Укрепление стен осуществлялось много веков назад, когда оборонительные сооружения — замки и крепости, строились на возвышенностях в окружении излучин рек или искусственных рвов. Чтобы массивные оборонительные стены не сползали по склону под своей тяжестью, или от воздействия природных сил, их укрепляли подпорными стенами. Впоследствии, они вошли в строительную терминологию как подпорные стенки и получили свои технические характеристики и систематизацию.
Наше время, полное динамики технических преобразований, вызывает у людей неодолимое желание быть ближе к природе, органически слиться с ней, ну, хотя бы, очертаниями своего жилища. Поэтому стали так популярны в архитектуре строительные проекты, привязанные к особенностям местности, даже если она сложная по рельефу. Особняки на крутом обрыве, или коттеджи на берегу моря или озера, дома, построенные на крутом склоне — не такая уж большая редкость в жилищном строительстве. Но иногда, условия задают непредвиденные обстоятельства: на участке неожиданно возник овражек, или появилась острая необходимость еще в одной постройке, а под неё нет горизонтальной площадки. И тут, надежда только на укрепительные подпорные стенки.
Бывают, правда и декоративные подпорные стенки, назначение которых исключительно эстетическое. Их создают, порой, на абсолютно ровной площадке для декоративного эффекта. Эту же задачу решают путем создания разноуровневых и оригинальных по оформлению террас не только на приусадебных участках, но и в городских пейзажных парках, для разграничения зон, или прогулочных терренкурах, для удлинения оздоровительного маршрута. Засыпав плодородную почву между склоном и стенкой можно получить дополнительное пространство для садовых посадок, а, уплотнив засыпку твердым грунтом, проложить дорожки для прогулок. Часто с помощью подпорных стенок выравнивают поля для гольфа или тенниса.
При строительстве загородных домов застройщики все больше предпочтения отдают экологичным материалам, в частности дереву. Очень популярны в настоящее время деревянные жилые дома, а то, что касается бань – другой материал и не требуется. Беседки, веранды из древесины привлекают владельцев своей натуральной фактурой, ни с чем несравнимым живительным запахом леса. На приусадебных участках дерево тоже нашло себе применение: скамейки, пергалы, арки, штакетник, декоративные подпорные стенки и лесенки. Всё это можно сделать из высококачественного сырья, поставляемого архангельским производством Компании «Леспром». Брус и брёвна из отличной древесины хвойных пород дерева – ели, сосны, лиственницы, лучшим образом подойдут для возведения сооружений эксплуатируемых под открытым небом. Торговое представительство Компании в Санкт-Петербурге решит все вопросы с оформлением покупки и доставки строительного материала, кроме того, по телефону вас проконсультируют по всем вопросам компетенции Компании.
Строительство укрепительной подпорной стенки дело сложное и ответственное, так как неточность в расчетах, непременно, приведет к обрушению или завалу сооружения. Поэтому строительство подпорных стенок высотой более метра рекомендуется доверять специалисту. Еще на этапе проектирования нужно определить, исходя из особенностей рельефа, каких параметров и формы будет стенка, из каких материалов предполагается её сооружать, определить качество укрепляемого грунта, его влагонасыщенность и возможность промерзания. В сейсмических районах важно учесть силу сейсмоколебаний поверхности.
Исходя из способа укрепления склона, можно рассматривать подпорные стенки как гравитационные и свайные по конструкции. Первые используют расчет массы грунта и силы противодействия конструкции самой стены. Свайные же обеспечивают отпор за счет соотношения величины верхней части сваи и зажатого в земле, по принципу анкера, конца. Понятно, что сила противодействия подпорной стены второго вида будет меньше, так как площадь соприкосновения свай с грунтом тоже меньше.
Монолитные стенки используются для укрепления больших подвижных участков поверхности, имеющих угол уклона больше 8 %. Для их возведения используется бетон — жидкий и в заводских конструкциях. Монолитные стенки глубокого залегания имеют фундамент, заложенный глубоко у основания склона и армированный металлом. Заводские конструкции для этих целей представляют собой двусторонние прямые углы, консольного или контрофорсного типа, к которым крепятся более лёгкие плоские конструкции, составляющие, собственно, тело стены. Подпорные стенки неглубокого залегания применяются, в основном, в ландшафтном строительстве, для невысоких сооружений, до метра. Такие стены более устойчивы на противодействие силе сдвига.
Само название вида — массивная подпорная стена, говорит об объеме строительных материалов её составляющих. Как правило, это бутовый камень и бетон, которые в такой стене имеют равное соотношение в верхней и нижней части. То есть, высота и ширина стены равны – это и обеспечивает её массивность. Такая конструкция подойдёт для подъема рельефа на 1,5 и даже 2 метра. Если же породы укрепляемого склона твердые, то его собственный вес плюс фундамент из армированного бетона обеспечивают устойчивость к сдвигу. В этом случае говорят о полумассивности подпорной стенки. И, наконец, в строительстве в ходу термин – тонкоэлементные подпорные стенки, который выглядят, как соединенные между собой тонкие элементы, не оказывающие своим весом существенной нагрузки на основание. Тонкая же конструкция противостоит нагрузкам, будучи зажата одним концом в грунте.
По тому, как располагаются подпорные стенки относительно друг друга, различают отдельно стоящие и связанные. Понятно, что связанные должны быть соединены с другими конструктивными элементами, например лестницей, чашей фонтана, пандусом. Если стенка несёт декоративную функцию, то соединяться со стеной могут и кашпо для размещения цветов, скамейки.
Материал, из которого возводят укрепительные подпорные стены самый разнообразный. Кроме уже названного бетона и бутового камня, применяются железобетон, полнотелый кирпич, металлические конструкции (грунтовые анкеры) и, даже, дерево твердых пород. Прост и эффективен способ укрепления неровностей рельефа с помощью габионов, которые были известны человеку еще сто лет назад. Когда приходилось решать землеустроительные задачи при отсутствии современной техники. Габионы – это короба из металлической сетки, ячеистость которой зависит о величины засыпаемого строительного лома, а размеры – от назначения укладки в основание или в верхние ряды. Уложенные укрепительной стенкой габионы соединяются между собой, промежутки засыпаются грунтом и прорастают растениями, которые увеличивают их связку.
В России 17-го века этот принцип укрепления склонов использовался, как ряжевые стенки. Ящики из дерева наполнялись крупнозернистым грунтом и укладывались, как кубики. Век таких стен, конечно, не слишком велик. Но они находят своё применение в декоративном оформлении участка и сейчас.
В арсенале современных укрепительных материалов для сдерживания сдвига земли на участке – георешетки и геотекстиль. Уложенные определенным образом на косогорах и склонах оврагов, они успешно предупреждают возникновение небольших оползней и разрушение границ скосов и насыпей. Именно их используют в дорожном строительстве для укрепления откосов, которые через какое-то время выглядят свеженьким газонами.
Подпорные стенки как инженерные укрепления могут по-разному размещаться на склоне, что зависит от решаемых задач. Один вариант: расширена верхняя часть площадки (имеет обратный угол), прилегающей к стене. Другой представляет собой равновесие отсыпанного грунта и основания (крутые). В третьем случае увеличивается наклон стены за счет увеличения объема основания (пологие). И, наконец, вариант, который за счет подпорной стенки создает неровности на плоском рельефе (лежачие). Профильный разрез в каждом из представленных случаев будет представлен трапецией, только боковая сторона трапеции будет менять свой угол.
До сих пор, пока речь шла о подпорной стенке, упоминались основание стены и её основная часть. Что же конструктивно объединяет все виды подпорных стенок? Это их строение. Подпорные стенки имеют фундамент, тело и дренажную систему. Особенности каждой из этих составляющих влияют на специфические свойства каждого вида стен, их прочность и устойчивость. Так, фундамент противодействует вертикальным нагрузкам (вес стены; вес, находящегося на ней груза; давление засыпки грунта). Тело стены противодействует горизонтальным силам (давление засыпки за стену, силы трения и сцепления с грунтом). При этом, когда это необходимо, оно еще выполняет и декоративную функцию. Если дренажная система имеет конструктивные ошибки, то может произойти вымывание грунта, что приведет к нарушению баланса противодействующих сил, и разрушению стены. Надежность стены определяется расчетами этих сил и влиянием на них внешних воздействий природного и антропогенного свойства, таких, как замерзание, паводковые воды, сила ветра, вибрация, при близком расположении объектов движения.
Для предотвращения опрокидывания подпорных стенок важно задать им наклон в сторону склона и обеспечить неровности поверхности соприкасающейся с грунтом. Это могут быть шероховатости плит, сколы, или выступы, полученные при особой укладке опалубки. В этом случае тело стены, как бы цепляется за поверхность, а засыпка прижимает её к фундаменту. Фундамент стены должен по глубине заложения превышать свою толщину в поперечнике, быть сплошным и прочным, учитывая особенности подстилающего грунта. Тело стены может быть достаточно массивным, чтобы противостоять давлению грунта, а может быть упругим и терпимым к небольшим деформациям без нарушения целостности, их упругость достигается сухой укладкой камня с меньшим уклоном и толщиной не менее 45 см.
Существенное значение для обеспечения прочности имеет система дренажа, которая предупреждает вымывание грунта, а в зимнее время возникновения такого явления, как вспучивание. Вода из грунта должна отводиться через слой гравия горизонтальными и продольными водоотводами, образующими сеть. Чтобы сток воды во время дождей осуществлялся с поверхности стены, её необходимо наклонить в сторону водоотводного стока под 20%. Существую в продаже грунтовые анкеры, которые уже в своей конструкции имеют дренажную систему, что существенно облегчает водоотвод.
Поскольку подпорные стены выше 2 метров относятся к категории высоких, иногда сложные работы по их возведению можно заменить террасированием склона, разбивкой на ступенчатые террасы с небольшими по высоте подпорными стенками. Принцип террасирования использовался очень давно в высокогорных районах, где нет площадей для сельскохозяйственных посадок. Так растят маис в Чили, чай в Китае. В сельском хозяйстве уже сложилось понятие террасное земледелие. Небольшие уступы при террасировании доступны самодеятельному землеустроителю.
Укрепительные подпорные стенки существенно расширяют строительные возможности в регионах со сложным рельефом. Они придают долговечность автомобильным трассам и железнодорожным путям, украшают городскую часть берега рек и других водоёмов, превращая их в набережные. Подпорным стенкам мы обязаны безопасностью жилищ в овражистых районах с подвижным грунтом. Они становятся декоративным элементом украшения городского и приусадебного пространства. И особой разницы между укрепительными и декоративными подпорными стенками, наверное, все-таки нет.
