Армирование подпорных стен

Армирование подпорных стен выполняется в рамках разработки чертежей марки КЖ на основании результатов геотехнических и  конструктивных расчетов.

армирование подпорных стен

Нормативная база

Массивные подпорные стены

Массивные подпорные стены, как правило, не имеют рабочей арматуры, устанавливается только конструктивная арматура. Таким образом, прочность таких стен обеспечивается прочностью бетона и размерами сечений. Ярким примером таких стен являются подпорные стены по Серии 3.503.1-67.

Армирование массивных подпорных стен

Уголковые подпорные стены

Вопросы армирования подпорных стен заводского изготовления здесь не рассматриваются, т.к. эти вопросы интересны узкому кругу лиц. Ниже рассмотрим вопросы армирования монолитных железобетонных уголковых подпорных стен, работающих по консольной расчетной схеме.

Характер армирования подпорных стен определяется эпюрой изгибающих моментов. Характерный вид эпюры М и соответствующее этой эпюре рабочее армирование показаны ниже.

эпюра изгибающих моментов в уголковой подпорной стене
Эпюра изгибающих моментов в уголковой подпорной стене
Расположение рабочей арматуры в уголковой подпорной стене
Расположение рабочей арматуры в уголковой подпорной стене

После того, как определено рабочее армирование, можно приступать к разработке опалубочных чертежей и схем армирования.

При разработке схем армирования нужно учитывать способ армирования. Подпорные стены могут армироваться заводскими сетками или пространственными каркасами, а также отдельными арматурными стержнями. Последний вариант наиболее распространен.

Для фундаментных плит подпорных стен целесообразно принять симметричное армирование по максимальному изгибающему моменту. Для лицевых плит продольная рабочая арматура расположена со стороны удерживаемого грунта.

Крайне важно обеспечить надежную анкеровку продольной арматуры лицевой плиты в фундаментной плите. Порядок действий такой:

  • выполняют расчет необходимой длины анкеровки для растянутой и сжатой арматуры;
  • если толщина фундаментной плиты позволяет выполнить анкеровку в виде прямого окончания стержня, то достаточно завести продольную арматуру на длину анкеровки в фундаментную плиту;
  • если анкеровка в виде прямого окончания стержня невозможна, то рекомендуется выполнить анкеровку путем отгиба анкеруемого стержня на 90°;
  • если анкеровка путем отгиба не получается, рекомендуется увеличить толщину фундаментной плиты;
  • менее предпочтительным способом анкеровки является использование специальных анкерных устройств, т.к. в этом случае напряженно-деформированное состояние узла усложняется, и необходимо проводить детальные расчеты в пространственной постановке.

Проектируя отгиб арматурного стержня, следует учитывать, что: во-первых, длина прямого участка у начала заделки должна быть не мене половины длины анкеровки, и, во-вторых, отгиб выполняется по дуге круга радиусом в свету не менее 10d(l — L1/Lan), где L1 – длина прямого участка у начала заделки.

Располагать слои арматуры рекомендуется следующим образом:

  • растянутую арматуру лицевой плиты и фундаментной плиты имеет смысл располагать как можно ближе к грани элемента, т.е. сразу после защитного слоя, который обычно принимается 40мм;
  • сжатую арматуру лучше располагать за распределительной.
Схема армирования уголковой подпорной стены
Схема армирования уголковой подпорной стены
Анкеровка арматуры лицевой плиты в фундаментной плите
Анкеровка арматуры лицевой плиты в фундаментной плите

Все торцевые части подпорной стены должны быть армированы П-образными хомутами, которые нужны как для анкеровки арматуры, так и для восприятия локальных усилий.

Уголковые подпорные стены состоят из фундаментной плиты и лицевой плиты. Главная задача при армировании заключается в том, чтобы обеспечить совместную работу этих плит. В случае если уголковая подпорная стена заливается за один раз, то проблем с обеспечением совместной работы нет, в противном случае – при наличии рабочих швов бетонирования, требуются специальные мероприятия.

Чаще всего рабочий шов бетонирования располагается в зоне примыкания лицевой плиты  к фундаментной плите. В этом сечении все усилия достигаются максимальных значений. Основную опасность представляет поперечная сила. Устойчивости против сдвига по рабочему шву бетонирования может быть обеспечена за счет:

  • бетонной шпонки (методику расчета см. в СП 63.13330.2018);
  • нагельного эффекта продольной арматуры (методику расчета см. в СП 35.13330.2011);
  • дополнительной арматуры, работающей на срез (методику расчета см. в СП 35.13330.2011);
  • выступа в фундаментной плите (коротких контрфорсов).
Бетонная шпонка подпорной стены
Бетонная шпонка подпорной стены
Выступ в фундаментной плите (микро контрфорс)
Выступ в фундаментной плите (микро контрфорс)

Немаловажным вопросом при разработке чертежей КЖ является проработка фиксаторов арматуры. Для фундаментной плиты используют различные фиксаторы, самый простой – это «лягушки». Если толщина плиты более 30 см, рекомендуется использовать сварные поддерживающие каркасы.

Фиксаторы арматуры для подпорной стены
Схема расположения фиксаторов арматуры
Фиксатор арматуры для подпорной стены
Фиксатор арматуры для подпорной стены

При наличии контрфорсов общие принципы армирования, описанные выше, остаются в силе. Добавляется необходимость обеспечения совместной работы контрфорса с фундаментной плитой и лицевой плитой, что достигается за счет правильной анкеровки арматуры. По контрфорсам на нашем сайте есть отдельная статья.

Схема армирования подпорной стены с контрфорсом
Схема армирования подпорной стены с контрфорсом
Схема армирования контрфорса подпорной стены
Схема армирования контрфорса подпорной стены

Гибкие подпорные стены

Гибкие подпорные стены отличаются широким разнообразием конструктивных схем, и, как следствие, схем армирования. Наиболее простой и распространенный тип гибких подпорных стен – это подпорные стены из буронабивных свай. Сваи в плане располагаются с определенным расчетным шагом. Грунт между сваями удерживается за счет забирки, наиболее капитальный вариант которой – это железобетонная забирка. Пример армирования такой подпорной стены показан ниже.

Армирование подпорной стены из буронабивных свай
Армирование подпорной стены из буронабивных свай
Схема армирования подпорной стены из буронабивных свай с железобетонной забиркой
Схема армирования подпорной стены из буронабивных свай с железобетонной забиркой

Основные ошибки армирования подпорных стен

Ошибки армирования подпорных стен

Ниже приведем неполный список наиболее распространенных (из нашей практики экспертиз) ошибок, допущенных при разработке чертежей КЖ на подпорные стены:

Ошибка №1 – невыполнение пункта 5.1.9 СП 63.13330.2018: в монолитных конструкциях должна быть обеспечена прочность конструкции с учетом рабочих швов бетонирования. К сожалению, нередко проектировщики игнорируют наличие рабочих швов, в то время как компетенции строителей совершенно недостаточно, чтобы решить этот вопрос безопасным образом. Данная ошибка часто приводит к необходимости усиления подпорных стен.

Ошибка №2 – невыполнение пункта 10.3.21 СП 63.13330.2018: не обеспечена анкеровка рабочей арматуры, следовательно, арматура не работает. Данная ошибка, как и первая, может привести к обрушению подпорной стены.

Ошибка №3 – неправильное армирование узлов подпорной стены, в частности узла сопряжения лицевой плиты с фундаментной плитой. Данная ошибка как правило приводит к повышенной податливости узла, часто требуется усиление.

Ошибка №4 – неправильное расположение слоев арматуры, что приводит к уменьшению рабочей высоты, и как следствие, несущей способности сечения. Крайне важно проверить, что привязка арматуры на схемах армирования соответствовала расчету.

Ошибка №5 – неучёт дополнительных требований СП 14.13330.2018 для подпорных стен, расположенных в сейсмических районах. Эта ошибка приводит к отсутствию сейсмостойкости сооружения.

Заключение

Из всего вышенаписанного можно сделать вывод о том, что армирование подпорных стен – это достаточно сложная и ответственная работа. Крайне важно, чтобы расчеты и конструирование подпорной стены выполнялись одним лицом, т.к. при разработке чертежей КЖ инженер должен   понимать каждую деталь работы конструкций подпорной стены с учетом всех нюансов.

Заметим, что на сегодняшний день не существует программ, которые могли бы в автоматическом режиме выполнить армирование подпорной стены. Максимум, что могут выдать программы – предварительный чертеж для предпроектного этапа.

Следует учитывать, что правильное армирование подпорной стены при разработке чертежей КЖ не менее важно, чем правильный расчет. Ошибки, допущенные при разработке чертежей КЖ, могут иметь фатальный характер.

По теме подпорных стен на нашем сайте есть еще статьи: по их расчету и проектированию. Вы можете к нам обращаться по любым вопросам, связанным с расчетами и проектированием подпорных стен.

geoprognoz.rf@gmail.com

+7 (953) 879-38-29

Копирование на этом сайте запрещено.