В. Т. Гузченко, М. А. Лісневський (дііт) класифікація підпірних стін
жүктеу/скачать 413 Kb. Pdf көрінісі
|
| Основна частина
Підпірною стіною називається споруда, що утримує ґрунт від обвалення в укосах насипів і виїмок. Грань стіни, звернена в бік засипки, назива- ється задньою, а грань, звернена в протилежну сторону – передньою. Розрізняють такі форми вільної поверхні ґрунту за підпірною стіною: горизонтальну; укіс що піднімається; падаючий укіс; напівукіс; ламану, не сплановану. Класифікація підпірних стін може бути про- ведена за різними ознаками. 1. За призначенням. За цією класифікаці- єю дуже складно розділити, так як в даний час підпірні стіни знаходять надзвичайно велике і різноманітне застосування в будівництві. Однак можна все ж розділити підпірні стіни на стіни, що підтримують насип, і стіни, що захищають виїмки.
2. За характером роботи потрібно розріз- няти наступні підпірні стіни, що окремо стоять і пов’язані з прилеглими спорудами. Крім того, слід розрізняти підпірні стіни, які не піддають- ся тиску води, і гідротехнічні. 3. По висоті підпірні стіни підрозділяються на низькі – заввишки до 10 м, середні – висотою від 10 до 20 м і високі – висотою більше 20 м. 4. За матеріалом підпірні стіни можуть ви- готовлятися із залізобетону, бетону, бутобето- ну, бутової або цегельної кладки, різних де- рев’яних або металевих конструкцій. Останнім часом, особливо в зарубіжній практиці будів- ництва все ширше застосовуються підпірні сті- ни з застосуванням сучасних синтетичних ма- теріалів. 5. За принципом роботи розрізняють такі типи підпірних стін: 5.1. Гравітаційні підпірні стіни, які в свою чергу можна розділити на масивні, напівмасив- ні, тонкоелементні і грунтозаповнені. 5.1.1.
Масивні підпірні стіни, стійкість яких забезпечується в основному їх власною вагою і матеріал (бетон, бутова або цегляна кладка) відчуває переважно стискаючі зусилля (рис. 1). В залежності від нахилу задньої грані можна розділити підпірні стіни на круті, пологі і лежачі. Залежно від форми поперечного пере- різу – на прямокутні, трапецеїдальні з похилою задньою і/або передньою гранню, нахилені в бік засипки, із ступінчастою задньої гранню, з розвантажувальним майданчиком та ін;
Рис. 1. Масивна підпірна стіна 39 5.1.2.
Напівмасивні підпірні стіни, стійкість яких забезпечується як власною вагою стінки, так і вагою ґрунту, який лежить на фун- даментній плиті (рис. 2). Такі стіни зазвичай являють собою конструкцію з армованого бе- тону, в якій розтягуючі зусилля сприймаються сталевою арматурою.
Рис. 2. Напівмасивна підпірна стіна 5.1.3. Тонкоелементні (кутового типу) підпірні стіни, зазвичай складаються з жорстко пов’язаних один з одним лицьових і фундамен- тних плит (рис. 3). Стійкість стін цього типу забезпечується в основному вагою ґрунту над фундаментної плитою і лише в невеликому ступені власною вагою. Вони отримали най- більш широке поширення в будівництві. Такі стіни можуть виконуватися з розвантажуваль- ними майданчиками, фундаментні плити мо- жуть виготовлятися горизонтальними, для збі- льшення опору зрушенню - похилими і з ши- пом.
По конструкціях кутові підпірні стіни мо- жуть бути виконані монолітними, збірно- монолітними, а також збірними. Збірні кутові стіни можуть виготовлятися заводським спосо- бом - серійно і високої якості. Збірні кутові пі- дпірні стіни дозволяють економити час будів- ництва, поліпшити якість і контроль виробів.
Рис. 3. Тонкостіна кутова підпірна стіна Добре вивченим варіантом кутових підпір- них стін є стіни-оболонки. Вони складаються з лицьової плити у формі оболонки і фундамент- ної плити, яка може бути плоскою або у вигляді оболонки. В кутових стінах найбільш доцільно використовувати оболонки, момент опору пе- рерізу яких зростає зверху вниз – відповідно до зростання епюри згинальних моментів. Цією властивістю володіють оболонки типу гіпербо- лічного параболоїда і коноїда. Поряд з гіпербо- лічним параболоїдом і коноїдом, які є оболон- ками подвійної кривизни, запропоновано більш прості форми оболонок – складчасті, які не ма- ють зазначених властивостей зміни моменту опору, але більш технологічні при виготовлен- ні, так як складаються з окремих плоских плит. Необхідно відзначити, що у всіх без винятку випадках заміни площинних конструкцій залі- зобетонних підпірних стін на просторові дося- гається суттєвий техніко-економічний ефект, що полягає не тільки в різких скорочення ви- трат матеріалів (особливо арматурної сталі), але і в зниженні трудомісткості будівельно- монтажних робіт і загальної вартості зведення стін. До того ж, такі підпірні стіни мають візуа- льну привабливість лицьової поверхні. 5.1.4. Грунтозаповнені підпірні стіни складаються з різного роду конструкцій запов- нених ґрунтом (рис. 4). Це можуть бути пусто- тілі ящики (рис. 5), які встановлюються в один, два і більше ярусу і заповнюються ґрунтом. Ящики можуть виготовлятися із залізобетону, металевих профільованих листів. Сюди ж слід віднести наскрізні конструкції зі збірних залі- зобетонних блоків або металевих профільова- них листів. Широко поширеним варіантом гру- нтозаповнених підпірних стін є стіни з габіонів різних конструкцій.
Рис. 4. Рекомендована схема установки ящиків в підпірній стінці: 1 – низький ящик; 2 – високий ящик
40 Їх перевагами є: низька матеріаломісткість; висока опірність навантажень; корозійна стій- кість від дії води і ґрунту, атмосферних впли- вів, наносів; проникність і пористість констру- кцій, яка забезпечує дренування зворотної за- сипки; гнучкість, яка дозволяє цій структурі поглинати осідання ґрунту без руйнування спо- руди. Грунтозаповнені підпірні стіни доцільно ви- конувати біопозитивними, заповнювати їх ли- цьову поверхню рослинним ґрунтом з наступ- ним посівом і висадкою рослин. Стійкість спо- руди забезпечується: а) власною вагою; б) вла- сною вагою і анкеруванням до армованого ґрунту зворотної засипки. 5.2. Контрфорсні підпірні стіни складаються з фундаментної і лицьової конструкцій, для збі- льшення жорсткості між якими влаштовуються контрфорси або поперечні ребра (рис. 6). Ли- цьова конструкція сприймає горизонтальний тиск ґрунту і передає його на контрфорси. Контрфорси, в свою чергу, передають наванта- ження на фундаментну конструкцію.
Рис. 6. Контрфорсна підпірна стіна Традиційно, такі підпірні стіни виконували- ся із залізобетону з щільною лицьовою части- ною і масивними контрфорсами. Більш еконо- мічними рішеннями по витраті бетону і сталі є контрфорсні підпірні стіни, в яких в якості ли- цьової конструкції використовуються різної форми оболонки або мембрани, а контрфорс являє собою буронабивну палю вище рівня ґрунту, дві посічені палі або палю з розширен- ням ствола нижче рівня ґрунту. В контрфорс- них підпірних стінках використовуються цилі- ндричні, параболічні і коноїдалні оболонки. Ці типи оболонок у напрямку хвилі (тобто в на- прямку прольоту між сусідніми контрфорсами) працюють переважно на стиск з невеликими крайовими моментами, що дозволяє практично виключити робочу арматуру і значно знизити товщину оболонки. Цікаві коноїдальні оболон- ки, стріла підйому яких зростає зверху вниз пропорційно зростанню активного тиску ґрун- ту, тому оболонка одинаковоміцна у всіх пере- тинах.
Поряд з низкою типів підпірних стін у фор- мі оболонок запропоновано виконання біопози- тивних підпірних стін, тобто стін з лицьовими плитами у формі оболонок, які мають горизон- тальні майданчики з відкритим ґрунтом, в яко- му висаджують в’юнкі рослини, і таким чином отримують озеленену вертикальну поверхню фасаду. Відомо, що саме зелена поверхня не викликає втоми очей водіїв на автодорогах. Аналогічно, як свідчать деякі дослідники, впливає і немонотонна лицьова поверхня підпі- рних стін-оболонок. Контрфорсні підпірні стіни з вертикальним розташуванням мембран в якості лицьових елементів володіють зниженою витратою бето- ну і арматурної сталі. В якості мембран можуть застосовуватися полотна зі склопластику, скло- тканини, поліетилену, поліпропілену. Такі сті- ни можуть бути з анкерами, які утримують контрфорси, і без анкерів. Гнучка мембрана може мати циліндричну (рис. 7, а) або коноїда- льну форму (див. рис. 7, б). З точки зору еко- номії матеріалів переважає коноїдальна форма, тобто трохи нагадує коноїда форма поверхні, яка приймається мембраною при ущільненні ґрунту засипки. Так як тонка мембрана (товщи- ною менше 1 см) дуже схильна до механічних пошкоджень, доцільно прикріпити захисно- декоративний екран на лицьовій поверхні сті- ни, прикріпленого до контрфорсів (див. рис. 7, в). Для зниження витрат матеріалів конструкція екрану може бути з отворами. Простір між екраном і мембраною можна запо- внити ґрунтом, в який корисно висаджувати декоративні рослини. Таким поділом функцій (мембрана – несуча конструкція, а екран – за- хисна) може бути створена легка й виразна під- пірна стіна. Цікавою конструкцією є анкерно-
контрфорсні підпірні стіни. Вони складаються з особових плит і контрфорсів, розташованих з боку ґрунтової засипки та затиснених в ній, тобто є одночасно жорсткими анкерними еле- ментами. Ці конструкції дозволяють залучити ґрунт в роботу споруди та реалізувати несучу здатність системи «споруда – ґрунт», знизивши при цьому матеріаломісткість конструкції. 41
Рис. 7. Варіанти матеріалозберігаючих підпірних стін з застосуванням мембранних матеріалів: а) – контрфорсні з циліндричними мембранами; б) – те ж, з коноїдальними мембранами; в) – те саме, з декоративним і захисним екраном; г) – з мембранними лицьовими елементами і гнучкими, армуючими ґрунт анкерами; 1 – мембранний лицьовий елемент; 2 – гнучкий анкер; 3 – мембрана, 4 – рамка, 5 – ґрунт; 6 – захисний екран
5.3. Підпірні стіни на пальовому фундаменті на відміну від стін на природній основі зво- дяться на палях (рис. 8). Застосовуються вони головним чином при недостатній міцності ґру- нтів під підошвою підпірної стіни. Наванта- ження передаються палями на глибокі міцніші шари ґрунту. Існують різні варіанти устрою пальового основи, що розрізняються видом за- стосовуваних паль, їх взаємним розташуванням і технологіями зведення. Також можливі різні варіанти конструкції, що сприймають горизон- тальний тиск ґрунту. Це може бути масивна стіна, кутова у формі плоскої плити або оболо- нки, жорстко пов’язаної з пальових ростверком.
Рис. 8. Підпірні стіни на пальовому фундаменті 5.4. Підпірні стіни з паль є підпірні споруди, що виконуються з паль різних видів і техноло- гій зведення, які можуть розташовуватися в один або більше рядів. Ряди паль доцільно об’єднувати загальним ростверком. 5.5. Підпірні стіни з армованого ґрунту. Це підпірні стіни з лицьовими елементами у ви- гляді малорозмірних збірних плит або оболонок з металу, залізобетону, бетону або пластмас і заанкерених в насипний ґрунт з пошаровим ущільненням за допомогою гнучких смугових анкерів, сіток або суцільних мембран. Хоча во- ни отримали назву конструкцій з армованого ґрунту, було б правильніше сказати, що вони є стінами із застосуванням армованого ґрунту і збірних особових плит. Розвиваються методи армування насипного ґрунту з подальшим ущільненням, в тому числі пошарове армування смугами або мембранами, і дисперсне армування добавкою в ґрунтову суміш синтетичних волокон. Переваги арму- вання полягають у можливості все більшого включення в роботу обсягу ґрунту. Слід зазначити повністю мембранні підпірні стіни, в яких гнучкі мембрани, що сприймають тиск ґрунту, передають зусилля на анкерні го- ризонтально розташовані мембрани. Підпірні стіни з армованого ґрунту можуть бути альтернативним варіантом практично у всіх випадках застосування традиційних підпі- рних стін різних конструкцій. 5.6. Тонкі (консольні) підпірні стіни (рис. 9), стійкість яких забезпечується защемленням їх в основу. До цього типу належать шпунтові під- пірні стіни, а також зведені методом «стіна в 42
ґрунті». Для зменшення глибини закладення таких стінок, розміри їх перетину, а також для підвищення їх жорсткості застосовуються ґрун- тові анкери різних конструкцій, або армування ґрунту зворотної засипки, що знижує бічний тиск ґрунту на стіну.
Рис. 9. Підпірні стіни на пальовому фундаменті 5.7. Пальово-анкерна споруда. Спорудження утворюється з вертикальних залізобетонних буронабивних паль, яке складаються як міні- мум із двох паралельних рядів паль на схилі гір і розташованих у шаховому порядку в плані. Ростверки нижнього ряду паль похило з’єднуються за допомогою анкерних тяг палями верхнього ряду в результаті утворюється ком- плексне споруда з жорстких паль і гнучких за- лізобетонних анкерних тяг (рис. 10).
Рис. 10. Пальово-анкерна споруда: а – трирядове розташування паль; б – розрізи по А-А; Б-Б; В-В; 1 – ростверк – пояс; 2 – нахилений залізобетонний анкер; 3 – буронабивні палі; 4 – анкерна плита, 5 – поверхня схилу
5.8. Мобільна підпірна стінка (рис. 11).. Пі- дпірна стінка складається з фігурних бетонних блоків у формі «їжака», криволінійні верхні і нижні поверхні яких забезпечені відповідно 4 і
безпечені трикутними вертикальними виїмка- ми, які є при монтажі сполучною шпонкою. Крім того в середині блоку передбачено верти- кальний отвір для розміщення арматурних штирів.
Замість поздовжніх ребер можуть бути ша- хово-розташовані зуби (клиноподібні невеликі виступи). По висоті вертикальні, а в плані кри- волінійні розташування блоків створює захисну дугоподібну підпірну стінку. Вільне зміщення верхніх і нижніх блоків відносно один одного створює мобільну конструкцію стінки, яка мо- же приймати будь-яку форму поверхні схилу або укосу. Блоки монтуються за схемою цегля- ної кладки. Блоки монтуються за схемою цег- ляної кладки. Уздовж стінки шва кладки пе- рев’язуються в кожному ряду. Таким чином, в утворений наскрізний вертикальний отвір став- ляться арматура і кінці у зоні трикутних виїмок блоків замонолічуються бетоном.
Рис. 11. Мобільна підпірна стінка: а – загальний вид стінки; б – фігурний блок; в, г – фрагме- нти з’єднання блоків; д – аркова форма
жүктеу/скачать 413 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|