4.3. Подпорные стены из армированного грунта
Армированный грунт – это сравнительно новый способ устройства подпорных стен и других сооружений. Сущность его заключается в том, что на специально подготовленной поверхности грунта (спланированной и уплотненной) укладывают арматурную сетку (рис. 4.11) и засыпают ее слоем грунта, после уплотнения этого слоя укладывают следующую арматурную сетку и засыпают следующий по высоте слой грунта с уплотнением его до заданных расчетом величин.
Сетки в торце одной из сторон прикрепляют по мере их укладки к элементам торцевого ограждения, например, оболочки, под которые до начала работ устраивают фундаментную плиту, согласно расчету.
Современные конструкции армированного грунта впервые были предложены французским инженером А. Видалем в 1966 г. По А. Видалю, армированный грунт напоминает обложку книги, где нижняя ее часть - металлическая арматурная сетка, укладывается на уплотненный грунт, присыпается слоем грунта и укатывается, перекрывается сверху следующей сеткой и с торца закрывается ограждением с оболочкой. После соответствующих исследований, разработки методики расчета, конструкции и технологии, армированный грунт получил большое распространение в зарубежной практике строительства для крепления откосов, насыпей и выемок.
Одна из новых конструктивно-технологических схем армированного грунта была предложена Казагранде (1978): укрепление слабого грунта, армированного послойно горизонтально укладываемыми диафрагмами.
Конструкции из армированного грунта, выполненные по методу Йорка (США) из сборных элементов, показаны на рис. 4.12 и 4.13.
Армирование осуществляют, как правило, стальной полосовой арматурой. Имеется опыт применения арматуры из пластмасс. Для защиты арматуры от коррозии ее анодируют или оцинковывают.
Рис. 4.11. Армированный
грунт со сборной металлической
оболочкой: а- конструкция; б - процесс
возведения; 1 - соединение внахлест;
2 - металлический элемент оболочки;
3 - арматура; 4 - грунт
Профилированные тонколистовые элементы из стали имеют гальваническое покрытие. Толщина листов 3 и высота 330 мм, длина до 10 м. Такие элементы могут выдержать значительную нагрузку. Горизонтальные стыки соединяют в фальц, вертикальные стыки соединяют внахлестку. Арматурные стержни и полосы крепят через 0,3... 1,0 м по расчету. При возникновении бокового давления грунта усилия через тонколистовой профиль, работающий как растянутая мембрана, передаются на анкерные арматурные полосы.
Рис. 4.12. Конструкция, применяемая для армирования грунта по методу Йорка
Рис, 4.13. Один из вариантов устройства наружной оболочки по методу Йорка: 1 - армирующие полосы; 2 - вертикальные стержни опоры; 3, 4 - два типа элементов ограждения
Подпорная стенка с ограждением из крестовидных бетонных плит с половинными доборными нижними и верхними плитами позволяет получать интересные решения фасадов (рис. 4.14). Для большей технологичности монтажа предусмотрена система вертикальных анкерных стержней, которые не только обеспечивают точность установки, но и способствуют большей монолитности стенки. Анкерные арматурные полосы изготавливают из оцинкованных стальных листов толщиной 3 и шириной 60, 80, 100, 120 мм, длиной до 25 м. Расход цинка достигает 185 г на 1 м2 поверхности. Раньше полосы получали нарезкой, а в настоящее время — прокаткой.
Рис. 4.14. Крестовидные элементы ограждения:
1 - временное крепление; 2 – временные клинья; 3 - крестовидные элементы; 4 - анкерный, шип; 5 - арматурные полосы, 6 - грунт
Насыпные грунты для стенок должны допускать высокую степень уплотнения, позволяющего получить как можно большее сопротивление трению на максимально коротком участке. Грунты заполнения должны быть водопроницаемыми и стойкими против выветривания.
Область применения армированного грунта не ограничивается только подпорными сооружениями. Благодаря экономической эффективности, преимуществам по экономическим параметрам, армированный грунт широко используется в современном зарубежном строительстве для самых различных целей. В обстоятельной работе по армированному грунту К.Д. Джоунса приведены примеры строительства из армированного грунта не только самых различных подпорных сооружений, но и использование этого способа для укрепления береговых устоев мостовых сооружений, плотин, насыпей, фундаментов и оснований для различных сооружений в дорожном, жилищном и промышленном строительстве, сводов подъемных сооружений и многих других целей.