Упорные стенки своими руками

Как сделать подпорную стенку из бетона: инструкция и чертеж

В процессе строительства разного рода построек на территории со сложным рельефом (овраги, балки т.д.), часто появляется необходимость в подпорном сооружении. Эта укрепительная конструкция в себе несет одну основную задачу – не допустить обвала грунтовых масс.

Подпорные стены условно разделяются на два типа:

• Укрепительные, выполняют основную функцию – задерживают от сползания грунтовые массы. Эти конструкции сооружают, если уклон холма составляет не более 9°. При помощи их происходит сооружение горизонтальных площадок, этим самым увеличив полезную площадь.
• Декоративные – довольно эффектно маскируют небольшие перепады земли на прилегающем участке. Когда уровни несильно отличаются и, естественно, высота стенки небольшая (до полутора метров), то ее монтаж происходит с небольшим углублением до 45 см.

Проектирование подпорных стен

Вне зависимости от назначения, подпорная стена, как правило, имеет четыре элемента:

• тело;
• фундамент;
• систему водоотвода;
• дренажную систему.

Водоотвод, подземная часть и дренаж стены требуются для реализации технических нормативов, а непосредственно тело необходимо для эстетических целей. По высоте эти сооружения могут быть небольшими (до одного метра), средними (не более двух метров) и высокими (больше двух метров).

Задняя стенка конструкции бывает с таким уклоном:

• лежачая;
• пологая;
• крутая (с обратным или прямым скатом).

Профили подпорных стен могут быть разными, но, как правило, это трапецеидальные и прямоугольные. В свою очередь первые могут иметь разный наклон граней.

Действующие силы на упорные стенки

Во время выбора материала, а, естественно, и фундамента для подпорных стен, руководствуются расчетом нагрузок, действующим на все конструкцию.

Вертикальные нагрузки:

• сила засыпки, которая действует как непосредственно стену, так и на часть фундамента;
• верхняя нагрузка, а именно, вес, который давит на верхнюю часть сооружения;
• собственная масса подпорной стены.

Горизонтальные силы:

• сила трения на участках сцепления грунта с фундаментом;
• давление грунта непосредственно за подпорной стеной.

Кроме основных сил, воздействуют и периодические нагрузки, к ним относятся:

• сейсмические нагрузки;
• сила ветра, тем более это актуально при высоте сооружения более 2-х метров;
• водные потоки, особенно в низинах;
• вибрационные силы воздействуют на участки, где проходит железнодорожное полотно или дорожная трасса;
• вспучивание грунта зимой и т.д.

Устойчивость подпорных сооружений

Как правило, строительство невысоких подпорных стен выполняется для декоративных целей, им не требуется тщательный расчет устойчивости. Повышение этой характеристики показательно для расчета подпорных стен более высокой конструкций.

Предотвратить опрокидывание или сдвиг стенки можно с помощью таких мероприятий:

• сторону, которая обращена к грунту, делают шероховатой. В блочных, кирпичных, каменных кладках сооружают выступы, а в монолитных опорных стенах – делают сколы;
• намного снижает давление почвы на заднюю грань маленький уклон, сделанный в сторону возвышенности;
• наличие в передней части консоли стены создает дополнительную устойчивость, поскольку распределяет часть нагрузки земли;
• правильно оборудованная дренажная система не допускает подмыв конструкции;
• для капитальных подпорных стен из тяжелых стройматериалов необходим фундамент. Для глинистой почвы целесообразно применять ленточное основание, слабого грунта – свайный фундамент;
• боковое давление снижается с помощью засыпки пустотелых материалов (к примеру, керамзита) между существующим грунтом и задней стеной.

Сооружение подпорной стенки

Что относительно материала, то его выбор производится на нескольких критериях, это водонепроницаемость, высота конструкции, долговечность, устойчивость к агрессивным средам, возможность механизации процесса установки и доступность стройматериала.

Опорная стенка из кирпича

Во время расчета кирпичных подпорных стен предусматривается обустройство армированного фундамента. Декоративные показатели можно усилить с помощью использования кирпича, который отличается расцветками или размерами от элементов основной кладки. Небольшая стенка (до одного метра) делается самостоятельно. В случаях, если предполагается повышенная нагрузка, желательно воспользоваться услугами специалистов.

Для работ применяется обычный обожженный красный кирпич либо клинкер с повышенным коэффициентом влагостойкости и прочности. Чаще всего для сооружения подпорных стен необходим ленточный фундамент.

Ширина ямы под фундамент равняется тройной ширине стены, таким образом, когда планируется сооружение в один кирпич (25 сантиметров), то этот параметр равняется 75 сантиметрам. Глубина нужна не меньше одного метра. На дно насыпается 25-35 см слой щебня или гравия, после слой (12-18 см) песка, все засыпки материала тщательно утрамбовываются.

Сооружается опалубка, ее верхняя часть обязана быть меньше уровня земли на 18-25 см. Для усиления применяют прутья арматуры, их укладывают на бутовый камень или битый кирпич. Затем, наливается бетон марки 200 или150.

Нужно отметить, что укладку в один кирпич можно делать для сооружения стены до 70 см, для более высоких стен лучше всего делать строительство 1,5-2 кирпича, с увеличением нижней части стены. Так, получается конструкция, которая напоминает консоль.

Каменная подпорная стенка

Природный и искусственный камень отличаются отличными эстетическими свойствами. При этом внешний вид готового сооружения дает возможность гармонично вписаться в любой ландшафт.

В этом случае можно применять как мокрый, так и сухой вариант кладки материала. Последний способ более сложный и потребует определенной сноровки, поскольку нужен подгон камня по размерам.

Основание под каменную стену делается такое же, как и для кирпича. Сооружается ленточный фундамент с дальнейшей кладкой камня. Если строительство производится без применения бетона, то швы наполняются садовым грунтом или посадочным материалом. Каменные стены рекомендованы для сооружения конструкций не более 1,6 метра.

Бетонные подпорные стенки

Это монолитное сооружение выполняется с использованием буронабивных свай из деревянной опалубки. Установка плиты заводского производства делается при помощи грузоподъемной спецтехники. Она бывает контрфорсной или консольной. Для монтажа готовых изделий фундамент при плотной почве не требуется. Можно просто сделать траншею размером чуть больше ширины подошвы консоли или плиты.

На дне засыпается песок и гравий слоями по 18-25 см. Трамбовка производится с помощью обильного полива водой. Бетонные плиты ставятся четко вертикально. Друг с другом они соединяются при помощи сварки из арматурных элементов. После ставится дренажная продольная система и производится засыпка грунтом пространства. Бетонная опорная стенка лучше всего подходит для слабых грунтов.

Подпорная стена из бетона своими руками

Хорошую устойчивость стене дает консоль, изготовленная с наклоном (12°-17°) в сторону насыпи. Если брать в качестве примера стенку высотой в 2,5 метра, то размер подземной части будет 0,9-1 м, а ширина тела составляет 0,5 м.

Для опалубки делается траншея шириной 1,3 метра и глубиной в 1,4 метра. Необходимый наклон производится с помощью ручной выемки грунта, этот параметр проверяется и во время монтажа опалубки, и во время заливки ее бетоном.

Основание непременно армируется как в вертикальном, так и в продольном положении. Высота прутьев, которые торчат из бетона, обязана составлять не меньше 1,5 м. Подошве нужно дать набраться прочности, для бетона это время составляет приблизительно месяц.

При желании поверхность из бетона может декорироваться искусственным или природным камнем.

Намного облегчают работы и уменьшают затраты на строительство пенобетонные блоки. Однако прочностные показатели этой стены будут гораздо ниже. При этом кладка из этого материала не отличается своей привлекательностью.

Подпорная стена из дерева

В плане ландшафтного дизайна дерево наиболее оптимально подойдет для этой цели, но эксплуатация этого материала не очень долгая. Для того чтобы повысить стойкость к действию агрессивных сред нужно будет приложить большие усилия на постоянную обработку специальными пропитывающими веществами.

В конструкции стены бревна можно устанавливать как вертикально, так и горизонтально. Особого отличия касательно прочностных показателей в этом случае нет. Этот материал применяется для сооружения стен высотой не более 1,6 м. Чтобы не допустить загнивание вкапываемой части бревна, нужно его обработать битумом или обжечь.

Вертикальная установка бревен

Размер бревен может быть различный, это зависит от перепада высот. Для лучшей стойкости их вкапывают на глубину 1/3 общего размера балки.

Укладка калиброванной древесины производится в предварительно выкопанную траншею. На дно насыпается и трамбуется слой из щебня 18 см. Бревна устанавливают сплошной стеной, вплотную между собой, четко соблюдая вертикаль. Крепеж делается с помощью гвоздей или проволоки.

Максимальная стойкость деревянной стены достигается с помощью заливки траншеи цементной смесью. Обратная сторона своеобразного тына обрабатывается герметизирующим материалом (толем, рубероидом и т.д.), затем производится засыпка грунтом.

Горизонтальная установка бревен

Опорные бревна закапываются каждые два-три метра, чем чаще они находятся, тем прочней будет стена. Устанавливаемая древесина непременно обрабатывается антисептическими веществами.

Горизонтальный крепеж может производиться такими способами:

1. С двух противоположных сторон на столбах предварительно делают продольные пазы, куда будут вставляться горизонтальные части. Причем диаметр бревен обязан быть больше балок, которые используются для поперечного положения;
2. Следующий вариант подразумевает крепление бревен с обратной стороны столбов. В данном варианте первая балка кладется на грунт, потому нужно заранее уложить гидроизоляционный материал. Соединение бревен к опорам происходит гвоздями или проволокой.

Расчет подпорной стены

Прежде чем сделать подпорную стену, нужно тщательно просчитать все нюансы. Иначе халатное отношение и неправильный расчет могут привести к обрушению стены.

Такие стены высотой не больше 1,6 метров, возможно, сооружать своими руками. Для ширины подошвы используется коэффициент 0,6-0,8 помноженный на высоту стены. Узнать соотношение размера стены к ее высоте, можно с учетом вида грунта:

• мягкий грунт – 1:2;
• средний грунт – 1:3;
• плотный грунт – 1:4.

Если же высота большая и сооружение планируется на слабой почве, то желательно обратиться к услугам профессионалов. Расчеты будут происходить в соответствии с правилами СНиП.

В данном случае учитывается множество факторов и на этой основе будут выполнены такие расчеты:

• прочность конструкции, на устойчивость к трещинам;
• прочность почвы, ее вероятную деформацию;
• стойкость положения непосредственно стены.

Также выполняются вычисления на сейсмическое, активное и пассивное давление грунта, давление подземных вод, учет сцепления и т. д. Расчет производится с учетом максимальных нагрузок и охватывает ремонтные, строительные и эксплуатационные периоды стены.

Естественно, можно использовать и онлайн-калькулятор, который специально разработан для данных целей. Но нужно учитывать, что эти расчеты имеют лишь рекомендательный характер.

Дренажная система

Устройство водоотвода и дренажа нуждается в особом внимании. Система обеспечивает сбор и вывод ливневых, талых и грунтовых вод, этим самым предотвращая размыв и подтопление конструкции. Она бывает поперечной, продольной либо комбинированной.

Поперечный вариант подразумевает наличие отверстий диаметром 10 см на один метр стены.

Продольный дренаж подразумевает размещение трубы, находящейся на фундаменте по всей длине стены.

Подпорные стены имеют очень важную задачу. Их сооружение лучше всего доверить профессионалам или, как минимум, проконсультироваться с ними по этому вопросу. Даже небольшая ошибка в расчете подпорной стенки может иметь довольно плачевные последствия.

Источник

Подпорная стенка на участке: технология устройства и расчёт своими руками

Подпорная стенка — это строительное сооружение, которое удерживает грунтовую массу от обрушения при перепадах планировочных отметок. Высокая ответственность таких конструкций обусловлена большими нагрузками земляных масс и требует знания технологии их возведения. Предлагаемый вариант бетонной подпорной стенки поможет сделать её правильно.

Разновидности подпорных стенок

Подпорную стенку сооружают в случаях, когда откос грунта или насыпи превышает предельную величину. Они подразделяются по высоте, конструкции и материалу.

• низкие – перепад планировочных отметок менее 10 м;
• средние – перепад составляет от 10 до 20 м;
• высокие – при перепаде высот более 20 м.

1. Гибкая подпорка с анкерным прекплением. 2. Массивные подпорные стенки: а — с вертикальными гранями; b — с вертикальной лицевой и наклонной тыльной гранью; c — с наклонной лицевой и вертикальной тыльной гранью; d — с двумя наклонными в сторону насыпи гранями; e — со ступенчатой тыльной гранью; f — с ломаной тыльной гранью. 3. Тонкостенные подпорные стенки: a — уголковая консольная; b — уголковая консольная с зубом; c — уголковая контрфорсная; d — уголковая с анкерными тягами

Кирпичная подпорная стенка

Каменная подпорная стенка

Деревянная подпорная стенка

Габионная подпорная стенка

Массивные подпорные стенки обеспечивают устойчивость от сдвига и опрокидывания собственным весом. В тонкостенных кроме собственного веса учитывается вес грунта, который включается в работу в соответствии с конструкцией стенки.

Подпорные стенки бывают монолитными, сборными и сборно-монолитными. Конструктивно тонкостенные подпорные сооружения по форме подразделяются на:

• уголковые консольные;
• уголковые анкерные;
• контрфорсные.

Анкерные подпорные стенки применяются при высоких перепадах планировочных отметок. Каждый грунт имеет свои физико-механические свойства. Например, если для него существует понятие призма обрушения, то анкерная плита должна располагаться за её пределами.

Гибкие подпорные конструкции могу иметь небольшой прогиб и смещение, которые ограничиваются нормами. Если в основании подпорного сооружения имеются слабые грунты, применяются для стенок свайные фундаменты.

Размеры подпорных стенок принимаются в ходе расчёта, в котором учитывается:

• вес стенки;
• давление грунта;
• нагрузки, находящиеся в пределах призмы обрушения;
• нагрузки на лицевую часть стенки и другие возможные силы, возникающие в каждом конкретном случае.

Подпорная конструкция рассчитывается на несущую способность грунта и самой стенки, устойчивость против сдвига. Для сложных условий строительства расчёт учитывает все дополнительные нагрузки.

В случае водонасыщенных грунтов делается дренаж. При этом уменьшается нагрузка от грунта на стенку. Иногда грунт содержит агрессивные составляющие по отношению к бетону или металлу. В этом случае возведение сооружения делается с учётом защиты конструкций от коррозии.

Высота подпорной стенки напрямую зависит от высоты перепада планировки. Для массивных сооружений размер подошвы можно принять 0,5–0,7 высоты стенки. Наименьший размер сечений стен допускается для:

• бутобетонных — 600 мм;
• бетонных — 400 мм;
• железобетонных — 100 мм.

При определении глубины заложения подпорных стенок учитываются все требования, как к фундаментам, но не менее 600 мм для нескальных грунтов и 300 мм для скальных.

Бетонная подпорная стенка своими руками

Выбор материала подпорной стенки зависит от:

• назначения конструкции;
• высоты перепада планировочных отметок;
• физико-механических свойств грунта;
• присутствия грунтовых вод;
• дизайнерского решения конструкции.

Для подпорных стенок рекомендуется применять бетон классом не менее В15. Если условия эксплуатации предполагают замораживание и оттаивание попеременно, то важна при этом марка по морозостойкости и водонепроницаемости.

Так, например, в условиях непостоянного водонасыщения грунта для температур от -20 до -40 °С марка по морозостойкости допускается не менее F50. Из бетона выполняются подпорные стенки массивного вида, так как тонкие подвергаются нагрузки на изгиб, а бетон может работать только на сжатие.

Расчёт массивной подпорной стенки из бетона

Каждый грунт имеет показатель — плоскость естественного откоса. Она образуется за счёт сил трения частиц грунта и характеризуется углом внутреннего трения — φ. В природе такие плоскости можно встретить на естественных склонах или насыпях.

Если угол откоса, который необходим в строительстве для какого-либо сооружения, превышает угол внутреннего трения, то делается удерживающее сооружение для грунта — подпорная стенка. Она должна удержать грунт, находящийся над плоскостью естественного откоса.

Размеры подпорной стенки подбираются в результате расчёта на прочность и устойчивость. Для этого определяется величина давления грунта на конструкцию — Е.

Для расчёта используют теорию сыпучих тел, согласно которой под собственным весом (G) грунт стремиться вниз по плоскости сползания ВС и давит на подпорную стенку (E). S –давление грунта на плоскость сползания. В данном случае призма АВС предполагается как твёрдое тело с весом G, который должны уравновесить силы S и E.

Величина Е рассчитывается по формуле:

• γ_г — объёмный вес грунта (нормативный);
• Н — высота подпорной стенки;
• µ — коэффициент, который зависит от φ, α, β, φ₀.

Рассмотрим простой вариант — подпорная стенка из бетона прямоугольного сечения. Для предварительного подбора сечения подпорной стенки можно использовать формулу:

• b — ширина стенки в любом сечении;
• Н — высота сечения от поверхности грунта;
• С₁, С₂ — коэффициенты, которые зависят от углов наклона наружной и внутренней поверхности подпорной стенки. Для рассматриваемого случая прямоугольно сечения их значение равно нулю;
• γ_г и γ_к — объёмный вес грунта и материала стенки;
• µ — коэффициент, который можно принять по графику.

Для примера возьмём грунт φ = 35° с объёмным весом 1,6 т/м 3 , объёмный вес бетона — 2,2 т/м 3 . Глубину заложения фундамента примем 1,3 м. В случае прямоугольного сечения С₁ = С₂ = 0.

Н = 4,2 м; µ = 0,271 — по графику.

Подставив все данные в формулу, получаем:

Принимаем толщину стенки надземной части — 1,65 м. По этой же формуле находим ширину стенки по подошве фундамента.

1,2 — коэффициент надёжности для фундамента.

Подпорную стенку принимаем с предварительными размерами согласно расчёту сечением 1,65х2,54 м из бетона класса В15.

Последовательность работ

Перед устройством монолитной бетонной стенки под её подошву устраивают бетонную подготовку. Толщина её составляет 100 мм. По всему периметру подготовка должна быть шире стенки на 150 мм. Класс бетона не менее В5.

Опалубка

Опалубку для подпорной стенки монтируют из обрезной доски лиственных (берёза, бук, липа, ольха) и хвойных (ель, сосна) пород. Используются доски шириной не более 15 см. Влажность дерева для опалубки допускается не более 25%. Все деревянные элементы пропитываются антисептиками.

Из досок сколачиваются щиты, которые поддерживаются подкосами или распорками через 70–100 см. Можно также использовать и инвентарную опалубку. Для этого габариты подпорной стенки подбираются в соответствии с её размерами.

Изготовления бетонной смеси

Бетонную смесь для класса В15 (М200) готовят в пропорции — цемент:песок:щебень (гравий):

На 1 м 3 бетона берётся 155 л воды и 250 кг цемента М400. Для приготовления смеси используется бетономешалка.

Укладка бетона

Перед началом бетонирования проводится проверка правильности формы и установки опалубки. Далее внутренняя поверхность опалубки очищается от грязи и мусора. Деревянные элементы за час перед бетонированием смачиваются водой.

Уплотнение бетонной смеси

Укладка бетонной смеси производится слоями 20–30 см. Каждый слой обязательно уплотняется ручными трамбовками или глубинным вибратором. Наилучшие условия для твердения бетона создаются при беспрерывном бетонировании всей конструкции.

Небольшой перерыв в работе, когда бетон находится в начальной стадии твердения и имеет определённую подвижность, не повлияет на прочность всей конструкции. В этом случае можно продолжать бетонные работы без дополнительных мероприятий.

Если бетон уже теряет свою подвижность и набирает прочность, необходимо поверхность ранее уложенного бетона очистить от цементной плёнки, сделать насечки и желательно продуть сжатым воздухом. Далее настилается тонкий слой раствора составом цемент:песок как и у бетона. Затем производится укладка бетона в обычном порядке.

Уход за бетоном

Летом в сухую жаркую погоду поверхность бетона защищают от перегрева и ветра. Для этого её покрывают мокрыми опилками, рогожкой или полиэтиленовой плёнкой.

Чтобы избежать быстрого высыхания поверхности, производится полив бетона в течение недели. При температуре более 15 ºС бетон поливают через каждые три часа в течение первых трёх дней, далее не менее трёх раз в сутки.

В холодную погоду при температуре менее 5 ºС поверхность твердеющего бетона укрывают теплоизоляционными материалами.

Распалубовка

Для подпорных стенок снятие опалубки возможно только при наборе бетоном 100% прочности. Простейший способ определить возможность распалубки — это простукивание готового бетона молотком. При наборе достаточной прочности конструкция издаёт звонкий звук.

После снятия опалубки обратную засыпку выполняют песком, гравием или щебнем с послойной утрамбовкой.

Если в длину подпорная стенка превышает 10 м, необходимо устройство температурно-осадочного шва. Его делают на всю высоту конструкции. Неоднородные грунт под подошвой сооружения может создавать напряжение в стенке и поэтому температурный шов делается в местах разделения грунтов с различными свойствами. В швы устанавливается просмолённые доски толщиной не менее 3 см.

Поверхность подпорной стенки, соприкасающуюся с грунтом, необходимо защищать окрасочной гидроизоляцией, мастиками или битумными растворами.

При большом уклоне приусадебного участка подпорная стенка решает вопрос его выравнивания, а также может стать прекрасным вариантом ландшафтного дизайна.

Источник