Материалы подпорных стен

Выбор материала подпорной стены и ее фундамента должен быть сделан с учетом многих факторов и требований, среди которых основными являются: высота стены, требуемые долговечность, водонепроницаемость, сейсмостойкость и стойкость против химической агрессии, качество основания, наличие местных строительных материалов, условия производства работ, средства механизации и условия сопряжения с другими сооружениями.

Железобетонные тонкоэлементные подпорные стены являются наиболее экономичными, по сравнению с массивными бетонными они требуют приблизительно в два раза меньше цемента при незначительном расходе арматуры. Существенным преимуществом железобетонных подпорных стен является возможность применения сборных конструкций и возведения их с непосредственной передачей давления на слабые грунты без устройства искусственного основания.

При высоте до 6 м консольные железобетонные стены имеют меньший объем, чем ребристые (контрфорсные); для стен высотой от 6 до 8 м объемы примерно одинаковы, а для стен высотой более 8 м ребристая конструкция имеет меньший объем железобетона, чем консольная. Таким образом, для стен средней высоты и высоких наиболее целесообразна железобетонная ребристая конструкция.

Бетон для железобетонных подпорных стен должен быть плотным, марки от 150 до 600. Арматурой служат стальные стержни диаметром до 40 мм периодического профиля классов А-П и А-Ш, а для предварительно напряженных конструкций — высокопрочная проволока.

Для монтажной арматуры, а также для нерасчетных второстепенных частей сооружений может применяться сталь класса A-I. Для сварки стержней арматуры применяются электроды с качественными покрытиями типа Э42, Э42А, Э50А и Э55 по ГОСТ 9467—60.

Применение бетонных подпорных стен целесообразно только при высокой стоимости и дефиците арматуры, так как прочность бетона в массивных подпорных стенах используется далеко не полностью. По этой причине применение для них высоких марок бетона нецелесообразно, однако по условию плотности не следует применять бетон марки ниже 150. Для уменьшения объема кладки бетонные подпорные стены могут быть сделаны с контрфорсами. Для бетонных подпорных стен постоянного профиля наиболее экономичным при высоте более 1,5 м будет профиль с разгрузочной площадкой на уровне около ХД высоты стены от обреза фундамента.

Однако могут найти применение и профили с наклонной передней гранью, наклоненные в сторону засыпки, с выступающим передним ребром, с наклонной подошвой, а при высоте до 1,5 ж даже и прямоугольные. Применение профилей с наклонной задней гранью, прямоугольных и ступенчатых может быть обусловлено требованием вертикальности передней грани, например, для причальных стен. Однако надо иметь в виду, что строго вертикальная передняя грань подпорной стены производит впечатление наклонившейся, поэтому ее обычно делают с небольшим наклоном к вертикали. Наклонную переднюю грань делают с уклоном около 3:1. Подпорные стены из бутовой кладки требуют меньшего расхода цемента по сравнению с бетонными, могут быть возведены в меньшие сроки при более простой организации работ. Применение стен из бутовой кладки целесообразно при наличии камня на месте. Бутовая кладка должна быть выполнена из камня марки не ниже 150—200 на портландцементном растворе марки не ниже 25—50, а лучше 100—200. Растворы, помимо прочности, должны обладать пластичностью и водоудерживающей способностью, для чего в их состав рекомендуется вводить пластифицирующие добавки. Для гидротехнических стен применяется бутовый камень марки не ниже 200, раствор портландцемента марки не ниже 50.

При выборе профиля подпорной стены из бутовой кладки следует руководствоваться теми же соображениями, что и для бетонных стен, однако избегая его усложнения. Применяются подпорные стены с вертикальной или наклонной передней гранью и с разгрузочными площадками. Задняя грань делается вертикальной или уступами. Прямоугольный профиль целесообразен только для стен очень малой высоты или при наличии опоры у верха стены. Если на месте имеется рваный или мелкий бутовый камень, то взамен бутовой кладки может быть применена кладка из бутобетона.

Кирпичные стены допускаются высотой до 3—4 м. В этом случае рекомендуется применять контрфорсы. Чаще всего кирпичные стены прямоугольного или ступенчатого профиля применяются для небольших подземных сооружений (стенок каналов, колодцев и т. п.).

Для наружных подпорных стен, подвергающихся атмосферным воздействиям, кирпичная кладка нежелательна, а для гидротехнических стен непригодна. Для кирпичных подпорных стен применяется хорошо обожженный кирпич марки не ниже 200, на растворе марки не ниже 25. Применение силикатного кирпича не допускается.

Камень твердых пород, бетоны высоких марок и прочные облицовки применяются при необходимости предохранить стену от выветривания, от действия больших скоростей воды, а также и при требовании архитектурного оформления.

Для бетона, облицовки или внешнего слоя кладки разрешается применять материал, выдерживающий стократное замораживание. Если же сооружение располагается в зоне, где среднемесячная температура наиболее холодного месяца выше минус 5° С, то материал должен выдерживать только пятидесятикратное замораживание.

При воздействии агрессивной среды следует применять камень устойчивый против агрессии, специальный цемент для бетона и раствора, защитные обмазки или облицовки.

Для стен, подвергающихся воздействию воды, следует применять гидротехнический бетон (ГОСТ 4795—56 «Бетон гидротехнический»), а также кладку на цементном растворе или гидроизоляцию (цементная затирка, железнение, торкрет, асфальтировка и пр.) Ряжевые конструкции могут найти применение для низких подпорных стен при отсутствии на месте камня и заполнителей для бетона, а также для временных сооружений.

В сейсмических районах высокие и средней высоты подпорные стены следует делать только железобетонными.

Толщина поверху должна быть не меньше:

для железобетонных стен 0,15 м

для бетонных стен 0,4 м

для бутовых и бутобетонных стен 0,75 м

для кирпичных стен 0,51 м

У бетонных и железобетонных стен фундамент, как правило, составляет одно целое с самой стеной. У кирпичных же стен фундамент выполняется в виде самостоятельной конструкции из бутовой или бетонной кладки, выступая за грани стены и образуя обрезы шириной не менее 15 см и не более высоты фундамента. Выступы фундамента могут быть сделаны ступенчатыми.