Устройство и функции подпорных стен
Подпорные стены из бетона смогут быть самых различных конструкций, определяемых функциями, делаемыми конкретной постройкой.
В самом несложном понимании существует два вида подпорных стен:
- Декоративные.
- Укрепительные.
Отличия этих двух видов заключаются в том, что для каждого из них должна быть определенная степень действия и нагрузка.
Но сама конструкция наряду с этим, неизменно складывается из таких частей:
- Подземная часть либо фундамент, на который приходится вся нагрузка давления грунта и самой конструкции.
- Тело либо наземная часть. Такая стена ограждает возвышение на участке и с наружной стороны возможно как ровной, так и косой.
- Защитные коммуникации (отвод воды и дренаж). При проектировании конструкции вам направляться позаботиться о том, дабы осуществить отвод лишней воды и жидкости, неизменно скапливающейся на внутренних поверхностях таких конструкций.
Подпорные стены делают следующие функции:
| Функция | Особенность |
| Зонирование | Неровный ухабистый участок легко зонируется при помощи подпор. Так, возможно поделить, к примеру, дом и сад, дом и беседку. |
| Защита и упрочнение | Данное сооружение разрешит «укрепить грунт», не допустить его осыпание, что защитит целостность построек на участке. |
| Декоративный элемент | Подпоры любой высоты и размера возможно облицевать декоративными материалами и организовать подле них клумбы, перевоплотив, так, усиливающий элемент в необычайное дизайнерское решение. |
Что может воздействовать на устойчивость подпорных стен
Весьма серьёзными качествами подпорных стенок есть устойчивость и возможность переносить большое давление. В другом случае, сооружение будет подвержено разрушению, а грунт, соответственно, попросту сползет. На прочность таких конструкций может воздействовать множество факторов, начиная от собственного веса строения и заканчивая давлением почвы (читайте кроме этого статью «Полиуретановые эмали для бетона и иные виды материалов для окрашивания полов»).
Рассмотрим, что нужно учесть перед тем, как сделать подпорную стенку из бетона:
Уровень вибраций, к примеру, в случае если невдалеке расположены ЖД дороги.
- Сейсмические явления любого характера, характерные конкретному региону.
- Уровень подземных вод и возможность подмывания дождевыми водами.
- Набухание почвы в зимний период.
Во многом устойчивость таковой конструкции определяется толщиной стенки. Данный параметр определяется как высотой, так и типом почвы, на которой она установлена. В том случае, если подпорка есть высокой и устанавливается на мягких грунтах, то нужно расширить ширину стены.
Описание технологии
Разработана эта технология была для возведения различных подземных построек в условиях городской тесноты. Однако она вполне подойдёт и для частной застройки.
Особенно, если строительство загородного дома ведётся на дорогостоящих участках вблизи мегаполисов и владелец земли хочет по максимуму использовать свою землю.
Глубина строительства может ограничиваться подпочвенными водами, но зачастую «стена в грунте» проходит водоносные слои, опускаясь до 50 и более метров.
Подобная технология может быть условно разделена на несколько разновидностей по способу сооружения защитной стены.
- Траншейный или свайный.
- Сухой или мокрый.
Траншейный сухой способ
Предусматривает применение готовых конструкций из железобетона либо заливку монолитного бетона. По периметру будущей постройки при помощи экскаватора или фрезы выкапывается траншея форшахты глубиной до 2 – 3 м.
Стенки форшахты необходимо укрепить
Форшахта служит для обозначения периметра будущей постройки, а также для укрепления стенок будущей траншеи. Как известно, у глубокой траншеи наименее устойчива её верхняя часть.
Чтобы предотвратить осыпание верхнего слабого грунта, стенки форшахты укрепляют. После этого при помощи крановых или экскаваторных грейферов производят выборку почвы из траншеи на необходимую глубину вплоть до нескольких десятков метров.
После того, как траншея выкопана на нужную глубину по всему периметру будущих стен, в неё заливают монолитный железобетон или монтируют в ней сборные бетонные конструкции.
Траншейный мокрый способ
Плотность суспензии зависит от слабости грунта
Она, оказывая давление на стенки траншеи, выкапываемой в слабых грунтах, не даёт им обваливаться вниз, удерживая их форму. При этом сама суспензия находится в жидком состоянии, ничуть не препятствуя землеройной технике углублять траншею.
Для приготовления раствора смешиваются глина и вода в пропорции от 1 к 1 до 1 к 2. Плотность раствора зависит от показателей прочности грунта: чем более слабый грунт. Тем более плотной должна быть суспензия.
Свайный метод
При монтаже одна труба своим желобом плотно прижимается к выпуклой части другой трубы. Таким образом, получается прочная и плотная стена, сквозь которую не могут пройти грунтовые воды.
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.
Разновидности подпорных стенок
Подпорную стенку сооружают в случаях, когда откос грунта или насыпи превышает предельную величину. Они подразделяются по высоте, конструкции и материалу.
По высоте:
- низкие – перепад планировочных отметок менее 10 м;
- средние – перепад составляет от 10 до 20 м;
- высокие – при перепаде высот более 20 м.
По конструкции:
- 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
По материалу:
- 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.
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
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.
Декорирование
Бетонные основания не отличаются эстетичностью и имеют пористую поверхность, способную поглощать влагу, поэтому требуют дополнительной финишной отделки.
- специальную водостойкую краску, предназначенную для цементных поверхностей;
- декоративную плитку для внешней отделки;
- штукатурку;
- панели из дерева;
- камень искусственный.
При выборе отделочного материала рекомендуется учитывать архитектуру загородного дома и ландшафтный дизайн приусадебного участка. От выбранного отделочного материала будет зависеть стоимость декоративной отделки.
С наружной стороны,там где нет насыпного грунта,ожидал получить красивый лицевой бетон,но увы опалупка подвела(( Сейчас хотел оштукатурить и покрыть декоративкой но не уверен что это надежный вариант и штукатурка не отпадет.
MultiJaysoon .
у нас есть опыт штукатурки плиточным клеем фасада, на который постоянно льет с водостока и уходит из плюса в минус всю зиму. причем поверхность сделана шубой. как и остальной фасад, что дополнительно удерживает влагу. два года стоит под фасадной краской хорошей на старом кирпиче. но это спонтанный опыт от безысходки ремонтировать каждый год, может ландшафтники знают секреты
- Нравится: 1
- Сохранить
turiggm
Спасибо.Вы правильно заметили что хотелось бы сделать и не возвращаться к этому вопросу.Уже строители предлагают 2 см.твердого утеплителя и оштукатурить.
- Нравится
- Сохранить
Деревянная подпорная стенка
Для изготовления этой конструкции подойдет бревно любого сечения, включая и 20 см.
Для укладки деревянных бревен можно выбрать один из следующих вариантов: вертикальный или горизонтальный.
Вертикальная укладка
В первом случае бревна располагают таким образом, чтобы они вплотную примыкали друг к другу. Преимуществом такого варианта укладки является отсутствие необходимости в изготовлении фундамента. Минимальная глубина, которая должна быть выдержана для установки бревен, должна составлять 50 см. Лучше всего устанавливать бревна на максимальную глубину, поскольку это только повысит устойчивость конструкции.
Горизонтальная укладка
При горизонтальном методе установки бревна располагаются друг на друга. Для этого вначале роют траншею, глубина которой должна немного превосходить толщину бревна. Канаву заполняют слоем щебня, после чего укладывают бревно и фиксируют его при помощи железных арматур. После этого процесс укладки продолжают, добавляя новые бревна, которые фиксируют при помощи саморезов.
Прежде чем приступить к установке бревен, необходимо обработать их машинным маслом, битумом или иным средством, которое поможет защитить дерево от гниения.
Свежие записи
Бензопила или электропила — что выбрать для сада? 4 ошибки при выращивании томатов в горшках, которые совершают почти все хозяйки Секреты выращивания рассады от японцев, которые очень трепетно относятся к земле
Пространство между стенкой и землёй нужно заполнить фрагментами колотого кирпича и крупным песком. Верхний слой дренажа рекомендуется превратить в основание для декоративных посадок.
Силы действующие на укрепляющую подпорную стенку (общие понятия).
На подпорную стенку постоянно действуют следующие основные нагрузки:
А – собственный вес стенки (вертикальные силы);
Б – нагрузки на стенку от находящихся на ней грузов (вертикальные силы);
В – давление грунта засыпки на стенку и ее фундамент (вертикальные силы);
Г – давление грунта засыпки за стенкой (горизонтальные силы);
Д – силы трения или сцепления с грунтом (горизонтальные силы),
Силы, действующие на стенку.
Силы, возникающие от нагрузок А, Б, В, Д обеспечивают устойчивость стенки.
А вот сила Г пытается сдвинуть (создать скольжение по основанию) или опрокинуть стенку.
Опрокидывание стены. 1 – положение до начала перемещения стены, 2 – положение после перемещения стены. А – точка опрокидывания стены.
Также при неравномерной осадке грунта, вымывании насыпного грунта при недостатках дренажной системы, неоднородной плотности грунта засыпки, действие сил Б и В могут привести к навалу стенки на грунт (это явление характерно для высоких стенок).
Навал высокой стены на грунт. 1 – положение до начала перемещения стены, 2 – положение после перемещения стены.
Также необходимо помнить, что на стенку еще действуют такие переодические силы:
- ветровые (при высоте стенки более 2м);
- сейсмические (в сейсмоопасных районах);
- вибрационные (например, при интенсивном движении тяжелого колесного транспорта по рядом проходящей улице. При расположении участка недалеко от железной дороги);
- паводковые и ливневые потоки воды;
- морозное вспучивание грунта и т.д.
Современные исследования в области подпорных стен, возможные пути совершенствования конструктивных решений. Заключение
– стенки уголкового профиля (исследование влияния формы фундаментной плиты на величину удерживающего момента).
Исследованиеплиты влияния формы фундаментной на устойчивость уголковой подпорной стенки
Тонкие подпорные стены разработанные на кафедре Теории сооружений ДВГТУ (а – на буро-инъекционных сваях, б – откосная стенка, 1 – тонкая передняя стенка, 2 – буро-инъекционная свая)
Исследования показывают, что, изменив очертание задней грани фундаментной плиты, снабдив плиту вырезами или отверстиями, можно добиться большей ее эффективности с точки зрения вовлечения в работу стенки окружающего грунта. Развитие исследований в этой области позволит реконструировать стенки с минимальными затратами, а также сократить расходы по реорганизации существующей производственной базы в связи с возросшими требованиями (например, требованиями к сейсмостойкости);
– подпорные стенки с применением буро-инъекционных свай. Грамотная расстановка в основании стенки буро-инъекционных свай позволяет значительно снизить расход материала, повысить технологичность строительных работ. Конструкция позволяет вести работы в крайне стесненных условиях городской застройки;
В последнее время ведутся исследования в области конструирования тонких подпорных стен с использованием буро – инъекционных свай. Сваи в конструкции стены воспринимают только продольные осевые силы и поэтому должны быть расположены из условия обеспечения их центрального нагружения.
Тонкая подпорная стенка, разработанная кафедрой Теории сооружений ДВГТУ, состоит из сборной железобетонной ограждающей части и устроенных в основании стенки буро – инъекционных свай. Прочность и устойчивость стенки обеспечена за счет передачи усилий на прочный грунт основания. Тонкая подпорная стенка откосного типа состоит из монолитной плиты ограждения и наклонной буро – инъекционной анкерной сваи. Устойчивость положения обеспечена защемлением опорной части стенки и анкерной сваи в прочные грунты.
– конструкции подпорных стен комбинированного типа (с применением анкеров), озеленение зон подпорных стен. Подпорные стены с применением анкеров и специальных заанкеренных блоков из сборного или монолитного железобетона наиболее распространены в странах Европейского союза. Как правило, лицевая поверхность такого типа стен предполагает возможность размещения зеленых насаждений, что придает стенам привлекательный внешний вид
– подпорные стенки из армированного грунта. Стенки из армогрунта – весьма распространенный за рубежом тип подпорных стен. Применение стенок такого типа позволяет обеспечить необходимые функциональные качества в сочетании с недоступной для других типов конструкций высотой. Кроме того, стенки такого типа прекрасно гармонируют с окружающей средой, подчеркивают красоту рельефа, обеспечивают возможность «наращивания» стенки по мере поступления сыпучего материала (засыпки). Последнее из указанных свойств делает привлекательным применение стен из армогрунта для складирования постоянно прибывающих сыпучих отходов теплоэлектростанций (зол). Однако применение стен из армогрунта в российских условиях (мерзлота, пучинистые грунты, агрессивные среды) без надлежащей корректировки недопустимо.
Подпорные стены комбинированного типа в г. Штуттгарте (Баден – Вюрттемберг, Германия)
Основной целью представленной лекции являлось ознакомление аудитории с самим фактом существования особой области градостроения, включающей вопросы проектирования, возведения и технического обслуживания интересных сооружений под названием «ПОДПОРНЫЕ СТЕНЫ». Сделана попытка анализа проблем в этой области и предложены пути их решения.
Спасибо уважаемой аудитории за внимание к этому небольшому (но всё же влияющему на качество и комфортность жизни в городах) вопросу градостроения
