Рабочий шов бетонирования — это шов, который образуется при бетонировании монолитной бетонной или железобетонной конструкции в несколько этапов. Рабочий шов бетонирования в подпорной стене присутствует достаточно часто, поэтому данный фактор необходимо учитывать при проектировании.
С какой целью закладывают рабочий шов бетонирования в подпорных стенах?
Дело в том, что наличие рабочего шва бетонирования выгодно заказчику, поскольку процесс строительства подпорной стены становится более простым, следовательно, и более дешевым. Для строителей это тоже удобно, т.к. если рабочего шва нет, то нужна более дорогая и сложная опалубка, да и сами работы выполнять значительно сложнее.
Чем опасно наличие рабочего шва бетонирования?
Наличие рабочего шва бетонирования выгодно заказчику и строителю, но категорически не выгодно проектировщику. Дело в том, что наличие рабочего шва бетонирования крайне сложно учесть в расчетах. В результате, проектирование обычной железобетонной подпорной стены становится сложной задачей. Необходимо понимать, что рабочий шов бетонирования (даже в случае идеального исполнения) существенно ослабляет конструкцию. Часто в зоне рабочего шва бетонирования действует значительная по величине поперечная сила, и она должна быть чем-то воспринята. Кроме того, наличие рабочего шва бетонирования увеличивает прогибы конструкции по сравнению с монолитным вариантом. Также наличие рабочего шва бетонирования существенно усложняет напряженно-деформированное состояние узлов железобетонных конструкций. Таким образом, рабочие швы бетонирования необходимо закладывать только при особой необходимости.
Интересный факт
Существует типовой проект уголковой подпорной стены из монолитного железобетона, в котором как раз заложены рабочие швы бетонирования. Причем, сделано это для высоких подпорных стен. В самом типовом проекте расчет этих швов не приведен, и каких-то специальных мероприятий не предусмотрено. Интересно то, что такие подпорные стены несколько раз попадали к нам на экспертизу, которая была назначена для установления причин аварийного состояния подпорной стены.
Что говорят нормы проектирования?
Как ни странно, наши нормативные документы практически игнорируют данный вопрос. Это при том, что от правильного учета наличия рабочих швов бетонирования зависит безопасность зданий и сооружений. В СП 63.13330.2018 приводится такая интересная формулировка: «в монолитных конструкциях должна быть обеспечена прочность конструкции с учетом рабочих швов бетонирования». Также, в пункте 11.1.4 это свода правил написано следующее:
- Порядок бетонирования следует устанавливать, предусматривая расположение швов бетонирования с учетом технологии возведения сооружения и его конструктивных особенностей.
- При этом должна быть обеспечена необходимая прочность контакта поверхностей бетона в шве бетонирования, а также прочность конструкции с учетом наличия швов бетонирования.
На эту проблему обратил внимание Габрусенко В.В, который предложил свою методику расчета.
СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции» содержит следующие требования к рабочим швам бетонирования:
- Поверхность рабочих швов, устраиваемых при укладке бетонной смеси с перерывами, должна быть перпендикулярна оси бетонируемых колонн и балок, поверхности плит и стен.
- Для гидроизоляции рабочих швов следует применять гидроизоляционные поверхностные и проникающие смеси.
Также, следует упомянуть про СП 337.1325800.2017 «Конструкции железобетонные сборно-монолитные. Правила проектирования», в котором есть методика расчета неармированных контактных швов, однако она не в полной мере подходит для подпорных стен.
Что говорит наука?
В науке данная тема исследована в минимальной степени. Вероятно, именно по этой причине в нормативных документах отсутствует методика учета рабочих швов бетонирования при проектировании подпорных стен. В некоторой степени данный вопрос исследован в следующей диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук:
Ценность данной работы заключается в том, что автором проведены экспериментальные исследования, результаты которых доказывают существенное влияние межблочных швов на прочность и жесткость конструкции подпорной стены.
Выводы и практические рекомендации
- Если есть возможность — лучше отказаться от использования рабочих швов бетонирования в проекте подпорной стены.
- Если рабочий шов бетонирования качественно выполнен, то шов будет в состоянии воспринимать изгибающий момент.
- Наличие рабочего шва бетонирования повышает податливость узла, что делает невозможным точное прогнозирование величины прогиба по причине отсутствия методик расчета.
- Наибольшую опасность представляет действие поперечной силы в рабочем шве. Воспринимать поперечную силу за счет сил трения или нагельного эффекта не рекомендуется.
- Наиболее простой и надежный способ восприятия поперечной силы — это устройство бетонных шпонок, методика расчета которых приведена в СП 63.13330.2018.
- При проектировании важно обеспечить надежную гидроизоляцию в области рабочего шва бетонирования. Необходимо учесть, что это узел, и конструкция будет постоянно деформироваться.
