Металлические подпорные стенки
Металлические подпорные стенки

В транспортном и гидротехническом строительстве, а также при создании инженерной инфраструктуры городов широко применяются подпорные стены для удержания грунта на склонах и откосах насыпей.

Этот элемент строительства сооружений настолько необходим, что возникновение его следует отчасти к истокам цивилизации. Издавна в качестве основного материала использовался камень в обработанном и необработанном виде.

Необходимость сокращения сроков возведения и затрат труда на строительство привели в дальнейшем к созданию бетонных и габионных конструкций.

Испытания подпорных стенокВ настоящее время практически все виды подпорных стен можно свести к нескольким типам:

• массивные каменные и бетонные стены;

• железобетонные стены уголкового типа;

• конструкции из каменного материала, заключенного в стальные сетки-габионы;

• шпунтовые   стены   (забивной   шпунт)   применяются   не   часто в специфических условиях.

Применение того или иного типа обусловлено наличием материала и применяемой технологией работ. Отмечаются как достоинства, так и недостатки конструкций. Так массивные стены в виду большого расхода материала используют при наличии такового на месте строительства. Железобетонные стены требуют значительно меньшего количества материала, однако технология их возведения связана со значительной трудоемкостью и мокрыми процессами при строительстве.

Стремление сохранить достоинства конструкций и освободиться от их недостатков привело к созданию конструкций из стального тонкостенного прокатного листа специального профиля.

За рубежом такие конструкции применяются для весьма широкого спектра сооружений: стен для дорожного и городского строительства, гидротехнических сооружений, причалов, сооружений берегоукрепления, ограждения и устройства открытых складов, технологических площадок для промышленного строительства и др. нужд.
Компанией изучен опыт применения таких конструкций за рубежом, применительно к нуждам российских строительных организаций и распространённых у нас технологий строительства.

КОНСТРУКЦИЯ

Подпорные стены представляют собой коробчатую конструкцию из связанных стойками секций. Секции состоят из стальных оцинкованных профилированных листов толщиной до 5 мм с болтовым соединением.
Шаг секций 3,0 м, высота и ширина назначаются проектом и зависят от предполагаемых нагрузок.

Листы соединяются друг с другом болтовыми соединениями, образуя ряд секций, объединенных в коробчатую пространственную емкость. Сборка секций выполняется на месте, а их форма обеспечивается посредством сборки профилированного листа на стойках, соединенных рядом продольных элементов. Передние вертикальные элементы соединены с вертикальными задними элементами при помощи стальных распорных листов (диафрагм), которые изменяют их длину в зависимости от высоты стены, нагрузок и условий грунта.

Внутреннее пространство заполняется сыпучим дренирующим грунтом,  различным каменным или другими материалами в зависимости от области и условий применения конструкций. 

 Пространственный принцип работы данной конструкции подпорной стены обеспечивает  возможность большего включения в работу объема грунта засыпки в коробчатые секции, что дает возможность:

• максимального использования в процессе засыпки местного грунта для удержания в проектном положении конструкций и снижения активного давления грунта; • применения конструкций в различных грунтовых условиях при различных полезных нагрузках в разнообразных природных и климатических условиях;
• повышения технологичности работ на строительной площадке путем применения сборных элементов, исключения трудоемких стыков, сокращения числа разнотипных сборных элементов; • применения подпорных стен практически любой высоты;
• улучшения работы подпорных стен на сдвиг и опрокидывание; • применения подпорных стен в слабых грунтах основания, а также при воздействии сейсмических нагрузок.
• повышения архитектурной выразительности стен за счет применения более эффектных конструкций;  

Использование этого принципа – один из путей снижения материалоемкости, трудоемкости, стоимости, улучшения технологичности, повышения эффективности работы подпорных стен.

Путепровод через ж/д. Сопряжения путепровода с насыпью подходов:

Путепровод через ж/д Путепровод через ж/дКонструкция профиля защищёна патентом, разработан стандарт предприятия и иная техническая документация, регламентирующая процесс изготовления и монтажа стен.

Проведены натурные испытания стены с учётом воздействия автодорожной и железнодорожной нагрузок. Результаты испытаний показали соответствие фактических показателей расчётным, что гарантирует прочность, устойчивость и надёжность конструкций.

Целесообразность применения пространственных конструкций в подпорных стенах обусловлена следующими обстоятельствами:

• коробчатые пространственные оболочки наилучшим образом работают на действие распределенной нагрузки (давление грунта); • в связи с преимущественной работой на сжатие или растяжение в модульных секциях возможно применение высокопрочных материалов при небольшой толщине от 2,0 до 5,0 мм (для обычных условий – Ст. 3, для северных условий – 09Г2С);
• грунт, контактирующий с тонкостенными оболочками, сообщает им дополнительную жесткость в связи, с чем отпадает необходимость обеспечения устойчивости конструкции; • пространственные конструкции позволяют получить наиболее выразительные архитектурные решения фасада стен, что бывает важно для конструкций на автомобильных дорогах, на подходах к тоннелю, галереи, мосту.
• пространственные конструкции хорошо воспринимают поперечные силы, вследствие чего не требуется увеличения их толщины у опор;

 

НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Область применения металлических подпорных стен обширна, включает в себя промышленное и гражданское строительство, постоянные и временные сооружения, стационарные и передвижные. Желание заказчика иметь надежное и долговечное сооружение может быть удовлетворено применением именно таких конструкций. Универсальность применения обеспечивается за счет сборных конструкций, позволяющих изготавливать сооружения требуемой формы.

Основным назначением подпорных стен является восприятие внешних воздействий от постоянных (активное и пассивное давление грунта, гидростатическое давление воды), временных (автотранспорт, складируемые материалы и др.) и кратковременных (сейсмические, ледовые) нагрузок тогда, когда угол откоса склона не может обеспечить устойчивость всего грунтового массива.

Гибкая конструкция стены позволяет без ее разрушения удерживать массив грунта даже в критических ситуациях – при землетрясениях и деформациях грунтового основания.

Применение подпорных стен позволяет устраивать защитные сооружения на опасных участках автомобильных и железных дорог.

В настоящее время, с использованием новых материалов и технологий традиционная область применения подпорных стен расширилась:

• защита от размывов берегов и дамб;

 • волноотражающие сооружения;

• доки и пирсы лодочных станций; • стенки водопропускных сооружений (каналы, шлюзы и т.д.);
• складские портовые площадки; • противоаварийные сооружения на промпредприятиях (химическая промышленность, очистные сооружения и т. д.);

 • опоры и устои мостов;

• погрузо-разгрузочные рампы промышленных предприятий.
• расширение трасс и железнодорожных путей;  

 Замена ж/б моста на «мостолиcт» арочного сечения с применением подпорных стенок:

Замена ж/б моста на «мостолиcт» stenka6Применение подпорных стен в городской черте связано с требованиями размещения здания или сооружения на ограниченной территории, когда разработка грунта под новое строительство вблизи существующих зданий, сооружений может привести к необратимым последствиям. Например, для террасирования застройки, ландшафтного проектирования, выполнения мероприятий на неудобных земельных участках или обрывистых склонах, которые когда-то были признаны непригодными для строительства территориями.

Во всех перечисленных случаях возможно применение металлических подпорных стен. Применение их во многих случаях позволяет упростить процесс обеспечения необходимыми инженерными сооружениями при одновременном повышении качества готового продукта.

Установка, монтаж и продолжительность строительства. Подпорные стены представляет собой сборную конструкцию полной заводской готовности. Монтаж и установка подпорных стен чрезвычайно проста и удобна с технической точки зрения для их сборки в любых условиях, в любом климате и в любое время года, не требует квалифицированной рабочей силы или специального оборудования. Уменьшается, а во многих случаях вообще исключается потребность  во вспомогательных и временных сооружениях. Этим обусловлена высокая скорость монтажа. В основании стены достаточно сделать небольшое углубление, так как фундамент не обязателен. Установка производится обычным краном или вручную.

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

Транспортабельность. Подпорные стены, находящиеся в разобранном виде отличает низкая стоимость транспортировки. Длина наиболее длинных секций, как правило, не превышает 4,0 метров. Это позволяет использовать для перевозок стандартный автотранспорт или железнодорожные полувагоны. Загрузка транспортных средств достаточна высока. Изготовленные в заводских условиях конструкции легко и компактно пакетируются, что еще более снижает затраты на транспорт. Исключается применение специального и дорогостоящего транспорта. 

Многократное использование. Потребность промышленности в легких и прочных временных или постоянных конструкциях может быть восполнена сооружениями из металлических подпорных стен. Сооружение – это легкая конструкция, которую можно неоднократно использовать, придавая различные формы готовому изделию. Изменение формы по ходу его эксплуатации, при необходимости, позволяет значительно расширить возможности производства. После требуемого периода эксплуатации сооружение из металлических подпорных стен может быть легко демонтировано. В разобранном состоянии конструкции занимают немного места и при хранении требуют лишь защиты от атмосферных воздействий. При правильной эксплуатации оборачиваемость конструкций может достигать десятки раз, а срок эксплуатации в зависимости от механических воздействий и вида производства может достигать десятки лет.

Экономическая эффективность. Сопоставление основных технико-экономических показателей для различного типа стен в условиях центральной России приведено в таблице.

Сравнение выполнено для стены эффективной высотой 4,0 м, для отрезка стены в плане длиной 3,0 м. Конструктивные схемы стен приведены ниже.
Из сравнения стоимости видно, что металлическая подпорная стена имеет наилучшую экономическую эффективность, что еще раз подтверждает ее превосходство над существующими аналогами.

Выводы. Применение металлических подпорных стен более целесообразно, чем аналогичной продукции по следующим причинам:

• более низкая общая стоимость строительства; • использование легкой строительной техники;
• значительное снижение расходов; • значительное сокращение сроков строительства;
• использование малоквалифицированной рабочей силы, при одновременном снижении затрат труда в разы, по сравнению с другими конструкциями; • долговечность конструкций составляет 60–90 лет, другие показатели не отличаются от соответствующих показателей стен других типов или лучше их.
закрыть