Укрепление подпорных стен анкерами

Обновлено: 14.05.2024

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Онлайн
формат
Диплом
гособразца
Помощь в трудоустройстве

311 лекций для учителей,
воспитателей и психологов

Получите свидетельство
о просмотре прямо сейчас!

ИССЛЕДОВАНИЕ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ УСИЛЕНИЯ ПОДПОРНЫХ СТЕН

Подпорные стены – это один из самых важных многофункциональных архитектурно-планировочных элементов. Основное их назначение – укрепление грунта на откосах и склонах и предупреждение оползней, часто случающихся на участках, которые расположены по берегам рек, озер, прудов. Но особенно опасны места, находящиеся рядом с оврагами – их не укрепленные склоны «плывут» практически постоянно даже от небольшого дождя или талых вод. При значительных перепадах рельефа (более 0,5 м) устройство подпорных стенок становится обязательным. Подпорная стенка должна быть максимально устойчивой, способной выдержать высокое давление, в противном случае появляется огромная вероятность разрушения сооружения и сползания грунта. Именно по этой причине следует учесть все факторы, которые могут повлиять на прочность стены.

На стену могут действовать следующие физические силы и явления:

- собственный вес стенки;

- давление почвы, которую удерживает стенка;

- силы трения и сцепления с почвой;

- дополнительный вес элементов, которые могут находиться на стене.

- набухание грунта в зимнюю пору;

- ветер (если высота стенки составляет более 2 м);

- вибрации (если рядом, к примеру, проложена железная дорога);

- сейсмические явления (зависит от особенностей региона);

- подмывание дождевой водой [1].

Необходимость усиления подпорных стен возникает из-за потери их устойчивости при возрастании нагрузок на засыпку или изменении физико механических свойств грунтов, а также при разрушении материала стен под действием коррозии и других факторов. Подпорные стены необходимо усиливать корневидными и анкерными сваями, грунтовыми анкерами, контрфорсами, обоймами, а также устройством дополнительных ограждений и другими способами. В условиях тесной застройки для усиления подпорных стен применяют грунтовые анкеры, которые предназначены для восприятия и передачи горизонтальных усилий на более глубокие слои грунта. Заделка анкера должна располагаться за пределами призмы обрушения. Грунтовый анкер устраивают в наклонной скважине, которую выполняют бурением или продавливанием. В нижней части скважины устраивают уширение, которое предназначено для восприятия выдергивающей нагрузки. Бетонную смесь нагнетают в скважину с помощью бетононасоса или растворонасоса. Перед бетонированием в скважину закладывают анкерные стержни, на нижнем конце которых имеется шайба, а на верхнем – резьба для гайки. Натяжение анкера производится домкратом и фиксируется гайкой. Диаметр скважины составляет 100–200 мм. В некоторых случаях задача усиления решается устройством контрфорсов, размещаемых через определенные расчетом расстояния [3].

Рисунок 1. Схема усиления подпорных стен: 1 – подпорная стенка; 2 – грунтовый анкер; 3 – контрфорс

При значительном ухудшении физико-механических и прочностных характеристик грунт за подпорной стенкой может быть частично заменен прочным дренажным материалом – песком, щебнем или камнем. Этот материал повышает прочностные характеристики грунтовой засыпки за подпорной стенкой, частично воспринимает нагрузку от оставшегося слабого грунта и одновременно играет роль застенного дренажа. Засыпка из дренажного материала в зависимости от условий производства работ и высоты подпорной стенки выполняется на полную глубину или частично. Для облегчения работы подпорной стены также применяются анкерные сваи. Сваи устраивают за пределами призмы обрушения. Поверху свай изготовляется железобетонный ростверк, в него заделывают концы металлических тяжей. Другие концы тяжей заделывают в шапочный брус, который изготавливают поверху усиливаемой подпорной стенки. Шапочный брус должен жестко соединяться с существующей подпорной стенкой, поэтому арматура последней оголяется и к ней приваривается арматура шапочного бруса [4].

При недостаточной несущей способности стены усиление производится наращиванием слоя монолитного железобетона с наружной стороны лицевой плиты подпорной стены. Для предотвращения сдвига подпорной стены, перед передним обрезом фундамента устанавливаются упоры в виде железобетонных забивных свай, буронабивных свай или шпунта из стали, которые поверху соединяются монолитным бетонным ростверком [2].

Усиление подпорных стен в стесненных условиях генплана производится с помощью устройства дополнительной стены из буронабивных свай в непосредственной близости от усиливаемой стены подвала, чтобы они воспринимали большую часть горизонтальных нагрузок, действующих на стену. Расстояние между сваями принимается не менее 2–3-х диаметров [2].

Рисунок 3. Усиление подпорных стен в стесненных условиях генплана с помощью буронабивных свай

Список литературы:

1. Будин А.Я. Тонкие подпорные стенки. – Л.: Стройиздат, 1974.

3. Сорочан Е.А. Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные сооружения. – Л.: Стройиздат, 1985.

4. Швец В.Б., Феклин В.И., Гинзбург Л.К. Усиление и реконструкция фундаментов. – Л.: Стройиздат, 1985.

Подпорные стены по конструктивному решению подразделяются на массивные и тонкостенные. Устойчивость массивных подпорных стен на сдвиг и опрокидывание обеспечивается их собственным весом. Устойчивость тонкостенных подпорных стен обеспечивается собственным весом стены и грунта, вовлекаемого конструкцией стены в работу, либо защемлением стен в основание (гибкие подпорные стены и шпунтовые ограждения).

Формы поперечных сечений массивных стен представлены на рис. 7.1, тонкостенные подпорные стены уголкового профиля — на рис. 7.2 и 7.3.

а — с двумя вертикальными гранями; б — с вертикальной лицевой и наклонной тыльной гранью; в — с наклонной лицевой и вертикальной тыльной гранью; г — с двумя наклонными а сторону засыпки гранями; д — со ступенчатой тыльной гранью; е — с ломаной тыльной гранью

Массивные и тонкостенные стены можно устраивать с наклонной подошвой или с дополнительной анкерной плитой (рис. 7.4). Гибкие подпорные стены и шпунтовые ограждения можно выполнять из деревянного, железобетонного и металлического шпунта специального профиля. При небольшой высоте используются консольные стены; высокие стены заанкеривают, устанавливая анкеры в несколько рядов (рис. 7.5).

Рис. 7.2. Тонкостенные подпорные стены уголкового типа
а — консольные; б — с анкерными тягами; в — контрфорсные

Рис. 7.3. Сопряжение лицевых и фундаментных плит
а — с помощью щелевого паза; б — с помощью петлевого стыка

Необходимость усиления подпорных стен возникает в связи с потерей их устойчивости при увеличении нагрузок на засыпку или изменении физико-механических свойств грунтов, а также при разрушении материала стен под действием коррозии и других факторов. Подпорные стены можно усиливать корневидными и анкерными сваями, грунтовыми анкерами, контрфорсами, обоймами, а также устройством дополнительных ограждений и другими способами.

Усиление подпорных стен корневидными сваями производится без разработки траншей и котлованов, при этом корневидные сваи проходят через существующую кладку под любым углом наклона, связывая стенку с грунтом. Корневидные сваи целесообразно применять при устройстве глубоких выемок в непосредственной близости от существующих зданий.

Подобные случаи часто возникают при реконструкции городов и промышленных комплексов, а также транспортных сооружений. Более глубокие фундаменты стремятся разместить как можно ближе к существующим фундаментам, подвалам или подпорным стенам. В этих условиях оправдывается применение подпорных стен, усиленных корневидными сваями.

В стесненных условиях для усиления подпорных стен рационально применять грунтовые анкеры (рис. 6.10, а), предназначенные для восприятия и передачи горизонтальных усилий на глубокие слои грунта. Заделка анкера расположена за пределами призмы обрушения. Грунтовый анкер устраивают в наклонной скважине, которую выполняют различными способами (бурением, продавливанием). В нижней части скважины сооружают уширение, воспринимающее выдергивающую нагрузку. Бетонную смесь нагнетают в скважину с помощью бетононасоса или растворонасоса. Перед бетонированием в скважину закладывают анкерные стержни, имеющие на нижнем конце шайбу, а на верхнем — резьбу для гайки. Натяжение анкера производится домкратом и фиксируется гайкой. Диаметр скважины составляет 100—200 мм. Более подробно технология устройства грунтовых анкеров и схемы их расчета описаны в гл. 7 настоящей работы. В некоторых случаях задача усиления решается устройством контрфорсов (см. рис. 6.10, б), размещаемых через определенные расчетом расстояния.

При значительном ухудшении физико-механических и прочностных характеристик грунт за подпорной стенкой может быть частично заменен прочным дренажным материалом — песком, щебнем или камнем. Такой материал повышает прочностные характеристики грунтовой засыпки за подпорной стенкой, частично воспринимает нагрузку от оставшегося слабого грунта и одновременно играет роль застенного дренажа. Засыпка из дренажного материала в зависимости от условий производства работ и высоты подпорной стенки выполняется на полную глубину или частично. Поперечное сечение каменной засыпки рекомендуется принимать треугольного очертания [10, с. 87].

В Сочи потерявшая устойчивость подпорная стена на Курортном проспекте была усилена обоймой и частичной отрезкой призмы обрушения (рис. 6.11). Из-за увлажнения суглинков, составлявших грунты за подпорной стеной, активное давление грунта на стенку увеличилось. В результате стена наклонилась над тротуаром на величину до 40 см, а ее верхняя часть разрушилась.

1 — подпорная стенка; 2 — железобетонная обойма; 3 — ростверк; 4 — ряд буронабивных свай (с шагом 1,7 м); 5 — линия скольжения призмы обрушения

После детального анализа условий работы подпорной стенки были разработаны и выполнены мероприятия, которые заключались в следующем.

Существующая подпорная стена сверху была разобрана на величину нарушенной кладки и до отметки заметного отклонения (с учетом возможности раскопки засыпки за стенкой из условия безопасности близко расположенных зданий). Разобранная кладка была заменена новой. Ввиду того, что при деформации подпорной стены трещины развились практически до самого фундамента, вся подпорная стена была взята в железобетонную обойму. Для уменьшения активного давления грунта на подпорную стену часть призмы обрушения была отрезана рядом буронабивных свай диаметром 1020 мм и длиной 14 м, сваи располагались на расстоянии 1,7 м одна от другой и были объединены поверху железобетонным ростверком. В свету расстояние между сваями составило 680 мм, что обеспечило непродавливание грунта между ними благодаря проявлению арочного эффекта. Существующая подпорная стена совместно с железобетонной обоймой была рассчитана на давление от ограниченного объема грунта в соответствии с изложенной в п. 6.3 методикой. Длина буронабивных свай рассчитывалась из условия необходимой заделки их ниже линии скольжения (см. гл. 7).

Для облегчения работы подпорной стены могут применяться и так называемые анкерные сваи. Такие сваи устраивают (или забивают при применении сборных свай) за пределами призмы обрушения. Поверху свай изготовляется железобетонный ростверк, в который заделывают концы металлических тяжей. Другие концы тяжей заделывают в шапочный брус, изготовляемый поверху усиливаемой подпорной стенки. Шапочный брус должен жестко соединяться с существующей подпорной стенкой, для чего арматура последней оголяется и к ней приваривается арматура шапочного бруса. Тяжи могут быть изготовлены из круглого металла диаметром 40—60 мм или из прокатных профилей. Тяжи должны обетонироваться или покрываться качественным антикоррозионным покрытием. Как правило, тяжи стремятся располагать ниже поверхности грунта. Следует помнить, что при применении анкерных свай и тяжей усиливаемая подпорная стена начинает работать по схеме однопролетной балки, следовательно, такой способ целесообразнее применять при усилении железобетонных подпорных стен. При усилении бутовых стен этот способ можно использовать только после тщательного анализа, выполнения расчетов и проектирования усиления самой конструкции стены.

Швец В.Б., Феклин В.И., Гинзбург Л.К. Усиление и реконструкция фундаментов

Здравствуйте!
Столкнулся с такой проблемой: подпорная стена начала наклоняться и в некоторых местах давать трещина на всю высоту. Хотим усилить подпорную стену контрфорсами в местах где пошли трещины. Подскажите пожалуйста, нужно ли контрфорс связывать со стеной или нет (у меня такое мнение, что контрфорс же начнёт осадку давать и лучше его не связывать со стеной)? Ещё вопрос: какой лучше сделать фундамент для контрфорса? Думаю сделать мелкозаглубленный фундамент и поварьировать с его шириной подошвы, чтобы осадка была минимальна. Также мысль есть, чтобы сделать уширение в месте контакта со стеной, т.к. там будут большие напряжения.
Подскажите пожалуйста в правильном ли направлении я рассуждаю или нет? Также хотел попросить порекомендовать литературу на эту тему. Сам к сожалению ничего не нашел стоящего. Заранее благодарю!

Для начала надо найти чертежи или хотя бы схемы этой подпорной стенки. Без этого любые советы могут быть из разряда"пальцем в небо". Может, там уголковая стенка с подошвой в сторону здания. И тогда все рассуждения про фундамент не имеют смысла.
Если фундамента там всё же нет, то, думаю, что надёжней будет сделать фундамент из винтовых (или ещё каких-нибудь) свай под контрфорсы.

Трещины МОГУТ быть температурными, тогда контрфорсы к ним никакого отношения не имеют. Наклон - от разных причин возможен. Хоть обратная засыпка "не та" и давление выше расчётного. Я вот выпусков дренажа не заметил, может промерзает. Может основание не держит, может стена опрокидывается, может отломалась под землей. Вам выше верно написали, нужно установить конструкцию того что есть, и причины появления деформаций и трещин, геолога пригласите еще, пусть ручником пощупает грунты, да и очертание задней стенки им пощупать можно. Гадать можно долго и без особого эффекта. И те же контрфорсы желательно просчитать, а не по соображению устраивать. А пока маяки поставьте на трещины, да наклон попытайтесь мониторить по времени.

проектирование монолитных высотных зданий

Либо всё демонтировать и заново строить, либо сверху откапать грунт, вернуть всё в вертикальное состояние, загнать анкеры по расчёту, и обратно засыпать. Контрфорсы мало что решат, на мой взгляд, ну или дороже будут, чем анкеры.

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Offtop: Если ВСЁ дело в подпорной стене, то дешевле всего откопать позади примерно 1 м грунта. Плохо, но сработает.

Качество работ очень низкое по виду. Из-за этого скорее упадёт.

Сломается или упадёт вряд ли.

Качество работ очень низкое по виду. Из-за этого скорее упадёт

Это Вы как определили? Если самострой, чисто по "здравому" смыслу строителя, то очень даже и не вряд ли.

Здравствуйте, Дмитрий! Никаких чертежей нету. Тот, кто управлял всем возведением этой стены не был заинтересован в качестве выполненных работ!
Конечно, свайный фундамент был бы более уместен в данном случае, но т.к. особо возможности нету его сделать, хотим попробовать фундамент мелкого заложения. Если всё грамотно сделать, то думаю он будет хорошо выполнять свои функции! Просто вопрос в том: в правильном ли направлении я размышляю по устройству данного фундамента (размышления в описании)?

Здравствуйте, Дмитрий!
Никаких чертежей нету. Застройщик, который всё это возвёл не был вообще заинтересован в качестве выполненных работ. На контакт также не идет. Так что информации по конструктиву подпорной стенки у меня нету.
Конечно, свайный фундамент был бы более оптимальным вариантом, но т.к. особо возможности нету в его возведении, из-за этого хотим сделать фундамент мелкого заложения. Вопрос в том: насколько правильно я размышляю в его устройстве (размышления в описании)?

----- добавлено через ~2 мин. -----

Здравствуйте! Не подскажите литературу по данной технологии?

----- добавлено через ~4 мин. -----

Качество работ очень низкое по виду. Из-за этого скорее упадёт.

Здравствуйте! Хотелось бы всё таки, чтобы данная подпорная стенка ещё долго прослужила! Мне видится, что дополнительные контрфорсы смогут решить данную задачу.

Обустройство участка

Основная задача подпорной стенки — держать грунт на склоне. Но это общее назначение, существует несколько признаков, которые лежат в основе классификации видов этого сооружения.

Виды подпорных стенок

В промышленном строительстве и в сельском хозяйстве подпорную стенку рассматривают как инженерную конструкцию, в ландшафте загородного участка она выполняет и эстетическую функцию. Классификацию видов стенок проводят по нескольким критериям.

По назначению

В зависимости от назначения выделяют следующие три вида:

Особенность частного дома с участком на склоне в том, что подпорная стенка довольно часто выполняет все функции одновременно. Поэтому материал для конструкции выбирают исходя из нагрузки, условий эксплуатации и декоративных качеств. Но в этом случае возникает некоторое противоречие.

По материалам

Как правило, высокие несущие способности и эстетический вид трудно совместить в одной конструкции. Особенно когда она служит одним из центральных элементов ландшафта. Приходится искать компромисс, и когда расчетная высота стенки получается довольно высокой, лучше сделать каскад из нескольких низких террас с опорными стенками из материала, который более точно соответствует стилю ландшафтного дизайна.

Есть следующие виды материалов:

Монолитный железобетон. Наиболее высокие несущие способности, при условии мощного фундамента. Долговечность конструкции оценивают в 50 и более лет. Недостатки: высокая трудоемкость, большие материальные и временные затраты на строительство, необходима декоративная отделка.
Сборный бетон. Немного меньше устойчивость к сдвигающим нагрузкам, но более высокая, чем у монолитных конструкций, скорость возведения. Также в большинстве случаев необходима декоративная отделка.
Природный камень. Долговечность определяется породой камня, из которого сложена стена, срок службы может быть более 50 лет. Требуется мощный фундамент и тщательный подбор материала по форме и размеру для кладки каждого ряда. Достоинство — высокие эстетические свойства. Недостаток — большая продолжительность работ.
Габионы. Средние несущие способности — подходит для сравнительно невысоких стенок. Не требуют мощного основания — за счет упругости сетки конструкция довольно хорошо переносит небольшие подвижки и проседание почвы. Структура стенки имеет хорошую водопроницаемость, поэтому дренаж не обязателен. Возможна суффозия грунта и прорастание растений. Долговечность определяется качеством сетки, и может быть не менее 50 лет. Достоинство — быстрый монтаж без применения спецтехники. Недостаток — специфический вид габиона, который не подходит многим видам исторических и этнических стилей ландшафтного дизайна.
Строительные блоки. Относительно невысокая прочность к боковым, сдвигающим, нагрузкам. Требуется обустройство фундамента. Не рекомендуется использование силикатного кирпича, а для стенок из керамического кирпича обязательна наплавляемая гидроизоляция со стороны грунта. Достоинство — высокая скорость монтажа.
Дерево. Обычно используют бревна, плахи, шпалы или брус, обработанные антисептиком. Есть примеры применения толстой обрезной доски, способной выдержать расчетную нагрузку. Достоинства: возможность использования свайного фундамента, простота монтажа, высокие декоративные свойства (при условии деревянных построек на участке). Недостатки — низкие несущие способности и невысокая долговечность.
Профлист. Относительно новый материал для возведения подпорных стенок. Используют для невысоких конструкций. Можно устанавливать на винтовой фундамент. Прочность и устойчивость определяется видом профиля и толщиной металла, долговечность зависит от толщины и вида защитного покрытия. Достоинство — простота монтажа и высокая скорость возведения.

По виду конструкции

Различают следующие варианты конструкции подпорных стенок:

По высоте: низкие — до 1 м, средние — 1-2 м, высокие — 2 м и выше.
По размеру подземной части: глубокого заложения (глубина подошвы фундамента более чем в полтора раза больше толщины стенки), неглубокого заложения.
По расположению: отдельно стоящие, связанные с другими сооружениями.

По способу обеспечения устойчивости

Подпорная стенка состоит из подземной части (фундамента) и наземной части. На нее действуют такие силы:

собственный вес;
вес грунта насыпанного на выступ (консоль) основания;
силы сцепления основания с грунтом;
боковое давление грунта на стенку.

Первые три силы обеспечивают устойчивость конструкции, последняя — стремится стенку сдвинуть и опрокинуть.

Читайте также: