Opěrná zeď -Retaining wall

Kamenná opěrná zeď gravitačního typu

Opěrné stěny jsou relativně tuhé stěny používané k bočnímu podepření půdy, takže může být zadržena v různých úrovních na obou stranách. Opěrné zdi jsou konstrukce navržené tak, aby zadržovaly půdu ve svahu, který by přirozeně neudržela (typicky strmý, téměř svislý nebo svislý svah). Používají se k vázání půd mezi dvěma různými nadmořskými výškami, často v oblastech terénu s nežádoucími sklony nebo v oblastech, kde je třeba krajinu výrazně utvářet a upravovat pro specifičtější účely, jako je zemědělství na svahu nebo silniční nadjezdy. Zádržná zeď, která zadržuje půdu na zadní straně a vodu na přední straně, se nazývá seawall nebo přepážka.

Definice

Stěna pro udržení masy zeminy nebo podobně, jako na okraji terasy nebo výkopu. Opěrná zeď je konstrukce navržená a konstruovaná tak, aby odolávala bočnímu tlaku zeminy, když dojde k požadované změně nadmořské výšky terénu, která přesahuje úhel sklonu půdy.

Suterénní stěna je tedy jedním druhem opěrné zdi. Tento termín však obvykle odkazuje na konzolovou opěrnou zeď, což je samostatně stojící konstrukce bez boční podpory na jejím vrcholu. Ty jsou vykonzolované ze základu a na jedné straně se zvedají nad úroveň, aby si na druhé straně zachovaly úroveň vyšší úrovně. Stěny musí odolávat bočním tlakům generovaným uvolněnou zeminou nebo v některých případech tlakům vody .

Opěrná zeď terminology.jpg

Každá opěrná zeď podpírá „klín“ zeminy . Klín je definován jako zemina, která přesahuje rovinu porušení typu zeminy přítomné v místě stěny, a lze jej vypočítat, jakmile je znám úhel tření zeminy . Se zvětšujícím se odsazením stěny se velikost posuvného klínu zmenšuje. Toto snížení snižuje tlak na opěrnou zeď.

Nejdůležitějším hlediskem při správném návrhu a instalaci opěrných zdí je rozpoznat a čelit tendenci zadržovaného materiálu pohybovat se po svahu vlivem gravitace . To vytváří boční zemní tlak za stěnou, který závisí na úhlu vnitřního tření (phi) a kohezní síle (c) zadrženého materiálu, stejně jako na směru a velikosti pohybu, kterému podstupuje záchytná konstrukce.

Boční zemní tlaky jsou v horní části stěny nulové a – v homogenním terénu – se úměrně zvyšují na maximální hodnotu v nejnižší hloubce. Zemní tlaky vytlačí zeď dopředu nebo ji převrátí, pokud nebudou správně řešeny. Také jakákoliv spodní voda za zdí, která není odváděna drenážním systémem, způsobuje hydrostatický tlak na zeď. Celkový tlak nebo tah lze předpokládat, že působí v jedné třetině od nejnižší hloubky pro podélné úseky jednotné výšky.

Je důležité mít za stěnou správnou drenáž, aby se tlak omezil na návrhovou hodnotu stěny. Drenážní materiály sníží nebo odstraní hydrostatický tlak a zlepší stabilitu materiálu za stěnou. Sádrokartonové opěrné zdi jsou normálně samoodvodňovací .

Například Mezinárodní stavební zákon vyžaduje, aby opěrné zdi byly navrženy tak, aby byla zajištěna stabilita proti převrácení, posunutí, nadměrnému tlaku základů a vzlínání vody; a aby byly navrženy s bezpečnostním faktorem 1,5 proti bočnímu posunutí a převrácení.

Typy

Různé typy opěrných zdí

Gravitace

Stavební typy gravitačních opěrných zdí
Příklad stěny postýlky

Gravitační stěny závisejí na své hmotnosti (kámen, beton nebo jiný těžký materiál), aby odolávaly tlaku zezadu a mohou mít 'odpalování' pro zlepšení stability tím, že se nakloní zpět k zadržené půdě. Pro krátké terénní zdi jsou často vyrobeny z bezmaltového kamene nebo segmentových betonových prvků (zdící prvky). Nasucho skládané gravitační stěny jsou poněkud flexibilní a nevyžadují pevnou základnu.

Dříve ve 20. století byly vyšší opěrné zdi často gravitační zdi vyrobené z velkých mas betonu nebo kamene. Dnes jsou vyšší opěrné zdi stále častěji stavěny jako kompozitní gravitační zdi, jako jsou: geosyntetika, jako je geobuňka buněčná retence zeminy nebo s prefabrikovaným obkladem; gabiony (naskládané koše z ocelového drátu naplněné kameny); stěny dětské postýlky (buňky postavené ve stylu srubu z prefabrikovaného betonu nebo dřeva a vyplněné zrnitým materiálem).

Konzolový

Konzolové opěrné stěny jsou vyrobeny z vnitřního kmene z ocelového vyztuženého betonu nebo maltového zdiva (často ve tvaru obráceného T). Tyto stěny konzolově zatěžují (jako trám ) na velkou konstrukční základnu, převádějící vodorovné tlaky zpoza zdi na svislé tlaky na zemi pod ní. Někdy jsou konzolové stěny podepřeny na přední straně nebo obsahují protilehlou opěru na zadní straně, aby se zlepšila jejich pevnost odolávající vysokému zatížení. Opěry jsou krátké křídlové stěny v pravém úhlu k hlavnímu trendu stěny. Tyto stěny vyžadují pevné betonové základy pod hloubkou sezónních mrazů. Tento typ stěny používá mnohem méně materiálu než tradiční gravitační stěna.

Membránová stěna

Membránové stěny jsou typem opěrných stěn, které jsou velmi tuhé a obecně vodotěsné. Membránové stěny jsou drahé stěny, ale šetří čas a prostor, a proto se používají v městských stavbách.

Štětovnice

Štětovnicová stěna

Opěrné stěny štětovnic se obvykle používají v měkké půdě a těsných prostorech. Štětovnicové stěny jsou zaraženy do země a jsou složeny z různých materiálů včetně ocelových, vinylových, hliníkových, laminátových nebo dřevěných prken. Pro rychlý odhad je materiál obvykle hnán 1/3 nad zemí, 2/3 pod zemí, ale to se může změnit v závislosti na prostředí. Vyšší štětovnicové stěny budou potřebovat kotvící kotvu nebo "mrtvého muže" umístěnou v půdě ve vzdálenosti za lícem zdi, která je přivázána ke zdi, obvykle kabelem nebo tyčí. Kotvy jsou pak umístěny za potenciální rovinou porušení v půdě.

Znuděná hromada

Opěrná zeď zvrtané piloty v Lisabonu , Portugalsko

Opěrné stěny z vrtaných pilot se budují sestavením řady vrtaných pilot , po kterých následuje odtěžení přebytečné zeminy. V závislosti na projektu může opěrná zeď z vrtaných pilot obsahovat řadu zemních kotev , výztužných trámů, operací pro zlepšení půdy a výztužné vrstvy stříkaného betonu . Tato konstrukční technika má tendenci být používána ve scénářích, kde je štětovnice platným konstrukčním řešením, ale kde hladiny vibrací nebo hluku generované beranem nejsou přijatelné.

Ukotvena

Kotvená zeď v hornaté oblasti státu Rio de Janeiro , Brazílie

Ukotvená opěrná zeď může být zkonstruována v jakémkoli z výše uvedených stylů, ale také zahrnuje dodatečnou pevnost pomocí kabelů nebo jiných výztuh ukotvených ve skále nebo půdě za ní. Kotvy se obvykle zarážejí do materiálu vrtáním, kotvy se pak roztahují na konci kabelu, a to buď mechanickými prostředky, nebo často injektováním tlakového betonu , který se roztáhne a vytvoří v půdě baňku. Technicky složitá metoda je velmi užitečná tam, kde se očekává vysoké zatížení nebo tam, kde samotná stěna musí být štíhlá a jinak by byla příliš slabá.

Alternativní zádržné techniky

Přibíjení půdy

Přibíjení zeminy je technika, při které se svahy zeminy, výkopy nebo opěrné zdi zpevňují vložením relativně štíhlých prvků – obvykle ocelových výztužných tyčí. Tyče se obvykle instalují do předvrtaného otvoru a poté se zalijí na místo nebo se vrtají a spárují současně. Obvykle se instalují nenapnuté s mírným sklonem dolů. Na povrchu lze použít tuhý nebo pružný obklad (často stříkaný beton) nebo izolované hlavice zemních hřebíků.

Půda zpevněná

Existuje řada systémů, které se neskládají pouze ze zdi, ale snižují zemní tlak působící přímo na zeď. Ty se obvykle používají v kombinaci s některým z dalších typů stěn, i když některé jej mohou používat pouze jako obklad, tj . pro vizuální účely.

Kameny opěrné zdi používané k zabránění stékání půdy v údolí

Gabionové sítě

Tento typ zpevňování zeminy, často používaný i bez vnější stěny, sestává z drátěných „ krabic “, které jsou vyplněny nahrubo broušeným kamenem nebo jiným materiálem. Síťové klece snižují některé vnitřní pohyby a síly a také snižují erozivní síly. Gabionové stěny jsou volně odvodněné zádržné konstrukce a jako takové se často staví v místech, kde je přítomna spodní voda. Důležité je však řízení a kontrola podzemní vody ve všech opěrných zdech a kolem nich.

Mechanická stabilizace

Mechanicky stabilizovaná zemina, nazývaná také MSE, je zemina konstruovaná s umělým vyztužením přes vrstvené horizontální rohože ( geosyntetika ) upevněné na jejich koncích. Tyto rohože poskytují přidanou vnitřní smykovou odolnost nad rámec jednoduchých konstrukcí gravitačních stěn. Další možnosti zahrnují ocelové pásky, také vrstvené. Tento typ zpevnění zeminy obvykle vyžaduje vnější obvodové stěny (SRW's – Segmental Reholding Walls) k připevnění vrstev k a naopak.

Obklad stěny je často z prefabrikovaných betonových jednotek, které mohou tolerovat určitý rozdílný pohyb. Hmota vyztužené zeminy spolu s obkladem pak působí jako vylepšená gravitační stěna. Vyztužená hmota musí být dostatečně velká, aby udržela tlaky z půdy za ní. Gravitační stěny obvykle musí být minimálně o 50 až 60 procent tak hluboké nebo tlusté jako výška stěny a mohou být větší, pokud je na stěně sklon nebo přirážka.

Buněčné omezovací systémy (geobuňky) se také používají pro strmou zemní stabilizaci v gravitaci a vyztužené opěrné zdi s geomřížemi. Opěrné stěny s geobuňkami jsou konstrukčně stabilní pod vlastní tíhou a vnějším zatížením, zatímco pružnost konstrukce nabízí velmi vysokou seismickou odolnost. Vnější buňky fascie stěny mohou být osázeny vegetací a vytvořit tak zelenou stěnu .

Viz také

Reference

Další čtení

  • Bowles, J., (1968). Foundation Analysis and Design, McGraw-Hill Book Company, New York
  • Ching, FD, Faia., R., S., & Winkel, P. (2006). Building Codes Illustrated: Guide to Understanding the 2006 International
  • Crosbie, M. & Watson, D. (Eds.). (2005). Normy pro úsporu času pro architektonický návrh. New York, NY: McGraw-Hill.