Армирование подпорных стен
Армирование подпорных стен производится для придания им прочности , способности выдержать ту расчетную нагрузку, которую подпорная стена будет нести.
Способ армирования подпорных стен зависит от многих факторов.
Следует рассматривать следующие аспекты — материал, из которого стена будет возводиться, размеры конструкции подпорной стены, виды грунтов, на которых она будет стоять, несущую нагрузку, и еще ряд других факторов.
Подпорные стены бывают:
- Декоративные – они придают своеобразный шарм в элементах ландшафтного дизайна, выполняя ограждающую роль, зонируя участок, оттеняя неровность рельефа местности, для прочих эстетических и хозяйственных целей.
- Укрепляющие подпорные стены – это уже инженерная конструкция, которая сооружается для определенных целей. Главное предназначение – это служить опорой, препятствующей сползанию грунта в месте установки стены.
При любом варианте и с учетом вышеперечисленных факторов необходим расчет конструкции подпорной стены проектной фирмой, где будут учтены все эти факторы.
Наиболее распространенные материалы для подпорных стен:
- Сборные бетонные блоки. Они бывают разных размеров, что немаловажно при строительстве стен. Это, пожалуй, самый быстрый вариант возведения стен, но и более дорогостоящий.
- Монолитный железобетон – более трудоемкий вариант, но позволяющий сделать конструкцию более сложной по форме – это круг, полукруг, овальная композиция и другие варианты.
- Камень, как искусственный, так и натуральный. Это бут, котелец, скальные породы (в Крыму, например, они используются как местные материалы и общая себестоимость в итоге небольшая), гранит и прочие материалы.
Решил рассмотреть только работающие
стены, так как эти конструкции необходимо возвести и выполнить армирование правильно, чтобы не произошло обрушение.
Образно можно подразделить подпорную стену на элементы:
- Фундамент – опорная часть стены, которая воспринимает все нагрузки и равномерно их перераспределяет на грунт. Как правило, он заглубляется на 1/3 от высоты конструкции.
- Основа – тело стены. Это сама стена, воспринимающая с тыльной стороны напор грунта, а с лицевой выполняет функцию декорирования.
- Дренажная система или водоотвод предназначен для отвода излишней влаги грунта, находящегося за телом подпорных стен.
Возведение и армирование подпорной стенки
Начинаем с подготовительных работ. Производим геодезическую разбивку местности. Фундамент планируем ленточный. Глубина заложения его рассчитывается исходя из глубины промерзания грунтов в вашем районе плюс 100-200мм. Но так как высота стены 5 метров, то 1/3 ее часть составляет ориентировочно 1, 7метра. Готовим траншею. Втрамбовываем щебень в дно траншеи.
Армирование производим по типу ленточного фундамента, располагая сетку в нижней зоне ленты фундамента. Это сетка из арматуры необходимого диаметра (12-20мм). Ширина фундамента должна быть больше толщины подпорной стены минимум в два раза, так как этот массивный элемент препятствует опрокидыванию стены от давления грунта.
Для соединения фундамента с телом стены необходимо произвести установку арматурных выпусков для связи с арматурой вертикальных поясов. Выполнив армирование, бетонируем в опалубке фундамент. Бетон должен схватиться перед следующим технологическим процессом.
Начинаем монтаж блоков. Как правило, по длине подпорной стенки они монтируются захватками не более 3 метров. Далее необходимо устроить вертикальные армированные пояса. Армирование их мы выполняем путем состыковки выпусков арматуры из фундамента с арматурным каркасом вертикального пояса (стойки).
Крепятся блоки между собой путем заделки вертикального зазора между ними (шпонки) раствором. И так все 20 метров стены перевязываем через 3 метра ее длины вертикальными армированными поясами.
По высоте монтажа необходимо соблюсти правило – размер смонтированных блоков не должен превышать 2, 5 метра до устройства горизонтального обвязочного пояса. Армирование пояса выполняем пространственными арматурными каркасами. Устанавливаем опалубку, и бетонируем. Как правило, это марка бетона не ниже 150. Армирование производим арматурой диаметра 14-20мм.
Ширина вертикального пояса составляет 400 – 500мм, высота горизонтального – соответственно 300-500мм. Обязательным условием при устройстве стены является завершение ее конструкции сверху устройством горизонтального армированного пояса. Это независимо от количества рядов блоков по высоте.
Хочу добавить, что после возведения стены, следует выполнить ее гидроизоляцию (можно просто обмазать ее битумом) со стороны подпора грунта. Затем выполнить обратную засыпку пазухи.
Подпорная стена готова, выполнено ее армирование, и теперь можно определиться с ее отделкой.
Армирование подпорной стенки из бетона
Подпорные стенки делятся на декоративные и функциональные. Первые разграничивают участки, а вторые применяются для удерживания почвы во время ливневых дождей и таяния снега. Подпорная стенка из бетона может быть использована для любой цели.
Схема армирования фундамента.
При строительстве подпорной стенки из бетона необходимо провести армирование как фундамента, так и тела самой стенки.
Ее формируют по желанию заказчика. Сначала готовят основание, для которого копают траншею, равную одной трети подпорной стенки, и засыпают ее пескогравием, создавая подушку, на которой возводят армирующую сетку для фундамента.
Принцип работы арматуры
Армирование – это скелет в теле подпорной стенки, который поможет ей устоять и не рухнуть при больших нагрузках. Армирующая сетка, в отличие от бетона, устойчива к растяжению и, принимая на себя большую нагрузку, не деформируется и не лопается. Армирование фундамента даст подпорной стене надолго сохранять целостность, что важно при любом строительстве. Арматурный каркас располагают таким образом, чтобы при заливке он был не ближе 5 см к наружным поверхностям. При правильном армировании фундамента необходимо рассчитать сечение стальной проволоки и размер ячеек каркаса. Необходимо правильно связывать армирующую проволоку в траншее, чтобы она не смещалась во время заливки бетона. Возможно применение сварочного аппарата для связывания проволоки в единое целое. Но лучше всего применять проволоку для связывания стальных прутов.
Общие правила
Возьмем для примера фундамент шириной 40 см.
Армирование такого фундамента потребует четыре вертикальных прута стали толщиной до 16 мм, соединенных между собой в единую сетку с правильными квадратами с помощью поперечных линий, созданных проволокой до 12 мм и закрепленных на пересечениях специальной проволокой.
Если ширина фундамента составит 40 см, то две армирующих сетки встанут на расстоянии друг от друга на 30 см, оставляя по краям по 5 см, как и требуется для армированного бетона. Если у ленточного фундамента большая длина, но небольшая ширина, то в нем будут возникать в основном продольные растяжения. Поэтому горизонтальные и вертикальные прутья арматуры в таком фундаменте будут нужны для создания каркаса и его поддержки.
Схема армирования ленточного фундамента в углах.
Когда армируются углы фундамента, нужно помнить, что это место, в котором часто возникают различные деформации. Они могут разорвать всю опорную стенку, если правильно не соединить две стороны с помощью арматуры. Две стороны соединяют в угол так: армируют их согнутой проволокой, сгибая так, чтобы один конец уходил в одну часть фундамента, а второй – в другую.
Соединение прутьев между собой происходит при помощи сварки или с применением специальной методики связывания проволоки между собой. Прежде чем использовать проволоку для сварки, проверьте, сможете ли вы с ней работать сварочным аппаратом. Некоторые сорта стали не поддаются сварочному аппарату, а некоторые – меняют свои характеристики не в лучшую сторону. Применение сварки в связывании армирующей сетки – длительный процесс, имеющий много минусов. Проще воспользоваться специальной методикой связывания углов сетки.
После создания армированной сетки делают опалубку для заливки фундамента. Яму с арматурой наполняют бетоном. Желательно, чтобы этот процесс не прерывался, потому что прочность фундамента снижается. Через три дня опалубку снимают. С одной стороны фундамента, там, где выше, на уровне песчаной подушки делают дренажную канаву с уклоном для отвода воды от подпорной стены.
Создание армирующей сетки
Армирующая конструкция делается из стержней, сеток, каркасов и других стальных элементов. Она предназначена для принятия растягивающих напряжений. Для работы берется стальная проволока определенного диаметра, которую выбирают в зависимости от толщины бетонной подпорной стены. Армирующую сетку любых размеров и для любых целей предлагают строительные магазины под заказ. Чтобы провести все армирующие работы самостоятельно, понадобится:
- сварочный аппарат;
- болгарка;
- стальные пруты для армирования от 10 до 16 мм для вертикальных линий;
- пруты арматуры 6-8 мм для горизонтальных линий (разница в прутьях должна составлять минимум 20%);
- крепежная проволока для связки;
- рулетка;
- отвес.
Схема создания армирующей сетки для фундамента .
Количество арматуры рассчитывается индивидуально, в зависимости от длины и высоты стены.
Стальные пруты кладут под прямым углом, формируя квадраты 30х30 см.
Сначала строго вертикально устанавливаются толстые прутья арматуры через 30 см, потом к ним приваривают горизонтально с помощью сварочного аппарата более тонкую проволоку. Таким образом сваривают
две одинаковые решетки. Ставят их на расстоянии друг от друга так, чтобы с краев оставалось по 5 см. Соединяют эти решетки перемычками на 20% тоньше диаметра самой толстой используемой в работе арматуры с помощью сварки. Металлическую проволоку для перемычек крепят через каждые 25 см, нарезая ее на куски с помощью болгарки. Также работают и с армированной сеткой. Задача облегчается тем, что в данном случае остается только приварить или привязать перемычки, которые соединят два полотна.
Армирующие работы
Схема армирования для опорной стены.
После заливки фундамента и рытья дренажной канавы приступают к формированию армирующей конструкции подпорной стены. Тело стенки армируется так, чтобы при перепадах температур, разных нагрузках на ней не образовывались трещины, приводящие к разрушению постройки. Работы проходят аналогично описанным выше. Но следует учесть некоторые особенности. Армирование подпорных стен создается с учетом всех проблемных
зон: верхушки подпорной стенки, линии ее соединения с фундаментом, а также формирования тела стенки.
Делая расчет армирования для подпорной стены, можно пользоваться специальными программами, где точно подбирается толщина и марка стали, расстояние между прутьев.
Основы армирования подпорных стен
Главную арматуру тела подпорной стены располагают в вертикальной плоскости, а поперечную используют тоньше на 20% от сечения главной. Все стальные прутья распределяют вертикально, строго под прямым углом. Для точности используют отвес или уровень. Для расчетов уплотнения арматуры имейте ввиду правило, что:
- Шаг арматуры равен толщине опорной стены, но не больше 25 см.
- Шаг связующих перемычек также должен быть не больше 25 см.
Установив арматуру, связав ее перемычками, делают опалубку для заливки опорной стенки. Через три дня после заливки бетона опалубка снимается. Готовая подпорная стенка декорируется природным камнем или керамической плиткой.
Подпорные стены для террасирования участка
Для ландшафта с уклоном наиболее рационально провести террасирование участка. Проще говоря — обустроить ступенчатый рельеф, где каждую горизонтальную площадку поддерживает подпорная стенка.
Те, кто строил дом своими руками, знают, что на фундамент с внешней стороны действует давление грунта – та же история и с подпорными сооружениями. В зимний период дело осложняется пучением (расширением, вследствие замерзания капель влаги) грунта. Для того, чтобы конструкция подпорной стенки была устойчива к подобному воздействию, существует несколько правил ее построения.
- Во-первых , верхний слой грунта более устойчив, а в нижних пластах будет оседать под тяжестью материала стены.
- Во-вторых, задняя часть подпорной конструкции будет свободна для формирования дренажной системы.
- В-третьих, это наименее затратный вариант без привлечения землеройной техники.
- Глубина залегания ленточного фундамента на непучинистых грунтах для подпорных стенок от 30 до 80 см составляет 30 см, повышение высоты от 80 до 150 см влечет за собой заглубление фундамента до 60 см. На пучинистых грунтах эта величина сопоставляется с глубиной промерзания почвы.
- Ширина подошвы фундамента должна превышать ширину основания стенки как, минимум, на 15 -20 см, это обеспечит устойчивость всей конструкции при эксплуатации.
В любом случае фундамент укладывают на гравийную подушку от 10 до 20 см. Фундамент, абсолютно точно должен повторять изгибы стены.
Сама стена (тело) в процессе эксплуатации будет выдерживать определенные нагрузки и может со временем деформироваться под давлением грунта.
Для того, чтобы предупредить подобный процесс, тело подпорной стенки, если ее высота превышает 1,5 м вместе с фундаментом принято делать с легким уклоном в сторону террасы.
Прочность конструкции существенно повысится, если линия стены на плане будет иметь плавные изгибы (не будет прямой).
- продольный дренаж — гравийная или песчаная засыпка и перфорированная труба водоотвода, заложенная у основания фундамента с тыльной стороны стены;
- поперечный дренаж — труба, заложенная поперек тела стенки с целью отвода стока наружу, частота закладки труб зависит от высоты подпорной стены (читайте далее в статье).
Без водоотвода на непучинистых грунтах можно делать лишь конструкции с невысокими (до 60 см) подвижными стенками
(сухая каменная кладка, бревенчатые стены, готовые модули, где сток воды идет за счет дренажной подсыпки и отверстий между элементами тела. Но даже в этом случае, подсыпка гравием обязательна. Дренажную систему вместе с щебневой подушкой защищают от проникновения грунта и прорастания корней травянистых растений геотекстилем.
Вооружившись базовыми знаниями, можно приступать к ознакомлению с типами подпорных стенок, доступными для самостоятельного исполнения.
Самый декоративный и эффектный тип подпорной конструкции – стена из натурального камня (песчаника, долмита). Существует два метода укладки этого природного материала: сухой и на раствор.
Для СУХОЙ КЛАДКИ годятся лишь те породы камня, которые при сколе или распиливании образуют относительно плоские поверхности.
Рекомендуемая максимальная высота кладки – 80 см.
В ее нижнюю часть укладывают самые массивные камни, обязательно в шахматном порядке, пустоты заполняют мелкими и подсыпают цементно-песчаной смесью.
Уклон передней стенки составляет около 6 0 , ширина стенки вверху – не менее 45 см, но для разных типов грунтов эти показатели могут колебаться. На глинистых грунтах толщина основания должна составлять не менее четверти высоты тела. Для рыхлых (песчаных) и влажных почв этот показатель увеличивается до половины высоты, соответственно, увеличивается и ширина верха стены.
Для стен большей высоты либо с целью экономии материала используется ЖЕСТКАЯ КОНСТРУКЦИЯ, закрепленная на цементно-известковый раствор.
Для придания большей декоративности в кладке участвуют разноразмерные элементы, в том числе делают вкрапления отдельных больших камней.
Уклон внешней плоскости стены составляет до 12 0 , при условии, что ее высота вместе с фундаментом более 1,5 м. для меньших высот подпорную стенку из камня делают одинаковой по ширине.
Дренажная система должна быть предусмотрена в любом случае: подсыпку щебнем обязательно сочетают с водоотводом, причем он состоит не только из проложенной у основания трубы, но и из отрезков пластиковой трубы, вмурованных в стену на высоте около 5 см от основания перпендикулярно линии фундамента и с небольшим уклоном.
Частота закладки поперечного дренажа 1 м при высоте стены 1,5 м, чем меньше высота (толщина грунта) тем реже закладывают дренаж.
Преимуществом монолитных конструкций подпорных стенок является отсутствие необходимости сильно заглублять фундамент – его подошва уходит в грунт на глубину 15-25 см.
Кроме всего прочего, у вас есть прекрасная возможность облицевать стену любым видом фасадной плитки. При высоте до 1,5 м вместе с фундаментом, толщина монолитной подпорной стенки может быть равномерной. Гравийную подсыпку делают не более 10 см и тщательно утрамбовывают. Подошва фундамента в данном случае в три раза шире стены и выдвигается в сторону от террасы, образуя букву L .
Большая высота требует образования уклона передней стенки до 10 0 . Кстати, внешний ее вид от этого только улучшается, так как солнечные лучи скользят по такой стене скрывая недочеты в отделке. Ширина подошвы фундамента составляет три толщины стены в ее верхней части.
Поперечный дренаж (трубы поперек тела стены) укладывают в основание, выходя за границы опалубки с той же частотой, что и для каменной стены. Что касается опалубки, то ее монтаж начинают с задней стенки: сначала позади фундамента вбивают колья, оставив место для опалубки и уходя в землю на треть высоты (иначе не выдержат напор бетона), после формируют заднюю стенку. Следующим шагом идет монтаж передней стенки: вертикальные столбы в фундамент не вбить, поэтому опалубку, обшитую изнутри рубероидом (для получения гладкой поверхности) фиксируют косыми упорами на нескольких уровнях высоты.
Очень удобен вариант НЕСЪЕМНОЙ ОПАЛУБКИ – готовые пустотелые блоки выкладывают друг на друга в шахматном порядке, укрепляют арматурой и заливают бетоном.
За один раз можно залить столько раствора, сколько у вас есть в наличии, главное, чтоб верхний ряд камней был выложен по всей ширине стены, а нижняя часть бута была утоплена в бетон. При возобновлении работ верх кладки смачивают водой.
Бетон в опалубке стынет
не менее 3-х суток, а рабочая нагрузка на стену допускается не ранее, чем через месяц. Технологический перерыв можно заполнить облицовкой фасада стены. Дренаж делают по общей схеме, отводя воду в отстойник с последующим использованием для полива.
При выборе размеров бревен используют следующее соотношение: длина заготовки в полтора раза больше видимой части (высоты стенки), а диаметр составляет 10% от длины заготовки.
Допустим, высота подпорной стенки из бревен составляет 90 см (выше – экономически неоправданно). Тогда необходимо отобрать бревна длиной 135 см (90 х 1,5) и диаметром около 14 см. Метод закладки стены – свайный.
Первым делом роют траншею в три ширины бревна по линии укладки подпорной стенки. Ее дно тщательно трамбуют, укладывают гравийную подушку 5-10 см и снова трамбуют. Нижнюю треть заготовок освобождают от коры и пропитывают горячей олифой, битумом или обжигают, верхнюю обрабатывают бесцветным антисептиком.
Стволы ставят в строго вертикальное положение, снизу подсыпают гравием. Делают заливку бетоном марки М-100 и дают раствору выстояться не менее недели.
Дренаж делают по общей схеме, при низкой высоте стены – без трубы водоотвода (достаточно наличия щелей между бревнами).
Второй ряд выполняют с вертикальными пробелами через каждый четвертый кирпич: просто не заполняйте боковые промежутки раствором – это дренажные отверстия.
По мере укладки, пока не застыл цемент, формируют расшивочные швы: их лучше делать выпуклыми либо вровень с плоскостью стены, но не заглубленными (с течением времени может нарушиться прочность конструкции).
Избегайте ровных и длинных стен из кирпича: изгибы, криволинейность и разноуровневость делают подпорную стенку устойчивее.
В кладке используется как клинкер, так и рядовой кирпич из обожженной глины. Пустоты в элементах конструкции может разорвать зимой скопившаяся в них влага – поэтому используйте только полнотелый кладочный материал. Наличие дренажных отверстий не заменяет сооружения полноценной дренажной системы позади кирпичной подпорной стенки – позаботьтесь об водоотводе.
Ускорить монтаж подпорных стенок помогут готовые модули.
Выбор на сегодняшний день среди подобной продукции не так велик, но производители предлагают интересные варианты: от несъемной опалубки, которую можно задекорировать по своему усмотрению, до элементов фигурной формы, укладываемых друг на друга в шахматном порядке и габионов.
Полости модулей заполняют щебнем либо грунтом, превращая их в контейнеры для вертикального озеленения. Из тех же пустотелых блоков можно монтировать монолит на базе несъемной опалубки, как, читайте выше (в разделе МОНОЛИТНАЯ СТЕНА).