Подпорные стенки. Устройство основных конструкционных элементов

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
Поэтому 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 индивидуального застройщика 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.

Серия 3.002.1-2 вып.0, 1

Схема к определению давлений под подошвой стены а — при малых эксцентриситетах ; б — при больших эксцентриситетах. Краевые давления грунта под подошвой стены при эксцентриситете приложения равнодействующей всех вертикальных сил относительно центра тяжести подошвы определяются по формуле. При больших эксцентриситетах давление под подошвой стены рис. Для массивной подпорной стены внутренние усилия , и в сечении рис.

Схема к расчету определения прочности сечений подпорных стен а — массивных; б — уголковых консольного типа. Для уголковой подпорной стены консольного типа изгибающие моменты в сечениях , и рис. Поперечные силы в сечениях , и определяются по формулам:.

Для скальных грунтов давление под подошвой стены вычисляется согласно указаниям п. Для уголковой подпорной стены с анкерной тягой краевые давления грунта и под подошвой стены определяются по тем же формулам, что и для уголковой подпорной стены консольного типа. При определении максимальных усилий в элементах подпорной стены с анкерной тягой рассматриваются два случая загружения призмы обрушения временной нагрузкой: нагрузка расположена на всей поверхности призмы обрушения рис.

Схема нагрузок а — нагрузка расположена по всей поверхности призмы обрушения; б — нагрузка расположена на части призмы обрушения. Максимальное усилие в анкерной тяге при шарнирном сопряжении лицевой и фундаментных плит определяется из первого случая загружения по формуле.

В формуле 55 и — расстояния точек приложения горизонтальных составляющих давления грунта до подошвы, а и вычисляются для высоты грунта, равной.

Учитывая возможное увеличение усилия в анкерной тяге за счет зависания грунта над ней и неравномерности натяжения, к расчетному осевому усилию в тяге вводится дополнительно коэффициент условия работы 1,5. Указанное увеличение усилия в тяге учитывается при расчете тяг, их креплений и закладных элементов и не учитывается при расчете железобетонных сечений. Вертикальные и горизонтальные реакции в местах соединения анкерной тяги с элементами подпорной стены определяются по формулам:.

Усилие в анкерной тяге при жестком узле сопряжения лицевой и фундаментной плит определяется по формуле. Расчетная схема к определению горизонтальной реакции при жестком узле сопряжения лицевой и фундаментных плит. Изгибающие моменты и поперечные силы в сечениях , и стен с анкерными тягами определяются по формулам:. Схема к расчету прочности сечений уголковых подпорных стен с анкерными тягами. Учитывая возможное увеличение усилия в консольной части вертикального элемента стены за счет гибкости ее и перераспределения давления грунта, к расчетному моменту , полученному по формуле 58 для консольной части 0; 0 , вводится дополнительный коэффициент условия работы 1,5.

Указанное увеличение усилия учитывается только при расчете прочности сечений консольной части лицевой плиты и не распространяется на другие участки. Расчет щелевого паза в случае жесткого сопряжения сборной лицевой плиты с фундаментной плитой рис. Сдвигающая сила прикладывается к верхней части стенки паза. В верхней и нижней частях стенки паза возникают сжимающие напряжения с высотой сжатой зоны и. Схема к расчету щелевого паза.

Декоративные стенки

Перед тем, как сделать подпорную стенку из бетона высотой 30 – 70 см, необходимо учесть нюансы:

• 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 своими руками 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.

Для чего нужны подпорные стенки на участке с уклоном, виды подпорных стенок

Подпорные стенки устанавливаются на участках с перепадами уровня на границах площадок и ступеней с целью:

• Формирования и укрепления ровных горизонтальных террас и уступов.

• Исключения рисков сползания и обрушения грунта.

• Создания оптимальных условий для посадок растений и препятствования вымывания почвы.

• Зонирования и декорирования участка.

Функции стенок во многом определяются их высотой. Как правило, компактные стенки высотой до 50 см предназначены для зонирования и украшения, средние (50-70 см) – являются вполне надежными подпорками, а конструкции от 1 м и выше эксплуатируются в качестве полноценных преград, удерживающих большой массив грунта. При этом стенки с высотой более 1,5 м относятся к капитальным постройкам и нуждаются в обосновании параметров расчетом.

В зависимости от материала и способа изготовления различают:

• Сборные стенки из крупного дикого камня и строительных блоков, включая шлакоблок, кирпич или ЖБИ.

• Монолитные подпорные конструкции, заливаемые непосредственно на месте из бетона.

• Сборные, сборно-монолитные и монолитные тонкостенные конструкции из готовых ж/п плит, укрепляемые грунтом или анкерами из углепластика.

• Стенки из бревен или толстых досок, пропитанные машинным маслом или аналогичными гидрофобными составами, продляющими срок службы древесины при постоянном контакте с грунтом.

• Стенки, выложенные из габионов, заполненных бутом, галькой или другими видами декоративного камня.

• Подпорные стенки из армированного грунта, укладываемые с помощью георешеток или геотекстиля.

Практически все перечисленные разновидности имеют общую конструктивную схему, включающую основание, непосредственно парапет и элементы водоотвода.

В отдельном фундаменте и особой подготовке площадки нуждаются все конструкции с высотой более 30 см, глубина его заложения зависит от рыхлости грунта и варьируется от 1:2 до 1:4 по отношению к внешней части.

Простенок имеет небольшой уклон (5-10°) и максимально защищается от прямого контакта с грунтом и влагой с внутренней стороны, атмосферных и механических воздействий – с наружной.

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 (наклонных) 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.

Фото

Не всегда участок для строительства гаража является идеально ровным. Если стройплощадка расположена на наклонной поверхности (угол наклона более 80), то для безопасности возведенного сооружения следует позаботиться о дополнительной «консервации» подвижного грунта. Для этого служат подпорные стены, предотвращающие обвалы и оползни земли на склоне. Они играют роль надежных «щитов», которые уравновешивают баланс сил в местах перепада рельефа участка. Устанавливают подпорки на протяжении всей земляной «ступеньки», полностью окантовывая ее впадины и выступы.

С появлением новых строительных материалов конструкция подпорных стен заметно видоизменилась. Теперь с помощью защитных «бастионов» площадку с трудным «характером» можно не только укрепить, но и украсить. Не зря декоративная подпорная стена – один из популярных приемов в ландшафтном дизайне, позволяющих эффектно разграничить зоны участка и сделать определенный акцент на одной из них.

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.

Опалубка монолитных стен

Опалубка — это то, без чего невозможно формирование монолитных конструкций, как бетонных, так и железобетонных. Эти сооружения в зависимости от разборности делятся на 2 типа:

• съемная опалубка стен;
• несъемная опалубка.

Самые распространенные опалубки — съемные, в разнообразных вариациях. Название «съемная» предполагает, что щиты или доски, из которых сделана опалубка стен, убираются после полного высыхания бетона или первичного его схватывания. Съемная опалубка используется не только для формирования фундамента — она является полноценным участников возведения монолитных стен и каркасов многоэтажных зданий, с ее помощью изготавливаются пролеты лестниц и элементы декора.

Съемная опалубка для монолитного строительства

Что используется для изготовления съемной опалубки:

• древесина (щиты, доски и т.д.);
• фанера;
• стальной лист;
• алюминий (как лист, так и форма);
• поливинилхлорид;
• различные сочетания вышеуказанных материалов.

Независимо от материала опалубки существует ряд требований, одинаковых для всех:

1. Каркас должен обладать достаточной жесткостью и быть зафиксированным на своем месте.
2. Зазоры между элементами конструкции должны быть минимальными, для чего нужно тщательно их подгонять. Через зазоры может вытекать цементное молоко, из-за чего пострадает качество готового бетонного изделия.

Пример несъемной опалубки

Несъемная опалубка стен — это конструкция, которая после заливки бетона и его застывания остается в бетонной массе как часть общей конструкции. Материалы, использующиеся для ее изготовления, должны быть:

• теплоизоляционными;
• прочными (при заливке бетона образуется значительное давление на конструкцию опалубки);
• с низкой теплопроводностью (монолитная конструкция из бетона обладает высокой теплопроводностью, поэтому бетон и опалубка должны составлять единую теплоизоляционную пару).

Статья по теме: Как класть плитку мозаику на стену
При использовании несъемной опалубки бетон более надежно, чем в съемной конструкции, защищен от различных неблагоприятных внешних факторов, в первую очередь от влаги и экстремальной температуры. Это своеобразный многослойный сэндвич из опалубки и бетона, где бетон обеспечивает прочность, а опалубка — термоизоляцию. В данном случае должна быть сделана расчетная схема с указанием пропорций смеси.

Принцип устройства опалубки

Несъемная опалубка стен может сооружаться и из облицовочных панелей, что очень выгодно для достижения эстетического результата. В частном домостроительстве очень интересны для использования в качестве опалубки такие теплоизоляционные материалы, как пенополистирол и арболит (материал из смеси отходов древесной промышленности с раствором цемента с последующим формированием полых блоков).

Массивная стенка подпорная

Ниже представлены чертежи массивных стенок для террасирования участка. Общими правилами при строительстве своими руками этих конструкций являются:

• опалубка заглубляется на 1/3 от высоты конструкции ПС при общей высоте 0,4 – 1,5 м;
• если стена имеет высоту 1,6 – 2 м, минимальное заглубление составляет 0,7 м;
• минимальная толщина (у трапециевидных в верхней части) ПС составляет 10 см;
• при террасировании песчаных почв и супесей ширина основания составляет 0,5 от высоты конструкции, для суглинка достаточно 1/3 этого размера, для глины ¼;

Размеры подпорной стенки в зависимости от типа грунта
Несмотря на то, что прямые контуры предпочтительнее для ландшафтного дизайна, правильно спроектированная своими руками стена террасы должна иметь ребра жесткости, углы и ломаные линии, обеспечивающие большую прочность монолитного сооружения из железобетона.

С уширением пяты

Технология позволяет снизить бюджет строительства за счет меньшего расхода бетона. Производится устройство стен для террасирования участка по схеме:

• разметка и выемка грунта – в соответствии с проектом на обноски натягиваются шнуры/струны, изготавливаются траншеи шириной в размер уширения подошвы ПС;
• подстилающий слой и устройство опалубки – нижние 0,4 м пучинистого грунта заменяются щебнем или песком, трамбуются, на нерудный материал стелется рубероид и устанавливаются щиты опалубки для уширения высотой 0,3 м, на них перпендикулярно укладываются куски бруса, на которые устанавливается щитовая опалубка для тела стены, фиксирующаяся с двух сторон укосинами и стяжками;
• дренаж – щиты просверливаются насквозь, через них с периодичностью в 1 м пропускаются пластиковые трубки на высоте 0,2 м от нижней террасы;
• армирование и заливка – внутрь опалубки своими руками устанавливается каркас с двумя поясами из продольных стержней, обвязанных хомутами или вертикальными и горизонтальными перемычками, бетон укладывается послойно (0,4 м), уплотняется глубинным вибратором.

Подпорная стена с уширением подошвы
Марка бетона от М150, при необходимости могут использоваться пенетрирующие добавки. Конструкция ПС имеет плитную часть, которая противостоит силам пучения, не давая выдернуть стену на поверхность.

Трапециевидная

Технология изготовления имеет вид:

• разметка – по обноскам натягиваются шнуры с учетом изменения горизонтального уровня на нижнем участке и прилежащем к нему верхнем ярусе;
• отрывка траншей – грунт вынимается на 0,4 м ниже проектного уровня, ширина выработки равна размеру уширения подошвы с учетом типа грунта (например, если стена имеет высоту 0,7 м сверху, на суглинке это составит 0,23 м);
• подстилающий слой – песок на сухом грунте или щебень при высоком УГВ толщиной 0,4 м (послойная трамбовка виброплитой или ручным инструментом);
• устройство опалубки – передний щит устанавливается вертикально (в сторону уклона), фиксируется подпорками, задний щит наклонен в его сторону верхним бортом, крепится шпильками или распорками из бруска;
• армирование – каркас из продольных прутков (рифленка диаметром 6 – 8 мм), обвязанных хомутами через 0,6 – 0,8 м;
• бетонирование – смесь укладывается слоями по 0,4 м, уплотняется вибратором.

Изогнутая траектория стенки предпочтительнее прямым линиям
Уход за бетоном классический – верхняя плоскость укрывается опилками, увлажняемыми из лейки в первые двое суток. Пенетрирующие добавки, вводимые в смесь при изготовлении, позволяют получать абсолютно водонепроницаемый бетон. Однако его себестоимость при этом увеличивается в несколько раз, поэтому проще использовать технологию:

• гидроизоляция задней и боковых граней;
• облицовка передней поверхности краской, камнем, гибкой черепицей и прочими материалами.

Обратная засыпка возможна после набора прочности бетоном, распалубка для гидроизоляции – на 7 – 28 день в зависимости от температуры и влажности воздуха. Дренаж аналогичен предыдущему случаю.

Расчет для подпорной стенки

При более детальном погружении в тему выясняется, что существуют стандарты, допуски и ограничения. А самое главное – методики и расчёта. Литература, откуда можно черпать информацию:

• Это в первую очередь СНиП – регламентированию подпорных стен отведён целый раздел.
• Его дополняет Справочное пособие к СНиП – это уже более развёрнутая информация, на которую ориентируются проектировщики, основа для программ и калькуляторов. Называется «Проектирование подпорных стен и подвалов».
• Хорошо подана информация в «Технических указаниях по проектированию подпорных стен для транспортного строительства» и учебнике «Расчёт подпорных стен» Клейна за 64 год.

Всё остальное это сайты по ландшафтному дизайну – для начала самостоятельного строительства это поверхностная, нередко противоречивая информация. В основном она касается декорирования рельефа и «обыгрывания» незначительных перепадов высоты – больше про дизайн подпорных стенок.

Выбор оптимального вида опорной стены

Вообще для организации укрепления перепадов высоты рельефа местности применяются различные виды опорных стен и устроены они принципиально разными способами:

• Свайным методом.
• Массивные стены – армированные, неармированные.
• Уголковые консольные.

Однако для устройства бетонных свай и шпунтов требуется спецтехника. Нам же нужна конструкция подпорной стенки для изготовления своими руками.

Железобетонные конструкции конечно «изящней» массивных, тоньше – их поперечный разрез похож на угол. При поверхностном осмотре создаётся впечатление, что изготовление потребует значительно меньших затрат. При повышенной степени механизации так и есть. Но для собственного изготовления ситуация несколько иная:

• Расчёты для них требуются более объёмные – необходимо очень точно рассчитать возможности экономии бетона за счёт арматуры. Если закладывать большой запас прочности именно в бетон – теряется смысл её использования.
• Кроме того, сильно повышаются требования к качеству работ – обязательный контроль защитного слоя, тщательная штыковка или вибрирование.
• Как следствие – получаем повышенные требования к устройству опалубки.

Это только то, что «на поверхности», устройство подпорных стенок только с виду кажется простым. Несоблюдение даже одного из этих требований – критично, при этом ещё и не всегда возможно в самостоятельном исполнении. Поэтому нами и выбрана массивная стена.

Некоторые требования СНиП

Для ведения подобных работ кроме экономической целесообразности важнейшее условие – прочность. Потому основа расчёта – требования норм и правил строительства. Ими регламентированы отдельные минимальные параметры подпорных стен и положение элементов:

• Минимально допустимая глубина заложения основания – так называемой подошвы – 60 см.
• Её ширина для начала расчётов предполагается в рамках 0.5 – 0.7 от полной высоты всей стены.
• Уклон нижней плоскости основания – заглубление в сторону «горы» – 12.5 см на погонный метр (способствует устойчивости стены к сдвигу).
• Любой наименьший размер ширины, толщины для поперечного сечения «массивной» бетонной конструкции, например, верхний срез – не тоньше 40 см.

Кроме того, регламентируется устройство дренажа – их 3 вида: продольный, поперечный и комбинированный.

Исходные данные

Начнём с того, что стоит задача установить подпорную стену, средняя высота перепада уровня почвы 130см. Для подобных условий, отталкиваясь от минимальной глубины залегания основания, рекомендуемая общая высота стены – 2 м (надземная и подземная части вместе). Таким образом определились основные габаритные размеры.

Сразу нужно отметить, что самостоятельный расчет подпорной стенки происходит методом подбора – принимаются оптимальные размеры, считаются параметры стены. Если не соблюдается условие устойчивости – увеличиваются необходимые размеры и проводится новый расчёт. Если запас устойчивости слишком большой – размеры уменьшаются и всё перещитывается вновь. Понятно, что на устойчивость влияют размеры основания стены.

Габаритные размеры подпорной стены, затраты на их создание, в целях оптимизации расходов просчитывались отдельно и для железобетонной, и для бетонной – массивной конструкции без арматуры. Их устойчивость к сдвигу, изменению положения – одинакова. Для каждого вида стен нужен разный объём земляных работ. Хотя справедливости ради нужно отметить – если точное, конкретное положение стены ничем не ограничено, то в начальном этапе затраты на земляные работы можно понизить, выбирая чуть меньше грунта. В этом варианте предполагается дополнительная подсыпка после проведения работ.

Кроме того, вычислены экономические затраты для возведения 1 погонного метра стены.

Очевидно, что в конкретном случае массивная подпорная стенка из бетона не только значительно проще в изготовлении, но и дешевле. Это особенно заметно при большой длине всей конструкции.

Однако ещё ни разу не упоминалось о грунтах, точнее об их свойствах и параметрах. Возводится подпорная стенка на даче, где инженерно-геодезические изыскания проводились ранее, ещё при строительстве фундамента дома. Конечно, не конкретно в этом месте, но на незначительном удалении основная часть грунта – суглинок. Поэтому, руководствуясь справочной таблицей пособия СНиП, находим характеристики для соответствующего вида грунта.

Нормативные и расчётные показатели грунта

Далее по формулам из этого же пособия указанные нормативные значения необходимо пересчитать под свой грунт. Получить значения для предельных состояний – то есть с учётом коэффициентов запаса:

Для повышения точности расчёта сторона стены, которая в последствии будет опорой для грунта условно делится на 2 плоскости:

• Опорная плоскость тела стены – вертикальная, это положение удобно для правильного монтажа и контроля положения опалубки.
• Боковая плоскость основания – наклонная, это запланировано против самопроизвольного осыпания грунта во время работ.

Для основной опорной плоскости считаем коэффициент непосредственного давления грунта на подпорную стенку в горизонтальном направлении. Следом, угол уклона для поверхности скольжения с учётом препятствующего трения, которое снижает активное действие грунта на стену и как следствие повышает её устойчивость.

Для актуализации расчётов в регионах с разной сейсмичностью учитывается коэффициент горизонтального давления грунта. И вычисляется интенсивность воздействия горизонтального активного давления грунта в нижней части опорной стены – там, где бетонная стенка установлена на фундамент.

Основная опорная плоскость тела стены принимает на себя основные нагрузки. Опорная плоскость основания стены значительно меньшей площади, но её глубина залегания безусловно тоже имеет значение. Исключать её из расчётов нельзя, поэтому считаем всё также, как это делали для основной опорной плоскости стены.

По итогам расчётов можно наглядно отобразить влияние глубины на силу горизонтального давления грунта:

• Красная составляющая графика – зависимость для основной опорной плоскости стены. Причём довольно значительная его часть в отрицательной области значений. Обратного эффекта конечно нет – грунт не способен «тянуть» за собой стенку. Это обусловлено свойствами конкретного грунта – суглинка. Глубина залегания влияет на его устойчивое состояние посредством собственных связных сил. Естественно, что для любого другого грунта зависимость будет другой.
• Синяя часть графика – иллюстрация влияния на ещё более заглублённую часть стены – её основание.

Возможно, процесс предыдущих расчётов кажется несколько размытым, а мотивация неясной, однако они необходимы для вычисления более понятного значения – сдвигающей силы, действующей на подпорную стенку, зависящей от массы грунта.

Для хоть какого-то упрощения расчётов условно принято отсутствие дополнительной нагрузки на грунт сверху. То есть рассчитана сдвигающая сила только веса самого грунта. Результат – 21.69 кН. получается, что к 1 погонному метру стены высотой 1.3 м приложено давление 2.1 тонны.

Вычислив сдвигающую силу, далее нужно получить значение силы, удерживающей подпорную стену. И понять актуальность параметров стены, их соответствие и достаточность для её устойчивости. Один из основополагающих параметров – масса стены. Для этого нужно вычислить площадь поперечного сечения подпорной стенки (разбив её чертеж на простые геометрические фигуры, вычисление площади которых элементарно), и умножить на среднее значение плотности для тяжёлого бетона – 2300кг/ м³. Получим массу одного погонного метра подпорной стенки.

Далее высчитаем удерживающую силу. Она создаётся пассивным сопротивлением грунта, ведь основание заглубляется в грунт по норме СНиП как минимум на 60 см, а значит в какой-то мере сдерживается им от сдвига.

Необходимо получить комплексное значение – полную, суммарную удерживающую силу подпорной стены, для сравнения с полученным значением сдвигающей силы, учитывая и коэффициенты запаса.

Как говорится – наступил момент истины. Расчёты показали, что силы, способствующие сдвигу стены меньше удерживающих её сил. Значит стена устойчива – не подвержена сдвигу. Что и должно быть непременным результатом, иначе начинать строительство по этим параметрам и смысла не имеет – нужно снова подбирать более подходящие размеры для основания.

Однако СНиП и пособие по проектированию предполагает и дальнейшие вычисления:

• Проводится расчёт возможного изменения положения стены – сдвигов, вызванных другими причинами, речь идёт о наклоне, заваливании, предпосылках к опрокидыванию. Но в этом случае возрастает пассивное давление грунта, способствующее устойчивости стены.
• Рассчитывается прочность конструкции. В нашем конкретном примере запас прочности оказался довольно значительным, даже создающим общее впечатление, что в некоторой степени можно «облегчить» конструкцию.

Разбираясь дальше уже велик соблазн провести полный расчёт для железобетонной конструкции. Но от неё мы изначально отказались по причине повышенных требований к качеству исполнения. Это не значит, что заранее планируется «халатное» отношение к работе. Просто небольшая случайная неточность, например, в положении арматуры поспособствует началу необратимого разрушения подпорной стены.

Подводя итоги расчёта отметим, что при наших условиях и принятых габаритных размерах: высота подпорной стенки до 2 м, а ширина основания не менее половины стены – при соблюдении остальных регламентированных параметрах оно проходит по прочности.

Верхняя часть стены – не менее 40 см, при этом утолщается к основанию с уклоном 3:1 (3 части высоты на 1 часть в горизонтали) – элемент также соответствует необходимой прочности.

Что может повлиять на устойчивость подпорных стен

Наиболее важные характеристики, которыми должны обладать опорные стены из бетона – это устойчивость и переносимость высоких нагрузок от давления грунта. Это гарантия того, что конструкция не будет разрушена в результате обвала почвы.

На опорную конструкцию возможно влияние следующих факторов:

1. Уровня вибрации, которая имеет место быть при расположении земельного участка в непосредственной близости к автомобильной дороге с интенсивным потоком движения автотранспорта или вблизи железной дороги;
2. Сейсмических явлений разного характера при строительстве в сейсмоактивных регионах;
3. Уровня прохождения грунтовых вод и их активностью в дождливые периоды, а также паводковые явления в регионе;
4. Уровень набухания грунта в зимние месяцы.

Подпорная стена из бетона будет устойчива при правильном подборе ее толщины, которая зависит от высоты сооружения и характеристик почвы. При устройстве стены на мягком грунте рекомендуется увеличение ее ширины.

Важно! При строительстве подпорной стенки свыше 2 метров в высоту, необходимо учитывать ветровые нагрузки конкретного региона строительства.

Устройство стенок

Независимо от материала, устройство подпорной стенки имеет три основных элемента:

• Фундамент. Именно эта часть обеспечивает устойчивость стенки и принимает на себя всю нагрузку.
• Тело стенки. Эта часть находится над землей и предотвращает обрушения грунта.
• Дренаж. Этот элемент необходим для отвода воды от подпорной стенки, что позволяет увеличить срок службы сооружения.

Несмотря на кажущуюся простоту сооружения, не все так просто. Нужно учитывать многие факторы, тщательно подходить к выбору материала, чтобы конструкция прослужила долгие годы.

Подпорные конструкции из габионов

Не так давно начали подпорные стенки сооружать из габионов. Но этот вид уже завоевал свою популярность благодаря своей простоте.

Габионы — это каркас из оцинкованного металла, который заполняют камнями. Такой вид обладает многими достоинствами:

• простота монтажа и минимум времени;
• возможность установки в любое время года;
• мобильность (можно легко разобрать и собрать в другом месте по желанию);
• дополнительная устойчивость из-за собственного веса;
• большая гибкость, что позволяет выдерживать локальные нагрузки;
• естественная дренажная система — отверстия между камнями.

Для большей устойчивости каждый габион связывается с соседними с помощью проволоки.

Стены из кирпича и габионов

Кирпичи и габионы могут стать материалами, которые лягут в основу стены. По сравнению с кладкой основание должно быть шире на 30 см. Углубляется траншея на столько же. В мягком и рыхлом грунте глубина основания по отношению к высоте стены должна составить 1/2. Для затворения раствора при заливке фундамента следует использовать: гравий, щебень, бетон.

Обратите внимание! Технология строительства на первом этапе не имеет особой разницы А работы ведутся по тому же алгоритму, что и в случае, когда конструкция выполняется из бетона или блоков ФБС.

Особенности строительства стены из кирпича

На том месте, где предусмотрена стенка, следует выкопать траншею, на дно которой укладывается гравийно-песчаная подушка. Стенки закрываются опалубкой, куда заливается раствор с армированием. После гидроизоляционных работ можно начинать строительство стены из кирпича. По обеим сторонам вбиваются колышки, между которыми натягивается веревка. Кладка осуществляется по тому же принципу, что и в случае с обычными стенами. Для крепления изделий между собой применяется цементный раствор. Для его затворения соединяется часть цемента с тремя частями мелкофракционного песка.

Строительство стены из габионов

Такие стенки могут иметь армирующую панель или обладать массивной конструкцией. Наиболее распространен последний вариант. Габионы в высоту не превышают 8 м. Если это значение должно быть больше, следует установить берму. Она представляет собой участок откоса внушительной ширины.

Габионы кладутся с перевязкой. Вертикальные швы смещаются в верхних рядах по отношению к нижним на 25 см. Если стенка будет невысокой, ее можно установить на уплотненную почву. Поверхность грунта перед началом работ рассчитывается и выравнивается. Если высота больше метра, потребуется фундамент. Его можно выполнить из плоских габионов, которые располагаются на подсыпке из песка и гравия.

Преимущество габионов состоит в том, что со временем такая стенка становится более крепкой, ведь через камни прорастают растения. Монтажные работы заключаются в установке контейнеров по месту эксплуатации и заполнении камнями на треть. Правильность установки после этого проверяется относительно горизонтали и вертикали. Как только вы убедились, что перекосов нет, габион можно наполнить до конца. Для наполнения можно использовать:

• мягкий известняк;
• гранит;
• базальт;
• эрклез;
• песчаник;
• плотный известняк.

Для того чтобы конструкция прослужила до 20 лет, следует выбирать сетку с цинково-полимерным покрытием, которое будет исключать коррозию. Если грунт позволяет, можно обойтись без фундамента, но при покупке габионов следует запастись плоскими сетками, которые имеют небольшую высоту. Последнее значение может достигать 50 см максимум.

Монтаж осуществляется на ровную поверхность, которая укрывается геотекстилем. Крепление элементов между собой ведется оцинкованной проволокой, это обеспечивает стабильность конструкции. Если подпорная стенка должна быть установлена около водоемов или береговой линии, следует использовать цилиндрические габионы, но их наполнение остается таким же.

Такие конструкции хороши не только прочностью и устойчивостью, но еще и гибкостью. Они могут быть установлены во влажной среде, а грунт может проявлять нестабильность во время эксплуатации. Стенки, пожалуй, смотрятся наиболее привлекательно из всех остальных, а их устройство занимает меньше времени. Период года для монтажных работ не имеет значения, как и наличие фундамента. А если почва будет двигаться, конструкция приспособиться к таким условиям. Деформации при этом не происходит, как и разрушение самой стены.