Как правильно выбрать вид и тип подпорного сооружения. Взгляд геотехника

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Для численного решения рассматриваемой системы уравнений в
соответствии с расчетной схемой (рисунок 2) используется метод конечных
элементов (МКЭ). Сетка конечных элементов показана на рисунке 3.
Основными результатами расчета являются (рисунки 4-5):
- найденные наиболее опасные поверхности скольжения;
- размеры и характер областей предельного равновесия;
- значение коэффициента устойчивости геотехнической системы.

В данном конкретном проекте расчетное значение коэффициента устойчивости геотехнической
системы составляет 1,52, следовательно, устойчивость обеспечена.

 

Но - вот в чем заключается подход инженеров-геотехников - они идут дальше, и начинают
Расчет несущей способности основания подпорной стены.
Простыми словами - мало рассчитать стенку, чтоб та не упала вместе с удерживаемым грунтом.
Нужно удостовериться, что то основание, на котором будет покоиться сия весьма тяжелая стенка - так сказать, "вынесет всю тяжесть".
В соответствии с п. 5.7.7 СП 22.13330.2016 данный расчет также выполняется методами ТПРГ.
На рисунке 6 представлена расчетная схема, а на рисунке 7 – основной результат расчета – значение предельной нагрузки и области предельного равновесия в основании фундамента, которым является первый ряд габионов.

 

Но и это еще не все. Нам надо учесть сложный характер взаимодействия подпорного сооружения с грунтовым массивом.
Простыми словами - как эта вся махина будет работать в целом? Не отдельно - а именно в целом!
Для этого - выполняется
Расчет напряженно-деформированного состояния (НДС) системы «подпорная стена – грунтовый массив».
Расчетная модель (рисунок 8) анализируемой в рамках геотехнического расчета технической системы представляет собой численную модель сплошной среды, в которой анализируется совместное НДС.

 

Поведение элементов грунтового массива описывается моделью упруго-идеально-пластической среды Кулона-Мора с ассоциированным законом пластического течения, параметры которой назначаются в
соответствии с результатами инженерно-геологических изысканий. Поведение элементов строительных конструкций описывается линейно-упругой моделью Гука, параметры которой назначаются в соответствии с предоставленной проектной документацией.
Расчет выполняется методом конечных элементов (МКЭ).
Рассматривается задача упругопластического деформирования грунтового массива совместно с подпорной стеной из габионов.

Основным результатом расчета является поле суммарных перемещений в грунтовом массиве на окончательной стадии устройства подпорной стены – рисунок 9, и поле вертикальных составляющих деформаций основания – рисунок 10, из анализа которого определяются осадка основания.

Простыми словами - осадку можно предсказать!
Немного отходя от темы - это касается не только подпорных стен, а любых сооружений, взаимодействующих с грунтами.

В данном проекте расчетная осадка основания фундамента составляет = 0,95 см, что для габионов является допустимым, на прогнозируемый срок службы.

 

Выводы:
На основе комплексного анализа результатов работы можно сделать следующие основные выводы, приведенные ниже.
1. Устойчивость геотехнической системы «подпорная стена –грунтовый массив» обеспечена с коэффициентом запаса 1,52, проверка условия п. 11.2.9 СП 248.1325800.2016 выполняется.
Простыми словами - вот такая стенка, такого конструктива, таких геометрических габаритов - не упадет.
2. Несущая способность основания подпорной стены обеспечена, проверка условия п. 5.7.2 СП 22.13330.2016 выполняется.
Простыми словами - вот это основание выдержит.
3. Деформативность грунтового основания подпорной стены соответствует требованиям СП 22.13330.2016, расчетная осадка не превышает предельно допустимое значение, определенное по Таблице Г. 1.
Простыми словами - со временем не покосится, не скривится, не выпрет пузо.

Само собой, это все при условии нормального качества монтажа, а не такого, как здесь.

Кстати - описанный проект стенки воплощен в жизнь, находится она в дер. Юсупово, Домодедовский район МО. Живущие там могут полюбоваться ее жизнью.

 

В общем: убедили ребята, всё правильно.

Стенку полностью делал сам, только миксер и бетононасос не мои.
Решил делать самостоятельно после того, как пригласил нечто и он мне рассчитал и предложил всякую чушь и фигню.

И для тех людей, которые не хотят слушать чурбанов, решил выложить фотографии процесса и результата.

Первые три фотографии: опалубка.
Три фотографии: заливка.
Три фотографии: результат.

Но фотки все перемешались почему-то, может и с количеством промазал.
До этого строительством не занимался, мой шедевр: крыша сарая из ондулина.

У меня была идея, что "спецы" посмотрят и раскритикуют: типа будет стоять, либо завалиться/облупиться/всё отвалится. Но не вышло.

Просьба к администрации сайта: удалите мои фотографии, т. к. они не показывают метод возведения подпорной стенки не по теме.

 

Когда-то учил сопромат и пр. науки. Теперь решаю другие вопросы, помню только некоторые названия сущностей - и всё.

Но, объясните, пожалуйста, чем отличаются рисунки 9 и 10?
Фактически одно и тоже. Внизу какие-то шкалы просто перевёрнуты как-то.
И стоило ради этого париться?

 

@hodol, очень упрощённо, рисунок 9 - это то, как стенка и грунтовый массив (все рассматривается как одна система) будут двигаться.
Рисунок 10 - это фактически то же самое, только здесь оценивается, насколько вся эта система "присядет" вниз. Если можно так сказать - это научное "предсказание" осадки.

Насчёт париться. Тут стоит выделить три фактора.
Первый - затраты на создание ПС. Если в ходе расчетов заказчику говорят, что он сможет сэкономить 40% и более от изначально предложенных (например, как Вы говорите, предложенных чурбанами) вариантов - то любой заказчик, думаю, будет рад такому.
Второй фактор - эксплуатация. В частном секторе это не так важно, стоит стенка и стоит (тем более если она невысокая и в большей мере декоративная).
А вот к примеру, городские власти, заказывая проект подпорной стенки для автодороги - желают быть уверены, что эта стенка не обвалится на головы и машины жителей в ближайшие 100 лет. И просто сказать городским властям (муниципальному заказчику) нечто вроде " братан, да не парься, все будет стоять, мы 10/20/30 лет так строим и ничо...) - не прокатит, они, и экспертиза тоже - требуют более весомых доказательств.
В нашем случае - это не слова, а строгие верифицируемые расчеты.
Третий фактор - это затраты на ремонт и возмещение ущерба в случае обрушения подпорной стены. Тут такая ситуация - например, если у частника треснула или покосилась невысокая стеночка с перепадом до метра - это ерунда, поправить просто. Если невысокая стеночка придавила соседского котенка (или не дай бог, ребёнка) - это уже хуже.
А если обвалилась подпорная стена, держащая грунтовый массив, на котором стоит собственно дом (стоимостью 1-2-3 и далее миллионов рублей/долларов/евро) то вот это совсем нехорошо.
Поэтому париться или нет - это выбор лично каждого, я же стараюсь рассмотреть общее положение, показать ситуацию и ситуации - в комплексе.

Сегодня же вечером, после работы - продолжу тему, подготовлю конкретные примеры с экономическими показателями.

 

Спасибо за разъяснение.

30 лет назад я сам занимался созданием прикладного ПО для разл. расчётов, т. к. работал ИК3К в НИИ.
Из сложных были только тепловые расчёты (сопроматы мне в тот момент на работе были не нужны), решалась система из 29 нелинейных уравнений (больше не лезло в ОЗУ). ПО создавал сам потому, что тогда было сложно с ним, проще было кое-что самому написать.

Форум наш, правда: УЧАСТОК И САД. Но я не против, может, почитав, вспомню что-то.
А вдруг - потянет?

 

Продолжая тему. Конечно же, я и не призываю и не агитирую всех тех, кому понадобилось соорудить на участке или в саду подпорную стенку - начать срочно искать геотехников или самому углубляться в теорию и расчеты. Это совсем не так, более того - степень необходимости в привлечении инженера-геотехника тем больше, чем сложнее топографические, инженерно-геологические и гидрогеологические условия строительства. И соответственно, чем проще ситуация, тем легче в ней сориентироваться даже неспециалисту.
Однако, периодически на этом форуме новички приходят с очень серьезными задачами в плане геопластики, а уровень невежества иных советчиков просто поражает. Просто какое-то пещерное мышление в стиле "да лей бетону-не жалей, я вот залил, сосед залил, наши отцы и диды заливали..."
При этом, когда выясняешь в диалоге - что, в общем-то, можно было и не лить бетону-то! - у визави начинается дикая обида, с переходом на личности, вплоть до матерных оскорблений.
Не буду сейчас вставлять ссылку на эту дискуссию, кому интересно - найдет в профильной теме.

 

Поэтому, в силу вышесказанного - постараюсь проиллюстрировать разницу в подходах инженера ПГС и геотехника при проектировании подпорных сооружений, как в общем, так и на конкретных примерах.
Главное отличие между обозначенными инженерами заключается в том, что геотехник является узкоспециализированным специалистом, который проектирует только те сооружения и конструкции, которые состоят из грунтов или непосредственно взаимодействуют с ними.
Основным нормативным документом для проектирования подпорных сооружений является СП 381.1325800.2018. Ниже рассмотрим, как указанные выше инженеры выполняют требования этого свода правил.

 

Я сначала рассматривал разные варианты. В том числе и из каких-то бетонных камней Мелинкополар.
Но понял одно: если бы начал делать из этих поларов, то до сих пор бы ждал:
- сначала доставки этих камней;
- потом всю оставшуюся жизнь их уладывал бы.
- потом они поехали бы и я расстроился бы.

А из бетона: может и дороже, но я, ничего не понимающий в строительстве, буквально за три дня до окончания отпуска сделал опалубку и залил.
Отделывал дольше.

 

Ремарка про "не лить бетону-то" - относится совсем не к Вашей стенке. В Вашем случае - не вижу вообще никаких проблем в будущей судьбе этой стеночки. Декоративно-прикладные функции - тоже одна из классификаций ПС, имеющая полное право на жизнь, и тут действительно, не всегда вопрос стоимости является решающим.

Про армоблочные стены кратко тут, и это не только Меликонполар, много вариантов, в т. ч. видел самодельные.

 

Цель же моей темы - не в разборе достоинств и недостатков различных типов ПС, коих очень много.
Поскольку считаю, что данный форум реально служит делу повышения уровня грамотности заказчиков, его читают и представители муниципальных структур - то вижу в теме хорошую возможность показать, как действительно можно сделать и дешевле, и лучше по качеству - в сложных инженерно-геологических условиях, с большими перепадами высот, в задачах "поднять участок" со значительными нагрузками на формируемые площадки.

И, как и собирался - показать разницу в подходах инженера ПГС и геотехника при проектировании подпорных стен.
Начнем:
1. При проектировании подпорного сооружения необходимо учитывать его геотехническую категорию [п. 4.1.5 СП 381].

Геотехническая категория объекта строительства представляет собой категорию его сложности с точки зрения геотехнического проектирования, которую определяют в зависимости от уровня ответственности объекта и сложности инженерно-геологических условий площадки строительства.

Как правило, инженер ПГС это требование не выполняет, а геотехник определяет геотехническую категорию в соответствии с СП 22.13330.2016, и, исходя из этого, уточняет и дополняет нормативные требования к проектируемому объекту.

 

2. Инженерные изыскания

Инженер ПГС в силу отсутствия специальной подготовки, в том числе по механике грунтов, не способен составить программу инженерно-геологических изысканий, и самое главное – не способен глубоко проанализировать результаты. Как правило, инженер ПГС принимает результаты инженерно-геологических изысканий как обычные исходные данные, в то время как геотехник их анализирует и обрабатывает для построения корректной математической модели грунта. Следует заметить, что неправильная интерпретация результатов инженерно-геологических изысканий – это одна из основных причин разрушения сооружений.

Пример геотехнического анализа результатов инженерно-геологических изысканий можно посмотреть здесь