подпорное сооружение

Формула изобретения

1. Подпорное сооружение, преимущественно на водоеме при колебаниях уровня воды в нем, включающее подпорную железобетонную стенку с обратной засыпкой, отличающееся тем, что обратная засыпка до отметки максимального уровня воды в водоеме выполнена из глинистого материала, выше которого уложен слой крупнозернистого несвязного материала, закрытого сверху связным материалом.

2. Подпорное сооружение по п. 1, отличающееся тем, что при его размещении в районах с безморозным климатом в качестве связного материала использован связный ненабухающий грунт толщиной, равной расчетной глубине прогрева почвы.

3. Подпорное сооружение по п. 1, отличающееся тем, что при его размещении в районах с морозным климатом в качестве связного материала использован связный ненабухающий и непучинистый грунт толщиной, равной расчетной глубине промерзания почвы.

4. Подпорное сооружение по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что в качестве крупнозернистого несвязного материала использован крупнозернистый несвязный грунт, слой которого имеет толщину, равную высоте капиллярной каймы этого грунта.

5. Подпорное сооружение по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что в качестве крупнозернистого несвязного материала использован крупнозернистый несвязный грунт, слой которого имеет толщину, равную расчетной глубине прогрева почвы при размещении подпорного сооружения в районах с безморозным климатом или расчетной глубине промерзания почвы при размещении подпорного сооружения в районах с морозным климатом, а в качестве связного материала использован гидроизоляционный материал, например асфальт или бетон.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится преимущественно к области гидротехники, а также к области гражданского и промышленного строительства, а более конкретно к сооружениям, поддерживающим устойчивость насыпных берегов водоемов или других насыпных искусственных сооружений.

Наиболее близким техническим решением является подпорное сооружение на водоеме с максимальным уровнем воды, включающее подпорную железобетонную стенку с обратной засыпкой (Руководство по проектированию береговых укреплений на внутренних водоемах. - М.: Стройиздат, 1984, с.35, рис.5 (прототип)).

Недостатком известного устройства является выполнение обратной засыпки из несвязного зернистого материала, имеющего повышенное давление на подпорную стенку и большой коэффициент фильтрации, приводящий как к потере воды из водоема, так и к фильтрационной суффозии материала обратной засыпки, для предупреждения которых требуется выполнение сложных и дорогостоящих противофильтрационных и противосуффозионных устройств одновременно с повышенным расходом строительных материалов для сооружения стенки, а также использование в больших объемах грунта со специальными свойствами для материала обратной засыпки, который не всегда имеется в районе строительства.

Целью предлагаемого изобретения является снижение стоимости и упрощение конструкции за счет возможности использования местного строительного связного материала в качестве обратной засыпки.

Решение упомянутой задачи достигается тем, что обратная засыпка до отметки максимального уровня воды выполнена из глинистого материала, выше которого уложен слой крупнозернистого несвязного материала, закрытого сверху связным материалом, причем при размещении подпорного сооружения в районах с безморозным климатом в качестве связного грунтового материала использован связный ненабухающий грунт толщиной, равной расчетной глубине прогрева почвы, при размещении подпорного сооружения в районах с морозным климатом в качестве связного грунтового материала использован связный ненабухающий и непучинистый грунт толщиной, равной расчетной глубине промерзания почвы, а в качестве крупнозернистого несвязного материала использован крупнозернистый несвязный грунт, слой которого имеет толщину, равную высоте капиллярной каймы этого грунта или толщину, равную расчетной глубине прогрева почвы при размещении подпорного сооружения в районах с безморозным климатом или расчетной глубине промерзания почвы при размещении подпорного сооружения в районах с морозным климатом, а в качестве связного материала использован гидроизоляционный материал, например асфальт или бетон.

Отмеченный технический результат обеспечивается тем, что обратная отсыпка из глинистого материала до отметки максимального уровня воды обеспечивает предотвращение фильтрации воды как через материал обратной засыпки, так и по контуру его контакта с подпорной стенкой, а укладка на поверхности обратной засыпки слоя крупнозернистого несвязного материала разрывает капиллярную кайму, препятствуя тем самым изменению физических свойств материала обратной засыпки при колебаниях воды в водоеме и при изменении погодных условий в соответствующих климатических зонах, причем укладка над слоем крупнозернистого несвязного материала связного грунтового материала или при соответствующей его толщине гидроизоляционного материала обеспечивает постоянство температурно-влажностного режима во всем массиве обратной засыпки и тем самым стабильность ее физико-механических свойств.

На фиг.1 представлен поперечный разрез подпорной стенки с пригрузкой слоя крупнозернистого несвязного материала связным материалом; на фиг.2 представлен поперечный разрез подпорной стенки с пригрузкой слоя крупнозернистого несвязного материала гидроизоляционным материалом.

Подпорное сооружение водоема с максимальным уровнем воды 1 включает подпорную железобетонную стенку 2, например уголкового типа, с опорной плитой 3 и тыльной поверхностью 4, имеет обратную засыпку 5 из глинистого материала со стороны тыльной поверхности 4 до отметки максимального уровня воды 1, выше которого отсыпан слой 6 крупнозернистого несвязного материла, прикрытый сверху связным грунтовым материалом 7 или гидроизоляционным материалом 8.

Подпорное сооружение работает следующим образом. Подпорная стенка 2 засчет собственного веса и веса части обратной засыпки 5, приходящейся на опорную плиту 3, воспринимает давление грунта обратной засыпки 5 на свою тыльную поверхность 4. Поскольку обратная засыпка 5 выполнена из связного материала, обладающего сцеплением, то она сама может образовывать вертикальные поверхности, высота которых зависит от соотношения величин внутреннего сцепления, угла внутреннего трения и плотности материала обратной засыпки 5, вследствие чего на этой высоте на тыльную поверхность 4 со стороны обратной засыпки 5 действует только давление от распора грунта при его уплотнении во время укладки, что обеспечивает возможность уменьшения массы подпорной железобетонной стенки 2. При колебаниях уровня воды в водоеме вплоть до полного опорожнения влажность материала обратной засыпки 5 поддерживается наличием грунтовых вод и капиллярным смачиванием, которое при изменении положения грунтовых вод и при изменении погодных условий в широких пределах не может обеспечить постоянство физико-механических свойств обратной засыпки 5. В зонах с безморозным климатом происходит высыхание материала обратной засыпки 5, а в зонах с морозным климатом высыхание в теплое время года и промерзание в морозный период.

Под действием этих факторов материал обратной засыпки 5 растрескивается, создавая тем самым условия для движения воды или навала грунта на тыльную поверхность 4 подпорной железобетонной стенки 2, угрожая тем самым ее прочности и устойчивости. Слой 6 крупнозернистого несвязного материла на поверхности материала обратной засыпки 5 разрывает его капиллярную кайму, предупреждая тем самым его высыхание. Прикрытие сверху слоя 6 крупнозернистого несвязного материла связным грунтовым материалом 7 или гидроизоляционным материалом 8 предупреждает переувлажнение материала обратной засыпки 5 во время дождя или таяния снега, а выполнение связного грунтового материала 7 или слоя 6 крупнозернистого несвязного материала толщиной, равной расчетной глубине прогрева почвы при его размещении в районах с безморозным климатом или расчетной глубине промерзания почвы в районах с морозным климатом, обеспечивает термостатический эффект и стабильность физико-механических свойств материала обратной засыпки 5.