Конструкция подпорных стен и их эксплуатация

Удерживая грунт от обрушения, подпорные стены должны иметь достаточные размеры и массу, чтобы устоять на месте. В противном случае грунт может сдвинуть стену, если сила трения по подошве фундамента, определяемая массой стены и коэффициентом трения, окажется меньше давления грунта. Легкая стена с узким фундаментом может быть опрокинута грунтом вокруг нижнего наружного ребра фундамента. Ширина фундамента может обусловливаться и давлением на грунт.

Подпорные стены прежних конструкцийвозведены чаще всего из каменной, бетонной и бутобетонной кладки. Передняя грань при необходимости облицована прочным камнем, нередко чистой тески, например, в морских стенах, подвергающихся большому механическому истиранию действием волны.

По форме поперечного вертикального сечениямассивные подпорные стены различны, хотя для каждой из них характерно утолщение книзу. Различия конструктивных форм определяются назначением стены и местными условиями. На рис. 197, априведена стена, ограждающая насыпь в городе. Здесь для лучшего вида и прохода по тротуару предпочтительна вертикальная лицевая грань стены.

Другая стена расположена у основания высокого косогора (рис. 197,6). Здесь при большом давлении целесообразнее наклонная стена. Наклон в сторону поддерживаемого откоса увеличивает сопротивление стены опрокидыванию и поэтому сокращает расход материалов.

Для увеличения сопротивления сдвигу нередко и подошву фундамента закладывают с уклоном в сторону, противоположную сдвигу.

При слабых грунтахв основании устойчивость против осадок и сдвига обеспечивается возведением стен на свайных фундаментах(см. рис. 14), иногда также с наклоном свай (навстречу давлению грунта).

Давление грунта на стеныопределяется не только высотой всей массы ограждаемого грунта, но и его свойствами. У сыпучих грунтов, например, песчаных, боковое давление больше, чем у связных глинистых, у которых в сухом состоянии оно снижается иногда до нуля, как и в ненарушенных скальных породах. Но давление сыпучих и связных грунтов резко возрастает с насыщением их водой.

Чтобы не допустить скопления водыза подпорными стенами, в них оставляют дренажные отверстия; для лучшего притока воды к отверстиям и уменьшения их заиливания за стенами, устраивают дренажную засыпку из гравия и мелкого камня (см. рис. 197, б). От намокания и выщелачивания стену со стороны грунта покрывают битумом.

Вода из-за стен проникает не только через дренажные отверстия, которые располагают нередко в дватри яруса по высоте, но и в деформационные швымежду звеньями стены. Швы, сквозные на всю толщину и высоту, предохраняют от появления в длинной стене трещин, неизбежных в случае неравномерных осадок. Длину звеньев (или секций) подпорных стен в таких условиях принимают по 3—6 м.

Помимо каменных и бетонных стен, теперь распространены железобетонные подпорные стены.Железобетон позволяет резко снизить толщину стен, а главное, создать удачную конструкцию, не выполнимую из камня. По конструкции железобетонные стены разнообразны, но в каждой из них тонкая вертикальная стена жестко сопряжена с плитой фундамента. Различна лишь конструкция усиления этого сопряжения. В одном случае соединение стены с плитой усилено сплошным вутом (рис. 198, а), в другом — ребрами-контрфорсами (рис. 198, б), в третьем—диаграммами между лицевой и задней стенами (рис. 198, в).

Для железобетонных стен характерно использование самой засыпки над плитой фундамента подпорной стены, что повышает ее устойчивость против опрокидывания и сдвига. В каменных стенах (см. рис. 196, а) объем грунта на уступах кладки не столь значителен.

Рис. 199. Мелкоблочные подпорные стены: а—из железобетонных брусьев; б — из габионов

Железобетонные стены, как и массивные, разделены по длине швами на звенья; вода из-за стен отводится дренажными отверстиями; поверхности стен, засыпаемые грунтом, покрываются битумом.

Помимо рассмотренных, преимущественно монолитных стен, известны сборные стены,в частности, из железобетонных брусьев (рис. 199, а). Утолщения по концам поперечных брусьев препятствуют сдвигу стены в ярусах. Такая стена в виде ряжа, засыпанная грунтом, проста в сборке, обладает гибкостью при неравномерных осадках и не требует специальных дренирующих устройств. Однако при опасности размыва такую стену надо заполнять не грунтом, а камнем.

Каменную засыпку применяют и в подпорных стенах из габионов (рис. 199, б), выполняемых в виде корзин из проволочной сетки. Из-за ржавления и разрушения габионов такие стены не капитальны.

Подпорная стена может быть выполнена и в виде шпунтового ограждения,т. е. забитых в грунт вплотную друг к другу свай (рис. 200, а) или взаимно сочленяемых при забивке шпунтин (рис. 200, б и в). Вместо деревянных и стальных шпунтин и свай для капитальной подпорной стены с успехом могут быть применены железобетонные сваи, оболочки и шпунтины (рис. 200, г).

Устойчивость против опрокидывания шпунтовых стен, в отличие от ранее перечисленных, создается исключительно глубиной заделки их в грунт, а прочность по излому — мощностью поперечного сечения шпунтин и оболочек, если не устроено дополнительных к ним подкосов и оттяжек.

РАЗДЕЛ III

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИСКУССТВЕННЫХ

СООРУЖЕНИЙ

Глава XII