Виды подпорных стен

• Просмотров: 7203
• Печать
• E-mail

Понятие и конструкция подпорной стены (стенки).

В общестроительном понятии подпорная стена — это конструкционное сооружение, удерживающее от обрушения и сползания находящийся за ней массив грунта на уклонах местности (откосах, склонах, выпуклостях и впадинах поверхности участка).

При загородном строительстве подпорные стены применяют на участках местности с резким перепадом высот (оврагах, крутых склонах, холмах, и т.д.). Помимо их прямого предназначения, как инженерных сооружений, они нашли применение как художественно-декоративные элементы ландшафтного дизайна.

Все стенки, возводимые при загородном строительстве можно условно разделить на:

а – декоративные. Используются в качестве архитектурно- художественного элемента. Применяются на плоских (ровных) и с небольшим уклоном участках как элемент ландшафтного дизайна;

б – укрепительные. Применяются для удержания грунта на уклонах местности. Широко применяются при террасировании естественных склонов с целью увеличения полезной площади для размещения элементов озеленения и благоустройства.

Декоративная подпорная стенка.

В этой статье декоративные подпорные стены рассматриваться не будут, и в дальнейшем речь пойдет только об укрепительных подпорных стенах. Далее укрепительные подпорные стены в статье будут именоваться как подпорные стены (без слова «укрепительные»).

Основное назначение укрепительных подпорных стенок — укрепить грунт на откосах, склонах и предупредить обрушение и сползание грунта (образование оползней), которые часто наблюдаются на участках, расположенных по берегам рек, озер и прудов. Это явление особенно опасно при соседстве с оврагами, так как их неукрепленные склоны сползают практически постоянно даже от небольшого дождя или талых вод. Также подпорные стены используют при устройстве террас (о террасировании участка мы расскажем в отдельной статье). 

Опыт планирования участков на уклонах показывает, что при уклоне более 8% без подпорных стен практически не обойтись.

Помимо основных функций, укрепляющие стенки позволяют решить ряд задач по планировке и оформлению участка:

• организовать оптимальное террасирование;
• рационально использовать садовые площади;
• наполнить горизонтальные площадки, образующейся при террасировании, плодородным слоем и создать благоприятные условия для роста растений; 
• разделить участок на зоны – функциональные и эстетические.

Укрепленная подпорная стенка

а – общий вид подпорной стенки; б – разрез подпорной стенки, где:1 – фундамент; 2 – тело; 3 – дренажное отверстие; 4 – дренажная труба; 5 – гравий.

Независимо от того, какой цели служит подпорная стенка, она состоит из основных частей:

•  Фундамент – подземная часть стенки; 
•  Тело – надземная (видимая) часть несущей конструкции;
•  Дренаж и водоотвод, необходимые для повышения прочности подпорной стенки.

Фундамент, дренаж и водоотвод выполняют только технические функции. А тело, кроме технических функций, может решать еще и эстетические задачи.

Материалы, из которых изготавливаются элементы подпорных стенок, будут рассмотрены ниже.

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.

Сдвиг стены.1 — положение до начала перемещения стены, 2 — положение после перемещения стены. 3 — направление перемещения 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.

Повышение устройчивости подпорных стенок.

При проектировании стенки, наряду с ее прочностными характеристиками, необходимо максимально обеспечить ее устойчивость.

Для повышения устойчивости подпорных стенок на сдвиг и опрокидывание при их проектировании принимают ряд конструктивных мероприятий:

• заднюю грань стенки проектируют с наклоном в сторону засыпки (для уменьшения давления засыпного грунта, см. вариант «а»);  

Влияние наклона задней грани стены на величину давления засыпного грунта на нее

• увеличивают шероховатость задней грани стенки, что также помогает уменьшить давление грунта засыпки на нее. Для этого грань делают неровной. В бетонных и железобетонных стенках смещают горизонтальные соседние доски опалубки на 5-10 см относительно друг друга. Делают небольшие сколы бетона.. В кирпичных и каменных стенах делают выступы кладочного материала; 
• устраивают обязательный дренаж стенки (подробно будет изложено в следующей статье);
•  с лицевой стороны стенки устраивается выступ — консоль. Это уменьшает вероятность опрокидывания стенки; 

Консольная подпорная стенка

• закладывают в засыпаемый грунт легкие пустотелые элементы. Это уменьшает удельный вес засыпаемой массы и вследствие этого боковое давление на подпорную стенку. Например, используют гранулы пенополистирола (ППС), представляющие собой пустотелые шарики, заполненные газообразующим реагентом. Их плотность — 8-10кг/м.куб. Размер гранул — 3-5 мм. Основные назначения использования гранул ППС в строительстве — наполнитель для изготовления полистиролбетона; — засыпной утеплитель;
•  изготовление утеплительных плит. В сельском хозяйстве для разрыхления почвы. При изготовлении мебели, как наполнитель. При транспортировке изделий в качестве засыпной упаковки. 

Также могут использоваться отходы плит ППС или экструдированного пенополистирола — ЭППС.

— применяют разгрузочную площадку в стенке. Площадка позволяют включить вес грунта над ней (дополнительные вертикальные силы) в работу, что повышает устойчивость стенки, уменьшает давление грунта на ее нижнюю часть.

Подпорная стенка с разгрузочной площадкой. 1-стенка, 2-разгрузочная площадка

Перечисленные мероприятия являются универсальными и могут быть применены к любым видам укрепительных подпорных стен

Размеры поперечного сечения и профиль подпорной стены определяют на основе сложных инженерных расчетов ее прочности, устойчивости к опрокидыванию, сдвигу, навалу. Это в основном относится к промышленному и гражданскому строительству. Что касается стен возводимых в загородном строительстве, то здесь используется упрощенная методика на основании имеющегося большого опыта возведения подобных конструкций.

Специалисты рекомендуют при высоте подпорных стен более 1 м, наличии на участке неустойчивых слабых грунтов (преимущественно супесей, песчаных, суглинистых пород насыщенных водой), близких ( 1-1,5м от поверхности грунта) грунтовых вод или, что еще хуже, наличии так называемых плывунов обращаться в специализированные организации для их строительства, так как в таких ситуациях стенки представляют собой сложное инженерное сооружение с сильно заглубленной частью.

Виды укрепляющих подпорных стенок.

Укрепляющие подпорные стенки можно разделить на следующие виды.

По способу возведения:

• А. Монолитные. Изготавливаются в виде отдельных звеньев на заводах железобетонных изделий, а затем транспортируют к месту возведения. Они имеют уголковый профиль и бывают консольными или контрфорсными. Также монолитные стенки отливаются из армированного бетона, бутобетона на месте в заданную форму (опалубку);
• Б. Сборные. Выкладываются из различного строительного материала (камня, кирпича, дерева и т.д.) на месте строительства.

Стены уголкового профиля: а-консольная; б-контрфорсная

По глубине заложения:

• А. Глубокого заложения (глубина заложения больше ширины стенки в полтора и более раза);
• Б. Неглубокого заложения.

По высоте:

• А. Низкие (высота не превышает 1м.)
• Б. Средние (высота от 1м. до 2м.)
• В. Высокие ( высота превышает 2м.)

Средние и высокие стенки целесообразно рассчитывать специальными (в том числе на основе компьютерных программ) методами, а не принимать размеры, исходя исключительно из конструктивных соображений.

По конструктивному решению достижения устойчивости (по массивности):

• А. Массивные подпорные стенки. Устойчивость на сдвиг и опрокидывание достигается собственно массой стенки (бетон, бутовая или кирпичная кладка). Массивные подпорные стены более материалоемкие и трудоемкие при возведении, чем тонкостенные, и могут применяться при соответствующем, технико-экономическом обосновании (например, при возведении их из местных материалов, отсутствии сборного железобетона и т. д.). Как правило, массивные подпорные стены имеют одинаковые размеры по высоте и ширине;
• Б. Полумассивные. Устойчивость подпорной стенки обеспечивается комплексно: массой стенки и грунта лежащего на фундаментной плите. Такие стены обычно представляют собой конструкцию из армированного бетона;
• В. Тонкоэлементные. Обычно состоят из связанных друг с другом железобетонных плит. Устойчивость стен этого типа обеспечивается в основном массой грунта над фундаментной плитой и лишь в небольшой степени собственным весом;
• Г. Тонкие. Их устойчивость обеспечивается защемлением основания в грунте.

Рис. а — массивная неармированная; б – полумассивная армированная; в — тонкоэлементная; г – тонкая.

По расположению:

• А. Отдельно стоящие;
• Б. Связанные с примыкающими сооружениями (лестницы, пандусы, ниши для растений и т.д.).

Источник: stroytrest8.by

Необходимость остановить сползание откоса, необходимость обеспечить вертикальный перепад на участке застройки, необходимость организации ландшафта — заставляет застройщиков возводить подпорные стенки. Нормативным документом в этом вопросе является действующий СП 381.1325800.2018 Сооружения подпорные. Правила проектирования.

Именно к этому Своду Правил стоит обращаться для получения ответов на вопросы — "а какая стенка мне будет лучше" и подобных им. Помогут в этом — инженеры-геотехники.

Как указано в данном Своде Правил — Подпорные сооружения разделяют по следующим параметрам:

• — по пространственной компоновке;
• — способу изготовления;
• — сроку службы;
• — виду воспринимаемых нагрузок;
• — способу распределения нагрузки на элементы подпорного сооружения;
• — характеру взаимодействия с грунтом;
• — способу обеспечения устойчивости;
• — отношению к водоносным горизонтам.

Рассмотрим подпорные стены пока только по одному из параметров — по характеру взаимодействия с грунтом.

Массивные стенки.

Наибольшее распространение получили массивные стенки из монолитного железобетона.

Если массивные подпорные стенки работают по принципу "тяжеленного слона", то есть за счет своей большой массы удерживают давление грунта, то совершенно по другому принципу работают гибкие подпорные стенки.

Гибкие подпорные стенки.

Наиболее распространенным примером такой стенки будет служить самое простое ограждение из труб и уложенных между ними листов.

Для правильной работы таких конструкций — важно рассчитать шаг и глубину заделки опорных стоек, а также параметры забирки между ними.

По такой схеме работы — с заделкой в грунт, иногда с дополнительными анкерными элементами — работают всем известные шпунтовые стенки из разных материалов — стали, ПВХ, дерева, композита.

И наконец, с развитием строительной науки, получили признание уголковые стенки.

Уголковые подпорные стенки.

Понять, как же именно работает этот "дополнительный пригруз" в подпорной стенке уголкового типа — поможет вот этот видеоролик:

Подпорные стенки уголкового типа применяются действительно очень широко, благодаря меньшему объему материала по сравнению с массивными стенками, и высокими показателями по удерживающей способности.

В недавнем расчете для частного застройщика именно подпорная стенка помогла выйти из положения. Дело в том, что при анализе геологии — выявился тот факт, что грунты, слагающие его участок — являются просадочными. А в соответствии с пунктом 11.4.8 СП 381.1325800.2018 «Сооружения подпорные. Правила проектирования» проектирование подпорных сооружений на просадочных грунтах при возможности их замачивания необходимо осуществлять с применением одного из следующих мероприятий:

1) устранения просадочных свойств грунтов;

2) прорезки просадочной толщи грунтов;

3) конструктивных мероприятий, направленных на повышение прочности конструкций подпорных сооружений.

Устранять просадочные грунты, заменяя их — крайне дорого для частника. Прорезать эту толщу сваями — крайне дорого для частника. Объемно-массивная схема — это недопустимые неравномерные просадки и потеря устойчивости.

Поэтому и была запроектирована стенка уголкового типа, включающая в работу грунт засыпки.

Спасибо, что дочитали статью, надеюсь, что статья была полезна.

Не стесняйтесь поставить лайк, если статья Вам понравилась, пишите комментарии, задавайте вопросы.

Подписывайтесь на канал – постараемся не разочаровать Вас новыми публикациями.

Выбор типа фундамента для частного дома.

С вопросами и запросами — писать на [email protected]

Источник: zen.yandex.ru

Конструктивные особенности и разновидности

Проблема неровного участка заключается в том, что поверхность грунта располагается не по горизонтали. Соответственно извечная проблема – грунт постепенно сползает в сторону уклона под действием атмосферных осадков. Чтобы этого не допустить, необходимо установить прочную строительную конструкцию, которая не допустит сползания грунта.

Самый простой вариант – подпорная стена. То есть на участке в определенном месте, возводится из стройматериалов стенка, до границы которой уклон заполняют грунтом до горизонтального положения. По сути, происходит выравнивание участка или его части.

Понятно, что это и есть прямое назначение удерживающих стенок. Но, как показала практика, эту строительную конструкцию часто используют и в качестве декоративного элемента ландшафтного дизайна. Поэтому эти сооружения сегодня разделяют на две группы:

• Укрепительные. Они сооружаются по прямому назначению, то есть для выравнивания земельного участка.
• Декоративные. Используются для декорирования сада или парка, в основном для формирования террас под зеленные насаждения.

Источник artstory-studio.ru

Здесь будем рассказывать только о первой группе и не будем упоминать термин «укрепительные». То есть подпорные стены, с помощью которых удерживают грунт.

Сразу надо оговориться, что опыт многих строителей подсказывает – на участках с уклоном больше 8% опорные стенки устанавливать надо обязательно. Можно спланировать весь участок, к примеру, сделать подсыпку, но без опорного сооружения грунт постепенно начнет перемещаться вниз. То есть в будущем придется снова делать расходы на восстановления горизонтального уровня.

Чисто конструктивно это сооружение собой представляет обычную стену, которая упирается на прочный фундамент. В зависимости от величины уклона участка сооружение может быть небольшим, а может быть достаточно высоким и толстым. Конечно, большое внимание уделяется материалам, из которых эта строительная конструкция возводится. Но здесь, как обычно, многое зависит от финансовых возможностей и предпочтений хозяина земельного надела.

Итак, давайте рассмотрим, из каких материалов сегодня сооружается подпорная стенка на участке с уклоном.

Источник geliurojus.lt

Каменная стенка

Подпорные стенки из камня – конструкции со всех позиций предпочтительные. Во-первых, камень – материал прочный с огромным сроком эксплуатации. Во-вторых, это великолепный декоративный элемент, который впишется в любой тип ландшафтного дизайна. Но и каменной конструкции есть и минусы:

• большой вес сооружения требует наличия большого фундамента, обычно последний больше стены в 2-3 раза, а это серьезные расходы;
• производится большой объем строительных работ с учетом закладки фундамента;
• кладка камня – процесс непростой, требуется опыт.

Очень важно учитывать и тот момент, что в каменной кладке нельзя применять крестообразные и вертикальные швы. Это места самые непрочные. Есть вариант кладки без скрепляющего раствора, так называемая «сухая кладка». В дальнейшем крепление камней выполнять будут корни растений.

В эту же категорию отнесем стены из кирпича и бетонных блоков. Отметим, что очень часто именно фундаментные железобетонные блоки становятся материалом для возведения конструкций этого типа. Особенно на участках с большим уклоном. Поэтому сегодня производители ЖБИ стали предлагать блоки, изготовленные специально для удерживающих стен, одна сторона которых делается рельефной в виде выпуклых рисунков или узоров, как показано на фото ниже.

Источник landshaftdizajn.ru

Что касается кирпичных подпорных сооружений, то технология их возведения ничем от стандартной не отличается. То есть закладывается фундамент, делается гидроизоляция, а затем с помощью технологии кирпичной кладки поднимается стена. Единственная выгода этого варианта в том, что если использовать для внешней стороны облицовочный кирпич, то стена сразу превращается в элемент дизайна.

Источник zpitomnik.ru

Отдельно надо сказать о стенках из камня, которые носят названия габионы. Это каркас из стальной решетки или сетки, куда засыпаются камни. Самое главное в этом сооружении – надежно закрепить к грунту каркас, для чего применяются штыри и скобы, изготовленные из оцинкованной стали.

Что касается камней, то нередко для экономии средств вместо них используют отходы строительства. К примеру, бой кирпича или бетона, стекло и прочее. Нередко камнем габионы заполняются частично, то есть только снаружи. Внутрь же закладывают все те же строительные отходы, щебенка или гравий.

Источник yandex.net

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.

Источник 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.

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.

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.

Источник 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.

Источник 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.

Источник: m-strana.ru