RU210625U1

RU210625U1 - DRAINAGE-REINFORCING GEOCOMPOSITE OF ROLL TYPE

Info

Publication number: RU210625U1
Application number: RU2021137789U
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Ермола; Радмир Владимирович Солодкий
Original assignee: Александр Владимирович Ермола
Priority date: 2021-12-20
Filing date: 2021-12-20
Publication date: 2022-04-22

Abstract

Полезная модель относится к области строительства, а именно к геокомпозитам, предназначенным для армирования и фильтрации воды и газов с ее отводом в таких сооружениях как: автомобильные дороги, железнодорожные пути, полигоны технико-бытовых отходов, хвостохранилища, дамбы, склоны и откосы, выемки, береговые линии и русла водоемов и т.п., где требуются высокие и стабильные показатели прочности, долговечности и безопасности эксплуатации возводимых сооружений, и особенно в районах, характеризующихся глубоким сезонным промерзанием грунтов и высоким уровнем грунтовых вод.Дренажно-армирующий геокомпозит рулонного типа содержит георешетку, ячейки которой образованы стренгами, взаимно пересекающимися в направлении основы и утка, и закрепленные на противолежащих поверхностях георешетки геотекстильные фильтрующие слои из тканого или/и нетканого материала. Между поверхностью георешетки и обращенным к ней верхним слоем фильтрующего материала расположены ориентированные в направлении стренг основы, выполненные из полимерного материала гофрированные трубки с радиально ориентированными к продольной оси отверстиями, при этом шаговое расстояние между продольными осями трубок не менее 1,5 D, где D - наружный диаметр трубки.При реализации полезной модели повышается эксплуатационная надежность геокомпозита путем улучшения его водопропускной способности при стабилизации его расположения в конструктивных слоях геотехнических сооружений и особенно в сложных условиях при высоком уровне стока вод. 3 ил.The utility model relates to the field of construction, namely, geocomposites designed for reinforcing and filtering water and gases with its removal in such structures as: roads, railways, landfills for technical and household waste, tailings, dams, slopes and slopes, excavations, coastlines and channels of reservoirs, etc., where high and stable indicators of strength, durability and safety of operation of the structures under construction are required, and especially in areas characterized by deep seasonal freezing of soils and a high level of groundwater. The roll-type drainage-reinforcing geocomposite contains a geogrid , the cells of which are formed by strands mutually intersecting in the warp and weft directions, and geotextile filter layers of woven and/or non-woven material fixed on opposite surfaces of the geogrid. Between the surface of the geogrid and the top layer of filter material facing it, there are corrugated tubes oriented in the direction of the base strands, made of polymeric material, with holes radially oriented to the longitudinal axis, while the step distance between the longitudinal axes of the tubes is at least 1.5 D, where D is the outer diameter of the tube. When implementing the utility model, the operational reliability of the geocomposite is increased by improving its culvert capacity while stabilizing its location in the structural layers of geotechnical structures, and especially in difficult conditions with a high level of water flow. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к области строительства, а именно, к геокомпозитам, предназначенным для армирования и фильтрации воды с ее отводом в таких сооружениях как: автомобильные дороги, железнодорожные пути, полигоны технико-бытовых отходов, хвостохранилища, дамбы, склоны и откосы, выемки, береговые линии и русла водоемов и т.п., где требуются высокие и стабильные показатели прочности, долговечности и безопасности эксплуатации возводимых сооружений и особенно в районах, характеризующихся глубоким сезонным промерзанием грунтов и высоким уровнем грунтовых вод.The utility model relates to the field of construction, namely, to geocomposites intended for reinforcing and filtering water with its removal in such structures as: roads, railways, landfills for technical and household waste, tailings, dams, slopes and slopes, excavations, coastal lines and channels of reservoirs, etc., where high and stable indicators of strength, durability and safety of operation of the structures under construction are required, and especially in areas characterized by deep seasonal freezing of soils and a high level of groundwater.

Геокомпозиты используют в качестве воспринимающих нагрузку, разделительно-фильтрующих элементов во многих землеустроительных сооружениях при различном конструктивном их исполнении.Geocomposites are used as load-bearing, separating and filtering elements in many land management structures with different designs.

Известны армирующие геокомпозиты, выполненные в виде георешетки на основе соединенных между собой точечной сваркой полиэтиленовых лент, образующих при растяжении в одном или в двух взаимно перпендикулярных направлениях объемные ячейки. Соседние секции георешеток соединяют между собой с возможностью образования больших площадей решетчатой конструкции. Ячейки объемной георешетки могут быть заполнены как дискретным, так и монолитным материалом: растительным грунтом с посевом трав, каменным материалом, бетоном, в северных условиях - торфопесчаной смесью. Георешетка с заполнителем работает как защитный и изолирующий экран, воспринимающий и поглощающий температурные воздействия атмосферы на грунт, изолируя поверхностные слои грунта от впитывания атмосферных осадков, (см., например, патент RU №2152480, публ. 10.07.2000).Reinforcing geocomposites are known, made in the form of a geogrid based on polyethylene tapes interconnected by spot welding, forming volume cells when stretched in one or two mutually perpendicular directions. Neighboring sections of geogrids are interconnected with the possibility of forming large areas of the lattice structure. Cells of a volumetric geogrid can be filled with both discrete and monolithic material: plant soil with grass sowing, stone material, concrete, in northern conditions - peat-sand mixture. The geogrid with filler works as a protective and insulating screen that perceives and absorbs the temperature effects of the atmosphere on the soil, isolating the surface layers of the soil from the absorption of atmospheric precipitation (see, for example, patent RU No. 2152480, publ. 10.07.2000).

Данные объемные георешетки имеют ограниченные технологические возможности их использования вследствие не эффективного дренажа даже при наличии ограниченного гидравлического давления воды, при этом стенки ячеек объемных георешеток не обладают надлежащей прочностью при растяжении, что приводит к их разрыву, процесс эксплуатации нарушается.These volumetric geogrids have limited technological possibilities for their use due to inefficient drainage even in the presence of limited hydraulic water pressure, while the walls of the cells of volumetric geogrids do not have the proper tensile strength, which leads to their rupture, the operation process is disrupted.

Известны дренажно-армирующие геокомпозиты рулонного типа, полотно которого, содержит георешетку, ячейки которой образованы стренгами взаимно-пересекающимися в направлении основы и утка, и закрепленные на противолежащих поверхностях георешеток фильтрующие слои из тканого или/и нетканого материала (см патенты RU №61725, публ. 10.07.2000 г, №135656, публ.).Drainage-reinforcing geocomposites of a roll type are known, the web of which contains a geogrid, the cells of which are formed by strands mutually intersecting in the direction of the warp and weft, and filter layers of woven and/or nonwoven material fixed on opposite surfaces of the geogrids (see patents RU No. 61725, publ. 07/10/2000, No. 135656, publ.).

В техническом решении по патенту №61725, ячейки образованы взаимно-пересекающимися стренгами в виде прутков цилиндрической формы при трехуровневой структуре их размещения, а в георешетке по патенту №135656 (ближайший аналог полезной модели) стренги в местах пересечения стренг основы и утка имеют утолщения с выпуклой криволинейной поверхностью.In the technical solution according to patent No. 61725, the cells are formed by mutually intersecting strands in the form of cylindrical bars with a three-level structure of their placement, and in the geogrid according to patent No. curved surface.

Однако данные геокомпозиты вне зависимости от структурного построения взаимно пересекающихся стренг их георешеток неэффективны по дренажно-фильтрующим свойствам при ограниченном гидравлическом давлении и нулевом уклоне, и имеют низкую эксплуатации надежность при использовании их в климатических зонах с высоким уровнем грунтовых вод.However, these geocomposites, regardless of the structural construction of mutually intersecting strands of their geogrids, are inefficient in terms of drainage and filtering properties at limited hydraulic pressure and zero slope, and have low operational reliability when used in climatic zones with a high level of groundwater.

Вместе с тем, известно техническое решение по патенту №2718805, публ. 14.04. 2020 г., в соответствии с которым в системе обустройства почвогрунтовых строительных сооружений используют дренирующий геокомпозит, состоящий из двух слоев нетканого геотекстиля, между которыми расположены полимерные перфорированные дренажные трубки с перфорацией в верховой части, при этом слои нетканого геотекстиля в дренирующем геокомпозите скреплены между собой. Отвод воды из дренирующего геокомпозита производится в водоприемный коллектор, устроенный вблизи концевой части трубок с последующим сбором в пруд-отстойник.At the same time, a technical solution is known according to patent No. 2718805, publ. 14.04. 2020, according to which a drainage geocomposite consisting of two layers of non-woven geotextile is used in the system of arrangement of soil and ground building structures, between which polymer perforated drainage tubes with perforation in the upper part are located, while the layers of non-woven geotextile in the drainage geocomposite are fastened together. Water is drained from the drainage geocomposite into a water intake collector arranged near the end of the pipes with subsequent collection into a settling pond.

Однако данный дренирующий геокомпозит эксплуатационно ненадежен в условиях обустройства слабых оснований дорожных конструкций для автостоянок, нефтяных терминалов, при разделении конструктивных слоев дорожного покрытия автодорог в различных геологических и климатических условиях, при обустройстве складов, стоянок большегрузных машин, терминалы под контейнеры, при эксплуатации которых на систему обустройства оснований дорожных конструкций действуют значительные силовые нагрузки, которые дестабилизируют технологически заданное расположение дренирующего геокомпозита с нарушением водоотвода.However, this drainage geocomposite is operationally unreliable in the conditions of arranging weak foundations of road structures for parking lots, oil terminals, when separating the structural layers of the road surface of roads in various geological and climatic conditions, when arranging warehouses, parking lots for heavy vehicles, terminals for containers, during the operation of which the system arranging the foundations of road structures, there are significant power loads that destabilize the technologically specified location of the drainage geocomposite with a violation of drainage.

Технический результат полезной модели заключается в повышении эксплуатацией надежности геокомпозита путем улучшения его водопропускной способности при стабилизации его расположения в конструктивных слоях почвогрунтовых покрытий и особенно в сложных условиях при высоком уровне стока вод.The technical result of the utility model is to increase the operational reliability of the geocomposite by improving its culvert capacity while stabilizing its location in the structural layers of soil and ground covers, and especially in difficult conditions with a high level of water flow.

Для решения поставленного технического результата предлагается дренажно-армирующий геокомпозит рулонного типа, полотно которого содержит георешетку, ячейки которой образованы стренгами взаимно-пересекающимися в направлении основы и утка, и закрепленные на противолежащих поверхностях георешетки геотекстильные фильтрующие слои из тканого или/и нетканого материала, согласно полезной модели, между поверхностью георешетки и обращенным к ней верхним слоем фильтрующего материала расположены ориентированные в направлении стренг основы, выполненные из полимерного материала гофрированные трубки с радиально ориентированными к продольной оси отверстиями, при этом шаговое расстояние между продольными осями трубок не менее 1,5 D, где D - наружный диаметр трубки.To solve the set technical result, a drainage-reinforcing geocomposite of a roll type is proposed, the web of which contains a geogrid, the cells of which are formed by strands mutually intersecting in the direction of the warp and weft, and geotextile filter layers of woven and/or nonwoven material fixed on opposite surfaces of the geogrid, according to the useful model, between the surface of the geogrid and the top layer of filtering material facing it, there are corrugated tubes oriented in the direction of the base strands, made of polymeric material, with holes radially oriented to the longitudinal axis, while the step distance between the longitudinal axes of the tubes is at least 1.5 D, where D is the outer diameter of the tube.

Согласно полезной модели, слой фильтрующего материала с противолежащей стороны поверхности георешетки, контактирующей с гофрированными трубками, имеет с внешней его стороны скрепленный с ним слой геомембраны из плоского водогазонепроницаемого геосинтетического материала.According to the utility model, the filter material layer on the opposite side of the geogrid surface in contact with the corrugated tubes has a geomembrane layer bonded to it from a flat water and gas impermeable geosynthetic material on its outer side.

Согласно полезной модели, наружный диаметр трубки не более 30 (мм).According to the utility model, the outer diameter of the tube is not more than 30 (mm).

При анализе известного уровня техники не выявлено технических решений с совокупностью признаков, соответствующих заявляемому техническому решению и обеспечивающему описанный выше технический результат, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критериям полезной модели «новизна», «промышленная применимость».When analyzing the prior art, no technical solutions were identified with a set of features corresponding to the claimed technical solution and providing the technical result described above, which indicates the compliance of the claimed technical solution with the criteria of the utility model "novelty", "industrial applicability".

При промышленной реализации полезной модели используют традиционно известные технологические процессы и геоматериалы для производства различных геокомпозитов, в том числе, для дренирующе-армирующих геокомпозитов.In the industrial implementation of the utility model, traditionally known technological processes and geomaterials are used for the production of various geocomposites, including drainage-reinforcing geocomposites.

Дренажно-армирующий геокомпозит при реализации полезной модели повышает эффективность водоотвода со всей площади армирования под соответствующие строительные сооружения. Наличие в составе дренажно-армирующего геокомпозита гофрированных дренажных трубок, контактирующих с поверхностью георешетки, обеспечивает равномерное распределение силовых нагрузок на нижний слой почвогрунтового сооружения, действующих со стороны верхних слоев формируемой системы и возможность образования между гофрами трубок рабочего пространства для беспрепятственного водоотвода воды вдоль трубок, в том числе, при наличии ограниченного гидравлического давления или при уклоне 0° и при эксплуатации геокомпозита в сложных условиях при высоком уровне стока вод. Использование при реализации полезной модели слоя геомембраны предотвращает поступление грунтовых или наружных вод в зону водоотвода, что особенно существенно при эксплуатации дренажно-армирующего геокомпозита на полигонах технико-бытовых отходов, хвостохранилищах, при строительстве дамб.The drainage-reinforcing geocomposite, when implementing the utility model, increases the efficiency of drainage from the entire area of reinforcement for the corresponding building structures. The presence of corrugated drainage tubes in the composition of the drainage-reinforcing geocomposite, which are in contact with the surface of the geogrid, ensures a uniform distribution of force loads on the lower layer of the soil structure, acting from the upper layers of the system being formed, and the possibility of forming a working space between the corrugations of the tubes for unimpeded drainage of water along the tubes, in including, in the presence of limited hydraulic pressure or at a slope of 0 ° and when operating the geocomposite in difficult conditions with a high level of water runoff. The use of a geomembrane layer in the implementation of the utility model prevents the ingress of ground or external water into the drainage area, which is especially important when operating the drainage-reinforcing geocomposite at landfills for industrial waste, tailings, and during the construction of dams.

Полезная модель поясняется графическими материалами, где на:The utility model is illustrated by graphic materials, where:

Рис. 1 показан фрагмент полотна дренажно-армирующего геокомпозитаRice. 1 shows a fragment of a web of drainage-reinforcing geocomposite

Рис 2 - фрагмент дренажно-армирующего геокомпозита (в аксонометрии)Fig 2 - a fragment of a drainage-reinforcing geocomposite (in axonometric view)

Рис. 3. - тоже, что на рис. 1 со слоем изолирующего материала.Rice. 3. - the same as in fig. 1 with a layer of insulating material.

Дренажно-армирующий геокомпозит содержит георешетку 1, ячейки которой образованы стренгами взаимно-пересекающимися в направлении основы и утка. Предпочтительно, при реализации полезной модели используют двуосные георешетки ячеистой структуры, стренги которых образованы из волокон полимерных материалов с акриловой, полимерной или полимерно-битумной пропиткой, расположенных перпендикулярно по отношению друг к другу и соединенных между собой. Размерность ячеек георешетки, предпочтительно, 15-100 (мм).The drainage-reinforcing geocomposite contains a geogrid 1, the cells of which are formed by strands mutually intersecting in the warp and weft directions. Preferably, when implementing the utility model, biaxial geogrids of a cellular structure are used, the strands of which are formed from fibers of polymeric materials impregnated with acrylic, polymer or polymer-bitumen, located perpendicular to each other and interconnected. The dimension of the geogrid cells is preferably 15-100 (mm).

На противолежащих поверхностях георешетки закреплены фильтрующие геотекстильные слои 2, 3 из тканого или/и нетканого материала, для изготовления которых используют синтетические или природные полимеры, или неорганические вещества (см ГОСТ 33068-2014) путем:On the opposite surfaces of the geogrid, filtering geotextile layers 2, 3 made of woven and/or non-woven material are fixed, for the manufacture of which synthetic or natural polymers or inorganic substances are used (see GOST 33068-2014) by:

направленно или произвольно ориентированных волокон скрепленных в единую структуру механическим и/или термическим, или /и химическим способом;directionally or randomly oriented fibers bonded into a single structure mechanically and/or thermally and/or chemically;

упорядоченного переплетения во взаимно перпендикулярных направлениях текстильных нитей, лент.ordered weaving in mutually perpendicular directions of textile threads, tapes.

Между поверхностью георешетки 1 и обращенным к ней верхним слоем 2 фильтрующего текстильного материала расположены ориентированные в направлении стренг 4 основы, выполненные из полимерного материала, предпочтительно из полипропилена или ПВХ, гофрированные трубки 5 с радиально ориентированными к продольной оси отверстиями 6. Шаговое расстояние «t» между продольными осями трубок 5 не менее 1,5 D, где D -наружный диаметр трубки. Номинальный наружный диаметр трубок 5-30 (мм), и предпочтительно, 15-25 (мм), что оптимально по условиям эксплуатации геокомпозита при высоком уровне стока вод, по условиям скручиваемости дренажно-армирующего геокомпозита в рулон, материалозатратам и трудоемкости выполняемых работ при строительстве геотехнических сооружений.Between the surface of the geogrid 1 and the upper layer 2 of the filtering textile material facing it, there are bases oriented in the direction of the strands 4, made of a polymeric material, preferably from polypropylene or PVC, corrugated tubes 5 with holes 6 radially oriented to the longitudinal axis. Pitch distance "t" between the longitudinal axes of the tubes 5 is not less than 1.5 D, where D is the outer diameter of the tube. The nominal outer diameter of the pipes is 5-30 (mm), and preferably 15-25 (mm), which is optimal according to the operating conditions of the geocomposite at a high level of water runoff, according to the conditions of the twisting of the drainage-reinforcing geocomposite into a roll, material costs and labor intensity of the work performed during construction geotechnical structures.

Заданное шаговое расстояние «t» между продольными осями трубок 5 оптимально по условиям формирования на полотне геокомпозита полостей для фиксированного размещения в них гофрированных трубок и по условиям снижения трудозатрат при скреплении (прошивка, склеивание) слоев геотекстильных фильтрующих материалов между собой при изготовлении дренажно-армирующего геокомпозита.The specified step distance "t" between the longitudinal axes of the tubes 5 is optimal in terms of the formation of cavities on the geocomposite sheet for the fixed placement of corrugated tubes in them and in terms of reducing labor costs when bonding (flashing, gluing) layers of geotextile filter materials to each other in the manufacture of drainage-reinforcing geocomposite .

Слой фильтрующего геотекстильного материала с противолежащей стороны поверхности георешетки, контактирующей с гофрированными трубками, имеет с внешней его стороны скрепленный с ним слой геомембраны 7, из плоского водогазонепроницаемого геосинтетического материала, предотвращающего поступление грунтовых или поверхностных вод при эксплуатации дренажно-армирующего геокомпозита, например, на полигонах технико-бытовых отходов, хвостохранилищах, при строительстве дамб. В качестве сырья для изготовления геомембраны 7, используют полиэтилен высокого давления (ПВД), поливинилхлорид (ПВХ) или полиэтилен низкого давления (ПНД), что определяется условиями эксплуатации геокомпозита. Использование того или иного сырья для изготовления геомембраны определяется его техническими характеристиками. Так ПВХ и ПВД отличается эластичностью и применяется на строительных объектах, отягощенных сложностью произведения работ, а ПНД имеет высокие показатели прочности, что позволяет использовать материал в местах, где велика вероятность механических повреждений.A layer of filtering geotextile material on the opposite side of the surface of the geogrid in contact with corrugated tubes has a layer of geomembrane 7 bonded to it on its outer side, made of a flat water and gas-tight geosynthetic material that prevents the ingress of ground or surface water during the operation of the drainage-reinforcing geocomposite, for example, at landfills household waste, tailings, during the construction of dams. As a raw material for the manufacture of geomembrane 7, high-pressure polyethylene (LDPE), polyvinyl chloride (PVC) or low-pressure polyethylene (HDPE) is used, which is determined by the operating conditions of the geocomposite. The use of one or another raw material for the manufacture of a geomembrane is determined by its technical characteristics. So PVC and LDPE are elastic and are used at construction sites burdened by the complexity of the work, and HDPE has high strength indicators, which allows the material to be used in places where there is a high probability of mechanical damage.

Дренажно-армирующий геокомпозит используется в качестве разделительной системы между нижними и верхними слоями обустройства геотехнических сооружений под различные строительные конструкции, обеспечивая при этом стабилизированное армирование с эффективным принудительным отводом воды или газа за пределы строительной конструкции в специально подготовленные для этой цели накопительные системы. Использование в составе дренажно-армирующего геокомпозита гофрированных дренажных трубок, контактирующих с поверхностью георешетки, обеспечивает равномерное распределение силовых нагрузок на нижний слой геотехнического сооружения, действующих со стороны верхних слоев формируемой системы и возможность образования между гофрами трубок рабочего пространства для беспрепятственного водоотвода воды вдоль трубок, в том числе, при наличии ограниченного гидравлического давления или при уклоне 0°, что в целом снижает просадку нижних слоев покрытий и их усадку, стабилизируя тем самым технологически заданное расположение георешетки в соответствии с требованиями строительства геотехнических сооружений в различных геологических и климатических условиях.Drainage-reinforcing geocomposite is used as a separating system between the lower and upper layers of geotechnical structures for various building structures, while providing stabilized reinforcement with effective forced drainage of water or gas outside the building structure into storage systems specially prepared for this purpose. The use of corrugated drainage tubes in the composition of the drainage-reinforcing geocomposite, which are in contact with the surface of the geogrid, provides a uniform distribution of force loads on the lower layer of the geotechnical structure acting from the upper layers of the system being formed and the possibility of forming a working space between the corrugations of the tubes for unimpeded drainage of water along the tubes, in including, in the presence of limited hydraulic pressure or at a slope of 0°, which generally reduces the subsidence of the lower layers of coatings and their shrinkage, thereby stabilizing the technologically specified location of the geogrid in accordance with the requirements for the construction of geotechnical structures in various geological and climatic conditions.

Дренажно-армирующие геокомпозиты поставляются в рулонах с укладкой их на обустраиваемое геотехническое сооружение по утвержденному проекту в соответствии с требованиями их строительства в различных геологических и климатических условиях.Drainage-reinforcing geocomposites are supplied in rolls with their laying on a geotechnical structure to be equipped according to an approved project in accordance with the requirements for their construction in various geological and climatic conditions.

Claims

1. A drainage-reinforcing geocomposite of a roll type, the web of which contains a geogrid, the cells of which are formed by strands mutually intersecting in the direction of the warp and weft, and geotextile filter layers of woven and/or nonwoven material fixed on opposite surfaces of the geogrid, characterized in that between the surface corrugated tubes with holes radially oriented to the longitudinal axis, oriented in the direction of the base strands, made of polymeric material, with the step distance between the longitudinal axes of the tubes not less than 1.5 D, where D is the outer diameter tubes.

2. Drainage-reinforcing roll-type geocomposite according to claim 1, characterized in that the filter material layer on the opposite side of the geogrid surface in contact with the corrugated tubes has a geomembrane layer bonded to it from a flat water-gas-tight geosynthetic material on its outer side.

3. Drainage-reinforcing roll-type geocomposite according to claim 1, characterized in that the outer diameter of the tube is not more than 30 mm.