Подпорная стена фундамента — это конструкция, предназначенная для поддержки и удержания грунта, который находится под наклоном или на верхней части сооружения. Она предотвращает оседание и деформацию фундамента, обеспечивая устойчивость здания или другого объекта. Обычно такие стены выполняются из бетона или каменной кладки и могут быть как вертикальными, так и наклонными в зависимости от проектных требований.
Кроме своей основной функции, подпорные стены также могут выполнять эстетическую роль, оформляя территорию вокруг здания и создавая дополнительные уровни или террасы. Правильное проектирование и строительство таких стен являются ключевыми для долговечности и надежности всего сооружения.
Подпорная стенка на участке
Подпорная стенка применяется для участков на склоне — позволяет сделать участок «более горизонтальным», устроить террасы и разделить разные функциональные зоны. Также подпорную стенку можно применить в качестве фундамента для забора, если вы решите выровнять участок.
Подпорную стенку надо ОБЯЗАТЕЛЬНО делать, если ливневые воды проходят по вашему участку – вместе с желобами системы отведения ливневых стоков. Так вы избежите образования оврагов не вашем участке.
Подпорная стенка – среднее по сложности инженерное сооружение, состоит из собственно стены (обычно не выше половины человеческого роста), так называемых «якорей» — это специальные отводы из стены, позволяющие прикрепить стену к склону, а также дренажной системы и специальной дренирующей засыпки.
Эта статья описывает дренажные стенки высотой до 1-1,5 метра. Более высокие стенки требуют дополнительное укрепление и дополнительных дренажей, поэтому, если у вас перепад высот на участке больше полутора метров, лучше сделать несколько последовательных террас и подпорных стенок средней высоты.
Ниже приведены схемы устройства подпорной стенки – поперечный и продольный разрезы:
Рис.1. Поперечный разрез подпорной стенки
Рис.2. Продольный разрез подпорной стенки.
К сожалению, НЕЛЬЗЯ обойтись только стеной, т.к. под воздействием давления на одну из стенок стены, и особенно под воздействием морозного пучения, такая «упрощенная» стена довольно скоро завалится и ее придется переделывать
Рис.3. Пример неправильно сделанной подпорной стенки
Подпорную стенку можно делать из самых разных материалов – дерево, металл, камень, бетон, габион, можно сделать из бетона и облицевать камнем или кирпичом. Однако, есть материалы, которые все-таки лучше не использовать, чтобы не переделывать эту стенку в будущем:
— дерево обязательно через какое-то время сгниет; — металл, хотя и дольше прослужит, но тоже гарантированно проржавеет; — кирпич в дождь набирает влагу и через какое-то время его разорвет в мороз; — то же касается любого набирающего влагу камня – пенобетон, например, тоже не подойдет.
Лучший материал для подпорной стенки – разные виды камня и бетон.
Рис.4. Пример подпорной стенки с просторов Интернета.
Вот еще несколько советов, как ПРАВИЛЬНО сделать подпорную стенку:1. Подпорную стенку лучше делать не прямой, а изогнутой в направлении склона, как делают плотины. Так вы повысите сопротивляемость подпорной стенки к падению.
Рис.5. Плотина в горах.
2. Для подпорной стенки НЕ НАДО делать заглубление или какой-либо фундамент. Подпорная стенка ставится прямо на грунт, надо только убрать дерн. Основа устойчивости стенки – собственный вес, дренаж и «якоря». Дренаж обеспечивает сухость, отсутствие морозного пучения, а «якоря» «цепляются» за склон.
3. Если подпорная стенка выполнена из бетона или камней, она обладает достаточным собственным весом и «якорей» надо немного, достаточно поставить из каждые 8-12 метров. Если же подпорная стенка легкая, например, из дерева, то «якоря» надо ставить почаще – каждые 4-6 метров.
4. Как делать дренаж — написано в статье про дренаж – вот здесь. НО! Дренаж, так же как и сама стенка, должен проходить по поверхности, его дно должно располагаться на одном уровне с нижней кромкой подпорной стенки, совсем без углубления!
5. Обратите внимание, подпорная стенка снизу шире, чем сверху. Это также прибавляет ей устойчивости.
6. Если вы делаете стенку из бетона, не красьте его и не прикрывайте сверху землей – он тоже наберет влагу и начнет крошиться. Идеальный вариант – прикрыть бетон облицовкой – камень или навесной фасад (террасная доска и т.п.). Стенку из бетона лучше промазать обмазочной гидроизоляцией со стороны, к которой прилегает земля – так бетон лучше сохранится. См.рис.6.
Рис.6. Обмазочная гидроизоляция с внутренней стороны подпорной стенки.
7. При этом, если вы делаете стенку из крупных камней или из арт-бетона, вовсе не обязательно скреплять их раствором, они отлично держатся под собственной тяжестью — в случае, если вы сделали якорь и дренаж!
8. Промежуточные сливы можно не делать, если у вас хороший (т.е. 1 см на метр и больше) уклон вдоль подпорной стенки и дренаж можно вывести в придорожную канаву.
Как видите, в изготовлении подпорной стенки нет ничего тайного или сложного, достаточно выполнить простые и понятные правила и вы сможете украсить любой склон красивыми и функциональными террасами.
Технология строительства монолитных подпорных стенок
В статье рассматриваются виды подпорных стен и способы их возведения.
Для того чтобы улучшить ландшафтный дизайн и удобство эксплуатации земельного участка с перепадом высот, применяют подпорные стенки из монолитного железобетона. Это конструкция позволяет выполнить ряд мероприятий таких как террасирование и зонирование земельного участка и укрепления склонов.
Неровный ландшафт земли очень сложен в эксплуатации, по этой причине большая часть застройщиков стараются выровнять участок путем создания несколько зон с горизонтальными площадками, перемещаться по которым можно при помощи ступеней.
Давление грунта на подпорную стену, является основной проблемой, которая приводит к негативным последствиям: потеря устойчивости и прочности.
Для того чтобы компенсировать давления грунта на стену, используется две принципиально отличные друг от друга технологии:
- массивные стены – имеют большой вес, благодаря чему боковое сползание грунта не может сдвинуть сооружение с места;
- тонкостенные конструкции – элементы стены, используют массу грунта для создания давления на подошву, противоположную стороне опрокидывания.
Применение первого способа, влечёт увеличение расхода бетона и арматуры, использование второго способа увеличивается объем земляных работ. На выбор технологии в первую очередь влияет бюджет строительства, объём свободного времени. Например, целесообразнее всего, при ограниченном бюджете, является использование угловых конструкций с консолью. При применении подпорной стены для террасирования, на верхних площадках многоуровневых стен возможно разведение цветников и использование в ландшафтном дизайне.
Массивная
Пример массивной подпорной стенки приведен на рис. 1.
Рис. 1. Массивная подпорная стенка
При строительстве данных конструкций существуют ряд правил:
- при общей высоте 0,4-1,6 метра, опалубка заглубляется на 1/3 высоты подпорной стены
- стены высотой более 1,6 – 2,1 метра заглубление минимум 0.7 метра.
- для трапециевидных стен, минимальная толщина в верхней части должна составлять 10 см.
- ширина основания для песчаных почв должна составлять 0,5 от высоты конструкции, для суглинка 1/3, для глины 1/4.
У правильно спроектированной подпорной стены террасы должны иметь ребра жесткости, углы и ломанные линии, которые обеспечивают большую прочность стены из железобетона.
С уширением пяты.
Необходимый расход бетона для данной технологии меньше, что позволяет снизить бюджет строительства за счет меньшего расхода бетона. Производится устройство стен для террасирования участка по схеме:
- выемка грунта по разметке – исходя из данных проекта, натягиваются шнуры, прокапывается траншея шириной, соответствующей уширению подошвы подпорной конструкции;
- песчано-гравийная подготовка и установка опалубки – ниже 40 сантиметров от отметки промерзания, грунт заменяется щебнем, трамбуется, далее стелется гидроизоляция. Для уширения устанавливаются щитовая опалубка высотой 30 сантиметров, на которые перпендикулярно прибиваются куски бруса. На них устанавливаются щиты опалубки для подпорной стены, закрепляются с обеих сторон. Внутри опалубки завязываются ограничители, длинной соответствующей толщине стены и стягиваются с помощью стяжек;
- закладывается дренаж – щиты просверливаются на сквозь, сквозь них с шагом в 1 метр устанавливаются пластиковые или асбестовые трубки на отметке 0,2 метра от нижней террасы;
- армирование и заливка – арматурный каркас с двумя поясами из продольных стержней устанавливается внутрь опалубки, обвязанных хомутами (на хомуты обычно используются гладкие стержни 6-8 см. в диаметре) или горизонтальными и вертикальными перемычками, бетон заливается слоями 0,5 метра, одновременно уплотнятся глубинным вибратором.
Марка бетона от М200, возможно использование пенетрирующих добавок.
Трапециевидная
Пример трапециевидной подпорной стенки приведен на рис.2.
Рис. 2. Трапециевидная подпорная стенка
Технология изготовления имеет вид:
- разметка – при помощи нивелира отбиваются высоты, натягиваются шнуры с учетом высотных отметок;
- раскопка траншей – вынимается грунт на 0,5 метра проектного уровня, ширина выработки ровна размеру уширения подошвы подпорной стены при учете типа грунта (например, для стены высотой 0,8 метров, на суглинистом грунте ширина составит 0,26 метра);
- подготовительный слой – при высоком уровне грунтовых вод используется щебень, песок;
- установка опалубки – вертикально устанавливается передний щит фанеры (в сторону уклона), фиксируется с помощью подпорок, задний щит верхним бортом наклонен в его сторону, закрепляется распорками из бруска либо шпильками;
- армирование – арматурный каркас состоит из двух сеток 20х20 сантиметров, закреплённые между собой при помощи хомутов;
- бетонирование – укладывается бетонная смесь слоями по 0,5 м, вирируется для уплотнения.
Классический уход за бетоном – укрывается пленкой первые двое суток поливается при помощи лейки. Вводимые в смесь, при изготовлении, пенетрирующие добавки позволяют получать абсолютно водонепроницаемый бетон. Однако себестоимость подпорной стены, при этом может возрасти до 25-30%, но при этом необходимость гидроизоляции отпадает, прочность бетона увеличивается на 10%, а также морозостойкость, за счет меньшего поглощения влаги.
После того как бетон набрал прочность производится обратная засыпка, в зависимости от температуры и влажности воздуха распалубка для гидроизоляции занимает до 7 – 28 день.
Анкерная стена
Пример анкерной подпорной стенки приведен на рис.3.
Рис. 3. Анкерная подпорная стенка
В целях экономии строительного бюджета, применяются анкерные подпорные стены, возводимые по следующей технологии:
- внутрь опалубки заливается вертикальная плита по месту;
- закладные петли монтируются в ее верхней части;
- анкерный якорь ввинчивается в грунт верхней террасы дальше области осыпания склон;
- с петлями анкерной стенки связываются с помощью троса.
Контрфорсная стенка
Пример контрфорсной подпорной стенки приведен на рис.4.
Рис. 4. Контрфорсная подпорная стенка
Технология усиления подпорной стены контрфорсными конструкциями. Плюсами данного метода являются:
- контрфорс выполняет функцию ребра жесткости;
- стабилизирует пространственное положение конструкции;
- центр тяжести стены смещается в сторону верхней террасы;
- собственный вес подпорной стены увеличивается и препятствует боковому смещению.
Технология возведения аналогична предыдущей, только из стены выпускают прутки арматуры вместо закладных петель.
Проектируемые контрфорсы могут смотреть как наружу, так и внутрь стены, такая конструкция обычно комбинируется с консольной стеной.
Подпорные стены
Подпорная стенка – инженерная конструкция, сооружаемая при благоустройстве ландшафта со сложным рельефом. Она решает множество задач – предотвращает осыпание грунта, смыв плодородного слоя, укрепляет склоны, украшает ландшафт.
Виды подпорных стен по функциональному назначению
В зависимости от функций, которые должны выполнять подпорные стенки, их условно разделяют на три вида:
- Укрепление склонов в районах промышленного и жилого строительства, при сооружении автомобильных и железных дорог, различных объектов инженерного назначения.
- Обустройство террас на землях сельскохозяйственного назначения. Террасированием называют искусственное обустройство укрепленных горизонтальных плоскостей на наклонных участках. Установка подпор на границах террас предотвращает их разрушение и вымывание плодородного слоя.
- Декоративные. Служат для сокрытия небольших перепадов на участках возле дач и загородных домов.
Чаще всего на придомовых участках подпорные стенки сочетают опорную и декоративную функции.
Конструкция подпорной стены
Независимо от конструктивного исполнения стенки, определяемой ее назначением, в ее составе обычно присутствуют три основных компонента:
- Фундамент – подземная часть, принимающая на себя все основные нагрузки.
- Наземная часть. Внутренняя часть конструкции контактирует с возвышенным участком, внешняя – открытая.
- Дренажная система. Необходима для отвода воды от поверхностей стенок.
Для строительства подпорных стен используются монолитный железобетон, бетонные блоки, плиты, природный камень, габионы, деревянные элементы.
Советы по монтажу подпорных стен
При возведении подпорных стен рекомендуется:
- В бетонных конструкциях предусматривать температурные швы, предотвращающие их разрушение при резких температурных перепадах.
- Возводить конструкции на прочном основании – щебне, супеси, гравии, в местах, где грунтовые воды находятся на глубине не менее 1 м, лучше – 1,5 м, а глубина промерзания – не более 1,5 м.
- Для монументальных габаритных стен выбирать фактурные материалы, использовать крупные швы между элементами, мощные бревна. Для создания утонченной и элегантной конструкции подходят мелкие камни, облицовочный кирпич, декоративная штукатурка.
Расчет подпорных стен
При проектировании подпорных стен в обязательном порядке осуществляют расчеты давления почвы на внутреннюю сторону стенки по формуле:
P = h*r, в которой
- P – вертикальное давление;
- h – высота грунта над плитой, м;
- r – плотность почвы.
При проектировании также рассчитывают горизонтальное давление грунта на стенку по формуле:
Pa = h*r*tg2*(45-ȹ/2), где ȹ – угол внутреннего трения грунта, характеризующий трение между частицами грунта. Эта величина в основном зависит от вертикального давления грунта.
Сложные профессиональные расчеты также учитывают и другие нагрузки на подпорные стены: сейсмические воздействия, действие грунтовых вод, сезонное пучение грунта, климатические условия региона. При высоте конструкций более 2 м большое влияние на их устойчивость оказывают направление, частота и сила ветров.
Сооружение фундамента и дренажной системы для подпорных стен
При обустройстве стенок высотой более 30 см необходимо сооружение надежного фундамента. Рекомендуемое соотношение высот подземной и наземной частей в зависимости от плотности грунта:
- плотный – 1:4;
- среднерыхлый – 1:3;
- рыхлый – 1:2.
Порядок обустройства фундамента одинаков для всех видов наземной части. Основные этапы его сооружения:
- разметка территории;
- выемка грунта из траншеи;
- обустройство дренажной подушки – гравийно-песчаной или щебнево-песчаной;
- установка опалубки из съемных щитов заводского изготовления или собранных из подручных материалов;
- укладка плоского или объемного арматурного каркаса на битый кирпич или бутовый камень, чтобы после заливки бетона между металлом и дренажной подушкой сохранялся бетонный слой толщиной 3-5 см;
- заливка бетонной смеси в опалубку;
- обеспечение нормативных условий для схватывания и твердения бетона;
- обработка поверхности фундамента гидроизоляционными материалами;
- заполнение пространства между подземной частью и грунтом дренажными материалами, сверху – грунтом с последующим уплотнением
При обустройстве дренажного слоя в сочетании с щебнем и гравием допускается использование кирпичного боя. Современный способ обустройство дренажной системы – прокладка гофрированных труб.
Частые ошибки при строительстве подпорных стен
При возведении этих важных инженерных конструкцийсвоими руками часто допускаются следующие ошибки:
- В качестве дренажного слоя используется строительный мусор. Такой вариант недопустим из-за постепенного размывания мусора водой, а, следовательно, преждевременного выхода дренажной системы из строя.
- Для засыпки пазух между фундаментом и грунтом применяется ил и торф. Это недопустимо, поскольку они содержат высокое количество органики.
- При сооружении стенок высотой более 60 см кладка ведется в один кирпич и по всей высоте конструкция имеет одинаковую толщину. Высокие стенки рекомендуется класть в полтора-два кирпича с расширением нижней части.
Особенности сооружения подпорных стен из разных материалов
Материал для возведения подпорных конструкций подбирают в зависимости от запланированной функциональной задачи, желаемого декоративного эффекта, допустимого бюджета.
Бетонные стены
Подпорные конструкции, изготовленные из ФБС заводского изготовления(бетонных фундаментных блоков сплошного сечения), – массивные, а, следовательно, устойчивые. Могут устанавливаться на грунтах любых типов. Кладочные работы ведутся на цементно-песчаном растворе с армированием швов стальной арматурой.
Для сооружения подпор могут использоваться железобетонные плиты заводского изготовления, которые могут быть консольными или контрфорсными. Их монтаж осуществляется с помощью специальной грузоподъемной техники. На плотном грунте фундамент для таких ЖБИ обычно не предусматривают.
Достаточно вырыть траншею шириной чуть больше ширины подошвы изделия и установить плиты на тщательно утрамбованную (с проливом водой) щебнево-песчаную подушку. Железобетонные плиты монтируют строго вертикально, между собой их соединяют сваркой закладных элементов. После укладки дренажной трубы свободное пространство засыпают грунтом с последующей трамбовкой.
Монолитные бетонные подпорные стены могут изготавливаться на месте строительства. Обычно они имеют вид консоли с уклоном, выполненным в сторону насыпи. Такие конструкции устанавливают на ленточный бетонный фундамент. Заливка осуществляется в опалубку из влагостойкой фанеры. После затвердевания бетона лицевую стену окрашивают или декорируют природным или искусственным камнем.
Технология строительства кирпичных подпорных стен
Кладка кирпича обычно осуществляется на цементно-песчаном растворе по принципу кладки обычной кирпичной стены.
Основные моменты сооружения кирпичной конструкции:
- Для этой цели применяют красный кирпич с высоким коэффициентом водонепроницаемости.
- Ширина фундамента принимается равной ширине стены, умноженной на 3. Обычно глубина такого фундамента – не менее 1 м.
- Кладка ведется вперевязку.
Подпорные стены из габионов
Габионами называют сетчатые конструкции, изготовленные двойным кручением из оцинкованной проволоки. Их заполняют каменными материалами с фракцией, превышающей размеры ячеек.
Основные преимущества строительства подпорных стен габионного типа:
- Высокая устойчивость габионов (при достаточной ширине сеток), которая увеличивается с годами, благодаря прорастанию между камнями растений.
- Гибкость, позволяющая устанавливать сетки по криволинейным траекториям.
- Долговечность таких сооружений. Основным фактором, ограничивающим срок службы всей конструкции, является качество проволоки.
- Отсутствие необходимости обустраивать фундамент (для стенок высотой до 1 м достаточно уплотнить грунт на месте укладки).Упругая конструкция способна менять свою форму при просадках грунта.
Габионы укладываются с перевязкой по вертикали, то есть верхние швы смещаются по отношению к нижним. Между собой сетки скрепляют оцинкованной проволокой. Для стенок высотой более 1 м необходим фундамент. Часто его функции выполняют габионы матрасно-тюфячного типа (ГСИ-М).
Габионы – универсальные и экологичные конструкции, которые не только не вредят экосистеме, но и постепенно становятся ее частью за счет растительности, развивающейся изнутри и снаружи.
Каменные подпорные стены
Природные камни – подходящие материалы для подпорных стен, сочетающие подпорную и декоративную функции. Для этой цели часто используют гранит, базальт, сиенит, песчаник. Под каменную стенку закладывается фундамент, ширина которого превышает ширину стенки примерно на 0,3 м.
Камни укладывают вперевязку. Для краев стенки обычно выбирают большие камни, в середине укладывают более мелкие. Кладка может осуществляться на раствор или без него. Во втором случает требуется более тщательные выбор и подгонка камней. Швы могут заполняться плодородным грунтом, в который высаживают растения с мочковатой корневой системой, значительно укрепляющие конструкцию.
В такой системе может устраиваться упрощенная водоотводящая система. Для ее организации в первом ряду через каждые 4 камня оставляют зазоры по 5 см.
Деревянные подпорные стены – плюсы и минусы
Деревянные стенки используются чаще всего в приусадебном хозяйстве при террасировании участка. Плюсом является скорость выполнения монтажных работ, а существенным минусом – недолговечность конструкции. Бревна или брусья обычно устанавливают вертикально. Часть, контактирующую с грунтом, закрывают геополотном. Горизонтальная укладка применяется редко из-за сложности монтажа и стыковки элементов друг с другом.
Вопросы-ответы
Какую проволоку лучше всего использовать для габионов?
Для сеточных конструкций лучше всего подходит оцинкованная проволока, дополнительно покрытая цветным полимерным слоем, который улучшает внешний вид проволоки и продлевает срок ее службы.
Какую лучше выбрать высоту подпорных стен между террасами?
На небольшом дачном участке рекомендуется обустраивать стенки высотой примерно 0,6 м. Если же необходимы более высокие конструкции, желательно «разбавить» впечатление от их тяжести различными элементами ландшафтного дизайна – скамейками, каменными ступенями, бетонными или каменными цветочницами.
Есть ли какие-нибудь дополнительные способы укрепить стену, защитить ее от падения?
Дополнительные мероприятия по предотвращению сдвига или падения подпорной стены:
- наклон грани, предусмотренный в сторону возвышенности;
- шероховатость грани, обращенной к грунту, – в кирпичной кладке для этой цели делают выступы, а в бетоне выполняют сколы;
- правильно сооруженная дренажная система.
