ВМ-КЖ-41-74. Справочные данные по подпорным стенам. Выпуск 1. Общая часть

Выпуск ВМ-КЖ-41-74 разработан в техническом отделе институте Промстройпроект  и является I выпуском справочных данных по подпорным стенам.

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий вспомогательный материал «Справочные данные по подпорным стенам» имеет своей целью систематизировать и обобщить некоторый нормативный, литературный и проектный материал по данному вопросу, поскольку подпорные стены являются часто встречающимся видом инженерных конструкций, применяемых в строительстве.

Вспомогательный материал содержит вопросы по выбору и проектированию подпорных стен, стен подвалов, тоннелей мелкого заложения, шпунтовых ограждений и рассчитан на несколько  выпусков, предназначенных, в основном, для проектировщиков.

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Подпорные стелы, стены подвалов и тоннелей (кроме шпунтовых ограждений) подразделяются:

а) по роду материалов - железобетонные, бетонные, каменные (из каменной кладки насухо или на растворе);

б) по конструкции - плитные, уголковые, ряжевые (железобетонные и др.) и массивные (каменные и бетонные);

в) по характеру производства работ - монолитные и сборные.

Шпунтовые ограждения подразделяются:

а по роду материалов - деревянные, стальные и железобетонные;

б по конструкции - свободные и заенкеренные.

Подпорные стены рассчитываются по двум предельным  состояниям:

I. по несущей способности (по прочности и устойчивости);

2а по деформациям, если они ограничиваются условиями  нормальной эксплуатации сооружения или расположенных на них механизмов и устройств; 

2б по трещиностойкости (по образованию или ограничению величины раскрытия трещин).

Расчет подпорных стен производится для следующих  расчетных случаев:

а. эксплуатационного;

б. периода строительства;

в. ремонтного.

Защита конструкций от химической агрессии выполняется на общих основаниях ъ зависимости от материала из которого  выполняются подпорные стены

П. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОДПОРНЫХ СТЕН

Для подпорных стен используются различные материалы: железобетон, бетон, естественный камень, кирпич и другие.

Выбор материала определяется т основе технико-экономического обоснования. Бетон применяется на природных кварцевых и полевошпатных песках или искусственно получаемых из твердых и плотных каменных пород с крупностью зерен до 5 мм»

В качестве крупного заполните употребляется гравий иди щебень, получаемый дроблением шинных горных пород, или их смесь. Крупность зерен крупного заполнителя принимается от 5 до 150 мм, в зависимости от толщины стен.

В бетонных массивах допускается включение в бетон отдельных бутовых камней общим объемом до 20% от полного объема кладки (бутобетон).

В качестве вяжущего применяется, как правило, портландцемент допускается применение пуццоланового, планового и песчано-пуццоланового портландцемента. Цемент должен быть выбран с учетом  агрессивности воды-среды.

Вода, применяемая для затвердения бетонной смеси, не должна содержать вредных примесей, препятствующих нормальному схватыванию и твердению вяжущего (см. СНиП 1-В3-62 «Бетоны на неорганических вяжущих и заполнителях»).

В бетонных и железобетонных подпорных стенах следует применять бетон марки не ниже 150.

Сталь для железобетонных конструкций следует применять по Г0С1 578I-6IX "Сталь горячекатаная для армирования железобетонных  конструкций".

Естественный камень» применяемый для устройстве подпорных стен должен иметь нормативное сопротивление на сжатие не менее 200 кг/сы2, быть однородного строения, без трещин, достаточной морозостойкости и не выветривающимся. Горизонтальная поверхность камней не должна иметь выбоин на площади более 60$ постели камня и глубиной более 2 см.

Водопоглащаемость должна быть не более 6% (при полном  насыщении) от веса камня в воздушносухом состоянии. Камень, насыщенный водой, должен выдерживать без признаков разрушения и без  потери первоначальной прочности 15-кратное замораживание при - 15°С с последующим оттаиванием.

Одной из разновидностей естественного камня является бут (бутовый камень) - камень неправильной формы, полученный при разработке залежей сплошных пород (гранита, песчаника и др. осадочных горных пород, не имеющих глинистых примесей и прослоек мягких породе Вес камней от 18 до 36 кг.

Кирпич применять по ГОСТ 530-71 "Кирпич глиняный обыкновенный".

Для шпунтовых ограждений применять:

стальные шпунты по ГОСТ 4781-55х "Сталь прокатная для шпунтовых свай";

деревянные шпунты, главным образом для временных сооружений, в практике применяется шпунт преимущественно прямоугольного сечения с шипом или без него;

железобетонные шпунты применяются как постоянные и является частью сооружения. По сечению железобетонные шпунтовые сваи, как правило, делают прямоугольного сечения о шипом или без него, ширина шпунтовых свай не превышает 60 см.

Ш. КЛАССИФИКАЦИЯ ТИПОВ ПОДПОРНЫХ СТЕН

А. Железобетонные подпорные стены.

Сечения железобетонных подпорных стен, как правило, значительно экономичнее бетонных и каменных. Для обеспечения  железобетонным стенам возможности деформаций под влиянием усадки бетона и изменения температуры устраиваются температурно-усадочные швы. Расстояние между швами назначаются в соответствии с указаниями СНиП П-В1-62 "Бетонные и железобетонные конструкции.  Нормы проектирования". По конструкции железобетонные подпорные стены могут быть подразделены: на монолитные, сборные и сборно - монолитные; по конфигурации: на плитные и уголковые, с ребрами и без ребер.

а. Плитные подпорные стены

Плитные подпорные стены состоят из массивных контрфорсов и гладких или ребристых железобетонных плит (см.рис Л).  Горизонтальное давление грунта воспринимается плитами и передается на контрфорсы. Плиты могут быть однопролетные (свободно опертые или жесткозаделанные) и многопролетные. Сосредоточение всех нагрузок на контрфорсах создает их массивность, поэтому плитные подпорные стены целесообразно применять в основном

б. Уголковые подпорные стены

Уголковые железобетонные подпорные стены получили наиболее широкое распространение в строительстве. Этот тип подпорных стен обеспечивает создание удерживающего момента за счет веса грунта, расположенного на фундаментной плите. Такие стены легки и экономичны. Уголковые подпорные стены могут выполняться с ребрами или без ребер, а также с разгрузочными площадками.

Фундаментные плиты могут выполняться горизонтальными, для  увеличения сопротивления сдвигу наклонными и с шипом. По конструкциям уголковые подпорные стены могут быть выполнены монолитными, сборно-монолитными, в также сборными (цельные или поэлементно собираемые на месте строительства). Сборные уголковые стены могут изготовляться заводским способом - серийно и высокого качества. На площадке строительства производится сборке и при необходимости замоноличивание швов (см.рис.2). Сборные уголковые подпорные стены позволяют экономить время строительства, улучшить качество и контроль изделий. Цельные сборные  уголковые подпорные стены изготовляются высотой до 2,0м и длиной до б м. Более высокие подпорные стены состоят из двух элементов: вертикальной панели - стены и фундаментной плиты, соединяемых на монтаже. По высоте панели - стены достигают 8 м. Длина звеньев этих стен значительно меньше и принимается до 1,5 м.

В сборно-монолитных стенах, панель-стену принимают сбор- вой, а фундаментную плиту - монолитной.

Давление от уголковой подпорной стены на основание  передается через фундаментную плиту, размеры которой определяются из условия использования под подошвой несущей способности грунта и устойчивости стены. Ширина фундаментной плиты ориентировочно  принимается в пределах от 0,5 до 0,6 высоты стены.

Небольшой вес подпорных стен уголкового типа часто  заставляет прибегать к ряду мероприятий для получения достаточной их устойчивости против сдвига и опрокидывания (разгрузочные  площадки, изменение наклона фундаментной плиты или стены, устройство шипа, варьирование выносов фундаментной плиты).

Армирование уголковых подпорных степ производится, как  правило, сетками и каркасами. Экономические подсчеты показывают, что безреберные уголковые стены могут конкурировать с контрофосными - при высоте: стены до 6 м.

При высоте стены от 6 до 8м безреберные и контрофорсные подпорные стены по расходу материалов и стоимости примерно одинаковы только при высоте более 8 м безреберные стены будут иметь несколько больший объем, чем это требуется при возведении таких же стен с контрфорсами.

При больших нагрузках на поверхности засыпки подпорных стен и при высотах более 6 и целесообразно устройство разгрузочных площадок.

Подпорные стены из бетона ига бутобетона по сечениям однотипны каменным на растворах. Эти стены допускают возникновение небольших растягивающих напряжений. По длине они разрезаются постоянными температурными швами на секции в соответствии с указаниями СНиП П-В 1-62. "Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования». Размещение швов зависит от размеров и конфигурации сооружения, степени свободы взаимных перемещений, характере основания сооружения, осадок, климатических условий ж др.

Участки стен расположенные на розничных грунтах или различные глубины заложения, рекомендуется хадже разделять осадочными швами.Бутобетонная кладка - разновидность бетонной кладки о  применением в составе бетона крупного камня неправильной формы (гранита, известняка, булыжниками обломков кирпичной кладки крупностью до 30 см. Бутобетонная кладка применяется в стенах толщиной не менее 40 см. Камни втапливаются в слой бетонной смеси не менее, чем на половину их объемов с сохранением между камнями промежутков в 4-6 см. Толщина укладываемого слоя бетонной смеси должна быть не менее 15 – 20 см. Для повышения прочности бутобетона кладку вибрирует. Прочность кладки зависит от марки бетонной смеси и прочности круглого камня. Применение бетонных и бутобетонных подпорных стен, как  правило, не целесообразно, так как прочность бетона в массивных подпорных стенах используется далеко неполностью. Следовательно, применение для бетонных и бутобетонных подпорных стен высоких марок бетона нецелесообразной однако по условиям плотности не следует применять бетон норки ниже 150.