Výpočet opěrné zdi: návrh a vyztužení

Opěrná zeď je konstrukce instalovaná za účelem zabránění destrukce zeminy ve svazích náspů nebo hlubokých výkopů. Výpočet opěrné zdi provádějí vysoce kvalifikovaní odborníci, protože spolehlivost a trvanlivost celé budované konstrukce závisí na kvalitě provedené práce.

Takové stěny jsou široce používány při stavbě jam a příkopů, plotů a systémů proti sesuvu půdy. Tato inženýrská struktura je žádaná a nezbytná při provádění stavebních prací souvisejících s výstavbou venkovských domů v oblastech vyznačujících se výraznými výškovými rozdíly. Mohou to být kopce, rokle nebo strmé svahy.

Vlastnosti a typy provedení

Jakákoli opěrná zeď je konstrukce postavená tak, aby se zabránilo zhroucení půdy v oblastech, kde existují významné rozdíly v úrovni značek provedených během návrhu a přípravy území. Takové stěny jsou dekorativní a posilující. V závislosti na složitosti úkolu může být stěna:

1. Monolitické, pro jejichž stavbu se používá beton, suť, cihla, suť nebo železobeton.
2. Prefabrikovaná konstrukce postavená ze železobetonu.

Podle jejich designu se monolitické dělí na:

• konzola (úhlový profil), která zahrnuje přední a základové desky;
• opěra, pro zvýšení tuhosti se používají příčně uložená žebra nebo opěrky.

Týmy jsou rozděleny do:

• opěrné stěny rohových profilů, sestavené na staveništi z profilů vyrobených z jednotlivých desek nebo bloků; hlavním rozdílem od monolitických je právě použití takových sekcí pro montáž konstrukce;
• ploty, vyrobené ve formě spolehlivých sloupů, s deskami instalovanými v rozpětích mezi nimi.

Místem pro instalaci konstrukce a postavení opěrné zdi může být přirozený základ, to znamená kamenitá půda nebo piloty vyrobené na místě.

Základem každé stavby je hlubinný základ (jehož hloubka je 1,5krát větší než jeho šířka) nebo mělký základ. Sloupy, stejně jako podpěry, mohou být vyrobeny z krabic instalovaných v několika vrstvách a naplněných pískem nebo hrubým drceným kamenem.

Při výběru výšky opěrné zdi byste měli věnovat pozornost velikosti stávajícího poklesu:

• více než 20 m – vysoké stavby;
• od 10 do 20 m – průměr;
• do 10 m – nízká.

Opěrné stěny se rozlišují v závislosti na jejich konstrukci:

• masivní, zajišťující stabilitu pohybující se půdy a zabraňující jejímu převrácení vlastní vahou;
• kotvy jsou nejúčinnější v přítomnosti velkého rozdílu;
• tenkostěnné, jehož zvláštností je, že pro tuto kategorii existuje norma pro možný průhyb pod vlivem zatížení.

Kromě toho je důležitá velikost opěrné stěny, která se určuje v závislosti na síle tlaku zeminy, vlastní hmotnosti stěny a zatížení, která nepřesahují hranice destrukčního hranolu.

Při konstrukci této konstrukce se bere v úvahu nasycení půdy vodou a přítomnost látek v ní agresivních vůči betonu.

Vlastnosti použitých materiálů

V souladu s pokyny pro stavbu opěrných zdí a SNiP II-15-74 a II-91-77 se pro stavbu monolitických konstrukcí používají cementové třídy M 150 a M 200 a pro prefabrikované konstrukce – M 300 a M 400.

Při výběru výrobků z betonářské oceli je nutné vzít v úvahu teplotní úroveň v zimě. V oblastech, kde teploměr v zimě klesá pod -30° Celsia, je přísně zakázáno použití betonářské oceli třídy A IV 80 C.

V souladu s GOST 5781-82, který je platný v Ruské federaci, se zesílení opěrných zdí provádí pomocí výztužných tyčí třídy A III a A II.

Kotevní tyče a hypotéky se používají v souladu s GOST 535-2005 platnými v Ruské federaci.

Pro výrobu zvedacích smyček v železobetonových konstrukcích se používá betonářská ocel třídy AI třídy VSt3sp2.

Výběr materiálu pro stavbu opěrných zdí je založen na určitých vlastnostech půdy a podmínkách prostředí.

Takže pro stavbu betonových sutin nebo betonových stěn v oblastech vyznačujících se prudkými změnami teploty se doporučuje zvolit značku betonu v závislosti na těchto vlastnostech a mrazuvzdornosti.

Pro stavbu železobetonových opěrných konstrukcí však lze použít skladbu třídy B 15 a vyšší.

Při navrhování železobetonových konstrukcí, které jsou předpjaté, se používají třídy betonu B 20, B 25, B 30, B 35 Pro přípravu betonu budete potřebovat beton třídy B 3,5 a B 5. Je nutné zvolit jakost. beton, s přihlédnutím k takovým ukazatelům, jako je mrazuvzdornost a odolnost proti vodě.

Čím nižší je okolní teplota, tím vyšší je třída mrazuvzdornosti betonu, ale ve většině případů není ukazatel vodotěsnosti standardizován.

Zvláštní pozornost si zaslouží předpjatá výztuž. Ve většině případů se jedná o výrobky, jejichž pevnost se při tepelném zpracování zvyšuje, jsou vyrobeny z oceli třídy AtIV nebo za tepla válcované oceli třídy AV a AVI. Další informace o stavbě opěrných zdí naleznete v tomto videu:

Výpočty zatížení a tlaku

Jedním z nejdůležitějších ukazatelů je koeficient spolehlivosti návrhu. Přijímá se v závislosti na skupině podmínek. S první odpovídá údajům uvedeným ve speciální tabulce, s druhou se bere jako jednotka.

Zatížení na vztyčené konstrukci jsou:

1. Konstanty, které zahrnují hmotnost samotné konstrukce, zeminu v zásypu, objemový a přirozený výskyt, tlak podzemní vody, hmotnost železniční trati a dálnice nebo chodníku pro pěší.
2. Dlouhodobý – tlak nákladu nebo skladovaného materiálu umístěného v přilehlém území a rovnoměrně rozložený, tlak pohybující se dopravy, silniční i železniční.
3. Krátkodobé – tlak z vozidel, pásových vozidel nebo vysokozdvižných vozíků.

Jak intenzivní bude aktivní horizontální tlak, můžete vypočítat pomocí vzorce, který bere v úvahu:

• vlastní hmotnost;
• hloubka;
• je zohledněn koeficient adheze zeminy podél smykové roviny kolapsového hranolu pod různými úhly.

Ekvivalentní zatížení se tedy vypočítá pomocí vzorce

, kde SK odpovídá 2K a K je třída zatížení. Jeho hodnota se běžně předpokládá 14, ale v některých případech může být snížena na 10.

, kde ɑ je šířka pásu, Hb je tloušťka vrstvy pod podrážkou pražce, vytvořená pro vyvážení. Je rovna 0,75 m, a pokud taková základna není zkonstruována, pak se hodnota bere jako 0. Přibližný popis výpočtů naleznete v tomto užitečném videu:

Při výpočtu opěrných zdí se nebere v úvahu vodorovné a boční zatížení, které vzniká na zakřivených úsecích dráhy odstředivými silami.

Práce na stavbě opěrných zdí a potřebné výpočty

Způsob provádění stavebních prací, jeho vlastnosti, použité vybavení a mnoho dalšího musí být zajištěno předem. Příprava jámy, její hloubka a tvar základny se vypočítávají ve fázi projektové přípravy. V závislosti na kvalitě půdy se volí návrh základů:

• pilotové založení;
• polštář z písku a štěrku;
• způsob instalace do vody.

Příkopy a jámy se hloubí pomocí těžké stavební techniky. Jedná se o korečková rypadla, samohybné výložníkové jeřáby na pásových nebo kolových pásech a někdy je velmi efektivní použití vysokozdvižných vozíků.

Zasypávání není možné bez buldozerů, které dokážou provést potřebnou práci rychle a efektivně. Při provádění zásypů se používá hrubá zemina, písek a hlína.

Všechny jsou podrobeny důkladnému zhutnění, s jehož pomocí nejen vyrovnají povrch, ale také dosáhnou zhutnění půdy. Tato operace se také provádí pomocí stavebních strojů. Při provádění práce budete potřebovat válec, vibrátor nebo pěchovací stroj. Jako zásypový materiál se nepoužívá jíl nebo rašelina.

Stavba opěrné zdi na předměstské lokalitě je spojena s určitými obtížemi vyplývajícími z jejího umístění. Pokud se dům a pozemek nacházejí v rokli nebo kopcovité oblasti, je poměrně obtížné naplánovat krásný pozemek a správně jej navrhnout.

Nejprve se musíte postarat o zpevnění půdy, což znamená přemýšlet o vybudování opěrných zdí pro plošiny a cesty, květinové záhony a záhony, altány nebo rekreační oblast s bazénem.

V takových podmínkách lze veškerou práci provádět nezávisle bez zapojení specialistů a těžké stavební techniky. Je potřeba ujasnit si hloubku podzemní vody, získat výsledky půdní studie od geodetů a vybrat nejvhodnější návrh pro daný případ.

Výška samostatně postavené opěrné zdi by neměla přesáhnout 1,5 m, pokud jde o tloušťku, závisí na kvalitě použitého materiálu:

• kámen nebo suť beton – 60 cm;
• beton – 40 cm;
• železobeton – 10 cm.

Mimořádně oblíbené jsou opěrné zdi z kamenů kladených speciální kovovou sítí a opatřené spolehlivou a kvalitní výztuží. Provádění výpočtů bez účasti specialistů vyžaduje znalost určitých údajů týkajících se kvality půdy a výšky opěrné zdi.

Poměr výšky konstrukce a její tloušťky se určuje v poměru 4:1, ale to platí pouze pro hutnou jílovitou zeminu. Při střední hustotě bude poměr 3:1, při nízké hustotě půdy – 2:1. Další informace o tom, jak postavit strukturu na místě se silným sklonem, naleznete v tomto videu:

Pomocí vzorců můžete nezávisle provádět všechny výpočty a určit šířku opěrné zdi na základně a v její horní části:

Ƴg – standardní hmotnost půdy;

H – výška opěrné zdi

μ je koeficient, který závisí na hodnotě úhlu vnitřního tření a určuje se podle speciálně sestaveného grafu.

Když známe hodnoty úhlů vnějšího a vnitřního sklonu (C), šířku stěny v libovolném úseku (b), výšku od povrchu země, její hmotnost a potřebné koeficienty, použijeme vzorec,

díky čemuž je možné vypočítat všechny potřebné parametry budoucí konstrukce.

Správně provedené výpočty pomohou zabránit zničení přírodních nebo uměle vytvořených náspů a roklí, ozdobit dvůr, racionálně využít i ty oblasti půdy, na kterých se zdálo nemožné umístit květinové záhony a květinové záhony, a vytvořit plot, který je jedinečný ve svém design.