Подпорная стена - Retaining wall

А сила тяжести -тип камень подпорная стена

Поддерживающие стены являются относительно жесткими стенами, используемыми для поддержки почвы по бокам, чтобы ее можно было удерживать на разных уровнях с двух сторон. Подпорные стены - это конструкции, предназначенные для удерживания почвы на уклоне, который она не может естественным образом придерживаться (обычно крутой, почти вертикальный или вертикальный уклон). Они используются для связывания почв между двумя разными высотами, часто на участках местности с нежелательными уклонами или на участках, где ландшафт должен быть сильно сформирован и спроектирован для более конкретных целей, таких как сельское хозяйство на склонах или путепроводы. Подпорная стена, удерживающая почву на тыльной стороне и воду на передней, называется дамба или переборка.

Определение

Стена для удержания на месте массы земли или чего-либо подобного, например, на краю террасы или выемки. Подпорная стена - это конструкция, спроектированная и построенная таким образом, чтобы противостоять боковому давлению почвы, когда есть желаемое изменение отметки земли, превышающее угол естественного откоса почвы.[1]

Фундамент стены, таким образом, один вид подпорной стенки. Но термин обычно относится к консольной подпорной стенки, которая представляет собой отдельно стоящая структура без боковой поддержки на ее вершине.[2] Они консольно выступают из основания и возвышаются над уровнем земли с одной стороны, чтобы удерживать более высокий уровень с другой стороны. Стены должны выдерживать боковое давление, создаваемое рыхлым грунтом или, в некоторых случаях, давление воды.[3]

Подпорная стена terminology.jpg

Каждая подпорная стена поддерживает «клин» из почва. Клин определяется как грунт, который выходит за пределы плоскости разрушения того типа грунта, который присутствует на участке стены, и может быть рассчитан после того, как трение о грунт угол известен. По мере увеличения отступа стены размер скользящего клина уменьшается. Это уменьшение снижает давление на подпорную стенку.[4]

Наиболее важным соображением при правильном проектировании и установке подпорных стенок является распознавание и противодействие тенденции удерживаемого материала перемещаться вниз по склону из-за сила тяжести. Это создает боковое давление грунта за стеной, которая зависит от угол внутренних трение (phi) и когезионная прочность (c) удерживаемого материала, а также направление и величина движения, которому подвергается удерживающая конструкция.

Боковое давление грунта в верхней части стены равно нулю и - в однородном грунте - увеличивается пропорционально максимальному значению на самой низкой глубине. Давление грунта подтолкнет стену вперед или перевернет ее, если не решить ее должным образом. Также любые грунтовые воды за стеной, которая не рассеивается дренаж системные причины гидростатическое давление на стене. Можно предположить, что общее давление или тяга действует на уровне одной трети наименьшей глубины для продольных участков с одинаковой высотой.[5]

Важно обеспечить надлежащий дренаж за стеной, чтобы ограничить давление до расчетного значения стены. Дренажные материалы уменьшат или устранят гидростатическое давление и улучшат устойчивость материала за стеной. Drystone подпорные стены обычно являются самодренирующимися.

Например, Международный Строительный Кодекс требует, чтобы подпорные стены были спроектированы таким образом, чтобы обеспечить устойчивость от опрокидывания, скольжения, чрезмерного Фонд напор и подъем воды; и что они предназначены для коэффициент безопасности 1,5 против бокового скольжения и опрокидывания.[6]

Типы

Различные типы подпорных стен

Сила тяжести

Типы конструкций гравитационных подпорных стен
Пример стенки детской кроватки

Гравитационные стены зависят от их массы (камень, бетон или другой тяжелый материал), чтобы противостоять давлению сзади, и могут иметь «бьющий» удар для повышения устойчивости за счет отклонения назад к удерживаемому грунту. Для коротких озелененных стен их часто делают из без раствора каменные или сегментные бетонные блоки (каменные блоки).[7] Гравитационные стены, уложенные сухим способом, довольно гибкие и не требуют жесткой опоры.

Ранее в 20 веке более высокие подпорные стены часто были гравитационными стенами, сделанными из больших массивов бетона или камня. Сегодня более высокие подпорные стены все чаще строятся как композитные гравитационные стены, такие как: геосинтетические материалы, такие как удержание земли с помощью ячеистых геоячеек или с облицовкой из сборного железобетона; габионы (уложенные друг на друга корзины из стальной проволоки, заполненные камнями); стены кроватки (ячейки, построенные в стиле бревенчатых домов из сборного железобетона или дерева и заполненные зернистым материалом).[8]

Консольный

Консольные подпорные стены изготавливаются из внутреннего стержня из армированного сталью, монолитного бетона или кирпичной кладки (часто в форме перевернутой буквы Т). Эти стены консольные нагрузки (как луч ) в большую конструктивную опору, преобразуя горизонтальное давление из-за стены в вертикальное давление на землю внизу. Иногда консольные стены укрепляются спереди или включают контрфорс на спине для повышения прочности при высоких нагрузках. Контрфорсы короткие стенки крыльев под прямым углом к ​​основному тренду стены. Эти стены требуют жестких бетонных оснований ниже глубины сезонных морозов. В этом типе стены используется гораздо меньше материала, чем в традиционной гравитационной стене.

Стенка диафрагмы

Стенки диафрагмы представляют собой тип подпорных стен, которые очень жесткие и обычно водонепроницаемы. Мембранные стены - дорогие стены, но они экономят время и место, поэтому используются в городских постройках.[9]

Шпунт

Шпунтовая стена
Основная статья: Шпунт Ларссена

Подпорные стены из шпунтовых свай обычно используются в мягких грунтах и ​​тесных помещениях. Стены из шпунтовых свай забиваются в землю и состоят из различных материалов, включая сталь, винил, алюминий, стекловолокно или деревянные доски. Для быстрой оценки материал обычно перемещается на 1/3 над землей, на 2/3 под землей, но это может быть изменено в зависимости от окружающей среды. Для более высоких стен из шпунта потребуется подвязка якорь, или «мертвец», помещенный в почву на некотором расстоянии за лицевой стороной стены, которая привязана к стене, обычно с помощью кабеля или стержня. Якоря затем помещаются за плоскостью потенциального разрушения в грунте.

Буронабивная свая

Подпорная стена из буронабивных свай в Лиссабон, Португалия

Подпорные стены из буронабивных свай строятся путем сборки последовательности буронабивные сваи, продолжалась выкапыванием излишков почвы. В зависимости от проекта подпорная стена из буронабивных свай может включать ряд земляные якоря, арматурные балки, работы по улучшению почвы и торкретирование армирующий слой.Этот метод строительства обычно используется в сценариях, где шпунт является допустимым строительным решением, но когда уровни вибрации или шума, создаваемые Копер не приемлемы.

Якорь

Смотрите также: Tieback (геотехнический)
Анкерная стена в горном районе Штат Рио-де-Жанейро, Бразилия

Анкерная подпорная стена может быть построена в любом из вышеупомянутых стилей, но также включает дополнительную прочность с использованием тросов или других опор, закрепленных в скале или грунте позади нее. Обычно анкеры забиваются в материал с помощью просверливания, а затем на конце кабеля растягиваются анкеры либо механическими средствами, либо путем нагнетания. бетон под давлением, который расширяется, образуя в почве луковицу. Технически сложный, этот метод очень полезен там, где ожидаются высокие нагрузки или где сама стена должна быть тонкой и в противном случае была бы слишком слабой.

Альтернативные методы удержания

Забивание почвы гвоздями

Основная статья: Забивание почвы гвоздями

Забивание почвы гвоздями - это техника, при которой откосы почвы, раскопки или подпорные стены усилены вставкой относительно тонких элементов - обычно стальных арматурных стержней. Стержни обычно устанавливаются в предварительно просверленное отверстие, а затем залитый на место или одновременно просверливают и заливают раствором. Обычно их устанавливают в ненатянутом состоянии с небольшим наклоном вниз. На поверхности можно использовать жесткую или гибкую облицовку (часто напыляемый бетон) или изолированные шляпки грунтовых гвоздей.

Почвенный

Существует ряд систем, которые не состоят только из стены, но уменьшают давление земли, действующее непосредственно на стену. Они обычно используются в сочетании с одним из других типов стен, хотя некоторые могут использовать его только как облицовку, т.е., для визуальных целей.

Габионные сетки

Основная статья: Габион

Этот тип укрепления грунта, который часто также используется без внешней стены, состоит из провод сетка «коробки», которые заполнены грубо ограненным камнем или другим материалом. Сетчатые клетки уменьшают некоторые внутренние движения и силы, а также уменьшают эрозионные силы. Габионные стены представляют собой подпорные конструкции со свободным дренажем и поэтому часто возводятся в местах, где присутствуют грунтовые воды. Тем не менее, управление и контроль грунтовых вод внутри и вокруг всех подпорных стен важны.

Механическая стабилизация

Основная статья: Механически стабилизированная земля

Механически стабилизированная земля, также называемая MSE, представляет собой грунт, созданный с искусственным усилением с помощью слоистых горизонтальных матов (геосинтетика ) закреплены на их концах. Эти маты обеспечивают дополнительное сопротивление внутреннему сдвигу по сравнению с простыми конструкциями стен, построенных под действием силы тяжести. Другие варианты включают стальные ремни, также многослойные. Для этого типа укрепления грунта обычно требуются внешние облицовочные стены (S.R.W. - сегментные подпорные стены) для прикрепления слоев и наоборот.[10]

Лицевая сторона стены часто состоит из сборных железобетонных элементов.[7] которые могут выдерживать некоторые дифференциальные движения. Масса армированного грунта вместе с облицовкой затем действует как улучшенная гравитационная стена. Усиленная масса должна быть достаточно большой, чтобы выдерживать давление почвы позади нее. Гравитационные стены обычно должны быть минимум на 50-60 процентов глубиной или толщиной, равной высоте стены, и, возможно, должны быть больше, если на стене есть уклон или надбавка.

Системы сотового ограничения (геоячейки) также используются для стабилизации крутых грунтов под действием силы тяжести и укрепления подпорных стенок с георешетками. Подпорные стены Geocell структурно устойчивы к собственному весу и внешним нагрузкам, а гибкость конструкции обеспечивает очень высокую сейсмостойкость.[11] Клетки внешней фасции стены могут быть засажены растительностью, чтобы создать зеленая стена.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Чинг, Ф. Д., Файя., Р., С., и Винкель, П. (2006). Иллюстрированные строительные нормы и правила: руководство к пониманию Международного строительного кодекса 2006 г. (2-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Wiley.
  2. ^ Амброуз, Дж. (1991). Упрощенный дизайн каменных конструкций. Нью-Йорк: John Wiley and Sons, Inc., стр. 70–75. ISBN  0471179884.
  3. ^ Кросби М. и Уотсон Д. (ред.). (2005). Стандарты экономии времени на архитектурное проектирование. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.
  4. ^ (2011) Коммерческое руководство по установке подпорных стенок Allan Block (стр.13)
  5. ^ Терзаги, К. (1934). Испытания больших подпорных стенок. Engineering News Record 1 февраля, 8 марта, 19 апреля.
  6. ^ 2006 Международный Строительный Кодекс Раздел 1806.1.
  7. ^ а б «Сегментные подпорные стены». Национальная ассоциация бетонщиков. Архивировано из оригинал на 2008-03-04. Получено 2008-03-24.
  8. ^ Терзаги, К. (1943). Теоретическая механика грунтов. Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья.
  9. ^ Bahrami, M .; Khodakarami, M.I .; Хаддад, А. (июнь 2018 г.). «Трехмерное численное исследование влияния глубины проникновения стены на поведение котлована в песке». Компьютеры и геотехника. 98: 82–92. Дои:10.1016 / j.compgeo.2018.02.009.
  10. ^ Изображение JPG. geostone.com
  11. ^ Лещинский, Д. (2009). «Исследования и инновации: сейсмические характеристики различных систем удержания земли на основе геоячеек». Геосинтетика. 27 (4): 46–52.

дальнейшее чтение

  • Боулз, Дж. (1968). Анализ и дизайн фундамента, McGraw-Hill Book Company, Нью-Йорк
  • Чинг, Ф. Д., Файя., Р., С., и Винкель, П. (2006). Иллюстрированные строительные нормы и правила: руководство к пониманию Международной конвенции 2006 г.
  • Кросби М. и Уотсон Д. (ред.). (2005). Стандарты экономии времени на архитектурное проектирование. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.