конструкции в целом. При такой форме распорки позволяют компенсировать деформации сжатия, возникающие при эксплуатации элемента, а дренажный материал вместе с секциями обеспечивают отвод жидкости. В результате реализуется повышение прочности и надежности армогрунтовой конструкции. Дополнительно к упомянутой возможной конструкции формообразующего элемента может быть реализовано крепление дренажного материала к элементу посредством прижимной рамы. Прижимная рама обеспечивает повышенную прочность элемента за счет более равномерного распределения давления от грунта по поверхности элемента и повышает его жесткость за счет фиксации рамы самого элемента. В совокупности это обеспечивает повышенную надежность конструкции за счет надежности самих элементов. Кроме того, формообразующий элемент может быть выполнен сжимаемым. Свойство сжимаемости позволяет компенсировать деформацию формообразующего элемента, вызванную давлением грунта обратной засыпки, без его разрушения, что дополнительно улучшает удержание грунта внутри грунтового тела и способствует повышению надежности конструкции. Сжимаемость может достигаться в том числе за счет формы и материала элемента.
[0018] Навесной облицовочный элемент может служить как для укрепления армогрунтовой конструкции, так и для декоративных целей. Он должен обладать прочностью, достаточной для восприятия всех внешних воздействий на сооружение без разрушения. Прочность может быть достигнута за счет выполнения элементов подходящей формы, толщины или материала. В одном из вариантов выполнения облицовочного элемента он может быть выполнен с возможностью независимой замены. При этом за счет наличия дренажной полости между облицовочным и формообразующим элементами и формой их соединения обеспечивается разбиение армогрунтовой конструкции на две системы: облицовочной и грунтового тела. Это позволяет производить ремонт облицовочных элементов без остановки эксплуатации всей армогрунтовой конструкции, что повышает ее ремонтопригодность. В предпочтительной реализации элементов их расположение в облицовочной системе выполнено с зазорами между ними. Наличие технологического зазора обеспечивает выполнение требуемого допуска, отвода воды из облицовочной системы, воздушную вентиляцию, а также компенсирует возможные деформации и смещения облицовочных элементов после монтажа, вызванные, например, их собственным весом и деформацией грунтового тела сооружения. Это положительно сказывается на надежности и прочности армогрунтовой конструкции. Также в одном из вариантов выполнения облицовочные элементы выполнены в виде навесных плиток. В этом случае конструкция соединения плиток позволяет повысить надежность армогрунтовой конструкции за счет собственных прочностных характеристик и ремонтопригодности.
[0019] Крепление облицовочного элемента к формообразующему обеспечивает фиксацию облицовочной системы в состав армогрунтовой конструкции. Оно должно обладать достаточной прочностью для удержания облицовки, при этом образуя дренажную полость между ней и формообразующими элементами. В предпочтительной реализации крепление расположено на облицовочном элементе. Такая конструкция положительно сказывается на ремонтопригодности системы, поскольку она позволяет осуществлять облегченную замену элементов. В то же время она не препятствует отведению жидкости через формообразующий элемент и компенсации давления от грунта ввиду расположения именно на облицовочном элементе. [0020] В составе армогрунтовой конструкции также может находиться армирующий материал, например, георешетка. Его наличие повышает надежность армогрунтовой конструкции, поскольку армирующий материал осуществляет механическую стабилизацию грунта, разделяет инертные слои и не препятствует дренажу жидкости в грунте. Он обладает высокой прочностью как в продольном, так и в поперечном направлении, что позволяет выдерживать высокие нагрузки. Армирующий материал может быть зацеплен за формообразующий элемент с помощью, например, выступов на элементе, или пазов, или иначе. В то же время наличие армирующего материала между каждым слоем армогрунтовой конструкции значительно увеличивает ее устойчивость и надежность.
[0021] Способ возведения армогрунтовой конструкции состоит из нескольких последовательных этапов, на которых сначала производят опалубку периметра с помощью по крайней мере одного формообразующего элемента путем установки в проектное положение. Проектным считается положение элемента, при котором формообразующий элемент выполняет свою функцию по удержанию грунта и способен соединяться с другими формообразующими и облицовочными элементами для формирования конструкции проектной высоты. Полученный контур обеспечивает удержание грунта засыпки внутри себя за счет прочности самих элементов и их соединения, что обеспечивает надежность конструкции.
[0022] Далее производят засыпку грунта в опалубленный периметр, а после нее - уплотнение грунта. Уплотнение могут осуществлять вручную или с помощью механизмов. В результате засыпки и уплотнения происходит формирование грунтового тела или его слоя армогрунтовой конструкции. Перечисленные этапы возведения грунтового тела могут повторять до достижения его проектной высоты. Проектная высота может достигаться за счет возможности соединения формообразующих элементов друг с другом и за счет надежной фиксации армирующего материала с элементами.
[0023] После чего осуществляют соединение по крайней мере одного облицовочного элемента с по крайней мере одним формообразующим элементом с помощью крепления с формированием дренажной полости между элементами. Облицовочный элемент обеспечивает дополнительную прочность конструкции, в то время как крепление осуществляет его фиксацию с армогрунтовым телом, конкретно, с формообразующим элементом. Наличие дренажной полости позволяет осуществлять дренаж жидкости из грунта, снижая давление грунтовой жидкости на армогрунтовую конструкцию, что положительно сказывается на ее надежности. [0024] Для повышения надежности конструкции установку облицовочных элементов осуществляют с зазором между ними. Это положительно сказывается на надежности и прочности армогрунтовой конструкции, поскольку наличие технологического зазора обеспечивает выполнение требуемого допуска, отвода воды из облицовочной системы, воздушную вентиляцию, а также компенсирует возможные деформации и смещения облицовочных элементов после монтажа, вызванные, например, их собственным весом и деформацией грунтового тела сооружения. Также для повышения надежности армогрунтовой конструкции на грунтовом основании предварительно располагают армирующий материал. Он обладает высокой прочностью как в продольном, так и в поперечном направлении, что позволяет выдерживать высокие нагрузки, связанные с удержанием формы грунтового тела. Дополнительно армирующий материал фиксируют после каждого слоя уплотненного засыпного грунта, значительно увеличивая тем самым устойчивость и надежность конструкции. Для улучшения качества отвода жидкости к формообразующему элементу может быть прикреплен дренажный материал, осуществляющий отвод жидкости, снижая тем самым давление на конструкцию и риск ее деформации и повышая таким образом ее надежность. В предпочтительном варианте крепление осуществляют с помощью прижимной рамы, чье преимущество состоит в том числе в надежном соединении дренажного материала с формообразующим элементом, распределении давления от грунта и жесткости самого крепления.
Описание чертежей
[0025] Объект притязаний по настоящей заявке описан по пунктам и четко заявлен в формуле изобретения. Упомянутые выше задачи, признаки и преимущества изобретения очевидны из нижеследующего подробного описания, в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых показано:
[0026] На Фиг. 1 показан поперечный разрез армогрунтовой конструкции.
[0027] На Фиг. 2 показан местный вид, демонстрирующий грунтовое тело конструкции.
[0028] На Фиг. 3 показан местный вид, демонстрирующий облицовочную систему конструкции.
[0029] На Фиг. 4 показана установка формообразующих элементов в проектное положение на армирующем материале.
[0030] На Фиг. 5 показана армогрунтовая конструкция с грунтовым телом без облицовочных элементов. [0031] На Фиг. 6 показана армогрунтовая конструкция с присоединенными облицовочными элементами и полости между облицовочными и формообразующими элементами.
[0032] На Фиг. 7 показана блок-схема, изображающая этапы возведения армогрунтовой конструкции.
[0033] Указанные чертежи поясняются следующими позициями: Формообразующий элемент - 1; Облицовочный элемент - 2; Дренажная полость - 3; Армирующий материал - 4; Зазор между облицовочными элементами - 5; Грунт засыпки - 6; Покрытие армогрунтовой конструкции - 7.
Подробное описание изобретения
[0034] В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту, очевидно, каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях хорошо известные методы, процедуры и компоненты не описаны подробно, чтобы не затруднять излишне понимание особенностей настоящего изобретения.
[0035] Кроме того, из приведенного изложения ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, очевидны для квалифицированных в предметной области специалистов.
[0036] На Фиг. 1 изображен поперечный разрез одного из вариантов армогрунтовой конструкции. Армогрунтовая конструкция содержит по крайней мере один формообразующий элемент 1 и соединенный с ним с помощью крепления по крайней мере один облицовочный элемент 2, причем между по крайней мере одним формообразующим элементом 1 и по крайней мере одним навесным облицовочным элементом 2 образована дренажная полость 3.
[0037] Дренажная полость 3 представляет собой зазор, канал, пустоты, которые образовываются между облицовочным элементом и поверхностью формообразующего элемента, так как поверхность формообразующего элемента не контактирует с поверхностью облицовочного элемента и соединены между собой с помощью крепления.
[0038] Дренажная полость 3 обеспечивает отведение грунтовой жидкости, скапливающейся в результате осадков или по иным причинам в грунтовом теле, образованном замкнутым периметром формообразующих элементов 1 с грунтом засыпки 6. Дренаж жидкости как через формообразующий элемент 1, так и на через полость 3, необходим для неразрушения армогрунтовой конструкции вследствие образования порового давления, увеличения веса сооружения, перепада температур и протекания жидкости в непредвиденном месте, что приводит к повышению прочности и долговечности конструкции за счет предотвращения смещения грунта обратной засыпки 6 или деформации элементов 1 и 2, вызванных давлением от грунтовой жидкости. В случае отсутствия отведения вод жидкость будет скапливаться в грунте обратной засыпки 6, что приведет либо к механическому повреждению конструкции, в частности элементов облицовочной системы, либо к нарушению формы прилегающего грунта 6 за счет, в частности, перепада температур, сопровождающегося замерзанием влаги.
[0039] В одном из вариантов выполнения дренажная полость 3 выполнена с возможностью горизонтального отведения жидкости. Это позволяет осуществлять дренаж, например, грунтовых вод, скапливающихся в грунте обратной засыпки, через облицовочную систему, что повышает надежность конструкции ввиду препятствия ее деформации, вызванной давлением жидкости. Горизонтальное отведение может быть реализовано в том числе посредством наличия зазоров 5 между элементами облицовочной системы 2, а также с помощью каналов и отверстий, проходящих сквозь облицовку армогрунтовой конструкции, или иначе.
[0040] В другом варианте дренажная полость 3 выполнена с возможностью вертикального отведения жидкости, что также повышает надежность благодаря отведению жидкости, поступающей в грунт, например, из-за осадков. Отведение может быть реализовано в виде сливов, ливневок и дождевой канализации или иначе, монтированных в покрытие конструкции 7.
[0041] Формообразующий элемент 1 служит для удержания грунта обратной засыпки 6. Удержание происходит за счет воздействия силы тяжести на грунт 6, что приводит к давлению грунта на поверхность формообразующего элемента 1. Для восприятия таких нагрузок элемент 1 должен обладать высокой прочностью. Также формообразующие элементы 1 обладают приспособлениями для соединения их между собой для формирования грунтового тела. Формообразующий элемент 1 может быть выполнен в виде блоков, пластин, плит или иной формы, обеспечивающей вышеуказанные условия.
[0042] В одном из вариантов соединение элементов 1 друг с другом осуществляется по принципу выступ-паз. Упомянутые крепления способствуют надежной фиксации формообразующих элементов 1 между собой за счет плотного контакта, что повышает надежность самой конструкции. Кроме того, указанное соединение не препятствует дренажу жидкости через поверхность элементов 1 , способствует легкой сборки и разборки элементов 1 между собой и позволяет более равномерно распределять нагрузку на элементы 1 от грунта посредством плотного контакта соединительных элементов.
[0043] Для улучшения отведения жидкости из грунта 6 формообразующий элемент 1 выполнен с возможностью дренажа жидкости. Такое выполнение повышает эффективность дренажа жидкости, что положительно сказывается на надежности конструкции за счет свойства водопроницаемости элемента, позволяющего отводить влагу из грунта отсыпки, что снижает давление на элементы и на конструкцию в целом. Это свойство может быть реализовано как выполнение сквозных дренажных отверстий в поверхности элемента 1, а также с помощью изготовления элементов определенной геометрии или иначе.
[0044] В предпочтительном варианте выполнения водопроницаемый формообразующий элемент 1 выполнен в виде рамы с распорками, образующими секции, и с прикрепленным к ней дренажным материалом. Пересечение продольных распорок с поперечными делит область, заключенную внутри рамы, на секции. Дренажный материал при этом располагают со стороны, которая будет контактировать с грунтом 6. Такая геометрии элемента 1 в виде рамки с секциями, закрытыми дренажным материалом, обеспечивает более равномерное распределение давления от грунта 6 по площади формообразующего элемента 1, пропускание жидкости, содержащейся в грунте 6, вместе с его удержанием в заданном участке за счет опоры дренажного материала на раму и распорки, что обеспечивает повышенную надежность формообразующего элемента 1 и армогрунтовой конструкции в целом. Распорки также позволяют компенсировать деформации сжатия, возникающие при эксплуатации элемента 1, а дренажный материал вместе с секциями обеспечивают отвод жидкости. В результате реализуется повышение прочности и надежности армогрунтовой конструкции.
[0045] Дополнительно к упомянутой возможной конструкции формообразующего элемента 1 может быть реализовано крепление дренажного материала к элементу 1 посредством прижимной рамы. Прижимная рама обеспечивает повышенную прочность элемента за счет более равномерного распределения давления от грунта 6 по поверхности элемента 1 и повышает его жесткость за счет фиксации прижимной рамы самого элемента 1, обеспечивающей сохранение формы внешней рамы элемента 1. В совокупности это обеспечивает повышенную надежность конструкции за счет надежности самих элементов, а также плотного контакта дренажного материала с плоскостью элемента 1.
[0046] Кроме того, формообразующий элемент 1 может быть выполнен сжимаемым, т.е. он не препятствует сжатию и уплотнению грунтового тела. Свойство сжимаемости позволяет компенсировать деформацию формообразующего элемента 1, вызванную давлением грунта обратной засыпки 6, без его разрушения, что дополнительно улучшает удержание грунта 6 внутри грунтового тела и способствует повышению надежности конструкции. Сжимаемость может достигаться в том числе за счет формы и материала элемента. В частности, элемент 1 может быть изготовлен из полимерных материалов, например, пластика или других, а также содержать элементы определенной формы, позволяющей контролировать направление сил, вызванных деформацией, например, в виде участков с ненулевой кривизной или иначе.
[0047] Навесной облицовочный элемент 2 может служить как для укрепления армогрунтовой конструкции, так и для декоративных целей. Он должен обладать прочностью, достаточной для восприятия всех внешних воздействий на сооружение без разрушения. Прочность может быть достигнута за счет выполнения элементов 2 подходящей формы, толщины или материала, например, в виде плит, блоков, пластин или иначе. Фасадная поверхность облицовочных элементов 2 может быть различной формы, цвета и геометрии, в соответствии с требованием архитектурного решения: ровной и сплошной или в виде сложных барельефов, оформленных различными цветовыми и декоративными решениями. Также допускается размещение источников света, например, декоративной подсветки, как на поверхности элементов 2, так и внутри их сечения.
[0048] В одном из вариантов выполнения облицовочного элемента 2 он может быть выполнен с возможностью независимой замены. При этом за счет наличия дренажной полости 3 между облицовочным 2 и формообразующим 1 элементами и формой их соединения обеспечивается разбиение армогрунтовой конструкции на две системы: грунтового тела и облицовочной, показанных на Фиг. 2 и Фиг. 3 соответственно. Это позволяет производить ремонт облицовочных элементов 2 без остановки эксплуатации всей армогрунтовой конструкции, что повышает ее ремонтопригодность. Возможность независимого демонтажа облицовочных элементов 2 без демонтажа формообразующих элементов 1 исключает вероятность повреждения формообразующих элементов 1 в ходе ремонта или замены облицовочных элементов 2, что повышает надежность армогрунтовой конструкции.
[0049] В предпочтительной реализации элементов 2 их расположение в облицовочной системе выполнено с зазорами 5 между ними, показанное на Фиг. 3. Наличие технологического зазора 5 обеспечивает выполнение требуемого допуска, отвода воды из облицовочной системы, воздушную вентиляцию, а также компенсирует возможные деформации и смещения облицовочных элементов 2 после монтажа, вызванные, например, их собственным весом и деформацией грунтового тела сооружения. Это положительно сказывается на надежности и прочности армогрунтовой конструкции. [0050] Также в одном из вариантов выполнения облицовочные элементы 2 выполнены в виде навесных плиток. В этом случае конструкция соединения плиток с грунтовым телом позволяет повысить надежность армогрунтовой конструкции за счет собственных прочностных характеристик, ремонтопригодности и обеспечения стойкой к внешним воздействия формы конструкции. При этом не требуется построение фундамента в качестве средства поддержки веса конструкции, так облицовочные элементы 2 крепятся непосредственно к формообразующим элементам 1.
[0051] Крепление облицовочного элемента 2 к формообразующему 1 обеспечивает фиксацию облицовочной системы в состав армогрунтовой конструкции. Оно должно обладать достаточной прочностью для удержания облицовки 2, при этом образуя дренажную полость 3 между ней и формообразующими элементами 1. Крепление может быть выполнено в виде резьбового соединения винтом и соответствующим отверстием с резьбой, а также в виде сплошного соединительного элемента с соответствующими пазами или иначе.
[0052] В предпочтительной реализации крепление расположено на облицовочном элементе 2. Такая конструкция положительно сказывается на ремонтопригодности системы, поскольку она позволяет осуществлять облегченную замену элементов. В то же время она не препятствует отведению жидкости через формообразующий элемент 1 и компенсации давления от грунта 6 ввиду расположения именно на облицовочном элементе 2.
[0053] В составе армогрунтовой конструкции также может находиться армирующий материал 4, например, георешетка, показанный на Фиг. 1. Его наличие повышает надежность армогрунтовой конструкции, поскольку армирующий материал 4 осуществляет механическую стабилизацию грунта 6, разделяет инертные слои и не препятствует дренажу жидкости в грунте 6. Он обладает высокой прочностью как в продольном, так и в поперечном направлении, что позволяет выдерживать высокие нагрузки. Армирующий материал 4 может быть зацеплен за формообразующий элемент 1 с помощью, например, выступов на элементе 1, пазов, штифтов или иначе. В то же время наличие армирующего материала 4 между каждым слоем армогрунтовой конструкции значительно увеличивает ее устойчивость и надежность ввиду армирования каждого отдельного слоя.
[0054] Способ возведения армогрунтовой конструкции состоит из последовательных этапов, на которых сначала производят опалубку периметра с помощью по крайней мере одного формообразующего элемента 1 путем установки в проектное положение, как показано на Фиг. 4. Проектным считается положение элемента 1, при котором формообразующий элемент 1 выполняет свою функцию по удержанию грунта 6 и способен соединяться с другими формообразующими 1 и облицовочными 2 элементами для формирования конструкции проектной высоты. Полученный контур обеспечивает удержание грунта засыпки 6 внутри себя за счет прочности самих элементов 1 и их соединения, что обеспечивает надежность конструкции. В качестве формообразующих элементов 1 также могут быть использованы блоки, пластины, плиты или рамки с дренажным материалом.
[0055] Далее производят засыпку грунта 6 в опалубленный периметр, а после нее - уплотнение грунта 6. В результате засыпки и уплотнения происходит формирование грунтового тела или его слоя армогрунтовой конструкции, представленное на Фиг. 5, являющегося основным элементом, переносящим механические нагрузки в ходе эксплуатации конструкции. Перечисленные этапы возведения грунтового тела могут повторять до достижения его проектной высоты. Проектная высота может достигаться за счет возможности соединения формообразующих элементов 1 друг с другом и за счет надежной фиксации армирующего материала 4 с элементами 1.
[0056] После чего осуществляют соединение по крайней мере одного облицовочного элемента 2 с по крайней мере одним формообразующим элементом 1 с помощью крепления с формированием дренажной полости 3 между элементами 1 и 2. Результат показан на Фиг. 6. Облицовочный элемент 2 обеспечивает дополнительную прочность конструкции, в то время как крепление осуществляет его фиксацию с армогрунтовым телом, конкретно с формообразующим элементом 1. Наличие дренажной полости 3 позволяет осуществлять дренаж жидкости из грунта 6, снижая давление грунтовой жидкости на армогрунтовую конструкцию, что положительно сказывается на ее надежности. Дренаж жидкости необходим для неразрушения армогрунтовой конструкции вследствие перепада температур и ее протекании в непредвиденном месте, что приводит к повышению прочности и долговечности конструкции за счет предотвращения смещения грунта обратной засыпки 6 или деформации элементов 1 и 2, вызванных давлением от грунтовой жидкости.
[0057] Для повышения надежности конструкции установку облицовочных элементов 2 осуществляют с зазором 5 между ними. Это положительно сказывается на надежности и прочности армогрунтовой конструкции, поскольку наличие технологического зазора 5 обеспечивает выполнение требуемого допуска, отвода воды из облицовочной системы, воздушную вентиляцию, а также компенсирует возможные деформации и смещения облицовочных элементов 2 после монтажа, вызванные, например, их собственным весом и деформацией грунтового тела сооружения. [0058] В предпочтительной реализации армирующий материал 4 предварительно располагают на грунтовом основании. В качестве грунтового основания может служить как грунт, расположенный в основании конструкции, так и засыпанный и уплотненный грунт 6 в слое возводящегося грунтового тела. Материал 4 обладает высокой прочностью как в продольном, так и в поперечном направлении, что позволяет выдерживать высокие нагрузки, связанные с удержанием формы грунтового тела. Дополнительно армирующий материал 4 фиксируют после каждого слоя уплотненного засыпного грунта, значительно увеличивая тем самым устойчивость и надежность конструкции за счет армирования каждого отдельного слоя.
[0059] Для улучшения качества отвода жидкости к формообразующему элементу 1 может быть прикреплен дренажный материал, осуществляющий отвод жидкости, снижая тем самым давление на конструкцию и риск ее деформации и повышая таким образом ее надежность по описанным выше причинам. В предпочтительном варианте крепление осуществляют с помощью прижимной рамы, чье преимущество состоит в том числе в надежном соединении дренажного материала с формообразующим элементом 1, распределении давления от грунта и жесткости самого крепления.
[0060] Армогрунтовая конструкция применяется и используется следующим образом. Армогрунтовую конструкцию возводят по способу, раскрытому выше. За счет наличия дренажной полости 3 и за счет водопроницаемости формообразующего элемента 1 с дренажным материалом грунтовая жидкость, а также атмосферные осадки, скапливающиеся в грунте 6, отводятся из грунтового тела конструкции, что препятствует деформации или разрушению грунтового тела и/или облицовочной системы конструкции за счет перепадов температуры, приводящих к замерзанию и расширению влаги, смещению и размыванию слоев грунта 6, вызванные скапливающейся жидкостью. Кроме того, грунт 6 удерживает свою форму за счет прочности формообразующих элементов 1, равномерно распределяющих нагрузку от грунта в том числе с помощью дренажного материала и компенсирующих ее за счет формы секций. Дополнительно форма конструкции удерживается за счет армирующего материала 4, повышающего надежность армогрунтовой конструкции, поскольку он осуществляет механическую стабилизацию грунта 6, разделяет инертные слои и не препятствует дренажу жидкости в грунте 6. Облицовочные элементы 2, образующие облицовочную систему в виде бетонных плиток с зазорами 5, также принимают часть нагрузки и способствуют компенсации деформации и отводу воды за счет зазоров 5. В случае повреждений облицовочного элемента 2 он может быть легко заменен за счет конструкции элемента крепления без нарушения устойчивости грунтового тела. Покрытие и иные элементы и устройства готовой армогрунтовой конструкции 7 оформляют согласно желаемым условиям эксплуатации конструкции.
[0061] Таким образом, упомянутые элементы напрямую влияют на технический результат, заключающийся в повышении надежности армогрунтовой конструкции, в том числе за счет обеспечения ремонтопригодности облицовочной системы.
[0062] В настоящих материалах заявки представлено предпочтительное раскрытие осуществления заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки запрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов соответствующей области техники.

Claims

Формула изобретения
1. Армогрунтовая конструкция, включающая
- по крайней мере один формообразующий элемент, выполненный с возможностью дренажа жидкости,
- соединенный с формообразующим элементом с помощью крепления по крайней мере один навесной облицовочный элемент, причем между формообразующим и облицовочным элементами образована дренажная полость.
2. Армогрунтовая конструкция по пЛ, отличающаяся тем, что дополнительно содержит армирующий материал, который соединен с по крайней мере одним формообразующим элементом.
3. Армогрунтовая конструкция по п.2, отличающаяся тем, что армирующий материал расположен между слоями формообразующих элементов.
4. Армогрунтовая конструкция по п.1, отличающаяся тем, что формообразующий элемент выполнен в виде рамы с распорками, образующими секции, и с прикрепленным к ней дренажным материалом.
5. Армогрунтовая конструкция по п.4, отличающаяся тем, что крепление дренажного материал к формообразующему элементу выполнено с помощью прижимной рамы.
6. Армогрунтовая конструкция по п.1, отличающаяся тем, что формообразующий элемент выполнен сжимаемым.
7. Армогрунтовая конструкция по п.1, отличающаяся тем, что формообразующие элементы соединены между собой креплением выступ-паз.
8. Армогрунтовая конструкция по п.1, отличающаяся тем, что облицовочные элементы расположены друг относительно друга с зазором.
9. Армогрунтовая конструкция по п.1, отличающаяся тем, что облицовочный элемент выполнен в виде навесной плитки.
10. Армогрунтовая конструкция по п.1, отличающаяся тем, что крепление расположено на облицовочном элементе.
11. Армогрунтовая конструкция по п.1, отличающаяся тем, что облицовочный элемент выполнен с возможностью независимой замены.
12. Армогрунтовая конструкция по п.1, отличающаяся тем, что дренажная полость выполнена с возможностью горизонтального отведения жидкости.
13. Армогрунтовая конструкция по п.1, отличающаяся тем, что дренажная полость выполнена с возможностью вертикального отведения жидкости.
14. Способ возведения армогрунтовой конструкции, при котором:
18
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) - производят опалубку периметра с помощью по крайней мере одного формообразующего элемента,
- производят засыпку грунта в опалубленный периметр,
- уплотняют засыпанный грунт,
- осуществляют соединение облицовочного и формообразующего элементов с помощью крепления с формированием дренажной полости между элементами.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что установку облицовочных элементов осуществляют с зазором между ними.
16. Способ по п.14, отличающийся тем, что предварительно на грунтовом основании располагают армирующий материал.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что армирующий материал фиксируют после каждого слоя уплотненного засыпного грунта.
18. Способ по п.14, отличающийся тем, что к формообразующему элементу прикрепляют дренажный материал.
19. Способ по п.18, отличающийся тем, что к формообразующему элементу прикрепляют дренажный материал с использованием прижимной рамы, сопрягаемой с формообразующим элементом.
20. Способ по и.14, отличающийся тем, что выполняют этапы возведения грунтового тела до достижения проектной высоты.
19
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
PCT/RU2023/050055 2022-08-31 2023-03-21 Армогрунтовая конструкция и способ ее возведения WO2024049325A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2022123313A RU2791847C1 (ru) 2022-08-31 Армогрунтовая конструкция и способ ее возведения
RU2022123313 2022-08-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024049325A1 true WO2024049325A1 (ru) 2024-03-07

Family

ID=90098366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2023/050055 WO2024049325A1 (ru) 2022-08-31 2023-03-21 Армогрунтовая конструкция и способ ее возведения

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024049325A1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1649043A1 (ru) * 1989-03-02 1991-05-15 Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова Способ возведени подпорной стенки
RU2167242C1 (ru) * 2000-08-18 2001-05-20 Соколов Александр Дмитриевич Способ сооружения подпорной стены
JP4665219B2 (ja) * 2003-10-13 2011-04-06 テールアルメインターナショナル 補強土壁構造物とそれを構築する方法
RU2567578C2 (ru) * 2010-09-24 2015-11-10 Терр Армэ Энтернасьональ Сооружение из армированного грунта
RU166822U1 (ru) * 2016-02-26 2016-12-10 Тимур Закирьянович Кудакаев Насыпь обжатого профиля с облицовочной стенкой
RU194151U1 (ru) * 2019-02-04 2019-11-29 Андрей Николаевич Путивский Армогрунтовая подпорная стена из облицовочных блоков

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1649043A1 (ru) * 1989-03-02 1991-05-15 Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова Способ возведени подпорной стенки
RU2167242C1 (ru) * 2000-08-18 2001-05-20 Соколов Александр Дмитриевич Способ сооружения подпорной стены
JP4665219B2 (ja) * 2003-10-13 2011-04-06 テールアルメインターナショナル 補強土壁構造物とそれを構築する方法
RU2567578C2 (ru) * 2010-09-24 2015-11-10 Терр Армэ Энтернасьональ Сооружение из армированного грунта
RU166822U1 (ru) * 2016-02-26 2016-12-10 Тимур Закирьянович Кудакаев Насыпь обжатого профиля с облицовочной стенкой
RU194151U1 (ru) * 2019-02-04 2019-11-29 Андрей Николаевич Путивский Армогрунтовая подпорная стена из облицовочных блоков

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2306130C (en) Reinforced retaining wall
CN106836275B (zh) 用于快速防护冰碛物边坡的景观生态友好型挡墙、实施方法
US20020119015A1 (en) Self-connecting, reinforced retaining wall and masonry units therefor
CN1958966A (zh) 一种地下连续沉井式空腹墙体与施工方法
KR20210119861A (ko) 시공성이 향상된 지하 연속벽체, 지하 연속벽체 시공방법 및 이에 사용되는 선행철근망 조립체
WO2000020695A1 (en) Concrete masonry unit for reinforced retaining wall
KR20220012525A (ko) 지하 연속벽체, 지하 연속벽체 시공방법 및 이에 사용되는 선행철근망 조립체
CN104727302A (zh) 一种抗滑桩桩间板墙现浇施工工艺
KR101159755B1 (ko) 마감블럭 및 이를 이용한 옹벽
CN110644297A (zh) 一种无砟轨道高速铁路的抗隆支护结构及施工方法
KR101902786B1 (ko) 합성쉬트파일을 이용한 지중구조물 시공방법 및 이를 이용하여 제작된 지중구조물
KR102157763B1 (ko) 앵커패널과 개비온월이 구비된 절토부 옹벽 및 이의 시공 방법
RU2330142C1 (ru) Облицовочный блок-анкер для безрастворной кладки подпорной стены и подпорная стена
RU2791847C1 (ru) Армогрунтовая конструкция и способ ее возведения
KR101975502B1 (ko) 석재와 콘크리트의 합성블록 및 그 제작방법
WO2024049325A1 (ru) Армогрунтовая конструкция и способ ее возведения
CN215406119U (zh) 一种高大边坡光面支护结构
KR101159097B1 (ko) 종방향으로 연속화가 가능한 프리캐스트 교대 및 그 시공방법
CN108547313B (zh) 一种曲面加筋土挡墙面板结构及其拼装方法
CN213978405U (zh) 一种下穿道路现浇底板预制边墙u型槽结构
KR101696282B1 (ko) 흙막이용 강관을 이용한 pc 벽체, 그 pc 벽체가 적용된 모듈식 지하구조물 및 그 pc 벽체의 연결방법
CN113718847A (zh) 新型桩基托梁挡墙及其施工方法
KR200413303Y1 (ko) 강재 빔을 이용한 산벽 구조체
KR200404658Y1 (ko) 프리캐스트 부벽식 옹벽
KR100531214B1 (ko) 강널말뚝 및 강형띠장으로 구성된 원형 우물통 제작장 시공방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23860971

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1