Общие сведения о подпорных стенах
Конструкции, которые предназначены для удержания грунтового массива, принято называть подпорными стенами. Они позволяют избежать обрушений, когда откос имеет предельные значения. Такие стены часто можно увидеть на железных и автомобильных дорогах. В ходе их возведения происходит подрезание естественного откоса, сформировавшегося за многие и многие годы и сохранявшего свою устойчивость. Новый, искусственно созданный откос зачастую имеет угол, который не может быть устойчивым и рискует обрушиться без поддержки подпорной стены.
Применяют следующие конструкции подпорных стен:
- массивные стены (гравитационные), их устойчивость обеспечивается большой массой конструкции, которая способно удерживать вес грунта. Такая стена состоит из тела и фундамента. Наибольшее давление испытывает задняя грань стены. Массивные стены бывают блочными или монолитными;
- тонкостенные конструкции имеют более сложную конфигурацию, в том числе, развитое основание, они удерживают вес грунта, лежащего на консольных плитах. Тонкостенные подпорные стены могут быть уголковыми консольными, уголковыми анкерными или контрфорсными;
- шпунтованные стены состоят из анкерных свай, тяжа и распорки. Их устойчивость обеспечивается защемлением в грунтовом основании и постановкой распорок. Шпунтовые ограждения относят к временным ограждениям, которые возводятся у котлована, когда невозможно проводить разработку в откосах котлована
Определение 1
Тяж – это трос, служащий для стягивания деталей
Конструкция стены зависит от высоты подпора грунта, которая определяется через разность отметок. Обычно размеры назначают кратно 300 мм, толщина элементов назначается кратно 20 мм.
При слабых и пучинистых основаниях помимо подпорной стены необходимо устройство щебеночной подушки под фундамент на глубину не менее 600 мм. Также на слабых грунтах подпорные стены могут быть выполнены на свайном основании, которое позволит передать нагрузку на более надежные слои грунта.
Если стена устанавливается на продолжительном участке, то ее уклон должен составляет не более 0,02 либо ее выполняют ступенчатой.
Чтобы избежать трещин и разрушений, использую деформационные швы, их выполняют на расстоянии не более 10 метров друг от друга в монолитных стенах без армирования, и не более чем в 20 метров друг от друга в монолитных стенах с армированием. Для сборных конструкций разрешается устраивать деформационные швы на расстоянии друг от друга, не превышающем 30 метров. Ширина швов составляет 3 см, они выполняются из просмоленной доски.
Конструкция подпорной стены должна быть защищена от действия влаги, содержащейся в грунте, поэтому поверхность гидроизолируется.
В водоупорных грунтах выполняется пристенный дренаж, который позволяет отводить воду без вреда для конструкций.
Рисунок 1. Пример расчета подпорной уголковой стены. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Устройство подпорной стенки
Схема подпорной стены в разрезе — забутовка, основная часть, дренаж, фундамент
Конструкция включает в себя фундамент, основную часть и дренажную систему. Почти все варианты стенок представляет собой конфигурацию из этих трех элементов. Их исполнение может быть различным и определяется назначением, особенностями грунта и имеющимися ресурсами.
Фундамент
Его обустраивают для любых стенок, высота которых превышает 0,3 м. Особенности строения зависят от грунта, на котором проводятся работы, а также от характеристик тела. Если в почве много глины, делают выбор в пользу ленточного фундамента, сформированного из блоков. На слабых грунтах, содержащих много песка (в особенности «плывущего»), основание организуют на сваях. Низкие стенки (0,3 м и менее) заглубляются в почвенную толщу без фундамента.
Глубина закладки зависит от высоты надземной части. Если она небольшая (0,3-0,8 м), фундамент имеет размеры 0,2-0,3 м. Для стен в 0,8-1,5 м глубина будет равна 0,3-0,5 м, для более высоких (но не больше 2 м) – 0,7 м. При большой подвижности почвы или близком нахождении грунтовых вод (менее 1,7 м) производится заглубление, в 1,5 раза превосходящее ширину.
Тело
Ориентировочные размеры подпорных стен
Это часть укрепления, возвышающаяся над землей. Чтобы конструкция была устойчивой, она должна быть достаточно тяжелой
С этим и связано внимание к толщине стенок. Прежде чем начать выкладку тела, нужно заблаговременно подготовить чертеж
Некоторые варианты исполнения стен отличаются высокой жесткостью. Сюда относятся кирпичные и каменные кладки, монолитные бетонные, постройки из соединенных раствором цемента блоков. Другие типы стен обладают упругостью. Они способны переносить слабые деформации без возникновения трещин. Это кладки из габиона и сухого камня. Верхушки таких конфигураций должны иметь не менее 0,45 м в ширину.
Величина наклона передней части зависит от особенностей строения. Если конструкция твердо зафиксирована, а суммарная высота тела и фундамента меньше 1,5 м, делать склон для этой грани не нужно. У построек большего размера слабовыраженный наклон (в пределах 15 градусов) способствует визуальному восприятию стены как вертикальной, а также увеличивает устойчивость.
Дренаж и водоотвод
Функции данной системы – накопление и отведение лишних жидкостей разного происхождения (грунтового, дождевого, талых вод). Это помогает предотвратить размывание стенки и ее подтопление. Конструкции бывают поперечными, продольными или смешанными.
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.
Таблица 1
|
Температурный режим эксплуатации подпорных стен |
Минимальная проектная марка бетона по морозостойкости |
|
Ниже:-40 °С |
Мрз 150 |
|
от -20 °С до-40 °С вкл. |
Мрз 75 |
|
от -5 °С до-20 °С вкл. |
Мрз 50 |
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.
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.
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).
Возведение стенки
В принципе возведение стены любого типа выполняют по одинаковой схеме. Ниже рассмотрим процесс сооружения отдельных компонентов подпорной стены
Создание траншеи
Для возведения подпорной стены, необходимо подготовить траншею. Ее глубина составляет 0,3-0,5 м, с учетом размера (015-0,3 м) фундаментной подушки она может изменится. Перед фасадной частью стены придётся оставить свободное пространство шириной 0,3 м, с тыльной стороны размер свободного пространства равен 0,5 м. для создания необходимого склона придется вынуть грунт, как правило эту работу выполняют вручную.
На дно подушки имеет смыл уложить подушку из песчано-гравийной смеси, ее толщина лежит в интервале 150-250 мм.
Монтаж опалубки
Опалубка — это то, без чего невозможно формирование монолитных конструкций, как бетонных, так и железобетонных. Съемная опалубка применяется не только для формирования фундамента и бетонных блоков — она является полноценным участников возведения монолитных стен и каркасов многоэтажных зданий, с ее помощью изготавливаются пролеты лестниц, прочие изделия из бетона и элементы декора
Дренаж
Во избежание скопления влаги за тыльной стороной опоры и вымывания почвы, необходимо обустроить дренаж и водоотведение. В конструкциях этого типа применяют дренаж следующего вида
Вровень с фундаментом укладывают гофрированную трубу с перфорацией, которую предварительно обматывают геотекстилем. Он нужен для впитывания влаги и предотвращения попадания песка или частиц грунта. Через отверстия влага попадает в трубу и впоследствии по ней удаляется в систему канализации. Кстати необходимо обустраивать дренаж на всю длину стенки.
Замес цемента
Для возведения опорного ограждения, потребуется изготовить цементный раствор. В качестве основного материала целесообразно использовать морозоустойчивый цемент.
При приготовлении раствора надо соблюдать следующие пропорции 1 часть цемента, 3 части песка, 1 часть мелкого щебня, 1 часть воды. Составные части необходимо старательно перемешать в емкости при помощи лопаты. Для ускорения процесса приготовления можно использовать бетономешалку. Полученную в результате цементную массу надо залить в заранее смонтированную опалубку.
Заполнение пространства за опорами
На первом этапе надо уложить дренажное покрытие, после этого укладывают отобранный для этой цели грунт. Его (грунт) укладывают послойно, толщина каждого слоя составляет 300-400 мм. Каждый из слоев необходимо тщательно уплотнить. Поверх последнего уплотненного слоя можно уложить дерн.
Гидроизоляция поверхности
Для защиты ограждения от влаги, необходимо обеспечить надежную гидроизоляцию. В качестве основного материала можно использовать рубероид или толь. Этот материал укладывают на битумную мастику. Для получения надежной защиты достаточно двух слоев материала.
Декорирование
Подпорные конструкции нельзя назвать эталоном эстетики, ограждение изготовленное практически из любого строительного материала впитывает влагу. Поэтому для защиты конструкции и придания постройке приятного внешнего вида используют водостойкие краски, плитку и пр. при выборе отделочного материала следует руководствоваться теми архитектурными решениями, которые были использованы при строительстве дома.
Конструкция
Подпорная стенка состоит из трёх основных элементов.
1. Тело – наземная часть, которая одной стороной прижимается к склону, а другой украшает ваш участок. Тут возможны разные размеры, формы и материалы.
- Высота зависит от крутизны склона и задуманного визуального эффекта. В частных владениях обычный разброс составляет от 15 см до 2 м. Высокий склон всегда лучше разбить на несколько террас приемлемых для вас размеров.
- Форма определяется художественным замыслом и протяжённостью склона. Строить длинную стену по прямой не рекомендуют ни дизайнеры, ни инженеры: лучше выбрать криволинейную или ломаную форму.
- .
-=-==-=-=———————-=-=-=-=-=-=————=-=-=-===========——=
Из материалов используется бетон (монолитный и в виде блоков), камень, кирпич, дерево, габионы. Критерии выбора – бюджет, необходимый уровень прочности, дизайн участка и при самостоятельном строительстве ваши навыки.
2. Основание – подземная часть, которая принимает на себя основную нагрузку. При высоте до 30 см основанием служит гравийно-песчаная подушка. Более высокие стены чаще всего строят на ленточном фундаменте.
3. Дренаж – система, которая защищает конструкцию от воды. Некоторые любители пренебрегают этой деталью, в результате чего влага из склона скапливается за стенкой и приводит к разрушению. Её обязательно надо выводить – через стену или вдоль неё.
Самодельная подпорная бетонная стенка
Если уклон поверхности вашего участка не слишком большой, то изготовить своими руками подпорную стенку из бетона будет не сложно. Для примера: вам необходимо построить подпорную стену высотой 1,2 м (над уровнем почвы). В целях экономии строительного материала (арматурного прутка и бетонного раствора) рекомендуем выбрать тонкостенную уголковую подпорную стену с Т-образным основанием. Как сделать подпорную стенку из бетона (три основных этапа):
Подготовительный этап
Сначала готовим эскиз, чертеж и схему армирования.
Затем приступаем к земельным работам. Производим разметку с помощью колышков и строительного шнура. Выкапываем траншею необходимой ширины (немного больше ширины опоры с учетом опалубки) и глубины (с учетом толщины опоры и подушки из песка и щебня). Землю из траншеи складируем на свободном участке (впоследствии она понадобится для засыпки с обеих сторон стены). Засыпаем на дно траншеи песок (толщина слоя около 0,2 м) и трамбуем его (периодически смачивая водой). Затем засыпаем такой же слой щебня и также его утрамбовываем (виброплитой или ручной трамбовкой). Поверх обустроенной подушки укладываем геоткань.
Опалубка и заливка раствора
Теперь приступаем к созданию армирующего каркаса. Арматурные прутья «подошвы» и «тела» стены должны быть связаны между собой.
Строим опалубку. Сначала делаем ее только для фундамента стенки. После этого заливаем бетонный раствор по всей длине фундамента, уплотняем его с помощью вибратора. После схватывания раствора, приступаем к монтажу опалубки самой опорной стены. Технология изготовления опалубки и материалы, применяемые для ее изготовления аналогичны обустройству ленточного фундамента.
Важно! В процессе обустройства опалубки в нее необходимо заложить поперечные пластиковые или асбестоцементные трубы для отвода грунтовых вод и осадков, проникающих в почву (нижний край труб должен находиться немного выше уровня грунта с внешней стороны опорной стены). Это значительно снизит нагрузки на внутреннюю сторону вертикальной плиты
Расстояние между поперечными дренажными трубами – 1,0÷1,5 м.
Затем приступаем к заливке бетонной подпорной стенки.
Внимание! Чтобы опалубка не разрушилась или деформировалась во время заливки, этот процесс лучше производить поэтапно. Сначала заливаем раствор на ⅓ высоты по всей длине стенки
Затем производим виброуплотнение залитого раствора. Далее заполняем опалубку раствором еще на треть и так далее.
Для обеспечения наибольшей прочности и однородности всю конструкцию желательно залить за один день. После того, как раствор залит до верхней кромки стенки и полностью утрамбован, поверхность выравниваем и накрываем полиэтиленовой пленкой и оставляем на окончательную сушку. Для предотвращения быстрого испарения воды из раствора (что может негативно отразиться на прочности) в жаркую погоду поверхность раствора периодически смачиваем.
Гидроизоляция и обустройство дренажной системы
По истечении 7÷9 дней приступаем к демонтажу опалубки. Для обеспечения долговечности бетонные поверхности стенки покрываем гидроизолирующим материалом (например, специальным составом на основе жидкой резины).
Далее приступаем к обустройству дренажной системы для подпорной стены из бетона по следующей технологии:
- По всей длине стенки с внутренней стороны (то есть со стороны склона) укладываем перфорированную трубу (обязательно обернутую водопроницаемой геотканью).
- Затем засыпаем эту трубу щебнем.
- Поверх щебня укладываем геотекстиль (чтобы сохранить свободное пространство, не заполненное грунтом, между отдельными частицами щебенки).
- Свободный конец трубы (с одной или обеих сторон стенки) выводим в дренажную канаву (или колодец) или ближайший водосборник.
На окончательном этапе засыпаем грунтом свободное пространство вокруг стенки.
Важно! К засыпке грунта приступаем только после того, как подпорная стена из бетона наберет окончательную прочность и сможет выдерживать значительные нагрузки со стороны склона, то есть не ранее чем через месяц. Далее приступаем к декорированию видимой части построенной подпорной стенки
Для этих целей обычно применяют облицовочную плитку, натуральный или искусственный камень
Далее приступаем к декорированию видимой части построенной подпорной стенки. Для этих целей обычно применяют облицовочную плитку, натуральный или искусственный камень.
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.
Назначение
Если уклон земельного участка составляет более 80º, для предупреждения сползания почвы обязательно возводится защитная стена. Строительная конструкция также устанавливается при размещении частного дома возле водоема на крутом берегу.
Основные функции, которые выполняет цементно-песчаная подпорка:
- фиксация и закрепление грунта в необходимом положении;
- зонирование приусадебного участка;
- формирование горизонтальных плоскостей при оформлении ландшафтного дизайна территории.
Подпорка, установленная на загородном участке, выполняет защитные, декоративные или одновременно обе функции.
Подпорки из бетона могут быть оборудованы лестницей, ступеньками, проходами и т. д.
Действующие нагрузки и устойчивость
При постройке подпорной стены учитывается вес грунта, который будет давить на сооружение Расчет подпорных стен требует представления о действующих на сооружение нагрузках. Они влияют на выбор стройматериала и обустройство основания. Постоянные нагрузки делятся на горизонтальные и вертикальные. К первым относятся давление грунта за конструкцией и сила трения в участках их соприкосновения. Ко вторым – масса стенки, давление на ее верхнюю часть и засыпка.
Кроме константных нагрузок, есть временные:
- сейсмические нагрузки;
- водные течи;
- вибрация (железная дорога или трасса);
- воздействие ветра (в особенности, применительно к высоким стенкам);
- вспучивание почвенных слоев зимой.
Распределению веса помогает устройство консоли в передней зоне. Сторону, повернутую к грунту, целесообразно сделать негладкой. У сооружений из кирпича, камня или блоков предусматривают выступы. У монолитных стен делают сколы.
Устойчивость повышает и хорошо продуманный дренаж. Чтобы снизить вертикальное давление, можно засыпать промежуток между почвой и задней частью стенки керамзитом или подобными стройматериалами с пустотелым строением.
Пошаговая инструкция
Теперь рассмотрим на подробном примере, как сделать подпорную стенку в сад своими руками. Остановимся на кирпиче, так как этот материал достаточно распространен и при обустройстве не потребует многих силовых и временных затрат. Она будет выступать в роли разделителя и отделит одну зону от другой.
Кирпичная подпорная стенка
Подготовительные работы достаточно простые:
- подобрать остатки кирпича после строительства в количестве 120 шт.;
- установить размеры: длина – 150 см, ширина – 50 см и высота 50 см;
- нанесение разметки на выбранный участок;
- подготовка инструментов: мастерок, молоток, расшивка, шнур и отвес.
Далее следует основной процесс строительства:
- Выкапываем котлован для дренажа по очерченному периметру глубиной не более 20 см. Формируем песчаную подушку, хорошо утрамбовываем и поливаем водой для максимальной усадки.
- В роли гидроизолятора будет достаточно листа рубероида, который должен соответствовать размеру подпорной стенки.
- Готовим раствор: пропорция цемента к песку соответствует 1:3. Добавляем воды до получения необходимой консистенции.
- Первый ряд кладем прямо на рубероид. Сначала, чтобы сделать все ровно, устанавливают крайние кирпичи и натягивают между ними нить. Весь нижний ряд должен состоять из 24 кирпичей: 6 штук в длину и 4 в ширину. Если есть надколотые кирпичи, то лучше всего уложить их поврежденной частью в середину.
- Второй ряд также начинают строить с углов по технологии первого, но при этом швы кладки не должны совпадать. Руководствуйтесь «шахматной» технологией. Для удобства целые кирпичи молотком, у которого есть зауженный конец, раскалывают на ровные 2 половинки. Выравнивать ровность следует отвесом.
- Последующие ряды повторяем аналогично описанной выше технологии. Остатки выступающего раствора сразу же удаляем со стенки мастерком.
Скамейка на подпорной стенке
Небольшая подпорная стенка может послужить не только подставкой для цветов, но и выступить в роли скамейки.
Планируя возвести подпорную стенку на садовом участке, следует учесть, что она будет выполнять не только практическую, но и декоративную функцию. При тщательной планировке и аккуратном возведении конструкция станет настоящей изюминкой всего ландшафтного дизайна. Материалов и технологий по украшению и отделке стены огромное количество, поэтому каждый сможет подобрать для себя оптимальный и подходящий вариант.
4. Качество материалов
Выбор материалов имеет решающее значение при изготовлении основания для подпорной стенки.
Железобетон и бетонные блоки — это не одно и то же, поэтому при использовании блоков панели должны быть усилены бетонными соединениями по горизонтали и вертикали.
Каким бы ни был окончательный выбор используемого материала, необходимо позаботиться о том, чтобы он был правильно изготовлен. Для того чтобы подпорная стенка была построена эффективно, дозировка бетона должна быть правильной, и в нем должно быть достаточное количество арматуры. Кроме того, железная арматура должна быть расположена в соответствии с ранее составленным планом.
Купить качественный бетон в Москве, с правильной дозировкой и выполненного в соответствии со стандартами качества, можно перейдя на сайт производителя beton24moscow.ru