Подпорная стенка из бетона – изящность и практичность в одном лице

Подпорная стенка на загородном участке

Если загородный участок расположен на холмистой местности и имеет ярко выраженный рельеф, иногда со значительными перепадами уклона местности – это не повод расстраиваться. В этом случае, представляется уникальная возможность воплотить в жизнь идею объединения технически обоснованного решения и дизайнерской задумки – возвести подпорную стенку.

Материал может быть любой, но подпорная стенка из бетона способна десятилетиями с достоинством выполнять возложенные на нее функции, и преобразить участок до неузнаваемости.

Функции подпорных стенок

Подпорные бетонные стенки

При расположении земельного участка на территории, имеющей уклон больше 80 градусов, устройство подпорной стенки является мерой обеспечения безопасности и исключения сползания грунта. Эти сооружения устанавливают также при расположении частного дома на крутом  берегу у водоема.

Подпорная стенка на берегу водоема

Опорная стена из бетона на загородном участке, выполняет несколько основных функций:

  1. Укрепление грунта, «консервация» его в заданном положении,
  2. Создание горизонтальных плоскостей для декорации ландшафта участка,
  3. Эффективное зонирование участка.

Таким образом, подпорная стенка может быть, инженерным сооружением, декоративным – искусственно возведенным на ровном участке, или объединять в себе обе эти функции.

Опорная стенка из бетона в ландшафте с естественным уклоном

Особенности конструкции

Подпорные стены из древесины и блочных материалов: кирпича, блоков, искусственного камня, хоть и обладают декоративностью, но имеют ограничения по высоте.

  • Древесина из-за необходимости в ее наращивании.
  • Блочные материалы из-за прямой зависимости высоты стены от ее толщины и мощности фундамента.
  • Устройство подпорных стенок из бетона этих проблем не имеет. Конструкция может иметь высоту от 2 до 15 метров.

Основным качеством бетонной стенки является ее долговечность и способность выдерживать значительную нагрузку, связанную с давлением грунта.

Монолитная подпорная стенка

Внешний вид бетона оставляет желать лучшего, но он может быть отделан любыми облицовочными материалами, сохраняя при этом свою прочность и основательность.

Важно! Дальнейшая обработка бетонной поверхности необходима, так как она имеет пористую структуру, в которую может проникать влага и разрушать бетон изнутри.

  • Конструкция из бетона может быть возведена при помощи установки опалубки и заливки туда бетонной смеси. При этом, конструкции можно придать самую необычную форму.
  • Можно возводить подпорные стенки из сборного железобетона, если необходима повышенная прочность и четкие геометрические параметры.
  • Можно возвести стену из железобетонных блоков при этом скорость возведения стен выше.
  • Конструкция из блоков может быть оставлена с открытой кладкой, а вот монолитную поверхность необходимо будет декорировать – красить или облицовывать.

Грунты, на которых можно возводить подпорные стенки из бетона:

  1. Глина,
  2. Суглинки,
  3. Супесь,
  4. Галька,
  5. Щебень,
  6. Гравий.

Грунт должен отличатся стабильностью и устойчивостью.

Виды грунтов

Рекомендация! Минимальная глубина залегания грунтовых вод должна находиться в 1 – 1,5 метрах от поверхности земли. Максимальная глубина промерзания – до 1,5 метров.

Определение расчетного сопротивления грунта основания

ШАГ 1.

Конструктив сооружения

Фундамент

Тип фундамента Ленточный фундамент Свайный фундамент Ширина подошвы фундамента [b], м м Диаметр подошвы сваи, м м

Подвал

Подвал Есть Нет Глубина заложения фундамента от уровня планировки[d], м м Толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала [hs], м м Толщина конструкции пола подвала [hcf], м м Расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала [ycf], кН/м3 кН/м3 Глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала [db], м м

Конструктивная схема сооружения

Сооружение с жесткой конструктивной схемой Длина сооружения [L], м м Высота сооружения [H], м м

ШАГ 2.

Основные сведения о грунтах

Тип грунта основания Крупнообломочный с песчаным заполнителем и песок, кроме мелкого и пылеватого Песок мелкий Песок пылеватый: маловлажный и влажный Песок пылеватый: насыщенный водой Глинистый, а также крупнообломочный с глинистым заполнителем при IL&lt,=0,25 Глинистый, а также крупнообломочный с глинистым заполнителем при 0,25&lt,=IL&lt,=0,5 Глинистый, а также крупнообломочный с глинистым заполнителем при IL&gt,0,5

Прочностные характеристики грунта определены непосредственными испытаниями

Прочностные характеристики грунта приняты по таблицам приложения Б СП 22.13330.2011 (Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*)

Расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента [cII], кПа кПа Угол внутреннего трения грунта основания [φII], ° ° Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента [γII], кН/м3 кН/м3 Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента [γ’II], кН/м3 кН/м3

Поделитесь ссылкой и получите результат рассчётов.



Результаты расчетов

Результаты

Расчетное сопротивление грунта основания [R]

Исходные данные

Данные для расчета взяты из СП 22.13330.2011 (Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*).

R = (γc1 γc2/k) [MγkzbγII + Mqd1γ’II + (Mq — 1)dbγ’II + MccII]

Коэффициент условий работы, принимаемые по таблице 5.4 [γc1]:

Коэффициент условий работы, принимаемые по таблице 5.4 [γc2]:

Коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта (φII и cII) определены непосредственными испытаниями, и k = 1,1, если они приняты по таблицам приложения Б [k]:

Ширина подошвы фундамента, м [b]:

Осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м3 [γII]:

Осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3 [γ’II]:

Расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (см. 5.6.10), кПа [cII]:

Угол внутреннего трения грунта основания [φII]:

Коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5 [Mγ]:

Коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5 [Mq]:

Коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5 [Mc]:

Коэффициент, принимаемый равным единице при b &lt, 10 м, kz= z0 ÷ b+ 0,2 при b ≥ 10 м (здесь z0 = 8 м)[kz]:

Глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (5.8) [d1]:

d1 = hs + hcf*γcf / γ’II:

Толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м [hs]:

Толщина конструкции пола подвала, м [hcf]:

Расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3 [γcf]:

Глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м [db]:

Расчетное сопротивление грунта основания [R]:



Основные элементы конструкции подпорной стенки показаны на фото ниже.

Конструкция подпорной стенки

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.

Подпорная стенка из железобетона

Расчет МЗЛФ по Сажину

1. Основные сведения о грунтах

Грунт Глина твердая Глина полутвердая Глина тугопластичная Глина мягкопластичная Глина текучепластичная Глина текучая Суглинок твердый Суглинок полутвердый Суглинок тугопластичный Суглинок мягкопластичный Суглинок текучепластичный Суглинок текучий Супесь твердая Супесь пластичная Супесь текучая Песок крупный Песок средней крупности Песок мелкий Песок пылеватый, маловлажный и влажный Песок пылеватый, насыщенный водой Помощь Выберите грунт

2. Установление степени морозной пучинистости грунтов

2.1 Определение степени пучинистости грунтов по их физическим характеристикам

Уровень грунтовых вод, м м ПомощьУкажите уровень грунтовых вод Отапливание здания Отапливаемое здание Неотапливаемое здание Помощь Выберите вариант отапливания. Если вы живете постоянно в доме, то ваш вариант «Отапливаемое здание». Если вы используете дом как дачу и приезжаете в выходные, то ваш вариант «Неотапливаемое здание». Также к неотапливаемым зданиям будут относиться подсобные строения: сараи, бани, гаражи и т.п.

2.2 Ориентировочная оценка пучинистости грунтов

Влажностное состояние Грунты маловлажные Грунты влажные Грунты водонасыщенные Помощь Для определения ориентировочной оценки пучинистости глинистых грунтов используются данные о ее влажностном состоянии.

Оценка степени пучинистости грунтов по рельефу местности

Сухие участки – возвышенности, всхолмленные места, водораздельные плато.
Грунты увлажняются только за счет атмосферных осадков.

Сухие участки – слабовсхолмленные места, равнины, пологие склонные с затяжным уклоном.
Грунты увлажняются за счет атмосферных осадков и верховодки, частично подземных вод.

Мокрые участки – пониженные равнины, котловины, межсклоновые низины, заболоченные места.
Грунты водонасыщаются за счет атмосферных осадков и подземных вод, включая верховодку.

3. Расчет фундаментов на пучинистых грунтах

3.1 Определение нагрузок на фундаменты

Конструктивная схема здания

Здание с наружными несущими стенами

Здание с наружными и внутренней несущими стенами

Длина перекрытия (L1), м м ПомощьВыберите длину перекрытия (L1) Длина перекрытия (L2), м м ПомощьВыберите длину перекрытия (L2). Используется только при конструктивной схеме здания с наружными и внутренней несущими стенами. Колличество этажей 1 2 3 Помощь Выберите количество этажей здания Высота этажа hэ, м м ПомощьУкажите высоту этажей вашего здания Цоколь, материал ПомощьПри расчете используется только железобетонный цоколь (по книге Сажина нагрузки есть только по нему). Если у вас другой конструктив, вы можете указать свои значения нагрузок ниже. Высота цоколя hц, м м ПомощьУкажите высоту цоколя Высота карниза hк, м м ПомощьУкажите высоту карниза
Стена Облегченная кирпичная кладка Блоки из ячеистого бетона Утепленные деревянные панели Бревна (d=0,24м) Брусья (te=0,15м) Помощь Выберите материал для стены Перекрытие Железобетонное Деревянное Помощь Выберите материал перекрытия Покрытие Железобетонное Деревянное Помощь Выберите материал покрытия

Указать свои значения нагрузок (будут учитываться только они)

Учитывать только мои нагрузки

q1 (наружняя стена), т/м т/м ПомощьУкажите нагрузки для первой наружной несущей стены q2 (наружняя стена), т/м т/м ПомощьУкажите нагрузки для второй наружной несущей стены q3 (внутренняя стена), т/м т/м ПомощьУкажите нагрузки для внутренней несущей стены


Поделитесь ссылкой и получите результат рассчётов.



Результаты расчетов

Результаты

1. Основные сведения о грунтах

Грунт:

2. Установление степени морозной пучинистости грунтов

2.1 Определение степени пучинистости грунтов по их физическим характеристикам

Показатель Z:

Показатель JL:

Степень пучинистости грунта:

2.2 Ориентировочная оценка пучинистости грунтов

Показатель Z:

Влажностное состояние:

Степень пучинистости грунта:

Оценка степени пучинистости грунтов по рельефу местности

Степень пучинистости грунта:

3. Расчет фундаментов на пучинистых грунтах

3.1 Определение нагрузок на фундаменты

Конструктивная схема здания:

g1, т/м:

g2, т/м:

g3, т/м:

3.2 Расчет ширины подошвы фундаментов и толщины песчанных подушек

Расчет для фундамента с глубиной заложения d=0.3

R, т/м2:

Определяем толщину подошвы фундамента

b1 (наружняя стена), м:

b2 (наружняя стена), м:

b3 (внутренняя стена), м:

b (общая), м:

Определяем толщину подушки из условия прочности подстилающего ее грунта

t1, м:

t2, м:

t3, м:

t (общая), м:

Определяем толщину противопучинистой подушки

Коэффициенты подобраны для фундаментов с глубиной заложения 0,3м

А:

D:

C:

tp1, м:

tp2, м:

tp3, м:

tp (общая), м:

Выбираем наибольшею толщину подушки

Толщина подушки, м:



Возведение подпорной стенки

Когда все параметры рассчитаны и выбрана конфигурация и размеры стены, можно приступать к ее возведению

Траншея

Это первый этап возведения опорной конструкции. На земельный участок наносят разметку в соответствии с заданной формой и толщиной будущей конструкции, учитывая ширину фундамента, роют траншею.

Устройство траншеи под опорную конструкцию

Дно траншеи тщательно утрамбовывают при помощи лопаты. Боковым срезам придают ровную геометрическую форму. На дно траншеи укладывают гравийную или щебневую подушку.

Гравийная подушка на дне траншеи

Для усиления прочности фундамента, поверх гравия укладывают армирующую сетку или металлические прутья. По контуру траншеи в вертикальном положении устанавливают арматурные прутья обеспечения прочности конструкции.

Армирование опорной стены

Опалубка

Опалубка

Подпорные стены из монолитного железобетона, требуют устройства массивной опалубочной конструкции, способной выдержать давление тяжелого бетонного раствора.

  • Щиты для опалубки изготавливают из досок толщиной от 3 см.
  • Соединяться в горизонтальном положении между собой они должны при помощи вертикально установленных брусьев сечением 5 х 10 см.
  • Фиксация конструкции производится при помощи распоров, установленных в грунт через каждые 50 см с обеих сторон конструкции.
  • Сначала устанавливают заднюю стенку опалубки.
  • Чтобы избежать деформации и прогиба каркаса, вдоль стены устанавливают вертикальную металлическую арматуру. На данном этапе устанавливают дренажную систему.

Дренаж подпорной стенки

Подпорная стенка в разрезе

Дренаж может отличаться способом расположения:

  1. Поперечный дренаж

Поперечный дренаж

В теле стены должно быть оставлено отверстие, имеющее диаметр до 10 см или вставлена трубка диаметром 5 см под углом с шагом в 1 м. Водоотведение производится в расположенный поблизости водоприемник.

Поперечная дренажная труба

  1. Продольный дренаж

Продольный дренаж

По уровню фундамента укладывают дренажную гофрированную трубу, завернутую в материал из геотекстиля, который впитывает влагу и способствует попаданию ее в отверстия трубы, из которой она выводится за пределы конструкции.

Укладка продольной дренажной трубы своими руками

Каждый из этих вариантов предполагает укладку дренирующего слоя между поверхностью стены и почвой. Дренирующий слой может состоять из гравия, битого кирпича или крупнозернистого песка толщиной в 7 – 10 см.

  Важно! Устройство дренажного слоя производят на этапе подсыпки грунта. Вместо фракционных материалов, можно использовать современное дренажное полотно из объемного текстиля, тогда дополнительное давление на опорную стену будет исключено.

Раствор

Для того чтобы подпорная стенка выдерживала высокие нагрузки и была долговечной, необходимо применять качественный морозостойкий бетонный раствор. Для монолитных тонкостенных конструкций из железобетона это раствор марки В10/В15, для сборных конструкций – В15/В30.

Морозостойкость бетона:

Температурный режим, °С Минимальный класс по морозостойкости
от -5  до -20 F50
от -20 до -40 F75
от – 40 и ниже F150

Спустя 5 дней после того, как раствор схватится, опалубку удаляют. Внешняя поверхность конструкции обрабатывается при помощи цементной штукатурки. Через месяц бетон наберет свою рабочую прочность, и сможет нести нагрузку.

На этом этапе выполняют заполнение пространства, расположенное с задней стороны конструкции. Чтобы раствор был качественным, должна соблюдаться инструкция его приготовления и необходимые пропорции.

Расчет цементного раствора

Объем раствора: м3
Марка раствора: М25 М50 М75 М100
Итог:
Цемент: 0
Песок: 0
Вода: 0

Заполнение пространства за опорной конструкцией

Сначала засыпают дренажный грунт или укладывают дренажное полотно, о котором было сказано выше. После этого укладывают слоями в 20 – 40 см ранее отобранную грунтовую массу, которую необходимо утрамбовывать по мере засыпки. Верхним слоем укладывается растительный грунт.

Засыпка пространства задней части стенки

Спустя несколько недель произойдет естественная усадка грунта, поэтому необходимо будет произвести подсыпку.

Важно! Нельзя подсыпать ранее вынутые торф, ил, грунт, в котором содержание органических и растворимых включений превышает 5% по весу, а также мерзлый грунт.

Гидроизоляция поверхности подпорных стенок

Гидроизоляция подпорной стенки

Задняя стенка подпорной конструкции должна быть надежно гидроизолирована при помощи рубероида или кровельного гидроизоляционного материала (толь). Они в два слоя укладываются на мастику из битума. Если грунт сухой, то достаточно обработать заднюю поверхность опоры двумя слоями битума.

Обработка подпорной стенки битумом

Декорирование подпорных стенок

Подпорная стенка, облицованная искусственным камнем

Сам по себе бетон имеет непрезентабельный внешний вид, поэтому подлежит отделке. Это необходимо сделать еще и для того, чтобы защитить его пористую поверхность от проникновения влаги. Выбирая отделочный материал, стоит учесть архитектуру частного дома и стилистику окружающего ландшафта.

В качестве отделочного материала можно выбрать:

  1. Краску,

Имитация кладки на окрашенной поверхности

  1. Штукатурку,

Штукатурка с имитацией натурального камня

  1. Деревянные панели,

 

  1. Искусственный камень,

Облицовка подпорной стенки искусственным камнем

Цена зависит от выбранного материала.

Видео в этой статье расскажет, как возводить железобетонные подпорные стенки.