Подпорные стены предназначены поддерживать от обрушения находящийся за ними грунт. Широко применяются на дорогах для поддержания и защиты от разрушения или сплыва крутых откосов насыпей или выемок, когда по условиям местности не представляется возможным устроить откосы нормальной крутизны. Подпорные стены (рис. 9.1) соору-
Рис. 9.1. Бетонные и каменные подпорные стены: а, д — подпорные стены с вертикальной передней стенкой; б, г — подпорные стены с наклонной передней стенкой; в — подпорная стена со ступенчатой передней стенкой; 1 — облицовка; 2 — фундамент; Н — высота стены до обреза
 |
| Рис. 9.2. Морская подпорная стена: 1 — дренаж за стеной; 2 — отверстие для выпуска воды из-за стены |
жаются в случаях, когда путь проходит на косогорных и прибрежных участках вдоль обрывистых берегов рек, озер, морей (рис. 9.2) и на подходах к тоннелям. На дорогах, проходящих по косогорам, для уменьшения объемов земляных работ сооружаются низовые и верховые подпорные стены; в первом случае на уровне проезжей части дороги находится основание стены, во втором — ее верхняя площадка. Форма, размеры, материал и способ постройки подпорных стен выбирается в зависимости от геологического строения местности, крутизны поддерживаемого откоса или конфигурации косогора, по которому проходит дорога. Подпорные стены сооружаются монолитными и сборными из железобетона, бетона или бутобетонной кладки, каменной кладки (сухой или на растворе).
Удерживая грунт от обрушения, подпорные стены должны иметь достаточные размеры и массу, чтобы устоять на месте. В противном случае грунт может сдвинуть стену. Легкая стена с узким фундаментом может быть опрокинута грунтом вокруг нижнего ребра фундамента. Ширина фундамента может обуславливаться и давлением на грунт. Фундаменты подпорных стен закладываются на надежном естественном основании ниже глубины промерзания грунта, при необходимости устраиваются свайные фундаменты. Для обеспечения нормального стока воды и исключения возможности скопления ее за стеной в стенах устраиваются выпускные отверстия размером 15×15 см и застенные дренажи из щебня или гравия. Задние поверхности стен покрываются обмазочной гидроизоляцией. Лицевая сторона подпорной стенки может быть вертикальной или наклонной. Для защиты земляного полотна, расположенного на берегу моря, устраиваются специальные типы подпорных стен, у которых лицевая поверхность со стороны моря имеет криволинейное очертание. При необходимости передняя грань подпорной стены облицовывается прочным камнем, иногда чистой тески. По форме поперечного сечения массивные подпорные стены различны, однако для всех их характерно уширение книзу. Различия конструктивных форм определяются назначением стены, материалом и местными усло-
Рис. 9.3. Железобетонные подпорные стены: а — уголковая стена; б — контрафорсная стена; в — стена с диафрагмами жесткости; 1 — лицевая стена; 2 — фундаментная плита; 3 — ребро жесткости (контрафорс); 4 — диафрагмы; 5 — задняя стена; 6 — усиление стены
Использование железобетона позволяет резко снизить толщину стен, создавать конструкции, не выполнимые из камня. Железобетонные стены, как и массивные, разделены по длине швами на звенья (рис. 9.3). Применяются и сборные конструкции из железобетонных брусьев; такая стена в виде ряжа, засыпанная грунтом, проста в сборке и не требует специальных дренирующих устройств. При опасности размыва такая стена заполняется не грунтом, а камнем. Устраивают и стены, сооруженные из габионов, но из-за ржавления и разрушения сетки такие стены носят временный характер. Применяются стены в виде шпунтового ограждения. Они выглядят как сплошное ограждение из свай, металлических или железобетонных шпунтин. Устойчивость против опрокидывания шпунтовых стен создается исключительно глубиной заделки их в грунт. Надзор и уход за подпорными стенами в основном такой же, как и за другими массивными конструкциями из соответствующих материалов.
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Зачастую, строительство зданий и сооружений происходит на земельных участках, имеющих сложный рельеф, например, территория строительства характеризуется резкими перепадами высот в горах или на склонах холмов. В данных случаях, для уменьшения объемов земляных работ и правильной организации рельефа, необходимо устраивать специальные сооружения, называемые подпорными стенами. Подпорная стена – это инженерное сооружение, предназначенное для предотвращения обрушения и сползания массивов грунта, находящихся на склонах или перепаде высот. Как правило, подпорные стенки, помимо своего непосредственного назначения в удержании вышележащего грунта, проектируются с учетом архитектурных особенностей местности, благодаря чему они получили широкое распространение в ландшафтном проектировании.
Все мы любим путешествовать и, наверняка, многие объездили половину нашей необъятной Родины на своем личном автомобиле. В ходе таких путешествий, скорее всего, Вы обращали внимание, что вдоль дорог устроено множество подпорных стен, которые имеют различные очертания и конструкции, а также материалы, из которых они изготовлены. Например, как Вы могли заметить, в горах Кавказа, подпорные стены, идущие вдоль автомобильной дороги, как правило, выполнены из местного материала – скальной породы, а, например, путешествуя в Европу на своем автомобиле по трассе М1, могли увидеть монолитные ж/б подпорные стены. И, действительно, проектируются и выполняются подпорные стены из различных материалов (сборный или монолитный железобетон, бут, бетон и каменная кладка), и применение конкретного вида материала обуславливается экономической целесообразностью. Например, в горах, в связи с избытком камней, подпорные стены устраивают из бута или тесаных камней, тогда как в регионе, имеющем рядом бетонный завод, устройство подпорной стены целесообразней выполнить из бетона или железобетона. Помимо того, что подпорные стены различаются по материалам, они подразделяются в зависимости от принципов их работы. Так, различают два вида подпорных стен: массивные и тонкостенные. Устойчивость на сдвиг и опрокидывание массивных подпорных стен обеспечивается за счет их массы, в то время как у тонкостенных подпорных стен это обеспечивается за счет их геометрии, массы, а также веса грунта, вовлекаемого конструкцией стены в работу. Эти типы подпорных стен имеют свои плюсы и минусы. Так, массивные подпорные стены при строительстве более материалоемкие и трудоемкие, и в основном возводятся при наличии местных материалов, в то время как применение тонкостенных конструкций позволяет сократить расход материала, но при этом главным фактором тут будет являться близость производственных мощностей по изготовлению строительных материалов. Теперь, давайте остановимся на более подробном описании габионных подпорных стен, ведь в последнее время они получили широкое применение, как в частном домостроении при благоустройстве участка, так и при дорожном строительстве.
Габионы.
Габионные подпорные стены
Габионом (от фр. слова gabbione – большая клетка) называется проволочная конструкция для наполнения каменными строительными материалами. Изготавливается из жесткой или мягкой стальной сетки. Есть несколько основных типов габионных сеток, но для строительства подпорной стены подходит только сеточная конструкция в виде корзины или короба. Габионные подпорные стенки являются легковозводимыми инженерными сооружениями, предназначенными для технических или декоративных целей. Сеточные конструкции, наполненные камнями различной формы и размера, считаются надежными, прочными и долговечными строительными сооружениями, способными гармонично вписаться в любой дизайн территории. Наполнение габионов натуральным камнем органично впишет всю строительную конструкцию в рельеф местности.
Установка габионов
При строительстве подпорных стен используется ручной труд. Сеточные конструкции доставляют на место монтажа в собранном виде и, после монтажа и крепления к грунту, заполняют камнем. Крепеж передних рядов габионных сеток выполняется с помощью металлических анкеров или арматурных прутов. Сеточные конструкции связывают между собой мягкой стальной проволокой. Наполнять габионную конструкцию можно любыми видами природных или искусственных камней. Основным условием здесь является размер камня. Он должен быть больше размера ячейки габионной сетки. По конструктивному исполнению подпорная стенка может быть сплошной или выполненной в виде ступеней. Основным достоинством габионных конструкций является отсутствие фундамента, что значительно облегчает их монтаж. Благодаря возможности установки габионов без применения цементного раствора их можно возводить круглый год. В особых случаях при крутом наклонном грунте в качестве основания монтируются плоские габионные матрацы толщиной от 20 см. Более тонкие габионы более точно впишутся в рельеф местности. Цилиндрическая габионная конструкция очень редко используется для строительства подпорных стен.
Предназначение габионной подпорной стены
Подпорные стены из габионов хорошо сдерживают объемные грунтовые массивы. Кроме того, габионная стена служит в качестве средства улавливания камней в местах с большой вероятностью камнепадов. Габионные сетки способны отлично пропускать любой поток воды, что положительно сказывается на их состоянии во время наводнений. Таким конструкциям долгое время не понадобится ремонт. Габионы часто используются для дополнительного укрепления горных склонов и откосов. Подпорные стенки из габионов являются оптимальным решением для обустройства природного рельефа с естественным дренажем почвы. Итак, подпорные стены – весьма эффективное средство для удержания вышележащего грунта и предотвращения обрушений, которое достаточно часто используется инженерами в современном проектировании. Относительная простота их монтажа, а также разнообразие дизайна (искусственные или натуральные камни, вид сетки) позволяют не только с легкостью решить проблемы территорий (склоны, горные местности, долины обширно разливающихся рек), связанных с частыми наводнениями, оползнями и сходами селей, но и создать довольно привлекательный ландшафт.
Проектирование стен подвалов
Зачастую, при ограниченном земельном участке с сильным перепадом высот возникает довольно сложная задача разместить будущий дом и при этом получить максимальную площадь застройки. Ввиду ограниченности земельного участка использование подпорной стенки является нерациональным и поэтому прибегают к следующей инженерной хитрости — выполняют стену подвала в качестве подпорной стены. Стоит отметить, что расчет и проектирование стен подвала и подпорных стен выполняется по одной и той же методике, но все же здесь есть ряд нюансов на которые следует обратить внимание. В отличие от подпорной стены, стена подвала является несущим элементом дома и от того насколько надежно она будет запроектирована, будет зависеть надежность нашего дома. Поэтому лучше доверить процесс проектирования стен подвала, да и подпорных стен, расположенных на участке, опытному специалисту, который выполнит сложные инженерные расчеты и конструирование стен подвала. Звоните нам и мы с радостью поможем Вам в данном вопросе.
Содержание частиц размером менее 0,1 мм, % по массе
* Возможность использования глинистых грунтов в качестве обратной засыпки следует обосновать расчетом, учитывая допустимые величины деформаций для данного вида сооружений.
6.3.2* Применение грунтов, содержащих гравелистые включения размером более 50 мм, не допускается. Величина удельного сцепления грунта для целей проектирования, как правило, принимается равной нулю. При наличии специальных исследований на длительную прочность и ползучесть водонасыщенного грунта допускается увеличивать удельное сцепление до 5 кПа. Применение грунтов, обладающих неблагоприятными строительными свойствами и изменяющих свои характеристики под воздействием внешних факторов (просадочных (ГОСТ 23161-78), набухающих (ГОСТ 12248-2010), засоленных и имеющих биологические остатки (ГОСТ 23740-79) и т.д.), в качестве обратной засыпки, как правило, не допускается. Возможность их использования должна быть подтверждена компетентной специализированной организацией.
_________________
* Нумерация соответствует оригиналу. — Примечание изготовителя базы данных.
6.3.3 В качестве засыпки может быть использован известняк с водонасыщением до 29% и естественной влажностью до 23% [3].
6.3.4 В тех частях сооружения, которые подвержены динамическим воздействиям, не следует укладывать грунты, обладающие тиксотропными свойствами [5].
6.3.5 Не рекомендуется использовать когезионную засыпку при строительстве армогрунтовых конструкций с длительным периодом эксплуатации [3].
6.3.6 При подборе грунта армогрунтового сооружения следует руководствоваться данными таблицы 4 [3].
Таблица 4 — Классификация засыпок для подпорных стен и насыпей
Известняк со степенью заполнения пор водой:
Глинистая засыпка (местный грунт)
7 Расчет армогрунтовых сооружений
7.1 Общие положения
7.1.1 Индивидуальный расчет и проектирование армогрунтовых подпорных стен и насыпей рекомендуется производить для участков автомобильных дорог I, II и III категорий согласно норм [7]. Для участков дорог IV и V категорий рекомендуется использовать, в основном, временные сооружения и типовые решения.
7.2 Основные расчетные принципы
7.2.1 При проектировании армогрунтовых сооружений необходимо учитывать, что предельное состояние будет достигнуто при наступлении одного из следующих явлений:
а) полного разрушения или серьезного повреждения;
б) деформации свыше допустимых пределов без разрушения отдельных частей сооружения;
в) других форм разрушений или незначительных повреждений, которые нарушают нормальную эксплуатацию сооружения и требуют непредвиденного обслуживания или сокращают срок эксплуатации сооружения.
Состояние, определенное в пункте а) — это предельное состояние разрушения, а в пунктах б) и в) — предел эксплуатационной надежности.
7.2.2 Расчетная модель должна адекватно описывать предполагаемое поведение армированного грунта. Расчетная методика может основываться на любой из следующих моделей: аналитической; полуэмпирической; численной. Любая расчетная модель должна иметь допустимую погрешность и может включать в себя упрощения [8].
7.2.3 Разрушающую силу, которая используется при расчете, следует принимать такой, чтобы она не превышала предела прочности арматуры при разрыве в конце выбранного расчетного срока службы сооружения. При этом следует учитывать снижение площади сечения арматуры за счет коррозии [3].
7.2.4 При вычислении таких сил необходимо принимать во внимание параметры сопротивления грунта срезу с учетом величины порового давления [3].
7.2.5 При расчете армогрунтового сооружения для полосовой арматуры из сеток, решеток и геотекстильного материала необходимо устанавливать нагрузку на единицу ширины полосы, а для узких полос необходимо устанавливать нагрузку на всю полосу [3].
7.2.6 При расчете рабочего усилия в полимерной арматуре должна быть принята меньшая из характеристик:
— предела текучести при растяжении;
— предельно допустимой деформации при растяжении.
7.2.7 Из-за чувствительности полимерных материалов к изменению температуры расчет при проектировании должен быть проведен для максимальной эксплуатационной температуры в грунте, характерной для площадки строительства [3].
7.2.8 При расчете армогрунтового сооружения необходимо учесть два механизма взаимодействия арматуры с грунтом:
— механизм, при котором потенциальная поверхность разрушения пересекает армоэлементы и прочность связи армоэлементов с грунтом определяется сопротивлением их вырывания (выдергивания) из грунта;
— механизм, при котором потенциальная поверхность разрушения совпадает с поверхностью по меньшей мере одного армоэлемента и прочность связи армоэлементов с грунтом определяется прочностью фрикционной связи [3].
7.2.9 При расчете армогрунтовых сооружений рекомендуется использовать четыре коэффициента запаса [3]:
— , — коэффициенты нагрузки, учитывающие массу грунта;
— — коэффициент запаса, относящийся к внешним динамическим нагрузкам;
— , — коэффициенты запаса, учитывающие характеристики материалов;
— — коэффициент запаса, учитывающий экономические потери от нарушения эксплуатационной надежности конструкции.
7.2.10 Величину коэффициента рекомендуется принимать по таблице 5 [3].
Таблица 5 — Коэффициенты запаса эксплуатационной надежности сооружений
Уровень ответственности сооружений
(ГОСТ Р 54257-2010)