Концепция проектирования подпорных стен: Расчет давления на грунт

Существуют различные типы подпорных стен, и концепция их проектирования начинается с расчета давления на грунт. Расчет давления грунта на подпорные стены зависит от глубины, давления поровой воды и нагрузки на подпорные стены.
Консольные подпорные стены:

(a) Консольная подпорная стена без выступа на ноге

(b) Консольная подпорная стена с галтелями

Консольная подпорная стена

Контрфорсные и бутовые подпорные стены:
Если высота подпорной стены превышает определенный предел, консольные стены становятся неэкономичными. Экономия может быть достигнута за счет устройства контрфорсов, которые представляют собой вертикальные балки, соединенные со стержнем и пяточной плитой арматурой через равные промежутки.
Пяточная плита и вертикальная ножка проектируются как сплошные плиты вместо консольных плит. Если контрфорсы предусмотрены со стороны носка, подпорная стена называется контрфорсной.

Рис. Контрфорсная подпорная стена

Подпорная стенка с контрфорсом

Наценка на подпорные стены:

Подпорная стена, которая сохраняет уровень земли до верха подпорной стены, является стеной без подпора. Если земля на подпорной стороне не ровная или земля несет нагрузку, то говорят, что земля имеет подпор. В этом случае давление, оказываемое землей на подпорную стену, будет больше. Различные типы нагрузок, которые могут действовать на подпорную стену, показаны на рис. ниже.

Различные типы нагрузок на подпорную стену

Давление грунта на подпорную стену:

Удерживаемый грунт оказывает горизонтальное давление на подпорную стену, которое называется активным давлением грунта. Давление, оказываемое стеной на удерживаемый грунт, называется пассивным давлением грунта. Это давление на грунт изменяется линейно с глубиной залегания грунта. Давление на стену на глубине H, оказываемое грунтом, определяется следующим образом где коэффициент активного давления грунта, а w – плотность удерживаемого грунта. Полное давление грунта до этой глубины H представляет собой площадь диаграммы давления, которая равна и H действует на высоте H/3 от дна. Следовательно, момент, обусловленный горизонтальным давлением

Где , и угол наклона грунта.

Давление грунта на подпорную стену

Если грунт имеет наклонную нагрузку, наклоненную под углом к горизонтали, то давление на глубине из-за грунта составляет а общее давление на грунт до глубины составляет . Это давление действует на высоте и параллельно поверхности земли. Следовательно, момент относительно основания равен

где

Давление земли из-за наклонной засыпки на подпорную стену

Если земля имеет ровную нагрузку /единица пробега, то давление одинаково на всех глубинах и равно а давление подпора на глубине H равно . Это давление действует на расстоянии H/2 от дна. Момент, возникающий в результате этого на дне (рисунок ниже).

Давление грунта из-за подпора на подпорную стену

Если подпорка погружена в грунт, следует учитывать давление грунта на подпорку. Для отвода воды на разных уровнях предусматриваются достаточные дренажные отверстия.

• Различные типы бутовых плотин – их функции и применение.
• Типы подпорных стен, материалы, экономика и применение.
• Типы железобетонных подпорных стен и их компоненты.
• Принципы проектирования подпорных стен.
• Нагрузки и силы, действующие на подпорную стену, и их расчеты [PDF].
• Методы, процедуры и применение подпятников в укреплении фундаментов.
• Все, что вы должны знать о консольных балках.