2. Підпірні стіни

1. Типи підпірних стін 2. Шпунтові і пальові підпірні стіни 3. Залізобетонні підпірні стіни 4. Матеріали куткових конструкцій підпірних стін 5. Конструктивні вимоги до підпірних стін

1. Типи підпірних стін

Підпірними стінами називають інженерні споруди, призначені для утримання в стійкому стані ґрунту або інших сипучих тел від обвалення.

Підпірні стіни застосовують для огорожі ділянок тунелів, пристрої набережних, причальних стін, шлюзів та ін. Їх зводять також при влаштуванні ємностей для зберігання сипучих матеріалів.

За допомогою підпірних стінок створюють вертикальні перепади планувальних відміток.

В залежності від конструкції і призначення підпірні стіни поділяються на такі види:

• гравітаційні - зводяться на нескельних і скельних підставах (кресл. 1), що виконуються в основному з монолітного або збірного бетону та залізобетону;

По конструктивному вирішенню гравітаційні ПС ділять на:

• масивні

• тонкостінні

• комірчасті (ячеистые).

• шпунтові та свайні (пальові), що зводяться на підставах, які допускають занурення шпунтів чи паль. (кресл. 2).

• Заанкерованні в скелю (кресл. 3) .

Кресл. 1. Основні види гравітаційних підпірних стін: а – масивні; б – тонкостінні (куткові); в – комірчасті; 1 - монолітні; 2 - із збірних елементів; 3 - консольні; 4 - контрфорсні; 5 - з анкерною тягою; 6 - що зводяться в котловані ; 7 - з оболонок великого діаметру.

Кресл. 2. Основні види шпунтових і пальових підпірних стін

а - безанкерні; б, в, г - заанкеровані однією або двома тягами до плит і паль; д - заанкеровані до похилих паль; е - пальовий ростверк з переднім шпунтом; ж - заанкеровані з жорстким (у тому числі що ковзає) анкерним пристроєм; 1 - шпунт; 2 - анкерна тяга; 3 - анкерна плита; 4 - анкерні палі; 5 - свайний фундамент; 6- жорсткий анкер.

Кресл. 3. Підпірні стіни, заанкеровані в скелю: а – масивні; б – заанкеровані облицювання; в – комбіновані з масивним облицюванням; 1 – скельний анкер.

Масивні, виконуються з бетону або кам'яної кладки, та сприймають тиск ґрунту, що діє на них, за рахунок власної значної маси.

Підпірні стінки із збірних залізобетонних контурних блоків Спорудження підпірних стінок із спеціальних залізобетонних блоків Ф-1, та армосіток з подальшим заповненням пазух валунами або бутобетоном дозволяє в стислі терміни зводити підпірні стіни.

Комплексні споруди інженерного захисту території.

Утримуючі споруди складаються з буронабивних паль діаметром 1200мм, об'єднаних у верхній частині залізобетонною балкою (ростверк), на якій виконана підпірна стіна заввишки 2 м і облаштування двух- і триярусних монолітних анкерних притискних облицювань

2. Шпунтові і пальові підпірні стіни

Буроін'єкційні палі

Бурові палі застосовуються для обгороджування стін котлованів.

Перевага такого способу пристрою паль полягає у відсутності динамічної дії на ґрунти і фундаменти існуючих будов, що є важливим чинником при веденні будівництва в умовах щільної міської забудови.

Буроін'єкційні палі виконуються шляхом заміщення вибуреного грунту бетонною сумішшю, що подається на забій свердловини через порожнистий шнек під тиском. Армокаркас встановлюється в укладений бетон на проектну відмітку.

Вживання буроін'єкційних паль найефективніше в умовах обмежених будмайданчиків, оскільки не вимагає вживання великогабаритного устаткування і може виключити великий об'єм земляних робіт.

Перевага буроін'єкційних паль – швидкість їх виконання і надійність.

Роботи виконуються без зсуву ґрунтів з високим рівнем підземних вод і значно скорочуючи терміни зведення споруди. Швидкість виконання таких паль – 100-150куб.м в зміну.

Можливості будівельної техніки дозволяють виробляти влаштування буроін'єкційних паль діаметром від 0,4 м до 1,2 м при глибині буріння до 35м.

Влаштування бурових паль методом «розкочування в грунті»

Однією з різновидів буроін'єкційних паль є палі, що споруджується методом «розкочування в грунті» і застосовуються переважно у слабких пластичних, глинистих і суглинистих ґрунтах. Основним робочим органом є порожнистий човник-розкатчик. При такому влаштуванні бурових паль, грунт не витягується назовні, а лише ущільнюється. Перевагою даного методу є збільшення несучої здатності палі за рахунок ущільнення ґрунту. При цьому будівельний майданчик не засмічуєтться, так як відпадає процес вилучення ґрунту і необхідність його вивозки з майданчика.

Буронабивні палі

Буронабивні палі виконують шляхом буріння свердловини під захистом бентонітового розчину, установки в неї арматурного каркасу і заповнення свердловин бетонною сумішшю. У залежності від стійкості стінок свердловин, їх буріння виробляють під захистом обсадних труб або без них.

В особливо важких грунтових умовах успішно застосовуються бурові комплекси, можливості яких дозволяють виробляти влаштування буронабивних паль з кріпленням стінок обсадними трубами діаметром до 2500 мм при глибині буріння до 50 м.

Обсадні труби можуть витягуватись, або такими, що залишаються в свердловині, які занурюються гідравлічним вібратором.

Ґрунтові анкери

Для сприйняття зовнішніх висмикуючих зусиль при зведенні різних споруд і будівельних конструкцій використовують заглиблені в грунт анкерні пристрої, що відрізняються за своїм призначенням, конструкцією, технологією влаштування і застосовуваних матеріалів.

Ґрунтові анкери знаходять широке застосування в тих випадках, коли виникає необхідність:

• влаштування глибоких котлованів у безпосередній близькості від існуючих будівель і споруд або в стиснутих умовах промислових та міських територій при реконструкції об'єктів;

• забезпечення стійкості зсувонебезпечних схилів, високих підпірних стін.

Є різні технології по влаштуванню ґрунтових анкерів від буроін'єкційних до механічних з різними розрахунковими навантаженнями.

Широке розповсюдження отримали і буроін'єкційні ґрунтові анкери. Вони виготовляються за технологією французької фірми "Soletanche-Bachy" і витримують навантаження 90тс і більше.

"Стіна в ґрунті"

При освоєння підземного простору нижче рівня ґрунтових вод і для створення протифільтраційних завіс в основі гідротехнічних споруд застосовується метод "стіна в ґрунті".

Цей тип огорожі виготовляється з витяганням ґрунту під захистом бентонітової розчину. Потім встановлюється арматурний каркас, і розчин заміщається бетоном. Технологія дозволяє згодом використати "стіну в ґрунті" як несучу конструкцію, а також як конструкцію, що виключає доступ ґрунтових вод в заглиблену споруду, що експлуатується.

Її застосування максимально виправдане при будівництві великих об'єктів. Часом "стіна в ґрунті" є єдино можливою технологією для будівництва підземної автостоянки.

Даний метод кардинально вирішує проблеми, з якими стикається Замовник у центрі міста: вузькі майданчики будівельних об'єктів, обмеження в русі, збереження цілісності будівель, мінімізація скидання стічних вод, забезпечення екологічної безпеки.

Можливе застосування неармованих «стін в ґрунті» для виконання функції протифільтраційних діафрагм, а саме:

• в тілі й основі земляних гребель;

• в основі бетонних гребель;

• в теле та підставі дамб верхових водойм ГАЕС, ставків-охолоджувачів АЕС, по борту каналів;

• по периметру відстійників і шлаконакопітелей нафтопереробних, хімічних та металургійних підприємств;

• по борту кар'єрів відкритої видобутку корисних копалин і великих будівельних котлованів замість водопониження.

Для виробництва водонепроникних стін в грунті товщиною 600-800 мм у використовуються комплекси на базі кранів LIEBHERR з механічними тросовими грейферами, використання яких забезпечує вертикальність майбутньої конструкції. А також – комплекти обладнання, призначені для очищення та транспортування бентонітового розчину на будівельному майданчику.

Глибина-18 метрів, периметр 240 метрів, товщина - 0,6 метра.

Бурові палі, що перехрещуються

Бурові палі, що перехрещуються використовуються як огородження котлованів (аналог "стіни в грунті "), при необхідності облаштування герметичної стіни. Бурові палі, що перехрещуються виконуються як правило діаметром 620, 750 і 1000 мм. Відстані між центрами паль складають 0,8-0,9 їх діаметра. Армування проводиться через одну свердловину, залишаючи палі, що перехрещуються, бетонними, які не мають арматури. При влаштуванні бурових палей, що перехрещуються, виготовляються в першу чергу палі без армокаркасів, потім між ними виконується армована паль за звичайною технологією з тією різницею, що в цьому випадку проводиться розбурення кромок сусідніх паль.

Шпунтова огорожа

При розкопках котлованів в межах міста необхідно убезпечити прилеглу території до котловану, для цього а також для запобігання зони робіт від надходження вод використовуються шпунтові огорожі. Вони виконуються з труб діаметром від 219 мм до 530 мм прокатних балок від 300мм до 500мм, сталевого шпунта.

Завдяки замулюванню зазорів в замках шпунтові огородження незабаром після зведення стають практично водонепроникними. Водонепроникні огорожі з шпунтових паль влаштовують для захисту котлованів на майданчиках з високим рівнем грунтових вод, коли водопониження економічно недоцільно або взагалі неефективно.

Існують різні методи занурення шпунтових огорожі:

- Буріння і опускання в свердловину труби,

- Ударний метод,

- Віброзанурення,

- Задавлювання

- Загвинчування.

Шпунтові огорожі являють собою тонкі підпірні стінки, стійкість яких забезпечується глибоким закладення в ґрунті. За характером роботи шпунтові огородження підрозділяють на заанкеровані не заанкеровані (вільно защемленні в ґрунті) і з розпірками. Останні застосовують тільки у вузьких котлованах.

Сталевий Шпунт випускають трьох різних профілів: плоский, коритний і типу «Ларсен». Тип Шпунт вибирають в основному в залежності від глибини убезпечує котловану: чим глибше він, тим більше повинен бути момент інерції перерізу Шпунт. У табл. 8.1 наведено сортамент сталевого Шпунт за ГОСТ 4781-55 і технічними умовами 5154-55.