Подпорная стенка из бетона: технология, устройство

Виды, устройство и материалы для подпорных стенок. Строительство подпорной стенки: из монолитного железобетона, сборного бетона, камня и строительных блоков.

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.

Источник: https://stroy-okey.ru/house/landscape/podpornaja-stenka-svoimi-rukami-raschet-i-ustrojstvo/

Что это такое?

Подпорная стенка располагается на дачных и городских участках, где присутствует сложный рельеф. Если на местности есть холмы, овраги, которые создают проблемы для создания нормального сада и обустройства красивого двора, принимают решение заливать подпорные стенки.

В таком случае участок делят на несколько зон, выполняют террасы, где стенка играет ключевую роль. Террасы искусственно укрепляются такими конструкциями, у владельцев появляется возможность декорировать двор по своему желанию без учета проблем с уклоном.

Подпорная стенка выполняет следующие функции:

• зонирование территории;
• дополнение ландшафтного дизайна;
• удерживание грунта от вымывания;
• перенаправление воды;
• на участках с уклонами создание препятствия для размытия почвы.

Подпорная стена украшает сад и способна защитить аллеи от разрушения. В ландшафтном дизайне ее можно использовать как большой горшок для высадки растений. Основная роль такой конструкции – защищать фундаменты, участки от размытия грунта и его сползания.

Несмотря на то, что для отсутствия сползания земли достаточно высадить растения – их корни будут удерживать грунт, стенка все же необходима.

Со временем в корнях растений и деревьев селятся насекомые, которые могут с легкостью уничтожить здоровую корневую систему и спровоцировать сползание земли вниз.

Особенно важна эта конструкция на участках с уклоном, где осыпание земли предвидеть сложно. Стенки возводят из бетона и других материалов, облицовывая отделкой по вкусу. На выходе получается красивый и функциональный элемент экстерьера.

Источник: https://stroim-domik.org/stroitelstvo/steny/betonnye/monolitnye/podpornaya

Основные принципы возведения подпорной бетонной стены

Неровности ландшафта доставляют дискомфорт в использовании. Из-за этого многие застройщики стремятся сделать почву ровной на участке либо сделать 2-3 зоны с горизонтальными конструкциями. Главная проблема, с которой сталкиваются работники, — давление грунта на опорное сооружение. Это может быть чревато последствиями:

• опрокидывание сооружения на фоне потери устойчивости;
• разрушение целостности конструкции.

Для предотвращения проблем были созданы две технологии, направленные на предотвращение повреждений в процессе эксплуатации:

• создание массивных стен с большим весом. Так боковые подвижки помогут предупредить сдвижение конструкции со своего места;
• сооружение тонких бетонных стен, где имеются элементы, вовлекают часть почвы в развитие усилий, нужных для исключения вероятности противоположного опрокидывания.

В первом случае технология бетонной подпорной стены требует превысить расход цемента и арматуры, чтобы подпорная стена из бетона была устойчивой. Второй подразумевает под собой обильные земельные работы. Технологию выбирают, исходя из имеющегося бюджета, особенностей участка и наличия свободного времени. Вся бетонная поверхность стены контактирующая с грунтом  в обязательном порядке должна быть защищена гидроизолирующим материалом. Бетон обрабатывают в обязательном порядке из-за его пористой структуры. Если не провести завершающую отделку, на сооружение будет воздействовать влага, что приведет к его скорому разрушению.

Главными качествами опорок является устойчивость к сильному давлению, а также выдержка неблагоприятных погодных условий. Но иногда конструкция подвергается негативному влиянию, которое значительно сокращает срок ее эксплуатации. На устойчивость опорок может влиять целый ряд факторов: общий вес строения, почвенные особенности и грунтовое давление.

Источник: https://klassbetona.ru/monolitnoe-stroitelctvo/osobennosti-samostoyatelnoj-ustanovki-podpornoj-steny-iz-betona

Подпорная стенка: устройство и функции

Существуют разные конструкции подпорной стены. Всё зависит от функции, которую должна выполнять данная постройка. Подпорная стена может быть как декоративной, так и укрепительной. Для каждой из двух видов должна быть определённая степень воздействия. Но «костяк» всегда состоит из таких главных компонентов:

• из фундамента (подземной части). На него и приходится вся тяжесть давления грунта;
• из тела (наземной части). Стенка с внутренней стороны «контактирует» с землёй и обводит собой возвышение на участке. С внешней (лицевой) стороны стена открыта, она бывает ровная и косая;
• из дренажа и водоотвода (защитных коммуникаций). Когда Вы проектируете конструкцию, следует заранее просчитывать способ отвода лишней влаги и воды, которые постоянно накапливаются за внутренними поверхностями построек.

У подпорных стен есть такие функции:

• они хорошо зонируют участок;
• прекрасно могут преобразить ландшафт, являются его декоративно-художественными элементами;
• защитная и укрепительная способность;
• они сделают участок ровным.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/allremont59/podpornaia-stenka-na-uchastke-s-uklonom-kak-ee-mojno-sdelat-svoimi-rukami-5b86fe0c16027100aaeb7de3

Расчет уголковых подпорных стен

Источник: https://GidFundament.ru/rabota/podpornaya-stena-iz-betona.html

Особенности технологии устройства на участке с уклоном

Если участок содержит уклон, то методика будет похожей, однако на этапе планирования придется озадачиться размерами и террасированием участка. Владельцу придется разделить местность на несколько горизонтальных зон, а также нанять технику для рытья траншеи под подпорные стенки.

Пологий уклон можно укрепить с помощью корней растений, но если уклон имеет хороший перепад высоты, то строительства бетонной стены не избежать.

Для опалубки лучше использовать ОСБ-плиты, так как придется максимально заглубить основание стены в грунт. Дренаж тоже должен быть эффективным: для его прокладки применяют полимерные или асбест-цементные трубы. Лучше делать поперечный дренаж с водоотводом.

Источник: https://stroim-domik.org/stroitelstvo/steny/betonnye/monolitnye/podpornaya

Расчет гибких подпорных стен