Сборная железобетонная подпорная стенка

 

Изобретение относится к области строительства, а именно к возведению заглубленных инженерных сооружений на подрабатываемых территориях в сейсмических районах. Технический результат заключается в повышении эффективности стенки в сложных инженерно-геологических условиях. Сборная железобетонная подпорная стенка включает лицевые плиты, контрфорсы, анкеры и фундамент, причем фундамент выполнен в виде сплошного Г-образного свайного ростверка, который является одновременно как дополнительным лицевым элементом, так и плечом удерживающего изгибающего момента от активного давления грунта. Для восприятия горизонтальной нагрузки сваи переднего ряда выполнены наклонными, а уступы на тыльной части ростверка служат для анкеровки контрфорсов и самого ростверка. При этом Г-образная сплошная плита ростверка снабжена уширением в своей нижней части, контактирующим с фильтрующей вставкой. 3 ил.

Изобретение относится к области строительства заглубленных инженерных сооружений на подрабатываемых территориях в сейсмических районах.

Известны конструкции контрфорсных подпорных стен: сборных блочных с цилиндрическими оболочками, с гипарами, с цилиндрической панелью-оболочкой (Тетиор А.Н. Облегченные подпорные стены в транспортном строительстве. - М.: Транспорт, 1989, с. 41, рис. 3.2 а, б, в, г), принципиальной особенностью которых является передача нагрузки от грунта засыпки через лицевые элементы на контрфорсы, которые выполняются в виде свай, работающих на горизонтальную нагрузку или стен различного профиля.

Недостатком перечисленных конструкций контрфорсных подпорных стен является разнообразие номенклатуры применяемых элементов, технологических процессов, что пагубно влияет на развитие стандартизации в строительстве, совершенствование проектно-сметного дела.

Известна конструкция контрфорсной железобетонной подпорной стенки (RU 2029825, 27.02.95), содержащей лицевые элементы, контрфорсы, отличающаяся тем, что она снабжена фундаментными плитами, размещенными под лицевым ограждением, и анкерами, закрепляющими тыльную часть контрфорсов, при этом на фундаментных плитах и боковых поверхностях контрфорсов выполнены пазы для частичного защемления в них плит ограждения.

Недостатком конструкции является невозможность ее применения для строительства в сейсмических районах в случае свайного основания ее фундамента, поскольку сваи не объединены ростверком.

Известна также сборная железобетонная подпорная стенка (RU 2070252, 10.12.96), выбранная в качестве прототипа, включающая лицевые плиты, контрфорсы, анкеры и фундамент, отличающаяся тем, что фундамент выполнен в виде свайного ростверка с перекрестными лентами, лицевые плиты по трем сторонам защемлены в пазах, образованных в контрфорсах и ростверке, а ленты, расположенные с тыльной стороны подпорной стенки, выполнены с уступами для фиксации анкеров в их нижней части с помощью цилиндрических шарниров.

К недостатку известной конструкции следует отнести невысокую эффективность при использовании на склонах со значительной по высоте толщей грунта, а также наличии оползневого, в дополнение к активному, давления грунта. С одной стороны, применение ростверка в виде перекрестных лент приводит к экономии стали и бетона на его изготовление, а с другой - к увеличению опрокидывающего изгибающего момента из-за уменьшения пригруза ростверка грунтом обратной засыпки, что при высоте стен 5,4 и более метров неэффективно, а при наличии на призме обрушения сильно обводненных грунтов может привести к выпиранию грунта даже при наименее возможном шаге между сваями переднего ряда.

В известной конструкции сборной железобетонной подпорной стенки, включающей лицевые плиты, контрфорсы, анкеры и фундамент, фундамент выполнен в виде ростверка с перекрестными лентами, а ленты, расположенные с тыловой стороны подпорной стенки, выполнены с уступами для анкеровки контрфорсов с помощью цилиндрических шарниров.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая сборная железобетонная подпорная стенка с контрфорсами на свайном основании отличается тем, что фундамент выполнен в виде сплошного Г-образного свайного ростверка, выполняющего как функцию дополнительного лицевого элемента, так и плеча удерживающего изгибающего момента от активного давления грунта, причем для воспринятия горизонтальной нагрузки сваи переднего ряда выполняются наклонными, а уступы на тыльной части ростверка служат для анкеровки контрфорсов и самого ростверка с помощью цилиндрических шарниров.

Сборные железобетонные элементы подпорной стенки изготавливаются в опалубках для уголковых подпорных стен действующей серии 3.002.1-1, разработанной Киевским Промстройпроектом.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Анализ известных технических решений в исследуемой области, т.е. строительстве заглубленных инженерных сооружений в сейсмических районах, позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемой сборной железобетонной подпорной стенке и признать заявляемое техническое решение соответствующим критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан фасад стенки; на фиг. 2 показана стенка в плане; на фиг.3 показан ее поперечный разрез.

Сборная железобетонная подпорная стенка для строительства в сейсмических районах содержит лицевые плиты 1, заведенные в пазы сборных контрфорсов 2 и пазы 3 на монолитном железобетонном ростверке 4, выполненном в виде сплошной Г-образной плиты. Ростверк 4 объединяет прямые сваи заднего ряда и наклонные сваи переднего ряда, располагаемые с шагом по расчету, обеспечивающему проползание грунта между сваями с целью создания удерживающего изгибающего момента от активного давления грунта. Тыльная часть сплошного Г-образного ростверка 4 выполняется с уступами 6 для крепления анкеров 7, 8 с помощью цилиндрических шарниров 9. Застенный дренаж 10 надфундаментной части подпорной стенки предусматривается через дренажные отверстия 11 в лицевых плитах 1. Для стока дождевых и грунтовых вод с поверхностей контрфорсов 2 и фундаментной плиты 4 выполняются разуклонки 12 из цементного раствора состава 1:2 с последующим сбросом в водоотводный лоток 16 через карниз со слезником 13. Для организации стока грунтовых вод к дренажным отверстиям 11 в лицевых плитах 1 устраивается наклонная подготовка 14 из слоя мятой жирной глины. Просветы между лицевыми плитами 1 в их верхней части заполняются фундаментными блоками стен подвалов 15. С верховой стороны подпорной стенки, так же как и с низовой, устраивается водоотводный лоток 16. Сплошная Г-образная плита ростверка 4 выполняется по подготовке 17 из утрамбованного щебнем грунта, причем в своей нижней части плита ростверка 4 снабжена уступом 18, контактирующим с фильтрующей вставкой 19.

Наибольшая эффективность предлагаемой конструкции сборной железобетонной подпорной стенки достигается при значительной высоте грунтовой толщи и наличии на призме обрушения временной нагрузки, приближающейся к нормативной Н-30, а также расчетной сейсмичности площадки строительства - 9 баллов. Так, например, при высоте грунтовой толщи, равной 7 м, высоте надфундаментной части 4,2 м и длине контрфорсов 3,6 м при основном сочетании нагрузок и наличии на призме обрушения временной нагрузки Н-10 стенка имеет расчетное сдвигающее усилие, равное 41 т/м и при особом сочетании - 55,7 т/м, а при временной нагрузке Н-30 в основном сочетании - 51 т/м и особом сочетании - 69,9 т/м.

Сборная железобетонная подпорная стенка на естественном основании, контрфорсная, вписанная в те же габариты по высоте и с аналогичными контрфорсами длиной 4,8 м, высотой лицевой плиты 6,0 м (старая опалубка серии 3.900-3), толщиной сплошной фундаментной плиты 0,6 м, работая в тех же условиях для основного сочетания и временной нагрузки Н-30, имеет опрокидывающий изгибающий момент 98,08 тм/м, а в предлагаемой конструкции тот же изгибающий момент для основного сочетания имеет отрицательное направление и составляет (-30,12), а для особого сочетания - 41,57 тм/м за счет применения Г-образного свайного ростверка, выполняющего как функцию дополнительного лицевого элемента, так и плеча удерживающего изгибающего момента от активного давления грунта, приложенного в нижней трети грунтовой толщи, поэтому предлагаемая конструкция хоть и имеет свайное основание, но на 10% экономичнее вышеприведенной по расходу материалов и является более эффективной при производстве работ на подрабатываемых территориях, так как позволяет оставлять высоту подработанного откоса в два раза меньшей, чем при возведении подпорных стен уголкового типа или контрфорсных на естественном основании аналогичной конструкции с применением для изготовления их элементов существующих опалубок серии 3.002.1-1, а также опалубок старых серии 3.900-3, вып. 4, и серии 3.400-3, вып. 1, разработанных Союзводоканалпроектом и Киевским Промстройпроектом.

Таким образом, применение для изготовления элементов предлагаемой конструкции сборной железобетонной подпорной стенки опалубок действующей серии 3.002.1-1 позволяет повысить эффективность стенки в сложных инженерно-геологических условиях и унифицировать применяемые железобетонные элементы.

Формула изобретения

Сборная железобетонная подпорная стенка, включающая лицевые плиты, контрфорсы, анкеры и фундамент, отличающаяся тем, что фундамент выполнен в виде сплошного Г-образного свайного ростверка, являющегося одновременно как дополнительным лицевым элементом, так и плечом удерживающего изгибающего момента от активного давления грунта, причем для воспринятия горизонтальной нагрузки сваи переднего ряда выполнены наклонными, а уступы на тыльной части ростверка служат для анкеровки контрфорсов и самого ростверка, при этом Г-образная сплошная плита ростверка снабжена уширением в своей нижней части, контактирующим с фильтрующей вставкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3