Проектирование подпорных стен из габионов

Просмотров: 4190

Габионнные конструкции, что это такое и их виды описано подробно на странице Монтаж габионов. Там же размещена основная нормативная документация по габионам.

Как правильно запроектировать подпорную стенку из габионов? 

Речь пойдет в первую очередь о вязаных габионах, т.к нормативная документация содержит только этот вид. Тем не менее, принцип установки един для всех вариантов (сварных в т.ч).

Давайте рассмотрим, что такое подпорная стена.

Подпорная стена это конструкция определенной высоты и массы, которая предназначена для удерживания грунта от смещения и обрушения. А, значит, подпорная стена должна обладать определенной массой и устойчивостью, чтобы выступать противовесом удерживаемому весу грунта. Сам по себе любой габион не является подпорной стенкой. Именно поэтому рекомендации по проектированию подпорных стен из габионов содержат в себе типовые конструкции, которые нужно сопоставлять с высотой склона удерживаемого грунта, если нет возможности заказать расчет в проектном институте.

Для профессиональных проектировщиков существуют специальные программы, которые расчетным методом получают конструкцию на основании инженерно-геологических изысканий . Выполняются расчеты устойчивости, сдвига, опрокидывания. Это программы типа GEO 5, PLAXIS и другие. Расчетный метод всегда используется при проектировании ответственных объектов.

Если же речь идет о частном строительстве или нет возможности выполнить расчет, применяются типовые рекомендации для габионных конструкций.

Общая информация по материалам

1.  Фото 1.Габионы с завода поставляются в сложенном виде. 

Вязаные габионы :

Типы габионных конструкций по форме:
• коробчатые – К;
• коробчатые с армирующей панелью – КА;
• матрасно-тюфячные – МТ;
• цилиндрические – Ц.
Типы габионных конструкций по видам покрытий проволоки сетки:
• покрытые цинком – Ц;
• покрытые цинком и полимером – ЦП;
• покрытые сплавом цинка с алюминием и мишметаллом (гальфан)– Г;
• покрытые сплавом цинка с алюминием и мишметаллом и полимером – ГП.  

Самый маленький размер вязаного габиона: размер ячейки, диаметр проволоки, покрытия является самым ходовым- ГИ-К-1х0,5х0,5-С80-2,7-Ц . Обозначение: габион коробчатый, диаметр проволоки сетки 2,7 мм, ячейка 80х100 мм, 3-й класс цинкования.  

2. Фото 2. Вид наполненного габиона данного размера  бутовым камнем гранитных пород фракции 70-120. Применяется при небольших сооружениях.  Еще распространенна фракция 100-250. Применяется на очень больших объектах. Эти две фракции бутового камня наиболее распространены и предпочтительны.

3. Фото 3. Лицевая часть габиона правильной укладки.  Минимум пустот, подбор по размеру.

Основные принципы проектирования подпорных стен из габионов без расчета

1. Конструкция из габионов должна обладать достаточной массой и устойчивостью для удерживания грунта. Для этого габионы устанавливаются по принципу пирамиды– нижний ярус делается широким, равным высоте склона. Следующий ярус должен быт Уже не менее, чем на 0,25 м. нижнего яруса. Чаще всего разница между ярусами 0,5 м.
2. Высота габиона не может быть больше ширины чтобы обеспечить устойчивость и не допустить опрокидывание подпорной стенки. Эти значения могут быть равными, но высота всегда равна или меньше ширины габиона. 
   Тем более это верно для подпорной стены из одного яруса– ширина габиона при высоте склона в 1 метр должна быть 1 метр или больше. При меньше ширине произойдет опрокидывание прямоугольного габиона, основание которого будет недостаточно устойчивым. При высоте склона в 0,5 м выбор габиона шириной 1 м придаст дополнительную устойчивость конструкции и позволит ей надежно удерживать массу грунта. При высоте склона в 1 м выбор ширины в 0,5 м и высоты в 1 м габиона приведет к тому, что габион опрокинет давлением грунта в ближайшей перспективе.
   Габионные конструкции имеют типоразмеры, кратные 0,5 м. Минимальный типоразмер коробчатых габионов 0,5*0,5*0,5 (м, длина*высота* ширина). И в них нет размерностей, высота которых превышает ширину. Это сделано не просто так, а именно для обеспечения устойчивости подпорной стены из габионов.
3. Масса 1 м3 грунта составляет примерно 1,6 тонн. Вес 1 м3 габиона 1,8 тонн. При этом нужно учитывать, что при укреплении склона вашего дачного или иного участка на подпорную стенку из габиона будет давить прямо или косвенно вес всего объема грунта, имеющегося на территории. При этом чем круче и выше склон, тем давление прямонаправлено. А также добавьте вес дома и иных строений. И чем ближе они к укрепляемому склону, тем оно больше. Попробуйте удержать склон 90 градусов высотой 2 м и потенциальным весом грунта в 3 тонны габионом 0,5*0,5*1 м (900 кг).
4. Выбирайте типовые размеры конструкций при проектировании. Нетиповые размеры приводят к удорожанию конструкций в работе и не позволяют прогнозировать поведение стенки во времени. 
   Данные принципы подходят и для вязаных, и для сварных габионов. Сварной габион 2*1*0,5 м(д*в*ш) не является опорной конструкцией. Ее саму нужно укреплять сваями или иными закладными деталями даже если значительного веса грунта на нее не происходит.  
   Исключением для подобных принципов является система «террамеш» или использование габионов с армирующей панелью (габион имеет «язык» из сетки, который укладывается между слоями грунта). Но она всегда проектируется в профессиональных институтах и не применяется в частном строительстве.
5. Игнорирование воздействия иных факторов (подмытие грунтовыми водами, подземными ручьями, ливневыми водами). Если факторы такие присутствуют, решение нужно выбирать комплексное. Например, с дренажом.
6. И, главное, разделяйте функционал своего сооружения. Не путайте декоративную функцию с функцией подпорной стены. Проектирование подпорных стен, особенно при больших высотах склонов или больших площадях участков, это ответственная задача. Пренебрежение рекомендациями приведет к обрушению недостаточно устойчивой стены. 

Типовые конструкции и общий принцип установки габионов

Основные ошибки при выборе конструкций

Наиболее распространенные ошибки при проектировании:

• Высота габиона больше ширины конструкции. Подумайте, нужно ли значительное усилие, чтобы опрокинуть такую конструкцию? Особенно, если усилие оказывает не человек, а, например, двухэтажный дом? Или административное здание? Такая конструкция сама является неустойчивой, т.к площадь основания ее очень мала. В типовых рекомендациях по габионам таких конструкций не бывает.
• Отсутствие хотя бы примерных сопоставлений массы стенки из габионов и удерживаемого склона (выдержит ли стенка высотой в 1 м склон в три метра высотой) ? Вероятно, нет. 
• Изобретение своих размеров. Например, 0,75*0,75 м. Теоретически сделать можно. Практически вязать такой габион придется вручную, что будет дороже и дольше. Производители габионов имеют стандартизированные размеры как габионов, так иих ячеек и толщин проволоки. Проектировщик часто записывает в проект параметры, которые не являются распространенными и купить такой габион не представляется возможным. Это же касается фракции и вида камня. Запросить доступные виды материалов можно у производителя, постащика своих регионов. Как правило,  это габион ячейкой 80*100 С80, толщина проволоки 2,7 мм, покрытие Ц (цинк). Если объект находится в воде, то ЦП (цинк-полимер). Размеры согласно номенклатуре произвоителя, но кратно и не менее 50 см. 

• Не учитывают коэффициенты запаса по материалам. Для создания необходимной плотности укладки камня коэффициент расхода составляет на 1 м3 конструкции 1,45 м3 камня ( или1,75-1,8  при пересчете из тонн в м3). «Механизированная или ручная укладка каменного материала в габионную конструкцию должна обеспечивать насыпную плотность каменного материала свыше 1750 кг/м3». 

• Подмена функций. Если Вы хотите укрепить склон, то старайтесь придерживаться рекомендаций. Если хотите сделать нечто декоративное, то не стоит называть это подпорной стеной, чтобы не вносить путаницу в функционал конструкции. Чтобы строитель правильно реализовал Вашу задачу, ему нужно правильно обозначить цель. В декоративных габионах существуют свои принципы.

Еврософт / Продукты / Строительные конструкции / ФОК Комплекс

	ФОК Комплекс Программный комплекс для проектирования ленточных, столбчатых фундаментов и подпорных стен Сертификат RA. UA.АБ86.Р01073 от 14.04.2018   Возможности программы Проектирование (подбор) фундаментов критерий решения — минимальная стоимость конструкции; сейсмичность района строительства до 9-ти баллов; просадочные и вечномерзлые грунты, грунтовые воды, многослойное основание; до 4-х разнотипных колонн на подколоннике; нагрузки от колонн, дополнительные нагрузки, нагрузки на грунте; определение по СП 24.13330.2011 или ДБН В.2.1-10-2009 Змiна №1 допускаемой нагрузки на сваю; ограничения на развитие плитной части фундамента в плане, подвал; учет отрыва части подошвы; свайный куст от 2-х свай с рядовой или шахматной расстановкой свай; возможность выполнения армирования фундамента отдельными стержнями; монолитное или сборное решение плитной части ленточного фундамента; устройство монолитных поясов или армированных швов в ленточном фундаменте; раскладка фундаментных блоков при сборном стеновом элементе; расстановка свай в ленточном свайном фундаменте; выполняется проверка раскрытия нормальных трещин в буронабивных и забивных сваях; армирование арматурными сетками или отдельными стержнями; открытая пользовательская база фундаментов, создание базы по данным расчета; контроль разности осадок фундаментов здания с учетом взаимного влияния; унификация отдельно стоящих фундаментов здания и плитной части ленточных фундаментов на естественном основании; унификация используемых для армирования диаметров арматурных стержней. Чертежи в формате .dxf план фундаментов здания с раскладкой фундаментных балок; свайное поле, кусты свай; план и сечения ленточного фундамента; раскладка фундаментных подушек в случае сборного решения ленточного фундамента; схема раскладки арматурных сеток со спецификацией монолитного ленточного фундамента; схемы раскладки фундаментных блоков со спецификацией; схемы армирования ленточных ростверков; отдельные фундаменты с размещением анкерных болтов; арматурные сетки для фундаментов здания; буронабивные сваи и каркасы к ним для фундаментов здания. Возможность импорта исходных данных из расчетных программ ЛИРА-САПР, МОНОМАХ-САПР. Проектирование монолитных уголковых подпорных стен. (Справочное пособие к СНиП) сейсмичность района строительства до 9-ти баллов фиксированный передний вылет плитной части подвижная нагрузка на призме обрушения Чертежи монолитных подпорных стен в формате DXF Проверка подпорной стены: монолитная уголковая, массивная Таблица результатов и эскиз. Расчет подпорных стен из буронабивных свай выполняется по рекомендациям издания «Основания, фундаменты и подземные сооружения». Справочник проектировщика. Москва, Стройиздат, 1985 г. Определение давления грунта по изданию «Проектирование подпорных стен и стен подвалов». (Справочное пособие к СНиП) сейсмичность района строительства до 9-ти баллов поэтапная отрывка котлована учет грунтовой толщи по геологическому разрезу учет наличия анкерных опор (до 10 шт.) учет примыкающих сооружений с заданной отметки учет наличия грунтовых вод и воды со стороны лицевой грани подвижная нагрузка на призме обрушения вертикальная и моментная нагрузка на верх сваи (шпунта) Чертежи буронабивной сваи в формате DXF Определение коэффициента общей устойчивости сооружения по методу кругло-цилиндрических поверхностей Эскизы результатов. Графический интерфейс, руководство пользователя в электронном виде. Версия 2018 Программа «ФОК Комплекс» (версия 2018 г.) предназначена для проектирования отдельно стоящих фундаментов под колонны каркасных зданий на естественном, свайном забивном и свайном буронабивном основании, для проектирования фундаментов под стены бескаркасных зданий на естественном и свайном основании, а также проектирования (проверки) гравитационных подпорных стен и подпорных стен из буронабивных свай и шпунтов другой конструкции на персональных компьютерах (ПК), совместимых со стандартом IBM PC. Программа реализует все возможности программы-предшественницы «ФОК Комплекс» (версия 2016 г.) В данной версии программы «ФОК Комплекс» реализованы требования СП 22.13330.2016 и правка СП 24.13330.2011 от 4.06.2017 г. Расширен раздел рекомендаций.     Комплект поставки:     Материальный носитель Электронный ключ защиты Указанные цены актуальны только для России. Цены указаны в рублях. На основании подпункта 26 пункта 2 статьи 149 Налогового кодекса Российской Федерации НДС не облагается.   Локальные лицензии Комплектация / версия 1 лицензия 2 и последующие лицензии «ФОК Комплекс» 2018 (Столбчатые и ленточные фундаменты, подпорные стены) «ФОК Комплекс» 2018 125000 75000 Обновление с «ФОК-Комплекс» 2016 18750 11250 Обновление с «ФОК-Комплекс» 2014 31250 18750 Обновление с «ФОК-Комплекс» 2012 50000 30000 «ФОК Комплекс Столб» 2018 (Столбчатые фундаменты) «ФОК Комплекс Столб» 2018 62500 37500 Обновление с «ФОК Комплекс Столб» 2016 9375 5625 Обновление с «ФОК Комплекс Столб» 2014 15625 9375 Обновление с «ФОК Комплекс Столб» 2012 33000 15000 «ФОК Комплекс Лента» 2018 (Ленточные фундаменты) «ФОК Комплекс Лента» 2018 62500 37500 Обновление с «ФОК Комплекс Лента» 2016 9375 5625 Обновление с «ФОК Комплекс Лента» 2014 15625 9375 Обновление с «ФОК Комплекс Лента» 2012 33000 15000 «ФОК Комплекс Столб+Лента» 2018 (Столбчатые и ленточные фундаменты) «ФОК Комплекс Столб+Лента» 2018 93750 56250 Обновление с «ФОК Комплекс Столб+Лента» 2016 14065 8440 Обновление с «ФОК Комплекс Столб+Лента» 2014 23440 14065 Обновление с «ФОК Комплекс Столб+Лента» 2012 37500 22500 «ФОК Комплекс Парус» 2018 (Подпорные стены) «ФОК Комплекс Парус» 2018 38125 22875 Обновление с «ФОК Комплекс Парус» 2016 5720 3430 Обновление с «ФОК Комплекс Парус» 2014 9530 5720 Обновление с «ФОК Комплекс Парус» 2012 15250 9150 Сетевые лицензии Комплектация / версия Количество лицензий 2-3 4-5 6-10 Более 10 «ФОК Комплекс» 2018 87500 75000 68750 62500 Обмен с предыдущих версий «ФОК Комплекс» 2016 13125 11250 10315 9375 «ФОК Комплекс» 2014 21875 18750 17190 15625 «ФОК Комплекс» 2012 35000 30000 27500 25000 «ФОК Комплекс Столб» 2018 43750 37500 34375 31250 Обмен с предыдущих версий «ФОК Комплекс Столб» 2016 6565 5625 5155 4690 «ФОК Комплекс Столб» 2014 10940 8625 8595 7815 «ФОК Комплекс Столб» 2012 17500 15000 13750 12500 «ФОК Комплекс Лента» 2018 43750 37500 34375 31250 Обмен с предыдущих версий «ФОК Комплекс Лента» 2016 6565 5625 5155 4690 «ФОК Комплекс Лента» 2014 10940 8625 8595 7815 «ФОК Комплекс Лента» 2012 17500 15000 13750 12500 «ФОК Комплекс Столб+Лента» 2018 65625 56250 51565 46875 Обмен с предыдущих версий «ФОК Комплекс Столб+Лента» 2016 9845 8440 7735 7030 «ФОК Комплекс Столб+Лента» 2014 16410 14065 12890 11720 «ФОК Комплекс Столб+Лента» 2012 25250 22500 20625 18750 «ФОК Комплекс Парус» 2018 26250 23840 21000 19440 Обмен с предыдущих версий «ФОК Комплекс Парус» 2016 3940 3575 3150 2915 «ФОК Комплекс Парус» 2014 6565 5960 5250 4860 «ФОК Комплекс Парус» 2012 10500 9535 8400 7775

Проектирование подпорной стены

Проектирование подпорной стены

В процессе проектирования сегментной подпорной стены обычно есть инженер-проектировщик стен или инженер-строитель, отвечающий за проект стены. Следует нанять инженеров-геотехников для оценки общей устойчивости площадки. Информацию об основных концепциях конструкции подпорной стены из блоков Allan см. на стр. 18 книги AB Spec Book and Best Practices для стен SRW.

Определение высоты и геометрии стены

Надлежащая конструкция подпорной стены требует оценки следующего:

1. Выберите местоположение подпорной стены

• Минимизируйте выемку грунта и обратную засыпку.
• Оптимизация схем планировки и дренажа.
• Рассмотрите существующие функции сайта.

2. Определите высоту и геометрию подпорной стены

• Рассчитайте высоту подпорной стены в ее самом высоком месте.
• Определите уклоны выше и ниже стены.
• Оцените дополнительные сборы от автомобильного или строительного движения.
• Выберите подходящую стеновую панель или откос.

Оценка требований к конструкции

3. Оценка требований к конструкции

• Проверка таблицы гравитационных стен на наличие требований к армированию
• Если требуется георешетка, приблизительную длину сетки см. в таблицах георешетки.
• Для проектов, которые выходят за рамки этих таблиц, обратитесь к Руководству по проектированию блоков Allan и свяжитесь с квалифицированным инженером

4. Рассчитайте общую конструкцию стены

• Используйте таблицу отступов для расчета общего отступа стены.
• Добавьте необходимые длины сетки, чтобы определить общую огибающую стены.
• Перепроверьте общую оболочку стены с доступным пространством на участке подпорной стены.
• Примечание. Дополнительную информацию см. на стр. 10 и 11 книги спецификаций AB.

Контрольный список материалов и площадки перед началом строительства

Материалы для подпорной стены сцены

Строительство усиленной подпорной стены требует тщательного планирования и тщательной планировки на рабочей площадке.

Проверьте свои материалы

• Перепроверьте доставленный блок по цвету, стилю и отступу и убедитесь, что он соответствует блоку AB, указанному в утвержденных планах.
• Перепроверьте поставленную георешетку на прочность, вес, размер рулона, направление прочности и производителя и убедитесь, что она соответствует сетке, указанной на инженерных планах. Подробнее о видах георешетки.

Доставка и хранение

• Разметьте место для хранения блока, арматуры из георешетки и стенового камня. Храните блоки на деревянных поддонах и держите георешетку сухой, закрытой и чистой.
• Защищайте материалы от повреждений или контакта с грязью, влажным бетоном и другими загрязняющими материалами. Поврежденный материал не должен быть включен в проект.

Wall Rock

Wall Rock

Wall Rock можно использовать в качестве основного материала внутри полостей блока AB и за блоком.

Wall Rock должен представлять собой уплотняемый заполнитель размером от 0,25 до 1,5 дюйма (6–38 мм), не более 10 % которого проходит через сито № 200 с минимальной плотностью 120 фунтов/фут³ (1,923 кг/м³). Для достижения хорошего уплотнения необходимо сбалансированное сочетание размеров.

Правильное размещение стенового камня служит нескольким целям:

• Соединяет блок и сетку вместе, образуя соединение «камень-замок».
• Увеличивает общий вес каждого модуля AB, повышая устойчивость конструкции.
• Облегчает процесс уплотнения внутри блоков и вокруг них.
• Предотвращает оседание непосредственно за блоком, что минимизирует дополнительные нагрузки на сетку.

Грунты для обратной засыпки

• Грунты на месте можно использовать для обратной засыпки вокруг армирования георешеткой только в том случае, если они соответствуют или превышают проектные характеристики в утвержденных планах.
• Тяжелые расширяющиеся глины или органические грунты не должны использоваться в армированной зоне.
• Если требуется дополнительная заливка, подрядчик должен предоставить образец инженеру-проектировщику стен или инженеру по грунтам на площадке для проверки соответствия утвержденным планам.

Подготовка грунта для фундамента

• Грунт для фундамента должен быть вынут в соответствии с размерами, указанными на планах, и уплотнен минимум до 95% стандартного показателя Проктора перед укладкой основного материала.
• Грунт основания должен быть проверен инженером по грунтам на площадке, чтобы убедиться, что фактическая прочность грунта основания соответствует или превышает расчетную прочность. Грунт, не отвечающий требуемым свойствам, должен быть удален и заменен приемлемым материалом

Схема расположения георешетки

Секция подпорной стены 1

• Схема армирования георешеткой определяет глубину армированной зоны и требуемый объем земляных работ. Перед началом строительства проверьте расположение верхней части стены (TW) и нижней части стены (BW). Проверьте наличие подземных коммуникаций и других препятствий в усиленной зоне.

Отметка подпорной стены

Для получения более подробной информации см. Руководство по проектированию AB, Книгу спецификаций AB, Краткий обзор сейсморазведки AB, Программное обеспечение для проектирования стен AB и Рекомендации для стен SRW. За помощью в проектировании обращайтесь в инженерный отдел AB

Принципы проектирования подпорной стены

🕑 Время чтения: 1 минута

Здесь обсуждаются различные части подпорной стены и принципы проектирования этих компонентов подпорной стены, основанные на различных факторах, материалах и методах строительства. Любая стена, которая выдерживает значительное боковое давление грунта, является подпорной стеной. Однако этот термин обычно используется по отношению к консольной подпорной стене, которая представляет собой отдельно стоящую стену без боковой поддержки наверху. Для такой стены основное внимание при проектировании уделяется фактическим размерам перепада уровня земли, для облегчения которого служит стена.

Состав:

• Размеры компонентов подпорной стены
  • (a) Бордюры
  • (b) Короткие подпорные стены
  • (c) Высокие подпорные стены
• Re Соображения по конструкции несущей стены
  • Базовая нагрузка
  • Другие соображения
  • Поддержка существующих откосов насыпи
  • Свойства грунта для проектирования подпорной стенки
  • Выбор и использование обратной засыпки
  • Давление грунта
  • Влияние дополнительных насыпей
  • Воздействие воды
  • Устойчивость подпорных стен
• Система бетонного каркаса подпорных стен
  • Односторонняя балочная конструкция подпорной стены
  • Вафельная конструкция подпорной стены
  900 13 Двусторонние сплошные плиты
  • Композитная конструкция: бетон плюс конструкционная сталь

Размеры компонентов подпорной стены Диапазон его размеров устанавливает несколько различных категорий для подпорной конструкции следующим образом:

(а) Бордюры Бордюры – самые короткие отдельно стоящие подпорные конструкции. Две наиболее распространенные формы показаны на рисунке 1 (а), выбор делается на основе того, необходимо ли иметь водосточный желоб с той стороны бордюра. Использование этих конструкций обычно ограничивается изменением уровня грунта примерно на 0,6 м или менее.

(b) Короткие подпорные стенки Вертикальные стены высотой до 3 м обычно строят так, как показано на рис. 1(b). они состоят из бетонной или каменной стены одинаковой толщины, вертикального армирования стены и поперечного армирования фундамента, все они рассчитаны на боковой сдвиг и консольное изгибающее движение, а также на вертикальный вес стены, фундамента и земляных насыпей. Когда нижняя часть фундамента находится на некотором расстоянии ниже уровня земли на нижней стороне стены и/или боковое пассивное сопротивление грунта низкое, может потребоваться использование удлинителя под фундаментом, называемого срезной шпонкой, для увеличить сопротивление скольжению. Форма такого ключа показана на рисунке 1(c).

Рис. 1:- Подпорная конструкция

(c) Высокие подпорные стены По мере увеличения высоты стены использование простой конструкции, показанной на рис. 1(b) или (c), становится менее целесообразным. Опрокидывающий момент резко возрастает с увеличением высоты стенки. Для очень высоких стен используется одна модификация, заключающаяся в уменьшении толщины стены. Это позволяет разработать разумное поперечное сечение для высокого напряжения изгиба в основании без чрезмерного количества бетона. Однако по мере того, как стена становится очень высокой, часто необходимо рассмотреть возможность использования различных методов крепления, как показано на рисунке 2.

Рис. 2:- Высокие подпорные стены

Особенности конструкции подпорной стены При проектировании отдельно стоящих подпорных стен необходимо изучить следующие аспекты: а) устойчивость грунта вокруг стены; (b) устойчивость самой подпорной стены; (c) прочность конструкции стены; (d) повреждение соседних конструкций из-за строительства стены. Величина давления грунта, которое будет оказываться на стену, зависит от величины движения, которому подвергается стена. Для отдельно стоящих подпорных стен обычно предполагается, что происходит достаточное смещение наружу, чтобы позволить развиться активному (минимальному) давлению грунта. Проектировщик должен обеспечить достаточное перемещение, не влияющее на пригодность к эксплуатации или внешний вид стены. Там, где требуемое перемещение наружу невозможно, например, из-за жесткости стены или фундамента, возникнет более высокое давление, и стена должна быть рассчитана на это.

Базовая загрузка Базовая нагрузка от давления, которую следует учитывать при проектировании, составляет: Нормальная нагрузка = статическое давление грунта + давление воды + давление из-за динамических нагрузок или надбавки. Как правило, результирующее расчетное давление для земляных подпорных конструкций должно быть не менее давления жидкости с удельным весом 5 кН/м ³ .

Прочие соображения Следует также учитывать возможное появление других проектных вариантов или изменение вышеприведенного, вызванное последовательностью строительства или будущей застройкой прилегающих территорий. Например, может потребоваться рассмотреть дополнительные надбавки и сделать поправку на любое возможное удаление грунта перед стеной в связи с коммуникациями, особенно если пассивное сопротивление этого материала включено в расчеты устойчивости. Также необходимо учитывать влияние земляных работ на несущую способность стены. Для определения давления грунта обычно принимают во внимание единицу длины поперечного сечения стены и удерживаемого грунта. Единица длины также используется при конструктивном проектировании консольных стен и других стен с однородным поперечным сечением.

Поддержка существующих откосов насыпи Откосы насыпи, сооруженные в Гонконге до 1977 года, скорее всего, были опрокинуты или недостаточно уплотнены. Такие откосы могут подвергаться разжижению в условиях проливных дождей, вибрации или утечек из коммуникаций, что может привести к серьезным последствиям. Подрезка носка откоса для строительства подпорной стенки увеличивает риск разрушения.

Свойства грунта для проектирования подпорной стены Для всех стен высотой более 5 метров, особенно стен с наклонной обратной засыпкой, свойства грунта естественного грунта и обратной засыпки должны быть оценены до начала проектирования на основе испытаний образцов используемого материала. Кроме того, особое внимание следует уделить определению уровней грунтовых вод, особенно относительно максимально возможных значений. Для менее важных стен оценка свойств грунта может быть сделана на основе предыдущих испытаний аналогичных материалов. Следует провести тщательный визуальный осмотр материалов, особенно материалов на предполагаемом уровне фундамента, и провести индексные испытания, чтобы убедиться в правильности предполагаемого типа материала.

Выбор и использование обратной засыпки Идеальной засыпкой для стены минимального сечения является свободно дренирующий гранулированный материал с высокой прочностью на сдвиг. Однако окончательный выбор материала должен основываться на стоимости и доступности таких материалов, сбалансированных со стоимостью более дорогих стен. Как правило, использование мелкозернистых глинистых закладок не рекомендуется. Глины подвержены сезонным колебаниям влажности и, как следствие, набуханию и усадке. Этот эффект может привести к увеличению давления на стену при использовании этих грунтов в качестве обратной засыпки. Из-за консолидации проблемы долгосрочной осадки значительно больше, чем в случае материалов с меньшим сцеплением. Для связной засыпки особое внимание следует уделить обеспечению дренажа, чтобы предотвратить накопление давления воды. Свободно дренирующие несвязные материалы могут не требовать такого же внимания в этом отношении. Они могут по-прежнему нуждаться в защите с помощью правильно спроектированных фильтрующих слоев. В Гонконге засыпка для подпорных стен обычно состоит из отобранного разложившегося грейнита или разложившейся вулканической породы. Этот материал, как правило, подходит для обратной засыпки при условии, что он надлежащим образом уплотнен, а дренажные меры тщательно разработаны и надлежащим образом установлены для предотвращения повышения давления воды. Фактически, каменная наброска является очень подходящим материалом для использования в качестве обратной засыпки подпорных стен, и следует рассмотреть возможность ее использования, если она доступна. Как правило, каменная наброска должна быть хорошо отсортирована и иметь номинальный максимальный размер 200 мм. Плотно утрамбованная каменная наброска с хорошей градацией не должна быть более чем на 2% мельче, чем если бы она оставалась свободно дренируемой.

Давление грунта Давление грунта, действующее на подпорную конструкцию, сильно зависит от боковых деформаций, возникающих в грунте. Следовательно, если условия деформации не могут быть оценены с разумной точностью, рациональное предсказание величины и распределения каждого давления в конструкции невозможно. Минимальное активное давление, которое может быть оказано на стену, возникает, когда стена движется достаточно наружу, чтобы грунт за стеной расширился в боковом направлении и достиг состояния пластического равновесия. Точно так же максимальное пассивное давление возникает, когда стенка движется по направлению к грунту. Величина перемещения, необходимая для достижения этих условий разрушения, зависит в первую очередь от типа материала обратной засыпки. Некоторые рекомендации по перемещениям приведены в Таблице 1. Таблица 1: Смещения стен, необходимые для создания активного и пассивного давления грунта

Грунт	Стрессовое состояние	Тип движения	Необходимое смещение
Песок	Активный	Параллельно стене	0,001Ч
Активный	Вращение вокруг основания	0,001Ч	—
Пассивный	Параллельно стене	0,05ч	—
Пассивный	Вращение вокруг основания	>0,1 ч	—
Глина	Активный	Параллельно стене	0,004Ч
Активный	Вращение вокруг основания	0,004Ч	—
Пассивный	—	—	—

Эффекты надбавок Нагрузка, воздействующая на грунт за стеной, должна учитываться в проекте. Равномерные дополнительные нагрузки могут быть преобразованы в эквивалентную высоту насыпи, а давление грунта рассчитано для соответственно большей высоты. Например, для зданий с мелкозаглубленным фундаментом можно принять равномерную надбавку 10 кПа на этаж. (Рисунок 1.3) Например, стандартные нагрузки на дорожные конструкции в Гонконге выражаются в терминах нагрузки HA и HB, как определено в BS5400: часть 2: 19.78. При отсутствии более точных расчетов номинальная нагрузка за счет надбавки к временной нагрузке может быть принята по таблице 2. Таблица 2: Предлагаемые дополнительные нагрузки для использования при расчете подпорных конструкций

Класс дорог	Типы динамической загрузки	Эквивалентная надбавка
Городская магистраль Сельская магистраль (дорога, которая, вероятно, будет регулярно использоваться интенсивным промышленным транспортом)	HA +45 шт. HB	20 кПа
Первичный дистрибьютор Сельская главная дорога	HA + 37,5 шт. HB	15 кПа
Пешеходные дорожки, изолированные от дорог, игровые площадки	—	5 кПа

Рис. 3. Варианты дополнительной нагрузки

Воздействие воды Присутствие воды за стеной оказывает заметное влияние на давление, прикладываемое к стене. Когда вода пересекает стены, на стену будет оказываться гидростатическое давление вместе с подъемным давлением вдоль основания стены. Даже когда вода не находится в прямом контакте со стеной, например, при наличии адекватного дренажа, на стену оказывается повышенное давление из-за повышенного давления грунта. Эффект воды за стеной значителен; общая сила может быть более чем в два раза выше, чем при сухой засыпке. Многие зарегистрированные разрушения стен можно объяснить наличием воды. Высота, на которую вода может подняться в засыпке, и объем потока имеют первостепенное значение. Для их определения необходимо установить состояние грунтовых вод. Лучше всего их можно получить из наблюдений за состоянием грунтовых вод до начала строительства с использованием пьезометров. Независимо от результатов мониторинга подземных вод уровень подземных вод, принимаемый при проектировании, должен быть не ниже одной трети сохраняемой высоты. Эффект утечки из сервисов может быть значительным. Полевые измерения и неудачи в Гонконге свидетельствуют о том, что эта утечка вносит существенный вклад как в верхний, так и в основной уровень грунтовых вод. Если за подпорной конструкцией обеспечен неправильный дренаж, может возникнуть эффект запруживания, что приведет к повышению уровня грунтовых вод на местном уровне и в целом. Такой подъем может отрицательно сказаться на устойчивости откосов и подпорных стенок. В таких случаях всегда должны быть предусмотрены эффективные дренажные меры.

Устойчивость подпорных стенок Устойчивость отдельно стоящей подпорной конструкции и содержащейся в ней стены определяется вычислением коэффициентов безопасности (или коэффициентов устойчивости), которые можно определить в общих чертах как: F _s = Моменты или силы, способствующие устойчивости / моменты или силы, вызывающие нестабильность Коэффициенты безопасности должны быть рассчитаны для следующих отдельных режимов отказа и должны применяться к состоянию грунтовых вод 1 раз в 10 лет: (а) скольжение стены наружу из удерживающего грунта, (b) опрокидывание подпорной стенки вокруг носка, (c) выход из строя фундаментной опоры, и (d) уклон большего масштаба или другой провал в окружающем грунте. Силы, вызывающие опрокидывание и скольжение, также создают опорное давление на фундамент, и, следовательно, (а) и (б) выше взаимосвязаны с (в) в большинстве грунтов. В случаях, когда материалом фундамента является грунт, устойчивость к опрокидыванию обычно удовлетворяется, если выполняются критерии несущей способности. Однако устойчивость к опрокидыванию может иметь решающее значение для прочных материалов фундамента, таких как камень и т.п. В общем, для ограничения осадки и наклона стен на грунтовых материалах равнодействующая нагрузки на основание должна быть в пределах средней трети. Для каменного фундамента результирующая должна быть в пределах средней половины основания. При расчете общей устойчивости стены боковое такое давление рассчитывается на низ защитного слоя или, в случае основания со шпонкой, на низ шпонки, где до этой точки распространяется фактический механизм разрушения.

Система бетонного каркаса для подпорных стен Существует множество различных систем железобетонных перекрытий, как монолитных, так и сборных. Монолитные системы, как правило, относятся к одному из следующих типов: (a) Односторонняя сплошная плита и балка (b) Двусторонняя сплошная плита и балка (c) Односторонняя бетонная балочная конструкция (d) Двусторонняя плоская плита или плоская плита без балок (e) Конструкция с двусторонними балками, называемая вафельной конструкцией. Каждая система имеет свои преимущества и ограничения, зависящие от расстояния между опорами, величины нагрузок, требуемой огнестойкости и стоимости конструкции. План этажа здания и предложение, для которого будет использоваться здание, определяют условия нагрузки и расположение опор. По возможности, колонны должны быть выровнены в ряды и расположены через равные промежутки, чтобы упростить и удешевить строительство здания.

Односторонняя балочная конструкция подпорной стены На рис. 2.1 показан частичный план каркаса и некоторые детали конструкции, в которой используется ряд очень близко расположенных балок и относительно тонкая сплошная плита. Эта система, как правило, является самой легкой (по собственному весу) из всех типов плоских пролетов, заливаемых на месте бетонных конструкций и конструктивно хорошо подходит для легких нагрузок и средних пролетов офисных зданий и коммерческих торговых зданий.

Рисунок 2.1: Типичная бетонная конструкция с односторонними балками

Вафельная конструкция подпорной стены Вафельная конструкция состоит из двусторонних пролетных балок, которые формируются аналогично односторонним пролетным балкам. Наиболее широко используемый тип вафельной конструкции — это плоская вафельная плита, в которой сплошные участки вокруг опор колонн создаются за счет исключения форм, образующих пустоты. Пример части такой системы показан на 9.0189 Рисунок 2.2 . Однако в точках разрыва в плане, таких как большие проемы или края здания, обычно необходимо формировать балки. Эти лучи могут быть созданы на выступах ниже вафли, как показано на рис. 2. 2 .

Рисунок 2.2: Типичная бетонная вафельная конструкция

С другой стороны, если балки предусмотрены на всех линиях колонн, как показано на Рисунок 2.3 , конструкция аналогична двусторонней сплошной плите с краевые опоры.

В этой системе твердые участки вокруг колонны не требуются, так как сама вафля не обеспечивает передачу высокого сдвига или развития высокого отрицательного момента на колонне.

Как и в случае конструкции с односторонними балками, класс огнестойкости для обычной вафельной конструкции низок. Система лучше всего подходит для ситуаций, связанных с относительно небольшими нагрузками, средними и длинными пролетами, приблизительно квадратными отсеками колонн и разумным количеством нескольких отсеков в каждом направлении.

Рисунок 2.3:- Вафельная конструкция с колонными балками в пределах глубины вафли

Двусторонние сплошные плиты При армировании в обоих направлениях сплошная бетонная плита может охватывать как две стороны, так и одну. Наиболее широко такая плита используется в конструкции плоских плит или плоских плит. В конструкции с плоскими плитами балки используются только в точках разрыва, а типичная система состоит только из плиты и усиливающих элементов, используемых в опорах колонн. Типичные детали системы плоских перекрытий показаны на 9.0189 Рисунок 2.4 . Откидные панели, состоящие из утолщенных квадратных в плане участков, служат для придания дополнительной устойчивости к сильному сдвигу и отрицательному моменту, возникающему на опорах колонн. Увеличенные части также иногда предусмотрены в верхней части колонн, чтобы еще больше снизить напряжения в плите.

Рисунок 2.4: Бетонная плоская конструкция с откидными панелями и крышками колонн

Двусторонняя плитная конструкция состоит из множества пролетов сплошных двупролетных плит с краевыми опорами, состоящими из несущей стены из бетона. Типичные детали такой системы показаны на 9.0189 Рисунок 2.5 .

Рисунок 2. 5: Двухсторонняя пролетная конструкция из бетонной плиты с краевыми опорами

Двусторонне сплошные плитные конструкции обычно предпочтительнее вафельных конструкций, где требуется более высокая огнестойкость для незащищенной конструкции или там, где пролеты короткие и нагрузки высокие. Как и все типы двусторонних пролетных систем, они наиболее эффективно функционируют там, где пролеты в каждом направлении примерно одинаковы.

С Составная конструкция: бетон плюс конструкционная сталь На рис. 2.6 показано сечение конструкции, обычно называемой составной конструкцией. Он состоит из литого бетонного пролета, поддерживаемого конструкционными стальными балками, которые взаимодействуют друг с другом за счет использования деформаторов сдвига, приваренных к верхней части балок и встроенных в литую плиту. Бетонная плита может быть сформирована с использованием фанерных листов, в результате чего детали будут такими, как показано на рис. 9.0189 Рисунок 2.