Стена в грунте

Стена в грунте

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при проектировании и возведении стен в грунте для различных сооружений, в частности котлованов, подземных переходов, тоннелей, фундаментов с применением стеновых блоков.

Уровень техники

Из уровня техники известна сборно-монолитная стена в грунте, содержащая стеновые блоки с продольными криволинейными пазами на боковых поверхностях-гранях и бетонное заполнение между блоков (смотри Патент РФ 2233943, класс E 02 D 5/20, дата публикации 10.08.2004).

Признаки аналога, а именно стена в грунте, содержащая стеновые блоки, совпадают с существенными признаками заявленного изобретения.

К недостатку данного аналога относятся малые осевые нагрузки, передаваемые от армированного бетонного стенового блока на бетонное заполнение в стене, а также малые осевой нагрузки, передаваемые в стене через бетонное заполнение на армированный бетонный стеновой блок. Другими словами, основным недостатком стены-аналога является недостаточное сцепление стенового блока и бетонного заполнения.

Наиболее близкой по совокупности признаков является стена в грунте, содержащая стеновые блоки, выполненные в виде армированных бетонных тел, и бетонное заполнение между стеновыми блоками, и стеновые блоки выполнены с торцевыми, лицевыми и боковыми поверхностями, и на каждой из боковых поверхностей стенового блока расположен продольный паз и два выступа. Стеновой блок содержит пазы на боковых поверхностях в виде части круговой цилиндрической поверхности, при этом ось пазов смещена относительно продольной плоскости, проходящей через середину бетонного тела в сторону одной из лицевых поверхностей, и арматурный каркас, включающий выпуски поперечной стержневой арматуры за бетонное тело блока, и закрепленный на лицевой поверхности лист внешней накладной арматуры с выпусками - консольными свесами (смотри страницу 11 источника: Рекомендации по проектированию и возведению сборно-монолитных "стен в грунте" с листовой арматурой. Московский государственный автомобильно-дородный институт (технический университет). Инженерно-исследовательский центр "ЗЭСТ", Москва, 1998).

Признаки прототипа, а именно стена в грунте, содержащая стеновые блоки, выполненные в виде армированных бетонных тел, и бетонное заполнение между стеновыми блоками, и стеновые блоки выполнены с торцевыми, лицевыми и боковыми поверхностями, и на каждой из боковых поверхностей стенового блока расположен продольный паз и два выступа, совпадают с существенными признаками заявленного изобретения. К недостатку прототипа относятся малые осевые нагрузки, передаваемые от армированного бетонного стенового блока на бетонное заполнение в стене, а также малые осевой нагрузки, передаваемые в стене через бетонное заполнение на армированный бетонный стеновой блок.

Технология возведения стены в грунте предусматривает разработку траншеи под глинистым раствором. В траншею с глинистым раствором устанавливают стеновые блоки, а затем осуществляют омоноличивание зазоров между стеновыми блоками бетонным заполнением. При омоноличивании бетонную смесь через бетонолитную трубу подают в траншею, заполненную глинистым раствором. Бетонная смесь вытесняет глинистый раствор, однако тонкий слой раствора остается на поверхности блока и после затвердевания бетонного заполнения является прослойкой между поверхностью блока и бетонным заполнением. Глинистая прослойка существенно уменьшает сцепление между блоком и бетонным заполнением. Уменьшение сцепления, в зависимости от толщины образовавшейся глинистой прослойки, может быть в разы и десятки раз. В таких условиях на блок от бетонного заполнения возможно передать практически только поперечную нагрузку. А это является крайне не эффективным использованием блока в стене.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является увеличение несущей способности стены в грунте. Стена в грунте предназначена для восприятия вертикальных и горизонтальных нагрузок, а также выполнения функции ограждения при строительстве открытым способом тоннелей, фундаментов, котлованов.

Поставленная задача решается за счет того, что стена в грунте содержит стеновые блоки, выполненные в виде армированных бетонных тел, и бетонное заполнение между стеновыми блоками, и стеновые блоки выполнены с торцевыми, лицевыми и боковыми поверхностями, и на каждой из боковых поверхностей стенового блока расположен продольный паз и два выступа, при этом от прототипа стена отличается тем, что, по меньшей мере, один из выступов стенового блока, расположенного в стене, выполнен с переменной по длине стенового блока толщиной боковой поверхности выступа и, кроме того, выступ по длине стенового блока содержит, по меньшей мере, два участка, и на каждом из участков толщина боковой поверхности выступа по длине участка уменьшается до величины минимальной толщины боковой поверхности выступа на этом участке, а затем увеличивается до величины максимальной толщины боковой поверхности выступа на этом участке.

Выполнение выступа, по меньшей мере, одного из стеновых блоков с переменной по длине блока толщиной боковой поверхности приводит к появлению у блока по его длине дополнительных поверхностей опирания блока на бетонной заполнение в стене. За счет этого на блок в стене может быть распределена большая осевая нагрузка. Часть нагрузки, как и у прототипа, будет передаваться через блок (его нижнюю торцевую поверхность) на несжимаемый грунт, а часть нагрузки будет передаваться через дополнительные поверхности опирания на бетонное заполнение, через которое эта часть нагрузки будет передаваться на грунт. Таким образом, увеличение несущей способности элемента стены - блока приведет к увеличению несущей способности стены в целом. Заявленный блок содержит две торцевые поверхности: нижнюю торцевую поверхность и верхнюю торцевую поверхность.

При использовании заявленной стены в грунте будут получены технические результаты:

- увеличение осевой нагрузки, передаваемой от армированного бетонного стенового блока на бетонное заполнение в стене;

- увеличение осевой нагрузки, передаваемой в стене через бетонное заполнение на армированный бетонный стеновой блок.

Полученные технические результаты позволят существенно расширить возможности по организации опирания на стену в грунте, максимально задействовать в работе бетонное заполнение.

Формирование дополнительных поверхностей опирания на блоке может осуществляться как с увеличением общей поверхности блока, так и без ее увеличения. При увеличении общей поверхности блока увеличится сцепление блока с бетонным заполнением в стене, а это приведет к увеличению поперечных нагрузок от бетонного заполнения на блок. Что позволит уменьшить количество выпусков поперечной стержневой арматуры (которая обеспечивает надежное сцепление тела блока с бетонным заполнением), упростит конструкцию стенового блока, а также упростит процесс заливки пространства между блоками бетоном.

Ниже будут описаны конкретные примеры выполнения стен в грунте и их элементов - стеновых блоков.

Основным элементом заявленной стены в грунте является стеновой блок. Стеновой блок содержит две боковые поверхности и две лицевые поверхности.

Кроме того, по меньшей мере, один из стеновых блоков, расположенных в стене, могут выполнять так, чтобы оба выступа на одной из боковых поверхностей стенового блока были выполнены с переменными по длине стенового блока толщинами боковых поверхностей выступов.

Также стеновой блок (или стеновые блоки) могут выполнять так, чтобы все выступы на двух боковых поверхностях стенового блока были выполнены с переменными по длине стенового блока толщинами боковых поверхностей выступов.

Конструктивно стеновой блок могут выполнять так, чтобы один выступ на одной из боковых поверхностей стенового блока и один выступ на другой из боковых поверхностей стенового блока были выполнены с переменными по длине стенового блока толщинами боковых поверхностей выступов.

Вышеприведенные варианты выполнения стенового блока в стене существенно расширяют возможности по увеличению поверхности сцепления блока и бетонного заполнения в стене.

Длина стенового блока, а следовательно, высота стены в грунте может составлять величину от 3 до 25 метров. На погонном метре вдоль продольной оси стены может располагаться от 1 до 5 блоков.

Для увеличения поверхности сцепления и осевых сил, передаваемых на блок от бетонного заполнения в стене и от блока на бетонное заполнение в стене, стеновой блок конструктивно может выполняться так, что по своей длине содержит, по меньшей мере, два участка, и на каждом из участков толщина боковой поверхности выступа по длине участка уменьшается до величины минимальной толщины боковой поверхности выступа на этом участке, а затем увеличивается до величины максимальной толщины боковой поверхности выступа на этом участке. При этом на одном или на каждом из вышеупомянутых участков стенового блока отношение максимальной толщины боковой поверхности выступа к минимальной толщине боковой поверхности выступа составляет величину из диапазона значений от 1.01 до 100. Кроме того, на одном или на каждом из вышеупомянутых участков стенового блока расстояние между поперечным сечением с максимальной толщиной боковой поверхности выступа и поперечным сечением с минимальной толщиной боковой поверхности выступа составляет величину из диапазона значений от 0.1 до 100 максимальных значений толщины боковой поверхности выступа на участке.

Такая конструкция блока имеет переменный момент инерции по длине блока. Момент инерции то возрастает, то убывает. Блок эффективно работает в составе стены при наличии многоярусного перекрытия. В месте соединения яруса перекрытия и стены момент инерции блока относительно мал. Между перекрытиями момент инерции относительно большой. Это позволяет эффективно и с сокращением массы блока воспринимать поперечные нагрузки на стену и блок.

Для увеличения поверхности сцепления и осевых сил, передаваемых в стене на блок от бетонного заполнения и от блока на бетонное заполнение, стеновой блок конструктивно может выполняться так, что продольный паз на одной из боковых поверхностей стенового блока выполнен с переменной по длине стенового блока шириной паза, или продольные пазы на двух боковых поверхностях стенового блока выполнены с переменной по длине стенового блока шириной каждого паза. При этом стеновой блок по своей длине содержит, по меньшей мере, два участка, и на каждом из участков ширина паза по длине участка уменьшается до величины минимальной ширины паза на этом участке, а затем увеличивается до величины максимальной ширины паза на этом участке. Кроме того, на одном или на каждом из вышеупомянутых участков стенового блока отношение максимальной ширины паза к минимальной ширине паза составляет величину из диапазона значений от 1.01 до 5. И на одном или на каждом из вышеупомянутых участков стенового блока расстояние между поперечным сечением с максимальной шириной паза и поперечным сечением с минимальной шириной паза составляет величину из диапазона значений от 0.1 до 20 максимальных значений ширины паза на участке. В случае выполнения одного участка, где изменяется ширина паза на блоке, расстояние между поперечным сечением с максимальной шириной паза и поперечным сечением с минимальной шириной паза составляет величину из диапазона значений от 0.1 максимального значения ширины паза до величины, равной длине блока.

Бетонное заполнение, соприкасающееся в стене с блоком, в частности с пазом и выступами, повторяет форму паза и выступов, формируя их ответные части.

Для увеличения поверхности сцепления и осевых сил, передаваемых в стене на блок от бетонного заполнения и от блока на бетонное заполнение, стеновой блок конструктивно может выполняться так, что продольный паз на одной из боковых поверхностей стенового блока выполнен с переменной по длине стенового блока глубиной, или продольные пазы на двух боковых поверхностях стенового блока выполнены с переменной по длине стенового блока глубиной. При этом стеновой блок по своей длине содержит, по меньшей мере, два участка, и на каждом из участков глубина паза по длине участка уменьшается до величины минимальной глубины паза на этом участке, а затем увеличивается до величины максимальной глубины паза на этом участке. Кроме того, на одном или на каждом из вышеупомянутых участков стенового блока отношение максимальной глубины паза к минимальной глубине паза составляет величину из диапазона значений от 1.01 до 2. И на одном или на каждом из вышеупомянутых участков стенового блока расстояние между поперечным сечением с максимальной глубиной паза и поперечным сечением с минимальной глубиной паза составляет величину из диапазона значений от 0.1 до 20 максимальных значений глубины паза на участке.

Пазы на боковых поверхностях блока в поперечном сечении могут выполняться в виде части окружности. Ось окружностей может быть как смещена, так и не смещена относительно продольной плоскости стенового блока, проходящей через продольную ось блока.

Конструктивно возможно выполнение пазов на боковых поверхностях блока в поперечном сечении в виде части эллипса. Сориентировать эллиптический паз в поперечном сечении можно таким образом, чтобы обеспечить увеличение поперечного момента инерции сечения стенового блока и, как следствие, увеличение допустимого значения изгибающего момента в требуемой плоскости.

Для увеличения поверхности сцепления и осевых сил, передаваемых в стене на блок от бетонного заполнения и от блока на бетонное заполнение, стеновой блок конструктивно выполнен с переменной по длине стенового блока шириной перемычки между пазами блока. При этом стеновой блок по своей длине содержит, по меньшей мере, два участка, и на каждом из участков ширина перемычки по длине участка уменьшается до величины минимальной ширины перемычки на этом участке, а затем увеличивается до величины максимальной ширины перемычки на этом участке. Кроме того, на одном или на каждом из вышеупомянутых участков стенового блока отношение максимальной ширины перемычки к минимальной ширине перемычки составляет величину из диапазона значений от 1.01 до 2. И на одном или на каждом из вышеупомянутых участков стенового блока расстояние между поперечным сечением с максимальной шириной перемычки и поперечным сечением с минимальной шириной перемычки составляет величину из диапазона значений от 0.1 до 20 максимальных значений ширины перемычки на участке.

Для увеличения поверхности сцепления и осевых сил, передаваемых в стене на блок от бетонного заполнения и от блока на бетонное заполнение, стеновой блок конструктивно выполнен с переменной по длине стенового блока шириной блока. При этом стеновой блок по своей длине содержит, по меньшей мере, два участка, и на каждом из участков ширина блока по длине участка уменьшается до величины минимальной ширины блока на этом участке, а затем увеличивается до величины максимальной ширины блока на этом участке. Кроме того, на одном или на каждом из вышеупомянутых участков стенового блока отношение максимальной ширины блока к минимальной ширине блока составляет величину из диапазона значений от 1.01 до 2. И на одном или на каждом из вышеупомянутых участков стенового блока расстояние между поперечным сечением с максимальной шириной блока и поперечным сечением с минимальной шириной блока составляет величину из диапазона значений от 0.1 до 20 максимальных значений ширины блока на участке.

Максимальная ширина блока может принимать значения от 0.2 до 1.0 метра.

Для увеличения поверхности сцепления и осевых сил, передаваемых в стене на блок от бетонного заполнения и от блока на бетонное заполнение, стеновой блок конструктивно выполнен с переменной по длине стенового блока толщиной блока. При этом стеновой блок по своей длине содержит, по меньшей мере, два участка, и на каждом из участков толщина блока по длине участка уменьшается до величины минимальной толщины блока на этом участке, а затем увеличивается до величины максимальной толщины блока на этом участке. Кроме того, на одном или на каждом из вышеупомянутых участков стенового блока отношение максимальной толщины блока к минимальной толщине блока составляет величину из диапазона значений от 1.01 до 2. И на одном или на каждом из вышеупомянутых участков стенового блока расстояние между поперечным сечением с максимальной толщиной блока и поперечным сечением с минимальной толщиной блока составляет величину из диапазона значений от 0.1 до 20 максимальных значений толщины блока на участке.

Максимальная толщина блока может принимать значения от 0.2 до 1.0 метра.

Бетонное тело стенового блока армировано посредством металлического арматурного каркаса. Арматурный каркас включает соединенные между собой пространственный арматурный каркас и закрепленный на лицевой поверхности посредством анкерных стержней лист внешней накладной арматуры с выпусками - консольными свесами с замковыми элементами в виде направляющего стержня, расположенного на конце одного выпуска консольного свеса, и охватывающего профиля, расположенного на конце другого выпуска - консольного свеса.

Пространственный арматурный каркас содержит продольные и поперечные арматурные стержни, причем по меньшей мере часть продольных и поперечных стержней соединены между собой посредством сварки.

Стеновой блок может выполняться с выпусками поперечной стержневой арматуры и выпусками продольной стержневой арматуры.

Выпуски поперечной стержневой арматуры расположены за пределами бетонного тела блока и являются частью поперечных арматурных стержней.

Выполнение стенового блока с поперечной и продольной арматурой существенно увеличивает прочностные характеристики блока, а выполнение блока с выпусками поперечной и продольной стержневой арматуры увеличивает сцепление блока и бетонного заполнения в стене, хотя это и усложняет конструкцию стены в целом.

Как было сказано выше, стеновой блок может выполняться с выпусками поперечной стержневой арматуры, и при этом выпуски арматуры располагаются в областях на боковых поверхностях выступов. Кроме того, области с выпусками поперечной стержневой арматуры на боковых поверхностях выступов расположены периодически, причем протяженность областей составляет от 1 до 2 величин ширины блока, расстояние между областями составляет от 1 до 2 величин ширины блока, а количество выпусков поперечной стержневой арматуры в каждой области составляет величину от 3 до 10.

Стена в грунте может быть выполнена так, что, по меньшей мере, один стеновой блок расположен в стене так, что его вертикальная ось расположена под углом, большим 0° относительно вертикали в месте установления блока.

Стена в грунте может быть выполнена так, что, по меньшей мере, два стеновых блока расположены в стене так, что вертикальная ось одного блока расположена под углом, большим 0° относительно вертикальной оси другого блока.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлен стеновой блок с двумя поперечными сечениями. Один выступ блока выполнен с переменной по длине блока толщиной боковой поверхности выступа.

На фиг.2 представлен стеновой блок с переменными по длине блока толщинами боковых поверхностей выступов, глубиной и шириной пазов. В поперечном сечении блока арматурный каркас с выпусками поперечной стержневой арматуры.

На фиг.3 представлены стена в грунте и стеновой блок с переменными по длине блока толщинами боковых поверхностей выступов и шириной пазов.

На фиг.4 представлен стеновой блок с переменной по длине блока шириной перемычки и глубиной пазов.

На фиг.5 представлен стеновой блок с переменной по длине блока толщинами боковых поверхностей выступов и постоянной шириной пазов.

На фиг.6 представлен стеновой блок с переменной по длине блока толщинами боковых поверхностей выступов и толщиной блока.

На фиг.7 представлен стеновой блок с переменной по длине блока толщинами боковых поверхностей выступов и глубиной пазов.

На фиг.8 представлен стеновой блок с переменной по длине блока глубиной пазов.

На фиг.9 представлен стеновой блок с переменной по длине блока шириной блока.

На фиг.10 представлен стеновой блок с переменной по длине блока толщиной блока.

На фиг.11 представлена схема нагружения блока с эпюрами осевой нагрузки на блок.

На фиг.12 представлена схема нагружения блока, у которого дополнительные поверхности расположены под острым углом к направлению действия осевой нагрузки.

На фиг.13 и фиг.14 представлены в изометрии фрагменты блоков с дополнительными выступами.

В конце описания представлены таблицы со сравнительным анализом характеристик различных стеновых блоков.

Осуществление изобретения

В разделе приведены примеры реализации изобретения со ссылками на чертежи.

На фиг.1 изображена стена в грунте и основной элемент стены в грунте - стеновой блок 1, выполненный в виде армированного бетонного тела, содержащий две боковые поверхности 2 и 3. Стеновой блок опирается на несжимаемый грунт 100. С внешней стороны блока расположено бетонное заполнение 101. Стеновые блоки и бетонное заполнение формируют стену в грунте.

На боковой поверхности 2 расположены выступы 4 и 5 и паз 8. На боковой поверхности 3 расположены выступы 6 и 7 и паз 9. Выступы 4, 5 и 7 выполнены с постоянной по длине блока толщиной боковой поверхности выступа. Выступ 6, расположенный на боковой поверхности 3, выполнен с переменной по длине стенового блока толщиной боковой поверхности выступа.

Блок представляет собой элемент условно двутаврового поперечного сечения. Выступ 6 имеет наименьшую толщину 10 и наибольшую толщину 11. Расстояние от поперечной плоскости с наименьшей толщиной боковой поверхности выступа до поперечной плоскости с наибольшей толщиной боковой поверхности выступа обозначено на чертеже позицией 12. Весь блок по длине может быть разбит на участки. На чертеже показано два участка, первый из которых между поперечными плоскостями 13 и 14, второй - между поперечными плоскостями 15 и 16. И на каждом из участков толщина боковой поверхности выступа по длине участка уменьшается до величины минимальной толщины боковой поверхности выступа на этом участке, а затем увеличивается до величины максимальной толщины боковой поверхности выступа на этом участке.

Поверхности, в частности грани 13 и 39, являются торцевыми. Поверхности 40 и 41 являются лицевыми.

На каждом из участков стенового блока отношение максимальной толщины боковой поверхности выступа к минимальной толщине боковой поверхности выступа составляет величину два.

Для изготовления бетонного тела блока могут использоваться бетоны различных классов: бетоны на неорганических вяжущих (цементные бетоны, гипсобетоны, силикатные бетоны и др.) и бетоны на органических вяжущих (асфальтобетоны и пластбетоны).

Наиболее предпочтительными являются цементные бетоны, которые в зависимости от объемной массы подразделяются на особо тяжелые (более 2500 кг/м³), тяжелые (от 1800 до 2500 кг/м³).

Особо тяжелые бетоны имеют марки от 100 до 300 (с временным сопротивлением на сжатие ˜10-30 МН/м²⁾, тяжелые бетоны - от 100 до 600 (с временным сопротивлением на сжатие ˜10-60 МН/м²).

Для изготовления высокопрочных бетонных блоков могут использовать марки высокопрочных бетонов - от 800 до 1000 (с временным сопротивлением на сжатие ˜80-100 МН/м²).

На фиг.5 показан блок, у которого все выступы стенового блока выполнены с переменной по длине стенового блока толщиной боковых поверхностей выступов.

При этом у блока отношение максимальной толщины боковой поверхности одного выступа в сечении И-И (точнее, в сечении на разрезе И-И) к минимальной толщине боковой поверхности выступа в сечении К-К составляет величину четыре. При этом ширина и глубина паза по длине блока не изменяются.

На фиг.6 показан блок, у которого отношение максимальной толщины боковой поверхности выступа в сечении Л-Л к минимальной толщине боковой поверхности выступа в сечении М-М составляет величину сто. При этом у этого блока по его длине изменяется глубина паза, а ширина паза по длине блока постоянна. Данный блок содержит выпуски продольной стержневой арматуры 53.

Величина отношения максимальной толщины боковой поверхности выступа к минимальной толщине боковой поверхности выступа задается исходя из того, какое осевое усилие необходимо передать от бетонного заполнения на тело блока (или наоборот). Заявленная в изобретении конструкция стенового блока позволяет его использовать в стене, у которой осевой или вертикальное опирание идет не только на блок, но и частично на бетонное заполнение между блоками. При этом бетонное заполнение передает усилие 19 (смотри фиг.1) на стеновой блок не только по поверхности их сцепления, но и через "уступы" или "дополнительные выступы" 18 (смотри фиг.1) и 17 (смотри фиг.13) на боковых выступах стенового блока. Величина передаваемого усилия зависит от площади "уступа" и угла ориентации его поверхности относительно действующей осевой силы.

Расстояние от поперечной плоскости с наименьшей толщиной боковой поверхности выступа до поперечной плоскости с наибольшей толщиной боковой поверхности выступа задается, также исходя из того, какое осевое усилие необходимо передать от бетонного заполнения на тело блока, а также от того, в каком месте относительно блока будут передаваться максимальные нагрузки на блок. На фиг.1 это расстояние составляет две максимальные толщины боковой поверхности выступа от верхней торцевой поверхности блока.

Стеновой блок содержит арматурный каркас, включающий продольные стержни 28 (смотри фиг.1) и 29 (смотри фиг.2), поперечную арматуру 30 и 31, а также стержни-анкеры 32 и 33 для крепления листовой арматуры 34.

Арматура увеличивает нагрузки как осевые, так и поперечные, которые может выдержать стеновой блок. Причем для увеличения сцепления блока с бетонным заполнением в стене на блоке могут быть выполнены выпуски поперечной стержневой арматуры 35, 36,37 и 38, выступающие за поверхность блока, в частности за боковую поверхность выступов, на расстояние, составляющее величину от 0.3 до 0.75 от расстояния между блоками в стене.

Листовая арматура 34 выполняет роль гидроизоляции стены в грунте.

На фиг.2 показано, что выступы могут выполняться с переменной толщиной боковой поверхности для размещения на утолщениях выпусков поперечной стержневой арматуры. На каждом утолщении выступа расположено по три выпуска арматуры.

Стеновой блок (смотри фиг.1) конструктивно может выполняться так, что продольный паз на одной из боковых поверхностей стенового блока выполнен с переменной по длине стенового блока шириной паза. Также стеновой блок (смотри фиг.3) конструктивно может выполняться так, что продольные пазы на двух боковых поверхностях стенового блока выполнены с переменной по длине стенового блока шириной пазов. В сечении Д-Д - максимальная ширина паза, в сечении Е-Е - минимальная ширина паза. При этом изменяются по длине блока и толщины боковых поверхностей выступов.

На участке блока (смотри фиг.3) между поперечными сечениями Д-Д и Е-Е отношение максимальной ширины паза к минимальной ширине паза составляет величину 1.3. На участке блока (смотри фиг.7) между торцевыми поверхностями отношение максимальной ширины паза к минимальной ширине паза составляет величину 3.

Расстояние между плоскостью с максимальной шириной паза и плоскостью с минимальной шириной паза равно длине стенового блока.

Блок (смотри фиг.2) выполнен с пазами, имеющими переменные по длине блока глубины. В поперечных сечениях В-В и Г-Г отношение максимальной глубины паза к минимальной глубине паза составляет величину 1.3. Пазы у данного блока в поперечном сечении имеют форму части окружности. На практике могут реализовываться блоки, у которых в поперечном сечении пазы выполнены в форме части овала (в частности, эллипса).

Блок (смотри фиг.4) также выполнен с пазами, имеющими переменные по длине блока глубины. Блоки, представленные на фиг.7 и 8, выполнены с пазами, имеющими переменные по длине блока глубины. У этих блоков глубина паза непрерывно уменьшается на протяжении всей длины блока. На этих блоках реализуется равномерная передача осевых усилий от бетонного заполнения на тело блока по всей его длине.

Для увеличения поверхности сцепления и осевых сил, передаваемых в стене на блок от бетонного заполнения и от блока на бетонное заполнение, стеновой блок конструктивно выполнен с переменной по длине стенового блока шириной перемычки между пазами блока (смотри фиг.2, фиг.4, фиг.6, фиг.7 и фиг.8).

При этом стеновой блок (смотри фиг.4, сечение Т-Т) по своей длине содержит два участка, и на каждом из участков ширина перемычки по длине участка уменьшается до величины минимальной ширины перемычки на этом участке (участки между поперечными сечениями 42 и 43, а также между поперечными сечениями 44 и 45), а затем увеличивается до величины максимальной ширины перемычки на этом участке (участки между поперечными сечениями 43 и 44, а также между поперечными сечениями 45 и 46).

Сечения Ж-Ж и З-З фигуры 4 также показывают увеличение и уменьшение ширины перемычки.

Стеновой блок конструктивно может быть выполнен с переменной по длине стенового блока шириной блока (смотри фиг.9). При этом стеновой блок по своей длине содержит два участка между поперечными плоскостями 47 и 48, а также между сечениями 48 и 49, где ширина блока по длине участка уменьшается до величины минимальной ширины блока на этом участке, а затем увеличивается до величины максимальной ширины блока на этом участке.

Отношение максимальной ширины блока к минимальной ширине блока составляет величину 1.2. И на каждом из вышеупомянутых участков стенового блока расстояние между поперечным сечением с максимальной шириной блока и поперечным сечением с минимальной шириной блока составляет величину 1-го максимального значения ширины блока на участке.

Стеновой блок конструктивно может быть выполнен с переменной по длине стенового блока толщиной блока (смотри фиг.10). При этом стеновой блок по своей длине содержит два участка между поперечными плоскостями 50 и 51, а также между сечениями 51 и 52, где толщина блока по длине участка уменьшается до величины минимальной толщины блока на этом участке, а затем увеличивается до величины максимальной толщины блока на этом участке.

Отношение максимальной толщины блока к минимальной толщине блока составляет величину 1.2. И на каждом из вышеупомянутых участков стенового блока расстояние между поперечным сечением с максимальной толщиной блока и поперечным сечением с минимальной толщиной блока составляет величину 1-го максимального значения толщины блока на участке.

Причем описанные блоки (кроме блока, изображенного на фиг.5) выполнены с переменной по длине стенового блока площадью поперечного сечения.

Изготовление стены в грунте может быть разбито на три этапа. Первый этап - изготовление стеновых блоков и подготовка бетона для бетонного заполнения в стене. Второй этап - разработка траншеи и форшахты. Третий этап - установка блоков в траншею и заливка бетонного заполнения.

Стеновые блоки изготавливаются в профилированной инвентарной опалубке. Изготовление блока включает следующие операции:

- сборка опалубки на поддоне;

- заготовка и монтаж пространственного арматурного каркаса и закладных деталей, в частности строповочных петель. Арматурный каркас крепится к листовой арматуре, расположенной на поддоне;

- обработка опалубки веществом (маслянистой жидкостью, в частности моторным маслом), предотвращающим скрепление бетона с опалубкой;

- укладка в опалубку бетонной смеси;

- уход за бетоном, включая меры по уплотнению и ускорению его твердения;

- контроль затвердевания;

- распалубирование со снятием стенового блока с поддона.

Формой опалубки в поперечной и продольной плоскостях задается конфигурация выступов, пазов и перемычки по длине стенового блока. Кроме того, с помощью опалубки задаются изменяющиеся по длине блока ширина и толщина блока. Опалубки стеновых блоков, изображенных на фиг.1, фиг.3, фиг.5, фиг.8, изготавливаются из фанерных листов с замковыми устройствами. Опалубки стеновых блоков, изображенных на фиг.2, фиг.7, фиг.9, фиг.10, изготавливаются из металлических труб различного диаметра и конусности (формирующих поверхности пазов), а также фанерных листов (формирующих поверхности выступов и лицевых сторон).

Практика показывает, что в зависимости от формы и размеров поперечного сечения блока его погонная масса может составлять от 0.3 до 1 т/м.

Технология возведения стены в грунте предусматривает разработку форшахты и траншеи под глинистым раствором. В траншею с глинистым раствором устанавливают стеновые блоки. Стеновые блоки крепятся к форшахте или опираются на форшахту с помощью технологических приспособлений, например с помощью стержней выносной продольной арматуры. Затем осуществляют омоноличивание зазоров между стеновыми блоками бетонным заполнением. При омоноличивании бетонную смесь через бетонолитную трубу подают в траншею, заполненную глинистым раствором. Бетонная смесь вытесняет глинистый раствор и заполняет пространство между блоками в стене.

Для бетонного заполнения могут использоваться бетоны различных классов: бетоны на неорганических вяжущих (цементные бетоны, гипсобетоны, силикатные бетоны и др.) и бетоны на органических вяжущих (асфальтобетоны и пластбетоны).

В стенах наиболее предпочтительными являются цементные бетоны, которые в зависимости от объемной массы подразделяются на особо тяжелые (более 2500 кг/м³), тяжелые (от 1800 до 2500 кг/м³), легкие (от 500 до 1800 кг/м³) и особо легкие (менее 500 кг/м³).

Особо тяжелые и тяжелые бетоны предназначены для изготовления железобетонных стеновых блоков и бетонного заполнения специальных защитных сооружений, железобетонных и бетонных конструкций промышленных и гражданских зданий, гидротехнических сооружений, транспортных и др. сооружений.

Легкие бетоны изготовляют на гидравлическом вяжущем и пористых искусственных или природных заполнителях. Они могут применяться в качестве бетонного заполнения в стенах, выполняющих роль ограждения.

Особо легкие бетоны применяют в стенах главным образом как теплоизоляционные материалы.

Для бетонного заполнения в стене используются бетоны, имеющие временное сопротивление на сжатие от 0.5 до 1000 МН/м².

Особо тяжелые бетоны имеют марки от 100 до 300 (временное сопротивление на сжатие ˜10-30 МН/м²⁾, тяжелые бетоны - от 100 до 600 (временное сопротивление на сжатие ˜10-60 МН/м²).

Марки высокопрочных бетонов - от 800 до 1000 (временное сопротивление на сжатие ˜80-100 МН/м²).

Легкие бетоны на пористых заполнителях имеют марки от 25 до 200 (временное сопротивление на сжатие ˜2,5-20 МН/м²), особо легкие бетоны - от 5 до 50 (временное сопротивление на сжатие ˜0,5-5 МН/м²).

Для изготовления стены совместно с бетонами используют различные заполнители.

Последовательность работ по созданию стены следующая.

Возводят форшахту и раскрывают траншею, дно которой представляет собой, например, водоупорный практически не сжимаемый грунт. Стеновые блоки (конструкция которых изображена на фиг.1) устанавливают в траншею с помощью козловых, башенных или стреловых кранов с грузоподъемностью, достаточной для подъема и установки блока. Нижний торец блока опирают на водоупорный практически не сжимаемый грунт, причем блок ориентируют в пространстве вертикально, т.е. его лицевая поверхность и боковая поверхность выступов ориентирована под углом 0° относительно отвеса или поверхности перпендикулярны рабочей поверхности уровня. Верхнюю часть блока закрепляют на форшахте.

Такая ориентация блока позволяет максимально увеличить осевую (вертикальную) нагрузку на блок.

В зависимости от задач, возлагаемых на блок, нижний торец блока могут опирать на водоупорный практически не сжимаемый грунт, ориентируя блок пи этом в прост