Способ армирования грунта

Предложенное изобретение относится к области строительства, а именно к укреплению армированием грунтов склонов, откосов, насыпей, оснований сооружений. Способ армирования грунта включает отсыпку, выравнивание, уплотнение грунтового слоя, устройство на поверхности грунтового слоя армирующих элементов и засыпку их грунтом следующего слоя. При этом устраиваемые на поверхности грунтового слоя насыпи армирующие элементы выполнены в виде бетонных плит, имеющие в своем теле вертикальные отверстия в виде усеченных к низу конусов, предназначенные для обеспечения фильтрационных процессов и повышения сцепления бетонных плит с грунтом после отсыпки насыпи. Бетонные плиты, устраиваемые на поверхности грунтового слоя насыпи, изготавливают заполнением бетонной смесью опалубки с размещенными внутри металлическими элементами в виде усеченных конусов, которые обеспечивают получение отверстий в бетонной плите. Причем внутренние размеры опалубки соответствуют внешним размерам бетонной плиты, а положение бетонной плиты в теле насыпи, количество и расположение отверстий в плите обусловлены заданным расчетом. При этом бетонная смесь в качестве крупного заполнителя и армирующего материала содержит отходы литейного производства в виде шлака. Техническим результатом является повышение устойчивости и эксплуатационной надежности грунтовой насыпи за счет повышения сил сцепления грунта насыпи с армирующим элементом.

 

Заявляемое изобретение относится к области строительства, а именно, к укреплению армированием грунтов склонов, откосов, насыпей, оснований сооружений.

Наиболее близким к заявленному изобретению по наибольшему числу основных существенных признаков и достигаемому техническому результату является способ армирования грунта, включающий укладку и засыпку грунтом армирующих лент, в котором армирующие ленты укладывают поперек насыпи на поверхность отсыпанного с выравниванием и уплотнением грунтового слоя и засыпают грунтом последующего слоя, один конец каждой армирующей ленты защемляют между габионами подпорной стенки, а другой выводят на противоположный откос насыпи, при этом армирующие ленты выполняют из полимерного материала, содержащего стальные проволоки, вытянутые вдоль поверхности армирующих лент, структурируют поперечными ребрами [Патент РФ №2482244, E02D 17/20 - прототип].

Недостатком способа является невозможность обеспечить равномерное по всей длине сцепление полимерных лент, содержащих стальные проволоки и структурированных поперечными ребрами, с грунтом насыпи, снижая тем самым воздействие на грунт сжимающих усилий, а следовательно, снижая устойчивость и надежность насыпи.

Недостатком способа также является сложность изготовления армирующих элементов, так как предусматривается раскрой на строительной площадке рулонного полимерного армированного материала на отдельные армирующие ленты с получением на концах нескольких полос и необходимостью последующего достаточно сложного крепления их в теле насыпи.

Кроме того, использование полимерной ленты, армированной стальной проволокой, увеличивает затраты на осуществление самого способа.

Технической задачей заявляемого способа является повышение устойчивости и эксплуатационной надежности грунтовой насыпи за счет повышения сил взаимодействия (сцепления) грунта насыпи с армирующим элементом при одновременном улучшении экологического состояния окружающей среды и снижении затрат на осуществление способа.

Техническая задача решатся тем, что в способе армирования грунта, включающем отсыпку, выравнивание, уплотнение грунтового слоя, устройство на поверхности грунтового слоя армирующих элементов и засыпку их грунтом последующего слоя, в котором устраиваемые на поверхности грунтового слоя насыпи армирующие элементы выполнены в виде бетонных плит, имеющих в своем теле вертикальные отверстия в виде усеченных к низу конусов, предназначенные для обеспечения фильтрационных процессов и повышения сцепления бетонных плит с грунтом после отсыпки насыпи, при этом бетонные плиты, устраиваемые на поверхности грунтового слоя насыпи, изготавливают заполнением бетонной смесью опалубки с размещенными внутри металлическими элементами в виде усеченных конусов, которые обеспечивают получение отверстий в бетонной плите, причем внутренние размеры опалубки соответствуют внешним размерам бетонной плиты, а положение бетонной плиты в теле насыпи, количество и расположение отверстий в плите обусловлены заданным расчетом, при этом бетонная смесь в качестве крупного заполнителя и армирующего материала содержит отходы литейного производства в виде шлака.

Сущность изобретения.

В грунтовых насыпях, состоящих из слабых грунтов, имеющих экстремальные геометрические параметры (высоту насыпи h, угол заложения откоса β), возникают области пластических деформаций, прогрессирование развития которых приводит к разрушению грунтового сооружения насыпи. Укрепление грунтов насыпей, склонов, откосов осуществляют армированием.

В предлагаемом способе армирование насыпей осуществляется бетонными плитами, устраиваемыми в теле насыпи. Бетонные плиты выполнены с отверстиями в виде усеченных к низу конусов, обеспечивающих протекание фильтрационных процессов и более прочное сцепление бетонных плит с грунтом после отсыпки насыпи. Бетонная смесь, из которой выполнены армирующие плиты, содержит в качестве крупного заполнителя отходы различных промышленных производств, например отходы литейного производства в виде шлаков, являющиеся армирующим материалом. По известным методикам определяют геометрические размеры и положение армирующих бетонных плит в теле насыпи, при котором обеспечиваются минимальные значения растягивающих напряжений, обеспечивая при этом процесс перераспределения напряжений в грунтовом массиве, который препятствует возникновению областей пластических деформаций, вызывающих разрушение насыпей, тем самым повышая степень устойчивости, а значит и долговечности грунтовых насыпей. Использование в бетонных плитах в качестве армирующего материала отходов промышленных производств не только решает вопрос утилизации промышленных отходов, но и значительно снижает затраты на осуществление способа.

Таким образом, армирование грунта насыпей, при котором обеспечивается процесс перераспределения напряжений в грунтовом массиве, препятствующий возникновению пластических деформаций, тем самым повышает устойчивость и эксплуатационную надежность, а следовательно, долговечность насыпей, что и является новым техническим результатом заявляемого способа.

Способ осуществляется следующим образом.

По известным методикам в соответствии с результатами расчетов определяют в насыпи размеры и положение армирующих плит. Затем по известной технологии производят отсыпку и уплотнение грунта до расчетной отметки расположения армирующей бетонной плиты, обеспечивая при этом заданное значение плотности грунта. На уплотненной поверхности грунта с помощью крана устанавливают сборно-разборную опалубку, включающую конические элементы из металла, устанавливаемые внутри опалубки, которые обеспечивают получение отверстий в бетонной плите. Внутренние размеры опалубки соответствуют внешним размерам плиты, устраиваемой в теле насыпи. Расположение отверстий внутри опалубки определяется в соответствии с заданным расчетом по известным методикам. В установленную таким образом опалубку при помощи насоса подается бетонная смесь, класс которой определятся нормативным документом. После твердения бетона производится переустановка опалубки и процесс повторяется. Поверх армирующих бетонных плит производят отсыпку и уплотнение следующего слоя насыпи.

Таким образом, армирование грунта насыпей по заявленному способу бетонными плитами с выполненными в них отверстиями позволяет повысить эксплуатационную надежность и долговечность грунтовой насыпи, а использование в качестве крупного заполнителя отходов промышленных производств обеспечивает утилизацию отходов и способствует улучшению состояния окружающей среды. Кроме того, использование отходов промышленных производств в виде шлаков в качестве армирующего материала в сравнении с металлической проволокой по прототипу, а также применение переналаживаемой оснастки с возможностью ее многократного использования позволяет значительно снизить затраты на осуществление способа, что также является преимуществами заявляемого способа.

Способ армирования грунта, включающий отсыпку, выравнивание, уплотнение грунтового слоя, устройство на поверхности грунтового слоя армирующих элементов и засыпку их грунтом следующего слоя, отличающийся тем, что устраиваемые на поверхности грунтового слоя насыпи армирующие элементы выполнены в виде бетонных плит, имеющих в своем теле вертикальные отверстия в виде усеченных к низу конусов, предназначенные для обеспечения фильтрационных процессов и повышения сцепления бетонных плит с грунтом после отсыпки насыпи, при этом бетонные плиты, устраиваемые на поверхности грунтового слоя насыпи, изготавливают заполнением бетонной смесью опалубки с размещенными внутри металлическими элементами в виде усеченных конусов, которые обеспечивают получение отверстий в бетонной плите, причем внутренние размеры опалубки соответствуют внешним размерам бетонной плиты, а положение бетонной плиты в теле насыпи, количество и расположение отверстий в плите обусловлены заданным расчетом, при этом бетонная смесь в качестве крупного заполнителя и армирующего материала содержит отходы литейного производства в виде шлака.