Мал. 1 Типи масивних підпірних стін
а - прямокутні, б - у вигляді паралелограма, в - трикутні, г-криволінійні, д - откосние
• Прямокутні або е вигляді паралелограма.
Як правило, ці стіни економічно виправдані лише при дуже невеликих висотах (до 2-3 м), при цьому стіни з перетином у вигляді паралелограма економічніші в зв'язку зі зменшенням тиску грунту засипки на стіну (ріс.1.а). Кут нахилу стіни вибирається з умови стійкості стіни без засипки. Разом з тим, при використанні похилих стін втрачається частина корисної простору-ства.
• Трикутні або трапецієподібні.
Ці стіни можуть бути з похилою передньою або задньою гранню, або з обома похилими гранями (ріс.1.б, в). Більш економічні профілі з задньої похилою гранню, оскільки в них грунт над задньою гранню бере участь в збільшенні ус-тойчивости стіни.
• Стіни з криволінійними або уступчастими гранями. Товщина стін цього типу на кожній висоті відповідає інтенсивності тиску фунта засипки (ріс.1.г). Ці стіни, які ще називають окресленими по "кривій тиску", найбільш економічні, однак вони більш складні у виробництві і програють у використанні корисного простору.
• Стіни откосние або лежачого типу.
Подібні стіни, наявні на природному схилі і практично не відчувають тиску з боку засипки, мають обмежене застосований-ня в зв'язку з великим програшем корисного простору (ріс.1.д). Найчастіше вони використовуються в якості всякого роду кріплень крутих схилів від розмивів і механічних руйнувань.
За конструктивними особливостями стіни цього типу поділяються на уголковие (рис 2) і контрфорсні (рис. 3).
• Уголковие підпірні стіни є найбільш простий і часто примі-няемое конструкцією. Власне стіною служить вертикальна полку куточка, що сприймає горизонтальне тиск грунту засипки. Горизонтальна полку куточка звернена в сторону засипки і під дією ваги грунту засипки забезпечує загальну стійкість стіни. Уголковие стіни виготовляються як з монолітного. так і зі збірного залізобетону. У разі збірного ис-нання фундаментну плиту має пазів частина, в яку замонолічіва-ється вертикальна (лицьова) плита. Розміри і форма паза дозволяють устанав-Ліван фундаментну плиту з нахилом (до 7-9 град) в сторону засипки, що збільшує стійкість стіни.
Підбір перерізу вертикальної плити уголковой стіни проводиться на ос-нованіі розрахунку її як консольної балки, затисненої внизу і знаходиться під дією горизонтального тиску грунту засипки, тимчасового навантаження на її поверхні і власної ваги стіни. Фундаментна плита рассчіти-ється як консольна балка, завантажена вагою 1 ґрунту засипки та реактивним тиском (опором) грунту підстави. Ширина (виліт) фундаментної плити визначається з умови забезпечення стійкості стіни на перекидання і на зрушення по підошві.
У зв'язку з тим, що гранична опірність зрушенню м'яких глинистих ґрунтів не велика, вильоти фундаментних плит уголкових стін, розташований-них на подібних підставах, як правило, досить великі (0,8-1,0 від висоти стіни). Для зменшення цього розміру часто використовується конструкція стіни з фундаментної плити, що має похилу консоль, введення якої суще-ного зменшує активний тиск грунту на стіну.
В цілому уголковие стіни з гладкою лицьовою вертикальної плитою, як пра-вило, економічно доцільні при висотах 5-8 м. При більшій висоті тиск фунта на вертикальну частину стіни істотно зростає, що призводить до збільшення розмірів перетинів, обсягів залізобетону і відпо-венно - до високої вартості конструкції.
Мал. 2 Монолітна підпірна стіна
• контрфорсних підпірні стіни (рис. 3).
Стіни цього типу економічно виправдані при висотах, великих 8-10 м, зазвичай складаються з 3-х основних елементів: вертикальної плити, фундамент-ної плити і контрфорса. Відстань між контрфорсами приймається рав-ним 2,5-3 м. Введення в конструкцію стіни контрфорсов, що зв'язують між собою лицьову і фундаментну плити, істотно полегшує умови їх ста-ної роботи, так як при наявності контрфорсів фундаментна і лицьова плити працюють як нерозрізні багатопролітні балки або як плити, опер-ті по контуру. При цьому товщина цих елементів стіни істотно змен-шується, що призводить до скорочення обсягу залізобетону і здешевленню кон-струкції в цілому.
Контрфорси працюють і розраховуються як консолі зі змінним по ви-соте стіни тавровим перетином, завантажені горизонтальною і вертикальною навантаженнями, що передаються від лицьової і фундаментної плит. Армування контрфорса, як правило, проводиться в трьох напрямках: в горизонтальному і вертикальному - на реактивні зусилля від плит, а також в похилому (вздовж тильної межі контрфорса) - на вигинає момент.
Контрфорсні стіни можуть виконуватися як в монолітному, так і в збір-ном виконанні. У разі збірного виконання, жорсткість з'єднання елементів-тов стіни забезпечується їх замонолічуванням в спеціально влаштованих пазах.
• Комбіновані підпірні стіни можуть мати різну конструкцію. Широко поширені комбіновані стіни з розвантажувальними май-ками (ріс.3.а), розміщеними на стіні з боку засипки. Розвантажувальні пло-щадки, горизонтальні або похилі, істотно зменшують тиску грунту засипки, що призводить до зменшення як поперечних, так і загальних раз-мерів стіни. Виліт розвантажувальних майданчиків при їх конструктивному оформленні у вигляді консолі зазвичай приймають не більше 20-25% від загальної висоти стіни. При необхідності збільшення вильоту розвантажувального майданчика викорис-ся різні опорні пристрої, які зменшують изгибающие мо-менти не тільки в самому майданчику, а й в лицьовій плиті стіни.
Мал. 3 Типи комбінованих підпірних стін
а - з розвантажувальної майданчиком, б - з екраном, в - з вітрильним елементом.
До комбінованих підпірною стінах відносяться і конструкції з екрану-нірующімі пристроями (рис. 3.б), розміщеними в засипці непосредст-венно за стінкою. Екранують пристрої (зазвичай у вигляді одне! Про або НЕ-скількох рядів паль або шпунтов) призводять до зменшення тиску грунту засипки на стіну і до збільшення її стійкості. Разом з тим, суттєве ускладнення технології виробництва робіт по влаштуванню таких стін призводить до необхідності техніко-економічного обгрунтування доцільності їх застосування в кожному конкретному випадку.
Прагнення ефективно використовувати в будівництві високоміцні і дешеві штучні матеріали призвело до створення підпірних стін парусного типу (ріс.3.в). Основними конструктивними елементами подібних комбінованих стін є гнучкий вітрило з склотканини або стеклопла-стіки, що окремо стоять пальові опори та горизонтальна анкерна плита. Па-рус, що працює під дією тиску грунту засипки на розтягнення, передає сваям тільки осьову стискають силу, а анкерної плиті - тільки зсувне зусилля.
Зазначене "поділ" зусиль, переданих на елементи конструкції, дозволяє в ряді випадків зробити стінку більш економічною в порівнянні зі звичайними конструкціями. Разом з тим, ускладнення технології виробництва робіт, а також значні втрати корисного простору обмежують застосування подібного роду конструкцій.
Гнучкі підпірні стіни.
• Больверковие стіни (ріс.4.а) - це такі значно заглиблені в грунт підстави конструкції, міцність яких забезпечується опором вигину, а стійкість - опором грунту основи випорю. Основними елементами больверка є забиті в грунт підстави шпунти або палі і перекривають зазор між забивними елементами тонкостінні плити, що утворюють лицьову грань стіни. Подібні конструкції еконо-мически виправдані при висотах до 4-5 м.
Мал. 4 Гнучкі підпірні стіни
а - бол'верковая, б - анкерно-больверковая.
• При висоті стіни більше 5-7 м, з метою зменшення перетину несучих забивних елементів, до верхньої частини стіни прикріплюються добре працюють на розтягнення тяги, що зв'язують ці елементи зі спеціальними анкерами, розміщеними в грунті засипки за межами призми обвалення (рис.4). Подібні стіни називаються анкерно-бол'верковимі. Анкерні тяги можуть розташовуватися в один або кілька ярусів по висоті стіни. Вони передають навантаження від грунту засипки (сприйняту верхньою частиною стіни) на анкерні пристрої і працюють, як правило, тільки на розтяг, тяги виконуються зі сталі або із залізобетону. Анкерні пристрої являють собою заглиблення в грунт балки, плити або блоки.
• Цікавими в конструктивному відношенні і, як правило, економічно виправданими в широкому діапазоні висот (5-30 м) є повністю заанкерених підпірні стіни типу "армований ґрунт".
Стіни цього типу (рис. 5) складаються з зовнішнього облицювання, гнучких армуючих-чих елементів, з'єднаних з облицюванням, і грунту, що засипається поверх ар-мірующіх елементів на всю висоту стіни. Зовнішнє облицювання може бути виконана або з хвилястих сталевих листів (товщиною 2-4 мм), або з плоских залізобетонних елементів, товщиною 20-25 мм.
Економічна ефективність підпірних стін з армованого ґрунту зростає в міру збільшення їх висоти і при розрахунковій висоті 20-25 м дос-Тігана 40-50% в порівнянні зі стінами звичайного типу з залізобетону.
Мал. 5 Підпірна стіна типу "армований грунт"
Список використаної літератури
11. Довідник проектувальник. Типові залізобетонні конструкції будинків и спорудження для промислового будівництва. М. Стройиздат, 1981.- 378 с.
12. Мандрик А.П. Приклад розрахунку залізобетонних конструкцій. М. Стройиздат, 1989. - 506 с.