Содержание

Тонкости армирования подпорной стены

Благоустройство загородного участка со сложным рельефом местности начинается с армирования подпорной стенки – инженерного сооружения, предназначенного для удерживания и разграничения грунта при перепадах высот и сложных рельефов.

Материалом для изготовления может служить кирпич, дерево, бетонные блоки и армированный бетон. Самым сложным, с точки зрения дачника или частного домовладельца, считается устройство монолитной железобетонной подпорной стены. Если заливка бетонной смеси в опалубку для многих домашних умельцев не представляет особых проблем, то технические тонкости армировки обычно известны только специалистам по строительству.

После прочтения нашей статьи этот вопрос перестанет быть «тайной под семью печатями» и позволит быть в курсе предстоящего объема работ по созданию надежной «невидимки» — стальной опоры в монолитной железобетонном сооружении.

 

Содержание

  1. Немного теории из «скучного» сопромата.
  2. Подготовительные работы. Муки выбора:сталь или композит?
  3. Узнаем отличия между рабочей и монтажной арматурой.
  4. Тайны арматурного «скелета».
  5. Как правильно выбрать арматурные стержни?
  6. Двашага армирования монолитной конструкции.
    • Шаг первый. Армирование подошвы.
    • Шаг второй. Армирование стенки.
  7. Полезные советы и рекомендации по армированию.

 

Немного теории из «скучного» сопромата

Армирование подпорной стены придает монолитной конструкции необходимую прочность и надежность. Сооружение, согласно теории сопромата, воспринимает следующие нагрузки:

  • Боковые нагрузки от сдерживаемого грунта. При этом развиваются боковые усилия, вызывающие смещение конструкции стены. Если усилия значительные или неправильно подобрана и смонтирована арматура, может произойти опрокидывание стенки. Грунт, который поддерживает армированный монолит, будет сползать и образовывать «призму обрушения».
    Графический чертеж распределения бокового давления грунта на подпорную конструкцию в сопромате называется эпюрой. И если рассмотреть этот график растягивающих усилий, можно даже не специалисту понять, в каком месте конструкции будет максимум нагрузок, а значит именно в этой плоскости нужно будет установить рабочую арматуру.
  • Нагрузка от собственного веса железобетонной подпорной стены. Монолитный бетон с арматурным каркасом внутри имеет свой определенный вес, усилия от которого направлены вниз, к подошве основания. Ближе к краям нижних обрезов плиты нагрузки будут возрастать и создавать максимальное давление, направленные на грунтовое основание. Поэтому в этих зонах риска необходимо предусмотреть установку дополнительной арматуры, воспринимающей продольную нагрузку от собственного веса и исключающей развития деформации конструкции стены в этой плоскости.
  • Вес грунта на уровне подошвы подпорной стенки.В свою очередь грунтовое основание оказывает на подошву подпорной конструкции свою нагрузку, аналогичное действию выпячивания и направленную вертикально вверх. Усилия при однородном составе грунтов,равномерно распределяется по всей стене. К верху конструкции нагрузки максимально возрастают и именно на эти места приходится пик всехрастягивающих усилий от веса грунта. Все эти особенности хорошо видны на эпюре изгибающих моментов, которые могут вызвать опрокидывание стены в верхней плоскости.

Вот так скучная наука «Сопротивление материалов», помогает понять — где и в каком месте нужно установить арматурный каркас.

 

Как известно,в железобетонном строительном изделии металлический каркас воспринимают основные нагрузки, а бетон обеспечивает его целость и связывает воедино арматуру с бетонной смесью в единый монолит.Важно правильно подобрать вид сечение арматурных прутьев, определиться какой стержень в арматурном каркасе будет воспринимать максимальные нагрузочные усилия. Самостоятельный подбор арматуры и расчет технических параметров конструкции подпорной стены можно произвести с помощью онлайн – калькуляторов, которые предлагают различные интернет — ресурсы.

С более подробным расчетом габаритов подпорной конструкции и расчетом арматуры, можно ознакомиться в сборнике СНиП 2.09.03-85 «Проектирование подпорных стен и стен подвалов».В издании представлен подробный расчет по устойчивости подпорных стен на опрокидывание, на сдвиг конструкции под действием поддерживаемого грунта, даны формулы по определению числового значения прочности, трещиностойкости и прочности грунтового основания подошвы подпорных стен.

Подготовительные работы. Муки выбора: сталь или композит?

 

Прежде чем приступить к заготовке арматурных прутков, следует определить с выбором материала арматуры. Несколько десятков лет в строительстве применялись исключительно стальные арматурные стержни и другой альтернативы просто не было. В 90-х годах прошлого столетия у абсолютного лидера в области строительной индустрии – стальной арматуры, появился сильный конкурент- композитная арматура, которая по некоторым техническим характеристиками намного превышает показатели традиционного продукта. Стальная арматура вследствие своих физико-механических свойств успешно справляется с растягивающими и сжимающими усилиями, легко монтируется и, самое главное, имеет доступную цену.

Но среди массы достоинств стальные стрежни имеют один большой минус:

  • Подверженность коррозии.
  • Повышенная электропроводность.
  • Зависимость от электромагнитного воздействия.

Каждый их этих факторов оказывает отрицательное воздействие на арматурную сталь. Например, корродированные стальные прутья постепенно разбухают, вызывая увеличение растягивающих нагрузок на бетон. На поверхности железобетона начинают раскрываться деформационные трещины, монолит начинает крошится и ускоряется износа всей монолитной подпорной конструкции.

 

Многим частным застройщикам и дачникам, выбирающих арматуру для своей подпорной стены, понятие «композитная арматура» совсем незнакомо. Если не вдаваться в технические тонкости, композитными стержнями называют неметаллические арматурные прутья из прочных волокон стекла, базальта, углерода с пропиткой полимерными связующими и впоследствии отвержденные.

Композитные стержни маркируются по типу используемого волокна:

  • Стеклопластиковая (АСП).
  • Базальтопластиковая (АБП)
  • Углепластиковая (АУП).

В процессе производства поверхность композитной арматуры обрабатывается кварцевым песком или подвергается процессу рифления. Такие мероприятия предназначены для лучшего сцепления композита с бетонной смесью.

Плюсы композитных арматурных прутьев:

  1. Прочность на растяжение в 2,5 -3 раза превышает показатели стальных арматурных изделий.
  2. Небольшой удельный вес.
  3. Отличная стойкость в условиях применения в агрессивной среде.
  4. Композитные прутья не подвергаются процессам коррозии и не коробятся.
  5. Монтаж проводится без использования сварочного аппарата.
  6. Стоимость композитных прутьев в три раза дешевле, чем стоимость стальной арматуры.

Для более подробного сравнения технических показателей арматуры из стали и композита рекомендуется ознакомиться со сравнительной таблицей этих двух типов арматурных стержней.

 

Вид арматуры Ед. измерения Стальные арматурные стержни класса А 3 Композитная арматура АСК
Материал Сталь Стеклопластик
Прочность на растяжение Мпа 390 1000
Показатель упругости Мпа 200 000 50 000
Теплопроводность Вт/м 46 0,46
Коэффициент линейного расширения αх10-5/°C 13 — 15 9 — 12
Плотность Т/М3 7,85 2,0
Устойчивость к коррозии Низкая Высокая
Диаметры От 6 до 16 4 — 20
Длина До 12 метров По личной заявке покупателя
Долговечность Согласно нормам СНиП До 80 лет

 

Как видно из сравнительной таблицы, композитная арматура мало в чем уступает привычной стали. И если необходимо возвести небольшую подпорную бетонную стенку в частном дом или декоративное поддерживаемое сооружения в саду или даче, можно без всякого риска использовать композитные арматурные изделия. Строительство массивных подпорных сооружений большой высот лучше всего армировать привычной стальной арматурой.

Узнаем отличия между рабочей и монтажной арматурой

 

В расчетах арматурных каркасов часто встречаются словосочетания «рабочая арматура» и «распределительные стержни». Для многих дачников и частных застройщиков эти понятия малознакомы и непонятны.Как известно, в теле монолитной железобетонной конструкции подпорной стены арматурный каркас устанавливается в местах наибольшей концентрации растягивающих и сжимающих усилий:

  1. Рабочая арматура в арматурном каркасе служит для восприятия основных растягивающих и сжимающих нагрузок, в вертикальной части подпорной конструкции она устанавливается в продольном направлении,где развиваются максимальные растягивающие и сдвигающие деформации. По этой причине диаметр рабочих стержней должен быть не менее 10 мм из стали рифленой стали класса A-III.В подпорной стенке продольная арматура в обязательном порядке должна быть одинакового диаметра.
  2. Распределительные арматурные стрежни равномерно распределяют нагрузку в рабочей арматуре, а в пространственном каркасе или сетке «отвечают» за совместную работу всех арматурных элементов. Другое функциональное назначение распределительных прутков заключается в фиксации рабочей арматуры и не допустить ее смещения во время заливки бетоном. По правилам армирования для этой цели используется гладкая горячекатаная проволока диаметром от 5 до 8 мм класса Вр — 1 или же арматура класса А.
  3. Хомуты, монтажная арматура – дополнительные элементы арматурного пространственного каркаса служат для защиты конструкции от раскрытия косых трещин и для соединения арматурных сеток в единый каркас.

В зависимости от вида нагрузок, действующих на бетонную конструкцию, габаритных размеров монолита, вида грунтов арматурный каркас может укрепляться конструктивной арматурой, воспринимаемой нагрузочные усилия от усадки бетонной смеси или температурных перепадов.

Арматурные стержни с периодическим рифленым профилем обладают большим сопротивлением к выдергиванию в 2- 3 раза больше чем гладкая арматурная сталь.

Тайны арматурного «скелета».

Подпорная арматурная стенка армируется:

  1. Пространственным каркасом с продольной рабочей арматурой диаметром от 10 до 16 мм, устанавливаемой с интервалом от 150 до 250 мм.
  2. Поперечные стержни в объемном каркасе изготавливают из гладкотянутой проволоки диаметром от 5 до 8 мм и устанавливают с шагом от 200 до 300 мм.
  3. Все остальные элементы: хомуты, монтажные стерни и конструктивную арматуру устанавливают по мере необходимости и изготавливают из арматурных стержней не больше диаметра продольной арматуры.

Таблица минимальных диаметров стержней в зависимости от расположения в арматурном каркасе

Как правильно выбрать и подготовить арматурные стержни?

Для лучшего сцепления с бетоном и правильной работы в условиях эксплуатационных нагрузок, арматура должна соответствовать следующим требованиям:

  • Металлические прутки тщательно очищаются от продуктов коррозии щетками по металлу или дисковой пилой-болгаркой со специальной зачистной насадкой.
  • Арматура освобождается от наледи, снега и следов старой краски.
  • Поверхность в обязательном порядке обезжиривается.
  • Искривленную арматуру необходимо выпрямить и выровнять.

Строители для проверки арматуры на прочность применяют простой метод: без предварительного нагрева загибают прут на 180 градусов.Если на поверхности арматурного прутка нет видимых трещин, то сталь считается пригодной для монтажа.

Два шага армирования монолитной конструкции

Конструкция подпорной стенки состоит из вертикальной стены и подошвы основания. Если первый элемент конструкции подпорной стенки – вертикальная часть, представляет собой видимую часть и ее функциональное назначение вполне понятно, то обязательное устройство второй части – подошвы, требует понятного пояснения. Все дело в том, что опорная подошва, как якорь, удерживает вертикальный массив от опрокидывания.Считается, что ширина подошвы и устойчивость стены находятся в прямой зависимости.

На верхнюю и нижнюю части подпорной конструкции действуют различные усилия, поэтому и армироваться эти элементы монолитного сооружения должны по разному.

Шаг первый. Армирование подошвы.

В зависимости от размеров и объема подпорной конструкции, нижнюю часть армируют плоскими арматурными сетками или пространственными арматурными каркасами.

  1. Вначале собирается арматурная сетка,состоящая из рабочей (продольной) арматуры и распределительной (поперечной).
  2. Прутки соединяются между собой с помощью мягкой вязальной проволоки и специального вязального крючка.
  3. Арматурную сетку собирают таким образом,чтобы от края квадратной ячейки оставались выпуски не менее 100 мм.
  4. Если одной плоской сетки недостаточно, то собирают пространственный каркас, состоящей из двух плоских сеток. Готовые сетки размещают в верхней и нижней части конструкции опорной подошвы.

После сборки и установки арматуры в подошве фундамента можно переходить к следующему этапу армирования.

Шаг второй.Армирование стенки.

Вертикальная часть подпорной стенки армируется отдельными стержнями или арматурными пространственными каркасами. Технологический процесс армирования начинают с нижней части стенки. Установку арматуры производят в следующем порядке:

  1. Вначале монтируются вертикальные стержни, которые в обязательном порядке увязываются с арматурными выпусками подошвы стенки. Соединение арматуры производится внахлест.
  2. Вертикальные рабочие стрежни соединяются в конструкцию каркаса поперечной распределительной арматурой.
  3. Правильность монтажа продольной арматуры проверяют строительным отвесом каменщика. Если шнур показывает отклонение продольной арматуры от вертикали, то необходимо исправить положение стержня.
  4. Соединение стержней удобно производить вязальной проволокой из оцинкованной стали.

По окончании арматурных работ проверяется надежность крепления пространственного арматурного каркаса, что бы арматурная конструкция не смещалась во время бетонирования.

Диаметр армирующей прослойки  и ее конфигурация зависит от размеров, формы подпорной стены и рельефа участка.

Если планируется возвести поддерживающую конструкцию высотой до 1000 мм, разграничивающей легкие грунты, то можно воспользоваться готовыми металлическими армирующими сетками из гладкой проволоки диаметром от 5 до 8 мм и впоследствии соединить их в единый пространственный каркас.

Полезные советы и рекомендации по армированию

 

Процесс армирования подпорной стены – очень ответственный и важный процесс. Ведь именно этим стальным пруткам предстоит воспринимать всю нагрузку от перепадов высот сложного рельефа местности. Чтобы во время эксплуатации построенного сооружения не возникало не нужных проблем, рекомендуется ознакомиться с советами и рекомендациями специалистов:

  1. Бывают случаи,что возведенная монолитная бетонная стенка оказалось меньшей высоты и не вполне функциональная.Принимается неверное решение дорастить уже залитую бетонную конструкции.В этом случае место стыковки старой конструкции и новой его части будет «слабым звеном» и в этом месте будут наращиваться разрушительные деформации и произойдет разрушение конструкции. По этой причине,неправильно построенную подпорную конструкцию лучше всего разобрать,очистить арматуру и начать процесс заново.
  2. Не рекомендуется использовать для армирования стальные прутки,которые использовались в других конструкциях. Все дело в том, что металл со временем может стареть и терять свои технические характеристики.Прочность арматурных прутьев, бывших в употреблении, в два- три раза ниже новой арматуры.
  3. В зависимости от конфигурации конструкции подпорных стенок иногда требуется изогнуть армирующие прутья. Многие допускают ошибку и для облегчения сгибания предварительно нагревают арматурные стержни. Действительно, с помощью термической обработки сгибать арматуру гораздо легче,однако при этом металл теряет свою упругость,что впоследствии приводит к ухудшению его прочностных характеристик.Поэтому если требуется согнуть стрежни под нужным углом, гораздо проще обрезать их до нужной длины и создать из них нужную конфигурацию,а стыки связать вязальной проволокой.
  4. Ржавую арматуру необходимо очищать от продуктов коррозии. Для облегчения этого хлопотного занятия и предупреждения дальнейшего окисления металла, многие принимают неверное решение окрасить арматурные стержни защитной краской. Это действие не дает ожидаемого эффекта защиты от коррозии, а только ухудшает сцепление арматуры с бетонной смесью
  5. Существует ошибочное мнение,что мелкая ячейка арматурной сетки способствует лучшей прочности монолитного бетонного массива.Во время заполнения арматурной прослойки бетонной смесью, частицы бетона с трудом наполняют мелкую сетку и в теле монолита могут появляться нежелательные пустоты, что приводит к снижению прочности всего монолитного массива.

Армирование подпорной стены требует тщательного и последовательного выполнения всей цепочки работ. Поэтому перед началом производства работ важно подробно ознакомиться со всеми техническими требованиями и учесть все нюансы процесса армирования монолитного железобетонного подпорного сооружения.

Узнав все тонкости технологии армирования подпорных плит, рекомендуем поделиться этими секретами со своими друзьями и коллегами через популярные социальные сети.

 Видео инструкция по армированию монолитной стены:

 

 

 

 

Армирование подпорных стен. Подпорные стены из армированного грунта для автодорожного строительства


Армирование подпорных стен

Армирование подпорных стен производится для придания им прочности, способности выдержать ту расчетную нагрузку, которую подпорная стена будет нести.Способ армирования подпорных стен зависит от многих факторов.

Следует рассматривать следующие аспекты — материал, из которого стена будет возводиться, размеры конструкции подпорной стены, виды грунтов, на которых она будет стоять, несущую нагрузку, и еще ряд других факторов. Подпорные стены бывают:

  • Декоративные – они придают своеобразный шарм в элементах ландшафтного дизайна, выполняя ограждающую роль, зонируя участок, оттеняя неровность рельефа местности, для прочих эстетических и хозяйственных целей.
  • Укрепляющие подпорные стены – это уже инженерная конструкция, которая сооружается для определенных целей. Главное предназначение – это служить опорой, препятствующей сползанию грунта в месте установки стены.

При любом варианте и с учетом вышеперечисленных факторов необходим расчет конструкции подпорной стены проектной фирмой, где будут учтены все эти факторы.

Наиболее распространенные материалы для подпорных стен:

  • Сборные бетонные блоки. Они бывают разных размеров, что немаловажно при строительстве стен. Это, пожалуй, самый быстрый вариант возведения стен, но и более дорогостоящий.
  • Монолитный железобетон – более трудоемкий вариант, но позволяющий сделать конструкцию более сложной по форме – это круг, полукруг, овальная композиция и другие варианты.
  • Камень, как искусственный, так и натуральный. Это бут, котелец, скальные породы (в Крыму, например, они используются как местные материалы и общая себестоимость в итоге небольшая), гранит и прочие материалы.

Решил рассмотреть только «работающие» стены, так как эти конструкции необходимо возвести и выполнить армирование правильно, чтобы не произошло обрушение.

Образно можно подразделить подпорную стену на элементы:

  • Фундамент – опорная часть стены, которая воспринимает все нагрузки и равномерно их перераспределяет на грунт. Как правило, он заглубляется на 1/3 от высоты конструкции.
  • Основа – тело стены. Это сама стена, воспринимающая с тыльной стороны напор грунта, а с лицевой выполняет функцию декорирования.
  • Дренажная система или водоотвод предназначен для отвода излишней влаги грунта, находящегося за телом подпорных стен.

Возведение и армирование подпорной стенки

Начинаем с подготовительных работ. Производим геодезическую разбивку местности. Фундамент планируем ленточный. Глубина заложения его рассчитывается исходя из глубины промерзания грунтов в вашем районе плюс 100-200мм. Но так как высота стены 5 метров, то 1/3 ее часть составляет ориентировочно 1, 7метра. Готовим траншею. Втрамбовываем щебень в дно траншеи.

 

Армирование производим по типу ленточного фундамента, располагая сетку в нижней зоне ленты фундамента. Это сетка из арматуры необходимого диаметра (12-20мм). Ширина фундамента должна быть больше толщины подпорной стены минимум в два раза, так как этот массивный элемент препятствует опрокидыванию стены от давления грунта.

Для соединения фундамента с телом стены необходимо произвести установку арматурных выпусков для связи с арматурой вертикальных поясов. Выполнив армирование, бетонируем в опалубке фундамент. Бетон должен схватиться перед следующим технологическим процессом.

Начинаем монтаж блоков. Как правило, по длине подпорной стенки они монтируются захватками не более 3 метров. Далее необходимо устроить вертикальные армированные пояса. Армирование их мы выполняем путем состыковки выпусков арматуры из фундамента с арматурным каркасом вертикального пояса (стойки).

Крепятся блоки между собой путем заделки вертикального зазора между ними (шпонки) раствором. И так все 20 метров стены перевязываем через 3 метра ее длины вертикальными армированными поясами.

По высоте монтажа необходимо соблюсти правило – размер смонтированных блоков не должен превышать 2, 5 метра до устройства горизонтального обвязочного пояса. Армирование пояса выполняем пространственными арматурными каркасами. Устанавливаем опалубку, и бетонируем. Как правило, это марка бетона не ниже 150. Армирование производим арматурой диаметра 14-20мм.

Ширина вертикального пояса составляет 400 – 500мм, высота горизонтального – соответственно 300-500мм. Обязательным условием при устройстве стены является завершение ее конструкции сверху устройством горизонтального армированного пояса. Это независимо от количества рядов блоков по высоте.

Хочу добавить, что после возведения стены, следует выполнить ее гидроизоляцию (можно просто обмазать ее битумом) со стороны подпора грунта. Затем выполнить обратную засыпку пазухи.Подпорная стена готова, выполнено ее армирование, и теперь можно определиться с ее отделкой.

 

remont-stroitelstvo77.ru

Правильное армирование подпорной стены своими руками

Пример армирования и установки опорной стены своими руками

Разберем подробнее устройство укрепительной стены из железобетона, заливаемого на месте. На этом варианте мы остановились, так как в наши дни он наиболее эффективен, экономичен и прост в установке. Можно обойтись без применения тяжелой техники, погрузочных и разгрузочных работ, которые обязательны при монтаже готовых изделий, отлитых на заводе. На месте стены собирается опалубка, производится армирование и заливка.

На рисунке1 нарисована 3Dмодель, проектируемой стены.

Рис. 1 – Подпорная стена на свайном фундаменте. 1 – бурозалевные сваи; 2 – бетонный фундамент; 3 – тело стены.

Для увеличения устойчивости стены была сделана передняя консоль, а сам ростверк был залит на буроналивных сваях. Глубина заглубления сваи 1,5 метра. Шаг сваи 2 м.

Для бурения свай можно использовать ручной бур или нанять трактор с буровой установкой. Диаметр отверстия под сваю, обычно, от 300 до 500 мм. В пробуренное отверстие опускается, заранее подготовленный, каркас сваи. Он представляет собой единый скелетс вертикальными продольными стержнями из арматуры и поперечными хомутами, круглой или квадратной формы. Каркасы лучше подготовить заранее, чтобы не тянуть с заливкой свай, отверстия которых могут осыпаться. Между арматурой каркаса и стенками пробуренного отверстия должен быть защитный слой от 40 до 60 мм, это нужно для недопущения коррозии металла. Для соблюдения этого зазора на арматуру надевают ограничительные пластиковые «звездочки» (рисунок 2)

Рис 2 – Звездочки для защитного слоя.

После установки свай производиться их обвязка единой лентой, которая в нашем случае будет еще и фундаментом стены. Стык сваи, фундамента и тела стены является сосредоточением нагрузок и требует дополнительного армирования «Г» образными усилениями. Пример такого армирования показан фото (рисунок 3).

Рис – 3 Фото армирование соединения каркаса сваи и объемного каркаса ленты фундамента. 1- продольная арматура фундамента; 2 – «Г» образные усиления, связывающие сваю и фундамент; 3 – хомуты фундамента; 4 – хомуты сваи.

Фундамент под стену армируется объемным каркасом (рисунок 3) или в 1 сетку шагом 200мм (рисунок 4). Как и для свай между арматурной сеткой и поверхностью земли надо выдерживать защитный слой около 50 мм.

При армировании опорной укрепляющей стены основную нагрузку от грунта воспринимает вертикальная арматура и места соединения стены со сваями или ростверком (фундаментом). Шаг вертикальной арматуры зависит от действующих на стену нее нагрузок. Обычно он берется от 150 до 250мм.

Рис 4 — Схема армирования укрепляющей стены.

1 – горизонтальная арматура; 2 – вертикальная арматура; 3 – «П» образное усиление; 4 – «Г» образное усиление связи тела стены с ростверком; 5 – поддерживающий хомут; 6 – вертикальное армирование бурозаливной сваи. 7 – хомуты; 8 – дополнительные хомуты в точках концентрации напряжений.

Концы вертикальной арматуры связываются «П» образными усилениями (3). Для того, чтобы стена держала форму привязываются усиления (5).

Заливку такой конструкции лучше проводить после полного армирования, в 2 этапа. Первый этап установка опалубки, заливка свай и ленты фундамента. Второй этап установка опалубки, установка дренажных труб и заливка тела стены. Как дренажные трубы можно использовать пластиковую трубу диаметром 100мм, расстояние между трубами 1 – 1,5м. Через 3 дня после заливки, опалубка снимается, производится обмазочная гидроизоляция внутренней стены. Бетон набирает прочность около 3 недель. В это время не рекомендуется делать обратную засыпку стены.

Рисунок 5 — Фото ростверка для подпорной стены.

Рис 6 – Железобетонная опорная стена без отделки.

При заливке опорной стены, использую несъемную опалубку, вы сразу получаете отделанный продукт, не требующий дельнейшей шпатлевки или окраски.

Рис 7 Фактура стены простроенной по системе «техноблок».

В настоящее время бетон лучший материал, для укрепления склонов и берегов. Единственный недостаток стандартной технологии это нереспектабельный внешний вид и дорогостоящая последующая отделка. Применение вместо опалубки облицовочных пластин «техноблок» решает эту проблему. 

Статья выполнена специалистами компании «ТЕХНОБЛОК».

tehnoblok.pro

1.Подпорные стены. Назначение и основные конструктивные решения.

Подп. стены предназначены для восприятия давление грунта в местах резкого перепада отметок его поверхности. Они также обеспечивают устойчивость откосов насыпей и выемок, удерживая грунт от обрушения. Все подпорные стены в основном бывают: каменные, ж/б и бетонные.

Конструкции ж/б подпорных стен

1.Уголковые 2.С контрфорсами 3.Анкерные

1.Уголковые

1) Из цельных блоков длиной 2-3м

2) Из лобовой стенки и фундаментной плиты

Лобовая стенка l=3 м

Фунд. плита l=1,5 м или l=3 м

Уголковые применяются при высоте подпора грунта не более 4,5м.

а)одноэлементная б)двухэлементная

h=1,2; 1,8; 2,4; 3,0; 3,6 м

b=2,2; 2,5; 3,1; 3,7 м

2. Контрфорсовые и анкерные

Применяются при высоте подпора грунта более 4,5м

Они состоят из плит,которые вставлены в базы контрфорсов или рам.

Контрфорсы обычно устанавливаются с шагом 2-3м на сборную фунд. плиту. Все стыки сборных эл-тов осущ. путём сварки закладных деталей или выпуска арматуры.

В анкерные рамы устанавливают с шагом 4-5м. Каждая рама опирается на отдельную фунд. плиту.

С другой стороны рамы закрепляется к анкерной балки, основное назначение которой – препятствовать опрокидыванию и смещению опорной стены.

в)контрфорсная г)анкерная

Другие виды стен

а) с обратным уклоном подошвы

б) с анкерным зубом ниже подошвы опорной плиты

2.Подпорные стены. Особенности проектирования полпорных стен:нагрузки и воздействия,основные виды расчётов

(Расчёт на примере уголковой подпорной стены)

Давление грунта на подпорную стену зависит от след. величин:

  1. плотность грунта

  2. угол естественного откоса грунта

  3. угол наклона внутренней поверхности подпорной стенки

  4. угол откоса грунта выше подпорной стенки

=> ,

Горизонтальная составляющая давления грунта берётся с коэффициентом надёжности по нагрузке

Гориз. сост. Давления грунта на единицу длины равняется

,

b определяется из условия:

— сумма всех вертикальных нагрузок

— сумма всех моментов всех сил относительно ц.т. фундаментной плиты.

А-площадь фунд. плиты;W- момент сопрот. фунд. плиты;R0- расчетное сопротивление грунта

; — в идеале

Для обеспечения устойчивости против опрокидывания должно выполняться условие

Mv – опрокидывающий момент относительно точки А

Mh – удерживающий момент от собственного веса стенки и вертик. Составляющей давления грунта.

Для обеспечения устойчивости подпорной стенки против смещения должно выполняться условие

, µ-коэффициент трения бетона о грунт

Изгибающие моменты в плитной части и стенке уголковой подпорной стены

Внешний вылет фундаментной плиты испытывает давление грунта снизу.

Внутренний вылет – сверху+снизу.

Стенка испытывает горизонтальное давление грунта.

Все элементы рассчитываются как консольные стержни.

3.Подпорные стены. Конструирование элементов подпорных стен

Подпорные стенки армируются сетками, в которых рабочая арматура соединяется между собой при помощи монтажной арматуры.

По мере удаления от зон с максимальным М часть рабочей арматуры обрывается.

Плиты подпорных стен (с контрфорсами и анкерами) рассчитываются на горизонтальное давление грунта как работающие по балочной схеме с пролётом, равным шагу контрфорсов или рам.

Контрфорсы рассчитываются как консольные элементы, жестко сопряженные с фундаментной плитой.

Все стыковые соединения рассчитываются на усилия, которые через них передаются.

Анкерная балка рассчитывается и проектируются из условия недопущения опрокидывания подпорной стены.

Схема армирования уголковой подпорной стены

studfiles.net

Армирование подпорных стен.

Сравнение армирующей прослойки из георешетки и плоской геосетки. Принципиально можно выделить два типа геосинтетической арматуры, имеющей ориентацию прочности в одном направлении – это гладкие одноосноориентированные георешетки с поперечными ребрами и плоские одноосноориентированные геосетки (рис. 7 и 8).Рис. 7 Георешетка с поперечными ребрами высотой до 0,5 … 0,7 см

Pис. 8. Образцы плоских геосеток:

а – Армостаб-АР1, б – Паралинк, в – Армостаб-АР2

Согласно законам физики, сила сопротивления выдергиванию армирующей прослойки складывается из сил трения ребер по прослойке и лобового сопротивления поперечных ребер сдвигу.

F = 2(Aпд + Апп) σν kтр арм + Aвпп Sл,         (1)

где:

  • Aпд – площадь поверхности продольного ребра;
  • Апп – площадь поверхности поперечного ребра;
  • σν – нормальные напряжения;
  • kтр арм – коэффициент трения грунта по прослойке (ГМ)
  • Aвпп – площадь вертикальной грани поперечного ребра;
  • Sл – предельное напряжение сдвига.

Расчетные схемы работы армирующей прослойки при её выдергивании представлены на рис. 9 и 10

Рис. 9. Расчетная схема выдергивания армирующей прослойки

Сопротивление поперечных ребер выдергиванию можно определить исходя из теории несущей способности ленточных фундаментов [1, 6]. Используя уравнения предельной нагрузки (решения Г.Е. Паукера, К. Терцаги, В.Г. Березанцева) при малых значениях диаметра (толщины) ребер и отсутствии сцепления с грунтом, получено выражение для определения удельной (на единицу ширины) силы лобового сопротивления поперечных ребер.

Fp = σv Nq·d / n,         (2)

где:

  • σv – нормальные напряжения;
  • Nq – коэффициент несущей способности, определяемый в зависимости от угла внутреннего трения грунта, принимается равным 25 … 30;
  • d – диаметр (толщина) поперечных элементов;
  • n – количество поперечных элементов в образце.
Очевидно, что георешетки имеют значительную, по отношению к геосеткам, толщину ребра, но при этом очень гладкую текстуру продольных ребер. Поэтому сопротивление выдергиванию определяется преимущественно лобовым сопротивлением поперечных ребер, работающих как подпорная стенка.

Плоские геосетки, наоборот, имеют широкие продольные ребра и характеризуются невысокими поперечными ребрами. Наибольшая составляющая силы сопротивления выдергиванию обусловливается именно площадью поверхности продольных Апд и поперечных ребер Апп и коэффициентом трения грунта по прослойке kтрарм.

В этом случае важным обстоятельством являются условия контактного взаимодействия геоматериала и вмещающего грунта. Чем выше уровень сил трения грунта по прослойке, тем эффективнее работа геосинтетической арматуры. Идеальным будет являться контакт «грунт-грунт», чему способствует особая тканая поверхность продольных и поперечных лент полиэфирной геосетки (рис.11).

Рис. 11. Структура лент геосеток из полиэфира

Частицы песка, попадая на поверхность лент , частично проникают в ячейки, образованные переплетением нитей, и застревают там. Таким образом, на поверхности лент формируется тонкий слой песка, частицы которого, застряв в своеобразных гнездах, зафиксированы от перемещения. Сформированный контакт «грунт-грунт» обеспечивает коэффициент взаимодействия между прослойкой и грунтом равный 1.0, т.е. коэффициент трения по прослойке соответствует тангенсу угла внутреннего трения в грунте.

Многочисленные исследования показывают, что значения общего сопротивления выдергиванию у рассматриваемых геоматериалов близки. Однако полиэтилен, из которого производятся георешетки, имеет склонность к ползучести, что для подпорных стен является негативным фактором. Удлинение при действии постоянной статической нагрузки может привести к обрушению лицевой части стены.

Это явление в расчетах компенсируется соответствующим коэффициентом, учитывающим ползучесть, что приводит к необходимости использовать георешетки из полиэтилена с паспортной прочностью большей, чем у полиэфирных сеток. Кроме того, полиэтиленовые георешетки, как правило, имеют небольшую ширину рулона (1,0 м), что несколько снижает их технологичность при укладке.

miakom.ru

Подпорные стены из армированного грунта для автодорожного строительства

Авторы: Громов Павел Андреевич, аспирант 

Научный руководитель: Емельянов Рюрик Тимофеевич, к.т.н., профессор Сибирский Федеральный Университет, 

Инженерно-строительный институт, 

кафедра Инженерных систем зданий и сооружений 

Специальность 05.23.11«Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей»

В статье рассмотрены вопросы армирования насыпей различными высокопрочными геосинтетическими материалами. Эффективность армогрунтовых стен по сравнению с железобетонными. Рассмотрены существующие виды облицовочных блоков, армирующие геосинтетические материалы и способы их соединения в конструкциях армогрунтовых подпорных стен. Предлагается актуальная конструкция стенового бетонного блока с возможностью соединения различных видов армирующих геосинтетических материалов.

Одним из распространенных типов городских инженерных сооружений являются подпорные стены, предназначенные для удержания грунтового массива в требуемом положении в тех случаях, когда нецелесообразно или невозможно обеспечить его устойчивость с помощью откосов.

Подпорные стены широко применяются в городских территориях для сопряжения площадок, расположенных на разных уровнях, при оформлении берегов рек и водоемов в качестве разного рода набережных, для ограждения насыпей и выемок при строительстве внутригородских транспортных магистралей, в целях уменьшения полосы отвода для сооружения насыпи в стесненных условиях.

Все многообразие применяемых в городском строительстве подпорных сооружений можно условно классифицировать по типу конструкции следующим образом:

Гравитационные — среди стен этого типа можно выделить:

  • массивные, устойчивость которых обеспечивается в основном их собственным ве­сом;

  • тонкостенные, вовлекающие в работу значительные массы окружающего их грун­та;

  • комбинированные, имеющие специальные конструкции или устройства, способст­вующие либо уменьшению давления грунтов на стену, либо увеличению вовлекаемого в работу объема грунта.

Гибкие — среди стен этого типа можно выделить:

  • больверковые, устойчивость которых обеспечивается защемлением нижней части стены в основании;

  • анкерно-больверковые, устойчивость которых обеспечивается за счет защемления нижней части в основании и анкеровки верхней части стены в одном или нескольких уровнях с помощью специальных анкерных устройств;

  • армогрунтовые, которые представляют собой искусственное сооружение, выполненное посредством послойного армирования грунта насыпи геосинтетическими и другими материалами.

Подпорные  стены  из  армированного  грунта  характеризуются  экономичностью  и простотой  возведения,  причем  эффективность  их  возрастает  с  увеличением  высоты. Армгорунтовые  стены  представляют  собой  относительно  жесткую  структуру, что  делает  их  менее  чувствительными  к  осадкам основания. 

Такие  подпорные  стены  лучше  компенсируют  температурные и усадочные напряжения,  отлично  справляются  с  различными  видами  динамических нагрузок.

Следует отметить еще одно преимущество армогрунтовых стен, в сравнении с железобетонными, степень разрушения их при сейсмическом воздействии различна.

Произошедшее в 1995 году большое Ханшинское землетрясение на острове Кобе (Япония) привело к значительным разрушениям зданий и геотехнических конструкций. Проведенные исследования различных типов конструкций после землетрясения показали, что железобетонные подпорные стены были серьезно деформированы или опрокинуты, в результате потери несущей способности подстилающего грунта или возрастания горизонтального давления грунта за стеной, вследствие дополнительного горизонтального ускорения. Армогрунтовые стены, напротив, благодаря своей гибкости получили лишь незначительные повреждения и не нуждались в реконструкции.

Рисунок 1 — Железобетонная уголковая и армогрунтовая подпорные стены после Ханшинского землетрясения 1995 год, Япония.

По конструктивно-технологическим принципам армогрунтовые конструкции можно разделить на две основные группы[5]:

Первая – армонасыпи, в которых армирование выполняется с устройством так называемого «обратного анкера» (рис 2а.). В этой конструкции выполняется послойное заворачивание каждого слоя грунта в армирующее полотнище. Однако геосинтетический материал передней части армогрунтовой насыпи оказывается незащищенным от воздействий погодно-климатических факторов, которые сильно снижают прочностные показатели геосинтетики при долговременной эксплуатации, и, кроме того, материал оказывается незащищенным от вандализма. В качестве защиты армирующих полотен в таких сооружениях предусматривается дополнительная облицовка откосов. Облицовочные элементы защищают, но не являются несущими элементами армонасыпи. Следует отметить, что операция устройства «обратного анкера» с обязательным его натяжением является крайне нетехнологичной.

Принципиально иной армоконструкцией является такая, в которой функции облицовочного и несущего элемента совмещены, что позволяет исключить нетехнологичную операцию устройства «обратного анкера» (Рис. 2б).[5]

Рисунок 2 – Две основные группы подпорных стен из армированного грунта:

а) С пассивной облицовочной системой; б) С активной облицовочной системой.

На сегдняшний день существует множество различных модификаций стеновых блоков и облицовочных систем. Стены с облицовкой из массивных бетонных и ж/б блоков, из модульных бетонных блоков, с облицовкой из габионов, сплошной железобетонной панелью, сборными железобетонными плитами,стены, выполненные по «методу обертывания» (без облицовки) [6].

Из известных способов прикрепления армирующих георешеток к несущим блокам следует отметить такой, где прикрепление георешетки к несущей стене осуществляется за счет зацепления георешетки за щебеночный заполнитель блоков (Рис. 3а). В некоторых случаях для зацепления георешетки к блокам используются специально разработанные элементы точечного крепления – коннекторы (Рис. 3б). Так же стеновые блоки при изготовлении снабжаются «выпусками» из георешетки, к которым в процессе монтажа через переходные элементы крепится основное полотно армирующей георешетки (Рис. 3в). [5]

Рисунок 3 – Способы крепления различных видов армирующих георешеток:

а) Зацепление за щебеночный заполнитель; б) Защемление с соединителем – коннектором; в) Соединение с выпуском.

В отечественной конструкции армогрунтовой подпорной стены из крупноблочных элементов (патенты РФ № 51126 [1], № 2276230 [3]) коллектив авторов использовал упомянутую выше идею прикрепления армирующего материала к стенке с помощью зацепления щебня в ячейках георешетки. Такой вид прикрепления обеспечивает надежность и равномерность распределения усилий вдоль всей поверхности прикрепления [5]. Однако данные блоки являются массивными и их устройство невозможно без привлечения дополнительной техники, минимальный радиус закругления ограничен 20 метрами и внешний вид не эстетичен, что немаловажно для городских условий.

Для армирования используются различные геосинтетические материалы — геотекстильные полотна, плоские одноосно и двуосноориентированные решетки и сетки.

В основном, сырье, из которого производятся георешетки и геосетки имеют склонность к ползучести, что для подпорных стен является важным параметром. Удлинение при действии статической нагрузки может привести к обрушению лицевой части стены.

Этот недостаток компенсируется соответствующим коэффициентом, учитывающим ползучесть, что приводит к необходимости использовать геоматериал с паспортной прочностью, в разы большей, по сравнению с расчетной. Так же в конструкциях подпорных стен применяют дополнительные металлические анкера, для уменьшения вероятности отклонения лицевой части. [5] Поскольку металл не устойчив к коррозии, влияние данных анкеров на устойчивость подпорной стены будет нести временный характер (10-20 лет). Предлагается более эффективное решение — использование в качестве армирующего элемента металлизированную георешетку (Рис. 4.), которая формируется из полос на основе проволоки стальной углеродистой пружинной. Полосы изготавливаются методом протяжки основы через расплав полимера. Данная решетка обладает низкой ползучестью за счет наличия металлических жил внутри полимерных полос, что способствует уменьшению деформаций армогрунтовой подпорной стены.

Рисунок 4 – Общий вид металлизированной георешетки

В качестве стенового элемента предлагается конструкция вибропрессованного бетонного блока (рис. 5), который можно применить совместно с различными типами армирующих геосинтетических материалов. Крепление к блоку можно производить при помощи соединителей. Для металлизированной георешетки, имеющей относительно большую жесткость, предусмотрена удерживающая прорезь. Пустоты в блоках заполняются щебнем для дренажа и дополнительного зацепления георешеток. Из-за небольших размеров размеров (440х300х300 мм) монтаж осуществляется без постоянного использования крана.

Рисунок 5 – Облицовочный блок

Выводы:

  1. Конструкция армогрунтовой стены из блоков позволяет использовать в качестве армирующего элемента малодеформируемую синтетику (например, металлизированную георешетку) с большим сроком службы.

  2. Конструкция блоков позволяет сооружать подпорные стены с активной облицовочной системой с различными видами геосинтетических плоских георешеток и сеток.

  3. Монтаж армостены из вибропресованных блоков не предусматривает постоянного использования крана.

  4. Засыпка щебня в отверстия блоков решает вопрос отвода воды от стенки.

Литература

  1. Джоунс, К.Д. Сооружения из армированного грунта: перевод с английского В.С. Забавина, под ред. д-ра техн. наук В.Г. Мельника. – М.: Стройиздат., 1989. – 279 с.

  2. Recommendations for Design and Analysis of Earth Structures using Geosynthetic Reinforcements – EBGEO. Deutsche GesellschaftfürGeotechnike.V. / German Geotechnical Society (Editor), Alan Johnson (Translator)

  3. Пат. РФ на изобретение, МПК E02D 17/18, E02D 29/02, E01D 19/02. Дорожная насыпь с подпорной стенкой, способ ее сооружения и железобетонный блок для подпорной стенки / С.Г. Жорняк, Е.Б. Канаев, К.Ю. Чернов, Б.В. Сакун, И.Д. Акимов-Пертц. – № 2276230.

  4. Пользовательская библиотека [Электронный ресурс]. Программный комплекс GEO5.

  5. Тяпочкин, А.В. Совершенствование конструктивно-технологических решений армогрунтовых насыпей с подпорными стенами: дис. канд. техн. наук: 05.23.11 / Тяпочкин Алексей Владимирович. – М., 2011. – 23 с.

  6. Костоусов А.Н. Совершенствование методики расчета армогрунтовых стен для усиления земляного полотна: дис. канд. техн. наук: 05.22.06 / Костоусов Андрей Николаевич. – М., 2015. – 23 с.

  7. ОДМ 218.2.027-2012 Методические рекомендации по расчету и проектированию армогрунтовых подпорных стен на автомобильных дорогах. – М., 2012. – 48 с. 

journalpro.ru

Как запроектировать подпорную стену?

Часто участок под застройку имеет хитрый рельеф, и чтобы спланировать его для удобной эксплуатации, нужно построить пару-тройку подпорных стен. Что же это такое — подпорная стена, и как ее грамотно выполнить, чтобы она не разрушилась от давления грунта, а участок с уклоном превратился в ровные террасы?

 

В этой статье мы разберемся с принципами проектирования подпорных стен, рассмотрим, какие нагрузки на них действуют, и как грамотно подойти к расчету и конструированию подпорной стенки.

Подпорная стена на участке чаще всего представляет собой монолитную уголковую стенку, создающую перепад высот земли. В каких случаях это нужно? Например, въезд в гараж, находящийся в подвале. Стены, ограждающие этот въезд, являются подпорными. Часто еще приходится делать забор в виде подпорной стены, когда ваш участок находится выше, или ниже прилегающей территории.

Какие конструктивные особенности у подпорной стены? Помимо вертикальной стенки, она обязательно имеет подошву. Рассмотрим, зачем нужна эта важная конструктивная деталь. Как мы видим на рисунке, на стену действует давление грунта. Причем, с высокой стороны на стену действует сдвигающая сила, а с низкой – удерживающая. Естественно, сдвигающая сила всегда больше удерживающей – в этом суть подпорных стен. Давление грунта – серьезная вещь, с ней шутки плохи. Как часто в рельефных местностях сползают склоны, это все происходит под давлением грунта. Поэтому, чтобы противостоять этой постоянно действующей силе, нужно сделать такую конструкцию подпорной стены, чтобы она сопротивлялась сдвигу. Представим себе стенку без подошвы. Что с ней случится? Она просто накренится под действием грунта, и чем больше будет перепад уровней земли, тем больше вероятность крена и разрушения стены. Что же делает подошва? Она служит своеобразным якорем и удерживает конструкцию стены в устойчивом положении. Чем шире подошва, тем устойчивей положение подпорной стенки.

Разберемся, как это действует. Итак, мы уже знаем, что против нас действует сдвигающая сила. Что мы можем ей противопоставить?

1) Это удерживающая сила с обратной стороны засыпки. Она, конечно, значительно меньше сдвигающей, но при расчете учесть ее необходимо.

2) Вторым фактором является сила трения под подошвой, которая в итоге поможет нам удержать стену на месте. Величина силы трения зависит от пригруза, который состоит из собственного веса подпорной стены и веса грунта, давящего сверху на подошву. Чем шире подошва, тем больше удерживающая сила трения.

Итак, в силах, действующих на подпорную стену, мы разобрались. Теперь разберемся, как же подойти к конструированию и расчету стены.

Первое, что мы знаем – это перепад высот на участке. От этого значения и будем отталкиваться. Чтобы принять окончательную высоту подпорной стенки, прибавим к высоте перепада 50…100мм вверху, чтобы грунт не ссыпался, и, естественно, опустим подошву стены на глубину промерзания грунта. Если вы выполняете расчет вручную, то это довольно кропотливый процесс, основанный на методе подбора. Задаетесь шириной подошвы подпорной стенки и всеми габаритными размерами, после чего делаете проверку на устойчивость, определяете расчетное сопротивление грунта под подошвой, затем, если все прошло, считаете армирование стены и подошвы. В настоящее время есть много расчетных программ, которые выполняют весть расчет автоматически. Если у вас есть такая программа, это значительно сэкономит время и усилия, да и от ошибок оградит. Если же программы нет, то можно воспользоваться Пособием по проектированию подпорных стен и стен подвалов, и выполнить расчет самостоятельно.

Еще один важный момент: для того, чтобы выполнить расчет подпорной стены, нужно иметь результаты инженерно-геологического изыскания, т.к. от характеристик грунтов строительной площадки очень сильно зависят результаты расчета.

Чертеж выполненной подпорной стены можно скачать здесь.

 

Еще полезные статьи:

«Фундаменты. Это важно знать»

«Ленточный фундамент»

«Что нужно знать о ленточном монолитном фундаменте»

«Фундамент для дома с подвалом»

«Столбчатые фундаменты под здание с несущим каркасом»

«Сбор нагрузок для расчета конструкций — основные принципы»

«Собираем нагрузки на ленточный фундамент дома»

«Расчет фундамента под наружную стену подвала. Пример расчета»

 

Внимание! Для удобства ответов на ваши вопросы создан новый раздел «БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ».

class=»eliadunit»>
Добавить комментарий

svoydom.net.ua

ПОДПОРНЫЕ СТЕНЫ — Страна большая, да мир тесен (с) — LiveJournal

3.155 . Подпорные стены предназначаются для удержания насыпного грунта в вертикальном положении.

Конструкция подпорных стен обычно принимается уголкового сечения из гладких плит или из плит с ребрами (контрфорсами). Гладкие вертикальные стены применяют при относительно небольшой высоте удерживаемого грунта — примерно до 4 — 4,5 м. При большей высоте рекомендуется со стороны грунта устраивать в стене контрфорсы.

Горизонтальные плиты уголковых стен выполняются гладкими или с так называемой шпорой, то сеть с ребром, выступающим вниз вдоль всей горизонтальной плиты.

3.156 . Подпорные стены могут выполняться монолитными или сборными.

Гладкие вертикальные элементы монолитных подпорных стен уголкового вида конструируют обычно переменной толщины. При этом вверху толщину назначают не менее 100 мм, а внизу принимают по расчету. Горизонтальные плиты также выполняют, как правило, переменной толщины.

Рис. 118 . Схема армирования подпорных стен самонесущими арматурными блоками

а — при раздельном бетонировании подошвы и стенки; б — при одновременном бетонировании подошвы и стенки; 1 — арматурный блок; 2 — уголковая рабочая стыковая сетка; 3 — плоская стыковая сетка; 4 — шов бетонирования

3.157 . Толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры подпорных стен при отсутствии грунтовых вод принимается для вертикальных элементов не менее диаметра рабочей арматуры и не менее 30 мм, а для горизонтальных плит — как в фундаментах (см. п. 3.26 настоящего Руководства).

3.158 . Армирование подпорных стен высотой 3 м и более рекомендуется осуществлять пространственными арматурными каркасами (рис. 118 ).

При высоте стенок до 3 м арматуру рекомендуется конструировать, предусматривая навешивание сеток непосредственно на опалубку.

3.159 . Для экономии арматурной стали при конструировании гладких протяженных подпорных стен армирование вертикальных плит этих стен рекомендуется выполнять двумя зонами. При этом на всю высоту стены устанавливается сетка с вертикальной рабочей арматурой, которая требуется в верхней зоне. В нижней зоне устанавливается дополнительная сетка также с вертикальными рабочими стержнями. Площадь сечения рабочей арматуры в обеих сетках устанавливается в соответствии с требованиями расчета нижней зоны стены. Сечение, где обрываются стержни вертикальной арматуры нижних сеток, устанавливается расчетом.

Горизонтальные плиты, как правило, армируются сетками без обрыва стержней. Пример армирования гладкой подпорной стены см. на рис. 119.


Рис. 119 . Схема армирования монолитной гладкой подпорной стены

а — сдельными стержнями; б — сварными сетками; 1 — 5 — арматурные стержни; С-1 — С-5 — сварные сетки

Примечание . Стержень поз. 3 и сетку С-3 ставить при толщине сетки более 150 мм

3.160 . Монолитные подпорные стены с ребрами (контрфорсами), как правило, выполняются с постоянной толщиной вертикальной горизонтальной плиты. Эти плиты конструируются по правилам конструирования плит, опертых по трем сторонам, которые изложены в разделе «Плиты».

Ребра армируют продольной (наклонные рабочие и боковые вертикальные конструктивные стержни) и поперечной (горизонтальные хомуты) арматурой в виде отдельных стержней или сварных сеток. Пример подпорной стены с контрфорсами приведен на рис. 120.


Рис. 120 . Пример конструирования монолитной подпорной стены с контрфорсами

а — опорные сетки; б — пролетные сети; в — армирование контрфорса; 1 — вязаная арматура; 2 — сварные сетки

Источник: Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения) http://www.gosthelp.ru/text/RukovodstvoRukovodstvopok3.html

Автодорожное строительство и строительство подпорных стен.Технические решения с применением геосетки, геотекстиля, георешетки и других геосинтетических материалов.

Важнейшим этапом любого строительного процесса является устройство усиленных подпорных стен. Сегодня в качестве наиболее приемлемого технического решения для армирования подпорных стен выступает метод «обертывания», который позволяет повысить их устойчивость и эксплуатационные характеристики.

Процесс создания укрепляющей конструкции методом «обертывания» включает в себя несколько этапов:

  1. На заранее подготовленную поверхность укладывается одноосноориентированная полиэфирная геосинтетическая сетка;
  2. Отсыпается и уплотняется грунт;
  3. Вокруг уплотненного грунта оборачивается свободный край геосинтетического полотна, затем операция повторяется.
Чтобы грунт принял нужную геометрию, рекомендуется воспользоваться мешками с песком. Если вертикальные подпорные стены будут в дальнейшем облицовываться бетонными блоками или железобетонными панелями, то геосинтетическая сетка фиксируется к облицовочной конструкции на два арматурных стержня.

Обустройство армогрунтовой подпорной стены методом «обертывания»


При сооружении армогрунтовой подпорной стены необходимо соблюдать следующие правила:
  • Для недопущения высыпания грунта через ячейки геосетки следует на участках заворота прокладывать термоскрепленный геосинтетический текстиль;
  • Высота стены под углом 90º не должна превышать 10 м;
  • Зафиксировать и защитить лицевую грань стены поможет арматурный каркас;
  • Тип фундамента определяется инженерно-геологическими данными основания.

Устройство армогрунтовой подпорной стены с дальнейшей облицовкой сплошной железобетонной панелью


При сооружении армогрунтовой подпорной стены рекомендуется соблюдать следующие правила:
  • На панели размещаются стартеры геосетки для монтажа геосинтетической арматуры;
  • Тип фундамента определяется инженерно-геологическими данными основания.

Устройство армогрунтовой подпорной стены с дальнейшей облицовкой сборными железобетонными панелями


При сооружении армогрунтовой подпорной стены необходимо придерживаться соблюдения следующих правил:
  • Сборные железобетонные панели крепятся к геосинтетической арматуре на монтажные петли;
  • Тип фундамента определяется инженерно-геологическими данными основания.

Устройство армогрунтовой подпорной стены с дальнейшей облицовкой блоками


При сооружении армогрунтовой подпорной стены необходимо знать, что блоки зачастую производятся из песчаного бетона методом вибропрессования и тип фундамента определяется инженерно-геологическими данными основания. При этом высота стены под углом 90º может быть более 10 м, а угол наклона облицовки достигает 5-7º при шаге армирования, кратном высоте блока, но не превышающем 0,6. Высота 1 блока составляет 0,15-0,3 м.

Существует 3 варианта создания подпорной стены на основе объемной георешетки:

  • Если откос имеет небольшую высоту, то подпорная структура создается из модулей объемной геосинтетической решетки, размещенных друг на друга и заполненных щебнем, сформировав тем самым аналог гравитационной подпорной конструкции;
  • Объемная георешетка может выступать в качестве лицевой части подпорной стены. В этом случае армирование грунта выполняется с помощью полиэфирных геосеток, часть которых зажимается между слоями георешетки и прочно фиксируется благоадря контакту с щебнем;
  • Устройство армогрунтовой стены производится методом «обертывания» с помощью геотексильных материалов, а в качестве облицовки используется объемная георешетка.

Руководство по конструированиию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного натяжения) – часть 5

Содержание материала

Страница 1 из 48

КОЛОННЫ

3.59. Колоннами или стойками называются вертикальные протяженные элементы одноэтажного или многоэтажного каркаса здания или сооружения, как правило, подверженные сжатию.

В зависимости от назначения и положения в одноэтажном здании колонны подразделяются на основные, расположенные в крайних и средних рядах, и фахверковые, расположенные в торцах и иногда в крайних рядах между основными (когда размер конструкции стенового ограждения меньше шага основных колонн).

По способу возведения различают колонны сборные и монолитные.

Форма поперечного сечения колонн может быть квадратная, прямоугольная, двутавровая, круглая (сплошная и полая).

В промышленном строительстве массовое распространение получили и применяются колонны сплошного квадратного и прямоугольного поперечного сечения, а также двухветвевые (рис. 70), рекомендации по конструированию которых излагаются ниже.

Рис. 70. Типы сборных колонн

а — призматические колонны сплошного сечении для одноэтажных бескрановых зданий; б — ступенчатые колонны сплошного сечения для одноэтажных зданий, оборудованных мостовыми кранами; в — то же, двухветвевые колонны; г — колонны сплошного сечения дли многоэтажных здании; 1 — консоль для опирания стропильных конструкций; 2 — консоль для опирания подкрановых балок; 3 — проем для устройства прохода; 4 — консоль для опирания ригелей междуэтажных перекрытий

Квадратная форма поперечного сечения рекомендуется для колонн, в которых продольная сила, как правило, приложена центрально, а прямоугольная или двухветвевая — при наличии в сечении изгибающих моментов. При необходимости в колоннах устраиваются короткие консоли для опирания примыкающих конструкций ферм, подкрановых и других балок. При этом для опирания несущих конструкций покрытия размер оголовка колонны должен быть не менее 300 мм при одностороннем опирании и не менее 500 мм при двустороннем опирании. Последний размер может быть уменьшен до 400 мм, если опираются конструкции покрытия пролетом до 12 м. Размер оголовка должен быть не менее размера сечения верхней части колонны.

Форма колонны может быть призматическая и ступенчатая. Последняя применяется для зданий, оборудованных мостовыми кранами. Ступенчатые колонны состоят из подкрановой и надкрановой части. В надкрановой части колонны могут при необходимости устраиваться проемы для прохода, которые должны быть размером не менее 400´1800 мм.

3.60. Размеры сечений колонн должны приниматься такими, чтобы их гибкость l0/r в любом направлении, как правило, не превышала 200 (для прямоугольных сечений ), а для колонн, являющихся элементами зданий — .

Подпорные стены: конструкция и проектирование

Оглавление:

  1. Подпорная стена: особенности ее строения
  2. Популярные стройматериалы для устройства подпорных стен
  3. Проектирование подпорных стен и стен подвалов: способы повышения их прочности

Не всегда участок для строительства гаража является идеально ровным. Если стройплощадка расположена на наклонной поверхности (угол наклона более 80), то для безопасности возведенного сооружения следует позаботиться о дополнительной «консервации» подвижного грунта. Для этого служат подпорные стены, предотвращающие обвалы и оползни земли на склоне. Они играют роль надежных «щитов», которые уравновешивают баланс сил в местах перепада рельефа участка. Устанавливают подпорки на протяжении всей земляной «ступеньки», полностью окантовывая ее впадины и выступы.

С появлением новых строительных материалов конструкция подпорных стен заметно видоизменилась. Теперь с помощью защитных «бастионов» площадку с трудным «характером» можно не только укрепить, но и украсить. Не зря декоративная подпорная стена – один из популярных приемов в ландшафтном дизайне, позволяющих эффектно разграничить зоны участка и сделать определенный акцент на одной из них.

Подпорная стена: особенности ее строения

Конструкции подпорных стен различны между собой, так как рассчитаны на разную степень воздействия «враждующих» сил, старающихся перекинуть опору. Но «костяк» у них неизменный и состоит из таких основных «запчастей»:

  • Наземная часть: ТЕЛО
  • Внутренняя сторона стены соприкасается с грунтом, опоясывая собой возвышенность на участке. Лицевая часть «щита» открыта, его форма может быть ровной или косой (с уклоном в сторону холма, обрыва, оврага).

  • Подземная часть: ФУНДАМЕНТ
  • Он компенсирует немалое давление грунта на подпорную стену. Под основание обязательно укладывают массивную дренажную подушку 20-30 см (песок + щебень)

  • Защитные инженерные коммуникации: ВОДООТВОД и ДРЕНАЖ
  • При проектировании подпорных стен обязательно предусмотрены защитные мероприятия по отводу лишней влаги и воды, которая неминуемо накапливается за их внутренней поверхностью.

Устройство подпорных стен возможно при определенных благоприятных условиях. Основными факторами, от которых самоделкин должен отталкиваться в решении, организовывать или нет на своем участке этот вид укрепления, является: уровень грунтовых вод и промерзания грунта.

Вот благоприятные параметры для успешного строительства:

  • Уровень промерзания: показатель не опускается ниже отметки в 1,5 м
  • Уровень грунтовых вод довольно низкий: 1-1,5 м

Подземная часть конструкции подпорных стен напрямую зависит от типа почвы: чем она мягче и неустойчивее, тем глубже следует в нее «нырнуть». Вот пример расчета глубины фундамента подпорной стены для самостоятельного проектирования:

  • Если на участке глинистая плотная почва, то глубина фундамента составляет 1/4 высоты подпорной стены
  • Если на участке почва средней рыхлости, то глубина фундамента составляет 1/3 высоты подпорной стены
  • Если на участке мягкая, рыхлая земля, то глубина фундамента составляет 1/2 высоты подпорной стены

Что касается наземной части подпорных стен, то для их самостоятельного устройства есть определенное ограничение: высота «подпорки» не должна превышать 1,4 м. Для строительства щита «ростом» повыше следует привлечь профильных специалистов, так как сильное давление грунта на подпорную стену требует более сложных расчетов при ее проектировании. Сейчас в интернете имеется огромный выбор программных продуктов, которые подсчитывают все нужные параметры этого вспомогательного сооружения. Но есть одно «но». Они так же предназначены для «щитов» высотой до 1,4 м, так как к более массивным сооружениям требуется особый подход, не подпадающий под стандартный алгоритм расчетов.

Еще один важный параметр, который необходим для устойчивости защитного «щита» – толщина тела массивной подпорной стены. Он напрямую зависит от высоты сооружения и типа грунта: чем выше подпорка и чем мягче почва, тем шире должна быть опорная «нога». И наоборот.

Для самоделкинов будет полезен пример расчетов подпорной стены такого типа на «все случаи жизни»:

  • Если грунт на участке рыхлый: толщина массивной подпорной стены = 1/2 ее высоты
  • Если грунт на участке средней плотности: толщина массивной подпорной стены = 1/3 ее высоты
  • Если грунт на участке плотный глинистый: толщина массивной подпорной стены = 1/4 ее высоты

Для проектирования и расчета параметров тонких подпорных стен нужен опыт, поскольку многочисленные примеры самодельных опрокинутых «щитов» указывают, что слишком велика вероятность их фатального конца.

Популярные стройматериалы для устройства подпорных стен

БЕТОН

Это безоговорочный лидер среди используемых для этих целей стройматериалов. Подпорные стены из бетона можно вылить самому, купить полностью готовые модули или же сложить их из отдельных блоков. Прочность и тяжесть стройматериала является главной причиной его массового использования для устройства высоких защитных сооружений. Подпорные стены из бетона не отличаются эстетической красотой и довольно однообразны, поэтому их стараются преобразить с помощью декоративных отделочных покрытий.

Для самоделкина наиболее оптимальным вариантом является монолитная конструкция «щита»:

  • Фундамент и тело подпорной стены из бетона выливается с помощью съемной опалубки по стандартному «сценарию» (подробнее см. в разделе «Фундамент для гаража», «Стены для гаража»)

Проще всего использовать готовые заводские модели подпорных стен из бетона, которые с помощью спецтехники устанавливают на требуемое место. Но в данном случае следует учесть дополнительную нагрузку на бюджет из-за доставки блоков и аренды грузоподъемной техники.

Армирование подпорных стен из бетона

Армирование подпорных стен выполняется с учетом «проблемных» зон сооружения. Наиболее опасные точки напряжения: верхушка и линия соединения фундамента и тела «щита». В них требуется увеличение густоты плотности железного каркаса.

Для расчета армирования подпорных стен используют специальные программы, где точно можно подобрать толщину, шаг и марку прутьев. Но для наглядности укажем основные принципы правильного армирования подпорных стен, которые помогут самоделкинам правильно укрепить монолитную конструкцию защитного сооружения.

Главная сила, с которой должна бороться железная сетка внутри тела «щита» – изгиб. Расчет подпорных стен указывает, что главная арматура их тела располагается в вертикальной плоскости, а поперечные прутья (поперечная арматура) потоньше (20 % от сечения главной) строго перпендикулярно ей. В фундаменте поперечные прутья укладывают строго перпендикулярно главной арматуре наземной части щита.

Вот пример расчета подпорной стены:

При ее толщине больше 25 см, шаг главной арматуры – не более 25 см.
При толщине «щита» 15-25 см, шаг главной арматуры – не более 15 см.
Поперечная арматура устанавливается с шагом не больше 25 см.

Что касается марки бетона, то для монолитной конструкции подпорной стены готовят раствор В10-В15.

БУТОБЕТОН

В местности, богатой на бутовый камень (плоский булыжник) практикуют этот вид кладки подпорных стен. Следует придирчиво выбирать расходный стройматериал, поскольку для качественного «щита» бут по прочности должен соответствовать марке М150. Для заливки используют бетонный раствор В7,5.

Бутобетонная кладка выгодна тем, что для строительства стены самоделкин не заморачивается с армированием. Камень прекрасно справляется с возникшими противоборствующими силами. Остается только изучить все особенности бутобетонной кладки, главные из которых:

  • Соотношение раствора и бута 50 на 50
  • Ширина камня должна быть равна 1/3 ширины стены
  • Камни должны быть чистыми и увлажненными для лучшей адгезии с раствором
  • Камень не укладывают вплотную к краям стены (зазор ≈3 см)

Оптимальная ширина бутобетонной кладки – 0,6 м (больше – нерационально). Подробнее технологию выполнения работ можно прочитать в разделе «Бутобетонный фундамент».

КАМЕНЬ

Такой способ более трудоемкий, поскольку технология кладки из камня сложна из-за вынужденной подгонки рабочих элементов. Каменная кладка подпорных стен – это эффектное украшение участка. поэтому если кто из самоделкинов решится на такой шаг, вот несколько рабочих рекомендаций:

  • Перевязка швов кладки для рядов камней должна быть не меньше 10 см, а для угловых элементов – не менее 15 см
  • Для работы выбирайте камни твердых сортов: базальт, кварцит и т.п.
  • Если кладка ведется на растворе, то его марка должна быть не ниже М50
  • При сухой кладке щели между камнями заделывайте грунтом

Оптимальная ширина подпорной стены из камня – 0,6 м.

КИРПИЧ

Этот классический стройматериал часто используют для строительства вертикальных подпорных стен. Их толщина равна 12 – 37 см (пол – полтора кирпича соответственно). Проектирование подпорных стен из кирпича упрощено наличием готовых расчетных таблиц, где под каждую высоту стенки есть полная расшифровка расхода материала. Тут же указывается количество кирпичных рядов и схема их кладки, что весьма удобно для начинающего самоделкина.
Например, для подпорной стены высотой 60 см и толщиной в ½ кирпича понадобится 8 рядов элементов. На 1 кв. м. возведенного «щита» следует заготовить 62 кирпича.

ДЕРЕВО

Деревянная подпора – самый слабый «щит», зато выглядит на лоне природы наиболее гармонично. Но если в вашей местности влажный климат, то такой декор не подходит для вашего участка, так как прослужит от силы один-два сезона.

Для строительства подпорных стен из дерева используют бревна одинакового сечения. Их вкапывают на требуемую расчетную глубину, предварительно обработав наконечники горячим битумом. Уложив в траншею вертикальные столбы плотным рядом, соединив их между собой гвоздями или проволокой, основу «щита» тщательно зацементируют. Это самая простая схема для выполнения деревянной подпорной стены. Сложнее для исполнения горизонтальная кладка бревен, где нужно вырезать пазы в элементах для корректного соединения рабочих элементов.

Проектирование подпорных стен и стен подвалов: способы повышения их прочности

Существует достаточное количество видов подпорных стен, разница между которыми заключается в особенностях строения основных элементов конструкции. Речь идет о виде фундамента (мелкозаглубленный, заглубленный), способах отделки лицевой поверхности, особенностях сборки сооружения. Остановимся в первую очередь на принципиальных различиях в методах укрепления «разнокалиберных» щитов.

Мы неслучайно включили в данную главу не только особенности проектирования подпорных стен, но и стен подвалов. Ведь они схожи по своей ключевой функции: противостояние давящей силе прилежащего грунта.

Проектирование подпорных стен: особенности массивной и тонкой конструкции стен

Подпорные стены бывают массивные и тонкие (минимальная толщина подпорки из железобетона – 10 см). Последние из-за небольшой толщины «щита» не могут достойно противостоять напору грунта. Уравновешивание сил происходит за счет особой конструкции фундаментной плиты, удлиненная часть которой направлена в сторону насыпи грунта, что заставляет работать его противовесом. Наземная часть «подпорки» жестко фиксируется в подземной «ноге». Такое устройство подпорных стен имеет специальное название – консольное.

По способу крепления наземной и подземной части консольной конструкции щита различают:

  • Уголковая консольная подпорная стена
  • Состоит из двух плит, жестко соединенных между собой. Если подпорная стена сборная, то соединение наземной и подземной части конструкции выполняется с помощью выемки в фундаментной плите или петельным методом. Для монолитной подпорки тесная «связь» двух взаимно перпендикулярных плит выполняется за счет их внутренней арматурной завязки.

  • Анкерная консольная подпорная стена
  • В такой конструкции подпорной стены соединение двух плит выполняется с помощью анкерных связей, которые способствуют их дополнительной устойчивости. Крепеж может быть выполнен шарнирным или клиновым способом.

  • Контрфорсная консольная подпорная стена
  • Этот вид «щита» состоит из фундаментной, наземной плиты и контрфорса, который берет на себя определенную долю давления грунта на подпорную стену.

Массивные подпорные стены дольше возводить, зато их «изюминка» прячется в надежности «брони». Давление прилежащего грунта на подпорную стену гасится за счет немалого веса щита. Чтобы дополнительно их укрепить, внутреннюю поверхность наземной плиты делают неровной: в монолитном бетоне формируют выступы, кирпичную кладку выпячивают внутрь. Внешняя сторона щита наклонная в сторону склона. Определяется требуемый угол по формуле:

F= 450-j/2

Где j – угол природного откоса для разных видов грунта.

Проектирование стен подвала выполняется по аналогии с расчетом конструкции высоких подпорных стен. Особое внимание уделяется надежности соединения нижних углов подвальной «коробки».

В среднем высота подвала в гараже – до 3 м (кратно 0,6 м). Для их строительства используют готовые железобетонные блоки или же плиты выливают непосредственно на стройплощадке. Самостоятельное проектирование подпорных стен и стен подвалов такой высоты – рискованно и опасно. Как уже говорилось выше, алгоритм подсчетов слишком сложен для человека, не владеющего профильными знаниями. Только специалист правильно и точно рассчитает давление грунта на необходимом уровне и подберет оптимальные параметры подвальных стен. Тоже касается способов их укрепления.

Подпорные стены из армированного грунта » Строительно-информационный портал


В условиях плотной застройки с учетом сложившейся экологической и антропогенной ситуации в крупных городах в настоящее время строителям приходится использовать строительные площадки, сложенные структурно-неустойчивыми грунтами (слабые, водонасыщенные, техногенные грунты и т.п.). Использование известных строительных подходов в данных проблемных инженерно-геологических условиях, как правило, приводит к значительным материальным затратам, не соизмеримым с ожидаемым экономическим эффектом.
Одним из конструктивных способов преобразования грунтовых условий, в сторону их улучшения, является армирование грунтовых оснований. Армирование грунта заключается во введении в грунт специальных армирующих элементов. Армированный грунт использовался человечеством с давних времен. До наших дней дошли сведения о строительстве крупных сооружений на основаниях, армированных ветвями, лианами, тростником. Армирование глины и кирпичей упоминается еще в Библии. Описаны случаи использования таких приемов в Древнем Вавилоне, Древнем Риме, на некоторых участках Великой Китайской стены и т.д. (рис. 4.66).

В современное время эта идея возродилась в 60-х гг. XX в., когда французский инженер Анри Видаль предложил при возведении насыпей использовать стальные ленты в качестве армирующих элементов (рис. 4.67). Взаимодействие между грунтом и армирующими элементами обеспечивалась за счет трения по контакту «грунт-арматура». Термин «армированный грунт» был введен в употребление также Видалем для определения нового композитного материала, образуемого плоскими армирующими полосами, которые укладываются горизонтально в грунт. На рис. 4.68 представлена подпорная стенка, выполненная из армированного грунта по технологии, предложенной А. Видалем. Стенка сооружена на объездной автодороге А-86 вокруг г. Парижа (Франция), общая площадь стеки составляет 30 000 м2.
В качестве армирующих элементов в настоящее время применяется большое число различных материалов. Вначале при применении в строительной практике армированного грунта использовалась преимущественно металлическая арматура в виде полос или сеток. Однако использование металлической арматуры часто требует применения дорогостоящих антикоррозионных мероприятий, особенно в пылеватоглинистых грунтах. Поэтому в последнее время металлическую арматуру практически повсеместно вытеснили синтетические материалы (геосинтетика) — быстроразвивающее семейство материалов, используемых в геотехническом строительстве. На мировом рынке выпускаются разнообразные виды и типов геосинтетических материалов. Они почти исключительно изготавливаются из полимеров. Наиболее часто применяются геосинтетики из полиэфира, полипропилена и полиамида, но в специальных случаях могут применяться полиэтилен и полиарамид.

Основные типы геосинтетических материалов:
— геотекстильные материалы;
— георешетки;
— геосетки;
— геомембраны;
— геокомпозиты.
Наиболее широко на мировом рынке производятся и используются геотекстпльные материалы. В настоящее время в мире геотекстиль выпускается на 130 предприятиях мира и количество производимых наименований превышает 860. Геотекстиль — это сплошные, пористые, гибкие, полимерные ткани. Они подразделяются на две большие группы — тканые и нетканые материалы, каждая из которых имеет свою область применения. Тканые материалы изготовляются из мононитей или полинитей (пряжи) по технологии, аналогичной производству обычных тканей. Нетканые геотекстили представляют собой спутанно-волокнистую беспорядочную структуру, состоящую из отдельных волокон и упрочненную механическим или термическим способом. Геотекстпльные материалы наиболее универсальны, они могут одновременно выполнять несколько функций.
Менее распространены и имеют более узкие области применения георешетки и геосетки — объемные или плоские решетчатые полимерные материалы и геомембраны — герметичные полимерные пленки.
Особую группу занимают появившиеся сравнительно недавно геосинтетические материалы под названием геокомпозиты. Это слоистые или сложной формы комбинации различных типов геосинтетических материалов иногда с включением стекловолокна, стали, битума и других материалов для придания им требуемых свойств.
Для армирования оснований применяются чаще всего геотекстили, так как они более дешевы, чем несколько реже используемые георешетки и геокомпозиты.
Использование различных типов геосинтетических материалов в зависимости от требуемых инженерных функций приведено в табл. 4.4.

В настоящее время уже накоплен большой опыт по применению армированных оснований, который выявил высокую эффективность использования таких конструкций.
В качестве основных областей применения геосинтетических материалов можно выделить следующие:
1) промышленное и гражданское строительство:
— увеличение несущей способности оснований различных сооружений на слабых грунтах путем армирования их синтетическими материалами;
— возведение подпорных стен различного назначения из армированного грунта;
— использование геомембран в качестве гидроизоляции при сооружении хранилищ отходов;
— укрепление откосов и озеленение при ландшафтном проектировании;
2) транспортное строительство:
— армирование откосов и оснований высоких насыпей и выемок для обеспечения их устойчивости;
— повышение трещиностойкости асфальтобетона путем его армирования синтетическими сетками;
— применение геосинтетических материалов в дренажных конструкциях;
— использование прослоек из синтетических материалов для регулирования водно-теплового режима конструкций;
— сепарационные прослойки;
— защита откосов насыпей.
Армированный грунт — это сравнительно новый способ устройства подпорных стен и других сооружений. Сущность его заключается в том, что на специально подготовленной поверхности грунта (спланированной и уплотненной) укладывают арматурную сетку (рис. 4.69) и засыпают ее слоем грунта, после уплотнения этого слоя укладывают следующую арматурную сетку и засыпают следующий по высоте слой грунта с уплотнением его до заданных расчетом величин.
Сетки в торце одной из сторон прикрепляют по мере их укладки к элементам торцевого ограждения, например оболочки, под которые до начала работ устраивают фундаментную плиту согласно расчету.
Конструкции из армированного грунта, выполненные по методу Йорка (США) из сборных элементов, показаны на рис. 4.70 и 4.71.

Профилированные тонколистовые элементы из стали имеют гальваническое покрытие. Толщина листов 3 мм и высота 330 мм, длина до 10 м. Такие элементы соединяют в фальц, вертикальные стыки соединяют внахлестку. Арматурные стержни и полосы крепят через 0,3…1,0 м по расчету. При возникновении бокового давления грунта усилия через тонколистовой профиль, работающий как растянутая мембрана, передаются на анкерные арматурные полосы.
Подпорная стенка с ограждением из крестовидных бетонных плит с половинными доборными нижними и верхними плитами позволяет получать интересные решения фасадов. Для большей технологичности монтажа предусмотрена система вертикальных анкерных стержней, которые не только обеспечивают точность установки, но и способствуют большей монолитности стенки. Анкерные арматурные полосы изготавливают из оцинкованных стальных листов толщиной 3 мм и шириной 60, 80, 100, 120 мм, длиной до 25 м. Расход цинка достигает 185 г на 1 м2 поверхности. Раньше полосы получали нарезкой, а в настоящее время — прокаткой.
Насыпные грунты для стенок должны допускать высокую степень уплотнения, позволяющего получить как можно большее сопротивление трению на максимально коротком участке. Грунты заполнения должны быть водопроницаемыми и стойкими против выветривания.
Область применения армированного грунта не ограничивается только подпорными сооружениями. Благодаря экономической эффективности, преимуществам по экономическим параметрам армированный грунт широко используется в современном зарубежном строительстве для самых различных целей. В нашей стране в настоящее время армирование грунтов начинает все шире и шире применяется. На рис. 4.72 представлен вариант устройства подпорной стенки в г. Перми. Облицовка подпорной стенки выполнена из бетонных фундаментных блоков по ГОСТ 13579-78. В качестве армирующих элементов применяется сетка из стержней A-I диаметром 10 мм и шагом 100 мм, распределительная арматура из стержней A-I диаметром 6 мм шагом 250 мм. Армирующие элементы заанкериваются за блоки облицовки. Засыпка предусмотрена из тщательно уплотненной песчано-гравийной смеси. Длина армирующих элементов переменная — от 8,0 м в нижней зоне до 10,5 м в верхней зоне армированного грунта. Шаг армирующих элементов принят равным 0,6 м, кроме верхней зоны, где расстояние между армирующими элементами уменьшается до 0,3 м. Для предотвращения коррозии стальная арматура должна быть покрыта антикоррозийным слоем (например, оцинковка). Возможно применение синтетической арматуры с прочностью на разрыв не менее 50 кН/м. Блоки облицовки опираются на фундаментную подушку из монолитного бетона класса В-15. Под фундаментной подушкой устраивается щебеночная подготовка толщиной 200 мм. В грунте обратной засыпки предусмотрен дренаж.

Имеются примеры эффективного строительства из армированного грунта не только самых различных подпорных сооружений, но и пример использования этого способа для укрепления береговых устоев мостовых сооружений, плотин, насыпей (рис. 4.73), фундаментов и оснований для различных сооружений в дорожном, жилищном и промышленном строительстве (рис. 4.74), сводов подъемных сооружений и для многих других целей.

Проектирование усиленных подпорных стен

Стены из армированного грунта — Концепция

Великая Китайская стена, возрастом около 2200 лет, была построена как двусторонняя подпорная стена. Почва между двумя стенами представляла собой смесь глины и гравия, усиленную ветвями тамариска. В подпорных стенах Allan Block используются «старые технологии с новыми материалами».

Если высота подпорной стены превышает указанную в таблице гравитационных стен, можно добавить георешетку, чтобы обеспечить стабильное состояние подпорной стены.Слои георешетки, вставленные между блоками и проходящие за подпорной стенкой, сцепляются с окружающей почвой, создавая сплоченную массу почвы. Эта масса использует свой собственный вес и внутреннюю прочность на сдвиг, чтобы противостоять как сдвигу, так и опрокидывающему давлению со стороны удерживаемого грунта. Стеновая порода в ядрах блока Аллана обеспечивает надежную связь между слоями георешетки и подпорной стенкой блока Аллана, блокируя две системы вместе. Армированный грунт становится структурой, а подпорная стена Allan Block становится облицовкой.Конкретное расположение и длина заделки слоев сетки зависят от условий площадки, высоты стен и допустимой долгосрочной прочности используемой сетки. См. Утвержденные планы точного расположения георешетки или проконсультируйтесь с местным инженером.

Геосетки

Георешетка

Геосетки — это гибкие синтетические сетки, которые производятся специально для стабилизации откосов и удержания грунта.Эти «решетки» доступны из различных материалов, размеров и прочности. Они могут быть изготовлены из пластика с высокой прочностью на разрыв или тканых полиэфирных нитей и обычно упаковываются на заводе в рулоны. Сетки рассчитаны на долговременную допустимую конструктивную прочность (LTADS) со значениями в диапазоне от 500 до 4000 фунтов на погонный фут (от 7,3 кН / м до 58,4 кН / м). Подробнее о типах георешетки.

Ссылка: Allan Block Engineering Manual

Положительная блокировка

Положительная блокировка

Положительная блокировка

Пустотелый сердечник

Allan Block, заполненный гравием, обеспечивает многоточечное сцепление с сеткой.По мере увеличения высоты подпорной стены наше эксклюзивное соединение «Rock-Lock» в сочетании с весом стеновых блоков обеспечивает лучшую блокировку между блоком и сеткой среди всех систем, представленных на рынке. См. Технические листы по тестированию соединений или Краткое описание сейсмических испытаний для получения результатов тестирования соединения «Rock-Lock». Наши производители электросетей провели испытания на прочность соединений, результаты см. В справочнике AB Spec Book или AB Engineering Manual.

Ссылка: Руководство по проектированию блоков Аллана, Справочник спецификаций блоков Аллана, Краткое изложение результатов сейсмических испытаний блоков Аллана, Стандартный метод испытаний ASTM D6638 для определения прочности соединения между геосинтетическими материалами

Внешняя устойчивость

Внешняя устойчивость существует, когда вся система стен — облицовочные элементы блока Аллана и усиленный массив грунта — действуют как связная структура, удовлетворяющая стандартному гравитационному анализу стен.Правильная конструкция подпорной стены должна удовлетворять всем четырем из следующих соображений.

Глобальная стабильность

Несущая способность

Переворачивание

Раздвижные

Внутренняя устойчивость

Внутренняя стабильность — это способность арматуры в сочетании с внутренней прочностью почвы удерживать массу почвы вместе и работать как единое целое.

Выпуклость

Выпуклость возникает, когда горизонтальные силы между слоями георешетки вызывают локальное вращение подпорной стены.

Увеличить количество слоев сетки

Вытяжной

Вытягивание происходит, когда слои сетки не заделаны на достаточном расстоянии за плоскость разрушения.

Увеличить длину заделки

Разрыв сети

Разрыв происходит, когда чрезмерные силы превышают предел прочности георешетки на растяжение.

Увеличьте прочность сетки или количество слоев сетки

Внутренняя стабильность соединения

Плоскость скольжения, проходящая через удерживаемый и укрепленный грунт и облицовку стен.

Внутреннее соединение

Нестабильность внутреннего соединения возникает, когда дуга скольжения проходит через удерживаемый грунт, армированный грунт и облицовку.

Увеличьте длину, прочность или уменьшите шаг сетки, используйте выбор материала заполнения

Ссылка: Руководство по проектированию блоков Аллана, Стандартный метод испытаний ASTM D6916 для определения прочности на сдвиг между сегментными бетонными блоками, Целевая группа 27, Методы улучшения грунта на месте, «Руководство по проектированию использования расширяемой арматуры для механически стабилизированных земляных стен в постоянных применениях. , ”Объединенный комитет AASHTO-AGC-ARTBA, AASHTO, Вашингтон, округ Колумбия (1990)

Рекомендации по проектированию

AB Подпорная стена с георешеткой, типовой профиль

  • Прочность сетки Выберите правильную сетку прочности для работы.Выберите сетки LTADS от 500 фунтов / фут до 4000 фунтов / фут (от 7,3 кН / м до 58,4 кН / м).
  • Длина заделки Длина решетки должна проходить достаточно далеко за стеной, чтобы создать достаточную усиленную гравитационную массу. Обычно не менее 60% от общей высоты стены.
  • Количество слоев Установите достаточное количество слоев, чтобы надлежащим образом увеличить внутреннюю прочность грунтового массива и выдержать все приложенные нагрузки.
  • Расстояние между слоями Слои сетки должны быть правильно расположены для распределения внутренних сил.Обычно с шагом 16 дюймов (405 мм) по центру.
  • Прочность соединения Блок и георешетка должны работать вместе, чтобы противостоять внутренним силам.

Поведение армированных подпорных стен с различным шагом арматуры при столкновениях транспортных средств

Число аварий с участием транспортных средств, врезавшихся в усиленные подпорные стены, увеличивается, поскольку строительства усиленных подпорных стен на дорогах. В отличие от обычной подпорной стены, Усиленная подпорная стена — это не единое целое, а составленная из блоков.Следовательно, армированная стена может выходят из строя при столкновении с автомобилем. Поведение такой стены при столкновении с автомобилем зависит от армирующего материала, используемого для его строительства, его конструкции и метода строительство. В этом исследовании было проанализировано поведение усиленной подпорной стены при изменении расстояние между арматурой с использованием общей программы конечных элементов LS-DYNA. Вес грузовика восемь тонн была использована для модели численного анализа. Поведение усиленной подпорной стены при изменении расстояние между арматурой и расположение было проанализировано.Результаты показали, что армирование Материал был важным фактором сопротивления внешней ударной нагрузке.

1. Введение

Постоянно увеличивающиеся объемы трафика привели к проблемам с заторами на дорогах. Для решения этой проблемы в последнее время было построено большое количество подземных переходов, перекрестков и эстакад. Вдоль обочин дороги возводятся малые и большие усиленные подпорные стены, которые экономичны и выгодны с точки зрения эффективности строительства.По мере увеличения строительства усиленных подпорных стен вдоль дорог, которые обслуживают большие объемы движения, увеличивается количество столкновений транспортных средств с этими стенами.

Усиленная подпорная стена строится путем постепенного увеличения растягивающего усилия, прилагаемого к грунту с обратной стороны стены. В этом методе стена армируется с помощью высокопрочных армирующих материалов, таких как геотекстиль. Тип материала, интервал строительства и длина армирующего материала считаются важными проектными факторами при проектировании армированной подпорной стены.Однако армированная стена построена из блоков и не является единым целым, поэтому при столкновении с ней транспортное средство может потенциально вызвать вторичное повреждение из-за обрушения подпорной стены и оседания засыпки.

Для исследования характеристик поведения и механизмов разрушения усиленных подпорных стен были проведены модельные испытания и численный анализ путем изменения длины и расстояния между арматурой, дополнительной нагрузки и свойств засыпки, исследованных Вонгом, Пинто, Лещинским, Гионной. , Ю, Лю, Стуэдлейн и Сулиман [1–8].Безопасность строительных конструкций при столкновении транспортных средств была подтверждена с помощью краш-тестов транспортных средств и численного анализа столкновений, проведенных Ву, Боровиншеком, Чангом, Ито, Таем и Кимом [9–14]. Однако влияние столкновения автомобилей с усиленными подпорными стенками было исключено. Кроме того, безопасность усиленных подпорных стенок при столкновении транспортных средств с разными скоростями недавно была изучена Ан и др. [15]; однако влияние проектных факторов на усиленные подпорные стены не учитывалось.

В этом исследовании был проведен анализ столкновений, чтобы определить поведение усиленных подпорных стен с шагом арматуры, когда транспортное средство врезалось в усиленную подпорную стену. Этот анализ проводился с трехмерным нелинейным динамическим анализом истории во времени с использованием LS-DYNA, общей программы анализа методом конечных элементов, для определения поведения усиленных подпорных стенок во время столкновения транспортного средства. Одноместный грузовик Ford весом восемь тонн, предложенный Национальным центром анализа аварий (NCAC), использовался для анализа столкновений транспортных средств.Поведение усиленных подпорных стенок от столкновений транспортных средств было проанализировано путем сравнения смещения передней стороны, горизонтального и вертикального, блока усиленной подпорной стены в точке удара от поверхности земли с 1,0, что является высотой усиленной подпорной стены на интервалы 0,2.

2. Условия столкновения транспортных средств

В данном исследовании были рассмотрены руководящие принципы для столкновений транспортных средств, содержащиеся в «Руководстве по установке и администрированию средств безопасности дорожного движения» вместе с «бизнес-руководством по краш-тестам транспортных средств для барьеров безопасности, предоставленных в Корее» [ 16, 17].

2.1. Расчет силы удара

Сила удара была определена кинетической энергией, которая создается при врезании транспортного средства в конструкцию. На рисунке 1 показаны условия столкновения транспортного средства, сила удара рассчитывается следующим образом: где IS — сила удара (кг), — вес транспортного средства при столкновении (тонны), — скорость столкновения транспортного средства (км / ч) и — угол столкновение транспортного средства (°) [16, 17].


2.2. Скорость столкновения транспортных средств

Согласно «Руководству по установке и управлению средствами безопасности дорожного движения в Корее» скорость столкновения транспортных средств может достигать 80% от расчетной скорости.В таблице 1 показана взаимосвязь между расчетной скоростью и скоростью столкновения на дороге [17] для каждого типа транспортного средства. Поэтому скорость столкновения 80 км / ч была выбрана для учета состояния дорог в Корее в этом исследовании.


Тип Диапазон расчетной скорости на дороге (км / ч) Используемая расчетная скорость (км / ч) Скорость столкновения (км / ч)

A 60 ~ 120 100 60
B 60 60 40
20
D 100 80

2.3. Вес транспортного средства при столкновении

Для малых и больших транспортных средств «Рекомендации по установке и управлению средствами безопасности дорожного движения» устанавливают правила, регулирующие вес разрешенных транспортных средств в Корее. Вес транспортных средств составлял от 3,5 до 8,0 тонн, и они были использованы как расчетные веса для разбившихся транспортных средств [16, 17]. Поэтому вес столкнувшегося транспортного средства был выбран равным 8 тоннам, а для анализа столкновений транспортных средств в эта учеба.

2.4. Угол столкновения транспортного средства

Угол, который представляет собой угол между конструкцией и разбившимся транспортным средством, широко известен как 15 ° для прямой дороги и 16 ° для извилистой дороги. В «Руководстве по установке и управлению средствами безопасности дорожного движения» в Корее используется угол 15 ° для крупногабаритных транспортных средств и 20 ° для малых транспортных средств [17]. Таким образом, в данном исследовании использовался угол 15 °.

3. Численный анализ для различных интервалов армирования
3.1. Цифровая модель транспортного средства

В данном исследовании числовая модель, используемая для моделирования транспортного средства, представляет собой восьмитонную модель грузовика (моноблочный грузовик Ford).Его можно смоделировать с помощью LS-DYNA, и он рекомендован NCAC. На рисунке 2 представлена ​​трехмерная модель автомобиля. Модель состоит из 19 479 оболочек, 124 балок и 1248 сплошных элементов. Используемый стальной материал имеет предел текучести 270 МПа и модуль упругости 205 ГПа, как показано в таблице 2 [15].

1,24 205128

Тип Грузовик

Количество элементов
Балка 124
Итого 20,727
Масса (кг) 8,035
Предел текучести (МПа) 270


3.2. Свойства усиленной подпорной стены

Модель усиленной подпорной стены размером 20 000 () × 10 000 () × 5200 () мм состояла из блока, арматуры, щебня и засыпки (рис. 3). Блок размером 400 () × 400 () × 200 () мм был смоделирован с твердыми элементами, и его материал был Elastic_Tiltel в LS-DYNA, как показано в таблице 3. Также условие контакта между блоками определяется функцией automatic_single_surface в LS -DYNA. Армирование моделировалось балочными элементами, а в LS-DYNA использовался материал Picewise_linear_plasicity, как в таблице 4.Функция совпадения в LS-DYNA использовалась для армирования для соединения блока и засыпки. Щебень и засыпка усиленной подпорной стены были смоделированы с использованием твердых элементов, и этот материал был FHWA_Soil_Title, как показано в таблице 5. Узлы каждого элемента щебня и засыпки были объединены для интеграции движения. Столкновения транспортных средств моделировались для каждой модели с использованием алгоритма контакта для моделирования поведения стены. Таблицы 3, 4 и 5 показывают детали каждой созданной модели [15].


Тип Материал модели (в LS-DYNA) Вес агрегата (кН / м 3 ) Модуль упругости (МПа3)
Коэффициент Пуассона

Балка Кусочная_линейная_пластичность 0.1 3,000 0,25

Модель LS8 (мм) вес (кН / м 3 )

Тип Модель LS8 (мм) Материал Модуль упругости (МПа) Коэффициент Пуассона

Solid Elastic_Title 23.5 5000 0,3

Вес модели 8 (в LS-DYN) 3 ) 0,1123 9011 9018 9018 9018 Расстояние между арматурой

Как правило, при проектировании армированных подпорных стен арматура устанавливается с меньшим расстоянием сверху вниз с учетом давления грунта.Однако, как показано на рисунке 4, арматура была размещена с равными интервалами 200, 400 и 600 мм от верха усиленной подпорной стены, чтобы определить влияние различных интервалов армирования на столкновение транспортных средств, и был проведен анализ столкновений.

Точка наблюдения была измерена от поверхности земли до 1,0 с интервалом 0,2. Арматура не размещалась наверху усиленной подпорной стены, потому что она не могла выполнять функцию армирования.

4. Результаты анализа
4.1. Поведение усиленной подпорной стены с различным шагом армирования

Анализ столкновений был проведен с использованием LS-DYNA, общей программы анализа методом конечных элементов, для определения поведения усиленной подпорной стены во время столкновения транспортного средства. Состояние контакта между усиленной подпорной стенкой и грузовиком определяется функцией contact_Automatic_surface_to_surface в LS-DYNA, а результат моделирования столкновения показан на рисунке 5.

4.1.1. Смещение блока с шагом арматуры 200 мм

В таблице 6 показано вертикальное и горизонтальное смещение по высоте () усиленного блока подпорной стены для шага арматуры 200 мм, а также представлен коэффициент разделения путем сопоставления исходного размера блока с максимальным. смещение блока. На рис. 6 показаны вертикальные и горизонтальные смещения переднего блока с шагом 0,2, 0,4, 0,6, 0,8 и от нижней части усиленной подпорной стены для расстояния между арматурой 200 мм.На рисунке 6 (а) положительное значение горизонтального смещения означает, что блок переместился в сторону обратной засыпки усиленной подпорной стены, а отрицательное значение горизонтального смещения означает, что блок переместился в сторону столкнувшегося транспортного средства. На рисунке 6 (b) положительное значение вертикального смещения указывает на выпуклость блока, а отрицательное значение вертикального смещения указывает на проседание блока.


Тип Угол внутреннего трения (°) Объемный модуль упругости (МПа) Модуль упругости (МПа)

Щебень FHW128_Soil_Soil_Toil_0 45 ° 0,465 0,186
Засыпка FHWA_Soil_Title 19,0 30 ° 0,35

Высота Горизонтальное смещение (мм) Вертикальное смещение (мм)
Максимальное горизонтальное смещение Степень разделения (%) по вертикали смещение Коэффициент разделения (%) Окончательное вертикальное смещение

0.2 H 20,5 5,1 2,6 22,2 11,1
0,4 H 26,6 6,7 26,6 6,7 26,6 H 42,8 10,7 42,8 24,3
0,8 H 33,2 8,3 30.8 29,0
H 10,3 5,9 34,0
9018 9018
9018 9018 относительно прошедшего времени
(b) Вертикальное смещение блока относительно прошедшего времени
(a) Горизонтальное смещение блока относительно прошедшего времени
(b) Вертикальное смещение блока относительно прошедшего времени

Окончательное горизонтальное смещение в 0.2 (который находился ближе всего к контактной поверхности столкновения) составлял 2,6 мм, а окончательное горизонтальное смещение в точке (наиболее удаленной от контактной поверхности столкновения) составляло 5,9 мм. В этих двух положениях на усиленной подпорной стене наблюдались относительно меньшие окончательные горизонтальные смещения по сравнению с другими положениями. Окончательное горизонтальное смещение 0,6 оказалось самым большим — 42,8 мм. Для горизонтального смещения коэффициент разделения, который противопоставляет исходный размер блока максимальному смещению блока, находится в пределах 5.1 и 10,3%. Окончательное вертикальное смещение оказалось отрицательным, и смещение увеличивалось с высотой. Окончательное вертикальное смещение было максимальным при –68,1 мм. Коэффициент разделения по вертикальному смещению колеблется от 11,1 до 34,0%.

4.1.2. Смещение блока для шага арматуры 400 мм

На рис. 7 и в таблице 7 показано вертикальное и горизонтальное смещение относительно высоты усиленного блока подпорной стены для шага арматуры 400 мм.


(b) Вертикальное смещение блока относительно прошедшего времени
(a) Горизонтальное смещение блока относительно прошедшего времени
(b) Вертикальное смещение блока относительно прошедшего времени

Коэффициент разделения , контрастируя исходный размер блока с максимальным смещением блока, с точки зрения горизонтального смещения, составляло от 4.5 и 12,9%. Окончательное горизонтальное смещение было максимальным при 0,8, при 51,8 мм. Окончательное вертикальное смещение снова было отрицательным по всей длине и увеличивалось с увеличением высоты усиленной подпорной стены, как и в случае расстояния между арматурой 200 мм. Наибольшее наблюдаемое окончательное вертикальное смещение составило -69,1 мм в верхней части () усиленной подпорной стены. Коэффициент разделения, противоположный исходному размеру блока с максимальным смещением блока, с точки зрения вертикального смещения, составлял 15.0 и 43,1%. Как показано на рис. 7 (а), можно было наблюдать восстановление исходного состояния на высотах 0,2 и 0,4 после первоначального перемещения в засыпку усиленной подпорной стены. Однако при осмотре верхней части усиленной подпорной стены после столкновения было обнаружено, что увеличение смещения блока не поглотило импульсную нагрузку транспортного средства из-за неисправности засыпки и арматуры.

4.1.3. Смещение блока для шага арматуры 600 мм

На рис. 8 и в таблице 8 показано вертикальное и горизонтальное смещение как функция высоты усиленного блока подпорной стены для шага арматуры 600 мм.

124

Высота Горизонтальное смещение (мм) Вертикальное смещение (мм)
Максимальное горизонтальное смещение Степень разделения (%) по вертикали смещение Коэффициент разделения (%) Окончательное вертикальное смещение

0,2 H 18.0 4,5 18,0 15,0
0,4 H 8,7 2,2 2,7 43,1 43,1 9,1 36,2 32,7
0,8 H 51,8 12,9 51,8 33.8
H 9,4 26,5 34,6

123

Высота Горизонтальное смещение (мм) Вертикальное смещение (мм)
Максимальное горизонтальное смещение Степень разделения (%) по вертикали смещение Коэффициент разделения (%) Окончательное вертикальное смещение

0,2 H 6.8 −27,0 5,2
0,4 H 9,9 −39,5 12,4 −1,9 14,6
0,8 H 8,4 −14,1 16,2

−107,1 18,9


(a) Горизонтальное смещение блока относительно прошедшего времени
к истекшему времени
(a) Горизонтальное смещение блока относительно прошедшего времени
(b) Вертикальное смещение блока относительно прошедшего времени

Как показано в Таблице 8, все окончательные горизонтальные смещения были оказался отрицательным, с наибольшим окончательным горизонтальным смещением, обнаруженным в верхней части усиленной подпорной стены, со значением -107.1 мм, а с наименьшим конечным горизонтальным смещением на высоте 0,6 со значением -1,9 мм. Коэффициент разделения, контрастирующий с исходным размером блока с максимальным смещением блока, с точки зрения горизонтального смещения, составлял от 6,8 до 29,2%. Все окончательные вертикальные смещения оказались отрицательными, и они увеличивались по величине с увеличением высоты усиленной подпорной стены. Наибольшее окончательное вертикальное смещение, -75,6 мм, произошло в верхней части () усиленной подпорной стены, а коэффициент разделения, контрастирующий с исходным размером блока с максимальным смещением блока, с точки зрения вертикального смещения, находился в пределах 5.2 и 18,9%. На рисунке 8 (а) движение блока усиленной подпорной стены на 0,2 было признано опасным, потому что усиленная подпорная стенка на 0,2 сначала перемещалась в направлении засыпки из-за первоначального удара транспортного средства, а затем снова переместилась. в направлении столкнувшегося автомобиля. Это перемещение усиленной подпорной стенки на 0,2 делает возможным опрокидывание конструкции. Кроме того, на этом расстоянии между арматурой наблюдалось более слабое сопротивление арматуры, поскольку смещение усиленной подпорной стенки не восстановилось после того, как смещение усиленной подпорной стенки увеличилось.

4.1.4. Сравнение смещений армированной подпорной стены для различных расстояний между арматурой

На рис. 9 показаны абсолютные значения окончательных горизонтальных и вертикальных смещений армированной подпорной стены на 0,2 для различных расстояний между арматурой. Окончательное смещение по горизонтали и вертикали увеличивалось с увеличением шага арматуры.


(a) Окончательное горизонтальное смещение для разного расстояния между арматурой
(b) Окончательное вертикальное смещение для разного шага арматуры
(a) Окончательное горизонтальное смещение для разного шага армирования
(b) Окончательное вертикальное смещение для разных Расстояние между арматурой
4.1.5. Эффект армирования в верхней части () усиленной подпорной стены

Как видно из рисунка 4, наивысшая точка, до которой располагается арматура, находится в 600 мм от верха усиленной подпорной стены при расстоянии между арматурой 600 мм. Точно так же он находится на расстоянии 200 мм от верха усиленной подпорной стены при расстоянии между арматурой 200 мм и 400 мм от верха усиленной подпорной стены при расстоянии между арматурой 400 мм. Как видно на Рисунке 10, блок наверху () усиленной подпорной стены с учетом расстояния между арматурой 200 и 400 мм более или менее вернулся в исходное положение.Однако блок наверху () усиленной подпорной стены с шагом арматуры 600 мм не вернулся в исходное положение. Это произошло потому, что арматура располагалась далеко от верха усиленной подпорной стены. Основываясь на этом результате, можно сделать вывод, что расстояние между арматурой должно быть в пределах 400 мм, чтобы обеспечить усиление до верха усиленной подпорной стены.


4.2. Поведение обратной засыпки для различных расстояний между арматурой

Усиленная подпорная стена служит нормальной подпорной стеной и используется для опоры моста (подкладка дороги) и в качестве конструкции, окружающей фундамент.Обратная засыпка стены является решающим фактором успеха всех этих функций и поэтому требует дальнейшего рассмотрения из-за ее влияния на безопасность конструкции и из-за неравномерности движения транспортного средства.

На рис. 11 показано изменение вертикального смещения в верхней части засыпки при различных шагах армирования. Анализируемые точки по длине армированной подпорной стены составляли 0,1, 0,3, 0,5 и 0,8, где 0,5 — общая длина арматуры.Для всех рассмотренных расстояний между арматурами (200, 400 и 600 мм) точка 0,1 находилась ближе всего к поверхности столкновения транспортного средства, и было обнаружено, что вертикальное смещение в этой точке всегда имело положительное значение без больших изменений. для разного интервала. Наибольшее вертикальное смещение наблюдалось при 0,5, а вертикальные смещения составляли -61,7, -75,5 и -82,0 мм для расстояния между арматурой 200, 400 и 600 мм соответственно. Кроме того, поселение появилось и в местах, которые не были укреплены.


5. Заключение

В этом исследовании горизонтальные и вертикальные смещения передней пластины усиленной подпорной стены, вызванные столкновением транспортных средств, были изучены в зависимости от расстояния между арматурой. Также было проанализировано вертикальное смещение засыпки. (1) Окончательные горизонтальные и вертикальные смещения увеличивались с увеличением шага арматуры на 0,2 высоты усиленной подпорной стены, точка, которая находится близко к поверхности контакта со столкновением. Это означает, что плотное расстояние между арматурой позволяет усиленной подпорной стене сильно выдерживать внешнюю ударную нагрузку.Уменьшение как горизонтального, так и вертикального смещения наблюдалось, когда интервал между армированием был уменьшен. Можно сделать вывод, что расстояние между арматурой является важным фактором сопротивления внешней ударной нагрузке. (2) При рассмотрении расстояния между арматурой 200 мм и 400 мм горизонтальные и вертикальные смещения восстанавливались во времени после того, как усиленная подпорная стена подверглась воздействию столкновение автомобиля. Это означает, что эти значения шага арматуры (например, 200 мм и 400 мм) могут выдерживать внешнюю ударную нагрузку.Однако для шага арматуры 600 мм реставрации не проводилось. Было предположено, что это связано с тем, что арматура не доходила до верха усиленной подпорной стены. Таким образом, можно сделать вывод, что расстояние между арматурой необходимо учитывать наряду с общей высотой усиленной подпорной стены, чтобы повысить безопасность усиленной подпорной стены. (3) −61,7, −75,5 и −82,0 мм. были исследованы смещения верхней части засыпки. Из этих наблюдений можно было сделать вывод, что арматура влияет на засыпку в ее сопротивлении внешней ударной нагрузке и что характер арматуры является необходимым фактором, который необходимо учитывать при проектировании армированных подпорных стен.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

БЕТОННЫЕ КОНСОЛЬНЫЕ СТЕНЫ

ВВЕДЕНИЕ

Использование бетонной кладки в подпорных стенах, опорах и других конструктивных элементах, предназначенных в первую очередь для противодействия боковому давлению, позволяет проектировщику и строителю извлечь выгоду из уникального сочетания структурных и эстетических характеристик кладки — отличной прочности на сжатие; доказанная долговечность; и широкий выбор цветов, фактур и узоров.Добавление арматуры к бетонной кладке значительно увеличивает прочность на разрыв и пластичность стены, обеспечивая более высокое сопротивление нагрузке.

В консольных подпорных стенах бетонное основание или опора удерживает вертикальную каменную стену на месте и сопротивляется опрокидыванию и скольжению, вызванным боковой нагрузкой грунта. Арматура размещается вертикально в сердцевинах блоков каменной кладки, чтобы противостоять растягивающим напряжениям, создаваемым боковым давлением грунта.

КОНСТРУКЦИЯ

Подпорные стены должны быть спроектированы таким образом, чтобы безопасно противостоять опрокидыванию и скольжению из-за сил, создаваемых удерживаемой засыпкой.Коэффициенты безопасности от опрокидывания и скольжения должны быть не менее 1,5 (см. 7). Кроме того, опорное давление под опорой или дном подпорной стены не должно превышать допустимое опорное давление грунта.

Рекомендуемые конструкции штоков для армированных консольных подпорных стенок без дополнительной платы приведены в таблицах 1 и 2 для расчета допустимого напряжения и расчета прочности, соответственно. Эти методы расчета подробно обсуждаются в разделах «Расчет на допустимые напряжения бетонной кладки», TEK 14-7A, и «Расчет прочности бетонной кладки», TEK 14-4A (см.5, 6).

На рис. 1 показаны типичные требования к деталям консольной подпорной стены.

Рисунок 1 — Детали усиленной консольной подпорной стены

ПРИМЕР КОНСТРУКЦИИ

Следующий пример конструкции вкратце иллюстрирует некоторые из основных шагов, используемых при расчете допустимого напряжения консольной подпорной стены из железобетонной кладки.

Пример: Спроектируйте консольную подпорную стену из железобетонной кладки, показанную на Рисунке 2. Предположите ровную засыпку, отсутствие дополнительной нагрузки или сейсмической нагрузки, активное давление грунта и кладку, уложенную непрерывным соединением. Коэффициент трения между основанием и грунтом основания, k 1 , составляет 0,25, а допустимое давление на грунт составляет 2000 фунтов на квадратный фут (95,8 кПа) (ссылка 7).

а. Критерии проектирования:

Толщина стенки = 12 дюймов.(305 мм)
f ’ м = 1500 фунтов на кв. Дюйм (10,3 МПа)

Предполагаемый вес:
Армированная кладка: 130 фунтов на фут (2082 кг / м³) (твердый раствор для повышения сопротивления опрокидыванию и скольжению)
Железобетон: 150 фунтов на фут (2402 кг / м³)

Требуемые факторы безопасности (поз. 7)
F.S. (переворачивание) = 1,5
F.S. (скольжение) = 1,5

г. Активное давление земли Ренкина

г.Момент сопротивления (около носка)

Вес компонентов:
Каменная кладка: (0,97) (8,67 фута) (130 фунтов на фут) = 1093 фунт / фут (16 кН / м)
Земля: (2,69) (8,67 фута) (120 фунтов на фут) = 2799 фунтов / фут (41 кН / м)
опора: (1,0) (5,33 фута) (150 фунтов на фут) = 800 фунтов / фут (12 кН / м)

Вес (фунт / фут) Х Рука (футы) = Момент (фут-фунт / фут)
кладка: 1,093 Х 2.67 = 2 918
земля: 2 799 Х 3,98 = 11,140
опора: 800 Х 2,67 = 2,136
4 692 16,194
Суммарный момент сопротивления 16,194 фут-фунт / фут
Опрокидывающий момент — 5,966 фут-фунт / фут
10,228 фут-фунт / фут (45.5 кН м / м)

г. Проверочные коэффициенты безопасности (F.S.)

Ф.С. (переворачивание)
= общий момент сопротивления относительно схождения / момент опрокидывания
= 14 670/5 966 ​​
= 2,4> 1,5 Нормально.

ф. Определить размер ключа

Пассивное боковое сопротивление грунта = 150 фунтов на квадратный фут / фут глубины и может быть увеличено на 150 фунтов на фут на каждый дополнительный фут глубины максимум до 15-кратного указанного значения (см.7). Среднее давление грунта под основанием: ½ (1,356 + 404) = 880 фунтов на квадратный фут (42,1 кПа).

Эквивалентная глубина почвы: 880 фунтов на квадратный фут / 120 фунтов на фут = 7,33 фута (2,23 м)

P p = (150 фунтов на фут / фут) (7,33 фута) = 1100 фунтов на квадратный дюйм (52,7 кПа)

Для F.S. (скольжение) = 1,5, требуемое общее пассивное сопротивление грунта составляет: 1,5 (1851 фунт / фут) = 2776 фунт / фут (41 кН / м)

Шпонка среза должна обеспечивать это значение за вычетом сопротивления трения: 2 776 — 1248 = 1528 фунт / фут (22 кН / м).

Глубина срезной шпонки = (1528 фунтов / фут) / (1100 фунтов на квадратный дюйм) = 1.39 футов (0,42 м), попробуйте 1,33 фута (0,41 м).

На высоте 1,33 фута боковое сопротивление = (1100 фунтов на квадратный фут) + (150 фунтов на фут / фут) (1,33 фута) = 1300 фунтов / фут (19 кН / м)
Глубина = (1528 фунтов / фут) / [½ (1,100 + 1300 )] = 1,27 фута (0,39 м) <1,33 фута (0,41 м) ОК

г. Дизайн кладки

Таблицы 1 и 2 могут использоваться для оценки необходимой арматурной стали на основе эквивалентного веса жидкости грунта, толщины и высоты стены. Для этого примера эквивалентный вес жидкости = ( K a ) (º) = 0.33 x 120 = 40 фунтов на фут (6,2 кН ​​/ м³).

С учетом расчета допустимого напряжения (Таблица 1) и консервативного эквивалентного веса жидкости грунта в 45 фунтов на фут (7,1 кН / м³) для этой стены требуется 6 стержней при 16 дюймов в секунду. (M # 19 при 406 мм вс.). Согласно расчету прочности (таблица 2), эта стена требует стержней № 5 при 16 дюймов в секунду. (M # 16 при 406 мм вс.).

ч. Конструкция фундамента

Конструкция железобетонной опоры и шпонки должна соответствовать требованиям Американского института бетона.Для руководства см. Стандарт 318 ACI (ссылка 2) или руководства по проектированию железобетона.

Таблица 1 — Расчет допустимого напряжения: Вертикальное армирование консольных подпорных стен
Таблица 2 — Расчет прочности: вертикальное армирование консольных подпорных стен

СТРОИТЕЛЬСТВО

Материалы и методы строительства должны соответствовать применимым требованиям Спецификации каменных конструкций (см.4) или применимые местные нормы и правила.

Опоры следует размещать на твердой ненарушенной почве или на хорошо уплотненном насыпном материале. В местах, подверженных отрицательным температурам, основание фундамента следует располагать ниже линии промерзания. Засыпка подпорных стен не допускается до тех пор, пока кладка не достигнет достаточной прочности или стена не будет должным образом укреплена. При засыпке тяжелое оборудование не должно приближаться к верху стены ближе, чем на расстояние, равное высоте стены.В идеале засыпку следует размещать на подъемниках от 12 до 24 дюймов (305–610 мм), при этом каждый подъем должен уплотняться ручным трамбовкой. Во время строительства почвенный и дренажный слой, если он предусмотрен, также необходимо защищать от насыщения и эрозии.

Необходимо принять меры для предотвращения скопления воды за лицевой стороной стены и уменьшения возможных последствий воздействия мороза. Там, где ожидаются сильные продолжительные дожди, можно использовать непрерывный продольный дренаж вдоль задней стенки стены в дополнение к сквозным дренажам.

Климат, почвенные условия, экспозиция и тип конструкции определяют необходимость гидроизоляции тыльной стороны подпорных стен. Следует учитывать гидроизоляцию: в местах, подверженных сильным морозам; в районах с сильными дождями; и когда материал засыпки относительно непроницаем. Также рекомендуется использование интегральных гидрофобизаторов и гидрофобизаторов после нанесения. Верх подпорных стен из кирпича должен быть закрыт крышкой или иным образом защищен от проникновения воды.

Список литературы

  1. Требования строительных норм для каменных конструкций, ACI 530-05 / ASCE 5-05 / TMS 402-05.Сообщено Объединенным комитетом по стандартам кладки, 2005 г.
  2. Требования строительных норм и правил для конструкционного бетона и комментарии, ACI 318-02. Детройт, Мичиган: Американский институт бетона, 2002.
  3. Дас, Б. М. Принципы фундаментальной инженерии. Бостон, Массачусетс: PWS Publishers, 1984.
  4. .
  5. Спецификация каменных конструкций, ACI 530.1-05 / ASCE 6-05 / TMS 602-05. Сообщено Объединенным комитетом по стандартам кладки, 2005 г.
  6. Расчет на допустимые напряжения бетонной кладки, ТЭК 14-7А.Национальная ассоциация каменщиков из бетона, 2004 г.
  7. Расчет прочности бетонной кладки, ТЭК 14-4А. Национальная ассоциация бетонщиков, 2002.
  8. Международный строительный кодекс 2003 года. Совет Международного кодекса, 2003.

ОБОЗНАЧЕНИЯ

a длина опоры, дюймы (мм)
B ширина опоры, фут (м)
d расстояние от волокна с экстремальным сжатием до центра тяжести растянутой арматуры, дюйм.(мм)
e Эксцентриситет, дюйм (мм)
F.S. коэффициент запаса прочности
f ‘ м заданная прочность на сжатие кладки, фунт / кв. дюйм (МПа)
H общая высота засыпки, фут (м)
I момент инерции, фут 4 4 )
K a Коэффициент активного давления грунта
k 1 Коэффициент трения между основанием и грунтом фундамента
M Максимальный момент в рассматриваемом сечении, фут-фунт / фут (кН · м / м )
P a результирующая боковая нагрузка от грунта, фунт / фут (кН / м)
P p пассивное давление грунта, фунт / фут (Н / м)
p давление на опору, psf (МПа)
T Толщина стенки, дюйм.(мм)
t толщина основания, дюймы (мм)
W вертикальная нагрузка, фунт / фут (Н / м)
x расположение результирующей силы, фут (м)
º плотность почвы, pcf (кг / м³)
¤ угол внутреннего трения грунта, градусы

Заявление об ограничении ответственности: Несмотря на то, что прилагаемая информация была максимально точной и полной, NCMA не несет ответственности за ошибки или упущения, возникшие в результате использования данного TEK.

Анализ разрушения усиленной подпорной стены на основе длины арматуры

Подпорная стена — это конструкция, которая поддерживает крутой грунт в поперечном направлении для предотвращения обрушения; в основном он построен для оптимизации использования ограниченной земли. В дополнение к изучению подпорных стен, исследования устойчивости крутых склонов были последовательными. Kim et al. [6] проанализировали устойчивость откосов с использованием геотекстиля, а Salamatpoor и Salamatpoor [17] улучшили устойчивость откосов, используя смешанные грунтовые материалы.Нади и др. [12] оценили устойчивость откоса, исследуя просачивание воды через скальные породы. Впоследствии Нади и др. [13] предложил метод оценки сейсмической реакции откосов на основе скорости поперечной волны в грунте.

Безопасность использования усиленной подпорной стены обеспечивается за счет установки горизонтальных укреплений для снижения давления грунта за счет увеличения сопротивления трения, создаваемого засыпкой. Ввиду простоты такой подход считается экономичным.Соответственно, публикация статьи о подпорных стенах из армированного грунта была продолжена.

Ким [7] наблюдал поведение грунта, поддерживаемого подпорными стенками, с помощью модельного теста. Впоследствии они предложили уравнение. (2), которое представляет собой выражение, учитывающее высоту подпорной стены, шаг арматуры и длину арматуры. Для моделирования грунта использовались алюминиевые стержни толщиной 1,6 и 3,0 мм. Вертикальная стена была построена на открытом воздухе для наблюдения за устойчивостью или разрушением усиленной подпорной стены с помощью методов фотосъемки.Используя уравнение. (2), требуемая длина полученного армирования составила 1,40 м, что было между длинами в случаях 1 и 2. Это подтвердило, что условия случая в исследовании были подходящими.

$$ \ frac {L} {H} = 0,0975D + 0,2296 $$

(2)

L : длина арматуры; H : Высота подпорной стены; и D : Применяемое расстояние между арматурой.

В подпорных стенках генерируемые концентрации напряжений в криволинейных участках превышают таковые в прямых участках.Это явление приводит к вздутию, растрескиванию и разрушению передней стенки. Более того, отсутствие стандартов проектирования или соответствующей информации из-за ограниченных исследований может привести к небезопасному строительству.

Ki et al. [5] проанализировали поведение усиленных подпорных стенок в зависимости от их выпуклой и вогнутой формы с помощью лабораторных модельных испытаний. В обеих формах стен максимальное смещение по горизонтали произошло в криволинейных участках. Более того, создаваемые горизонтальные смещения были больше в усиленной подпорной стенке выпуклой формы, чем в стене с вогнутой формой.На основании вышеизложенного было выбрано состояние подпорной стены из армированного грунта выпуклой формы. И поведение изогнутых и прямых частей было сравнено с точки зрения длины арматуры в этом исследовании.

Ли и др. [10] исследовали степень повреждения усиленных подпорных стенок и проанализировали поведение прямых и криволинейных участков (выпуклых и вогнутых) с помощью численного анализа. В их исследовании высота подпорной стены из армированного грунта составляла 5,2 м, а длина арматуры — 4.2 мес. Ли и др. [10] обнаружили, что горизонтальные смещения и осадки в изогнутых частях были больше в случае стены выпуклой формы, чем в усиленной подпорной стене вогнутого типа. В данном исследовании была принята выпуклая подпорная стена 5,2 м, и для определения наиболее подходящей длины учитывались арматуры различной длины.

Kong et al. [8] предсказали поведение разрушения изогнутых и прямых частей на основе высоты усиленной подпорной стенки с помощью трехмерного численного анализа.Наблюдалось увеличение выпуклости с увеличением высоты стены, и в изогнутых участках возникали большие горизонтальные смещения, чем в прямых. В этом исследовании, основанном на четырех случаях Kong et al. [8] высота стены в случае 2, то есть 5,2 м, была принята (2018 г.), что удовлетворяет минимальной высоте 5 м подпорных стен из армированного грунта. Их исследование показало, что горизонтальное смещение увеличивается с высотой стены; эта тенденция наблюдалась и в настоящем исследовании.

Ли и др. [11] расценили деградацию дренажа подпорной стены как причину вздутия стены.Впоследствии они предсказали степень смещения стены на основе результатов полевых испытаний. Посредством численного анализа был рассчитан интервал армирования грунтового гвоздя и оценена его устойчивость для предотвращения выпучивания. Длина почвенных гвоздей и расстояние между ними составляли 5,0 и 1,5 м соответственно. Более того, их исследование подтвердило, что горизонтальное смещение (т. Е. Выпуклость) редко происходило после усиления области, где обычно происходило смещение. В этом исследовании сравниваются эффекты армирования в зависимости от длины арматуры с использованием георешетки, которая в основном используется в качестве армирования подпорной стены грунта вместе с грунтовыми гвоздями.В будущих полевых испытаниях потенциально будут использоваться георешетки.

Было проведено несколько исследований усиленных подпорных стен и арматуры [1, 4, 14, 18]. Текущее исследование показало, что использование одинаковой длины арматуры для прямых и криволинейных участков подпорных стен для удобства строительства было проблематичным. Такой подход может привести к обрушению стен из-за недостаточного армирования или может оказаться неэкономичным из-за чрезмерного армирования. Соответственно, настоящая работа направлена ​​на прогнозирование эффекта армирования на основе длины арматуры с использованием трехмерного численного анализа.В криволинейных и прямых участках устанавливаются арматуры разной длины и предлагаются стратегии повышения экономичности.

Выбор геометрии железобетонной подпорной стены

Выбор геометрии железобетонной подпорной стены

Денудация поверхности должна быть обеспечена стабильной геометрией склона или конструкцией подпорной стены. Из-за недостатка места для достижения стабильной геометрии откосов часто возводятся подпорные стены из железобетона.

Для важных проектов проводятся разведка и исследования с целью определения данных, необходимых для проектирования. Изучение и исследование, которые должны быть выполнены до подготовки геостатических расчетов и размеров, зависят от источника нагрузки на подпорную стену.

Если подпорная стена удерживает боковой разрез в естественной почве, она принимает нагрузку от почвы как таковая. В таком случае необходимо узнать о составе и свойствах природного грунта.Подпорная стена должна быть рассчитана на нагрузки, создаваемые таким грунтом.

Если подпорная стена поддерживает насыпь, можно выбрать материал обратной засыпки за конструкцией и задать его геотехнические свойства. В данном случае это контролируемый материал, и можно выбрать тот, который обладает наиболее благоприятными свойствами. Это влияет на экономичность строительства.

Нагрузки на железобетонную подпорную стену

Силы, действующие на подпорную конструкцию:

  • Вес стены (Вт)
  • Активное давление насыпи и грунта за стеной (Fa)
  • Гидростатическое давление (Fh)
  • Гидродинамические силы (Fu)
  • Пассивное сопротивление грунта перед основанием (Fp)
  • Реакция грунта на уровне фундамента (Ff)
  • Сейсмически индуцированные силы (Fs)

Вес стены — это объем стены, умноженный на стену объем материала.
Активное давление — это любая нагрузка, оказывающая давление на стену и пытающаяся сдвинуть ее.

Когда уровень грунтовых вод находится выше основания стены, гидростатическое давление и гидродинамические силы увеличивают общее давление на стену и требуют более прочных конструкций. На практике для устранения их воздействия используются разные дренажные системы.

Передняя часть подпорной стены из железобетона часто закладывается. Перемещение стены в этой зоне приводит к увеличению давления, граничным значением которого является пассивное сопротивление грунта.

Для определения сейсмических сил необходимо определить зону землетрясения по сейсмологической карте Хорватии. Карта предлагает информацию о силе землетрясения. Цель состоит в том, чтобы добиться структурированной геометрии, которая обеспечит равномерное распределение напряжений на элементах, пострадавших от землетрясения.

Рисунок 1. Воздействие на подпорную стену из железобетона

Геометрия подпорной стены из железобетона

Форма подпорной стены из железобетона выглядит как перевернутая буква T или буква L.Основная форма этой стены — железобетонная консоль, зажатая в железобетонной плите. На большей высоте перед подпорной стеной из железобетона или за ней добавляются контрфорты.
Стабильность стены, то есть необходимый баланс сил, достигается за счет проектирования стены и веса насыпи на фундаментной плите, которая становится неотъемлемой частью конструкции. Активная нагрузка давления вызывает максимальный изгибающий момент в точке защемления консоли в опорной плите.Из-за больших моментов здесь требуется большее бетонное сечение и большее количество арматуры.

При выборе геометрии подпорной конструкции мы начинаем с высоты, и следует учитывать ожидаемую высоту от верха стены до низа фундамента. Также необходимо учитывать минимальную глубину заделки, которая должна быть не менее 50 см, или минимальную глубину фундамента из-за промерзания.

Ширина стены в диапазоне от 0.Затем выбирается значение от 4 до 0,7 Н. Тем не менее, 0,5 H можно выбрать в качестве начальной высоты и при необходимости увеличивать или уменьшать.

Рекомендуется сделать выступ перед стеной размером не менее 30 см или H / 10. Для простоты конструкции рекомендуется, чтобы задняя сторона стены была вертикальной, а передняя — вертикальной. или наклонный. Минимальная толщина стенки в верхней части ствола стены должна составлять 20 см.

После выбора исходной геометрии производится расчет и, при необходимости, геометрия корректируется на основе полученных результатов.

Рис. 2. Рекомендуемая геометрия железобетонной подпорной стены

Расчет предельного состояния железобетонной подпорной стены

Подпорные конструкции должны контролироваться на предмет предельного предельного состояния. Цель расчета — определить коэффициент безопасности (Fs) для каждого предельного состояния. Коэффициент безопасности не должен быть меньше Fs = 1, что означало бы, что наблюдаемая система нестабильна.

Для железобетонных подпорных конструкций необходимо учитывать следующие условия предельного состояния:

  • Падение вокруг точки A
    Падение подпорной стены отличается весом самой подпорной стены и пассивным сопротивлением перед ней. стена.
  • Потеря несущей способности грунта
    Стена принимает на себя нагрузки на обратную сторону стены, а также трение между стеной и почвой. Конструкция подпорной стены из железобетона должна обеспечивать, чтобы грунт под фундаментом стены мог надежно выдерживать эту нагрузку, не разрушаясь. Поэтому следует проверить несущую способность грунта под фундаментом стены.
  • Разрушение скольжения
    Фундамент подпорной стены должен надежно передавать нагрузку стены на грунтовый фундамент.Для этого есть два существенных условия. Первое — это удовлетворительная несущая способность грунтового основания. Второе условие — это правильный размер фундамента подпорной стены из железобетона для предотвращения скольжения.
  • Общая устойчивость
    Подпорная стенка не участвует в сопротивлении этому граничному условию. Обрушение грунта может повлиять на грунт ниже, позади и перед подпорной стеной. Общая устойчивость проверяется с использованием методов проверки устойчивости откосов.
Рисунок 3. Механизмы разрушения железобетонной подпорной стены Фото 1. Строительство железобетонной подпорной стены для детского сада в городе Опатия

Подход к определению размеров стен зависит от нагрузок (сил и моментов, действующих на бетонное сечение). Необходимо проверить предел бетонного сечения, как фундамента, так и стены ствола. Особое внимание следует уделить перекрытию и анкеровке арматуры на контакте фундамента и ствола стены.В высоких стенах можно постепенно уменьшать толщину стенки ствола с высотой, т.е. постепенно уменьшать толщину стенки ствола за счет уменьшения момента для достижения экономии количества бетона.

Пример железобетонной подпорной стены с ее характерным профилем и арматурой показан ниже:

Заключение

При выборе подпорной конструкции с обратной засыпкой в ​​настоящее время наиболее распространенным выбором являются подпорные стены из железобетонных консолей.
Это также самая простая и экономически приемлемая подпорная конструкция.

При выборе геометрии следует учитывать некоторые из приведенных выше значений опыта и рекомендаций. Для более крупных и серьезных подпорных конструкций мы рекомендуем более детальную проверку у опытного проектировщика.

При потере несущей способности подпорной конструкции или ее частей восстановление становится очень трудным.

Если у вас есть вопросы, свяжитесь с нами!

Amazon.com: Tensar International AmeriGrid Армирование подпорной стены 4 фута x 75 футов Одноосный черный полиэтилен высокой плотности GeoGrid: Industrial & Scientific


В настоящее время недоступен.
Мы не знаем, когда и появится ли этот товар в наличии.
  • Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
  • Георешетка одноосной подпорной стены — это продукт, специально разработанный для обеспечения необходимой структурной устойчивости и усиления жилых и коммерческих зданий.
  • Используется вместе с любым типом блочного или стенового фасада и гравийной насыпью для возведения подпорных стен.
  • Прост в обращении; легче и жестче, чем тканевые альтернативы
  • Быстрая и простая установка
  • 100% стойкость к ультрафиолетовому излучению

Подпорная стена — определение и типы подпорных стен

Определение

Подпорная стена — это конструкция, которая удерживает (удерживает) любой материал (обычно землю) и предотвращает его соскальзывание или эрозию.Он сконструирован таким образом, чтобы противостоять давлению материала, который он сдерживает.

Типы подпорной стены

Земляную подпорную конструкцию можно разделить на следующие типы:

  1. Гравитационные стены
      1. Бетонная консольная подпорная стена
      2. Контр-форт / подпорная стенка
      3. Сборный бетон Ret wall
      4. Предварительно напряженная подпорная стенка
  2. Кирпич
    • Подпорная стена из кирпича
  3. Камень
  4. Стены из армированного грунта
    • Армированный грунт
    • Забивка грунта
  5. Гибридная система
    • Анкерная стена для заземления
    • Хвостатый Габион
    • Бетонный блок с хвостовиком
    • Разное

Гравитационные подпорные стены

Гравитационные подпорные стены опираются на свой огромный вес, чтобы удерживать материал за стенами и обеспечивать устойчивость к сбоям.Гравитационная подпорная стена может быть построена из бетона, камня или даже кирпичной кладки. Гравитационные подпорные стены в сечении намного толще. Геометрия этих стен также помогает им сохранять устойчивость. Массивные бетонные стены подходят для сохраненной высоты до 3 м. На форму поперечного сечения стены влияют устойчивость, использование пространства перед стеной, требуемый внешний вид стены и метод строительства.

Усиленные подпорные стены

Стены из железобетона и каменной кладки на насыпном фундаменте представляют собой самотечные конструкции, устойчивость которых от опрокидывания обеспечивается за счет веса стены и арматурных стержней в стене.Ниже представлены основные типы стен:

Бетонная консольная подпорная стена

Консольная подпорная стена представляет собой стену, соединенную с фундаментом. Консольная стена удерживает значительное количество грунта, поэтому она должна быть хорошо спроектирована. Они являются наиболее распространенным типом, используемым в качестве подпорных стен. Консольная стена опирается на плиточный фундамент. Этот фундамент из плит также нагружается засыпкой, и, таким образом, вес засыпки и дополнительной нагрузки также стабилизирует стену от опрокидывания и скольжения.

Контр-форт / подпорная стенка

Стены контрфорта представляют собой консольные стены, усиленные контрфортами, монолитными с обратной стороной плиты стены и плиты основания. Контрфорты действуют как элементы жесткости при растяжении и соединяют стеновую плиту и основание, уменьшая напряжения изгиба и сдвига. Для уменьшения изгибающих моментов в вертикальных стенах большой высоты используются контрфорсы, расположенные на расстоянии друг от друга, равном или немного превышающем половину высоты. Контрфорты используются для высоких стен с высотой более 8–12 м.

Подпорная стена из сборного железобетона.
Предварительно напряженная стенка.

Подпорная стена из армированного грунта

Механически стабилизированные земляные стены — это конструкции, которые сделаны из стали или армированного грунта GeoTextiles , которые размещены слоями внутри контролируемого гранулированного заполнения. Армированные грунты также могут использоваться в качестве подпорных стен, если они построены как:

  1. Как неотъемлемая часть дизайна.
  2. В качестве альтернативы использованию железобетона или других решений по соображениям экономии или в результате условий грунта.
  3. Для временных работ.
  4. Как исправление или улучшение существующей конфигурации.

В эту категорию входят стены, в которых используется грунт, армированный арматурными стержнями, чтобы обеспечить стабильную систему удержания грунта, и включает в себя армированный грунт и грунтовые гвозди .

Гвоздь для почвы

Строительство стены, прибитой гвоздями, включает в себя укрепление почвы по мере продвижения работ на выезжаемой территории путем введения стержней, которые, по существу, работают на растяжение, называемых пассивными стержнями .Обычно они параллельны друг другу и слегка наклонены вниз. Эти стержни также могут частично работать на изгиб и сдвиг. Кожное трение между почвой и гвоздями приводит к натяжению гвоздей.

Подпорная стенка для гибридных систем

Тип подпорных стенок, в которых для устойчивости используются оба фактора, а именно их масса и арматура, называются Гибрид или Композитные системы подпорных стен .

Анкерные земляные стены

Любая стена, в которой используются облицовочные элементы, привязанные к стержням или полосам, концы которых закреплены в земле, является заякоренной земной стеной.Анкеры похожи на опоры. Кабели, используемые для стяжки, обычно представляют собой высокопрочные стальные арматуры с предварительным напряжением. Для облегчения закрепления концы полос имеют форму, предназначенную для закрепления полосы в почве.

Хвостатый Габион

Габионы — это клетки, цилиндры или ящики, заполненные землей или песком, которые используются в гражданском строительстве, дорожном строительстве, военном строительстве и многих других. OR Габионные элементы прикреплены к «хвостам» георешетки, простирающимся в поддерживаемую почву.Для борьбы с эрозией используется каркасная каменная наброска. Для строительства плотин или фундамента используются металлоконструкции.

Шпунтовые стены

Стены из шпунтовых свай сооружаются путем забивания стальных листов в откос или котлован на необходимую глубину. Чаще всего они используются во временных глубоких раскопках. Они считаются наиболее экономичными там, где требуется сохранение более высокого давления почвы на мягких грунтах. Он не может противостоять очень высокому давлению.

Дайте нам знать в комментариях, что вы думаете о концепциях в этой статье!

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.