Руководство по проектированию подпорных стен

Особенности конструкции подпорных стен

Неровный ландшафт неудобен в эксплуатации, поэтому большинство застройщиков стремятся выровнять почву на всем участке или создать несколько зон с горизонтальными поверхностями, между которыми можно перемещаться по ступеням или лестницам.

Основной проблемой является давление грунта на вертикальные стены, приводящее к негативным последствиям:

  • потеря устойчивости – опрокидывание конструкции;
  • потеря прочности – разрушение отдельных элементов и осыпание склона.

Проблемы эксплуатации подпорных стен.

Существует две принципиально отличных друг от друга технологии, направленных на компенсацию этого давления:

массивные стены – имеют большой вес, боковые подвижки почвы не могут сдвинуть конструкцию с места;

Массивная стена подпорная.

тонкостенные конструкции – стена имеет элементы, вовлекающие часть грунта в создание усилий, направленных в сторону, противоположную опрокидыванию.

Варианты тонкостенных подпорных конструкций.

В первом случае повышается расход бетона и арматуры, во втором увеличивается объем земляных работ. Выбор технологии зависит от имеющегося бюджета строительства, свободного времени, назначения подпорных стен.

Например, при ограниченном бюджете целесообразнее устройство уголковых конструкций с консолью. Если подпорная стена используется для террасирования, на верхних гранях массивных монолитных многоуровневых стен можно разбить цветники, сделать грядки или использовать их в ландшафтном дизайне.

Декоративные стенки

Нюансы для низких подпорных стен (30 – 80 см):

  • для низких конструкций оптимальным вариантом является массивная стена (трапеция или параллелепипед с уширенным основанием);
  • они имеют значительный вес, поэтому силы пучения их сдвинуть не в состоянии;
  • при высоте конструкции до 0,3 м фундамент не нужен, но плодородный слой необходимо заменить нерудным материалом на глубину 0,4 м;
  • если планируемая высота террасы составляет 0,4 – 0,8 м, нижняя часть стены, являющаяся фундаментом, заглубляется на 0,15 – 0,3 м.

Низкая подпорная стена.

Технологии их изготовления рассмотрены ниже, в данном разделе приведены лишь правила проектирования. В низких ПС дренаж не обязателен на сухих почвах, при высоком УГВ с внутренней стороны укладываются перфорированные и обмотанные геотекстилем гофротрубы с уклоном в сторону подземного резервуара для сбора стоков.

Средние стены

Обычно загородные участки в коттеджных поселках имеют перепады высоты в пределах 1 м, зато для садовых участков администрация населенных пунктов часто выделяет не пригодные для с/х земли, изобилующие горами и оврагами. Поэтому используются ПС средней высоты 0,8 – 1,5 м, которые так же можно не рассчитывать на сдвиг и разрушение.

Схема выбора конструкции ПС, удовлетворяющей эксплуатационным требованиям, следующая:

  • при высоте в пределах 1 м на рыхлых почвах можно применить массивные конструкции с уширением пяты;
  • если перепад высот больше указанного значения, дешевле обойдется тонкостенная ПС любого типа.

Средняя стена подпорная.

Если в промышленном и с/х строительстве для этих целей чаще используются ж/б панели и плиты, то для индивидуального застройщика они обходятся излишне дорого с учетом доставки, выгрузки и установки спецтехникой. Поэтому проще залить их по месту по нижеприведенной технологии.

Дренаж для ПС средней высоты является обязательным, вместо продольных дренов обычно используются поперечные:

  • полимерные трубы укладываются чуть выше подошвы фундамента, проходят насквозь оба вертикальных щита опалубки;
  • шаг поперечных дренов в пределах 1 м;
  • в узел примыкания ПС и нижней террасы укладываются желоба ливневки для сбора и отведения этих стоков, которые неизбежно разрушат почву и снизят качество эксплуатации участка.

Перфорация внутри дренов не нужна, можно применить канализационные (только рыжие), полиэтиленовые трубы подходящего диаметра.

Высокие стены

На сложном ландшафте могут потребоваться высокие (1,5 – 2 м) подпорные стены, для которых необходим расчет по двум предельным состояниям. Общими принципами проектирования являются:

  • применение тонкостенных конструкций, так как массивные ПС здесь экономически нецелесообразны;
  • элементы, вовлекающие грунт верхнего яруса для создания усилий направленных против опрокидывания (консоль, анкер или контрфорс), выбираются в зависимости от предпочтений застройщика.

Высокая стенка подпорная с контрфорсами.

Объем земляных работ примерно одинаковый, но для контрфорсов и консолей потребуется дополнительное бетонирование.

Подпорные стенки в ландшафтном дизайне

Помимо основного назначения, заключающегося в укреплении рельефа, подпорные стенки широко используются в ландшафтном дизайне. С помощью этого элемента можно придать участку неповторимый колорит и комфорт. Особенно эффектно выглядит сочетание подпорных конструкций с экзотическими растениями, клумбами, фонтанами и другими декоративными предметами. Ниже приводятся фото наиболее удачных дизайнерских решений.

Подпорная стенка позволяет укрепить рельеф участка, повысить эффективность использования территории и создать благоприятные условия для выращивания садово-огородных культур. Террасирование позволяет предотвратить оползни и осыпание грунта, сводит к минимуму эрозию почвы. Кроме того, с помощью декоративных ограждений можно в самом выгодном свете представить рельеф участка.

Деревянная стенка

Подпорная стенка на участке, изготовленная из дерева, это неплохая возможность сэкономить. Но все будет зависеть опять-таки от уклона рельефа. Чем круче участок, тем толще должна быть стенка. Поэтому если угол наклона небольшой, то для сооружения стены можно использовать доски. Если наклон крутой, то без брусов не обойтись. К примеру, на фото ниже именно такой вариант и показан.

Подпорная стенка из брусовИсточник hozsektor.ru

Отличный вариант – стена из бревен, которые устанавливают вертикально. Хотя есть вариант и горизонтального расположения. Но здесь, как и с досками, придется устанавливать через определенное расстояние вертикальные столбы, которые выполняют функции подпорок всей конструкции.

Что касается древесины, то этот материал быстро теряет свои свойства и качества под действием влажности. Поэтому пиломатериал обязательно обрабатывают антисептиками и защитными слоями, к примеру, краской или лаком. Подземную часть обязательно покрывают гидроизоляционным материалом: битумная мастика, рубероид, специальные полимерные пленки.

Видео описание

В видео показана удерживающая стена из вертикально уложенных бревен:

Бетонная стена

Здесь имеется в виду монолитная подпорная стена из бетона. Это самая дорогая и сложная конструкция, на которую приходится расходовать большое количество времени. Все дело в том, что залитый бетон должен выстоять определенное время, за которое он набирает свою марочную прочность. А на это обычно уходит не менее 28 дней. И только после этого можно проводить засыпку грунтом и быть уверенным, что построенная конструкция под действием земли не сломается.

Что касается самой технологии сооружения подпорной стены из бетона, то это стандартный процесс с установкой опалубки, армирующего пояса и заливки самого бетонного раствора. армирующий каркас можно не использовать, если стенка будет небольших размеров, то есть давление грунта будет незначительным. В остальных случаях без арматуры или сетки не обойтись.

Видео описание

В видео показано, как надо заливать из бетонного раствора подпорную стену с установкой опалубки и укладкой внутрь армирующего каркаса:

Дополнительная классификация

По назначению и используемому материалу удерживающие грунт конструкции были обозначены. Просто добавим, что это не все стройматериалы, которые применяют в строительстве этих сооружений. К примеру, есть интересные варианты, сильно отличающиеся от предыдущих. Это стенки из автомобильных шин, бетонных колец или вазонов.

Подпорная стенка из автомобильных шинИсточник i.pinimg.com

И следующие пункты классификации:

  1. Неглубокие и глубокого заложения. Последние – это сооружения, в которых глубина заложения больше толщины стенки в два или три раза.
  2. Высота конструкции: невысокие – до 1 м, средние – 1-2 м, высокие – более 2 м.
  3. Отдельно расположенные или скрепленные с другими строительными элементами: лестницами, пандусами и прочими.
  4. Учитывается устойчивость постройки, она же массивность. Об этом надо рассказать более подробно.

Устойчивость подпорных стенок

Здесь четыре категории: 

  1. Массивные. Обычно их габариты по всем сторонам одинаковые, то есть высота равна ширине. Собирают эту разновидность из сборного железобетона, камня и кирпича. Такая стена легко выдерживает большое давление грунта за счет своей массы. Этот вариант самый дорогой и трудоемкий.
  2. Полумассивные. Устойчивость обеспечивается не только массивностью конструкции, но и весом грунта, который располагается на фундаментной плите. Поэтому чаще всего эти сооружения представляют собой монолитные конструкции.
  3. Тонкоэлементные. Чаще это стенки из бетонных плит. Устойчивость в основном обеспечивается грунтом, лежащем на фундаментной плите.
  4. Тонкие. У этого вариант устойчивость определяется только силами защемления грунтом.

Классификация подпорных стенок по устойчивостиИсточник cf.ppt-online.org

Коротко о главном

Подпорная стеновая конструкция используется на земельных участках с неровным рельефом. Главная ее задача – стать преградой для сползающего по уклону грунта и создать условия формирования ровного участка.

Материалами для сооружения могут быть камень, кирпич, бетонные блоки, пиломатериалы. Нередко эту конструкцию возводят в виде монолитного строения.

Стенка может выполнять дополнительно декоративное наполнение ландшафтного дизайна.

Были рассмотрены подпорные стенки: их виды и конструкции.

Особенности и виды конструкции

Любая подпорная стена представляет собой конструкцию, возведенную для предотвращения обрушения грунта на участках, где существуют значительные перепады уровня отметок, сделанных в процессе проектирования и подготовки территории.

Виды подпорных стенОригинальное решение подпорной конструкции

Такие стены бывают декоративные и укрепительные. В зависимости от сложности поставленной задачи стена может быть:

  1. Монолитной, для сооружения которой используют бетон, бутовый камень, кирпич, буто- или железобетон.
  2. Сборной, возведенной из железобетона.

По своей конструкции монолитные делятся на:

  • консольные (уголкового профиля), в состав которых входят лицевая и фундаментная плиты;
  • контрфорсные, для повышения жесткости которых используются смонтированные поперечно ребра или контрфорсы.

Удобно использовать для возведения конструкции целые секции

Сборные подразделяются на:

  • подпорные стены уголкового профиля, собранные на месте строительства из секций, изготовленных из отдельных плит или блоков; главное отличие от монолитных заключается именно в использовании для сборки конструкции таких секций;
  • заборчатые, сделанные в виде надежных столбов, в пролеты между которыми устанавливают плиты.

Основой любой конструкции является фундамент глубокого (глубина которого в 1,5 раза превышает его ширину) или неглубокого заложения. Сделать столбы, как и контрфорсы, можно из ящиков, установленных в несколько ярусов и заполненных песком или крупно фракционным щебнем.

Выбирая высоту подпорной стены, следует обратить внимание на величину существующего перепада:

  • более 20 м – высокие сооружения;
  • от 10 до 20 м – средние;
  • до 10 м – низкие.

Массивные опоры не опрокинутся под тяжестью веса

Различают подпорные стены и в зависимости от их конструкции:

  • массивные, обеспечивающие устойчивость подвижного грунта и предотвращающие опрокидывание под тяжестью собственного веса;
  • анкерные наиболее эффективные при наличии большого перепада;
  • тонкостенные, особенность которых заключается том, что для этой категории существует норма возможного прогиба под действием нагрузок.

Кроме того, немаловажен размер подпорной стены, определяемый в зависимости от силы давления грунта, собственного весы стены, нагрузок, не выходящих за пределы призмы разрушения.

Виды конструкций

Устройство дренажа

Если по какой-то причине вам понадобилось возвести на участке подпорную стенку, то знайте, что такая конструкция допускается только на устойчивых типах почвы: глина, галька, щебень и гравий, суглинистая почва. При этом грунтовые воды в почве должны протекать на достаточной глубине, минимальный уровень которой не превышает полутора метров к поверхности земли. Также сразу следует морально настроиться на то, что вам понадобится дренаж подпорной стенки, так как за ней всегда скапливаются воды, оказывающие затем на стенку давление и снижающие прочность всей конструкции.

При постройке дома необходимо установить дренаж подпорной стенки, поскольку за ней всегда скапливаются воды, оказывающие затем на стенку давление и снижающие прочность всей конструкции.

Кроме того, на земле, в которой постоянно скапливается вода, в дальнейшем представляется абсолютно невозможным посадить какие-либо садовые культуры, и она выпадает из всего садового участка.

Подпорные стенки особенно актуальны на склонах земли либо же на местах, плавно спускающихся к водоемам.

Их назначение кроется в том, чтобы с уклонов, на которых они возведены, не сползала земля.

Как правило, в целях недопущения застаивания вод и переувлажнения почвы дренаж организовывается с внутренней стороны сооружения, по всей его длине.

Инструменты, необходимые для работы

  • лопата;
  • мастерок;
  • шнуровка;
  • емкость;
  • строительная лента.

Вне зависимости от выбора варианта устройства дренажа подпорной конструкции, нужно уложить дренаж между стенами и почвой.

Принцип работы продольной системы дренажа подпорной стенки заключается в том, что материал изоляции труб будет впитывать из почвы воду, которая затем выводится за пределы стен непосредственно через вмонтированные в них трубы.

Неважно, какой из первых двух вариантов устройство дренажа подпорной конструкции вы выберете, не забудьте в обязательном порядке уложить дренаж между стенами и почвой. В качестве материала, пригодного для дренажа, можно использовать остатки битого кирпича, гравий, гальку, крупный песок

В качестве материала, пригодного для дренажа, можно использовать остатки битого кирпича, гравий, гальку, крупный песок.

При этом при насыпке слоя дренирующего материала возле стенки его нужно перемешивать с землей.

Некоторые характеристики устройства

Лучше всего для дренажной системы использовать «родной» грунт. Если же почва, на которой идет строительство подпорной конструкции, не образована крупнообломочными грунтами, то можно использовать крупный песок, суглинок, супесь.

Можно облегчить себе задачу и вместо решения проблемы поиска фракционных смесей приобрести их равноценный аналог в виде дренажных полотен.

  • перед тем как насыпать фракционный материал около вновь возведенной стенки, следует дать ей несколько дней на то, чтобы конструкция немного усела. После этого в пустое пространство, имеющееся между стенкой и склоном, начинают закладывать дренаж слоями;
  • первым слоем будет идти песок или галька, битый кирпич, щебень, который и образует непосредственно нужный дренаж. На него сверху толщиной около 40 см насыпают грунт, который был выкопан при устройстве стенки, и тщательно его утаптывают.

В идеале должен засыпаться «родной» грунт. Если же почва, на которой идет строительство подпорной конструкции, не образована крупнообломочными грунтами, то предпочтительным для засыпки будет приобрести крупный песок, суглинок, супесь. И уж только затем засыпается наверх плодородная земля.

Вполне может быть такая ситуация, что спустя пару недель грунт даст усадку, тогда его стоит просто досыпать до нужного уровня, а сверху еще раз восстановить плодородную землю.

Если дренаж подпорной стенки устраивается на глиняной, торфяной, илистой почве, то ее обратное засыпание в дренажную систему не пойдет.

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

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

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

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.

Пошаговая инструкция строительства своими руками

Данная инструкция подготовлена для применения наиболее популярных блоков для подпорных стен: ФБС и керамзитобетона.

Далее потребуется чертеж перенести на поверхность участка, точно обрисовать на нем край прохождения подпорной перегородки для того чтобы можно было начать копку траншеи.

Пошаговая инструкция:

Для серьезных подпорных сооружений из тяжелых блоков потребуется изготовление фундамента. Для глинистой почвы достаточно установить устанавливать ленточный тип, в районах со слабыми грунтами — свайный вариант.Ширина котлована выбирается из расчета ширины стены, умноженной на 3, то есть для блока 20 см, фундамент должен быть не менее 60 см.

Фундамент устанавливается в опалубке с армированием, на гравийно-песчаную подушку, из расчета 1-го слоя гравия не менее 30 см, а слой песка — 18 см, оба слоя тщательно трамбуются.
Опалубка для фундамента сооружается ниже уровня земли 20-25 см. Для дополнительного усиления в нее кладут арматуру, на битый кирпич и заливают бетоном М 150/200.
Если блоки пористые, укладывают гидрозащитный слой между фундаментом и первым рядом камня, как правило, применяют несколько слоев рубероида.
Для большей прочности конструкции, кладочный раствор должен быть в виде раствора из цементно-песчаной смеси (ЦПС).
На гидрозащитный слой обильно наносят раствор ЦПС и устанавливают блоки первого ряда, выставляя их по уровню киянкой.
После высыхания 1-го ряда приступают к кладке второго и так далее.
Для невысоких подпорных стен кладку выполняют в полблока, а для усиленных в два блока получения
После того как будет уложен последний ряд, верхнюю часть защищают козырьком, который можно выполнить из цемента, металла или металлочерепицы. Это необходимо, для того чтобы защитить конструкцию от попадания на стены атмосферной влаги и дальнейшего их разрушения.
Монтируют дренажную систему, для отвода паводковых и дождевых вод

Эффективный водоотвод уменьшает угрозу разрушения, а также предотвращает создание трещин от вспучивания жидкости при минусовых температурах наружного воздуха.
Пространство между подпорной стеной и грунтом засыпают речным песком, который осторожно утрамбовывают.
Если необходимо, выполняют отделку стены декоративными стройматериалами.

Проектирование

Подпорная стенка должна быть прочной и устойчивой – вот главные особенности конструкции, которая должна быть стойкой к активному и пассивному давлению грунта. Эти особенности задает строгий расчет, детализированный проект с чертежом, который и будет руководством к строительству.

8 тезисов о проектировании подпорной стенки.

  1. Высоту постройки задает характеристика рельефа и высота тех террас, которые будут заложены. Стенка ведь не всегда крепость, порой это укрепление клумбы или даже грядки. И высота 30 см – тоже нормальная для стенки.
  2. Ширина объекта зависит от того, насколько прочен грунт. Чем прочнее последний, тем уже основание стенки. Если же почвы отличаются рыхлостью и сыпучестью, устойчивость стенки должна возрастать. На песчаных участках, к примеру, ее ширина может достигать половины ее же высоты.
  3. Для роста устойчивости стенки основание можно соорудить более широким, нежели вершина. Или даже стенку могут устраивать с уклоном. Внутренняя часть конструкции специально может быть неровной, так как это тоже идет на пользу устойчивости: так почвенные слои сильнее прижимают стенку к основанию вниз, а не валятся только сбоку.
  4. Ширина стенки зависима и от материала, из которого она изготавливается. Толщина ж/б конструкции вполне может быть 10 см, каменная стенка – 40 и больше.
  5. Подпоры высотой от 30 см должны иметь фундамент. И даже те, что ниже, обеспечиваются песчано-гравийной подушкой в качестве основания. Фундамент закладывается либо на одну треть высоты будущей стены, либо делается сообразно глубине, на которую промерзает почва. Характер грунта, уровень залегания вод тоже сказывается на размерах фундамента.
  6. Без закладывания дренажа проектирование не будет грамотным. Вода будет скапливаться позади конструкции, увеличит давление на нее, то есть последствия могут быть деструктивными. А зимой вода и вовсе вздувает грунт, что способствует растрескиванию стенки. Потому без дренажа и гидроизоляции однозначно не обойтись.
  7. Чтобы вода благополучно стекала, трубы дренажа укладывают вдоль стены над фундаментом. В учет берется уклон, который рассчитывается по стандартным для установки дренажа параметрам. Еще, как вариант, можно с шагом в метр установить в стенке под наклоном дренажные сквозные трубки (диаметр – 5 см). А дренажный слой из щебня позади стенки будет обеспечивать полную защиту от действия воды.
  8. Чтобы вода не попала в швы конструкции, в верхней части можно соорудить козырек, оснащенный каплесборником. Или просто облицевать верх более массивными плитами.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий