Файл: Будин, А. Я. Тонкие подпорные стенки.pdf

вания — слабый суглинистый ил (ср=12°, с = 0,06 кгс/см2), под­ стилаемый суглинком и супесью. Расстояние между шпунтовой стенкой и осью экранирующих свай-оболочек 2,05 м\ Шаг по­ следних 2,1 м. Анкерные тяги диаметром 100 мм соединяют экранирующие элементы с опорой в виде стенки из железобе­ тонных свай. Тяги во избежание провисания опираются на два ряда деревянных свай с насадками. Шпунт соединен с экрани­ рующими сваями короткими стальными анкерами диаметром 90 мм. Стенка рассчитана на восприятие равномерно распреде­

можной высоты тонких подпорных стенок дает комбинирован­ ное применение разгружающих и экранирующих устройств. На рис. 2 0 , б показана конструкция свободной высотой 18,1 м, рассчитанная на равномерно распределенную нагрузку интен­ сивностью 4 тс/м2. За стенку из шпунта «Ларсен-V» отсыпана мощная каменно-щебеночная призма; над анкерными тягами находится разгружающая платформа 8 -метровой ширины, опи­ рающаяся на два ряда железобетонных свай сечением 45X45 см, забитых с шагом 1,68 м. Стенка заанкерована за железобетон­ ные сваи тягами диаметром 70 мм, установленными через 1,68 м. Расстояние между шпунтом и анкерной стенкой 27,4 м\ глубина забивки шпунта 7 м\ длина анкерных свай 5 м. Разгружающая платформа выполнена из сборных железобетонных плит, омоноличенных поверху более узкими плитами. Между сваями, под­ держивающими платформу, установлены распорки; анкерный пояс жесткости представляет собой два швеллера № 24, опи­ рающихся на армобетонную подкладку. Грунт основания — су­ песчаный ил (ф= 22°, с= 0,05 кгс/см2), подстилаемый пылеватым песком (ф= 30°; с= 0,04 кгс/см2).

Интересная система экранирования тонкой подпорной стенки свободной высотой 18,1 м на слабом основании приведена на рис. 21, а. Стенка из шпунка «Ларсен-V» экранирована другой такой же стенкой, отстоящей от нее на 6,6 м, и железобетон­ ными сваями-оболочками диаметром 1,6 м, забитыми с шагом 2,1 м на расстоянии 2,05 м от экранирующего шпунтового ряда. Промежуток между шпунтовыми стенками заполнен камнем и частично песком; стенки поверху соединены железобетонной плитой с каналом для пропуска коммуникаций. Вся система элементов, воспринимающих распор грунта, заанкерована за стенку из железобетонных свай, удаленную от линии кордона на 41,5 м. Анкерное устройство включает три вида тяг, идущих с шагом 1,68 м. Первая тяга диаметром 90 мм соединяет обе шпунтовые стенки, вторая (короткая) тяга крепит к шпунту сваи-оболочки и третья тяга (длина 33 м, диаметр 100 мм) сое­ диняет сваи-оболочки с анкерными сваями. Основанием соору­ жения служат суглинистый ил (ф=17°, с = 0,1 кгс/см2),

37

Рис. 21. Экранированные одноанкерные стенки

X

песчаный ил (ср = 22°, с = 0,05 кгс/см2) и пылеватый песок

(ф= 30°, с= 0,04 кгс/см2).

Оригинальная экранированная тонкостенная конструкция ЛенморНИИпроекта свободной высотой 15,1 м изображена на рис. 21, б. Основными несущими элементами здесь являются заанкерованпые железобетонные предварительно-напряженные сваи-оболочки диаметром 160 см. Перед ними установлены сборные железобетонные панели, опирающиеся на горизонталь­ ные плиты шириной 4 м и соединенные в верхней части со сваями-оболочками короткими анкерными тягами. В конкрет­

25 м. Диаметр основных анкерных тяг 100 мм, шаг 2,1 м. Грунты основания — глины с углами внутреннего трения 19 и 22° и сцеп­ лением 0,1 и 0,15 кгс/см2, засыпка— песок (ф= 30°). Эффект присутствия лицевых панелей проявляется в следующем:

пригрузка над призмой выпора, создаваемая лицевыми па­ нелями, горизонтальными плитами и засыпкой в полости между панелями и сваями-оболочками, значительно увеличивает ин­ тенсивность отпорного давления грунта на последние, что сни­ жает действующие в стенке изгибающие моменты;

тот же грунт засыпки оказывает на сваи-оболочки опреде­ ленное обратное силосное давление, противодействующее основ­ ному распору грунта;

наличие двух совместно работающих стенок приводит к рас­ пределению между ними действующей активной нагрузки.

Приведенные примеры далеко не исчерпывают всех потен­ циальных возможностей применения разгружающих и экрани­ рующих устройств при проектировании тонких подпорных сте­ нок большой высоты. При решении вопроса о целесообразности введения в конструкцию таких устройств следует' иметь в виду, что в большинстве случаев экранированная или частично раз­ груженная тонкая подпорная стенка все же экономичнее высо­ ких и низких свайных ростверков и гравитационных стенок.

§ 8. Стенки парусного типа

Стремление эффективно использовать в строительстве но­ вые высокопрочные и дешевые материалы, создаваемые хими­ ческой промышленностью, вызвало к жизни проектыподпорных стенок с несущими элементами в виде гибких полотнищ, полу­ чивших название сооружений парусного типа. Идея создания таких конструкций принадлежит С. В. Нерпину и А. К. Кри­ вову; широкие полунатурные исследования и разработка ме­ тода их расчета осуществлены С. М. Певзнером, лабораторные исследования проведены Д. Г. Ромашовым.

На рис. 22 показаны конструкции стенок парусного типа свободной высотой 6 и 10,6 м, рассчитанные на восприятие рав-

39

Рис. 22. Стенки парусного типа

а — с опорами из призматических свай; б — с опорами из свай-оболочек; / — песок; II —

гравелистый песок, с валунами; III — ил суглинистый

номерно распределенной нагрузки на поверхности засыпки интенсивностью 2 тс/м2. Основными элементами конструкций являются гибкий парус из рулонного стеклопластика толщиной 4—5 мм, отдельно стоящие свайные опоры с монолитной над­ стройкой и горизонтальная железобетонная или армобетонная анкерная плита на каменной постели. Грунт засыпки поддержи­ вается парусом, который крепится к надстройке и анкерной плите. Парус, работающий на растяжение, передает сваям только осевую сжимающую силу, а плитам — только осевую растягивающую силу. Небольшие напряжения изгиба могут об­ разовываться в сваях за счет эксцентриситета точки подвески

Опоры другой парусной стенки, приведенной на рис. 22, б, пред­ ставляют собой железобетонные сваи-оболочки диаметром 1,6 м и длиной 17 м, погружаемые с шагом 5 м. Парус изготавли­ вается из стеклоткани СВАМ, армированной стекложгутом «ров­

40

ница». Длина паруса 7,6 м, толщина 5 мм (в местах закрепле­ ния 6 мм). Такая толщина обеспечивает требуемую долговеч­ ность паруса в суровых климатических условиях с резкими ко­ лебаниями положительных и отрицательных температур.

Анализ свойств различных синтетических полимерных мате­ риалов с учетом их дефицитности, стоимости, изученности по­ ведения под нагрузкой (старения, ползучести) показывает, что в настоящее время наиболее подходящими для изготовления гибкого паруса являются конструкционные стеклопластики. Наилучшие из них — гидрофобизированные стеклопластики из стеклоткани марки Т или стекложгута на базе полиэфирной смолы ПН-1 холодного отверждения. По устойчивости к атмос­ ферным воздействиям полиэфирный стеклопластик занимает одно из первых мест среди полимерных материалов. Достаточ­ ная устойчивость к воздействию водной среды и атмосферы свойственна также ориентированным стеклопластикам на ос­ нове стекложгута «ровница». Грунтонепроницаемость парусных стенок из стеклопластика обеспечивается путем склеивания сек­ ций паруса внахлестку полиэфирной смолой. Технико-экономи­ ческие сопоставления [60] показывают, что стенки парусного типа конкурируют с конструкциями других типов даже в слож­ ных и специфичных условиях гидротехнического строительства.

Сооружения парусного типа могут использоваться также для возведения низконапорных плотин. В отдельных случаях парус находит применение в качестве разгрузочного устройства тонких подпорных стенок других типов. Такое техническое ре­ шение было принято для одного из участков стенки из незаанкерованных свай-оболочек, построенной в Ленинграде в 1965 г. (проект Ленгипроречтранса).

§ 9. Другие типы тонких подпорных стенок

Несомненный практический интерес представляют новые оригинальные конструкции, предложенные советскими и зару­ бежными специалистами. Некоторые из них построены и нахо­ дятся в эксплуатации, другие по­ ка не нашли применения.

На рис. 23 изображена конст­ рукция, предложенная А. И. По­ бедоносцевым [59] и возведенная в 1963 г. в порту Зеленогорска. Область целесообразного приме­ нения конструкции ■— основания,

Рис. 23. Стальная тонкая подпорная стенка из объемных монтажных элемен­ тов

41

Рис. 24. Быстровозводимая железобетонная тонкая подпорная стенка

сложенные плотными грунтами, забивка шпунта в которые за­ труднительна. Сооружение свободной высотой 5 м состоит из лицевых панелей, составленных из плоского металлического шпунта ШП-1 и скрепленных поясами продольной жесткости в виде парных швеллеров № 18, анкерных плит из этого лее шпунта и двух анкерных тяг диаметром 40 мм. В процессе мон­ тажа секции лицевой стенки анкерная плита и тяги соединя­ лись в отдельные блоки шириной 2,8 м и устанавливались в проектное положение краном. При этом крайнюю шпунтину монтируемого блока заводили в замок шпуитины уже установ­ ленного блока. Окончательное выравнивание лицевой стенки осуществлялось талрепами верхних анкерных тяг. Расход ме­ талла на возведение 1 пог. м стенки составил 1280 кг, в то вре­ мя как для обычной заанкерованной шпунтовой стенки потре­ бовалось бы 1800 кг металла. Поскольку лицевые панели практически не заглубляются в основание, при проектировании стенок описанного типа следует обращать особое внимание на проверку их общей устойчивости.

42

фасад

Рис. 25. Сборная железобетонная стенка, имеющая наклонные плоскости кон­ такта с грунтом засыпки

1 — опоры; 2 — ребристая плита; 3 — надстройка; 4 — омоноличивающая балка; 5 — стальной упор

На рис. 24 приведена конструкция быстровозводимой желе­ зобетонной стенки, предложенной автором [22]. Каждая секция стенки, собираемая на полигоне и имеющая ширину 3 м, пред­ ставляет собой единый монтажный элемент. Конструкция со­ стоит из ребристых лицевых панелей, наклонных железобетон­ ных балок-тяг, горизонтальных стальных тяг и железобетонной анкерной плиты, работающей на трение. Шарнирное соединение этих элементов, а также шарнирное сочленение двух отрезков стальной тяги позволяет транспортировать секции стенки к месту установки в сложенном виде. Монтаж конструкции произво­ дится с помощью крана и лебедки, которая служит для приве­ дения тяг и анкерных плит в проектное положение. Подошва лицевой стенки и узел соединения тяг с анкерной плитой опи­ раются на каменные или щебеночные призмы. Анкерная плита для уменьшения толщины выполнена разрезной. Описанную конструкцию целесообразно применять на достаточно плотных основаниях при свободной высоте стенок до 7 м.

Стремление обеспечить индустриальное возведение тонких -подпорных стенок в малоосвоенных районах при отсутствии

43