Розрахунок матеріалу для підпірних стін
Стінка з цегли: 1 - щебінь; 2 - цегляна кладка; 3 - дренажний отвір у кладці; 4 - бетонний фундамент.
Виробляючи розрахунок підпірних стін та вибираючи матеріал для неї та її фундаменту, необхідно враховувати багато факторів та вимог, основними серед яких є: висота стіни, водонепроникність, сейсмостійкість, довговічність та стійкість до хімічної агресії, якісна основа, умови виконання робіт, наявність місцевих будматеріалів та умови поєднання з іншими спорудами. В іншому випадку може відбутися перекидання.
Тонкоелементні підпірні залізобетонні стіни найбільш економічні, на відміну від масивних бетонних вони вимагають в 2 рази менше цементу і незначна витрата арматури.
Істотна перевага залізобетонних підпірних стін – це можливість застосовувати збірні конструкції та зводити їх із безпосередньою передачею тиску на слабкий ґрунт без облаштування штучної основи.
Висотою до 6 м залізобетонні консольні стіни мають об'єм менше, ніж контрфорсні (ребристі); для стін заввишки 6-8 м об'єми однакові; для стін заввишки понад 8 м ребристі конструкції мають менший обсяг залізобетону, ніж консольні. Таким чином, для середніх та високих стін найбільш оптимальна ребриста залізобетонна конструкція.
Щоб уникнути перекидання, для залізобетонних підпірних стінок бетон повинен бути щільним (марка 150-600). Арматурою можуть стати сталеві стрижні діаметром до 40 мм, а для попередньо напруженої конструкції - високоміцний дріт.
Для нерозрахункових другорядних частин споруд та для монтажної арматури можливе застосування сталі класу A-I. Щоб зварити стрижні арматури, застосовують електроди з якісним покриттям (приклад: Е42, Е42А,Е50А, Е55).
Застосовувати бетонні підпірні стіни доцільно лише при дефіциті та високій вартості арматури, так як у масивних підпірних стінах міцність бетону використовується не повністю. Через це застосування для них бетону високих марок недоцільно, але за умовами щільності не рекомендується використовувати бетон марки нижче 150. Для того, щоб зменшити об'єм кладки, підпірні бетонні стіни можна виготовити з контрфорсами.
Використання профілів з похилою задньою гранню, ступінчастих та прямокутних, може бути обумовлено вимогою вертикальності передньої грані, приклад: для причальних стін. Варто мати на увазі, що вертикальна передня грань підпірної стіни на вигляд здається нахилилася, тому її роблять з незначним нахилом до вертикалі. Передня похила грань робиться із ухилом приблизно 3:1.
Підпірним стінам з бутової кладки потрібно менше витрати цементу на відміну від бетонних і вони можуть бути зведені в менший термін при більш простій організації робіт. Використання стін з бутової кладки є доцільним за наявності на місці каменю. Бутову кладку необхідно виконувати з каменю марки не нижче 150-200, використовуючи портландцемент марки не нижче 25-50, а краще 100-200.
Розчин, крім міцності, повинен мати водоутримуючу здатність і пластичність, для цього до його складу потрібно додавати пластифікуючі добавки. Для підпірних гідротехнічних стін використовується бутовий камінь марки не нижче 200 і портландцемент марки не нижче 50.
Підпірні стіни бувають з розвантажувальними майданчиками та з похилою або вертикальною передньою гранню. Задня грань виготовляється уступами або вертикальною. Прямокутний профіль доцільно застосовувати лише за наявності опори біля верху стіни або для невисоких стін. Якщо є дрібний аборваний бутовий камінь, замість бутової кладки можливе застосування кладки з бутобетону.
Допускається висота цегляних стін до 3-4 м. При цьому потрібне застосування контрфорсів. Цегляні стіни ступінчастого або прямокутного профілю найчастіше застосовуються у невеликих підземних спорудах: стінки каналів, колодязі тощо.
Для гідротехнічних стін цегляна кладка непридатна, а для зовнішніх підпірних, що піддаються атмосферним впливам, небажана. У виготовленні цегляних підпірних стін використовується добре обпалена цегла марки не нижче 200 і розчин марки не нижче 25. Використовувати силікатну цеглу в даному випадку не можна.
Бетон високої марки, камінь твердих порід та міцні облицювання використовуються при необхідності захисту стіни від вивітрювання, від впливу високих швидкостей води та при вимогі архітектурного оформлення.
Для зовнішнього шару кладки, бетону та облицювання дозволяється застосування матеріалу, який витримує стократне заморожування.
При дії агресивного середовища необхідно застосування каменю, стійкого проти агресії, спеціального цементу для бетону, захисні облицювання або обмазування.
Для стін, які піддаються впливу води, необхідне застосування гідротехнічного бетону та гідроізоляції (залізнення, торкрет, цементне затирання, асфальтування).
Ряжеві конструкції знаходять своє застосування для невисоких підпірних стін, коли на місці відсутній камінь та заповнювачі для бетону.
У сейсмічних районах середні та високі підпірні стіни необхідно робити лише залізобетонними.
Товщина вгорі має бути не меншою:
- для бетонних стін 0,4 м
- для залізобетонних 0,15 м
- для бутобетонних та бутових 0,75 м
- для цегляних 0,51 м
Узалізобетонних та бетонних стін фундамент із самою стіною зазвичай становить єдине ціле. У той час як у цегляних стін фундамент є самостійною конструкцією з бетонної або бутової кладки, виступає за межі стіни, утворюючи обрізи шириною не менше 15 см і не більше висоти фундаменту. Щоб не відбулося перекидання, виступи фундаменту можуть бути виконані східчасто.