RU2034957C1

RU2034957C1 - Creep resistant construction

Info

Publication number: RU2034957C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Петрович Кожин
Original assignee: Юрий Петрович Кожин
Priority date: 1991-01-08
Filing date: 1991-01-08
Publication date: 1995-05-10

Abstract

FIELD: building structures. SUBSTANCE: construction has equal-side triangle buttress frames, made of sleeper cross section bars, and facing plates. The above mentioned frames are laid by discrete fashion into slots, had been provided in a base of a slope of a bank of an earth sole, an embankment, a hillside in its creep resistant portion in such a way, that a front bar is laid on the slope by an angle 34^°≥ α ≥ 26^°, and α, equal to 26 degrees, corresponds to laying of the slope 1:2; a, equal to 30 degrees, corresponds to laying of the slope 1:1.5, and a, equal to 34 degrees, corresponds to laying of the slope 1:1.5, being standard slopes of railway road earth soles. An apex, formed by the front bar and by a foundation bar, coincides with the base of the slope, the embankment, the hillside and with a sliding curve of a mass, subject to creep. The bars are laid between the frames along a width of mass, subject to creep. EFFECT: enhanced reliability of construction. 1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, в частности к инженерным сооружениям по стабилизации оползневых и сплывных процессов, в особенности обводненных склонов, откосов, косогоров с кривой скольжения по основанию откоса, а конкретно к противооползневому сооружению Кожина Ю.П. The invention relates to the construction, in particular, to engineering structures for stabilization of landslide and rafting processes, in particular waterlogged slopes, slopes, slopes with a slip curve at the base of the slope, and in particular to the landslide construction Kozhina Yu.P.

Известна конструкция берегозащитного сооружения, которое содержит лицевые плиты, установленные и жестко закрепленные к контрфорсам, причем последние выполнены в виде треугольных прямоугольных рам, при этом лицевая балка наклонена верхним концом к откосу и образует с нижней фундаментной балкой, выполненной горизонтально, равный углу внутреннего трения грунтовой засыпки, ниже этого угла с целью защиты от подъема основания сооружения устраивается противооползневое устройство в виде бетонного зуба или зуба шпунта, тыльная балка вертикальна и жестко закреплена одним концом к верхней части наклонной лицевой балке, а другим к тыльному концу фундаментной балки. A known design of the shore protection structure, which contains face plates mounted and rigidly fixed to buttresses, the latter being made in the form of triangular rectangular frames, the front beam being inclined with its upper end to the slope and forms a horizontal foundation beam equal to the ground friction angle with the lower foundation beam backfill, below this angle, in order to protect against lifting the base of the structure, an anti-landslide device is arranged in the form of a concrete tooth or tongue tooth, the rear beam is vertical b on and rigidly secured at one end to the upper portion of the inclined face of the beam and the other to the rear end of the foundation beams.

Недостатком данного технического решения:
конструкция оптимальна лишь при грунтах с большим значением угла внутреннего трения, т.е. при галечниках, щебне, что требует больших затрат и повышает стоимость строительства;
конструкция не использует пассивный отпор грунта в значительных объемах;
конструкция не перераспределяет активное давление грунта по рамным контрфорсам, что увеличивает их сечение и стоимость строительства.The disadvantage of this technical solution:
the design is optimal only for soils with a large value of the angle of internal friction, i.e. with pebbles, gravel, which is expensive and increases the cost of construction;
the design does not use passive soil resistance in significant volumes;
the design does not redistribute the active pressure of the soil along the frame buttresses, which increases their cross section and the cost of construction.

Наиболее близким по технической сущности является конструкция плитных подпорных стенок для ограждения причальных набережных. Конструкция причальных набережных из плитных подпорных стенок разработана Ленгипроречстроем. В ней ограждающие плиты опираются на железобетонные контрфорсы рамного типа с равносторонним треугольным очертанием по его периметральному обводу и ячейками внутри рам также треугольного очертания, образуя ферму. После установки контрфорсов в линию набережной они соединены закладными брусьями. Кроме того, ограждающая поверхность из плит принята двутипной, а именно ниже горизонта в виде деревянных плит, выше железобетонных плит. Нижние же балки рам расположены горизонтально. The closest in technical essence is the design of slab retaining walls for enclosing quay embankments. The design of quay embankments from slab retaining walls was developed by Lengiprorechstroy. In it, enclosing plates rely on reinforced concrete buttresses of the frame type with an equilateral triangular outline along its perimeter contour and the cells inside the frames are also triangular in shape, forming a truss. After installing the buttresses in the line of the embankment, they are connected by embedded bars. In addition, the enclosing surface of the slabs is accepted as double-type, namely below the horizon in the form of wooden slabs, above reinforced concrete slabs. The lower beams of the frames are located horizontally.

Недостатки данного технического решения:
громоздкость плитных подпорных стенок, обусловленных громоздкостью контрфорсных рам, требующих специальных средств в транспортировке и монтаже;
конструкция рамных контрфорсов не вовлекает пассивный отпор грунта;
деревянные щиты, принятые в качестве ограждающих конструкций, обводняют засыпку, снижая при этом характеристики засыпки, и увеличивают активное давление на сооружение в целом;
конструкция не перераспределяет активное давление засыпки в удерживающие силы.The disadvantages of this technical solution:
the bulkiness of the plate retaining walls, due to the bulkiness of the buttress frames, which require special means in transportation and installation;
the design of the frame buttresses does not involve passive resistance to the soil;
wooden panels, adopted as enclosing structures, flood the backfill, while reducing the backfill characteristics, and increase the active pressure on the structure as a whole;
the design does not redistribute the active backfill pressure into the holding forces.

Цель изобретения повышение эксплуатационной надежности сооружения за счет снижения и значительного перераспределения активного давления грунта в удерживающие силы путем заданной ориентации в вертикальной плоскости, расширение функциональных возможностей применения рамной конструкции. The purpose of the invention is to increase the operational reliability of the structure by reducing and significantly redistributing the active soil pressure into the holding forces by a given orientation in the vertical plane, expanding the functionality of the frame structure.

Указанная цель достигается тем, что противооползневое сооружение выполнено из рамных контрфорсов, смонтированных по фронту оползневого массива на заданном расстоянии и в створе друг относительно друга и плоскостями по сечению сооружения, причем рамные контрфорсы выполнены по типу равностороннего треугольника из профилированных трапецеидальных брусьев шпального профиля, кроме того угол наклона лицевых брусьев рамного контрфорса относительно горизонтали составляет угол 34^о≥α≥26^о, из которых α=26 ^о соответствует заложению откоса 1:2, α=30^o соответствует заложению откоса 1:1,75, α= 34^o соответствует заложению 1:1,5 как к типовым поперечникам откосов земляного полотна. В свою очередь лицевой брус контрфорсов прислонен к откосу земляного полотна, склону, косогору, а вершина, образованная лицевым и фундаментными нижними брусьями, совпадает с основанием откоса, склона, косогора и плоскости скольжения оползневого массива на ее выходе в основании откоса, при этом между рамами уложены брусья по ширине оползневого массива.This goal is achieved by the fact that the anti-landslide structure is made of frame buttresses mounted along the front of the landslide array at a given distance and in alignment relative to each other and planes along the section of the structure, and the frame buttresses are made as an equilateral triangle from profiled trapezoidal bars of the rail profile, in addition facial angle bars of the frame relative to the horizontal buttress 34 forms an angle ^of ^about ≥α≥26 from which α = 26 corresponds to the drilling of the slope ^of 1: 2, = 30 ^o 1 corresponds to the drilling of repose: 1,75, α = 34 ^o corresponds drilling of 1: 1.5 as a typical diameters of slopes subgrade. In turn, the front beam of the buttresses is leaned against the slope of the subgrade, slope, slope, and the peak formed by the front and foundation lower bars coincides with the base of the slope, slope, slope and the sliding plane of the landslide massif at its exit at the base of the slope, between the frames the bars are laid across the width of the landslide massif.

Противооползневое сооружение Кожина Ю.П. отличается от известного тем, что рамные контрфорсы выполнены из сборных брусьев, что позволяет обеспечить их сборку как на базе так и на объекте, что упрощает транспортировку, расходы за счет их малого веса и малой емкости, не требующей спецсредств для перевозки. Anti-landslide construction Kozhina Yu.P. differs from the known one in that the frame buttresses are made of prefabricated beams, which allows them to be assembled both at the base and at the facility, which simplifies transportation, costs due to their low weight and low capacity, which does not require special means for transportation.

Конструкция рамных контрфорсов значительно увеличивает удерживающий момент за счет трапецеидального сечения фундаментных внутренних брусьев, вовлекающий пассивный отпор грунта, и удерживающие силы при расчете на срез за счет профилированной поверхности последних и тыльных внутренних брусьев рамы. The design of the frame buttresses significantly increases the holding moment due to the trapezoidal cross section of the foundation inner bars, involving passive resistance to the soil, and the holding forces when calculating the cut due to the profiled surface of the last and rear inner bars of the frame.

Выполнение же заборных брусьев с профилированными зауженными гранями со стороны засыпки повышает сцепление грунта за счет зубообразного очертания трапецеидальной формы заборных брусьев, а также снижение активного давления на них за счет того, что они выполнены наклонно к откосу земполотна, склона или косогора. Помимо указанного, выполнение вертикальной рамной конструкции с углом лицевого блока под углом 34^о ≥α≥26^о к горизонтали в зависимости от высоты рассматриваемого сечения земполотна, склона или косогора обеспечивает трапецеидальные активного давления грунта опрокидыванием конструкции по оползневому грунту и удерживающими силами по устойчивому грунту ниже плоскости скольжения вокруг вершины рамной конструкции, совпадающей с основанием откоса, склона, косогора, кроме того выполнение фундаментных спаренных брусьев своим внутренним брусом увеличивает пассивный отпор при расчете на опрокидывающий момент за счет вовлечения пассивного отпора грунта, а спаренные тыльные брусья, брусья обращенные зауженными гранями в сторону откоса, косогора, склона снижают силы активного давления за счет погонной нагрузки приходится на большие боковые трапецеидальные поверхности и ее зауженную грань.The implementation of the intake beams with profiled narrowed edges from the backfill side increases the adhesion of the soil due to the tooth-like shape of the trapezoidal shape of the intake beams, as well as the reduction of active pressure on them due to the fact that they are made obliquely to the slope of the ditch, slope or slope. In addition to this, performing the vertical frame structure with the facial angle block at an angle ^of 34 ^about the horizontal ≥α≥26 depending on the height of the section under consideration sub grade, or slope of the slope provides a trapezoidal active soil pressure rollover structure on the ground and landsliding retaining forces sustainable soil below sliding planes around the top of the frame structure, coinciding with the base of the slope, slope, slope, in addition, the implementation of the foundation paired bars with their inner br catfish increases passive rebuff when calculating the overturning moment due to the involvement of passive ground repellent, and paired rear beams, beams facing narrowed faces towards the slope, slope, slope reduce the active pressure force due to the linear load on large lateral trapezoidal surfaces and its narrowed face .

На фиг. 1 дан план сооружения; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 is given a construction plan; in FIG. 2, section AA in FIG. 1.

Противооползневое сооружение Кожина Ю.П. содержит рамные контрфорсы 1, смонтированные по фронту оползневого массива 2 на заданном расстоянии L и в створе друг относительно друга и плоскостями по сечению сооружения. Рамные контрфорсы 1 выполнены по типу равностороннего треугольника из профилированных трапецеидальных брусьев шпального профиля. Угол 3 наклона лицевых брусьев 4 рамного контрфорса 1 относительно горизонтали 5 составляет угол, равный 34^о≥α≥26^о, угол 3, равный 26^о, соответствует заложению откоса 6 с соотношением 1: 2, угол 3, равный 30^о, соответствует заложению откоса 6 с соотношением 1:1,75 и угол 3, равный 34^о, соответствует заложению откоса 6 с соотношением 1: 1,5 как к типовым поперечникам откосов земполотна железных дорог. Лицевой брус 4 контрфорсов 1 прислонен к откосу 6 земполотна, склону, косогору, а вершина 7, образованная лицевым 4 и фундаментным нижним 8 брусьями, совпадает с основанием 9 откоса 6, склона, косогора. Помимо этого трапецеидальные профилированные лицевые 4 и тыльные 10 брусья шпального профиля рамных контрфорсов 1 обращены в их сечении уширенными 11 основаниями внутрь 12 конструкции, а фундаментные 8 при этом зауженными гранями 13 или в варианте усиленных рамных контрфорсов 1 из спаренных брусьев уширенными основаниями 11 по фундаментным 8 и тыльным 10 ее сторонам рамы 1, образуя как внутреннюю 12 так и наружную 14 ориентацию их зауженных граней 13 с заборкой брусьев 15 между рамами 1 по ширине оползневого массива 2, сопрягаемыми подошвенными, уширенными 11 гранями за поперечными лицевыми брусьями 4 рам 1. Помимо указанного, рамы 1 заделаны в прорези 16, выполненные как по оползневой 2 так и устойчивой части 17 откоса 6 склона, косогора и последующей засыпкой 18 или местным грунтом или дренирующим. Брусья 4, 8, 10 в вершинах углов 3 рамных контрфорсов 1 жестко сочленены посредством соединительных анкеров 19.Anti-landslide construction Kozhina Yu.P. contains frame buttresses 1 mounted along the front of the landslide massif 2 at a given distance L and in alignment with respect to each other and with planes along the section of the structure. The frame buttresses 1 are made as an equilateral triangle from profiled trapezoidal bars of the sleeper profile. The angle of inclination of the facial 3 beams 4 of the frame 1 relative to the horizontal buttress 5 makes an angle equal to ^about 34 ≥α≥26 ^O 3 angle equal to ^about 26 corresponds to lay the slope 6, a ratio of 1: 2, three angle equal to ^about 30 corresponds to lay the 6 slope with a ratio of 1: 1.75 and 3 the angle, equal to ^about 34 corresponds to the drilling of the slope 6 a ratio of 1: 1.5 as a typical diameters of sub grade slope railways. The front beam 4 of the buttresses 1 is leaned against the slope 6 of the ditch, slope, slope, and the top 7 formed by the front 4 and the base lower 8 bars, coincides with the base 9 of the slope 6, slope, slope. In addition, the trapezoidal profiled front 4 and rear 10 bars of the sleeper profile of the frame buttresses 1 are turned in their section by broadened 11 bases to the inside 12 of the structure, and the foundation ones 8 with narrowed edges 13 or in the version of reinforced frame buttresses 1 of the paired bars with broadened bases 11 along the foundation 8 and its rear 10 sides of the frame 1, forming both the inner 12 and the outer 14 orientation of their narrowed faces 13 with a fence of beams 15 between the frames 1 across the width of the landslide array 2, mating plantar, wide GOVERNMENTAL faces 11 of the facing transverse beams 4 of said frame 1. In addition, the frame 1 are embedded in the slits 16 formed on both landslide 2 and the stable part 17 of the slope of the slope 6, and the subsequent backfilling of the slope 18 or the local ground or draining. The bars 4, 8, 10 at the vertices of the corners 3 of the frame buttresses 1 are rigidly joined by means of connecting anchors 19.

Противооползневое сооружение Кожина Ю.П. работает следующим образом. При активизации оползневых массивов 2 склонов, косогоров и земляного полотна дорог, вызванных насыщением последних грунтовыми водами, реологическими изменениями свойств грунтов, подпиткой атмосферными осадками и т.д. возникают силы, стремящиеся сместить массив 2 по круглоцилиндрической плоскости скольжения 20. Последние, оказывая давление на заборку 15 из брусьев, наклонно смонтированных между рамами 1 по откосу 6 и ширине оползневого массива 2, находятся в устойчивом положении благодаря сопряжению концевых смежных частей брусьев за лицевым брусом 4 каждой рамы 1 и обращены при этом зауженными гранями 13 во внутрь 12 конструкции. Нагрузка, передаваемая на брусья заборки 15, передается на рамы 1, которые компенсируют выдергивающие нагрузки благодаря защемлению фундаментных брусьев 8. Anti-landslide construction Kozhina Yu.P. works as follows. With the activation of landslide massifs of 2 slopes, slopes and subgrade roads caused by saturation of the groundwater, rheological changes in soil properties, recharge by atmospheric precipitation, etc. forces arise that tend to shift the array 2 along the circular cylindrical plane of sliding 20. The latter, by exerting pressure on the fence 15 from the beams, mounted obliquely between the frames 1 along the slope 6 and the width of the landslide array 2, are in a stable position due to the mating of the end adjacent parts of the beams behind the front beam 4 of each frame 1 and facing with narrowed edges 13 into the inside 12 of the structure. The load transmitted to the bars of the fence 15 is transmitted to the frames 1, which compensate for pulling loads due to jamming of the foundation bars 8.

При значительных расчетных нагрузках оползневого массива 2 рамы выполнены усиленными, из спаренных брусьев, сочлененных уширенными их гранями 11, спаренные же брусья выполнены по фундаментным 8 и тыльным 10 элементам рамы 1. При этом силы оползневого массива компенсированы как увеличенной массой рам 1 за счет их спаренных элементов 8, 10, так и удерживающим моментом относительно вершины 7, также и вовлечением пассивного отпора по тыльным элементам 10 рамы 1 их внутренними брусьями и увеличением сопротивления по перемещению рамы 1 в сечении сооружения за счет профилированной плоскости фундаментных 8 элементов нижнего бруса. With significant calculated loads of the landslide array, 2 frames are reinforced, from paired bars joined by broadened faces 11, paired bars are made along the base 8 and rear 10 elements of frame 1. At the same time, the forces of the landslide array are compensated as the increased mass of frames 1 due to their paired elements 8, 10, and the holding moment relative to the top 7, as well as the involvement of passive resistance to the rear elements 10 of the frame 1 with their inner bars and an increase in resistance to the movement of the frame 1 in the section of the joint contraction due to the profiled plane of the base 8 elements of the lower beam.

Элементы рамы 1, соединенные в вершинах 7, соединительными анкерами 19, обеспечивают жесткость конструкции. Кроме того, наклон лицевых 4 брусьев под углом к горизонтали в пределах 34^о≥α≥26^о обеспечивает их применение в соответствии с типовым заложением откосов земполотна. Что касается прорезей 16, в которые заделаны рамы, то их заполнение дренирующим грунтом 18 повышает не только сопротивление выдергивающим нагрузкам, но и способствует выходу грунтовых вод, снижая при этом гидростатическое давление, применение же местного грунта 18 для засыпки прорезей 16, требуя уплотнения, снижает потребность щебня и удешевляет строительство. Выполнение заборки 15 из наборных брусьев также способствует выходу грунтовых вод между брусьями, снижая гидродинамическое давление.The elements of the frame 1, connected at the peaks 7, connecting anchors 19, provide structural rigidity. In addition, the slope of the front 4 bars at an angle to the horizontal within 34 ^about ≥α≥26 ^about ensures their use in accordance with the typical laying of slopes of the earth cloth. As for the slots 16 into which the frames are embedded, their filling with drainage soil 18 not only increases the resistance to pulling loads, but also contributes to the release of groundwater, while reducing hydrostatic pressure, the use of local soil 18 to fill the slots 16, requiring compaction, reduces the need of rubble and cheapens the construction. Fence 15 of the stacked bars also contributes to the release of groundwater between the bars, reducing the hydrodynamic pressure.

Использование предлагаемого технического решения позволит:
повысить устойчивость оползневых массивов за счет минимальных затрат с применение утилизированных или отбракованных железобетонных шпал, в том числе из новых шпал;
за счет наклона рамок в вертикальной плоскости и выполнения наклона лицевых брусьев рам по откосу типовых поперечников обеспечивается значительное перераспределение сил активного давления грунта со значительным увеличением удерживающих сил и снижением активного давления за счет наклона брусьев заборки и их размещения по откосу с учетом расположения вершины в основании откоса;
расширить фундаментные возможности использования рамок из шпал с применением их не только в берегоукрепительных работах, но и для защиты от оползневых подвижек;
повысить безопасность движения транспорта вблизи потенциально опасных склонов косогоров и откосов;
снять ограничения скорости на участках подверженных оползневым подвижкам;
продлить срок службы железобетонных утилизированных и отбракованных шпал;
повысить эксплуатационную надежность конструкции за счет повышения ее устойчивости, обусловленной ее вертикальной ориентацией, помогающей вовлекать значительные удерживающие силы как на срез так и по моментам;
уйти от традиционных методов защиты оползневых косогоров посредством массивных подпорных стен;
повысить безопасность работ за счет устройства прорезей без сплошной подрезки склонов, по ширине оползневого массива.Using the proposed technical solution will allow:
to increase the stability of landslide massifs at the expense of minimal costs with the use of recycled or rejected reinforced concrete sleepers, including from new sleepers;
due to the inclination of the frames in the vertical plane and the inclination of the front beams of the frames along the slope of typical diameters, a significant redistribution of the forces of the active soil pressure is ensured with a significant increase in holding forces and a decrease in active pressure due to the inclination of the fence bars and their placement along the slope, taking into account the location of the apex at the base of the slope ;
to expand the fundamental possibilities of using frames from sleepers with their use not only in shore protection works, but also for protection against landslide movements;
increase the safety of traffic near potentially dangerous slopes of slopes and slopes;
remove speed limits in areas subject to landslide shifts;
extend the life of reinforced concrete recycled and rejected sleepers;
to increase the operational reliability of the structure by increasing its stability, due to its vertical orientation, which helps to involve significant holding forces both in the cut and in the moments;
get away from the traditional methods of protecting landslide slopes through massive retaining walls;
to increase the safety of work due to the device of slots without continuous cutting of slopes along the width of the landslide array.

Claims

An anti-landslide structure, including equilateral triangular buttress frames from sleepers and facing plates, characterized in that, in order to increase the operational reliability of the structure by reducing the active pressure of the soil by redistributing it into forces that hold it by a given orientation in a vertical plane, expanding the functionality frame structure, it is made with the laying of these frames discretely in the slots, which are made at the base of the slope of the embankment dredge, clone hillside or landslide in its stable part, wherein the front frame beam buttress laid on a slope at an angle of 34 ^° ≥ α ≥ 26 ^°, wherein α = 26 ^° corresponds to the drilling of the slope of 1: 2, α = 30 ^° 1: 1.75, and α = 34 ^° 1: 1.5, and the top formed by the front and foundation lower bars is oriented with the possibility of matching it with the base of the slope, slope or slope and the sliding plane of the landslide massif at its exit at the base of the slope, while between the frames are laid bars across the width of the landslide massif.