Лекции по «Строительным конструкциям транспортных сооружений» осенний семестр

Силы действующие на укрепляющую подпорную стенку (общие понятия).
На подпорную стенку постоянно действуют следующие основные нагрузки:
А - собственный вес стенки (вертикальные силы);
Б - нагрузки на стенку от находящихся на ней грузов (вертикальные силы);
В - давление грунта засыпки на стенку и ее фундамент (вертикальные силы);
Г - давление грунта засыпки за стенкой (горизонтальные силы);
Д - силы трения или сцепления с грунтом (горизонтальные силы),

Силы, действующие на стенку.
Силы, возникающие от нагрузок А, Б, В, Д обеспечивают устойчивость стенки.
А вот сила Г пытается сдвинуть (создать скольжение по основанию) или опрокинуть стенку.

Опрокидывание стены. 1 - положение до начала перемещения стены, 2 - положение после перемещения стены. А – точка опрокидывания стены.

Сдвиг стены.1 - положение до начала перемещения стены, 2 - положение после перемещения стены. 3 - направление перемещения стены.
Также при неравномерной осадке грунта, вымывании насыпного грунта при недостатках дренажной системы, неоднородной плотности грунта засыпки, действие сил Б и В могут привести к навалу стенки на грунт (это явление характерно для высоких стенок).

Навал высокой стены на грунт. 1 - положение до начала перемещения стены, 2 - положение после перемещения стены.
Также необходимо помнить, что на стенку еще действуют такие переодические силы:
-ветровые (при высоте стенки более 2м);
-сейсмические (в сейсмоопасных районах);
-вибрационные (например, при интенсивном движении тяжелого колесного транспорта по рядом проходящей улице. При расположении участка недалеко от железной дороги);
-паводковые и ливневые потоки воды;
- морозное вспучивание грунта и т.д.


Повышение устройчивости подпорных стенок.
При проектировании стенки, наряду с ее прочностными характеристиками, необходимо максимально обеспечить ее устойчивость.
Для повышения устойчивости подпорных стенок на сдвиг и опрокидывание при их проектировании принимают ряд конструктивных мероприятий:
заднюю грань стенки проектируют с наклоном в сторону засыпки (для уменьшения давления засыпного грунта, см. вариант «а»);

Влияние наклона задней грани стены на величину давления засыпного грунта на нее
увеличивают шероховатость задней грани стенки, что также помогает уменьшить давление грунта засыпки на нее. Для этого грань делают неровной. В бетонных и железобетонных стенках смещают горизонтальные соседние доски опалубки на 5-10 см относительно друг друга. Делают небольшие сколы бетона. В кирпичных и каменных стенах делают выступы кладочного материала; устраивают обязательный дренаж стенки; закладывают в засыпаемый грунт легкие пустотелые элементы. Это уменьшает удельный вес засыпаемой массы и вследствие этого и боковое давление на подпорную стенку;
с лицевой стороны стенки устраивается выступ - консоль. Это уменьшает вероятность опрокидывания стенки;

Консольная подпорная стенка.
- применяют разгрузочную площадку в стенке. Площадка позволяют включить вес грунта над ней (дополнительные вертикальные силы) в работу, что повышает устойчивость стенки, уменьшает давление грунта на ее нижнюю часть.



Подпорная стенка с разгрузочной площадкой. 1-стенка, 2-разгрузочная площадка
Перечисленные мероприятия являются универсальными и могут быть применены к любым видам укрепительных подпорных стен
Подпорные стенки можно разделить на следующие виды.