9.Подпорные стены.

На крутых склонах при устройстве насыпей на косогорах объём земляных работ существенно увеличивается, а насыпная часть земляного полотна неустойчива. При уклонах косогора до 1:5 для повышения устойчивости до отсыпки грунта устраивают уступы, а при крутизне до 1:2 – 1:3 упорные банкеты. При большей крутизне устраивают подпорные стены из железобетона, бетона или каменной кладки.

Расчеты подпорных стен ведут на устойчивость против опрокидывания и против сдвига боковым давлением грунта. Временную нагрузку g, принимаемую равномерно распределенной по полотну дороги, заменяют при этом эквивалентным слоем грунта толщиной h=g/γ, где γ – удельный вес природного грунта. Вертикальное давление σ₁ , действующее на выделенный в оползающем клине на глубине z элементарный объём грунта, равно γz.

В условиях предельного равновесия, согласно условию прочности Мора, напряженное состояние выделенного объёма грунта характеризуется зависимостью:

σ₁ –σ₃

sinφ = -------------- ,

σ_{1 +} σ₃

где φ – угол внутреннего трения.

Отсюда, учитывая, что σ₁ = γz, горизонтальное давление σ₃ = γz tg²(45⁰-½φ).

Эпюра давления грунта на стену имеет вид трапеции. Равнодействующая давления, приложенная в центре тяжести эпюры, G=½γ(H²+Hh) tg²(45⁰-½φ).

Глубину заложения фундаментов подпорных стен принимают не менее 0,25 м в скальных породах, 0,5 м в дренирующих неводонасыщенных грунтах и не менее половины промерзания в переувлажненных грунтах.

На горных дорогах находят применение железобетонные подпорные стены уголкового профиля с вертикальной стенкой переменной толщины и с наклонной фундаментной плитой. Они удобны при монтаже и их использование устраняет необходимость в применении ручного труда, неизбежного при строительстве стен из каменной кладки. Находят применение подпорные стены ряжевого типа из железобетонных элементов, заполняемые камнем. Широкое распространение получили подпорные стены из грунта, армированного геосинтетическими материалами.

Для защиты откосов выемок и крутых естественных горных склонов, сложенных из мер-

геля и сланцевых пород, которые, обладая необходимой устойчивостью против оползания, легко выветриваются, разрушаются и осыпаются, устраивают защитные или одевающие стены. Они не несут внешней нагрузки, не поддерживают откос, как подпорные стены, а лишь прикрывают его, передавая на откос свой вес и защищая его от природных воздействий. Поэтому одевающие стены имеют меньшую толщину, чем подпорные. Их поперечное очертание зависит от конфигурации защищаемого откоса. Наиболее целесообразно заднюю поверхность одевающих стен делать прямой, чтобы стена имела возможность независимой осадки. За стеной укладывают дренажную прослойку с выпусками для отвода скапливающейся воды, которая при замерзании могла бы разрушать стену. На сухих откосах стены можно устраивать с заделкой уступов в скальную породу. В некоторых случаях, если трещиноватость распространяется на небольшую глубину, хорошие результаты дает уположение откоса.

Целесообразно использовать для устройства одевающих стенок сборные бетонные элементы. Во многих случаях можно ограничиваться обработкой поверхности трещиноватых скальных откосов торкретированием, особенно с использованием аэрированных цементных растворов, хорошо проникающих в трещины.

При устройстве выемок на крутых косогорах в монолитных скальных грунтах можно оставлять нависающие над дорогой скальные выступы. Такой поперечный профиль называется полутоннелем.

На крутых горных склонах, где требуется значительная высота подпорных стен, для уменьшения объема работ устраивают эстакады и полумосты, в которых часть земляного полотна располагается на каменных или бетонных опорах, а на обрывистых скальных склонах — балконы — консольные конструкции, закрепленные в скалу, на которых частично размещается земляное полотно. Устройство опор балконов с закреплением в отвесных стенах скальных обрывов сложно. Поэтому для поддержания консолей устраивают вертикальные опоры.