Формообразующий элемент армогрунтовой конструкции
Формообразующий элемент армогрунтовой конструкции относится к области строительства и может быть использован для берегоукрепления, строительства подпорных стен, возведения и армирования насыпей при строительстве дорог, создания архитектурных форм в ландшафтном дизайне. Технический результат - обеспечение надежного соединения элементов формообразующего элемента армогрунтовой конструкции. Формообразующий элемент армогрунтовой конструкции включает раму, образованную продольными и поперечными распорками, внутри которой расположены ряды продольных и поперечных распорок, образующих секции. По крайней мере одна из распорок секции содержит участок, имеющий отличную от нуля кривизну. На внешней торцевой поверхности рамы выполнен по крайней мере один соединительный элемент и по крайней мере один соединительный паз. К внешней торцевой поверхности рамы прикреплен дренажный материал с помощью прижимной рамы. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 9 ил.
[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.
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. 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. При достижении критических значений происходит разрушение элементов, что приводит к потере устойчивости элементов, раскрытию трещин, смещению, вплоть до разрушений элементов. Известны несколько решений, описывающих различные выполнения и материалы элементов армогрунтовой конструкции и грунтовых покрытий.
[0003] Известно решение (ЕР 0576939 В2; опубл. 07.06.2000; МПК: E02D 29/025, Е01С 9/004, Y02A 30/30), раскрывающее устройство многофункционального пластикового строительного элемента, включающее в себя в том числе внешнюю раму, на боковой поверхности которой имеется по крайней мере одно соединительное устройство для соединения двух соседних строительных элементов, выполненное в виде крюкообразного выступа и выреза, а внутри нее расположены поперечные и продольные распорки, разделяющие охваченное рамой пространство на ячейки.
[0004] К недостаткам элемента относятся отсутствие возможности задержания грунта обратной засыпки, а также небольшая прочность, вызванная выполнением распорок строго прямых и отсутствием ребер жесткости и других укрепляющих элементов.
[0005] Известно другое решение (RU 85908 U1; опубл. 20.08.2009; МПК: Е01С 13/04), в котором частично устранены недостатки описанного выше элемента. Полезная модель состоит из 3-х и более рядов поперечных и продольных распорок, при этом наружные распорки образуют внешнюю раму, на боковой поверхности которой имеется по крайней мере одно соединительное устройство для соединения двух соседних элементов между собой, а поперечные и продольные распорки делят внутреннюю область внешней рамы на секции, отличающийся тем, что имеется хотя бы один ряд поперечных и хотя бы один ряд продольных распорок, длина сечения которых более чем на 2% превышает соответствующую длину секции.
[0006] В число недостатков приведенного решения входит отсутствие возможности задержания грунта обратной засыпки.
[0007] Другим близким к заявляемому изобретению можно считать решение (DE 102010016570 А1; опубл. 27.10.2011; МПК: Е01С 5/20, Е01С 13/02, Е01С 13/045, Е01С 5/001, Е01С 2201/12, Е01С 2201/207). В патенте описано подпольное и напольное покрытие, содержащее в том числе внешнюю раму с четырьмя стенками, имеющей устройство соединения, выполненное в виде Т-образных крюков на одной паре смежных стенок и соответствующих им вырезов на другой, продольные и поперечные распорки, а также крышку, закрывающую раму.
[0008] Недостатки данного изобретения состоят в том, что крышка не является водопроницаемой и предназначена для размещения ее в горизонтальном направлении, что делает ее непригодной для удержания грунта обратной засыпки.
[0009] Еще одно решение (RU 194151 U1; опубл. 29.11.2019; МПК: E02D 17/20) описывает 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, отличающаяся 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 дренажным материалом.
[0010] Недостатки данного изобретения состоят в том, что использование блоков подпорной стены такой конструкции является дорогим, а их транспортировка затруднительной ввиду большой массы. Кроме того, такие блоки несжимаемы и являются хрупкими.
[0011] Недостатком всех упомянутых решений является усложненное или невозможное отведение воды из грунта обратной засыпки, а также сложность построения армо грунтов ого сооружения, связанная с массой составных блоков или их конструкцией.
Сущность изобретения
[0012] Задачей настоящего изобретения является создание недорого и эффективного формообразующего элемента армогрунтовой конструкции упрощенной структуры, способного надежно удерживать грунт и давление от грунта обратной засыпки, свободно пропускать воду через всю площадь фасада элемента, а также надежно фиксировать элементы армирования армогрунтовой конструкции.
[0013] Данная задача решается за счет достижения заявляемым изобретением технического результата, заключающегося в повышенной прочности элементов армогрунтовых сооружений, и, как следствие, в повышении прочности и долговечности армогрунтовых сооружений. Дополнительным техническим результатом является упрощение монтажа армогрунтовой конструкции.
[0014] Повышенная долговечность и прочность армогрунтовых сооружений как следствие прочности формообразующих элементов обеспечивается благодаря использованию дренажного материала, пропускающего воду и способствующего более равномерному распределению давления по площади элемента от грунта обратной засыпки, надежному креплению элементов армогрунтовой конструкции как между собой, так и с дренажным материалом, а также благодаря выполнению кривизны как минимум одного участка распорок секции отличной от нуля, что приводит к достижению упомянутого результата. Кроме того, выполнение элемента конструкции сжимаемым дополнительно увеличивает прочность. Дополнительное упрощение монтажа достигается за счет использования легких материалов при изготовлении элемента армогрунтовой конструкции, а именно первичного сырья пластмасс или измельченных пластмассовых отходов, полиэстера и геотекстиля, вместе с компактным взаимным расположением составляющих частей.
[0015] Формообразующий элемент армогрунтовой конструкции содержит раму, образованную продольными и поперечными распорками, внутри которой расположены по крайней мере по одному ряду продольных и поперечных распорок. Пересечение продольных распорок с поперечными делит область, заключенную внутри рамы, на секции. По крайней мере одна из распорок секции содержит участок, чья кривизна имеет отличное от нуля значение.
[0016] На внешней торцевой поверхности рамы имеется соединительный элемент, обеспечивающий соединение двух смежных формообразующих элементов. К внешней торцевой поверхности рамы, прикреплен дренажный материал. В число особенностей конструкции входит наличие дренажного материала, обеспечивающего одновременно удержание грунта обратной засыпки, более равномерному распределению давления от грунта по площади формообразующего элемента и протекание жидкости, за счет чего обеспечивается повышенная прочность формообразующих элементов вместе с повышением долговечности и прочности армогрунтовой конструкции. Кроме того, выполнение кривизны как минимум одного участка стороны секции отличной от нуля приводит к достижению упомянутого технического результата.
[0017] Возможно выполнение элемента, при котором ряды с секциями, имеющими участки распорок с нулевой кривизной, расположены попеременно с рядами, не имеющими таких секций. В данном варианте выполнения обеспечивается надежность устройства, так как секции с нулевой кривизной обеспечивают дополнительную жесткость конструкции, а участки распорок с секциями с ненулевой кривизной обеспечивают направленность деформации стенок секции без разрушения.
[0018] При этом возможен вариант реализации устройство, при котором для дополнительной надежность и прочности используют по крайней мере одно ребро жесткости в образованных секциях.
[0019] Рама является основным крепежным элементом изобретения. Она содержит как минимум один соединительный элемент и как минимум один соединительный паз, необходимые для крепления двух смежных формообразующих элементов. А также к ней присоединяется дренажный материал. Выполнение стенок рамы более толстыми по сравнению с распорками обеспечивает более высокую прочность формообразующего элемента и конструкции в целом, поскольку стенки дополнительно несут нагрузку, связанную с соединением соседних формообразующих элементов в один ряд или одну плоскость, а повышенная толщина обеспечивает усиленную жесткость. На прочность также положительно влияет выполнение фасок, выполняющих функцию ребер жесткости, в угловой части рамы ввиду наличия упомянутой дополнительной нагрузки и компенсации ее повышенной толщиной материала угловой части рамы.
[0020] Продольные и поперечные распорки служат для удержания грунта обратной засыпки и обеспечивают дополнительную прочность формообразующего элемента за счет поддержки рамы. Пересечение продольных распорок с поперечными делит область, заключенную внутри рамы, на секции, обеспечивающих прохождение жидкости через фасад формообразующего элемента. Дренаж жидкости необходим для неразрушения армогрунтовой конструкции вследствие перепада температур и ее протекании в непредвиденном месте и, как следствие, ее прочности и долговечности. По крайней мере одна сторона секции содержит участок, чья кривизна имеет отличное от нуля значение. Эта особенность позволяет значительно усилить прочность конструкции под воздействием внешнего давления за счет компенсации деформации сжатия, обеспеченную формой упомянутых участков, и предсказуемости направления деформации. В частности, выполнение участков с ненулевой кривизной может заключаться в создании выпуклостей у стенок секции. В предпочтительном варианте выполнения формообразующего элемента ряды с секциями, имеющими стороны с нулевой кривизной, расположены попеременно с рядами, не имеющими таких секций. Это обеспечивает оптимум между прочностью формообразующего элемента и простотой его изготовления. Дополнительная прочность также может быть обеспечена посредством установки ребер жесткости внутри секций, поддерживающих распорки от чрезмерного сжатия. Использование пластика и других материалов в качестве материала для распорок и, как следствие, рамы, обеспечивает их легкость, что упрощает монтаж, и вместе с наличием участков с ненулевой величиной кривизны способность сжиматься без нарушения целостности формообразующего элемента под воздействием внешних нагрузок, т.е. поддерживает основной и дополнительный технический результат.
[0021] Соединительный элемент и соединительный паз выполняют функцию крепления соседних формообразующих элементов армогрунтовой конструкции в один ряд или плоскость. В предпочтительном варианте реализации формообразующего элемента соединительный элемент представлен в виде соединительной вставки, сопрягаемого с соединительным пазом, причем на каждой стороне рамы имеется по крайней мере один соединительный паз и/или соединительная вставка. Возможны и другие варианты выполнения соединения, например, с помощью встроенных в раму винтов и резьбовых отверстий. Расположение соединительного элемента выполнено таким образом, чтобы при соединении соседних формообразующих элементов соединительный элемент соответствовал по форме соединительному пазу, то есть паз был сопрягаемым. Такое выполнение обеспечивает прочность армогрунтовой конструкции, простоту соединения и монтажа элементов вместе с удобной фиксацией армирующего материала, например, георешетки, поскольку георешетка может быть зацеплена за соединительный элемент и сомкнута соединительным пазом, а сопряжение этих элементов обеспечивает прочность армогрунтовой конструкции, простоту и удобство Для более надежного расположения армирующего материала дополнительно может быть выполнено смещение соединительной вставки на расстояние относительно внешней кромки внешней торцевой поверхности рамы и выполнение вставки в виде ножки, за которую армирующий элемент может быть зацеплен. При этом ножка расположена с отступом от внешней кромки внешней торцевой поверхности рамы. К тому же, в соединительной вставке может быть выполнен скругленный паз для фиксации армирующего материала и снимающего избыточное давление на вставку при его фиксации, т.е. убирающий концентраторы напряжения, поскольку острые кромки вставки могут привести к разрыву армирующего материала или разрушению соединительных элементов.
[0022] Соединительный элемент может быть расположен как на одной стороне внешней торцевой поверхности рамы, так и на ее каждой стороне. Аналогичным образом может быть выполнен соединительный паз, который также может быть расположен как на одной, так и на всех сторонах внешней торцевой поверхности рамы. Также возможна реализация, при которой соединительный элемент расположен на одной стороне внешней торцевой поверхности рамы, а соединительный паз на другой стороне. Такое выполнение упрощает монтаж формообразующего элемента вместе с прочностью армогрунтовой конструкции, так как за счет исключения избыточных деталей облегчают его вес, а прочность достигается надежностью соединительных элементов и их плотным сопряжением с соединительными пазами.
[0023] Дренажный материал служит для одновременного удержания грунта обратной засыпки вместе пропусканием жидкости сквозь фасад внешней рамы и распределением давления от грунта по поверхности формообразующего элемента. Он должен обладать рядом свойств, таких как изотропность, водопроницаемость, устойчивость к влаге и химическим соединениям, в частности к кислотам и щелочам, не подверженность гниению, воздействию плесени, грибков, насекомых и грызунов, и препятствующий прорастанию корней растений. Крепление дренажного материала к раме может осуществляться многочисленными способами, в числе которых термическое склеивание (нагрев и подплавление рамы с последующей фиксацией дренажного материала), прикручивание к раме с помощью крепежа, использование обжимающей рамы, плотно прилегающей к раме и зажимающей между ними дренажный материал, и другие.
[0024] В предпочтительной реализации формообразующего элемента крепление материала осуществляется с помощью прижимной рамы. Она может представлять собой сплошной замкнутый контур, внешний и внутренний периметр которого совпадает с внешним и внутренним периметром рамы. Такое выполнение обеспечивает достаточную надежность крепления вместе с упрощением монтажа, поскольку отсутствие выхода за габариты формообразующего элемента способствует более плотной укладке элементов в одну конструкцию без зазоров, затрудняющих монтаж, а совпадение контуров исключает смещение рамок друг от друга. Дополнительно для упрочнения самой прижимной рамы в ее угловой части может быть выполнена фаска, поскольку повышенная толщина прижимной рамы обеспечивает усиленную жесткость. Кроме того, возможна более надежная реализация крепления дренажного материала, в которой в фаске рамы выполнен фиксирующий паз, а в фаске прижимной рамы выполнен фиксирующий выступ. При смыкании фиксирующего паза и фиксирующего выступа таким образом дренажный материал плотно ложится на поверхность рамы без складок и провисаний. Еще одним возможным улучшением является выполнение сечения по высоте рамы с участками, чья толщина уменьшена на примерно 30%, и имеющей сплошной паз, а на прижимной раме выполнение сплошного шипа, размеры которого совпадают с размерами сплошного паза, т.е. паз является сопрягаемым. Такая реализация исключает выскакивание дренажного материала без деформации самого формообразующего элемента и обеспечивает прочность элемента, поскольку шип в таком случае плотно усаживается в паз, а уменьшение сечения обеспечивает отсутствие выхода за габариты формообразующего элемента. В качестве дренажного материала может выступать нетканый термоскрепленный геотекстиль из пропилена, обеспечивающий протекание жидкости и надежное удержание грунта обратной засыпки.
[0025] Способ изготовления формообразующего элемента армогрунтовой конструкции состоит в изготовлении рамы с образованием секций внутри рамы из поперечных и продольных распорок, при этом по крайней мере одной распорке секции задают кривизну, отличную от нуля, выполняют по крайней мере один соединительный элемент и по крайней мере один соединительный паз на внешней торцевой поверхности рамы с последующим креплением дренажного материала на внешнюю торцевую поверхность рамы. Дренажный материал при этом располагают со стороны, которая будет контактировать с грунтом, то есть прикреплен к внешней торцевой поверхности рамы. Указанное крепление необходимо для пропускания жидкости, содержащейся в грунте, вместе с его удержанием в заданном участке за счет опоры дренажного материала на раму и распорки, что обеспечивает повышенную прочность формообразующего элемента. Крепление дренажного материала к раме может осуществляться многочисленными способами, в числе которых термическое склеивание (нагрев и подплавление рамы с последующей фиксацией дренажного материала), прикручивание к раме с помощью крепежа, использование обжимающей рамы, плотно прилегающей к раме и зажимающей между ними дренажный материал, и другие. Предпочтительным является использование прижимной рамы, причем соединение прижимной рамы с рамой осуществляют с помощью сплошного паза, выполненного на раме, и сплошного шипа, выполненного на прижимной раме, причем сплошной паз сопрягаем со сплошным шипом. Предпочтительным также является выполнение рамы из пластмасс, или измельченных пластмассовых отходов, или полиэстера.
Описание чертежей
[0026] 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:
[0027] На Фиг. 1 показан вид сверху рамы и распорок.
[0028] На Фиг. 2 показан разрез 1-1, демонстрирующий угол рамы.
[0029] На Фиг. 3 показана соединительная вставка.
[0030] На Фиг. 4 показан разрез соединительной вставки.
[0031] На Фиг. 5 показан соединительный паз.
[0032] На Фиг. 6 показан разрез соединительного паза.
[0033] На Фиг. 7 показан вид сверху прижимной рамы.
[0034] На Фиг. 8 показан разрез 4-4, демонстрирующий угол прижимной рамы.
[0035] На Фиг. 9 показан разрез, демонстрирующий угол формообразующего элемента в сборе.
Подробное описание изобретения
[0036] 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.
[0037] 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.
[0038] На Фиг. 1 изображен вид сверху одного из вариантов реализации рамы и распорок формообразующего элемента армогрунтовой конструкции. Свойство «сжимаемый» означает способность компенсировать деформации сжатия, вызванные сжатием примыкающим грунтом тела, без разрушения, потери устойчивости и нарушения сплошности формообразующего элемента. Этот эффект достигается в том числе за счет использования полимерных материалов, например, пластика или других, поддерживающих такое свойство, в качестве сырья для рамы и распорок, а также благодаря наличию участков секций с ненулевой величиной кривизны, обеспечивающих возможность компенсации деформации сжатия за счет своей формы. При увеличении нагрузки, производимой грунтом обратной засыпки на раму, осуществляется деформация устройства в целом. Для предотвращения разрушения конструкции участки секций с ненулевой величиной кривизны изгибаются в направлении выпуклости кривой, тем самым равномерно распределяя нагрузку, в том числе за счет предсказуемости направления деформации изгиба.
[0039] Формообразующий элемент армогрунтовой конструкции 1 содержит раму 7, являющуюся основным крепежным элементом изобретения и образованную продольными и поперечными распорками, и внутри которой расположены по крайней мере по одному ряду поперечных 2 и продольных 3 распорок, обеспечивающих удержание грунта обратной засыпки и дополнительную прочность формообразующего элемента за счет поддержки рамы. Менее трех рядов продольных и поперечных распорок реализовать невозможно и нецелесообразно, так как не удастся сформировать формообразующий элемент, так как будет отсутствовать центр, к которому будут стремиться силы сжатия, направляемые деформацией стенок с ненулевой кривизной. В предпочтительном, но не единственно возможном, варианте выполнения имеется по четыре ряда поперечных и продольных распорок.
[0040] Для большей прочности рама 7 в вертикальном сечении имеет большую толщину, чем распорки 2 и 3, поскольку стенки дополнительно несут нагрузку, связанную с соединением соседних формообразующих элементов в один ряд или одну плоскость, а повышенная толщина обеспечивает требуемую жесткость. Под толщиной распорки или рамы понимается размер поперечного сечения этих элементов.
[0041] Пересечение продольных распорок 3 с поперечными 2 делит область, заключенную внутри рамы 7, на секции 4, обеспечивающих прохождение жидкости через фасад формообразующего элемента 1. Дренаж жидкости необходим для неразрушения армогрунтовой конструкции вследствие перепада температур и ее протекании в непредвиденном месте и, как следствие, ее долговечности. В случае отсутствия отведения вод жидкость будет скапливаться в грунте обратной засыпки, что приведет либо к механическому повреждению конструкции, либо к нарушению формы прилегающего грунта за счет, в частности, перепада температур, сопровождающегося замерзанием влаги. По крайней мере одна сторона секции 4 содержит участок, чья кривизна имеет отличное от нуля значение. В предпочтительном реализации данные участки выполнены в виде ориентированных выпуклостей 5 и 6 на продольных 3 и поперечных 2 распорках соответственно. Эта особенность позволяет значительно усилить прочность элемента 1 под воздействием внешнего давления ввиду того, что такая форма участков способна компенсировать деформации элемента 1, связанные с давлением грунта за счет предсказуемости направления деформации. Под давлением грунта формообразующий элемент подвергается механической деформации. Для того, чтобы нагрузка была распределена на элемент таким образом, чтобы предотвратить механическое его разрушение, требуется предсказуемая и оптимальная деформация элемента, которая задается стенками секцией ненулевой кривизны. Таким образом, за счет изгиба стенки при нагрузке она искривляется в направлении выпуклости, что позволяет обеспечить направление деформации к центру формообразующего элемента.
[0042] Также в предпочтительном варианте выполнения элемента 1 ряды с секциями 4, имеющими участки распорок с нулевой кривизной, расположены попеременно с рядами, не имеющими таких секций. Это обеспечивает оптимум прочности элемента 1 за счет жесткости вертикальных стенок секций и пластичности изогнутых стенок секций. Кроме того, по крайней мере одна секция может иметь как минимум одно ребро жесткости, поддерживающее распорки от чрезмерного сжатия, что дополнительно увеличит прочность элемента 1.
[0043] На наружной части рамы 7 имеется соединительный элемент 8 и соединительный паз 9, обеспечивающие соединение двух смежных элементов конструкции в один ряд или плоскость. В предпочтительном варианте реализации элемента 1 соединительный элемент представлен в виде соединительных паза 8 и вставки 9, расположенных на разных сторонах рамы 7. Расположение соединительных элементов выполнено таким образом, чтобы при соединении соседних элементов 1 соединительная вставка 9 соответствовала по форме соединительному пазу 8, то есть являются сопрягаемыми. Такое выполнение обеспечивает простоту соединения и монтажа вместе с удобной фиксацией армирующего материала, например, георешетки, посредством закрепления петель георешетки за вставки 9, поскольку георешетка может быть зацеплена за соединительную вставку 9 и сомкнута соединительным пазом 8, а сопряжение этих элементов обеспечивает простоту и удобство вместе с прочностью армогрунтовой конструкции, достигающейся надежностью соединительных элементов и их плотным сопряжением с соединительными пазами.
[0044] В представленной реализации в углу рамы выполнены фаски, выполняющие функцию ребер жесткости для рамы 7, для укрепления элемента 1 с фиксирующими пазами 10. Наличие фаски обеспечивает утолщение угловых участков рамы 7 и, следовательно, их жесткость, что приводит к повышению прочности формообразующего элемента 1 при воздействии внешней нагрузки. Наличие фиксирующего паза 10 обусловлено использованием одной из реализаций прижимной рамы 16, служащей для крепления дренажного материала 19 с рамой 7. Крепление дренажного материала 19 к раме 7 может осуществляться многочисленными способами, в числе которых термическое склеивание (нагрев и подплавление рамы с последующей фиксацией дренажного материала), прикручивание к раме с помощью крепежа, использование обжимающей рамы, плотно прилегающей к раме 7 и зажимающей между ними дренажный материал 19, склеивание и другие. При этом дренажный материал крепят к внешней торцевой поверхности рамы, так как в таком случае обеспечивается натяжение материала, что позволяет реализовать как его функции пропускания воды, так и надежность за счет равномерного распределения давления от грунта.
[0045] На Фиг. 2 показан разрез 1-1, демонстрирующий угол одного из выполнения рамы. В приведенной реализации помимо упомянутых фаски и фиксирующего паза 10 реализуется также выполнение сечения по высоте рамы 7 с участками, чья толщина уменьшена более чем на 30%, и имеющей сплошной паз 11, а на прижимной раме 16 выполнение сплошного шипа 17, размеры которого совпадают с размерами сплошного паза 11. Такая реализация исключает выскакивание дренажного материала 19 без деформации самого формообразующего элемента 1 и обеспечивает прочность элемента 1, поскольку шип 17 в таком случае плотно усаживается в паз 11, а уменьшение сечения обеспечивает отсутствие выхода за габариты формообразующего элемента 1.
[0046] На Фиг. 3 показана одна из реализаций соединительного элемента, который может быть выполнен в виде соединительной вставки. В приведенной реализации соединительная вставка 9 имеет ножку 12, высота которой не менее толщины распорок 2 и 3 рамы 7. Ножка служит основанием для соединительной вставки и обеспечивает надежное соединение смежных формообразующих элементов с возможностью фиксации армирующего материала. На внутренней стороне вставки 9 расположены фиксирующие зубчики 13, посредством которых осуществляется соединение смежных формообразующих элементов. Под зубчиками 13 понимается крючкообразные выступы, расположенные на вставке 9 и надежно зацепляющиеся за утонения 14 при соединении смежных формообразующих элементов 1, что обеспечивает прочность армогрунтовой конструкции в целом. При этом соединительный элемент может быть выполнен как на одной из внешних торцевых поверхностей конструкции, так и на всех сразу. При этом возможна реализация, при которой соединительный элемент расположен на одной стороне внешней торцевой поверхности рамы, а соединительный паз на другой стороне. Такое выполнение упрощает монтаж формообразующего элемента вместе с прочностью армогрунтовой конструкции, так как за счет исключения избыточных деталей облегчают его вес, а прочность достигается надежностью соединительных элементов и их плотным сопряжением с соединительными пазами.
[0047] На Фиг. 4 показан разрез одного из вариантов выполнения соединительной вставки. В данной реализации ножка 12 смещена от внешней кромки рамы 7 на расстояние 15, позволяющее разместить армирующий материал армогрунтовой конструкции без выхода за габариты рамы 7. Ножка 12 со стороны внешнего края рамы 7 имеет скругленный паз 20, сечение которого обеспечивает размещение конструкции армирующего материала армогрунтовой конструкции в габаритах формообразующего элемента 1 без образования концентратов напряжений, связанных с наличием острых кромок в зоне контакта и приводящих к возможному разрыву армирующего материала или разрушению соединительных элементов, что обеспечивает прочность самих элементов 1, связанную со значительно уменьшенной деформацией соединительной вставки 9 при натяжении армирующего материала в ходе засыпки. Аналогичное смещение соединительного элемента возможно и в случае его выполнения в иных формах и конфигурациях.
[0048] На Фиг. 5 показан один из вариантов выполнения соединительного паза. Соединительный паз 8 представлен в виде гладкой выемки и утонения 14, хорошо различимого на Фиг. 6. При соединении двух элементов 1 вставки 9 вставляются в пазы 8 до полной фиксации и зацепления фиксирующих зубчиков соединительной вставки 13 в утонения 14.
[0049] На Фиг. 7 показан вид сверху одного из выполнений прижимной рамы. В представленной реализации прижимная рама 16 представляет собой сплошной замкнутый контур, внешний и внутренний периметр которого совпадает с внешним и внутренним периметром рамы 7. Такое выполнение обеспечивает достаточную надежность крепления рамы 7 к дренажному материалу 19 вместе с упрощенным монтажом элемента 1, поскольку отсутствие выхода за габариты формообразующего элемента 1 способствует более плотной укладке элементов 1 в одну конструкцию без зазоров, затрудняющих монтаж, а совпадение контуров исключает смещение рамок 7 и 16 друг от друга. Дополнительно для упрочнения самой прижимной рамы 16 в ее угловой части может быть выполнена фаска. Наличие фаски обеспечивает утолщение угловых участков рамы 7 и, следовательно, их жесткость, что приводит к повышению прочности формообразующего элемента 1 при воздействии внешней нагрузки. Кроме того, возможна более надежная реализация, в которой в фаске рамы 7 выполнен фиксирующий паз 10, а в фаске прижимной рамы 16 выполнен фиксирующий выступ 18. Выполнение фиксирующих пазов 10 и фиксирующих выступов 18 на фасках рамы7 и прижимной 16 рамы соответственно вместе с выполнением сечения по высоте рамы 7 с участками, чья толщина уменьшена на примерно 30%, и имеющей сплошной паз 11, с выполнением на прижимной раме 16 сплошного шипа 17, размеры которого совпадают с размерами сплошного паза 11, т.е. сплошной паз 11 является сопрягаемым позволяет значительно укрепить формообразующий элемент 1 и исключить выскакивание дренажного материала 19 без деформации самого элемента 1 в виду того, что шип 17 в таком случае плотно усаживается в паз 11, а уменьшение сечения обеспечивает отсутствие выхода за габариты формообразующего элемента 1. На Фиг. 8 наглядно показаны возможные реализации сплошного шипа 17 и фиксирующего выступа 18.
[0050] На Фиг. 9 показан разрез, демонстрирующий угол возможной реализации формообразующего элемента в сборе. Окончательная сборка одной из реализации формообразующего элемента 1 предусматривает соединение рамы 7 и прижимной рамы 16 с защемлением дренажного материала 19 между рамами. Дренажный материал 19 крепиться к внешней торцевой поверхности рамы таким образом, чтобы равномерно, без складок и провисаний перекрыть частично или всю площадь хотя бы одной внешней торцевой поверхности рамы 7, а длины самого дренажного материала 19 должно быть достаточно для 100% размещения по площади контакта соединяемых формообразующих элементов 1 с гарантированным выпуском за внешний контур. Надежная сборка элемента 1 обеспечивается совпадением всех фиксирующих выступов 18 и сплошных шипов 17 прижимной рамы 16 со сплошными 11 и фиксирующими 10 пазами рамы 7. При смыкании выступы 18 прокалывают дренажный материал 19 и надежно фиксируют его на площади рамы 7, натягивая его и исключая образования складок при сборке. Далее выступы дренажного материала 19 прижимаются уголковым профилем прижимной рамы 16 к раме 7 с замыканием в местах смыкания сплошных шипов 17 со сплошными пазами 11 и удерживаются там за счет сил трения. Выпуски дренажного материала 19 обрезаются по месту. В качестве дренажного материала может выступать нетканый термоскрепленный геотекстиль из пропилена, обеспечивающий протекание жидкости и надежное удержание грунта обратной засыпки.
[0051] Формообразующий элемент армогрунтовой конструкции работает следующим образом. С помощью изготовленного и готового к эксплуатации элемента 1 осуществляют опалубливание требуемого объекта, причем дренажный материал должен быть размещен со внутренней части периметра опалубки. За счет плотной фиксации соединительных элементов опалубка не разваливается под воздействием давления грунта. Далее происходит засыпка грунта обратной засыпки в опалубленный периметр. Под воздействием силы тяжести грунт давит на элемент 1, а именно на раму 7, дренажный материал 19 и распорки 2 и 3. Надежное крепление дренажного материала 19 к раме 7 в виде, например, термического склеивания, прикручивания к раме с помощью крепежа, использования обжимающей рамы, плотно прилегающей к внешней раме и зажимающей между ними дренажный материал, и других, способствует равномерному распределению давления по всей контактирующей с грунтом поверхности без разрушения элемента 1. В результате давления грунта элемент 1 сжимается, но не разрушается за счет компенсации деформации сжатия посредством наличия участков 5 и 6 секций 4, описанной выше. В случае выпадения осадков или при достаточном содержании жидкости в грунте дренажный материал 19 пропускает избыточную влагу, препятствуя тем самым разрушению армогрунтовой конструкции за счет избегания влияния перепадов температур или протекания в непредвиденном месте избыточной жидкости.
[0052] В представленной реализации формообразующий элемент армогрунтовой конструкции работает следующим образом. Под воздействием силы тяжести грунт давит на элемент 1, а именно на раму 7, на дренажный материал 19, прижимную раму 16 и распорки 2 и 3. За счет плотной фиксации соединительной вставки 9 и соединительного выреза 8 опалубка не разваливается под воздействием давления грунта. Плотная фиксация обеспечивается фиксацией вставок 9 в вырезки 8 с зацеплением фиксирующих зубчиков 13 в утонения 14. В то же время прижимная рама 16 плотно сдавливает дренажный материал 19 к раме 7, способствую равномерному распределению давления по всей контактирующей с грунтом поверхности без разрушения элемента 1. Это обеспечивается с помощью соединения сплошных пазов 11 со сплошными шипами 17, а также за счет смыкания фиксирующих пазов 10 с фиксирующими выступами 18. В результате давления грунта элемент 1 сжимается, но не разрушается за счет компенсации деформации сжатия посредством наличия участков 5 и 6 секций 4. В случае, когда требуется послойная засыпка грунта, после засыпки первого слоя на ножки 12 навешиваются армирующий материал, например, геосетка. Ножка 12 смещена от внешнего края рамы 7 на расстояние 15, позволяющее разместить армирующий материал армогрунтовой конструкции без выхода за габариты рамы 7. Ножка 12 со стороны внешнего края рамы 7 имеет скругленный паз 20, сечение которого обеспечивает размещение конструкции армирующего материала армогрунтовой конструкции в габаритах формообразующего элемента 1 без образования концентратов напряжений в зоне контакта. После навешивания геосетки происходит засыпка последующих слоев с навешиванием. В случае выпадения осадков или при достаточном содержании жидкости в грунте дренажный материал 19 пропускает избыточную влагу, препятствуя тем самым разрушению армогрунтовой конструкции.
[0053] Один из вариантов способа изготовления формообразующего элемента армогрунтовой конструкции состоит в изготовлении рамы 7 с образованием секций 4 внутри рамы 7 из поперечных 2 и продольных 3 распорок, при этом по крайней мере одной распорке секции 4 задают кривизну, отличную от нуля, выполняют по крайней мере один соединительный элемент 8 и по крайней мере один соединительный паз 9 на внешней торцевой поверхности рамы 7 с последующим креплением дренажного материала 19 на внешнюю торцевую поверхность рамы 1. Дренажный материал 19 при этом располагают со стороны грунта. Указанное крепление необходимо для пропускания жидкости, содержащейся в грунте, вместе с его удержанием в заданном участке за счет опоры дренажного материала 19 на раму 7 и распорки 2 и 3, что обеспечивает повышенную прочность формообразующего элемента. Предпочтительным является использование прижимной рамы, раскрытое выше. Предпочтительным также является выполнение рамы из пластмасс, или измельченных пластмассовых отходов, или полиэстера. Преимущества таких материалов перечислены выше.
[0054] Таким образом, упомянутые элементы напрямую влияют на технический результат, заключающийся в повышенной прочности элементов армогрунтовых сооружений, и, как следствие, в повышении прочности и долговечности армогрунтовых сооружений, а также в упрощении монтажа армогрунтовой конструкции.
[0055] 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.
1. Формообразующий элемент армогрунтовой конструкции, включающий
- раму, образованную продольными и поперечными распорками, внутри которой расположены по крайней мере по одному ряду продольных и поперечных распорок, образующих секции, причем по крайней мере одна из распорок секции содержит участок, имеющий отличную от нуля кривизну,
- на внешней торцевой поверхности рамы выполнен по крайней мере один соединительный элемент и по крайней мере один соединительный паз,
- к внешней торцевой поверхности рамы прикреплен дренажный материал с помощью прижимной рамы.
2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что рама имеет толщину большую, чем толщина распорок в вертикальном сечении.
3. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что по крайней мере в одном углу рамы выполнена одна фаска.
4. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что ряды с секциями, имеющими участки распорок с нулевой кривизной, расположены попеременно с рядами, не имеющими таких секций.
5. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что по крайней мере одна секция имеет по крайней мере одно ребро жесткости.
6. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что распорки выполнены из пластмассы.
7. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что соединительный элемент, либо соединительный паз расположен на одной стороне внешней торцевой поверхности рамы.
8. Элемент по п. 7, отличающийся тем, что соединительный элемент и соединительный паз расположены на разных сторонах внешней торцевой поверхности рамы.
9. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что соединительный элемент выполнен в виде соединительной вставки, включающей ножку, расположенную на внешней торцевой поверхности рамы на расстоянии от внешней кромки внешней торцевой поверхности рамы с отступом.
10. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что соединительный элемент расположен на расстоянии от внешней кромки внешней торцевой поверхности рамы с отступом.
11. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что на каждой стороне внешней торцевой поверхности рамы выполнено по крайней мере по одному соединительному элементу, либо по крайней мере по одному соединительному пазу.
12. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что прижимная рама выполнена в виде сплошного замкнутого контура, периметр которого совпадает с периметром рамы.
13. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что по крайней мере в одном углу прижимной рамы выполнена фаска.
14. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что сечение по высоте рамы имеет участки с толщиной, уменьшенной более чем на 30%, и имеет сплошной паз, а на прижимной раме выполнен сплошной шип, сопрягаемый со сплошным пазом.
15. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что дренажный материал выполнен из нетканого геотекстиля.
16. Способ изготовления формообразующего элемента армогрунтовой конструкции, при котором
- изготавливают раму, образовывая секции внутри рамы из поперечных и продольных распорок, при этом по крайней мере одной распорке секции задают кривизну, отличную от нуля,
- выполняют по крайней мере один соединительный элемент и по крайней мере один соединительный паз на внешней торцевой поверхности рамы,
- после чего осуществляют крепление дренажного материала к внешней торцевой поверхности рамы с помощью прижимной рамы.
17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что соединение прижимной рамы с рамой осуществляют с помощью сплошного паза, выполненного на раме, и сплошного шипа, выполненного на прижимной раме, причем сплошной паз сопрягают со сплошным шипом.
18. Способ по п. 16, отличающийся тем, что раму с образованными секциями элемента армогрунтовой конструкции выполняют из пластмасс, или измельченных пластмассовых отходов, или полиэстера.
