Подпорные стены для транспортного строительства

Обновлено: 19.04.2024

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

ТЕХНИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПОДПОРНЫХ СТЕН ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

Дата введения 1970-10-01

РАЗРАБОТАНЫ во Всесоюзном научно-исследовательском институте транспортного строительства на основе обобщения накопленного опыта проектирования, строительства и эксплуатации подпорных стен.

Обобщение материалов и подготовка текста Технических указаний осуществлены кандидатами техн. наук К.С.Завриевым (ЦНИИС) и Г.С.Шпиро (ВЗПИ) с участием инженеров А.А.Кочарова (Кавгипротранс), К.В.Харитова, И.А.Хазана (Союздорпроект), канд. техн. наук Н.М.Глотова и инж. Н.М.Бибиной (ЦНИИС).

ВНЕСЕНЫ Всесоюзным научно-исследовательским институтом транспортного строительства (ЦНИИСом)

УТВЕРЖДЕНЫ Техническим управлением Минтрансстроя. Приказ N 44 от 1 июня 1970 г.

Настоящие Технические указания содержат необходимые требования к расположению подпорных стен, материалам для их возведения, а также указания по конструированию и расчету всевозможных типов подпорных стен, возводимых на естественных основаниях для поддержания откосов насыпей и выемок железных и автомобильных дорог.

В Технических указаниях учтены замечания и пожелания Технического управления и Главтранспроекта Минтрансстроя, а также Научно-технического совета и ЦНИИ МПС.

Технические указания согласованы с Научно-техническим советом МПС.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Технические указания распространяются на проектирование подпорных стен, возводимых на естественных основаниях для поддержания откосов насыпей (низовые стены) и выемок (верховые стены) железных и автомобильных дорог. Указания не распространяются на проектирование подпорных стен специального назначения: противооползневых, противообвальных, морских и волноотбойных, речных берегоукрепительных, а также всех типов стен, сооружаемых в районах вечной мерзлоты.

1.2. При проектировании подпорных стен для районов, подверженных землетрясениям силой более 6 баллов, помимо настоящих Технических указаний, необходимо руководствоваться главой СНиП II-A.12-62 "Строительство в сейсмических районах. Нормы проектирования".

1.3. Подпорные стены в течение всего срока службы должны обеспечивать безопасность и бесперебойность нормального движения транспорта, а также простоту и наименьшую трудоемкость их содержания в процессе эксплуатации.

1.4. Местоположение подпорной стены и ее конструкция должны устанавливаться в проекте на основании технико-экономического сравнения вариантов.

1.5. Подпорные стены, сооружаемые в населенных пунктах, следует проектировать с учетом архитектурных особенностей этих пунктов.

1.6. Подпорные стены допускается возводить из железобетона, бетона (бутобетона), а также из камня на цементном растворе.

1.7. Материалы, применяемые для сооружения подпорных стен, должны удовлетворять требованиям главы СНиП II-Д.7-62 "Мосты и трубы. Нормы проектирования", предъявляемым к материалам опор мостов и фундаментов труб.

2. КОНСТРУИРОВАНИЕ

2.1. Подпорные стены из железобетона рекомендуются уголкового типа (без контрфорсов, а при высоте свыше 3-4 м и с контрфорсами); при соответствующем обосновании могут также применяться ряжевые и другие железобетонные подпорные стены. Из бетона и камня рекомендуется возводить массивные подпорные стены, а также стены одевающего типа.

Конструкции подпорных стен могут выполняться монолитными, сборными и сборно-монолитными.

2.2. Верховые подпорные стены должны располагаться за водоотводным кюветом. В целях уменьшения объема работ допускается устраивать у кюветных лотков вертикальные стены; ширина кювета у дна должна быть не менее 0,4 м.

2.3. В выемках на прямых участках расстояние от оси ближайшего железнодорожного пути до подпорной стены на уровне подошв шпал и выше должно быть не менее: на линиях I и II категорий - 3,7 м в каждую сторону; на линиях III и IV категорий - 3,7 м в одну сторону и 3 м - в другую. В полувыемках это расстояние следует принимать: на линиях I и II категорий - 3,7 м; на линиях III и IV категорий - 3 м.

На кривых участках минимальное расстояние от оси ближайшего железнодорожного пути до подпорной стены, расположенной в выемке или полувыемке с внешней стороны кривой, необходимо увеличивать согласно табл.1.

Линии I и II категорий

Линии III и IV категорий

Радиусы кривых, м

Увеличение расстояния, м

Радиусы кривых, м

Увеличение расстояния, м

2.4. В насыпях на прямых участках минимальное расстояние от оси ближайшего железнодорожного пути до верха наружной грани (к которой крепятся перила - см. п.2.21) подпорной стены следует принимать согласно табл.2.

Расстояние от оси ближайшего железнодорожного пути до верхней наружной грани низовой подпорной стены, м, при виде грунта земляного полотна

Все грунты, за исключением перечисленных в следующей графе

Грунты скальные, крупнообломочные и песчаные (кроме мелких и пылеватых песков)

На кривых участках пути эти расстояния необходимо увеличить: для подпорной стены, расположенной с внешней стороны кривой, согласно табл.1, а для подпорной стены, расположенной с внутренней стороны кривой, - на величину , определяемую по формуле

где =17 м - наибольшее расстояние между шкворневыми балками у обращающихся вагонов;

- возвышение наружного рельса;

=1,524 м - ширина колеи;

=1,1 м - высота перил.

2.5. Толщина подпорной стены и ее отдельных элементов должна быть не менее:

для каменной кладки и бутобетонной _____________ 0,6 м

для бетонной кладки ____________________________ 0,4 "

для железобетона ______________________________ 0,1 "

2.6. Расположение подпорной стены на автомобильной дороге должно удовлетворять требованиям главы СНиП II-Д.5-62 "Автомобильные дороги общей сети Союза ССР. Нормы проектирования".

2.7. Подпорные стены необходимо разделять сквозными вертикальными швами (на всю высоту стены, включая фундамент) на секции длиной от 6 до 20 м. Швы следует располагать так, чтобы подошва каждой секции опиралась на однородный грунт.

Стены на автомобильных дорогах допускается делить на секции длиной менее 6 м, при условии специального обоснования приведения давлений от каждого ряда колес автотранспорта (на призме обрушения) к нагрузке, распределенной на сплошной полосе (см. п.4.5).

2.8. В продольном направлении подошву подпорной стены следует располагать на горизонтальной площадке или на уклоне до 0,02. При уклоне местности свыше 0,02 необходимо стену устраивать со ступенчатой подошвой.

2.9. Глубина заложения подошвы фундамента подпорной стены при непучинистых нескальных грунтах в основании должна быть не менее 1 м, а при прочих грунтах должна, кроме того, не менее чем на 0,25 м превышать расчетную глубину промерзания грунта. При опирании на скальные грунты глубина заложения подошвы фундамента должна быть не менее 0,25 м.

Глубина заложения подошвы фундамента определяется для верховой подпорной стены от дна кювета, а для низовой - от поверхности грунта (по нормали к ней).

Допускается при грунтах в основании, подверженных пучению, проектировать фундамент такой же глубины, как и в случае непучинистых нескальных грунтов при условии, что под подошвой фундамента до глубины, на 0,25 м превышающей глубину промерзания, устроена специальная подушка из утрамбованного песка или щебня.

К подверженным пучению грунтам относятся суглинки, супеси, пылеватые и мелкие пески, а также крупнообломочные грунты, содержащие частицы размером 0,1 мм в количестве 30% по весу и более.

2.10. При проектировании конструкций железобетонных и бетонных подпорных стен следует выполнять требования "Указаний по проектированию железобетонных и бетонных конструкций железнодорожных, автодорожных и городских мостов и труб" (СН 365-67), предъявляемые к железобетонным и бетонным конструкциям мостов.

2.11. Для облицовки подпорной стены из природного камня допускается применять камни той же марки, что и для кладки, при условии удовлетворения требованиям морозостойкости, но с подбором лучших камней, приколом их и более тщательной разделкой швов.

2.12. Камни кладки подпорных стен должны иметь по возможности правильную форму. Перевязка швов должна быть не менее 10 см, а для угловых камней - не менее 15 см.

2.13. Для повышения устойчивости стены против опрокидывания в ее конструкции со стороны засыпки предусматривают консольный выступ (разгрузочную консоль); для повышения устойчивости против скольжения устраивают также шпору в подошве стены или этой подошве придают уклон, при котором ее скольжению по грунту сопротивляется сила веса стены.

2.14. Обратную засыпку за подпорными стенами рекомендуется производить крупнообломочными грунтами, а также песками: гравелистыми, крупными или средней крупности.

2.15. Поверхности подпорных стен, соприкасающиеся с грунтом (кроме подошвы фундамента), следует покрывать гидроизоляцией, например, горячим битумом (за 2 раза). Для обеспечения учитываемых в расчете сил трения между грунтом и этими поверхностями их следует делать неровными. При бетонных и железобетонных стенах этого можно достичь, смещая горизонтально расположенные соседние доски опалубки относительно друг друга на 0,5-1,0 см.

2.16. За подпорной стеной на высоте не менее 0,5 м над дном кювета (для верховых стен) или поверхностью грунта (для низовых стен) следует устраивать продольный дренаж (с уклоном не менее 0,04) из камня, щебня или гравия. В основании дренажа должна быть дана подготовка из слоя жирной глины или уложены сборные железобетонные желоба. В теле подпорной стены не реже чем через 2 м необходимо предусмотреть окна или трубки для выпуска воды из дренажа.

При подпорных стенах ряжевой сквозной конструкции продольный дренаж не устраивается.

2.17. На выступах стен и разгрузочных консолях следует устраивать сливы. Сливы, расположенные со стороны грунта, покрывают слоем камня и крупного песка.

2.18. В подпорных стенах, возводимых в выемках железнодорожного пути, через 300 м с каждой стороны устраивают камеры шириной 6 м, глубиной 2,5 м и высотой 2,8 м, располагаемые в шахматном порядке. В промежутках между камерами через каждые 50 м предусматривают ниши шириной 3 м, глубиной 1 м и высотой 2 м.

2.19. При проектировании подпорных стен для электрифицируемых участков железных дорог следует предусмотреть возможность установки опор контактной сети (например, путем устройства в конструкциях подпорных стен специальных ниш, консолей или уширений).

2.20. На низовых железнодорожных подпорных стенах, имеющих длину более 25 м или (независимо от длины) возводимых в пределах станций, необходимо предусмотреть перила по типу перил на мостах. При длине таких стен более 50 м, кроме того, через каждые 50 м следует устраивать площадки-убежища. Площадки-убежища у стен, находящихся по обеим сторонам пути, следует располагать в шахматном порядке.

2.21. На низовых автодорожных подпорных стенах при горизонтальной поверхности засыпки следует предусмотреть ограждение барьерного типа (из железобетонных брусьев, в виде парапета и т. п.).

2.22. Для удобства осмотра и эксплуатационного обслуживания у подпорных стен высотой 3 м и более необходимо устраивать сходы по концам стен и в промежутке через каждые 100 м. Вместо сходов можно устанавливать металлические лестницы или скобы, заделанные в стену. Сходы, лестницы и скобы должны отстоять от оси ближайшего железнодорожного пути не менее чем на 3 м, а на автомобильных дорогах - находиться за обочиной.

АРМОГРУНТОВЫЕ СИСТЕМЫ МОСТОВ И ПОДПОРНЫХ СТЕН НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ

Armored systems of bridges and supporting walls on roads. Design rules

Дата введения 2020-06-25

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛИ - ЗАО "ПРОМТРАНСНИИПРОЕКТ", АО "ЦНИИС"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

Введение

Свод правил разработан авторским коллективом ЗАО "ПРОМТРАНСНИИПРОЕКТ" (руководитель темы - д-р техн. наук Л.А.Андреева); АО "ЦНИИС" (руководитель темы - канд. техн. наук А.Д.Соколов, канд. техн. наук Ю.В.Новак, канд. техн. наук И.С.Сухов).

1 Область применения

1.1 Настоящий свод правил устанавливает нормы и правила на проектирование новых, реконструкцию и капитальный ремонт существующих армогрунтовых систем мостов и подпорных стен на автомобильных дорогах всех категорий, включая внутрихозяйственные дороги сельскохозяйственных и промышленных предприятий, на улицах и дорогах населенных пунктов.

1.2 Настоящий свод правил не распространяется на проектирование и строительство сооружений:

- на железных дорогах;

- на автомобильных дорогах лесозаготовительных и лесохозяйственных организаций, не выходящих на сеть дорог общего пользования и к водным путям;

- на многолетнемерзлых грунтах основания;

- коммуникационных сооружений, не предназначенных для пропуска транспортных средств, пешеходов;

- подпорных сооружений в виде лавинозащитных сооружений, селенакопителей, защитных сооружений от скально-обвальных явлений.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 5781-82 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия

ГОСТ 25607-2009 Смеси щебеночно-гравийно-песчаные для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 28013-98 Растворы строительные. Общие технические условия

ГОСТ 32703-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Технические требования

ГОСТ 32730-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Песок дробленый. Технические требования

ГОСТ 32960-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения

ГОСТ 33390-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Мосты. Нагрузки и воздействия

СП 14.13330.2018 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах"

СП 22.13330.2016 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений" (с изменениями N 1, N 2, N 3)

СП 28.13330.2017 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии" (с изменениями N 1, N 2)

СП 45.13330.2017 "СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты" (с изменениями N 1, N 2)

СП 47.13330.2016 "СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения"

СП 71.13330.2017 "СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия" (с изменением N 1)

СП 268.1325800.2016 Транспортные сооружения в сейсмических районах. Правила проектирования

СП 269.1325800.2016 Транспортные сооружения в сейсмических районах. Правила уточнения исходной сейсмичности и сейсмического микрорайонирования

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:

армированный грунт: Композитный материал, состоящий из насыпного грунта и армирующих его более прочных элементов.

[СП 22.13330.2014*, пункт 3.1]

* Письмом Минстроя от 30.04.2020 г. N 13445-ОГ/08 разъясняется, что "В п.3.1 СП 472.1325800.2019 допущена опечатка". Следует читать: СП 22.13330.2016, пункт 3.1. - Примечание изготовителя базы данных.

армогрунтовая система: Система, состоящая из грунта основания, уплотняемых слоев грунта насыпи и армирующих элементов в виде металлических стержней, полос, арматурных каркасов или геосинтетических тканей, решеток, сеток, закладываемых между слоями грунта насыпи с определенным вертикальным шагом, и облицовок различных конструкций.

3.3 армирующий элемент: Составная часть армированного грунта, обеспечивающего восприятие повышенных сжимающих и (или) растягивающих напряжений.

3.4 коэффициент устойчивости: Числовая величина, определяющая степень устойчивости склона или откоса.

3.5 оползневое давление: Результирующая сила давления грунтов (распределенного по глубине оползневого или оползнеопасного массива) на удерживающее сооружение, определяемая как погонная нагрузка по ширине оползня.

4 Общие положения

4.1 При проектировании армогрунтовых систем мостов и подпорных стен на автомобильных дорогах следует:

выполнять требования по обеспечению надежности, долговечности и бесперебойной эксплуатации сооружений и охране труда в процессе строительства и эксплуатации;

принимать проектные решения, обеспечивающие экономное расходование материалов, экономию топливных и энергетических ресурсов, снижение стоимости и трудоемкости строительства и эксплуатации;

предусматривать возможность обеспечения высоких темпов возведения конструкций, широкой индустриализации строительства на базе современных средств механизации и автоматизации строительного производства, использование материалов, соответствующих нормативным документам;

предусматривать меры по охране окружающей среды;

предусматривать разработку технологических регламентов, необходимых для реализации принятых конструктивно-технологических решений.

4.2 Основные технические решения, принимаемые в проектах армогрунтовых систем мостов и подпорных стен следует обосновывать путем сравнения технико-экономических показателей конкурентоспособных вариантов.

5 Требования к инженерно-геологическим изысканиям

5.1 Инженерно-геологические изыскания под проектирование и строительство мостов, путепроводов, транспортных развязок и подпорных стен должны быть проведены в соответствии с требованиями СП 47.13330.

5.2 В рамках изысканий необходимо определять границы действующих оползней и потенциально оползневых участков, которые могут представлять опасность для надежности мостовых сооружений и подпорных стен. Инженерно-геологический разрез должен быть выполнен на расстояние, где воздействие возможных оползневых процессов не влияет на эксплуатационную надежность и безопасность моста.

5.3 Должны быть выявлены слабые прослойки грунтов и основания, требующие усиления или принятия конструктивно-технологических мероприятий, обеспечивающих стабилизацию узла сопряжения моста с береговым склоном и подходными насыпями.

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ И ПРОЕКТИРОВАНИЮ АРМОГРУНТОВЫХ ПОДПОРНЫХ СТЕН НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ

1 РАЗРАБОТАН обществом с ограниченной ответственностью "НТЦ ГеоПроект" (ООО "НТЦ ГеоПроект").

Коллектив авторов: д-р техн. наук, проф. С.И.Маций (руководитель работ), канд. техн. наук, доц. О.Ю.Ещенко, канд. техн. наук, доц. Е.В.Безуглова, канд. техн. наук, доц. Д.В.Волик, инж. И.В.Болгов, инж. P.O.Выходцев, инж. Н.А.Кликун, инж. Д.В.Плешаков, инж. А.К.Рябухин, инж. М.В.Силков, инж. Д.А.Чернявский, инж. М.В.Чумак, инж. С.А.Шелестов, инж. М.А.Шенгур.

2 ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований, информационного обеспечения и ценообразования, Управлением эксплуатации и сохранности автомобильных дорог Федерального дорожного агентства.

4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.

1.Область применения

1.1 Настоящий отраслевой методический документ (далее - методический документ) предназначен для использования органами управления автомобильных дорог и организациями, выполняющими работы по расчету, проектированию, строительству и содержанию армогрунтовых насыпей и сооружений на автомобильных дорогах.

1.2 Рекомендации методического документа распространяются на проектирование насыпей и подпорных стен, механически армированных гибкими армоэлементами (преимущественно синтетическими геосетками и георешетками) в процессе возведения земляных сооружений. Они могут использоваться при строительстве сооружений на автомобильных дорогах в районах с сейсмичностью до 9 баллов включительно по шкале ИФЗ-64 (MSK-64).

1.3 Рекомендации методического документа не распространяются на районы вечной мерзлоты и карста, на проектирование гидротехнических сооружений, специальных сооружений гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций, а также на усиление существующих откосов и склонов грунтовыми нагелями.

1.4 Методический документ содержит материалы, которые предназначены как для информирования специалистов, так и для практической деятельности, причем эти материалы дают возможность разрабатывать специализированные рекомендации для конкретных технологий армирования грунта. При этом вопрос о целесообразности использования рекомендаций должен решаться в каждом конкретном случае индивидуально квалифицированными специалистами. Основные подходы и классификации методического документа гармонизированы с Европейскими нормами и прежде всего с Британским стандартом BS 8006*.

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

2 Нормативные ссылки

В настоящем методическом документе использованы нормативные ссылки на следующие документы:

2.2 ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия

2.4 ГОСТ 14192-96 Маркировка грузов

2.5 ГОСТ 23161-78 Метод лабораторного определения характеристик просадочности

2.6 ГОСТ 23740-79 Грунты. Методы лабораторного определения содержания органических веществ

2.8 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований

2.9 СП 14.13330.2011 Строительство в сейсмических районах (с картами) (актуализированная редакция СНиП II-7-81*).

2.10 СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений (актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*)

2.11 СП 28.13330.2012 Защита строительных конструкций от коррозии (актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85)

3 Термины и определения

В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 армированный грунт: Массив грунта, в котором размещены армирующие элементы, обеспечивающие устойчивость массива за счет деформирования этих элементов, сил трения по поверхности их взаимодействия с грунтом, а также за счет других механизмов взаимодействия с грунтом.

3.2 армирующий элемент: Составная часть армированного грунта, обеспечивающего восприятие повышенных сжимающих и (или) растягивающих напряжений.

3.3 геоматрац: Интегральная объемная структура, сформированная из соединенных между собой георешеток в виде открытых сот.

3.4 геосинтетические материалы (геосинтетики): Общий термин, характеризующий материалы, один из компонентов которых изготовлен из синтетического или натурального полимера в виде полотна, полоски или трехмерной структуры, используемой в контакте с грунтом и (или) другими материалами; материалы используются в геотехнических и гражданских строительных сооружениях.

3.5 георешетки: Плоская структура в виде регулярной решетки, изготовленная надежным соединением (экструзией, спайкой или сплетением) в одно целое прочных к растяжению продольных и поперечных элементов, размер отверстий которой больше размера элементов.

3.6 геотекстильный материал (водопроницаемый): Нетканый, тканый, трикотаж, другие изделия плоской формы, характерные для искусственных полимерных материалов.

3.7 геосетки или аналогичные композиции: Плетеные, вязаные и уложенные геосетки (т.е. сформированные на месте производства работ), ленты и стержневидные элементы, комплексные материалы, не имеющие надежной фиксации продольных и поперечных нитей (лент и т.д.) в узлах их пересечений.

3.8 когезионно-фрикционная засыпка: Засыпка, содержащая более 15% материала, проходящего через сито с размером ячеек 63 мкм.

3.9 наполнитель: Материал в армогрунтовой конструкции, находящийся в контакте с армирующими элементами, соединениями и облицовочными элементами, включая материал засыпки и любой дренирующий материал.

3.10 облицовка: Внешняя часть подпорной стенки из армированного грунта.

3.11 предел эксплуатационной надежности: Деформация свыше допустимых пределов, другие формы разрушений или незначительные повреждения, которые нарушают нормальную эксплуатацию сооружения и требуют непредвиденного обслуживания или сокращают срок эксплуатации сооружения.

3.12 полимерная арматура: Термин, который охватывает материалы геосинтетического типа, используемые в целях армирования грунта в геотехнических конструкциях, например, геотекстиль и георешетки.

3.13 потеря местной устойчивости: Разрыв, смещение отдельных участков или элементов сооружения, деформация локального характера сверх допустимой величины.

3.14 потеря общей устойчивости: Невозможность сооружения противостоять действию сил, стремящихся вывести его из состояния равновесия, потеря формы, перемещения или деформация всего сооружения сверх допустимой величины.

3.15 предельное состояние разрушения: Разрушение или серьезное повреждение сооружения.

3.16 предельное состояние армогрунтового сооружения: Состояние сооружения, при котором оно перестает удовлетворять эксплуатационным требованиям, т.е. либо теряет способность сопротивляться внешним воздействиям, либо получает недопустимую деформацию или местное повреждение.

3.17 стартер: Короткий выпуск георешетки из облицовочного блока или камня.

3.18 сжимаемые грунты (условно сжимаемые грунты): Грунты с модулем общей деформации менее 30 МПа.

3.19 укрепленный грунт: Тип армированного грунта, сформированный установкой армоэлементов в массив грунта ненарушенной структуры на месте производства работ.

3.20 фрикционная засыпка: Засыпка, содержащая менее 15% материала, проходящего через сито с размером ячеек 0,05 мм.

4 Общие положения

4.1 Основной концепцией, заложенной в основу методического документа, является требование к проектированию с целью недопущения достижения предельного состояния сооружения в процессе эксплуатации. Такой подход реализуется при обеспечении полного соответствия с другими стандартами, руководящими документами и рекомендациями.

4.2 Проектирование армогрунтового сооружения является комбинацией конструкторской и геотехнической разработок. Практика проектирования армогрунтовых сооружений должна основываться на основном расчете конструкции исходя из предельного состояния разрушения и проверочном расчете исходя из предела эксплуатационной надежности.

4.3 При расчете армогрунтовых сооружений некоторые из упомянутых предельных состояний могут быть оценены на основе общих подходов механики грунтов (например, расчете осадки). Воспринимаемые сооружением нагрузки способны привести к чрезмерной деформации армоэлементов, а практика проектирования должна гарантировать обеспечение адекватного запаса применительно ко всем элементам армогрунтового сооружения, включая также и армоэлементы. Это требует использования специфических подходов и расчетных схем для разных типов армогрунтовых сооружений.

4.4 В методическом документе изложены только самые общие положения и методические подходы, приемлемые для всех видов армогрунтовых сооружений. Подробные инструкции для расчета и конструирования отдельных видов армогрунтовых сооружений должны разрабатываться на основе детального изучения их свойств на лабораторных моделях и натурных объектах.

5 Изыскания

5.1 При выполнении инженерно-геологических изысканий для проектирования оснований сооружений из армированного грунта следует пользоваться нормами [1], а при определении физико-механических свойств грунтов засыпки, кроме того, следует руководствоваться рекомендациями данного методического документа.

5.2 Определение физико-механических свойств грунтов основания рекомендуется выполнять по оси облицовки сооружения из армированного грунта.

5.3 На сжимаемых грунтах глубину выработок следует назначать не менее высоты насыпи. Допускается изменять глубину выработок в соответствии с высотой насыпи, но принимать не менее:

- 1 м ниже подошвы насыпных грунтов, ожидаемого техногенного нарушения или основания погребенного сооружения;

- 1 м ниже подошвы слабых грунтов (

5.4 При изысканиях в условиях городской застройки следует обращать особое внимание на наличие участков с резко отличающимися деформационными и прочностными свойствами: погребенные фундаменты, утерянные коммуникации, рыхлые зоны, насыпные толщи, подземные полости и т.д. Сведения об этом должны отражаться в графических и текстовых материалах по изысканиям [2]*.

* Поз. [2] см. раздел Библиография, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

5.5 При строительстве армогрунтовых сооружений на слабом основании необходимо получить подробную информацию об изменении физико-механических характеристик грунта основания под действием длительных нагрузок. Конкретная программа изысканий должна быть уточнена в задании на проектирование.

Проектирование подпорных стен во многих случаях выполняется на низком техническом уровне, что приводит к обрушениям, имеющим катастрофические последствия. Доказательством сказанному является количество заявок на ремонт, реконструкцию и усиление подпорных стен (смотри, например, здесь). Цель данной статьи заключается в том, чтобы на конкретном примере показать ошибки проектирования подпорной стены, и показать на этом же примере правильные проектные решения.

Разбор ошибок проектирования подпорных стен

Рассмотрим процесс проектирования подпорной стены на конкретном примере. На одном из объектов произошло обрушение подпорной стены, удерживающей придомовую парковку (см. рис. 1). В результате обрушения был причинён экономический ущерб владельцам автомобилей, а также возникли риски разрушения грунтовых оснований объектов окружающей застройки.

Рис. 1

Важно заметить, что до обрушения жители дома наблюдали признаки (трещины на асфальте вдоль подпорного сооружения), явно указывающие, что подпорная стена разрушается. К сожалению, эксплуатирующие службы не среагировали должным образом на обращения жителей, что и стало одной из причин последующего обрушения.

В ходе оперативного и последующего детального обследования было установлено, что основная причина обрушения – ошибки проектирования. Ошибки строительства тоже имелись, но они не имели определяющего характера. Таким образом, обрушение подпорной стены произошло по двум основным причинам – неправильно запроектировали, неправильно эксплуатировали.

Ниже приведем некоторые технические характеристики обрушившейся подпорной стены (см. рис. 2-3):

тип – гравитационная подпорная стена из блоков ФБС с монолитными участками;
фундамент – монолитный ленточный бетонный на естественном основании, глубина заложения – 1,1 м;
удерживаемый перепад высот – 4 – 6,5 м;
грунты основания – ИГЭ 1. Глина твеpдая слабонабухающая непросадочная γ=18,1 кН/м3; с=28 кПа; φ=16°;
грунты обратной засыпки – Слой 3 – Насыпной грунт. Заполнитель (до 47%) — суглинок легкий пылеватый твердый.

Рис. 2

Рис. 3

Выполненные расчеты устойчивости (рис. 4-5) обрушившейся подпорной стены показали, что не было ни малейшего шанса на безаварийную эксплуатацию. Коэффициент устойчивости системы:

при расчете на основное сочетание нагрузок – 0,91;
при расчете с учетом набухания/усадки – 0,69.

Таким образом, основная причина обрушения рассматриваемой подпорной стены – это проектирование без расчетов или с неправильными расчетами.

Вторая причина обрушения – полное игнорирование наличия в основании набухающих грунтов, которые при повышении влажности увеличиваются в объеме – набухают, а при последующем понижении влажности происходит обратный процесс – усадка.

Очевидно, что говорить о сейсмостойкости данной подпорной стены не приходится.

Строго говоря, проект обрушившейся подпорной стены даже не учитывал конструктивные требования СП 381.1325800.2018 «Сооружения подпорные. Правила проектирования», поэтому обрушение такой стены было вопросом времени.

Рис. 4

Рис. 5

Заказчиком была поставлена задача – запроектировать новую подпорную стену. Для этой цели в первую очередь были проведены инженерно-геологические изыскания. На основании комплексного анализа исходных данных были предложены три варианта новой подпорной стены.

В ходе строительства различного рода построек на местности со сложным рельефом (балки, овраги т. д.) зачастую возникает необходимость в подпорном сооружении. Такое укрепительная конструкция несет в себе одну основную задачу – предотвращение обвала грунтовых масс. В статье пойдет речь об устройстве подпорных стен.

Содержание:

Условно подпорные стены делятся на два вида:

Декоративные – эффектно скрывают небольшие перепады грунта на прилегающей территории. Если уровни несильно разнятся и соответственно высота стенки невысокая (до полуметра), то ее установка осуществляется с небольшим заглублением до 30 см.
Укрепительные выполняют главную функцию – сдерживают грунтовые массы от сползания. Такие конструкции возводят, когда уклон холма превышает 8°. С их помощью производится организация горизонтальных площадок, тем самым расширив полезное пространство.

Подпорная стена фото

Проектирование подпорных стен

Независимо от предназначения, подпорная стена имеет 4 элемента:

фундамент;
тело;
дренажную систему;
систему водоотвода.

Подземная часть стены, дренаж и водоотвод служат для реализации технических нормативов, а тело – эстетических целей. По высоте они могут быть низкими (до 1 метра), средними (не выше 2 метров) и высокими (свыше 2 метров).

Задняя стенка сооружения может быть со следующим наклоном:

крутая (с прямым или обратным скатом);
пологая;
лежачая.

Профили укрепительных стен разнообразны, в основном, это прямоугольные и трапецеидальные. Последние конструкции свою очередь могут иметь различный уклон граней.

Действующие нагрузки на подпорные стены

При выборе материала, а соответственно и фундамента для подъема стен, руководствуются определением нагрузок, которые действуют на сооружение.

Вертикальные силы:

собственный вес;
верхняя нагрузка, то есть вес, давящий на верхнюю часть конструкции;
сила засыпки, воздействующая как на саму стену, так и на часть фундамента.

Горизонтальные силы:

давление почвы непосредственно за стеной;
сила трения в местах сцепления фундамента с грунтом.

Помимо основных сил действуют и периодические нагрузки, к таковым относятся:

сила ветра, особенно это актуально при высоте конструкции свыше 2-х м;
сейсмические нагрузки (в зонах сейсмической опасности);
вибрационные силы действуют в местах, где проходит дорожная трасса или железнодорожное полотно;
потоки воды, в частности, в низинах;
вспучивание грунта в зимний период и т. п.

Устойчивость подпорных стен

Строительство невысоких подпорных стен выполняется в большей степени для декоративных целей, они не нуждаются в тщательном расчете устойчивости. Повышение данного свойства показательно для подпорных инженерных конструкций.

Предотвратить сдвиг стен или опрокидывание можно путем применения следующих мероприятий:

значительно уменьшает давление грунта на заднюю грань небольшой наклон, спроектированный в сторону возвышенности;
сторону, обращенную к грунту делают шероховатой. В каменных, кирпичных, блочных кладках делают выступы, а монолитных подпорных стенах – выполняют сколы;
правильно организованная дренажная система предотвращает подмыв конструкции;
наличие консоли в передней части стены обеспечивает дополнительную устойчивость, так как распределяет часть нагрузки грунта;
боковое (вертикальное) давление уменьшается посредством засыпки пустотелых материалов (керамзита) между задней стеной и существующим грунтом;
для капитальных стен из тяжелых материалов требуется фундамент. Для глинистого грунта целесообразно использовать основание ленточного типа, слабого грунта (песчаного, особенно песка-плывуна) – свайный фундамент.

Строительство подпорной стены

Что касается материала, то его выбор основывается на многих критериях, это высота конструкции, водонепроницаемость, устойчивость к агрессивным средам, долговечность, доступность строительного материала и возможность механизации процесса установки.

Кирпичная подпорная стена

При расчете подпорных стен из кирпича предусматривается наличие армированного фундамента. Декоративные качества могут быть усилены путем использования кирпича, отличающегося размерами или расцветками от элементов основной кладки. Невысокая стенка (до 1 метра) выкладывается самостоятельно. В случаях когда подразумевается повышенная нагрузка, следует прибегнуть к услугам профессионалов.

Для работ используется обычный красный обожженный кирпич или клинкер с высоким коэффициентом прочности и влагостойкости. Как правило, для возведения подпорных стен требуется ленточный фундамент.
Ширина канавы под основание равна тройной ширине стены, то есть, если планируется строительство в один кирпич (25 см), тогда данный параметр будет равен 75 см. Глубина должна составлять не менее 1 м. Но дно засыпается 20-30 см слой гравия или щебня, затем слой (10-15 см) песка, каждая засыпка материала трамбуется.
Сбивается опалубка, ее верхняя часть должна быть ниже уровня земли на 15-20 см. Для усиления используются прутья арматуры, которые укладываются на битый кирпич или бутовый камень. В любом случае они не должны просто лежать на песчано-гравийной подушке. Далее, заливается бетон марки 150 или 200.
Клинкер укладывается в перевязку на раствор. Во втором ряду предусматривается прокладка дренажных труб Ø50 мм. При установке соблюдается наклон труб к передней части грани, рекомендуемое расстояние между ними 1 метр. Важно следить за смещением швов. Чтобы этого не случилось, можно использовать половинки кирпича.
Стоит отметить, что кладка в один кирпич возможна для возведения стены до 60 см, для более высоких конструкций рекомендуется выполнять строительство в полтора, два кирпича, с расширением нижней части стены. Таким образом, получается конструкция напоминающая консоль.

Подпорная стена из камня

Натуральный камень, как и его искусственный аналог, отличаются высокими эстетическими свойствами. К тому же внешний вид готовой стены позволяет гармонично вписаться в окружающий ландшафт, создавая единый ансамбль с природой.

Здесь может быть использован как сухой, так и мокрый способ укладки материала. Первый вариант более трудоемкий и требует определенной сноровки, так как необходим подгон камня по размерам, обеспечивающий оптимальное прилегание друг к другу.
Основа под каменную подпорную стену производится таким же способом, как и для кирпича. Выполняется ленточный фундамент с последующей укладкой камня. Если строительство стены осуществляется без применения раствора, тогда швы заполняются посадочным материалом или садовым грунтом. Позже между камнями высаживаются растения с мочковатой корневой системой. По мере развития они значительно укрепят элементы конструкции.

В данном случае организовать дренажную систему можно по упрощенному способу – оставить в первом ряду между каждым 4-м и 5-м камнем зазоры по 5 см.
Стены из камней рекомендованы для возведения конструкций не выше 1,5 м.

Подпорные стены из бетона

Подобное сооружение монолитного типа выполняется с применением деревянной опалубки или буронабивных свай.
Заводская подпорная железобетонная стена
Монтаж плиты заводского исполнения осуществляется с помощью грузоподъемной техники. Она может быть консольной или контрфорсной. Для установки готовых изделий фундамент при плотном грунте не нужен. Достаточно вырыть траншею шириной чуть больше размера подошвы плиты или консоли.

Сборные подпорные стены фото

На дне укладывается гравий (щебень) и песок слоями по 15-20 см. Тщательная трамбовка обеспечивается путем обильного полива водой. Железобетонные плиты устанавливаются строго вертикально. Между собой они соединяются посредством сварки арматурных закладных элементов. Далее, устанавливается продольная дренажная система и проводится засыпка пространства грунтом.
Железобетонная опорная стена на сваях рекомендуется на слабых (неустойчивых) грунтах. Расстояние между сваями зависит от длины плиты, они могут располагаться каждые 1,5, 2 или 3 метра. Диаметр свай обычно составляет от 300 до 500 мм.

Бетонная подпорная стена своими руками

Основание обязательно армируется как в продольном, так и вертикальном направлении. Высота прутьев, торчащих из бетона, должна составлять не менее полуметра. Подошве дать набраться крепости, для бетона данный период составляет около месяца. Не рекомендуется проводить какие-либо работы на подошве ранее данного времени.
Для удобства постройки опалубки для тела стены берется влагостойкая фанера стандартного размера 2440х1220х150 мм. Для одной заготовки понадобится 3 листа, 2 из которых пойдут на полноценные грани, а одну фанеру следует разрезать, соответствующей ширины для 2-х боковых сторон.

В последующих работах одна боковушка не используется, так как ею служит стена предыдущей части конструкции. Предотвратить расхождение шва между элементами можно посредством армирования. В этом случае после заливки материала в боковой части высверливаются отверстия и вставляются металлические прутки. Их можно расположить в шахматном порядке в 40-50 см друг от друга с выходом из тела стены на 30-40 см.
Для соединения граней каркаса применяются металлические уголки, так как вес бетона, предназначенного для заливки высок. Дополнительным укреплением послужат бруски 50х50 мм, которые прибиваются по периметру опалубки. Для надежности с трех сторон следует выставить распорки.
При желании бетонная поверхность может декорироваться натуральным или искусственным камнем.

Значительно облегчают работы и снижают расходы на строительство блоки из пенобетона, керамзитобетона, газо- или шлакоблоки. Но прочностные характеристики такой стены будут на порядок ниже. К тому же кладка из такого материала не отличается привлекательным видом.

Деревянная подпорная стена

С точки зрения ландшафтного дизайна древесина оптимально подходит под данные цели, но долгий срок эксплуатации не самый сильный ее конек. Чтобы увеличить устойчивость к воздействию агрессивных сред придется приложить немалые усилия на неоднократную обработку пропитывающими средствами.

В конструкции подпорной стены бревна могут располагаться как горизонтально, так и вертикально. Большой разницы касательно прочностных характеристик здесь нет. Такой материал используется для строительства стен высотой, не превышающих 1,5 м. Чтобы предотвратить загнивание закапываемой части бревна, необходимо ее обжечь или обработать жидким битумом.

Вертикальное расположение бревен в подпорной стене

Длина бревен может быть разной, все зависит от перепада высот. Для устойчивости их закапывают на глубину равной 1/3 общей длины балки, так если данный параметр равен 2 м, то вкапываемая часть составит 60-70 см.
Установка калиброванной древесины осуществляется в предварительно вырытую траншею. На дно засыпается и утрамбовывается 15-ти см слоя щебня. Бревна ставят сплошной стеной, вплотную друг к другу, строго соблюдая вертикаль. Крепеж выполняется посредством проволоки или гвоздей, вбитых под углом.

Максимальная устойчивость бревенчатой стены достигается путем заливки траншеи песчано-цементной смесью. Задняя сторона своеобразного тына покрывается герметизирующим материалом (рубероидом, толем и т. д.), после этого выполняется засыпка грунтом.

Горизонтальное расположение бревен в подпорной стене

Опорные столбы вкапываются каждые 1,5-2 или 3 м, чем чаще они расположены, тем прочнее будет подпорная стена. Используемая древесина в обязательном порядке обрабатывается антисептическими средствами.

Горизонтальное крепление может осуществляться несколькими способами:

на столбах с двух противоположных сторон заранее вырубаются продольные пазы, в которые будут плотно вставляться горизонтальные элементы. При этом диаметр опорных бревен должен быть больше балок, предназначенных для поперечного положения;
второй вариант предусматривает крепеж бревен с задней стороны столбов. В этом случае первая балка укладывается на грунт, поэтому рекомендуется заранее проложить гидроизоляционный материал. Соединение горизонтально расположенных бревен к опорам выполняется проволокой и/или гвоздями.

Подпорная стена из габионов

Для установки сетчатых конструкций достаточно выравнивания поверхности и иметь в наличии щебень крупной фракции (до150 мм) или небольшие речные валуны для заполнения секций. Основными преимуществами габионов является их гибкость и водопроницаемость, что позволяет обойтись без обустройства дренажной системы.
Такие ящики из проволоки просто собираются, затем устанавливаются на ровном грунте и засыпаются речными или карьерными камнями. Следующие блоки монтируются по такому же способу. Между собой секции скрепляются проволокой с антикоррозийным покрытием. Это удобный способ, когда требуется создавать множество угловых подпорных стен.

Если между камней засыпать почву и засеять семенами растений, то через несколько лет стена приобретет привлекательный внешний вид и органично впишется в окружающий ландшафт.

Расчет подпорной стены

Перед тем как сделать подпорную стену, важно тщательно продумать все нюансы. В противном случае неграмотный расчет и халатное отношение к нормам строительства могут привести к обрушению.

Подобные стены высотой не более 1,5 метров допускается возводить собственными силами. Для размера подошвы берется коэффициент 0,5-0,7 умноженный на высоту стены. Вычислить соотношение толщины стены к ее высоте, можно руководствуясь типом грунта:

плотный грунт (известняк, кварц, шпат и т. д.) – 1:4;
средний по плотности грунт (сланец, песчаник) – 1:3;
мягкий грунт (песчано-глинистые частицы) – 1:2.

Если же высота стены большая и возведение планируется на слабых грунтах, то следует обратиться к услугам специализированных организаций. Вычисления будут производиться в соответствии с требованиями СНиП.

В этом случае будут учтены многие факторы и на основе предельного состояния подпорных стен будут произведены следующие расчеты:

устойчивость положения самой стены;
прочность грунта, его возможную деформацию;
прочность конструкции стены, на трещиностойкость ее элементов.

Также будут выполнены вычисления на пассивное, активное и сейсмическое давление грунта; учет сцепления; давления грунтовых вод и так далее. Расчет осуществляется с учетом максимальных нагрузок и охватывает эксплуатационные, строительные и ремонтные периоды стены.

Конечно, можно будет и воспользоваться онлайн-калькуляторами, специально разработанными для этих целей. Но необходимо знать, что подобные расчеты будут иметь рекомендательный характер. Абсолютная точность расчетов не гарантирована.

Дренажная система для подпорной стены

Организация дренажа и водоотвода требует особого внимания. Система обеспечивает сбор и отвод грунтовых, талых и ливневых вод, тем самым предотвращая подтопление и размыв сооружения. Она может быть продольной, поперечной или комбинированной.

Поперечный дренаж предусматривает наличие отверстий Ø100 мм на каждый метр стены.

Продольный вариант предполагает размещение трубы, расположенной на фундаменте по всей длине стены. Для этих целей применяют гофрированные трубы, благодаря своей гибкости позволяют устанавливать их при сложных рельефах. На прямых участках используют керамические или асбестоцементные трубы, имеющие в верхней части отверстия.

Подпорные стены выполняют важные задачи. Их возведение следует доверить специалистам или хотя бы проконсультироваться с ними по данному вопросу. Малейшая ошибка в расчетах может иметь весьма печальные последствия.

Читайте также: