Подпорная стенка из бетона: технология устройства

Варианты и технология строительства бетонных подпорных стен

Для улучшения ландшафтного дизайна и эксплуатации участка с перепадами высот используется подпорная стенка из бетона (ПС) нескольких типов. Конструкция необходима для террасирования, зонирования подворья, ликвидации эрозии и укрепления склонов. Подпорными стенами можно защитить столбчатые ростверки, плитные и ленточные фундаменты от воздействия боковых подвижек пучинистых грунтов.

При расчетах необходимо следовать указаниям Справочному пособию от 1985 года для СНиП 2.09.03, который в 2010 году был актуализирован в свод правил СП 43.13330 (наружные сооружения и сети).

Содержание статьи

• 1 Особенности конструкции подпорных стен
• 2 Декоративные стенки
• 3 Средние стены
• 4 Высокие стены
• 5 Массивная стенка подпорная
  • 5.1 С уширением пяты
  • 5.2 Трапециевидная
• 6 Тонкостенная конструкция
  • 6.1 Консольно-уголковая стенка
  • 6.2 Анкерная стена
  • 6.3 Контрфорсная стенка

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.

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.

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.

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.

 

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.

Тонкостенная конструкция

При установке обычной плиты на ребро для террасирования участка она неизбежно будет повалена горизонтальными подвижками грунта, даже при некотором заглублении. Поэтому для подпорных стен используется универсальная схема:

• вертикальная плита жестко связана с горизонтальной;
• причем, последняя придавлена весом земли верхней террасы;
• поэтому горизонтальные усилия вспучивания компенсируются самим грунтом.

Конструкция наиболее уязвима в месте сопряжения плит, поэтому армируется в обязательном порядке. Силы пучения снижаются обратной засыпкой нерудным материалом и отводом почвенных вод через поперечные дрены.

Армирование уголковой подпорной конструкции.

Для увеличения пространственной жесткости силового каркаса верхняя часть вертикальной плиты связывается с дальним от нее краем горизонтальной консоли контрфорсом или тросом, крепящимся свободным концом к анкеру.

Консольно-уголковая стенка

Для сооружения своими руками консольно-уголковой ПС необходимо выполнить операции:

• отрыть траншею глубиной 0,4 – 0,6 м, ширина которой равна длине горизонтальной консоли (обычно равна высоте вертикальной плиты);
• отсыпать 0,2 – 0,4 м щебня или песка и утрамбовать нерудный материал;
• смонтировать опалубку для консоли из 4 вертикальных досок шириной 10 – 15 см;
• уложить две арматурных сетки с шагом 0,4 – 0,6 м и обеспечить защитный бетонный слой;
• выпустить прутки вверх для связи с вертикальной стеной на расстоянии 0,4 м от края, обращенного к нижней террасе;
• залить горизонтальную плиту, обеспечить уход за бетоном;
• правильно установить опалубку для подпорной стены в вертикальном положении;
• уложить внутрь нее арматурный каркас и связать его с выступающими из консоли прутками;
• забетонировать стену и произвести гидроизоляцию всех доступных поверхностей конструкции.

Консольная подпорная стена.

На этапе монтажа верхней опалубки следует произвести устройство дренажной системы из полимерных или асбоцементных труб. Ввиду большого расхода бетона технология рекомендуется исключительно для высоких ПС. Вместо плитной консоли на тяжелых грунтах (глина и суглинок) допускается применение балок с шагом 0,5 м.

Анкерная стена

Для снижения бюджета строительства могут применяться анкерные ПС, сооружаемые по следующей технологии:

• вертикальная плита заливается внутрь опалубки по месту;
• в ее верхней части монтируются закладные петли;
• в грунт верхней террасы дальше призмы осыпания склона устанавливается анкерный якорь (винтовая свая-шуруп, вбитая в почву труба или наклонно расположенный тяж);
• тросом или проволокой якоря связываются с петлями анкерной стенки.

Анкерная подпорная стена.

Важно! Вертикальную монолитную плиту необходимо заглубить в зависимости от ее высоты на 1/2 – 1/4. Шаг анкеров составляет 0,6 – 1 м в зависимости от грунтовых условий. Дренаж поперечный для данной конструкции обязателен.

Контрфорсная стенка

Последним вариантом для монолитной ПС из железобетона является технология усиления конструкции контрфорсом. Преимуществами метода являются:

• контрфорс служит ребром жесткости;
• стабилизирует пространственное положение конструкции;
• смещает центр тяжести стены в сторону верхней террасы;
• увеличивает собственный вес ПС и препятствует боковому смещению.

Методика аналогична предыдущей, только вместо закладных петель из стены выпускают прутки арматуры. Контрфорсы треугольного профиля заливают на следующем этапе в собственную опалубку.

Терраса с контрфорсами.

Таким образом, подпорную стену можно изготовить для террас различной высоты несколькими способами. Вначале необходимо рассчитать затраты для каждого варианта и выбрать наиболее бюджетный из них.