Подпорная стена – расчет и строительство

Участок

В ходе строительства различного рода построек на местности со сложным рельефом (балки, овраги т. д.) зачастую возникает необходимость в подпорном сооружении. Такое укрепительная конструкция несет в себе одну основную задачу – предотвращение обвала грунтовых масс. В статье пойдет речь об устройстве подпорных стен.

Содержание:

Условно подпорные стены делятся на два вида:

  • Декоративные – эффектно скрывают небольшие перепады грунта на прилегающей территории. Если уровни несильно разнятся и соответственно высота стенки невысокая (до полуметра), то ее установка осуществляется с небольшим заглублением до 30 см.
  • Укрепительные выполняют главную функцию – сдерживают грунтовые массы от сползания. Такие конструкции возводят, когда уклон холма превышает 8°. С их помощью производится организация горизонтальных площадок, тем самым расширив полезное пространство.

Подпорная стена фото

Проектирование подпорных стен

Независимо от предназначения, подпорная стена имеет 4 элемента:

  • фундамент;
  • тело;
  • дренажную систему;
  • систему водоотвода.

Подземная часть стены, дренаж и водоотвод служат для реализации технических нормативов, а тело – эстетических целей. По высоте они могут быть низкими (до 1 метра), средними (не выше 2 метров) и высокими (свыше 2 метров).

Задняя стенка сооружения может быть со следующим наклоном:

  • крутая (с прямым или обратным скатом);
  • пологая;
  • лежачая.

Профили укрепительных стен разнообразны, в основном, это прямоугольные и трапецеидальные. Последние конструкции свою очередь могут иметь различный уклон граней.

Действующие нагрузки на подпорные стены

При выборе материала, а соответственно и фундамента для подъема стен, руководствуются определением нагрузок, которые действуют на сооружение.

Вертикальные силы:

  • собственный вес;
  • верхняя нагрузка, то есть вес, давящий на верхнюю часть конструкции;
  • сила засыпки, воздействующая как на саму стену, так и на часть фундамента.

Горизонтальные силы:

  • давление почвы непосредственно за стеной;
  • сила трения в местах сцепления фундамента с грунтом.

Помимо основных сил действуют и периодические нагрузки, к таковым относятся:

  • сила ветра, особенно это актуально при высоте конструкции свыше 2-х м;
  • сейсмические нагрузки (в зонах сейсмической опасности);
  • вибрационные силы действуют в местах, где проходит дорожная трасса или железнодорожное полотно;
  • потоки воды, в частности, в низинах;
  • вспучивание грунта в зимний период и т. п.

Устойчивость подпорных стен

Строительство невысоких подпорных стен выполняется в большей степени для декоративных целей, они не нуждаются в тщательном расчете устойчивости. Повышение данного свойства показательно для подпорных инженерных конструкций.

Предотвратить сдвиг стен или опрокидывание можно путем применения следующих мероприятий:

  • значительно уменьшает давление грунта на заднюю грань небольшой наклон, спроектированный в сторону возвышенности;
  • сторону, обращенную к грунту делают шероховатой. В каменных, кирпичных, блочных кладках делают выступы, а монолитных подпорных стенах – выполняют сколы;
  • правильно организованная дренажная система предотвращает подмыв конструкции;
  • наличие консоли в передней части стены обеспечивает дополнительную устойчивость, так как распределяет часть нагрузки грунта;
  • боковое (вертикальное) давление уменьшается посредством засыпки пустотелых материалов (керамзита) между задней стеной и существующим грунтом;
  • для капитальных стен из тяжелых материалов требуется фундамент. Для глинистого грунта целесообразно использовать основание ленточного типа, слабого грунта (песчаного, особенно песка-плывуна) – свайный фундамент.

Строительство подпорной стены

Что касается материала, то его выбор основывается на многих критериях, это высота конструкции, водонепроницаемость, устойчивость к агрессивным средам, долговечность, доступность строительного материала и возможность механизации процесса установки.

Кирпичная подпорная стена
  • При расчете подпорных стен из кирпича предусматривается наличие армированного фундамента. Декоративные качества могут быть усилены путем использования кирпича, отличающегося размерами или расцветками от элементов основной кладки. Невысокая стенка (до 1 метра) выкладывается самостоятельно. В случаях когда подразумевается повышенная нагрузка, следует прибегнуть к услугам профессионалов.

  • Для работ используется обычный красный обожженный кирпич или клинкер с высоким коэффициентом прочности и влагостойкости. Как правило, для возведения подпорных стен требуется ленточный фундамент.
  • Ширина канавы под основание равна тройной ширине стены, то есть, если планируется строительство в один кирпич (25 см), тогда данный параметр будет равен 75 см. Глубина должна составлять не менее 1 м. Но дно засыпается 20-30 см слой гравия или щебня, затем слой (10-15 см) песка, каждая засыпка материала трамбуется.
  • Сбивается опалубка, ее верхняя часть должна быть ниже уровня земли на 15-20 см. Для усиления используются прутья арматуры, которые укладываются на битый кирпич или бутовый камень. В любом случае они не должны просто лежать на песчано-гравийной подушке. Далее, заливается бетон марки 150 или 200.
  • Клинкер укладывается в перевязку на раствор. Во втором ряду предусматривается прокладка дренажных труб Ø50 мм. При установке соблюдается наклон труб к передней части грани, рекомендуемое расстояние между ними 1 метр. Важно следить за смещением швов. Чтобы этого не случилось, можно использовать половинки кирпича.
  • Стоит отметить, что кладка в один кирпич возможна для возведения стены до 60 см, для более высоких конструкций рекомендуется выполнять строительство в полтора, два кирпича, с расширением нижней части стены. Таким образом, получается конструкция напоминающая консоль.
Подпорная стена из камня
  • Натуральный камень, как и его искусственный аналог, отличаются высокими эстетическими свойствами. К тому же внешний вид готовой стены позволяет гармонично вписаться в окружающий ландшафт, создавая единый ансамбль с природой.

  • Здесь может быть использован как сухой, так и мокрый способ укладки материала. Первый вариант более трудоемкий и требует определенной сноровки, так как необходим подгон камня по размерам, обеспечивающий оптимальное прилегание друг к другу.
  • Основа под каменную подпорную стену производится таким же способом, как и для кирпича. Выполняется ленточный фундамент с последующей укладкой камня. Если строительство стены осуществляется без применения раствора, тогда швы заполняются посадочным материалом или садовым грунтом. Позже между камнями высаживаются растения с мочковатой корневой системой. По мере развития они значительно укрепят элементы конструкции.

  • В данном случае организовать дренажную систему можно по упрощенному способу – оставить в первом ряду между каждым 4-м и 5-м камнем зазоры по 5 см.
  • Стены из камней рекомендованы для возведения конструкций не выше 1,5 м.
Подпорные стены из бетона
  • Подобное сооружение монолитного типа выполняется с применением деревянной опалубки или буронабивных свай.
  • Заводская подпорная железобетонная стена
  • Монтаж плиты заводского исполнения осуществляется с помощью грузоподъемной техники. Она может быть консольной или контрфорсной. Для установки готовых изделий фундамент при плотном грунте не нужен. Достаточно вырыть траншею шириной чуть больше размера подошвы плиты или консоли.

Сборные подпорные стены фото

  • На дне укладывается гравий (щебень) и песок слоями по 15-20 см. Тщательная трамбовка обеспечивается путем обильного полива водой. Железобетонные плиты устанавливаются строго вертикально. Между собой они соединяются посредством сварки арматурных закладных элементов. Далее, устанавливается продольная дренажная система и проводится засыпка пространства грунтом.
  • Железобетонная опорная стена на сваях рекомендуется на слабых (неустойчивых) грунтах. Расстояние между сваями зависит от длины плиты, они могут располагаться каждые 1,5, 2 или 3 метра. Диаметр свай обычно составляет от 300 до 500 мм.

Бетонная подпорная стена своими руками

  • Большую устойчивость стене придает консоль, выполненная с уклоном (10°-15°) в сторону насыпи. Если в качестве примера взять стену высотой в 2,5 метра, то высота подземной части сооружения станет 0,8-0,9 м, а ширина тела составит 0,4 м.
  • Для опалубки вырывается траншея шириной 1,2 м (здесь предусматривается припуск в 30 см с передней стороны и 50 см для задней грани) и глубиной в 1,3 м (с учетом организации песчано-гравийной подушки). Нужный уклон выполняется путем ручной выемки грунта, данный параметр проверяется и при установке опалубки, и при заливке ее бетоном. При необходимости наклон корректируется.
Читайте также:
Описание и принципы работы умных замков для дверей

  • Основание обязательно армируется как в продольном, так и вертикальном направлении. Высота прутьев, торчащих из бетона, должна составлять не менее полуметра. Подошве дать набраться крепости, для бетона данный период составляет около месяца. Не рекомендуется проводить какие-либо работы на подошве ранее данного времени.
  • Для удобства постройки опалубки для тела стены берется влагостойкая фанера стандартного размера 2440х1220х150 мм. Для одной заготовки понадобится 3 листа, 2 из которых пойдут на полноценные грани, а одну фанеру следует разрезать, соответствующей ширины для 2-х боковых сторон.

  • В последующих работах одна боковушка не используется, так как ею служит стена предыдущей части конструкции. Предотвратить расхождение шва между элементами можно посредством армирования. В этом случае после заливки материала в боковой части высверливаются отверстия и вставляются металлические прутки. Их можно расположить в шахматном порядке в 40-50 см друг от друга с выходом из тела стены на 30-40 см.
  • Для соединения граней каркаса применяются металлические уголки, так как вес бетона, предназначенного для заливки высок. Дополнительным укреплением послужат бруски 50х50 мм, которые прибиваются по периметру опалубки. Для надежности с трех сторон следует выставить распорки.
  • При желании бетонная поверхность может декорироваться натуральным или искусственным камнем.

  • Значительно облегчают работы и снижают расходы на строительство блоки из пенобетона, керамзитобетона, газо- или шлакоблоки. Но прочностные характеристики такой стены будут на порядок ниже. К тому же кладка из такого материала не отличается привлекательным видом.
Деревянная подпорная стена

С точки зрения ландшафтного дизайна древесина оптимально подходит под данные цели, но долгий срок эксплуатации не самый сильный ее конек. Чтобы увеличить устойчивость к воздействию агрессивных сред придется приложить немалые усилия на неоднократную обработку пропитывающими средствами.

В конструкции подпорной стены бревна могут располагаться как горизонтально, так и вертикально. Большой разницы касательно прочностных характеристик здесь нет. Такой материал используется для строительства стен высотой, не превышающих 1,5 м. Чтобы предотвратить загнивание закапываемой части бревна, необходимо ее обжечь или обработать жидким битумом.

Вертикальное расположение бревен в подпорной стене

  • Длина бревен может быть разной, все зависит от перепада высот. Для устойчивости их закапывают на глубину равной 1/3 общей длины балки, так если данный параметр равен 2 м, то вкапываемая часть составит 60-70 см.
  • Установка калиброванной древесины осуществляется в предварительно вырытую траншею. На дно засыпается и утрамбовывается 15-ти см слоя щебня. Бревна ставят сплошной стеной, вплотную друг к другу, строго соблюдая вертикаль. Крепеж выполняется посредством проволоки или гвоздей, вбитых под углом.

  • Максимальная устойчивость бревенчатой стены достигается путем заливки траншеи песчано-цементной смесью. Задняя сторона своеобразного тына покрывается герметизирующим материалом (рубероидом, толем и т. д.), после этого выполняется засыпка грунтом.

Горизонтальное расположение бревен в подпорной стене

  • Опорные столбы вкапываются каждые 1,5-2 или 3 м, чем чаще они расположены, тем прочнее будет подпорная стена. Используемая древесина в обязательном порядке обрабатывается антисептическими средствами.

Горизонтальное крепление может осуществляться несколькими способами:

  • на столбах с двух противоположных сторон заранее вырубаются продольные пазы, в которые будут плотно вставляться горизонтальные элементы. При этом диаметр опорных бревен должен быть больше балок, предназначенных для поперечного положения;
  • второй вариант предусматривает крепеж бревен с задней стороны столбов. В этом случае первая балка укладывается на грунт, поэтому рекомендуется заранее проложить гидроизоляционный материал. Соединение горизонтально расположенных бревен к опорам выполняется проволокой и/или гвоздями.
Подпорная стена из габионов
  • Для установки сетчатых конструкций достаточно выравнивания поверхности и иметь в наличии щебень крупной фракции (до150 мм) или небольшие речные валуны для заполнения секций. Основными преимуществами габионов является их гибкость и водопроницаемость, что позволяет обойтись без обустройства дренажной системы.
  • Такие ящики из проволоки просто собираются, затем устанавливаются на ровном грунте и засыпаются речными или карьерными камнями. Следующие блоки монтируются по такому же способу. Между собой секции скрепляются проволокой с антикоррозийным покрытием. Это удобный способ, когда требуется создавать множество угловых подпорных стен.

  • Если между камней засыпать почву и засеять семенами растений, то через несколько лет стена приобретет привлекательный внешний вид и органично впишется в окружающий ландшафт.

Расчет подпорной стены

Перед тем как сделать подпорную стену, важно тщательно продумать все нюансы. В противном случае неграмотный расчет и халатное отношение к нормам строительства могут привести к обрушению.

Подобные стены высотой не более 1,5 метров допускается возводить собственными силами. Для размера подошвы берется коэффициент 0,5-0,7 умноженный на высоту стены. Вычислить соотношение толщины стены к ее высоте, можно руководствуясь типом грунта:

  • плотный грунт (известняк, кварц, шпат и т. д.) – 1:4;
  • средний по плотности грунт (сланец, песчаник) – 1:3;
  • мягкий грунт (песчано-глинистые частицы) – 1:2.

Если же высота стены большая и возведение планируется на слабых грунтах, то следует обратиться к услугам специализированных организаций. Вычисления будут производиться в соответствии с требованиями СНиП.

В этом случае будут учтены многие факторы и на основе предельного состояния подпорных стен будут произведены следующие расчеты:

  • устойчивость положения самой стены;
  • прочность грунта, его возможную деформацию;
  • прочность конструкции стены, на трещиностойкость ее элементов.

Также будут выполнены вычисления на пассивное, активное и сейсмическое давление грунта; учет сцепления; давления грунтовых вод и так далее. Расчет осуществляется с учетом максимальных нагрузок и охватывает эксплуатационные, строительные и ремонтные периоды стены.

Конечно, можно будет и воспользоваться онлайн-калькуляторами, специально разработанными для этих целей. Но необходимо знать, что подобные расчеты будут иметь рекомендательный характер. Абсолютная точность расчетов не гарантирована.

Дренажная система для подпорной стены

Организация дренажа и водоотвода требует особого внимания. Система обеспечивает сбор и отвод грунтовых, талых и ливневых вод, тем самым предотвращая подтопление и размыв сооружения. Она может быть продольной, поперечной или комбинированной.

  • Поперечный дренаж предусматривает наличие отверстий Ø100 мм на каждый метр стены.

  • Продольный вариант предполагает размещение трубы, расположенной на фундаменте по всей длине стены. Для этих целей применяют гофрированные трубы, благодаря своей гибкости позволяют устанавливать их при сложных рельефах. На прямых участках используют керамические или асбестоцементные трубы, имеющие в верхней части отверстия.

Подпорные стены выполняют важные задачи. Их возведение следует доверить специалистам или хотя бы проконсультироваться с ними по данному вопросу. Малейшая ошибка в расчетах может иметь весьма печальные последствия.

Подпорная стенка на участке: технология устройства и расчёт своими руками

Подпорная стенка — это строительное сооружение, которое удерживает грунтовую массу от обрушения при перепадах планировочных отметок. Высокая ответственность таких конструкций обусловлена большими нагрузками земляных масс и требует знания технологии их возведения. Предлагаемый вариант бетонной подпорной стенки поможет сделать её правильно.

  • Разновидности подпорных стенок
  • Бетонная подпорная стенка своими руками
    • Расчёт массивной подпорной стенки из бетона
    • Последовательность работ
      • Опалубка
      • Изготовления бетонной смеси
      • Укладка бетона
      • Уплотнение бетонной смеси
      • Уход за бетоном
      • Распалубовка

Разновидности подпорных стенок

Подпорную стенку сооружают в случаях, когда откос грунта или насыпи превышает предельную величину. Они подразделяются по высоте, конструкции и материалу.

  • низкие – перепад планировочных отметок менее 10 м;
  • средние – перепад составляет от 10 до 20 м;
  • высокие – при перепаде высот более 20 м.
  • массивные;
  • тонкостенные;
  • анкерные.

1. Гибкая подпорка с анкерным прекплением. 2. Массивные подпорные стенки: а — с вертикальными гранями; b — с вертикальной лицевой и наклонной тыльной гранью; c — с наклонной лицевой и вертикальной тыльной гранью; d — с двумя наклонными в сторону насыпи гранями; e — со ступенчатой тыльной гранью; f — с ломаной тыльной гранью. 3. Тонкостенные подпорные стенки: a — уголковая консольная; b — уголковая консольная с зубом; c — уголковая контрфорсная; d — уголковая с анкерными тягами

  • железобетонные;
  • бетонные;
  • кирпичные;
  • каменные;
  • деревянные;
  • габионные.
Читайте также:
Самодельный радиатор: видео-инструкция по монтажу своими руками, особенности масляных батарей отопления, из профильной трубы, меди,

Кирпичная подпорная стенка

Каменная подпорная стенка

Деревянная подпорная стенка

Габионная подпорная стенка

Массивные подпорные стенки обеспечивают устойчивость от сдвига и опрокидывания собственным весом. В тонкостенных кроме собственного веса учитывается вес грунта, который включается в работу в соответствии с конструкцией стенки.

Подпорные стенки бывают монолитными, сборными и сборно-монолитными. Конструктивно тонкостенные подпорные сооружения по форме подразделяются на:

  • уголковые консольные;
  • уголковые анкерные;
  • контрфорсные.

Анкерные подпорные стенки применяются при высоких перепадах планировочных отметок. Каждый грунт имеет свои физико-механические свойства. Например, если для него существует понятие призма обрушения, то анкерная плита должна располагаться за её пределами.

Гибкие подпорные конструкции могу иметь небольшой прогиб и смещение, которые ограничиваются нормами. Если в основании подпорного сооружения имеются слабые грунты, применяются для стенок свайные фундаменты.

Размеры подпорных стенок принимаются в ходе расчёта, в котором учитывается:

  • вес стенки;
  • давление грунта;
  • нагрузки, находящиеся в пределах призмы обрушения;
  • нагрузки на лицевую часть стенки и другие возможные силы, возникающие в каждом конкретном случае.

Подпорная конструкция рассчитывается на несущую способность грунта и самой стенки, устойчивость против сдвига. Для сложных условий строительства расчёт учитывает все дополнительные нагрузки.

В случае водонасыщенных грунтов делается дренаж. При этом уменьшается нагрузка от грунта на стенку. Иногда грунт содержит агрессивные составляющие по отношению к бетону или металлу. В этом случае возведение сооружения делается с учётом защиты конструкций от коррозии.

Высота подпорной стенки напрямую зависит от высоты перепада планировки. Для массивных сооружений размер подошвы можно принять 0,5–0,7 высоты стенки. Наименьший размер сечений стен допускается для:

  • бутобетонных — 600 мм;
  • бетонных — 400 мм;
  • железобетонных — 100 мм.

При определении глубины заложения подпорных стенок учитываются все требования, как к фундаментам, но не менее 600 мм для нескальных грунтов и 300 мм для скальных.

Бетонная подпорная стенка своими руками

Выбор материала подпорной стенки зависит от:

  • назначения конструкции;
  • высоты перепада планировочных отметок;
  • физико-механических свойств грунта;
  • присутствия грунтовых вод;
  • дизайнерского решения конструкции.

Для подпорных стенок рекомендуется применять бетон классом не менее В15. Если условия эксплуатации предполагают замораживание и оттаивание попеременно, то важна при этом марка по морозостойкости и водонепроницаемости.

Так, например, в условиях непостоянного водонасыщения грунта для температур от -20 до -40 °С марка по морозостойкости допускается не менее F50. Из бетона выполняются подпорные стенки массивного вида, так как тонкие подвергаются нагрузки на изгиб, а бетон может работать только на сжатие.

Расчёт массивной подпорной стенки из бетона

Каждый грунт имеет показатель — плоскость естественного откоса. Она образуется за счёт сил трения частиц грунта и характеризуется углом внутреннего трения — φ. В природе такие плоскости можно встретить на естественных склонах или насыпях.

Если угол откоса, который необходим в строительстве для какого-либо сооружения, превышает угол внутреннего трения, то делается удерживающее сооружение для грунта — подпорная стенка. Она должна удержать грунт, находящийся над плоскостью естественного откоса.

Размеры подпорной стенки подбираются в результате расчёта на прочность и устойчивость. Для этого определяется величина давления грунта на конструкцию — Е.

Для расчёта используют теорию сыпучих тел, согласно которой под собственным весом (G) грунт стремиться вниз по плоскости сползания ВС и давит на подпорную стенку (E). S –давление грунта на плоскость сползания. В данном случае призма АВС предполагается как твёрдое тело с весом G, который должны уравновесить силы S и E.

Величина Е рассчитывается по формуле:

  • γг — объёмный вес грунта (нормативный);
  • Н — высота подпорной стенки;
  • µ — коэффициент, который зависит от φ, α, β, φ.

Рассмотрим простой вариант — подпорная стенка из бетона прямоугольного сечения. Для предварительного подбора сечения подпорной стенки можно использовать формулу:

  • b — ширина стенки в любом сечении;
  • Н — высота сечения от поверхности грунта;
  • С1, С2 — коэффициенты, которые зависят от углов наклона наружной и внутренней поверхности подпорной стенки. Для рассматриваемого случая прямоугольно сечения их значение равно нулю;
  • γг и γк — объёмный вес грунта и материала стенки;
  • µ — коэффициент, который можно принять по графику.

Для примера возьмём грунт φ = 35° с объёмным весом 1,6 т/м 3 , объёмный вес бетона — 2,2 т/м 3 . Глубину заложения фундамента примем 1,3 м. В случае прямоугольного сечения С1 = С2 = 0.

Н = 4,2 м; µ = 0,271 — по графику.

Подставив все данные в формулу, получаем:

Принимаем толщину стенки надземной части — 1,65 м. По этой же формуле находим ширину стенки по подошве фундамента.

1,2 — коэффициент надёжности для фундамента.

Подпорную стенку принимаем с предварительными размерами согласно расчёту сечением 1,65х2,54 м из бетона класса В15.

Последовательность работ

Перед устройством монолитной бетонной стенки под её подошву устраивают бетонную подготовку. Толщина её составляет 100 мм. По всему периметру подготовка должна быть шире стенки на 150 мм. Класс бетона не менее В5.

Опалубка

Опалубку для подпорной стенки монтируют из обрезной доски лиственных (берёза, бук, липа, ольха) и хвойных (ель, сосна) пород. Используются доски шириной не более 15 см. Влажность дерева для опалубки допускается не более 25%. Все деревянные элементы пропитываются антисептиками.

Из досок сколачиваются щиты, которые поддерживаются подкосами или распорками через 70–100 см. Можно также использовать и инвентарную опалубку. Для этого габариты подпорной стенки подбираются в соответствии с её размерами.

Изготовления бетонной смеси

Бетонную смесь для класса В15 (М200) готовят в пропорции — цемент:песок:щебень (гравий):

  • 1:3:4,75 (по весу);
  • 1:2,25:4,1 (по объёму).

На 1 м 3 бетона берётся 155 л воды и 250 кг цемента М400. Для приготовления смеси используется бетономешалка.

Укладка бетона

Перед началом бетонирования проводится проверка правильности формы и установки опалубки. Далее внутренняя поверхность опалубки очищается от грязи и мусора. Деревянные элементы за час перед бетонированием смачиваются водой.

Уплотнение бетонной смеси

Укладка бетонной смеси производится слоями 20–30 см. Каждый слой обязательно уплотняется ручными трамбовками или глубинным вибратором. Наилучшие условия для твердения бетона создаются при беспрерывном бетонировании всей конструкции.

Небольшой перерыв в работе, когда бетон находится в начальной стадии твердения и имеет определённую подвижность, не повлияет на прочность всей конструкции. В этом случае можно продолжать бетонные работы без дополнительных мероприятий.

Если бетон уже теряет свою подвижность и набирает прочность, необходимо поверхность ранее уложенного бетона очистить от цементной плёнки, сделать насечки и желательно продуть сжатым воздухом. Далее настилается тонкий слой раствора составом цемент:песок как и у бетона. Затем производится укладка бетона в обычном порядке.

Уход за бетоном

Летом в сухую жаркую погоду поверхность бетона защищают от перегрева и ветра. Для этого её покрывают мокрыми опилками, рогожкой или полиэтиленовой плёнкой.

Чтобы избежать быстрого высыхания поверхности, производится полив бетона в течение недели. При температуре более 15 ºС бетон поливают через каждые три часа в течение первых трёх дней, далее не менее трёх раз в сутки.

В холодную погоду при температуре менее 5 ºС поверхность твердеющего бетона укрывают теплоизоляционными материалами.

Распалубовка

Для подпорных стенок снятие опалубки возможно только при наборе бетоном 100% прочности. Простейший способ определить возможность распалубки — это простукивание готового бетона молотком. При наборе достаточной прочности конструкция издаёт звонкий звук.

Читайте также:
Плита с ростверком: изготовление

После снятия опалубки обратную засыпку выполняют песком, гравием или щебнем с послойной утрамбовкой.

Если в длину подпорная стенка превышает 10 м, необходимо устройство температурно-осадочного шва. Его делают на всю высоту конструкции. Неоднородные грунт под подошвой сооружения может создавать напряжение в стенке и поэтому температурный шов делается в местах разделения грунтов с различными свойствами. В швы устанавливается просмолённые доски толщиной не менее 3 см.

Поверхность подпорной стенки, соприкасающуюся с грунтом, необходимо защищать окрасочной гидроизоляцией, мастиками или битумными растворами.

При большом уклоне приусадебного участка подпорная стенка решает вопрос его выравнивания, а также может стать прекрасным вариантом ландшафтного дизайна.

Подпорная стена – расчет и строительство

РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПОДПОРНЫХ СТЕН И СТЕН ПОДВАЛОВ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО И ГРАЖДАНСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

Рекомендовано к изданию решением секции несущих конструкций НТС ЦНИИПромзданий.

Составлено к главам СНиП II-15-74* и II-91-77** и содержит основные положения по расчету и конструированию подпорных стен из монолитного и сборного железобетона с примерами расчета и необходимыми табличными значениями коэффициентов, облегчающих расчет, а также рекомендации по расчету стен подвалов промышленных и гражданских зданий.

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 2.02.01-83, здесь и далее по тексту.

** На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 2.09.03-85. – Примечания изготовителя базы данных.

Для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.

Руководство разработано ЦНИИПромзданий Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Н.А.Ушаков, А.М.Туголуков, инженеры И.Д.Залещанский, Ю.В.Фролов, С.В.Третьякова) – разд.1-9, прил.1-5 при участии институтов: НИИОСП им. Н.М.Герсеванова Госстроя СССР (д-р техн. наук Е.А.Сорочан, кандидаты техн. наук А.В.Вронский, А.С.Снарский) – разд.5 и 6; Киевского Промстройпроекта Госстроя СССР (инженеры В.А.Козлов, С.И.Савускан) – разд.2, 3, 7, прил.4; Гипроречтранса Минречфлота РСФСР (д-р техн. наук В.Б.Гуревич, канд. техн. наук В.Э.Даревский, инж. М.А.Орлова) – разд.5 и 6 и Фундаментпроекта Минмонтажспецстроя СССР (инженеры В.К.Демидов, М.Л.Моргулис, И.С.Рабинович) – разд.6, 8, 9, прил. 2.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Руководство распространяется на проектирование гравитационных подпорных стен для промышленного и гражданского строительства, возводимых на естественных основаниях, а также на проектирование стен подвалов промышленных и гражданских зданий.

1.2. Руководство не распространяется на проектирование подпорных стен магистральных дорог, гидротехнических сооружений, подпорных стен специального назначения (противооползневые, противообвальные и др.), а также на проектирование подпорных стен, предназначенных для строительства в особых условиях (на вечномерзлых, набухающих, просадочных грунтах, на подрабатываемых территориях и др.).

1.3. Проектирование подпорных стен и стен подвалов должно осуществляться на основании:

чертежей генерального плана (горизонтальная и вертикальная планировка);

отчета об инженерно-геологических изысканиях;

технологического задания, содержащего данные о нагрузках и при необходимости особые требования к проектируемой конструкции, например, требования по ограничению деформаций и др.

1.4. Конструкция подпорных стен и стен подвалов должна устанавливаться по данным сравнения вариантов, исходя из технико-экономической целесообразности их применения в конкретных условиях строительства с учетом максимального снижения материалоемкости, трудоемкости и стоимости строительства, а также с учетом условий эксплуатации конструкций.

1.5. Подпорные стены, сооружаемые в населенных пунктах, следует проектировать с учетом архитектурных особенностей этих пунктов.

1.6. При проектировании подпорных стен и стен подвалов должны приниматься конструктивные схемы, обеспечивающие необходимую прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость сооружения в целом, а также отдельных элементов его на всех стадиях возведения и эксплуатации.

1.7. Элементы сборных конструкций должны отвечать условиям индустриального изготовления их на специализированных предприятиях.

Целесообразно укрупнять элементы сборных конструкций, насколько это позволяют грузоподъемность монтажных механизмов, а также условия изготовления и транспортирования.

1.8. Для монолитных железобетонных конструкций следует предусматривать унифицированные опалубочные и габаритные размеры, позволяющие применять типовые арматурные изделия и инвентарную опалубку.

1.9. В сборных конструкциях подпорных стен и стен подвалов конструкции узлов и соединений элементов должны обеспечивать надежную передачу усилий, прочность самих элементов в зоне стыка, а также связь дополнительно уложенного бетона в стыке с бетоном конструкции.

1.10. Проектирование конструкций подпорных стен и стен подвалов при наличии агрессивной среды должно вестись с учетом дополнительных требований, предъявляемых главой СНиП III-23-76*.

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 3.04.03-85. – Примечание изготовителя базы данных.

1.11. Проектирование мер защиты железобетонных конструкций от электрокоррозии должно производиться с учетом требований СН 65-76* “Инструкция по защите железобетонных конструкций от коррозии, вызываемой блуждающими токами”.

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 2.03.11-85 . – Примечание изготовителя базы данных.

1.12. При проектировании подпорных стен и стен подвалов следует, как правило, применять унифицированные типовые конструкции.

Проектирование индивидуальных конструкций подпорных стен и стен подвалов допускается в тех случаях, когда параметры и нагрузки для их проектирования превосходят параметры и нагрузки для типовых конструкций, либо когда применение типовых конструкций невозможно исходя из местных условий осуществления строительства.

1.13. В Руководстве рассматриваются подпорные стены и стены подвалов при засыпке их однородным грунтом.

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОДПОРНЫХ СТЕН

2.1. В зависимости от принятого конструктивного решения подпорные стены могут возводиться из железобетона, бетона, бутобетона и каменной кладки.

2.2. Выбор материала для подпорных стен обусловливается технико-экономическими соображениями, требованиями долговечности, условиями производства работ, наличием местных строительных материалов и средств механизации.

2.3. Железобетонные и бетонные подпорные стены рекомендуется проектировать из бетона проектной марки по прочности на сжатие:

для сборных железобетонных конструкций – М 200, М 300, М 400;

для монолитных железобетонных и бетонных конструкций – М 150, М 200.

Предварительно напряженные железобетонные конструкции следует преимущественно проектировать из бетона марки М 300, М 400, М 500, М 600. Для бетонной подготовки следует применять бетон марки М 50 и М 100.

2.4. Для кирпичных подпорных стен следует применять хорошо обожженный красный кирпич марки не ниже М 200 на растворе марки не ниже М 25, а при очень влажных грунтах – не ниже М 50. Применение силикатного кирпича не допускается.

2.5. Бутовая и бутобетонная кладка для подпорных стен должна быть выполнена из камня марки не ниже 150-200 на портландцементном растворе марки не ниже 50.

2.6. Для конструкций, подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию, в проекте должна быть оговорена марка бетона по морозостойкости.

Проектная марка бетона по морозостойкости для железобетонных конструкций подпорных стен назначается в зависимости от температурного режима их эксплуатации в соответствии с табл.1. Температурный режим эксплуатации устанавливается исходя из значения расчетной зимней температуры наружного воздуха в районе строительства.

Температурный режим эксплуатации подпорных стен

Минимальная проектная марка бетона по морозостойкости

от -20 °С до
-40 °С вкл.

от -5 °С до
-20 °С вкл.

Примечание. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства.

Требования к бутобетону и каменной кладке по морозостойкости предъявляются те же, что и к бетонным и железобетонным конструкциям.

2.7. Для армирования железобетонных конструкций, выполняемых без предварительного напряжения, следует применять стержневую горячекатаную арматурную сталь периодического профиля классов A-III и A-II по ГОСТ 5781-75 . Для монтажной (распределительной) арматуры допускается применение горячекатаной арматуры класса A-I по ГОСТ 5781-75 или обыкновенной арматурной гладкой проволоки класса B-I по ГОСТ 6727-53* .

На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 5781-82, здесь и далее по тексту.

На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 6727-80. – Примечания изготовителя базы данных.

Читайте также:
Особенности витражного остекления

При расчетной зимней температуре ниже минус 30 °С арматурная сталь класса A-II марки ВСт5пс2 к применению не допускается.

2.8. В качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных железобетонных элементов следует преимущественно применять термически упрочненную арматуру классов Ат-VI и Ат-V по ГОСТ 10884-78*.

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 10884-94, здесь и далее по тексту. – Примечание изготовителя базы данных.

Допускается также применять горячекатаную арматуру классов A-V, A-IV по ГОСТ 5781-75 и термически упрочненную арматуру класса Ат-IV по ГОСТ 10884-81.

При расчетной зимней температуре ниже минус 30 °С арматурная сталь класса A-IV марки 80С к применению не допускается.

2.9. Анкерные тяги и закладные элементы должны приниматься из прокатной полосовой стали класса С 38/23 (ГОСТ 380-71* ) марки ВСт3кп2 при расчетной зимней температуре до минус 30 °С включительно и марки ВСт3пс6 при расчетной температуре от минус 30 °С до минус 40 °С. Для анкерных тяг рекомендуется также сталь С 52/40 марки 10Г2С1 при расчетной зимней температуре до минус 40 °С включительно. Толщину полосовой стали следует принимать не менее 6 мм. Возможно также применение для анкерных тяг арматурной стали класса А-III.

На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют: в части требований к сортовому и фасонному литью ГОСТ 535-2005; в части марок и химического состава ГОСТ 380-2005; в части требований к толстолистовому прокату ГОСТ 14637-89. – Примечание изготовителя базы данных.

2.10. В сборных железобетонных и бетонных элементах монтажные (подъемные) петли должны выполняться из арматурной стали класса A-I (марок ВСт3сп2 и ВСт3пс2) или из стали класса A-II (марка 10ГТ).

При расчетной зимней температуре ниже -40 °С применение для петель стали ВСт3пс2 не допускается.

3. ТИПЫ ПОДПОРНЫХ СТЕН

3.1. Подпорные стены по конструктивному решению подразделяются на массивные и тонкостенные.

В массивных подпорных стенах их устойчивость на сдвиг при воздействии горизонтального давления грунта обеспечивается в основном собственным весом стены.

В тонкостенных подпорных стенах их устойчивость обеспечивается собственным весом стены и весом грунта, вовлекаемого конструкцией стены в работу.

Как правило, массивные подпорные стены более материалоемки и более трудоемки в возведении, чем тонкостенные, и могут применяться при соответствующем технико-экономическом обосновании (например, при возведении их из местных материалов, отсутствии сборного железобетона и т.д.).

3.2. Массивные стены могут возводиться из монолитного бетона, сборных бетонных блоков, бутобетона и каменной кладки.

По форме поперечного сечения массивные стены могут быть:

с двумя вертикальными гранями (рис.1, а);

с вертикальной лицевой и наклонной тыльной гранью (рис.1, б),

с наклонной лицевой и вертикальной тыльной гранью (рис.1, в),

с двумя наклонными в сторону засыпки гранями (рис.1, г),

со ступенчатой тыльной гранью (рис.1, д),

с ломаной тыльной гранью (рис.1, е).

Рис.1. Массивные подпорные стены

а – с двумя вертикальными гранями; б – с вертикальной лицевой и наклонной тыльной гранью; в – с наклонной лицевой и вертикальной тыльной гранью; г – с двумя наклонными в сторону засыпки гранями; д – со ступенчатой тыльной гранью; е – с ломаной тыльной гранью

3.3. Стены с наклонными гранями (переменного сечения, утончающиеся кверху) менее материалоемки, чем стены с двумя параллельными гранями.

При наличии наклонной в сторону от засыпки тыльной грани в работу подпорной стены включается масса грунта, расположенного над этой гранью. В стенах с двумя наклонными в сторону засыпки гранями интенсивность горизонтального давления грунта уменьшается, но возведение стен такого сечения является более сложным.

Как сделать подпорную стенку своими руками: расчет и устройство

Участок со сложным рельефом достаточно трудно обустроить. К тому же на склонах после таяния снега или проливных дождей возможен оползень. Но отчаиваться не стоит. Подпорная стенка своими руками поможет укрепить грунт и использовать площадь по максимуму.

Краткая классификация

Подпорная стенка — искусственное ограждение, предназначенное для удержания массы грунта от сползания. Она устраивается, чтобы оградить насыпь или впадину, закрепив таким образом склон. Гидротехнические конструкции дополнительно воспринимают давление воды.

Подпорные стенки могут быть толстостенными или тонкостенными, по расположению — отдельно стоящими и примыкающими к другим сооружениям. Низкими считаются конструкции до 10 м, средними до 20 м, высокими от 20 м и более.

а) толстостенная стена, б), в), г) тонкостенная

Если в промышленном и сельскохозяйственном строительстве подпорные стенки рассматриваются как инженерные сооружения, то в частной застройке они дополнительно играют эстетическую роль и участвуют в ландшафтном дизайне. Для самостоятельного возведения рекомендуется устраивать стенки небольшой высоты — до 1,2-1,5 м.
Более высокие — удел профессионалов. Перед строительством проводятся инженерно-геологические исследования и сложные расчеты. Неподготовленный человек с ними не справится.

Материалы

Подпорные стены изготавливаются из бетона, железобетона, бутобетона, кирпича, камня, металла, дерева. Используются также габионы — сетки, набитые камнями или землей.

Выбор материала диктуется технико-экономическими соображениями, доступностью и долговечностью:

    Железобетон для монолитных конструкций должен иметь марку М150-М200, для сборных М200-М400.

Качественный красный кирпич М 200. Для кладки при низкой влажности грунта можно использовать раствор М25, при высокой — М50 и более. Нельзя применять силикатный кирпич, от контакта с землей он быстро разрушается.

  • Для бутобетонной кладки камень должен иметь марку не ниже 150-200, а раствор — не ниже М50. Причем для его изготовления необходимо использовать высокомарочный портландцемент.
  • Чем ниже температура эксплуатации стенки, тем выше должна быть марка бетона по морозостойкости.

    Для армирования рекомендуется стержневая арматурная сталь класса А-III или А-II периодического профиля. Гладкая проволока разрешается для изготовления распределительной или монтажной арматуры.

    Если температура зимой опускается ниже -30°С, класс стали для арматуры должен быть наибольшим.

    Конструктив и принцип работы

    В искусственных ограждениях сформированный уклон намного превышает угол естественного откоса, при котором грунт удерживается за счет сил трения между частицами. Поэтому стенка испытывает колоссальные нагрузки.

    Массивные

    Представляют собой конструкции большой толщины без армирования. Стены удерживают грунт от подвижек своей массой благодаря закону гравитации. Для устройства таких сооружений требуется много материала, а это трудоемко и недешево, поэтому перед началом строительства необходимо выполнить технико-экономическое обоснование.

    Массивные стенки воспринимают боковое давление грунта и работают на сдвиг и опрокидывание. Вертикальные грани могут быть параллельными или наклонными.

    Экономически оправдано устройство массивных стен высотой до 2-3 м с сечением в виде параллелограмма. Наклон лицевой плиты должен быть равен углу откоса, при котором он сохраняет устойчивость.

    Слабое место конструкции — стык вертикальной части с горизонтальной, поскольку при монтаже сначала заливается фундамент, а затем лицевая плита. Именно здесь чаще всего происходит разрушение. Поэтому при укладке бетона нужно избегать горизонтальных швов, а вертикальные рабочие швы совмещать с температурными.

    Уголковые

    Эти сооружения относятся к тонкостенным. Подпор грунта осуществляется консольным выступом — вертикальной полкой уголка, а устойчивость обеспечивается собственной массой, массой грунта, дополнительными пригрузами и креплениями горизонтальной полки.

    Три вида уголковых стенок

    Конструкции изготавливаются из сборного или монолитного бетона либо комбинированным способом. Например, фундаментная плита, не требующая сложной опалубки, заливается, а лицевая монтируется уже готовая. Нижняя и верхняя части соединяются пазовым креплением, шпонками, дополнительным армированием.

    Чтобы уменьшить вылет фундаментной плиты, используются анкерные тяги. Они представляют собой гибкие стальные связи, которые воспринимают часть усилий и разгружают опору.

    Контрфорс — жесткий элемент, служит для полной или частичной передачи нагрузки на фундаментную плиту. Он может быть монолитным или сборным, армируется в трех направлениях — горизонтальном, вертикальном и наклонном.

    Читайте также:
    Небольшой дачный домик

    Комбинированные

    Такие системы имеют со стороны подсыпки разгрузочные площадки. Они снижают давление грунта на подпорную стену, что позволяет уменьшить размеры конструкции.

    1 — стена, 2 — разгрузочная площадка

    Вылет площадки составляет 0,2-0,25 высоты стенки. Для уменьшения изгибающих моментов в консоли и лицевой плите дополнительно могут применяться разные опорные устройства.

    Габионы

    Сетчатые конструкции практически не испытывают гидростатического давления. Они хорошо пропускают влагу, поэтому дренаж не требуется (в отличие от сплошных подпорных стен).

    Для изготовления используется прочная сетка диаметром 3-6 мм с покрытием из цинка, алюминия и мишметалла ( сплава из редкоземельных металлов). Сетка сваривается или скручивается в контейнеры разных размеров и формы.

    Наиболее распространенные конструкции габионов:

    • коробчатые;
    • коробчатые с армирующими панелями;
    • матрацно-тюфячные;
    • цилиндрические;
    • других форм.

    Ячейка может быть квадратной или шестиугольной. Ее размеры — от 25 до 300 мм, что должно соответствовать крупности заполнителя. На строительную площадку габионы поставляются в виде спрессованных разверток, где они собираются в объемные конструкции.

    Габионы с армопанелью — перспективное направление в строительстве подпорных стенок. Они оснащены армирующей сеткой, которая укладывается в толщу грунта горизонтально. Необходимость в установке массивных гравитационных стен отпадает, уменьшается объем земляных работ. Склоны, армированные панелями, упрочняются, повышается их устойчивость к почвенной коррозии и оползням.

    При больших перепадах рельефа устраиваются армогрунтовые стенки из модульных габионов. Системы разработаны в Италии и получили название Террамеш. Самая высокая конструкция построена в России. Ее высота 74 м.

    Для благоустройства участка можно купить готовые габионы. Они рассчитаны на стандартные нагрузки и быстро собираются собственными силами. Остается только наполнить их камнями.

    Гибкие

    В этих конструкциях изгибающие усилия воспринимают сваи, шпунты или якоря, заглубленные в грунт. Зазоры между опорами перекрываются тонкостенными плитами. Устойчивость придает сопротивление грунта выпору.

    Распространены 2 вида гибких стенок:

    • больверковые — используются при высоте до 4-5 м;
    • анкерно-больверковые — при перепаде рельефа до 30 м.

    В верхней части анкерно-больверковых стен устанавливаются дополнительные тяги, которые крепятся к якорям за границами призмы разрушения. Это позволяет увеличить высоту до 30 м, причем затраты на устройство уменьшаются на 20-25% по сравнению со стенами из железобетона.

    Расчет подпорной стенки

    Для проектирования подпорных стен разработаны СП, руководства, методички и программы. Согласно им расчеты проводится по двум предельным состояниям:

    • несущей способности;
    • деформациям.

    При расчетах учитываются собственный вес стенки, давление грунта (активное и пассивное), внешние нагрузки на призму обрушения. В некоторых случаях приходится учитывать гидростатическое давление воды.

    Призма обрушения — понятие, применяемое при расчете откосов. Представляет собой неустойчивый массив грунта, состоящий из центрального, активного и пассивного блоков, которые могут смещаться по нескольким скользящим плоскостям.

    Нагрузки на подпорную стенку собираются на 1 погонный м конструкции. Это:

    • постоянные — собственный вес, вес грунта, строений, дорожных покрытий;
    • временные — снеговые, ветровые, от складирования материалов, движения автомобилей.

    При проектировании оценивается коэффициент устойчивости — величина, равная отношению удерживающих сил к сдвигающим. Понятно, что чем он больше, тем выше надежность. Если коэффициент меньше единицы, стенка быстро разрушится.

    Примерный алгоритм расчета

    Наиболее экономичная конструкция — уголковая подпорная стена. Для ее устройства не требуется большой массы бетона или камня. Расчет проводится по несущей способности, на сдвиг по подошве, опрокидывание, глубинный сдвиг, а также по допустимым деформациям.

    Уголковая стенка состоит из 2 плит — фундаментной, погруженной в грунт, и лицевой, расположенной перпендикулярно поверхности земли. Глубина заложения определяется согласно СП 22.13330.11 как для наружного фундамента зданий и сооружений.

    Предварительно задаются размеры:

    • Ширина плиты фундамента, которая должна быть больше или равна полной высоте лицевой стенки.
    • Вынос конструкции за наружную грань принимается равным 0,2-0,3 полной ширины плиты.
    • Лицевая плита в месте заделки должна иметь ширину 0,1-0,2 ее полной высоты.

    Чтобы определить боковое давление грунта на консоль, измеряются высота откоса, угол наклона поверхности к горизонту, отклонение стенки по вертикали.

    Рассчитывается активное давление грунта и пассивное, то есть воздействие самой стенки на грунт. При этом заранее должны быть известны плотность грунта, угол внутреннего трения и трения по поверхности конструкции, сцепление.

    Давление грунта при известных данных можно найти с помощью он лайн программ. Поскольку формул и коэффициентов много, для неподготовленного человека это существенно облегчит задачу.

    Для расчета действующих напряжений составляются эпюры моментов, продольных и поперечных сил. Затем по известным данным проводится расчет по материалу согласно СП 63.13330.2018. Определяются характеристики бетона, схемы армирования, уточняются толщина элементов.

    Программы для расчета

    Универсальной программы, которая позволила бы получить точный результат при загрузке необходимых параметров, не существует. Но для автоматизации отдельных этапов разработаны модули:

    • программный комплекс Мономах-сапр — Подпорная стена;
    • GEO5 — Уголковая, Гравитационная, Габионная;
    • GIPRO — расчет железобетонных стен;
    • NormCad — расчеты из Пособия к СНиП;
    • Фундамент — для уголковых, массивных и шпунтованных конструкций.

    Некоторые программы не поддерживают российские нормативы, поскольку являются русской версией зарубежных разработок. Но для предварительного определения параметров стенок они вполне пригодны.

    Уточнять результат придется вручную, поэтому если стена выше 1,5 м, на участке высокий УГВ, нестабильные грунты или другие сложности, лучше доверить это дело профессиональным исполнителям.

    Какую стенку выбрать

    Ситуация даже в границах одного участка может быть разной. Необходимо учитывать особенности рельефа, характеристики грунта, глубину подземных вод и другие условия. Понятно, что подпорная стенка не должна быть слишком дорогой и трудоемкой в устройстве, поэтому при выборе нужно взвесить как геологические, так и финансовые возможности:

    • При больших перепадах высот руководствоваться только расчетами, проведенными инженерными службами.
    • При низком УГВ и разности высот не более 1 м можно использовать гибкие подпорные стенки из стальных труб, между которыми установлены забирки из досок, шпал, небольших габионов, плоских листов.
    • При любых грунтах и нагрузках отлично себя проявляют уголковые стенки из железобетона. Но у них есть один существенный минус — высокая цена.

    Экономически нецелесообразно в частном строительстве возводить сооружения из монолитного и сборного железобетона (ФБС). Тогда как каменные сухой кладки или на растворе достаточно экономичны. Они не требуют заглубленного массивного фундамента, хорошо удерживают склон и выглядят эффектно. Но перепад не должен быть более 1-1,5 м. При большей разнице высот рекомендуется провести террасирование со ступенчатой отсыпкой и укреплением откосов.

    Как сделать подпорную стенку

    На приусадебном участке конструкции выполняют не только функцию по удержанию грунта, но и декоративную. Предлагаем варианты стенок, которые можно сделать самостоятельно. Выглядят они достаточно эффектно и не требуют дополнительной отделки.

    Из камня-песчаника

    На участке всегда есть видовая зона, которую хочется облагородить — высадить кустарники, цветы, разбить газон. Отличное решение — приподнять площадку на 30-40 см и закрепить по периметру каменной подпорной стенкой.

    Выкопать по разметку траншею глубиной 30 см. Засыпать дно песком на высоту 15 см, уплотнить. Уложить арматуру и заполнить бетоном до уровня земли.

    Камень предварительно промыть от пыли. После затвердевания начинать кладку на клей, специально предназначенный для природного камня. Раствор не должен выступать за пределы кладки.

    Если высота стенки превышает 30 см, необходимо со стороны подсыпки уложить дренажный слой из геоткани и щебня. Сверху щебень накрыть геотканью.

    В непросматриваемых местах стенку можно выложить из остатков тротуарной плитки или дешевого камня. Засыпать огражденную зону плодородным грунтом, высадить растения.

    Читайте также:
    Септик для частного дома: установка и эксплуатация. Виды септиков, функциональные характеристики и популярные модели.

    Шпунтованная подпорная стенка из дерева

    Простой и доступный способ укрепить грунт на участке — установить опоры и уложить между ними доски или брус. Можно поставить бревна вплотную друг к другу вертикально. Главное условие — высота конструкции не должна превышать 1-1,5 м.


    При горизонтальной укладке брус крепиться к опорам, которые заглублены не менее, чем высота стенки над землей. Причем основание лучше залить бетоном для сохранения устойчивости. В прилегающей к конструкции зоне сделать дренаж — уложить геотекстиль, щебень и перфорированную трубу. Концы вывести за пределы стенки.

    При вертикальной установке используются окоренные бревна. Скрепляются они с обратной стороны скобами. Рекомендуется также заглублять их на высоту стены и заливать основание бетоном.

    Все деревянные поверхности обработать от гниения. Тогда конструкция может простоять 5 лет и более.

    Из габионов

    Собрать контейнер из сетки и проволочных спиралей.

    Подготовить основание глубиной 0,3 м шириной 1 м в грунте, сделать подсыпку из щебня толщиной 15 см, уплотнить.

    Уложить геотекстиль и ряд габионов. Заполнить его камнями. Для засыпки использовать песчаный грунт, уплотняя его послойно. Верхние 30 см засыпать плодородной почвой.

    Габионами укрепляют берега водоемов, в том числе рукотворных. Они не препятствуют миграции воды как из грунта, так и обратно. Поэтому ограждения устойчивы к размыву и при правильном расчете и устройстве практически не обрушаются.

    Таким же способом можно построить забор, но укладывая габионы не ступенями, а друг на друга. Выглядеть будет оригинально, а при доступных каменных материалах обойдется недорого.

    Заключение

    Устройство подпорной стенки на своем участке позволит укрепить грунт, сформировать удобный и красивый рельеф. Высота конструкции для самостоятельного строительства не должна превышать 1-1,5 м. Изготовление высоких и массивных сооружений лучше перепоручить профессионалам, поскольку требуются сложные расчеты и конструирование.

    Подпорная стенка на участке: технология устройства и расчёт своими руками

    Подпорная стенка — это строительное сооружение, которое удерживает грунтовую массу от обрушения при перепадах планировочных отметок. Высокая ответственность таких конструкций обусловлена большими нагрузками земляных масс и требует знания технологии их возведения. Предлагаемый вариант бетонной подпорной стенки поможет сделать её правильно.

    Разновидности подпорных стенок

    Подпорную стенку сооружают в случаях, когда откос грунта или насыпи превышает предельную величину. Они подразделяются по высоте, конструкции и материалу.

    • низкие – перепад планировочных отметок менее 10 м;
    • средние – перепад составляет от 10 до 20 м;
    • высокие – при перепаде высот более 20 м.
    • массивные;
    • тонкостенные;
    • анкерные.

    1. Гибкая подпорка с анкерным прекплением. 2. Массивные подпорные стенки: а — с вертикальными гранями; b — с вертикальной лицевой и наклонной тыльной гранью; c — с наклонной лицевой и вертикальной тыльной гранью; d — с двумя наклонными в сторону насыпи гранями; e — со ступенчатой тыльной гранью; f — с ломаной тыльной гранью. 3. Тонкостенные подпорные стенки: a — уголковая консольная; b — уголковая консольная с зубом; c — уголковая контрфорсная; d — уголковая с анкерными тягами

    • железобетонные;
    • бетонные;
    • кирпичные;
    • каменные;
    • деревянные;
    • габионные.

    Кирпичная подпорная стенка

    Каменная подпорная стенка

    Деревянная подпорная стенка

    Габионная подпорная стенка

    Массивные подпорные стенки обеспечивают устойчивость от сдвига и опрокидывания собственным весом. В тонкостенных кроме собственного веса учитывается вес грунта, который включается в работу в соответствии с конструкцией стенки.

    Подпорные стенки бывают монолитными, сборными и сборно-монолитными. Конструктивно тонкостенные подпорные сооружения по форме подразделяются на:

    • уголковые консольные;
    • уголковые анкерные;
    • контрфорсные.

    Анкерные подпорные стенки применяются при высоких перепадах планировочных отметок. Каждый грунт имеет свои физико-механические свойства. Например, если для него существует понятие призма обрушения, то анкерная плита должна располагаться за её пределами.

    Гибкие подпорные конструкции могу иметь небольшой прогиб и смещение, которые ограничиваются нормами. Если в основании подпорного сооружения имеются слабые грунты, применяются для стенок свайные фундаменты.

    Размеры подпорных стенок принимаются в ходе расчёта, в котором учитывается:

    • вес стенки;
    • давление грунта;
    • нагрузки, находящиеся в пределах призмы обрушения;
    • нагрузки на лицевую часть стенки и другие возможные силы, возникающие в каждом конкретном случае.

    Подпорная конструкция рассчитывается на несущую способность грунта и самой стенки, устойчивость против сдвига. Для сложных условий строительства расчёт учитывает все дополнительные нагрузки.

    В случае водонасыщенных грунтов делается дренаж. При этом уменьшается нагрузка от грунта на стенку. Иногда грунт содержит агрессивные составляющие по отношению к бетону или металлу. В этом случае возведение сооружения делается с учётом защиты конструкций от коррозии.

    Высота подпорной стенки напрямую зависит от высоты перепада планировки. Для массивных сооружений размер подошвы можно принять 0,5–0,7 высоты стенки. Наименьший размер сечений стен допускается для:

    • бутобетонных — 600 мм;
    • бетонных — 400 мм;
    • железобетонных — 100 мм.

    При определении глубины заложения подпорных стенок учитываются все требования, как к фундаментам, но не менее 600 мм для нескальных грунтов и 300 мм для скальных.

    Бетонная подпорная стенка своими руками

    Выбор материала подпорной стенки зависит от:

    • назначения конструкции;
    • высоты перепада планировочных отметок;
    • физико-механических свойств грунта;
    • присутствия грунтовых вод;
    • дизайнерского решения конструкции.

    Для подпорных стенок рекомендуется применять бетон классом не менее В15. Если условия эксплуатации предполагают замораживание и оттаивание попеременно, то важна при этом марка по морозостойкости и водонепроницаемости.

    Так, например, в условиях непостоянного водонасыщения грунта для температур от -20 до -40 °С марка по морозостойкости допускается не менее F50. Из бетона выполняются подпорные стенки массивного вида, так как тонкие подвергаются нагрузки на изгиб, а бетон может работать только на сжатие.

    Расчёт массивной подпорной стенки из бетона

    Каждый грунт имеет показатель — плоскость естественного откоса. Она образуется за счёт сил трения частиц грунта и характеризуется углом внутреннего трения — φ. В природе такие плоскости можно встретить на естественных склонах или насыпях.

    Если угол откоса, который необходим в строительстве для какого-либо сооружения, превышает угол внутреннего трения, то делается удерживающее сооружение для грунта — подпорная стенка. Она должна удержать грунт, находящийся над плоскостью естественного откоса.

    Размеры подпорной стенки подбираются в результате расчёта на прочность и устойчивость. Для этого определяется величина давления грунта на конструкцию — Е.

    Для расчёта используют теорию сыпучих тел, согласно которой под собственным весом (G) грунт стремиться вниз по плоскости сползания ВС и давит на подпорную стенку (E). S –давление грунта на плоскость сползания. В данном случае призма АВС предполагается как твёрдое тело с весом G, который должны уравновесить силы S и E.

    Величина Е рассчитывается по формуле:

    • γг — объёмный вес грунта (нормативный);
    • Н — высота подпорной стенки;
    • µ — коэффициент, который зависит от φ, α, β, φ.

    Рассмотрим простой вариант — подпорная стенка из бетона прямоугольного сечения. Для предварительного подбора сечения подпорной стенки можно использовать формулу:

    • b — ширина стенки в любом сечении;
    • Н — высота сечения от поверхности грунта;
    • С1, С2 — коэффициенты, которые зависят от углов наклона наружной и внутренней поверхности подпорной стенки. Для рассматриваемого случая прямоугольно сечения их значение равно нулю;
    • γг и γк — объёмный вес грунта и материала стенки;
    • µ — коэффициент, который можно принять по графику.

    Для примера возьмём грунт φ = 35° с объёмным весом 1,6 т/м 3 , объёмный вес бетона — 2,2 т/м 3 . Глубину заложения фундамента примем 1,3 м. В случае прямоугольного сечения С1 = С2 = 0.

    Н = 4,2 м; µ = 0,271 — по графику.

    Читайте также:
    Светильники для бани: влагозащищенные, плафоны, лампы, люстры

    Подставив все данные в формулу, получаем:

    Принимаем толщину стенки надземной части — 1,65 м. По этой же формуле находим ширину стенки по подошве фундамента.

    1,2 — коэффициент надёжности для фундамента.

    Подпорную стенку принимаем с предварительными размерами согласно расчёту сечением 1,65х2,54 м из бетона класса В15.

    Последовательность работ

    Перед устройством монолитной бетонной стенки под её подошву устраивают бетонную подготовку. Толщина её составляет 100 мм. По всему периметру подготовка должна быть шире стенки на 150 мм. Класс бетона не менее В5.

    Опалубка

    Опалубку для подпорной стенки монтируют из обрезной доски лиственных (берёза, бук, липа, ольха) и хвойных (ель, сосна) пород. Используются доски шириной не более 15 см. Влажность дерева для опалубки допускается не более 25%. Все деревянные элементы пропитываются антисептиками.

    Из досок сколачиваются щиты, которые поддерживаются подкосами или распорками через 70–100 см. Можно также использовать и инвентарную опалубку. Для этого габариты подпорной стенки подбираются в соответствии с её размерами.

    Изготовления бетонной смеси

    Бетонную смесь для класса В15 (М200) готовят в пропорции — цемент:песок:щебень (гравий):

    • 1:3:4,75 (по весу);
    • 1:2,25:4,1 (по объёму).

    На 1 м 3 бетона берётся 155 л воды и 250 кг цемента М400. Для приготовления смеси используется бетономешалка.

    Укладка бетона

    Перед началом бетонирования проводится проверка правильности формы и установки опалубки. Далее внутренняя поверхность опалубки очищается от грязи и мусора. Деревянные элементы за час перед бетонированием смачиваются водой.

    Уплотнение бетонной смеси

    Укладка бетонной смеси производится слоями 20–30 см. Каждый слой обязательно уплотняется ручными трамбовками или глубинным вибратором. Наилучшие условия для твердения бетона создаются при беспрерывном бетонировании всей конструкции.

    Небольшой перерыв в работе, когда бетон находится в начальной стадии твердения и имеет определённую подвижность, не повлияет на прочность всей конструкции. В этом случае можно продолжать бетонные работы без дополнительных мероприятий.

    Если бетон уже теряет свою подвижность и набирает прочность, необходимо поверхность ранее уложенного бетона очистить от цементной плёнки, сделать насечки и желательно продуть сжатым воздухом. Далее настилается тонкий слой раствора составом цемент:песок как и у бетона. Затем производится укладка бетона в обычном порядке.

    Уход за бетоном

    Летом в сухую жаркую погоду поверхность бетона защищают от перегрева и ветра. Для этого её покрывают мокрыми опилками, рогожкой или полиэтиленовой плёнкой.

    Чтобы избежать быстрого высыхания поверхности, производится полив бетона в течение недели. При температуре более 15 ºС бетон поливают через каждые три часа в течение первых трёх дней, далее не менее трёх раз в сутки.

    В холодную погоду при температуре менее 5 ºС поверхность твердеющего бетона укрывают теплоизоляционными материалами.

    Распалубовка

    Для подпорных стенок снятие опалубки возможно только при наборе бетоном 100% прочности. Простейший способ определить возможность распалубки — это простукивание готового бетона молотком. При наборе достаточной прочности конструкция издаёт звонкий звук.

    После снятия опалубки обратную засыпку выполняют песком, гравием или щебнем с послойной утрамбовкой.

    Если в длину подпорная стенка превышает 10 м, необходимо устройство температурно-осадочного шва. Его делают на всю высоту конструкции. Неоднородные грунт под подошвой сооружения может создавать напряжение в стенке и поэтому температурный шов делается в местах разделения грунтов с различными свойствами. В швы устанавливается просмолённые доски толщиной не менее 3 см.

    Поверхность подпорной стенки, соприкасающуюся с грунтом, необходимо защищать окрасочной гидроизоляцией, мастиками или битумными растворами.

    При большом уклоне приусадебного участка подпорная стенка решает вопрос его выравнивания, а также может стать прекрасным вариантом ландшафтного дизайна.

    Как сделать подпорную стенку из бетона

    Если территория имеет сложный ландшафт, ее благоустройство может предусматривать такой элемент, как подпорная стена. Она позволяет решать множество проблем, например, исключает сползание почвы, укрепляя склоны и откосы. Такая конструкция может решать еще и декоративные задачи.

    1. Основные принципы возведения подпорных бетонных стен
    2. Особенности проектирования
    3. Виды подпорных стенок и особенности их возведения
    4. Функции подпорных стен
    5. Расчет подпорных стен
    6. Установка опорных бетонных стенок
    7. Создание траншеи
    8. Монтаж опалубки
    9. Дренаж
    10. Замес цемента
    11. Заполнение пространства за опорами
    12. Гидроизоляция поверхности
    13. Декор
    14. Факторы, влияющие на устойчивость опорной стены
    15. Использование блоков ФБС
    16. Стены из кирпича и габионов
    17. Особенности строительства стены из кирпича
    18. Строительство стены из габионов
    19. Альтернативное решение: стена из дерева

    Основные принципы возведения подпорных бетонных стен

    Конструкция подпорной стены может быть толсто- и тонкостенной. Первая выполняет функцию удержания почвы при ее по движках. При ее строительстве отмечается большой расход раствора и арматуры, а земляные работы отнимают много времени. Работы по возведению осуществляются по определенной технологии, особенности которой зависят от бюджета, назначения и наличия свободного времени.

    Так, если устройство не предусматривает трату большого количества средств, лучше установить угловую конструкцию с консолью. При заливке нужно будет установить опалубку, которая заглубляется на величину, зависящую от высоты конструкции. Сократить бюджет можно, снизив расход раствора. При наличии пучинистости грунта его вынутые нижние слои заполняются подушкой из песка и щебня. Заливка предусматривает укрепление методом укладки прутьев, а бетон укладывается послойно. Его следует уплотнить вибратором.

    Особенности проектирования

    Подпорная стена может иметь определенное назначение. В зависимости от этого, конструкция предусматривает четыре составляющих, а именно:

    • фундамент;
    • водоотвод;
    • тело;
    • дренажную систему.

    Именно подземная часть должна соответствовать техническим нормативам и выполнять основную функцию, тогда как тело предназначено для эстетических целей. Высокими стенки считаются, если они имеют высоту больше 2 м над уровнем почвы. На этапе проектирования важно предусмотреть еще и то, какой будет задняя стенка.

    Классификация здесь ведется по уровню наклона, он может быть:

    • лежачим;
    • пологим;
    • крутым.

    В последнем случае речь идет о прямом или обратном скате. Профили таких стен могут быть самыми разными. Но в основном это трапеция или прямоугольник. Грани обладают разными уклонами, это касается первой из упомянутых конструкций.

    Виды подпорных стенок и особенности их возведения

    Перед тем как сделать подпорную стенку из бетона, вы должны подобрать один из ее существующих видов, а также разобраться с технологиями возведения. Конструкции можно классифицировать по способу возведения, они могут быть сборными или монолитными. Первые состоят из штучного материала, тогда как вторые — из звеньев на основе железобетонных изделий. Подпорные стены из бетона можно подразделить на мелко- и глубокозаглубленные. По высоте они бывают высокими, средними и низкими.

    Что касается особенностей возведения, то все будет зависеть от того, какой бетон в основе -жидкий или в виде готовых изделий. В первом случае можно получить стену до 3 м в высоту, поэтому ее строительство лучше доверить специалистам. Такие конструкции устанавливаются на фундамент, а его габариты зависят от высоты стены и обычно составляют половину размера.

    Подпорные стенки из бетона устанавливаются с обязательным водоотведением. Когда жидкость будет попадать на склон, она просочится сквозь почву и станет копиться в нижнем участке конструкции. Чтобы исключить размытие земли, вода должна отводиться пластиковыми трубками. Они располагаются с лицевой стороны и отделяются друг от друга на 1 м.

    Стенки устанавливаются с обязательным устройством температурных швов, что исключает возникновение трещин. Что касается финишной отделки, можно не осуществлять облицовку, но тогда конструкция будет смотреться неприглядно. Для облагораживания этой части экстерьера можно использовать камень, который может быть натуральным или искусственным.

    Функции подпорных стен

    Подпорная стена очень функциональна, она выполняет множество задач. Ее устройство осуществляется из эстетических соображений, чтобы сделать неровный ландшафт более гармоничным. Что касается практического аспекта, стена необходима для удержания почвы от вымывания. Конструкции не только удерживают, но и перенаправляют жидкость. Участок с такими стенами выглядит ауратно, а если устройство было выполнено правильно, то конструкция будет готова прослужить не один год, зонируя пространство.

    Читайте также:
    Самодельная мобильная ленточная пилорама (фото, видео)

    Расчет подпорных стен

    Проектирование подпорных стен предусматривает осуществление расчета. Нужно определить, какое давление будет оказывать почва на плитную поверхность. При этом используется формула: P = h*r. В которой буквой h обозначается высота земли над плитой, тогда как r — плотность почвы.

    На стену оказывается и еще и горизонтальное давление. Оно рассчитывается по формуле: Pа = h*r*tg2(45-φ/2). Здесь угол внутреннего трения почвы обозначается буквой φ. Расчет подпорной стенки предполагает еще и определение объема арматуры на квадратный метр. Если прутья будут располагаться на расстоянии в 200 мм друг от друга, количество стержней на указанную площадь составит 5. С увеличением шага до 250 мм стержней на квадратный метр понадобится 4.

    Установка опорных бетонных стенок

    Для того чтобы определиться с технологией строительства подпорной стены из бетона, следует разобраться, какую конструкцию вы будете устанавливать:

    • тонкостенную;
    • комбинированную;
    • массивную.

    Последняя удерживает почву лишь за счет внушительного веса. Прочность и характеристики определяются заглублением. Если сооружение будет невысоким, строительство окажется оправданным, в противном случае в бытовых условиях может произойти перерасход материала и времени. Комбинированные опорные стены имеют меньший вес, а для повышения их прочности используется широкое основание. Тонкостенные конструкции должны иметь особую форму, чтобы ширина основания была соизмерима с высотой.

    Создание траншеи

    Если вы решили работать с бетоном, для начала следует создать чертеж. Затем следует устроить траншею. Такие работы ведутся на устойчивом грунте, а минимальная глубина залегания подземных вод должна составить 1, 5 м.

    Сначала территория размечается, для этого используется натянутый шнур. По нему выкапывается траншея для сооружения подошвы. А боковые стенки и дно хорошо уплотняются, затем можно приступать к засыпке подушки. Каждый слой хорошо уплотняется и поливается водой.

    Монтаж опалубки

    Если почва пучинистая, на 40 см на дно траншеи необходимо засыпать песок и щебень, покрыв все это гидроизоляцией. Далее устанавливаются щиты, которые нужно укрепить укосинами.

    Дренаж

    Опорная стена обязательно должна иметь дренаж, который может располагаться вдоль, поперек или иметь смешанную конструкцию. Первый предполагает укладку щебня в траншею, сюда можно добавить бой кирпича крупной фракции. От использования строительного мусора следует отказаться, ведь он может быть размыт водой. Такая система имеет ограниченный срок эксплуатации, что влечет необходимость периодической чистки дренажной системы.

    Альтернативным решением является монтаж гофрированных труб, которые сегодня являются одними из надежных. Поперечный дренаж подпорных стен является наиболее простым в устройстве. Он реализуется на этапе строительства конструкции и предполагает оставление швов в кладке, которые не заполняются раствором. Поперечно-продольная система дренажа — это совмещение нескольких решений, что позволяет добиться наиболее эффективного результата.

    Замес цемента

    При строительстве конструкции важно обеспечить ей хорошие технические характеристики. Среди них следует выделить морозостойкость. Это свойство должно быть присуще используемому для раствора цементу. Для его замеса понадобится часть жидкости, столько же цемента и такой же объем щебня. Ко всему к этому добавляется три части песка. Материалы хорошо перемешиваются между собой, затем состав заливается в опалубку.

    Заполнение пространства за опорами

    Пространство за подпорной стеной нужно заполнить дренажной почвой. Альтернативным решением выступает дренажное полотно. Следом идет грунтовая масса, которая уплотняется при засыпке. Заключительным слоем станет растительный грунт. Взглянув на этот участок через некоторое время, вы заметите, что произошла усадка почвы, что повлечет необходимость подсыпки. Торф и ил при этом использовать нельзя, так как в них присутствуют органические включения.

    При строительных работах нельзя забывать об армировании подпорной стенки. Эти работы предусматривают укладку 4 прутков, диаметр которых не превышает 16 мм. Прутья располагаются вертикально, а при соединении они должны формировать сетку.

    Если ширина основания больше 40 см или равна этому значению, армирующие сетки будут отдалены друг от друга на 30 см. По краям необходимо оставить по 5 см. Когда фундамент имеет большую протяженность, а ширина довольно ограничена, могут возникнуть продольные растяжения. Поэтому армирование подпорных стен будет сопровождаться укладкой вертикальных и горизонтальных прутьев, которые станут формировать каркас и выполнят поддерживающую функцию.

    Гидроизоляция поверхности

    Гидроизоляция должна выполняться после определения целесообразности этих работ. Они требуются, если поверхность пористая, плохо переносит контакт с водой, ее поверхность легко образует конденсат. Когда грунт сухой, можно применить напыляемый материал или мастику. Влажная почва требует рулонных материалов. Классический способ гидроизоляции заключается в нанесении обмазочного состава. Поверхность нагревается, а затем на нее наносится мастика. Важно, чтобы температура внешней среды была выше нуля, а влажность воздуха должна быть низкой. Только так удастся добиться эффективности работ.

    Если вы выбрали оклеечный материал, он будет предусматривать необходимость комбинации мастики и рулонной гидроизоляции, последняя из которых выступит покровной составляющей. Можно использовать рубероид или другую изоляцию на основе битума, которая крепится на поверхность после нанесения обмазки.

    Декор

    Когда расчет подпорной стены был выполнен, что можно сделать и онлайн, а все работы согласно чертежам, были осуществлены, в том числе, армирование, можно переходить к декорированию. Это позволит сделать конструкцию не только более привлекательной, но и повысит ее защитные функции. Стена должна гармонировать с экстерьером, поэтому следует рассмотреть несколько способов ее облицовки.

    Наиболее простым и бюджетным решением является высадка растений. Облагородить стену и территорию вокруг можно искусственным водоемом. Довольно привлекательно смотрится еще и альпийская горка, которую можно дополнить вьющимися растениями. А вот для декорирования самих стен часто используются самые неожиданные материалы, например, пластик или металл. Облицовку можно выполнить кирпичом или декоративными железобетонными плитами. Отлично смотрятся на поверхности песчаник, известняк или плитняк.

    Факторы, влияющие на устойчивость опорной стены

    Расчет подпорной стены, который может быть выполнен онлайн, следует осуществлять еще и для того, чтобы определить факторы, которые могут повлиять на устойчивость конструкции. Среди наиболее часто упоминаемых факторов следует выделить:

    • силу вибрации;
    • действия подземных вод;
    • сейсмические воздействия;
    • устойчивость в зависимости от толщины;
    • климатические особенности региона.

    На устойчивость влияет правильное определение толщины. При этом важно, чтобы грунт имел соответствующие характеристики, а высота сооружения не оказалась слишком большой. Если на участке мягкая почва, то ширина опоры должна быть больше. А вот при высоте больше 2 м следует учитывать еще и ветровую нагрузку.

    Использование блоков ФБС

    Подпорные конструкции довольно часто возводятся из блоков ФБС. Конструкции получаются массивными, а устойчивость обеспечивается весом конструкции. Эти изделия в основе могут укладываться на территориях с разными типами грунтов. Для проведения работ по строительству стены из блоков ФБС следует подготовить:

    • песок;
    • тепло- и гидроизоляцию;
    • щебень;
    • блоки ФБС;
    • арматуру;
    • трубы;
    • геотекстиль;
    • бетонный раствор.

    На начальном этапе составляется чертеж, затем выполняются земляные работы, выкапывается траншея, на дно которой засыпается песок и щебень. Сверху такая подготовка закрывается гидроизоляцией. Армирующей основой здесь выступят все те же прутья, которые укладываются в заливной фундамент. Его выдерживают в течение 5 дней, а затем изолируют. Для этого можно использовать метод напыления или наклеивания рулонных материалов. Обмазочный способ обычно сопровождается сложностями и отнимает много времени. Как только все было готово, можно переходить к кладочным работам. Каждый ряд следует армировать горизонтально уложенными 20-миллиметровыми прутьями.

    Стены из кирпича и габионов

    Кирпичи и габионы могут стать материалами, которые лягут в основу стены. По сравнению с кладкой основание должно быть шире на 30 см. Углубляется траншея на столько же. В мягком и рыхлом грунте глубина основания по отношению к высоте стены должна составить 1/2. Для затворения раствора при заливке фундамента следует использовать: гравий, щебень, бетон.

    Обратите внимание! Технология строительства на первом этапе не имеет особой разницы А работы ведутся по тому же алгоритму, что и в случае, когда конструкция выполняется из бетона или блоков ФБС.

    Особенности строительства стены из кирпича

    На том месте, где предусмотрена стенка, следует выкопать траншею, на дно которой укладывается гравийно-песчаная подушка. Стенки закрываются опалубкой, куда заливается раствор с армированием. После гидроизоляционных работ можно начинать строительство стены из кирпича. По обеим сторонам вбиваются колышки, между которыми натягивается веревка. Кладка осуществляется по тому же принципу, что и в случае с обычными стенами. Для крепления изделий между собой применяется цементный раствор. Для его затворения соединяется часть цемента с тремя частями мелкофракционного песка.

    Читайте также:
    Септик для частного дома: установка и эксплуатация. Виды септиков, функциональные характеристики и популярные модели.

    Строительство стены из габионов

    Такие стенки могут иметь армирующую панель или обладать массивной конструкцией. Наиболее распространен последний вариант. Габионы в высоту не превышают 8 м. Если это значение должно быть больше, следует установить берму. Она представляет собой участок откоса внушительной ширины.

    Габионы кладутся с перевязкой. Вертикальные швы смещаются в верхних рядах по отношению к нижним на 25 см. Если стенка будет невысокой, ее можно установить на уплотненную почву. Поверхность грунта перед началом работ рассчитывается и выравнивается. Если высота больше метра, потребуется фундамент. Его можно выполнить из плоских габионов, которые располагаются на подсыпке из песка и гравия.

    Преимущество габионов состоит в том, что со временем такая стенка становится более крепкой, ведь через камни прорастают растения. Монтажные работы заключаются в установке контейнеров по месту эксплуатации и заполнении камнями на треть. Правильность установки после этого проверяется относительно горизонтали и вертикали. Как только вы убедились, что перекосов нет, габион можно наполнить до конца. Для наполнения можно использовать:

    • мягкий известняк;
    • гранит;
    • базальт;
    • эрклез;
    • песчаник;
    • плотный известняк.

    Для того чтобы конструкция прослужила до 20 лет, следует выбирать сетку с цинково-полимерным покрытием, которое будет исключать коррозию. Если грунт позволяет, можно обойтись без фундамента, но при покупке габионов следует запастись плоскими сетками, которые имеют небольшую высоту. Последнее значение может достигать 50 см максимум.

    Монтаж осуществляется на ровную поверхность, которая укрывается геотекстилем. Крепление элементов между собой ведется оцинкованной проволокой, это обеспечивает стабильность конструкции. Если подпорная стенка должна быть установлена около водоемов или береговой линии, следует использовать цилиндрические габионы, но их наполнение остается таким же.

    Такие конструкции хороши не только прочностью и устойчивостью, но еще и гибкостью. Они могут быть установлены во влажной среде, а грунт может проявлять нестабильность во время эксплуатации. Стенки, пожалуй, смотрятся наиболее привлекательно из всех остальных, а их устройство занимает меньше времени. Период года для монтажных работ не имеет значения, как и наличие фундамента. А если почва будет двигаться, конструкция приспособиться к таким условиям. Деформации при этом не происходит, как и разрушение самой стены.

    Альтернативное решение: стена из дерева

    Наиболее худшим вариантом террасирования участка является деревянная стенка, но она все же иногда используется. Ее плюсом является высокая скорость работ. Если есть желание выполнить манипуляции в короткие сроки, а пользоваться конструкцией долго вы не планируете, древесина станет единственно верным вариантом.

    Она может быть выполнена из вертикального частокола. Бревна располагаются плотно друг к другу, а устанавливаются методом забивания кувалдой. Та часть конструкции, которая будет контактировать с уклоном, должна быть закрыта геотекстилем. Он будет армировать и выравнивать нагрузку. Бревна могут располагаться горизонтально. Но длины пиломатериала может оказаться недостаточно для стены. Кроме того, бревна редко имеют одинаковый диаметр, что затрудняет их монтаж и стыковку.

    Расчет подпорных стен

    Термины и определения

    Подпорное сооружение

    – это сооружение или конструкция, выполняемая для восприятия горизонтального давления и удержания грунта при перепаде высотных отметок, может быть самостоятельным сооружением или служить частью объекта капитального строительства.

    Виды подпорных стен

    По характеру взаимодействия с грунтом подпорные сооружения разделяют на:

    Массивные

    удерживают грунт, сопротивляясь сдвигу и опрокиды­ванию за счет собственного веса.

    Уголковые

    удерживают грунт, сопротивляясь сдвигу и опрокидыванию за счет дополнительного пригруза.

    Гибкие

    удерживают грунт, сопротивляясь сдвигу и опрокидыванию за счет заделки и конструкций крепления.

    Расчет уголковых подпорных стен

    Уголковые подпорные стены проектируют для организации рельефа со сту­пенчатым перепадом отметок дневной поверхности в тех случаях, когда не могут быть устроены есте­ственные откосы. Уголковые подпорные стены, удерживающие перепад высот до 7 м, целесоо­бразно проектировать консольно, без конструкций крепления. При большей высоте перепада для сни­жения внутренних усилий в конструкции подпорного сооружения целесообразно использовать анкер­ные тяги или контрфорсы.

    Предварительные размеры уголковых подпорных стен определяются следующим образом

    1. Полная ширина фундаментной плиты B≥0,5H, где H — полная высота подпорной стены.
    2. Вынос фундаментной плиты за наружную грань лицевой плиты b=(0.2-0.3)B.
    3. Толщина лицевой плиты в месте заделки δ=(0,10-0.20)H.
    4. Глубину заложения определяют как для фундаментов наружных стен зданий в соответствии с СП 22.13330.

    Расчет уголковой подпорной стены на сдвиг по подошве

    При необходимости увеличения силы сопротив­ления сдвигу по подошве подошву следует проектировать с выступом («зубом»), направленным вниз.

    Расчет уголковой подпорной стены на общий (глубинный) сдвиг

    Расчет уголковой подпорной стены на опрокидывание

    Расчет основания уголковой подпорной стены по несущей способности

    Расчет основания уголковой подпорной стены по деформациям

    Определение расчетных усилий (изгибающих моментов, нормальных и поперечных сил) в элементах подпорных стен уголкового профиля

    Далее выполняется расчет конструкции подпорного сооружения по материалу в соответствии с СП 63.13330.2018 “Бетонные и железобетонные конструкции”. В ходе этих расчетов подбирается рабочее армирование, назначаются материалы, уточняются толщины элементов.

    Примеры армирования подпорной стены

    Узлы монолитных уголковых подпорных стен

    Конструктивная безопасность и надежность монолитных железобетонных уголковых подпорных стен в значительной степени зависит от правильности расчета и конструирования узла сопряжения стены с фундаментом.

    Особенность этого узла заключается в следующем:

    1) внутренние усилия в этом узле, а именно – изгибающий момент, поперечная сила, продольная сила, достигают своих максимальных значений, что можно увидеть из приведенных выше эпюр;

    2) технология устройства монолитных уголковых подпорных стен, как правило, предполагает, что сначала возводят фундамент, затем стену, следовательно, возникает рабочий шов бетонирования.

    Таким образом, в этом узле возникает очень опасная комбинация факторов: с одной стороны там максимальная поперечная сила, а с другой – там же мы устраиваем рабочий шов бетонирования.

    Далее публикуем цитаты из следующей работы:

    1. «Поскольку прочность адгезии нового бетона со старым – величина случайная и во внимание быть принята не может, бетон в шве на срез работать не в состоянии, и его несущая способность Qb тоже нулевая. В итоге, расчетная несущая способность сечения по шву при действии поперечной силы (Qu = Qb + Qsw) равна нулю».
    2. «Фактически же поперечной силе в шве (сдвигу) сопротивление есть, и оказывает его продольная арматура, работающая как нагель – на срез и на изгиб».
    3. «Существует еще один старый, но забытый конструктивный прием, применявшийся в 1920 – 1940-е годы при устройстве температурных швов в монолитных перекрытиях, а именно: выполнять шов не плоским, а ступенчатым. В нем из-за большей удаленности от шва ближайших хомутов нагельный эффект проявляется несколько слабее (хотя все равно присутствует), зато в восприятии поперечной силы участвуют выступы бетона, работающие как бетонные консоли».
    Читайте также:
    Самодельная мобильная ленточная пилорама (фото, видео)

    Таким образом, прочность этого узла на сдвиг должна быть обеспечена или за счет нагельного эффекта, или за счет бетонных шпонок.

    Российские нормативные документы в готовом виде не содержат методики расчета этого узла. Если поперечная сила воспринимается продольной арматурой – необходимо отталкиваться от методики СП 63.13330.2018 по расчету закладных деталей. Методика расчета бетонных шпонок также приведена в указанном своде правил.

    Другой важный вопрос, связанный с этим узлом, заключается в анкеровке арматуры стены в фундаментной плите. Как правило, растянутый арматурный стержень анкеруют путем отгиба на 90° по дуге круга радиусом в свету не менее 10d(1 – L1/Lan) [где L1 — длина прямого участка у начала заделки]. Более подробно об это можно прочитать в «Пособии но проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003)».

    Из рисунка ниже можно увидеть важнейший момент – толщина плиты в месте заделки должна быть достаточна для надежной анкеровки продольной арматуры стены. В некоторых случаях целесообразно делать фундаментную плиту переменной толщины, с увеличением в сторону заделки.

    Работа узлов уголковых подпорных стен достаточно подробно показана в этом исследовании – Detailing Aspects of the Reinforcement in Reinforced Concrete Structures. Retaining wall (case study).

    В частности, в этой книге показаны реальные схемы разрушения уголковой подпорной стены в зависимости от различных вариантов армирования узла «стена – фундамент».

    Также в работе показано, что добавление диагонального арматурного стержня (см. рис. e) значительно повышает эффективность работы узла.

    Онлайн калькулятор расчета подпорной стены

    Cantilever Retaining Wall Design

    Онлайн калькулятор позволяет рассчитывать уголковые подпорные стены в следующем объеме: расчет давления грунта; анализ устойчивости; подбор размеров и армирования элементов подпорной стены. В расчетах можно учесть сейсмику. К сожалению, разработка зарубежная, и расчеты выполняются не по российским нормам, поэтому результаты расчетов требуют последующего уточнения.

    Программы для расчета подпорных стен

    В настоящее время не существует такой программы, в которую можно было бы загнать все исходные данные, и получить в итоге рабочий проект подпорной стены. Существуют лишь программы, которые автоматизируют отдельные этапы проектирования подпорной стены. Ниже рассмотрим наиболее интересные разработки.

    Модуль «Подпорная стена» в программном комплексе МОНОМАХ-САПР позволяет проектировать монолитную железобетонную уголковую подпорную стену для заданных инженерно-геологических условий строительства.

    Важно понимать, что результаты конструирования лишь предварительные, и требуется последующая ручная доработка. Узел сопряжения стены и фундамента программа отдельно не просчитывает, наличие рабочего шва бетонирования также не учитывается.

    Существенным недостатком программы является отсутствие поддержки действующих нормативных документов, в том числе в части железобетона. Область применения программы – прикинуть в первом приближении размеры и армирование уголковой подпорной стены.

    Программный комплекс GEO5 содержит следующие основные модули для расчета подпорных стен:

    — модуль «Уголковая стена»;

    — модуль «Гравитационная стена»;

    — модуль «Габионная стена».

    Область применения программы – предварительные расчеты подпорных стен с определением размеров и армирования (в необходимых случаях).

    Следует помнить, что весь комплекс расчетов, который предусмотрен нормативными документами, GEO5 не выполняет.

    Пакет прикладных программ «GIPRO» содержит модуль по расчету монолитных железобетонных подпорных стен. Демо-версия программы доступна на официальном сайте и выполняет без ограничений расчет подпорных уголковых стен размером по ширине подошвы до 2.1м.

    Программа позволяет по заданным критериям автоматически подобрать подпорную стену и выполнить расчет армирования. Также как и другие программы, весь комплекс необходимых расчетов программа не выполняет.

    Интерфейс программы не самый современный, и не самый удобный, но расчеты выполняются достаточно точно. Программа в значительной степени поддерживает действующие нормативные документы.

    Пакет прикладных программ NormCAD содержит модуль, реализующий расчеты из «Пособия к СНиП Проектирование подпорных стен и стен подвалов». Отличительная особенность NormCAD – подробно расписанное решение, строго соответствующее тому документу, в соответствии с которым оно выполнено.

    Программа «Фундамент» позволяет выполнять расчеты:

    • уголковых и массивных подпорных стен на естественном основании;
    • уголковых подпорных стен на свайном основании;
    • шпунтовых стен.

    Программа позволяет учитывать: наличие анкеров, наличие контрфорсов, наличие зуба.

    Безусловно, программа не выполняет весь комплекс необходимых расчетов, и годится только для определения предварительных параметров подпорных стен. Кроме того, программа не поддерживает актуальные нормативные документы.

    По существу, данная программа является офлайн калькулятором подпорных стен. Скачать программу можно также на этом сайте.

    Программа LimitState GEO позволяет рассчитывать различные виды подпорных стен по устойчивости. Особенность программы – это уникальная технология расчета, основанная на теории предельного равновесия грунтов. Программа позволяет быстро и точно оценивать устойчивость грунтовых массивов с учетом подпорных сооружений. Также стоит отметить удобный интерфейс программы. Скачать демо версию можно на официальном сайте, она содержит существенные ограничения для ряда расчетов, но тем не менее полезна для желающих освоить расчеты подпорных стен на высоком уровне.

    Ручной расчет подпорных стен

    Если вы желайте ознакомиться с методиками «ручного» расчета подпорных стен, можно рекомендовать следующее учебное пособие:

    Подпорная стена с контрфорсами

    Контрфорсы нужны для массивных и уголковых подпорных стен при их высоте более 7 м (ориентировочно). Применение контрфорсов необходимо для снижения внутренних усилий. Кроме того, контрфорсы являются дополнительным элементом безопасности для монолитных уголковых подпорных стен. Выше было показано, что конструктивная безопасность таких стен во многом зависит от правильности исполнения узла сопряжения стены с фундаментной плитой. Наличие контрфорсов существенно повышает устойчивость к сдвигу в рабочем шве бетонирования. В необходимых случаях целесообразно использовать скрытые контрфорсы, чтобы обеспечить надежность консольной системы.

    Контрфорсные подпорные стены, как правило, следует рассчитывать в пространственной 3D постановке. Альтернативой контрфорсам являются анкерными тягами.

    Расчет габионных подпорных стен

    Габионные подпорные стены бывают двух основных типов:

    • массивно-объемные стены — устойчивость обеспечивается за счет собственного веса подпорной стены;
    • армогрунтовые стены — устойчивость обеспечивается весом грунта, который за счет армирующих панелей объединен в единый массив.

    Массивно-объемные стены в целом рассчитываются как обычные железобетонные стены гравитационного типа. Основное отличие в том, что расчет внутренней прочности производится по-другому.

    Армогрунтовые габионные подпорные стены работают по достаточно сложной схеме. Как указано в ОДМ 218.2.049-2015 «армирующие панели, создавая дополнительные связи между частицами грунта, вызывают перераспределение усилий, обеспечивая тем самым передачу напряжений с перегруженных зон и вовлекая в работу недогруженные».

    Расчет армогрунтовых подпорных стен требует применения специальных методов и средств, как правило, используется численное моделирование.

    Расчет габионных подпорных стен выполняют с учетом их двух ключевых особенностей:

    1 – гибкость объемных сетчатых каркасов;

    2 – проницаемый ячеистый тип конструкций.

    Далее приведем две цитаты из ОДМ 218.2.049-2015:

    «Гибкость сооружений из габионных конструкций позволяет им без разрушения следовать за деформациями, вызванными неравномерными осадками и размывом основания, температурными напряжениями, что исключает необходимость устройства температурно-осадочных швов. Гибкость габионных конструкций также улучшает работу всего сооружения в условиях действия динамических воздействий, в том числе и сейсмических».

    «Проницаемость сооружений из габионных конструкций для грунтовых и паводковых вод обусловливается ручной укладкой каменного материала, при которой их пористость достигает 0,25-0,40. Данная особенность позволяет исключить возникновение гидростатических нагрузок и снизить затраты на устройство обратного фильтра».

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: