Подпорная стенка как объект капитального строительства

Подпорные стенки на объектах ландшафтной архитектуры

Подпорная стенка — сооружение, удерживающее фунт откоса насыпей и выемок от обрушения. Подпорные стенки используются для организации пространства на пересеченной местности, а также для повышения эстетических качеств объектов ландшафтной архитектуры. Они могут использоваться для разграничения зон объектов с различной функциональной направленностью, например детской площадки и транзитной пешеходной дорожки, с их помощью можно более четко определить границы композиционных участков.

Подпорные стенки на объектах ландшафтной архитектуры по своему назначению можно подразделить на два вида: укрепительные и декоративные. Укрепительные подпорные стенки как инженерные сооружения предназначены для удержания грунтовых масс от оползания; декоративные — выполняют только архитектурно-художественную функцию.

Укрепительные подпорные стенки также широко применяются при террасировании естественных склонов с целью увеличения полезной площади для размещения элементов озеленения и благоустройства. Более пяти тысяч лет назад именно террасирование, где подпорные стенки нашли свое первоначальное применение, позволило удерживать влагу на склонах и дало людям возможность освоения новых территорий для сельскохозяйственных целей. Об этом свидетельствуют дошедшие до наших дней остатки древних сооружений в поселениях племени Майя и рисовые плантации в Китае, а также рисунки и гравюры. Для строительства использовались простые доступные материалы, такие как камень и дерево (рис. 5.15).

Стоимость строительства подпорной стены

Рис. 5.15. Простейшая конструкция подпорной стенки из камня: а — террасы: 1 — подпорные стенки; б — конструктивный разрез: 1 — плодородная почва; 2 — подпорная стенка из камня; 3 — гравийная засыпка

На плане подпорные стенки обозначают двойной линией с указанием высотных отметок верха и подошвы стенки в характерных точках по ее длине.

Разность между отметками верхней и нижней площадок является высотой подпорной стенки в данной точке.

Варианты размещения подпорных стенок могут быть различными, в зависимости от поставленных целей и задач. Существует четыре основных варианта размещения подпорных стенок на склоне (рис. 5.16). Вариант а) позволяет расширить верхнюю площадку, вариант б) обеспечивает оптимальный баланс земляных масс (объем насыпаемого фунта равен объему срезаемого грунта), при варианте в) увеличивается нижняя площадка, а вариант г) позволяет разнообразить плоский рельеф.

Устойчивость подпорных стенок достигается компенсацией воздействия сил, оказываемых на стенку подпираемым грунтом, которые складываются из активного давления грунта и давления воды.

Рис. 5.16. Размещение подпорных стенок на склоне: а — насыпь; б — полувыемка-полунасыпь; в — выемка; г — декоративная стенка на ровном рельефе; «+» — насыпь; «-» — выемка

Рис. 5.17. Основные типы конструкций подпорных стенок (размеры указаны в м): а — гравитационные; б — свайные; в — распределение сил для гравитационных стенок: 1 — центроид

В современном строительстве распространены два типа конструкций подпорных стенок (рис. 5.17):

• гравитационные стенки обеспечивают устойчивость за счет массы стенки и массы грунта, находящегося над подошвой конструкции стенки, и силы трения, возникающей в плоскости подошвы стенки;
• свайные стенки представляют собой облегченные конструкции, заземленные в грунтовом основании, которые являются устойчивыми за счет создания пассивного отпора давлению грунта в нижней части стены или наличия специального крепления анкерного типа в верхней части стены.

При нарушении равновесия сил подпорная стенка может потерять устойчивость, вследствие чего могут возникнуть деформации конструкций, иногда приводящие к их полному разрушению. Наиболее часто встречаются такие деформации, как опрокидывание, сдвиг и навал стенки на грунт (рис. 5.18). Явление навала характерно только для высоких подпорных стенок.

Рис. 5.18. Деформация подпорных стенок: а — опрокидывание; б — сдвиг; в — навал стенки на грунт

Для повышения устойчивости подпорных стенок на сдвиг и опрокидывание при их проектировании предпринимают следующие действия:

• заднюю грань стенки проектируют с наклоном в сторону засыпки (для уменьшения активного давления грунта);
• увеличивают шероховатость задней грани стенки (для уменьшения активного давления грунта и увеличения пассивного давления);
• устраивают дренаж в засыпке;
• с лицевой стороны стенки устраивают выступ-консоль (для предотвращения опрокидывания).

Основными элементами конструкции подпорной стенки являются фундамент, тело, дренаж и водоотвод (рис. 5.19).

Рис. 5.19. Основные элементы конструкции подпорной стенки: 1 — водоотвод; 2 — дренаж; 3 — фундамент; 4 — тело

Фундамент. Фундамент — это подземная часть несущей конструкции подпорной стенки. По степени заглубления фундаменты подпорных стенок подразделяются на фундаменты мелкого и глубокого заложения. К последним относятся фундаменты, глубина заложения которых в 1,5 и более раза превышает их толщину в поперечном сечении. Толщина фундамента и глубина его заложения зависят от размеров и конструкции подпорной стенки, характеристик подстилающих грунтов и глубины промерзания грунта.

Фундаменты бывают ленточными и свайными. Ленточный фундамент представляет собой монолитную или сборную, состоящую из отдельных блоков конструкцию, повторяющую линию подпорной стенки. Глубина залегания фундамента — не менее 60 см. При условии промерзания грунта глубину фундамента обычно связывают с глубиной промерзания. Особенно это важно для устойчивости жестко закрепленных подпорных стенок, так как вероятность их растрескивания в морозный период более высока, чем у упругих конструкций.

Свайные фундаменты обычно более глубокие, чем ленточные, ряды свай заглубляют в грунт на несколько метров. Такое решение используют при необходимости проникновения под телом стенки потока грунтовых вод (например, верховодки). В этом случае грунтовые воды могут свободно проходить между сваями, не создавая подпора для стенки и склона.

Тело. Тело подпорной стенки — это надземная часть несущей конструкции, которая также выполняет и декоративные функции. Тело гравитационных подпорных стенок для обеспечения их устойчивости должно обладать достаточной массой. Оно может быть как жестко закрепленной, так и упругой конструкцией.

К жестко закрепленным относятся подпорные стенки монолитной конструкции из бетона (рис. 5.20), кладки из камня, кирпича или бетонных блоков, связанных цементным раствором.

Рис. 5.20. Жестко закрепленные подпорные стенки из бетона: а — массивного типа; б — консольного типа; 1 — глиняный слой; 2 — щебеночная засыпка; 3 — дренажная труба; 4 — выпускная труба; 5 — бетон или каменная кладка; 6 — армированный бетон

К упругим конструкциям относятся подпорные стенки, которые могут выдерживать небольшие деформации без растрескивания. К этой группе относятся стенки каменной кладки без укрепления раствором («сухая кладка»), которые особенно актуальны в районах, где есть подходящий камень. Ширина верхней части таких стенок не должна быть меньше 45 см, обычно она составляет 45. 60 см (рис. 5.21).

Рассмотренные ранее габионы в виде вертикальных конструкций, а также сборные конструкции из типовых бетонных элементов тоже относят к этой группе.

Рис. 5.21. Конструкция подпорной стенки из камня — «сухая кладка»: 1 — Щебеночная засыпка; 2 — щебень; 3 — перевязочный камень

Рис. 5.22. Конструкции подпорных стенок из дерева: а — свайная; б — с анкерным креплением; 1 — деревянный брус; 2 — щебеночная засыпка; 3 — свайное крепление — возможная альтернатива стальному стержню; 4 — оцинкованный стальной стержень, пропущенный через предварительно созданные отверстия; 5 — трос

Подпорные стенки из дерева не рекомендуется использовать во влажном или холодном климате, что связано с их недолговечностью в таких условиях. Такие стенки относятся к свайному типу. В связи с этим для обеспечения их устойчивости от опрокидывания требуется заглубление опор на глубину, равную их высоте (рис. 5.22).

Экономически нецелесообразно применять такие стенки высотой более 90 см. Деревянные стенки небольшой высоты могут быть применены для создания цветочных контейнеров. Древесина для их строительства предварительно должна пройти тщательную обработку препаратами, защищающими ее от гниения и возгорания.

В зависимости от конструкции и высоты подпорной стенки определяют необходимость наклона ее передней и задней граней. Для гравитационных подпорных стенок жестко закрепленной конструкции, высота которых вместе с фундаментом не превышает 1,5 м, наклон граней не требуется; он может быть применен в декоративных целях. При увеличении высоты наклон передней стенки позволяет создавать оптическую иллюзию вертикальности, что улучшает ее визуальной восприятие, а также позволяет скрывать недостатки в отделке фасада; незначительные неровности при наклоне становятся менее заметными. Наклон также может повысить устойчивость стенки к опрокидыванию и создает наиболее благоприятные условия при сбросе атмосферных вод. Рекомендуемый наклон передней грани для жестко закрепленных конструкций составляет 12:1; для упругих стен — 6:1; для деревянных стенок, габионов и сухой каменной кладки достаточно 6°.

Дренаж и водоотвод. Они необходимы для повышения прочности конструкции подпорной стенки, что происходит за счет снижения давления воды со стороны грунта, и предотвращения явлений эрозии поверхностными водами. Дренаж также помогает бороться с явлением морозного пучения грунта. При строительстве подпорных стенок на грунтах, подверженных пучению, дренаж и более глубокая (до 40. 60 см) песчано-щебеночная подготовка основания необходимы для всех стенок.

Вода, прибывающая со стороны слона и скапливающаяся за стенкой, может быть удалена с помощью продольного или поперечного дренажа, связанного с водоотводящей сетью. Для устройства дренажа подпорных стенок возможна также замена щебня на современные материалы, например дренажные маты.

Для организации поверхностного стока верхнюю часть подпорной стенки планируют с уклоном 20 % в сторону водоотводящей канавки, которую проектируют вдоль стенки и связывают с ливневой сетью (рис. 5.23).

Рис. 5.23. Водоотводящая канавка: 1 — водоотводящий лоток из бетона или глины; 2 — дренажный материал (щебень)

Подпорные стенки удачно сочетаются с разнообразными парковыми конструкциями: лестницами, скамьями, цветниками и решетками с вьющимися растениями, вазонами, светильниками, скульптурой. Их также комбинируют с озелененными откосами.

Для безопасности пешеходного движения при размещении вдоль верхнего края подпорной стенки пешеходных дорожек и площадок, при высоте стенки более 1,0 м, необходимо предусматривать ограждения высотой не менее 0,9 м (МГСН 1.02-02) (рис. 5.24).

Рис. 5.24. Варианты (а. в) ограждений подпорных стенок

При проектировании подпорных стенок в садах и парках часто используют типовые конструкции. Размеры всех элементов конструкции определяет проектировщик. В связи с этим, прежде чем приступать к проектированию, необходимо ознакомиться с результатами анализа почв и гидрологическим режимом, затем произвести расчет высоты стенки по проекту вертикальной планировки территории. Учитывая полученные данные, необходимо проанализировать возможные конструктивные решения, чтобы выяснить, что больше всего подходит для применения в данных условиях, принимая во внимание нагрузки на конструкцию, материалы и климатические особенности района проектирования.

Если высота подпорной стенки, включая фундамент, превышает 3 м, а глубина фундамента меньше 60 см или на участке в качестве основания будут использованы неустойчивые слабые грунты, то необходима консультация специалиста, который произведет детальный расчет устойчивости конструкции.

Источник: Строительство и эксплуатация объектов ландшафтной архитектуры. Теодоронский В.С.

Источник

Проектирование подпорных стен

Проектирование подпорных стен во многих случаях выполняется на низком техническом уровне, что приводит к обрушениям, имеющим катастрофические последствия. Доказательством сказанному является количество заявок на ремонт, реконструкцию и усиление подпорных стен (смотри, например, здесь). Цель данной статьи заключается в том, чтобы на конкретном примере показать ошибки проектирования подпорной стены, и показать на этом же примере правильные проектные решения.

Разбор ошибок проектирования подпорных стен

Рассмотрим процесс проектирования подпорной стены на конкретном примере. На одном из объектов произошло обрушение подпорной стены, удерживающей придомовую парковку (см. рис. 1). В результате обрушения был причинён экономический ущерб владельцам автомобилей, а также возникли риски разрушения грунтовых оснований объектов окружающей застройки.

Рис. 1

Важно заметить, что до обрушения жители дома наблюдали признаки (трещины на асфальте вдоль подпорного сооружения), явно указывающие, что подпорная стена разрушается. К сожалению, эксплуатирующие службы не среагировали должным образом на обращения жителей, что и стало одной из причин последующего обрушения.

В ходе оперативного и последующего детального обследования было установлено, что основная причина обрушения – ошибки проектирования. Ошибки строительства тоже имелись, но они не имели определяющего характера. Таким образом, обрушение подпорной стены произошло по двум основным причинам – неправильно запроектировали, неправильно эксплуатировали.

Ниже приведем некоторые технические характеристики обрушившейся подпорной стены (см. рис. 2-3):

• тип – гравитационная подпорная стена из блоков ФБС с монолитными участками;
• фундамент – монолитный ленточный бетонный на естественном основании, глубина заложения – 1,1 м;
• удерживаемый перепад высот – 4 – 6,5 м;
• грунты основания – ИГЭ 1. Глина твеpдая слабонабухающая непросадочная γ=18,1 кН/м3; с=28 кПа; φ=16°;
• грунты обратной засыпки – Слой 3 – Насыпной грунт. Заполнитель (до 47%) — суглинок легкий пылеватый твердый.

Рис. 2

Рис. 3

Выполненные расчеты устойчивости (рис. 4-5) обрушившейся подпорной стены показали, что не было ни малейшего шанса на безаварийную эксплуатацию. Коэффициент устойчивости системы:

• при расчете на основное сочетание нагрузок – 0,91;
• при расчете с учетом набухания/усадки – 0,69.

Таким образом, основная причина обрушения рассматриваемой подпорной стены – это проектирование без расчетов или с неправильными расчетами.

Вторая причина обрушения – полное игнорирование наличия в основании набухающих грунтов, которые при повышении влажности увеличиваются в объеме – набухают, а при последующем понижении влажности происходит обратный процесс – усадка.

Очевидно, что говорить о сейсмостойкости данной подпорной стены не приходится.

Строго говоря, проект обрушившейся подпорной стены даже не учитывал конструктивные требования СП 381.1325800.2018 «Сооружения подпорные. Правила проектирования», поэтому обрушение такой стены было вопросом времени.

Рис. 4

Рис. 5

Заказчиком была поставлена задача – запроектировать новую подпорную стену. Для этой цели в первую очередь были проведены инженерно-геологические изыскания. На основании комплексного анализа исходных данных были предложены три варианта новой подпорной стены.

Источник

Подпорные стены на своем участке – технология возведения с учетом ландшафта по всем правилам

Сооружение удерживающее грунт от обрушения на нестандартной поверхности начали возводить еще в древности. У самых истоков ландшафтного дизайна подпорная стена, представляя искусственное ограждение, была предназначена для формирования уклона. Древние люди культивировали на склонах чай, зерновые и другие культуры.

Именно им принадлежит создание подпорной стенки для удержания почвы и ее обрушения. В те времена это было жизненно необходимо. Сейчас подпорные стены, претерпев метаморфозы, являются не только удерживающим элементом, но и декоративным.

СП 381.1325800.2018 «Сооружения подпорные. Правила проектирования»

Проектирование подпорных стен и стен подвалов проходит с соблюдением свода правил в соответствии с требованиями. Он не распространяется на гидросооружения.

Правила проектирования звучат следующим образом:

• Опорные невысокие стены можно возводить самостоятельно.
• Грунтовые водоемы не могут быть ближе ста пятидесяти сантиметров.
• Почва не может быть подвержена промерзанию.
• Стены из бетона, камня или кирпича устанавливаются на ленточном фундаменте.
• Необходимость дренажа и слоя из песка и гравия толщиной до полуметра. Почвенная влага не должна проникать.
• Возводимая стена строится с расширением к низу конструкции.
• Сужение выполненной кладки должно быть не менее шестидесяти сантиметров, кирпичной не менее сорока, каменной не менее пятидесяти.
• Срок эксплуатации может быть продлен за счет гидроизоляции.

Монолитные подпорные стены возводятся строго по определенному алгоритму:

• Вырывание траншеи проводится в соответствии с толщиной стенки плюс припуск для опалубки (около двадцати сантиметров).
• Глубина ямы копается с учетом размеров нижней части плюс подушка из песка и гравия.
• Вырывается часть траншеи, которая предназначена для дренажной трубы.
• Засыпается щебнем мелкой фракции.
• Прокладывается водонепроницаемая изоляция.
• В углубление укладывается дренажная труба.
• Выводится в «ливневку».
• Засыпается слой щебня и утрамбовывается.
• Производится сборка и укрепление опалубки.
• Протягивается арматура.
• Производится демонтаж опалубки после застывания.

Устройство подпорной стенки и назначение

Монолитные подпорные стены применяются не только в сельском хозяйстве, но и в промышленности, как инженерное сооружение. Они бывают укрепительные и декоративные. Предназначаются для:

• Прогулочных парковых дорожек.
• Детских площадок.
• Спортивных кортов.
• Рельефа иллюзии при подчеркивании перепада высот.

По назначению выделяются:

1. Укрепительное сооружение (промзона, около дорог, в жилых массивах).
2. Террасы для сельскохозяйственных земель.
3. Декоративные строения для подпорки (зонирование).

Какое бы назначение не было у бетонной подпорной стены строение у всех одинаковое:

• Фундамент — надземная часть стены.
• Тело — надземная часть несущей конструкции.
• Дренажная система.
• Водоотводная система.

Разновидности бетонных подпорных стенок

Бетонные подпорные стенки часто применяются в качестве декорирования приусадебного участка: красивых клумб на разных уровнях, зонированных цветников, искусственных водоемов, которые частично структурно отгорожены декорацией.

Сложным моментом в возведении стен является совмещение эстетической стороны с высокими несущими способностями.

Материалы, из которых изготавливают монолитные подпорные стены:

Бетонные плиты (блоки) — монолитный или сборный бетон. Мощное основание. Срок эксплуатации до пятидесяти лет. К минусам конструкции относят трудоемкость возведения, долгое время на установку, необходимость «чистой» отделки.

Кирпичная кладка. Рекомендуется укладывать керамический кирпич, а не силикатный. Требуется гидроизоляция грунта.

К положительным моментам можно отнести быструю и удобную сборку и установку конструкции. Требуется фундамент.

Натуральный камень. При правильном выборе камня и укладке смотрится очень стильно и красиво. Срок службы более пятидесяти лет. К отрицательной стороне относят длительное выполнение, так как каждый камень ряда необходимо подобрать по величине, а также прорастание сорняками.

К плюсам относятся: отсутствие трудоемкого фундамента, способность материала хорошо переносить проседания грунта и его сдвигов, большой период эксплуатации, естественный природный орнамент. Подпорная стена из природного камня подходит не ко всем стилям.

Дерево. Применяется бревно, брус, шпалы. Все детали обработаны антисептическими средствами. Положительным моментом является простота и быстрота установки.

При выдержанном стиле на всем приусадебном участке, деревянная стена хорошо смотрится и дополняет дизайн. Высокая декоративная способность. К проблемной стороне относится низкая несущая способность и недолговечность.

Профилированный лист. Новое слово в монтаже подпорных стен. Предназначен для вариантов, где высота подпорных стен не должна быть высокой. Установка производится на винтовое основание. Привлекает такая разновидность быстрой и легкой установкой.

Важно! Срок использования зависит от вида и слоя покрытия, а прочность конструкции от типа профиля и металлической толщины.

Технология возведения подпорной стенки на своем участке с учетом ландшафта

В последнее время благодаря Интернету проектирование подпорных стен и стен подвалов собственник производит самостоятельно. Если пришло решение создать на своем участке подпорную стенку, то после выбора какая она будет по назначению — декоративная или укрепительная, надо выбрать вид конструкции.

Виды подпорной стены. Разнообразие по высоте, таблица.

Низкие	до одного метра
Средние	от одного до двух метров
Высокие	свыше двух метров

Разнообразие по размеру фундамента.

Глубокозаложенный	глубина слоя цемента основания в два раза больше толщины стены
Поверхностный	неглубоко заложенный пласт до двадцати сантиметров в основании.

Разнообразие по размещению на участке:

• Отдельная конструкция.
• В ансамбле с другими возведенными сооружениями.

Разнообразие по способу устойчивости (воздействие на стену дополнительных сил).

• Вес самой стены.
• Груз почвы, насыпанной на консоль фундамента.
• Масса сцепки грунта и фундамента.
• Сила бокового давления грунта на стену.

Разнообразие по выбору варианта устойчивости.

• За счет массы стены.
• Использование вес стены и почвы, уложенной на консоль основания.
• Усиленная фиксация фундамента в собственной почве.
• При незначительном весе стены за счет массы почвы.

Считается, что боковое давление грунта направлено на сдвиг конструкции, перечисленные выше силы способствуют устойчивости подпорной конструкции.

Самодельная подпорная бетонная стенка — фотогалерея

Строительство подпорной стены дело увлекательное. Воплощение в дизайн всех своих фантазий. В Интернете легко найти руководство или пособие по возведению самодельной подпорной бетонной стены. Заглянув в фото галерею можно поймать свое вдохновение и повторить его в реальности.

Модными тенденциями в настоящее время являются:

• Ступенчатая подпорная стенка с лестницей.
• Терраса из камня.
• Подпорная стена из кирпича.
• Клумба с оригинальной подпорной стеной «под старину».
• Зонирующая подпорная стена с отделкой из глянцевой плитки цвета «Шоколад».

Видео: технология сооружения

Источник