Ścianka szczelna jest obudową tymczasową lub stałą z grodzic stalowych stosowana najczęściej do obudowy wykopu w gruntach nawodnionych, zwłaszcza niespoistych.
Grodzica jest elementem budowlanym o kształcie łączącym zalety dużej nośności na obciążenia poziome od parcia gruntu z łatwym jej pogrążaniem, wyrywaniem i małą masą jednostkową. W ten sposób ukształtowany element nie ma dużej nośności pionowej w gruncie.
Dozwolone jest wbijanie, wwibrowywanie oraz statyczne wciskanie grodzic gorącowalcowanych i formowanych na zimno (naroża tych ostatnich nie są pogrubione).
Ścianki szczelne pełnią szereg funkcji i mogą:
- Podtrzymywać ściany wykopów lub uskoków terenu
- Eliminować lub zmniejszać dopływ wody do wykopu i zabezpieczać przed takimi zjawiskami jak: sufozja, kurzawka – rozmycie dna wykopu, (zastosowanie ścianki szczelnej powoduje przecięcie drogi filtracji lub jej wydłużenie i zmniejszenie średniej wartości spadku hydraulicznego a tym samym prędkości filtracji i ciśnienia spływowego),
- Zwiększać szczelność podłoża pod podstawą fundamentu we wszelkiego rodzaju budowlach piętrzących wodę.
- Umacniać nabrzeża w budownictwie hydrotechnicznym
- W posadowieniach bezpośrednich
Głębokość wbicia ścianki szczelnej zależy od następujący czynników:
- Głębokości wykopu lub uskoku terenu
- Rodzaju podłoża poniżej dna wykopu (w gruntach kamienistych lub zawierających duże kamienie, kłody drewna itp. przeszkody stosuje się mniejsze głębokości wbicia).
- Warunków gruntowo-wodnych (głębokość wbicia może wynikać z konieczności zagłębienia ścianki w gruntach nieprzepuszczalnych aby uniemożliwić przepływ wody gruntowej pod ścianką)
- Wielkości obciążeń przekazanych na ściankę szczelną wynikających z parcia gruntu i wody, obciążenia naziomu, obciążenia podłoża w sąsiedztwie ścianki fundamentami istniejących budowli.
W praktyce, w oparciu o dokładną analizę wielu czynników stosuje się następujące rozwiązania:
- Ścianki szczelne niepodparte, utwierdzone w gruncie (ich stateczność zapewnia odpowiednio duża głębokość wbicia poniżej dna wykopu)
- Ścianki szczelne podparte, jedno lub wielokrotnie
Głębokość wbicia ścianek podpartych może być zróżnicowana, zazwyczaj rozpatruje się dwa przypadki:
- Wbicie na minimalną głębokość wynikającą z warunków stateczności – zapewniającą tzw. „przegubowe podparcie w gruncie”
- Wbicie na głębokość zapewniającą jej „utwierdzenie w gruncie”
Głębokość wbicia ścianki ma istotny wpływ na wyniki obliczeń statycznych. Ścianki głębiej wbite są zginane mniejszymi momentami, mniejsze są też reakcje w miejscach podparć (zakotwień, rozpór).
Podparcia ścianek realizuje się zazwyczaj poprzez:
- Rozpory (możliwe w wykopach wąskich)
- Kotwy gruntowe
- Ściągi (cięgna) przenoszące obciążenia ze ścianki na elementy kotwiące takie jak: pyły i bloki kotwiące, ścianki kotwiące, palowe układy kozłowe.
Przy jednokrotnym podparciu, poziom podpory przyjmuje się na głębokości nie większej niż 1/3 wysokości ściany. Rozstaw podpór, kotew lub ściągów wynika zazwyczaj z wielokrotności szerokości elementu ścianki i sztywności elementu podpierającego ściankę w poziomie kotwienia. Zazwyczaj rozstaw elementów kotwiących nie przekracza 3m. W projektowaniu ścianek szczelnych obliczenia statyczne wykonuje się stosując metody analityczne i analityczno—wykreślne. Spośród analitycznych metod najczęściej stosowana jest metoda Bluma i Janne, zaś analityczno-graficznych metoda Bluma. Parcie i opór gruntu przyjmuje się w tych metodach wg klasycznej metody Coulomba, pomija się, na korzyść bezpieczeństwa, tarcie gruntu o ściankę szczelną.