Подпорная стена что это
Подпорные стенки. Красота и практичность
Спустившись с гор, ответим все же на вопрос, простительный жителям равнин. Что же такое подпорные стенки?
Кроме того, стенки часто применяют при прокладке парковых дорожек, устройстве спортивных, детских и видовых площадок и иногда просто для красоты. В наших небогатых горами краях подпорные стенки зачастую создают иллюзию рельефа: с их помощью можно подчеркнуть имеющийся перепад высот на территории. В зависимости от задачи, которую выполняют подпорные стенки, они делятся на укрепительные и декоративные.
Всегда четыре части
Независимо от того, какой цели служит подпорная стенка, она состоит из четырех частей:
Определившись с этими параметрами, надежнее всего обратиться к услугам строителей и инженеров. Произведя соответствующие расчеты, те предложат конкретные конструкции тела стенки и остальных ее частей. Но можно воспользоваться и типовыми конструкциями.
Все подпорные стенки делят на жестко закрепленные и упругие. К первым относят монолитные конструкции из бетона, а также каменные и кирпичные кладки, укрепленные раствором. При создании вторых скрепляющий раствор не используют. Это могут быть вертикально или горизонтально поставленные бревна, бетонные сваи, каменные глыбы и прочее.
Выбор параметров стенки зависит от конкретных дизайнерских и инженерных задач и вкуса и фантазии владельца участка. А также стиля сада: можно сложить барочную стенку, модерновую, в стиле хай-тек (чаще всего это крашеный бетон) и так далее.
Конечно, подпорная стенка не гора. Но и она требует соблюдения некоторых правил безопасности. Если вы оборудуете ее лестницей или пандусом, не забывайте о перилах. Неплохо позаботиться и об ограждении на самой террасе. Если стенка у самой воды или вы решили обустроить на ней небольшой водопад или искусственный ручей, позаботьтесь о безопасности самой стенки. Для этого необходимо проконсультироваться с инженерами-строителями, знакомыми с правилами укрепления берегов.
Конструкции подпорных стенок и способы возведения
Основная задача подпорной стенки — держать грунт на склоне. Но это общее назначение, существует несколько признаков, которые лежат в основе классификации видов этого сооружения.
Виды подпорных стенок
В промышленном строительстве и в сельском хозяйстве подпорную стенку рассматривают как инженерную конструкцию, в ландшафте загородного участка она выполняет и эстетическую функцию. Классификацию видов стенок проводят по нескольким критериям.
По назначению
В зависимости от назначения выделяют следующие три вида:
Особенность частного дома с участком на склоне в том, что подпорная стенка довольно часто выполняет все функции одновременно. Поэтому материал для конструкции выбирают исходя из нагрузки, условий эксплуатации и декоративных качеств. Но в этом случае возникает некоторое противоречие.
По материалам
Как правило, высокие несущие способности и эстетический вид трудно совместить в одной конструкции. Особенно когда она служит одним из центральных элементов ландшафта. Приходится искать компромисс, и когда расчетная высота стенки получается довольно высокой, лучше сделать каскад из нескольких низких террас с опорными стенками из материала, который более точно соответствует стилю ландшафтного дизайна.
Есть следующие виды материалов:
По виду конструкции
Различают следующие варианты конструкции подпорных стенок:
Забор — подпорная стенка в одном
По способу обеспечения устойчивости
Подпорная стенка состоит из подземной части (фундамента) и наземной части. На нее действуют такие силы:
Первые три силы обеспечивают устойчивость конструкции, последняя — стремится стенку сдвинуть и опрокинуть.
По способу достижения устойчивости выделяют следующие варианты конструкции:
Общие рекомендации по строительству своими руками
Возведение своими руками оправдано для низких и средних по высоте конструкций. Рекомендованная высота подпорных стенок для приусадебных участков лежит в пределах 0.3-1.4 м. При соблюдении определенных условий, конструкции можно возводить без предварительного расчета:
Строительство подпорной стенки
Ниже приведен общий алгоритм строительства стенок из разных материалов.
Из монолитного железобетона
Пошаговый алгоритм строительства выглядит так:
После созревания бетона опалубку снимают, проводят обратную засыпку грунта в пазухи траншеи и за стенку со стороны склона.
Из сборного бетона
Технология сооружения зависит от вида бетонных блоков. Если используют фундаментные блоки, то их укладывают на подготовленное основание в виде песчано-гравийной подушки.
Блоки серии ФБС скрепляют между собой кладочным раствором, а блоки серии БПС монтируют на сухую.
Кроме фундаментных блоков есть и другие материалы, которые позволяют быстро и без «мокрых» процессов соорудить подпорную стену из сборного бетона.
Очень интересный продукт предлагают компании Geoblok и Tenax. Они разработали систему блочных подпорных стен армированных георешеткой. В ее состав входят:
Технология изготовления подпорной стены выглядит так:
Блоки выпускают окрашенными в массе, но, при желании, их можно облицевать любой плиткой для наружных работ — шероховатая поверхность лицевой части обеспечивает хорошую адгезию с клеевыми растворами. Как утверждает компания, система армогрунтованных блочных подпорных стен рассчитана на 120 лет эксплуатации.
Из камня и строительных блоков
Несмотря на разнообразие видов строительных блоков и размеров камня, технология строительства в каждом случае имеет схожую последовательность выполнения работ:
Из дерева
Обустройство подпорной стенки из дерева чем-то напоминает забор (стену) из бревна или пиломатериалов большого сечения. Это может быть:
В заключение. Строительство подпорной стены из габионов ничем не отличается от других ландшафтных и укрепляющих конструкций с использованием проволочных сеток и засыпки из обломков скального грунта, крупного щебня или гальки. А подпорная стенка из профлиста проходит по такому же алгоритму, что и строительство забора (с учетом нагрузок на несущие столбы или винтовые сваи).
Подпорные стенки — что это и как происходит строительство таких конструкций?
Когда на участке планируется строить дом или другие конструкции, необходимо подготовить ровное основание.
Случается так, что грунт имеет сильные перепады, в связи, с чем его нужно выравнивать.
Вместо этого можно выровнять лишь часть места, соорудив подпорную стенку. Такую конструкцию часто используют на склонах, откосах, выпуклостях и впадинах участка.
Что это такое?
Подпорной стеной называют конструкционное сооружение, которое удерживает от обрушения массив грунта, находящийся на ней. Все перепады горизонта участка можно нивелировать, возвести подпорную стенку.
Если на участке наблюдается резкий перепад высот – овраги, холмы, крутые склоны – строительство подпорной стены будет рекомендовано.
Кроме того, такая конструкция может использоваться как художественно-декоративный элемент ландшафтного дизайна.
Во время строительных работ многие владельцы загородных участков сталкиваются с вопросом — является ли такая стена объектом капитального строительства? Стоит прояснить ситуацию и обратиться к документам и нормативам.
Проблемы возникают при проведении экспертизы проектной документации и законности построек. Подпорная стена, сделанная из железобетона, требует проведения экспертизы. Процедура является обязательной.
Согласно законам РФ, возведение такой стены за пределами утвержденного проекта будет считаться нарушением без получения соответствующего документа. Строительство подпорной стенки на участке считается его перепланированием, поэтому необходимо получить разрешение в администрации на возведение объекта.
Когда и зачем они нужны?
Основное предназначение функции подпорной стены – выполнение функции опоры для грунта, склонного к обрушению. Такие конструкции устанавливают на холмах, оврагах, которые имеют очень крутые склоны. Также их монтируют в местах с неровной поверхностью земли. Нередко их используют в качестве элемента ландшафтного дизайна на даче или на участке перед домом.
В каких конкретных случаях необходима подпорная стена:
Сама конструкция состоит из фундамента, который является подземной частью стенки, тела – надземная часть конструкции и дренаж с водоотводом, которые нужны для повышения прочности подпорной стены. Несмотря на прочную конструкцию, на стенку постоянно воздействует ее собственный вес, давление грунта, сила трения и сцепления.
Требования к данным постройкам
Правила проектирования, характеристики и параметры подпорных стен регламентируются СП 381.1325800.2018, а также СНиП 2.09.03-85. Здесь указаны такие требования к данным конструкциям:
Подпорная конструкция должна обладать достаточной прочностью чтоб выдерживать грунтовую нагрузку. Она без последствий должна переносить воздействие климата, а также перепады температуры и минус. Также стена должна быть удобной и безопасной в применении и отвечать эстетичности.
При проектировании такой конструкции важно уделить внимание таким моментам:
Также на этапе проектирования важно реконструировать или усилить окружающие застройки.
Какие существуют виды?
Если придерживаться описаний в нормативных документах, то подпорные стены можно поделить на виды согласно категориям:
Справка! Также подпорные стенки можно разделить по характеру взаимодействия с грунтом. Они бывают массивными – удерживают грунт и сопротивляются его сдвигу. Еще бывают уголковые – сдерживают грунт за счет дополнительного пригруза. Гибкие подпорные сооружения сопротивляются сдвигу за счет заделки в креплении.
Классификация подпорных стен:
Из каких материалов можно построить?
Для сооружений, которые будут удерживать грунт, можно использовать материалы:
Дерево чаще используется для декоративной стены, перед его применением его нужно обработать антисептиком, чтобы защитить от гниения. Монолитный бетон используется с арматурой. Такие конструкции устойчивые, но требуют дренажных отверстий. Блочный камень используют тогда, когда нет времени на выравнивание стены – они сами по себе имеют правильную геометрическую форму.
Есть еще один тип сооружения – из габионов. Стенка становится гибкой и прочной, а отверстия в решетке обеспечивают качественный дренаж.
Какие расходники и инструменты требуются?
Чтобы самостоятельно возвести подпорную конструкцию, необходимо подготовить инструменты:
Для армирования понадобится арматура, а для заливки – бетон.
Когда нужны контрфорсы?
Контрфорсом называется вертикальный выступ или дополнительная конструкция, которая усиливает основную несущую конструкцию. Она укрепляет стену с наружной стороны, принимая на себя горизонтальные усилия.
Контрфорсы нужны тогда, когда подпорное сооружение является массивным или уголковым. Чем выше сама конструкция, тем больше контрфорсов может потребоваться. При этом, если стена имеет небольшую высоту, то от применения контрфорсов можно отказаться.
Пошаговое описание технологии возведения
Конструкции могут быть сделаны из различного материала, но последовательность работ будет приблизительно одинаковой:
Когда пройдет усадка стены и когда она полностью высохнет, можно проводить облицовочные работы.
Возможные сложности и ошибки
Ошибки и сложности могут возникнуть как у неопытной бригады, так у человека, который решил сделать стенку самостоятельно. Многие неправильно обустраивают дренаж сооружения, из-за чего стенка со временем начинает разрушаться. При использовании древесины в качестве основного материала, ее забывают обрабатывать антисептиками.
Нередко используют слишком тонкие прутья арматуры для укрепления, а другие считают, что такой этап вообще можно исключить из пошаговых действий. Не стоит пренебрегать правильной технологии, ведь в последствии придется делать дорогостоящий ремонт.
Средние цены на работы по РФ
Цена формируется, исходя из нескольких факторов:
В среднем, цены по РФ будут такими: при ширине стены 25 см и длине 5 метров придется отдать 23000 рублей за погонный метр конструкции. Если длина увеличивается, то стоимость за метр будет варьироваться. Например, за длину 30 метров, метр обойдется в 15000 рублей.
Полезное видео
Видео об устройстве подпорной стены:
Заключение
Строительство подпорных сооружений на участке необходимо в том случае, если имеются сильные уклоны и перепады высот. Стенки могут быть сделаны из дерева, природного камня, габионов, бетона, блоков и кирпича. Соблюдение технологии и выбор качественного материала обеспечит долговечность конструкции.
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:
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.
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.
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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.
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.