RU2582813C1

RU2582813C1 - Landslide protection structure of biopositive design

Info

Publication number: RU2582813C1
Application number: RU2015110762/13A
Authority: RU
Inventors: Салигаджи Омарович Курбанов; Ахмед Абдулкеримович Созаев; Хусен Хажисмелович Карданов
Priority date: 2015-03-25
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2016-04-27

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to hydrotechnical and nature protection construction and can be used for protection of roads, coastal areas and other objects from landslides and rockfalls ground arrays. Landslide protection structure contains attachment panels of flexible and gabion revetments joined to each other and attached to the reinforced concrete anchors, and drain prism of stone, arranged along the bottom of slope. Drain prism 2 is made of reinforced gabions 3 arranged in three layers and more with deepening below bottom slope and line of possible collapse of road slope massif. Gabions 3 have the length of 2-2, 5 m and width 0.5 -1.0 m and height of 0.5 m -1.0 of reinforcing carcass A1 diameter 12-14 mm, zinc-plated grid 6 and stone aggregate 7. First and second layers gabions 3 are laid with deepening in base below bottom slope, normally to its line and road axis. Third layer gabions 3 is laid on top and lower layers in the middle and along the line of bottom slope. High attachment above the drain of prism 2 is made of stepwise laid gabion revetments 4 with drain devices and flexible reinforcing soil body screens 11 of fibre-glass materials. Gabion mattresses 4 are made of light fascines and perforated tubes laid alternating rows and wrapped in gabion sieve, to which at base 4 and revetments over the entire length are attached flexible reinforcing mesh 11, width in 3 times and more larger width revetments 4. Flexible reinforcing mesh 11 gabion revetments 4 in steps are embedded in demolished 1 slope soil body throughout its height, so that depth of indentations investigation reaches stable soil beyond the line of possible collapse of road slope massif. High fixation of stepwise laid gabion revetments 4 with drain devices and flexible reinforcing soil body 1 screens 11 of fibre-glass materials forms reinforced ground design providing high stability of caved ground massif slope.

EFFECT: landslide protection structure biopositive structure can be used for engineering protection and economic facilities against possible landslides and rockfalls bank ground arrays on mine and submontane, hard-to-reach areas, when the height of the damaged soil mass does not exceed 12-15 metres.

2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано для защиты дорог, прибрежных зон и других объектов от оползней и обрушений грунтовых массивов.The invention relates to hydraulic engineering and environmental construction and can be used to protect roads, coastal zones and other objects from landslides and collapse of soil masses.

Известно сооружение, выполненное из габионных подпорных стенок [1], включающее изготовление и укладку габионов в виде ступеней вдоль берега реки. Габионы размещают в решетчатые арматурные каркасы, которые заранее изготавливают по размерам секции ступеней. Known construction made of gabion retaining walls [1], including the manufacture and laying of gabions in the form of steps along the river bank. Gabions are placed in lattice reinforcing frames, which are prefabricated according to the size of the section of the steps.

Недостатками данного технического решения являются сложность конструкции и потребность большого количества каменного материала.The disadvantages of this technical solution are the design complexity and the need for a large amount of stone material.

Относительно близким техническим решением является противооползневое сооружение комбинированной конструкции [2], состоящее из грунтового массива, гибких и габионных тюфяков, прикрепленных к железобетонным анкерам, и дренажной призмы из камня, устроенной вдоль подошвы откоса. A relatively close technical solution is the landslide construction of combined construction [2], consisting of a soil mass, flexible and gabion mattresses attached to reinforced concrete anchors, and a drainage prism made of stone arranged along the bottom of the slope.

Основным недостатком данного технического решения является низкая эффективность работы при возможном обрушении земляного откоса вместе с дорожным полотном, т.е. когда линия обрушения проходит ниже основания дороги.The main disadvantage of this technical solution is the low efficiency with the possible collapse of the earthen slope along with the roadway, i.e. when the caving line goes below the bottom of the road.

Цель изобретения - повышение эффективности работы.The purpose of the invention is improving work efficiency.

Указанная цель достигается тем, что в противооползневом сооружении, содержащем откосные крепления из гибких и габионных тюфяков, связанных между собой и прикрепленных к железобетонным анкерам, и дренажную призму из камня, устроенную вдоль подошвы откоса, дренажная призма выполнена из армированных габионов, уложенных ступенчато в три слоя и более с заглублением ниже подошвы откоса и линии возможного обрушения земляного массива откоса, габионы выполнены длиной 2-2,5 м, шириной 0,5-1,0 м и высотой 0,5-1,0 м из арматурного каркаса А1 диаметром 10-14 мм, оцинкованной сетки и каменного заполнителя, первый и второй слои габионов уложены с заглублением в основание ниже подошвы откоса, нормально к ее линии и оси дороги, третий слой габионов уложен сверху и посредине нижних слоев и вдоль линии подошвы откоса, а откосное крепление выше дренажной призмы выполнено из ступенчато уложенных габионных тюфяков с дренажными устройствами и гибкими армирующими грунтовой массив сетками из стеклопластиковых материалов. This goal is achieved by the fact that in an anti-landslide structure containing sloping fasteners of flexible and gabion mattresses, interconnected and attached to reinforced concrete anchors, and a drainage prism of stone arranged along the bottom of the slope, the drainage prism is made of reinforced gabions, laid in steps of three layer or more with a deeper depth below the bottom of the slope and the line of possible collapse of the slope massif, gabions are made 2-2.5 m long, 0.5-1.0 m wide and 0.5-1.0 m high from the reinforcing cage A1 with a diameter 10-14 mm galvanized wire mesh and stone aggregate, the first and second layers of gabions are laid with a recess in the base below the bottom of the slope, normal to its line and axis of the road, the third layer of gabions is laid on top and in the middle of the lower layers and along the line of the bottom of the slope, and the slant mount above the drainage prism is made from stepwise stacked gabion mattresses with drainage devices and flexible fiberglass mesh reinforcing soil massifs.

Габионные тюфяки выполнены из легких фашин и перфорированных труб, уложенных чередующими рядами и завернутых в габионную сетку, к которой по основанию тюфяков и по всей их длине прикреплены гибкие армирующие сетки из стеклопластиковых материалов, шириной в 3 и более раз большей ширины тюфяков, при этом гибкие армирующие сетки габионных тюфяков ступенчато врезаны в обрушаемый грунтовой массив откоса по всей его высоте, так чтобы глубина врезов доходила до устойчивых грунтов за пределы линии возможного обрушения земляного массива откоса. Откосное крепление из ступенчато уложенных габионных тюфяков с дренажными устройствами и гибкими армирующими грунтовой массив сетками из стеклопластиковых материалов образуют армогрунтовую конструкцию, обеспечивающую повышение устойчивости обрушаемого земляного массива откоса.Gabion mattresses are made of light fascines and perforated pipes, laid in alternating rows and wrapped in a gabion net, to which flexible reinforcing nets made of fiberglass materials with a width of 3 or more times the width of the mattresses are attached at the base of the mattresses and along their entire length, while flexible reinforcing nets of gabion mattresses are stepped into the collapsible soil massif of the slope in steps over its entire height, so that the depth of cuts reaches stable soils beyond the line of the possible collapse of the earthly slope. The sloping fastening of stepwise laid gabion mattresses with drainage devices and flexible grids reinforcing the soil massif of fiberglass materials form an armored structure, which provides increased stability of the collapsed earth slope massif.

На фиг. 1 изображено поперечное сечение противооползневого сооружения биопозитивной конструкции по линии возможного обрушения; на фиг. 2 - то же, в плане; на фиг. 3 - габионный тюфяк; на фиг. 4 армированный габион; на фиг. 5 - легкая фашина из камыша.In FIG. 1 shows a cross section of a landslide structure of a biopositive structure along a line of possible collapse; in FIG. 2 - the same in plan; in FIG. 3 - gabion mattress; in FIG. 4 reinforced gabion; in FIG. 5 - light fascin from reeds.

Противооползневое сооружение биопозитивной конструкции состоит из грунтового массива 1, дренажной призмы 2, выполненной из армированных габионов 3, и откосного крепления из габионных тюфяков 4. Габионы 3 выполнены из арматурного каркаса 5, металлической (оцинкованной) сетки 6 и каменного заполнителя 7. Габионные тюфяки 4 выполнены из легких фашин 8, перфорированных полимерных труб 9, габионной сетки 10 и армирующих грунтовой массив гибких сеток 11 из стеклопластиковых материалов.The anti-landslide biopositive structure consists of a soil mass 1, a drainage prism 2 made of reinforced gabions 3, and a sloping mount of gabion mattresses 4. Gabions 3 are made of reinforcing cage 5, metal (galvanized) mesh 6 and stone aggregate 7. Gabion mattresses 4 made of light fascia 8, perforated polymer pipes 9, gabion mesh 10 and reinforcing soil mass of flexible grids 11 of fiberglass materials.

Противооползневое сооружение биопозитивной конструкции строят следующим образом.The landslide construction of a biopositive structure is constructed as follows.

Вначале для изготовления легких фашин и габионных тюфяков заранее заготавливают в необходимом объеме сухой камыш, а также крупнообломочный каменный материал для изготовления габионов 3 и по их размерам арматурные стержни каркасов 5 (А1 диаметром 10-14 мм) и металлические сетки 6. Затем отрезают по размерам и приготавливают стеклопластиковые гибкие армирующие сетки (базальтовая сетка) 11 и перфорированные полимерные трубы 9 (диаметром 40-50 мм) по размерам габионных тюфяков 4. Габионные тюфяки могут иметь следующие размеры: 30×20×120 см, 35×25×150 см, 40×30×200 см и другие. После изготавливают необходимое количество габионных тюфяков 4 с армирующими гибкими сетками 11. Далее у подошвы обрушаемого откоса и вдоль дороги разрабатывают траншею по размерам дренажной призмы 2 из армированных габионов 3. В месте укладки устраивают арматурные каркасы 5 и по размерам монтируют габионы 3. В основании и поперек траншеи и нормально к оси дороги укладывают и монтируют два слоя армированных габионов 3 (габионы 3 могут иметь следующие размеры: 50×50×200 см; 75×75×200 см; 100×100×200 см; 100×100×250 см и др.). Сверху этих слоев габионов посредине и вдоль траншеи укладывают третий слой габионов 3 в один продольный ряд. При этом все габионы 3 связывают между собой с помощью арматурной проволоки (диаметром 10-12 мм). Выше дренажной призмы 2 разрабатывают грунт до устойчивых грунтов и укладывают ступенчато габионные тюфяки 4 с армирующими грунт гибкими сетками 11. При этом первый слой габионных тюфяков 4 укладывают на уровне верха дренажной призмы 2 с врезкой армирующих гибких сеток 11 до устойчивых грунтов и сверху них насыпают разработанный грунт с уплотнением и разравниванием до отметки верха тюфяков. Второй слой тюфяков 4 укладывают с образованием ступени, т.е. с перемещением в сторону грунтового массива 1 до половины ширины тюфяков 3 первого слоя, затем также насыпают и уплотняют грунт сверху армирующих гибких сеток 11 до уровня верха тюфяков 4 второго слоя. Таким образом строят все остальные ступени откосного крепления до верха обрушаемого грунтового массива 1. Размеры и толщина гибких армирующих сеток 11 (в т.ч. и размеры ячеек) и прочность их конструкции принимают в зависимости от возможных максимальных растягивающих сил, возникающих при сдвиге земляных масс.First, for the manufacture of light fascia and gabion mattresses, dry reeds, as well as coarse stone material for the manufacture of gabions 3 and the size of the reinforcing cores 5 (A1 with a diameter of 10-14 mm) and metal mesh 6 are pre-harvested in the required volume and then cut to size. and prepare fiberglass flexible reinforcing mesh (basalt mesh) 11 and perforated polymer pipes 9 (diameter 40-50 mm) in the size of gabion mattresses 4. Gabion mattresses can have the following dimensions: 30 × 20 × 120 cm, 35 × 25 × 150 cm, 40 × 30 × 200 cm and others. After that, the required number of gabion mattresses 4 is made with reinforcing flexible nets 11. Next, at the bottom of the collapsed slope and along the road, a trench is developed according to the dimensions of the drainage prism 2 from reinforced gabions 3. At the installation site, reinforcing frames 5 are arranged and the gabions 3 are installed in size. two layers of reinforced gabions 3 are laid and mounted across the trench and normal to the axis of the road (gabions 3 can have the following dimensions: 50 × 50 × 200 cm; 75 × 75 × 200 cm; 100 × 100 × 200 cm; 100 × 100 × 250 cm and etc.). On top of these layers of gabions in the middle and along the trench lay the third layer of gabions 3 in one longitudinal row. In this case, all gabions 3 are connected together using reinforcing wire (diameter 10-12 mm). Above the drainage prism 2, soil is developed to stable soils and stepwise gabion mattresses 4 with flexible reinforcing nets 11 are laid. In this case, the first layer of gabion mattresses 4 are laid at the top of drainage prism 2 with an insert of reinforcing flexible nets 11 to stable soils and the developed one is poured on top of them soil with compaction and leveling to the top of the mattresses. The second layer of mattresses 4 is stacked to form a step, i.e. with moving towards the soil mass 1 to half the width of the mattresses 3 of the first layer, then the soil is also poured and compacted on top of the reinforcing flexible nets 11 to the top of the mattresses 4 of the second layer. Thus, all other steps of the sloping fastening are built to the top of the collapsed soil mass 1. The sizes and thickness of the flexible reinforcing grids 11 (including the mesh sizes) and the strength of their structure are taken depending on the possible maximum tensile forces arising from the shift of earth masses .

Противооползневое сооружение комбинированной конструкции работает следующим образом.The landslide construction of combined design works as follows.

Противооползневое сооружение биопозитивной конструкции обладает высокой степенью гибкости и водопроницаемости, работает таким образом. Основные гидродинамические нагрузки грунтового массива 1 и фильтрационного потока воды воспринимают габионные тюфяки 4 с армирующими элементами 11, ступенчато уложенные на откосе, а также армированные габионы 3 дренажной призмы 2 у подошвы откоса. В сооружении из-за того, что габионные тюфяки 4 выполнены гибкой конструкции с дренажными устройствами и армирующими грунт гибкими сетками 11, обеспечивается их совместная работа с грунтовым массивом 1 в виде армогрунтовой конструкции, обеспечивающей устойчивость обрушаемого откоса, а также перехват и отвод фильтрационного потока из грунтового массива 1. В результате в районе поверхности возможного обрушения грунтового массива 1 и вдоль гибких армирующих сеток 11 образуются необходимые силы сцепления и трения грунтов, надежно удерживающие грунтовой массив от возможного сползания или обрушения. Кроме того, предусмотренная у подошвы сооружения дренажная призма 2 из армированных габионов 3 предотвращает сдвиг откосного крепления с грунтовым массивом 1, обеспечивает полный перехват и безопасный отвод грунтового фильтрационного потока, в т.ч. и поверхностного стока, стекаемого со склона. Здесь габионные тюфяки 4 и армированные габионы 3 играют роль защитных креплений, подпорных стенок и дренажных устройств, обеспечивающих совместную работу по удержанию грунтового массива и безопасного отвода поверхностного и грунтового потоков воды.The landslide construction of the biopositive structure has a high degree of flexibility and water permeability, and works in this way. The main hydrodynamic loads of the soil mass 1 and the filtration water flow are perceived by gabion mattresses 4 with reinforcing elements 11, stepwise laid on the slope, as well as reinforced gabions 3 of the drainage prism 2 at the bottom of the slope. Due to the fact that the gabion mattresses 4 are made of a flexible design with drainage devices and flexible mesh reinforcing the soil 11, they work together with the soil mass 1 in the form of an armored structure that ensures the stability of the collapsed slope, as well as interception and removal of the filtration flow from soil mass 1. As a result, in the region of the surface of a possible collapse of the soil mass 1 and along the flexible reinforcing meshes 11, the necessary adhesion and friction forces of the soil are formed, which reliably hold e soil mass from possible slipping or collapse. In addition, the drainage prism 2 made of reinforced gabions 3, provided at the sole of the structure, prevents the slope of the slope from being moved with the soil mass 1, provides complete interception and safe removal of the soil filtration flow, including and surface runoff draining from the slope. Here, gabion mattresses 4 and reinforced gabions 3 play the role of protective fasteners, retaining walls and drainage devices that provide joint work to maintain the soil mass and safe drainage of surface and ground water flows.

Использование камыша в легких фашинах и габионных тюфяках и каменный материал в габионах обеспечивают не только водопроницаемость и гибкость конструкции, но и способствует сохранению влаги в теле сооружения в течение длительного времени, что создает хорошие условия для прорастания трав и кустарников на откосах сооружения. Со временем все сооружение из габионных тюфяков и армированных габионов полностью зарастет травой и кустарниками и через несколько лет оно превратится в сплошную дерновку, проросшую ветвями растений вверх и корнями вниз и вширь.The use of reeds in light fascines and gabion mattresses and stone material in gabions provide not only water permeability and flexibility of the structure, but also helps to preserve moisture in the body of the structure for a long time, which creates good conditions for the germination of grass and shrubs on the slopes of the structure. Over time, the entire structure of gabion mattresses and reinforced gabions will completely overgrow with grass and shrubs, and in a few years it will turn into a continuous turf, sprouted by the branches of plants up and roots down and in breadth.

Таким образом противооползневое сооружение предлагаемой конструкции обеспечивает надежную защиту различным объектам, расположенным под склонами и откосами, где возможны оползни и обрушения грунтовых массивов. Вместе с тем данное сооружение не наносит вреда окружающей среде и со временем будет превращаться в биопозитивное инженерное сооружение, которое не препятствует круговороту веществ и энергии, помогает развитию природы и включается в экосистему территории, воспринимается природой как родственный ей элемент.Thus, the anti-landslide construction of the proposed design provides reliable protection to various objects located under slopes and slopes, where landslides and collapses of soil massifs are possible. At the same time, this facility does not harm the environment and will eventually turn into a biopositive engineering facility that does not impede the circulation of substances and energy, helps the development of nature and is included in the ecosystem of the territory, perceived by nature as akin to it.

Противооползневое сооружение биопозитивной конструкции наиболее эффективно может быть использовано для инженерной защиты народнохозяйственных объектов от возможных оползней и обрушений откосных грунтовых массивов на горных и предгорных, труднодоступных участках, когда высота обрушаемого грунтового массива не превышает 12-15 метров.The landslide biopositive structure can most effectively be used for engineering protection of national economic objects from possible landslides and collapse of sloping soil massifs in mountain and foothill, inaccessible areas, when the height of the collapsed soil mass does not exceed 12-15 meters.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2336389, кл. Е02В 3/12, 2008. Способ возведения подпорной стенки из габионов. / Курбанов С.О. и др.1. RF patent No. 2336389, cl. ЕВВ 3/12, 2008. A method of erecting a retaining wall from gabions. / Kurbanov S.O. and etc.

2. Патент РФ №2527034, кл. Е02В 3/12, Е02D 17/20, 2014. Противооползневое сооружение комбинированной конструкции. /Румянцев И.С., Курбанов C.O., Ханов Н.В./2. RF patent No. 2527034, cl. Е02В 3/12, Е02D 17/20, 2014. Combined landslide construction. / Rumyantsev I.S., Kurbanov C.O., Khanov N.V. /

Claims

1. An anti-landslide structure containing sloping fasteners made of flexible and gabion mattresses, interconnected and attached to reinforced concrete anchors, and a drainage prism made of stone arranged along the bottom of the slope, characterized in that the drainage prism is made of reinforced gabions laid in steps in three layers and more with a deepening below the bottom of the slope and the line of the possible collapse of the slope massif, gabions are made 2-2.5 m long, 0.5-1.0 m wide and 0.5-1.0 m high from the reinforcing cage A1 with a diameter of 12 -14 mm galvanized nets and stone aggregate, the first and second layers of gabions are laid with a recess in the base below the bottom of the slope, normal to its line and axis of the road, the third layer of gabions is laid on top and in the middle of the lower layers and along the line of the bottom of the slope, and the slope mount above the drainage prism is made of stepped gabion mattresses with drainage devices and flexible fiberglass mesh reinforcing the ground massif; the gabion mattresses themselves are made of light fascin and perforated pipes laid alternating row and wrapped in a gabion net, to which flexible reinforcing nets made of fiberglass materials are attached at the base of the mattresses and along their entire length, 3 or more times wider than the width of the mattresses, while the flexible reinforcing fiberglass nets of gabion mattresses are stepwise cut into the collapsible soil slope massif over its entire height, so that the depth of cuts reaches stable soils beyond the line of the possible collapse of the slope massif.

2. The anti-landslide structure according to claim 1, characterized in that the sloping mount of stepwise stacked gabion mattresses with drainage devices and flexible mesh reinforcing the soil array of fiberglass materials forms an armored structure, which increases the stability of the collapsed earth slope massif.