Opěrné zdi: jejich typy a provedení, výpočty

Vaši pozornost zveme na sérii článků, které se budou zabývat výstavbou opěrných zdí v příměstské výstavbě. Tento článek nastíní koncept opěrných zdí, kdy se používají a jejich typy v příměstské výstavbě.

Koncepce a design opěrné zdi (stěny)

V obecném konstrukčním konceptu je opěrná zeď konstrukční struktura, která zabraňuje sesouvání a sesouvání hmoty zeminy za ní na terénních svazích (svahy, svahy, konvexity a prohlubně povrchu pozemku).

V příměstské výstavbě se opěrné zdi používají v oblastech terénu s ostrým rozdílem nadmořské výšky (rokle, strmé svahy, kopce atd.). Kromě svého přímého účelu jako inženýrské stavby našly uplatnění jako umělecké a dekorativní prvky krajinného designu.

Všechny stěny postavené během předměstské výstavby lze rozdělit na:

Dekorativní: používá se jako architektonický a umělecký prvek. Používají se na plochých (hladkých) a mírně svažitých plochách jako prvek krajinného designu;

Posílení: slouží k zadržování půdy na svažitém terénu. Hojně se používají při terasování přírodních svahů za účelem zvětšení užitné plochy pro terénní úpravy a sadové prvky.

Dekorativní opěrná zeď

V tomto článku nebudeme uvažovat dekorativní opěrné zdi a v budoucnu budeme hovořit pouze o vyztužení opěrných zdí. Dále budou výztužné opěrné stěny v tomto článku označovány jako opěrné zdi (bez slova „posilování“).

Hlavní účel zpevnění opěrných zdí — zpevnit půdu na svazích a svazích a zabránit kolapsu a sesuvu půdy (tvorbě sesuvů), které jsou často pozorovány v oblastech na březích řek, jezer a rybníků. Tento jev je obzvláště nebezpečný v blízkosti roklí, protože jejich neopevněné svahy se téměř neustále sesouvají i z lehkého deště nebo tání vody. Opěrné zdi se používají i při stavbě teras (o terasování místa si povíme v samostatném článku).

Zkušenosti s plánováním pozemků na svazích ukazují, že při sklonu větším než 8 % se bez opěrných zdí prakticky neobejdete.

Kromě hlavních funkcí vám výztužné stěny umožňují vyřešit řadu problémů při plánování a navrhování webu:

• organizovat optimální terasování;
• racionální využití zahradních ploch;
• vyplňte vodorovné plochy vzniklé při terasování úrodnou vrstvou a vytvořte příznivé podmínky pro růst rostlin;
• rozdělit lokalitu na zóny – funkční a estetické.

Vyztužená opěrná zeď

Způsob stanovení velikosti sklonů je popsán v článku “Zpevňování svahů”.

a – celkový pohled na opěrnou zeď; b – řez opěrnou zdí, kde: 1 – základ; 2 – tělo; 3 – drenážní otvor; 4 – drenážní potrubí; 5 – štěrk.

Bez ohledu na to, k jakému účelu slouží opěrná zeď, skládá se z hlavních částí:

• Základ – podzemní část zdi;
• Těleso – nadzemní (pohledová) část nosné konstrukce;
• Drenáž a drenáž nutné ke zvýšení pevnosti opěrné zdi.

Základ, drenáž a drenážní systém plní pouze technické funkce. A karoserie kromě technických funkcí umí řešit i estetické problémy.

Materiály, ze kterých jsou vyrobeny prvky opěrné zdi, budou diskutovány níže.

Síly působící na výztužnou opěrnou zeď (obecné pojmy).

Na opěrnou zeď neustále působí následující hlavní zatížení:

А — vlastní tíha stěny (svislé síly);

Б — zatížení na stěnu od zatížení na ni (svislé síly);

В — tlak zásypové zeminy na zeď a její základ (svislé síly);

Г — tlak zásypové zeminy za zdí (horizontální síly);

Д — třecí nebo adhezní síly se zemí (horizontální síly),

Síly působící na stěnu.

Síly vznikající od zatížení ABECEDA zajišťují stabilitu stěny.

Tady přichází síla Г se snaží pohnout (vytvořit klouzání po základně) nebo převrátit zeď.

Převrácení stěny. 1 – poloha před zahájením pohybu stěny, 2 – poloha po pohybu stěny. A – bod převrácení stěny.

Rovněž při nerovnoměrném sedání zeminy, vymývání sypké zeminy s nedostatky v drenážním systému, nehomogenní hustotě zásypové zeminy, působení sil. Б и В může vést ke zřícení stěny na zem (tento jev je typický pro vysoké stěny).

Zřícení vysoké zdi na zem. 1 – poloha před zahájením pohybu stěny, 2 – poloha po pohybu stěny.

Je také nutné pamatovat na to, že na stěnu stále působí následující periodické síly:

• vítr (s výškou stěny větší než 2 m);
• seismické (v seismických oblastech);
• vibrace (například při silném provozu těžkých kolových vozidel podél blízké ulice. Když se místo nachází v blízkosti železnice);
• toky povodňové a dešťové vody;
• mrazové bobtnání půdy atd.

Zvýšení stability opěrných zdí

Při navrhování stěny spolu s jejími pevnostními charakteristikami je nutné co nejvíce zajistit její stabilitu.

Pro zvýšení stability opěrných zdí při smyku a převrácení se při jejich navrhování provádí řada konstrukčních opatření:

• zadní líc stěny je navržen se sklonem k zásypu (pro snížení tlaku zásypové zeminy viz varianta “a”);

Vliv sklonu zadního líce stěny na velikost tlaku zásypové zeminy na něj

• zvýšit drsnost zadního líce stěny, což také pomáhá snižovat tlak zásypové zeminy na něj. K tomu je okraj nerovný. V betonových a železobetonových stěnách jsou horizontální sousední bednicí desky posunuty o 5-10 cm vůči sobě navzájem. Udělejte malé třísky do betonu. V cihlových a kamenných stěnách jsou vyrobeny výčnělky z zděného materiálu;
• zajistit povinné odvodnění stěny (podrobně bude popsáno v dalším článku);
• na přední straně stěny je instalována římsa – konzola. To snižuje pravděpodobnost převrácení stěny;

Konzolová opěrná zeď

• lehké duté prvky jsou umístěny v zásypové zemině. Tím se snižuje měrná hmotnost zásypové hmoty a v důsledku toho i boční tlak na opěrnou zeď. Používají například granule expandovaného polystyrenu (EPS), což jsou duté kuličky naplněné plynotvorným činidlem. Jejich hustota je 8-10 kg/m3. Velikost granulí je 3-5 mm. Hlavní účely použití granulí EPS ve stavebnictví jsou plnivo pro výrobu polystyrenbetonu – zásypová izolace;
• výroba izolačních desek. V zemědělství na kypření půdy. Při výrobě nábytku jako výplň. Při přepravě produktů jako hromadné balení.

Lze použít i odpadní desky EPS nebo extrudovanou polystyrenovou pěnu (EPS).

– použijte vykládací plošinu ve zdi. Plošina umožňuje zahrnout do práce tíhu zeminy nad ní (další svislé síly), což zvyšuje stabilitu stěny a snižuje tlak zeminy na její spodní část.

Uvedená opatření jsou univerzální a lze je aplikovat na jakýkoli typ výztužných opěrných zdí

Rozměry průřezu a profilu opěrné stěny jsou určeny na základě složitých inženýrských výpočtů její pevnosti, odolnosti proti převrácení, smyku, objemnosti. Týká se to především průmyslové a občanské výstavby. Pokud jde o stěny postavené v předměstské výstavbě, používá se zde zjednodušená technika založená na rozsáhlých zkušenostech s výstavbou takových staveb.

Odborníci doporučují, pokud je výška opěrných zdí větší než 1 m, přítomnost nestabilních slabých půd na místě (hlavně písčitá hlína, písčité, hlinité skály nasycené vodou), v blízkosti (1-1,5 m od povrchu země) podzemní vody nebo, ještě hůř, přítomnost takového takzvaného tekutého písku, kontaktujte specializované organizace pro jejich výstavbu, protože v takových situacích jsou stěny složitou inženýrskou strukturou s hluboce pohřbenou částí.

Typy výztužných opěrných zdí

Výztužné opěrné zdi lze rozdělit do následujících typů.

Podle způsobu konstrukce:

• A. Monolitický. Vyrábějí se ve formě samostatných spojů v továrnách na železobetonové výrobky a poté se přepravují na místo stavby. Mají rohový profil a jsou konzolové nebo vyztužené. Také monolitické stěny jsou odlévány ze železobetonu, suti betonu na místě do daného tvaru (bednění);
• B. Prefabrikované. Vykládají se z různých stavebních materiálů (kámen, cihla, dřevo atd.) na staveništi.

Rohové profilové stěny: a-konzola; b-podpora

Podle hloubky:

• A. Hluboká pokládka (hloubka pokládky je jedenapůlkrát nebo vícekrát větší než šířka stěny);
• B. Mělký.

Výška:

• A. Nízká (výška nepřesahuje 1 m);
• B. Střední (výška od 1m do 2m);
• B. Vysoká (výška přesahuje 2 m).

Je účelné vypočítat střední a vysoké stěny speciálními metodami (včetně těch, které jsou založeny na počítačových programech), a nepřebírat rozměry pouze na základě konstrukčních úvah.

Podle konstruktivního řešení pro dosažení stability (z hlediska masivnosti):

• A. Masivní opěrné zdi. Odolnost proti smyku a převrácení je dosažena vlastní hmotou stěny (beton, suť nebo cihlové zdivo). Masivní opěrné zdi jsou při výstavbě náročnější na materiál a pracnost než tenkostěnné a lze je použít s příslušnou studií proveditelnosti (například když jsou postaveny z místních materiálů, chybí betonové prefabrikáty atd.) . Masivní opěrné zdi mají zpravidla stejné rozměry na výšku a šířku;
• B. Polomasivní. Stabilita opěrné zdi je zajištěna komplexně: hmotou zdi a zeminou ležící na základové desce. Takové stěny jsou obvykle železobetonové konstrukce;
• B. Tenké prvky. Obvykle se skládají z železobetonových desek navzájem spojených. Stabilitu stěn tohoto typu zajišťuje především hmota zeminy nad základovou deskou a jen v malé míře její vlastní tíha;
• G. Tenký. Jejich stabilita je zajištěna sevřením základny v zemi.

Rýže. a – masivní nevyztužené; b – polomasivní vyztužené; c – tenký prvek; g – tenký.

Podle místa:

• A. Volně stojící;
• B. Souvisí s přilehlými konstrukcemi (schodiště, rampy, výklenky pro rostliny atd.).

Podle materiálu výroby:

• železobeton;
• beton;
• suťový beton;
• z přírodního kamene;
• cihlový;
• dřevěné nebo kovové atd.

V článku jsme zkoumali typy výztužných stěn, síly působící na konstrukci a za jakých podmínek příměstské výstavby je nutné je postavit.

Pro zvelebení zahrad a zamezení sesuvu pozemků, budov apod. se staví speciální opěrná zeď. Opěrné zdi, jejich typy a provedení jsou velmi rozmanité. Navíc se nejčastěji vyskytují v horských oblastech kvůli přírodním podmínkám (topografii). Staví se většinou ze šrotu, a pokud je široký výběr stavebních materiálů, pak je možné postavit nejen efektní opěrné zdi, ale i ty krásně navržené.

Opěrná zeď může sloužit nejen svému hlavnímu účelu, ale plnit i další funkce, jako je reklama. Konstrukce opěrné zdi není složitá, pro stavbu takového objektu je však nutné dodržovat normy SNiP. SNiP zároveň reguluje nejen to, jak vypočítat opěrnou zeď a jak ji postavit, ale také materiály, ze kterých by měla být postavena. Níže zvážíme různé typy opěrných zdí, jejich konstrukční možnosti a stručně popíšeme, na co byste si měli pamatovat, pokud takový objekt stavíte sami.

Popis stěn

Podle regulačních dokumentů je opěrná zeď konstrukce, která je navržena tak, aby zabránila zhroucení a klouzání půdy na svazích. Často se používají v oblastech, kde je ostrý rozdíl v nadmořské výšce. Zároveň mohou plnit reklamní a dekorativní funkce. Lze je rozdělit na:

1. Stěny jsou dekorativní. Struktury tohoto typu jsou architektonickým a uměleckým prvkem, postaveným pro zlepšení krajinného designu. Mohou být také postaveny na rovném terénu pro zlepšení designu.
2. Stěny pro zpevnění půdy. Staví se za účelem zadržování zeminy na terénních svazích, terasování, aby bylo zajištěno zvětšení užitné plochy pro různé prvky.

Konstrukce opěrných zdí jako dekorativních prvků je poměrně jednoduchá a nevyžaduje schválení žádného orgánu, protože nenesou žádné zatížení. Jejich stavba vlastníma rukama je poměrně jednoduchá – zcela postačuje obyčejný kámen nebo cihlové zdivo z 1,5 cihel. Dále budou uvažovány pouze stěny pro zpevnění zeminy níže v textu, které budou jednoduše nazývány opěrnými stěnami.

Hlavním účelem tohoto návrhu je zabránit sesuvu půdy. Tím se zabrání sesuvům půdy, zřícení a sesuvu budov, zejména těch, které se nacházejí v blízkosti rybníka nebo řeky (včetně podzemních). Podle SNiP je výstavba takové stěny nezbytná pro oblasti se sklonem 8% nebo více.

Takové budovy také plní další funkce, například optimalizují plochu pozemku, terasování se stává optimální, pozemek je rozdělen (lze rozdělit podle funkce) atd.

Požadované konstrukční prvky

Bez ohledu na to, jaký materiál je na stavbu opěrných zdí použit a jaké typy opěrných zdí se plánují stavět, musí mít každý takový objekt pevný základ, štěrkovou vrstvu mezi zeminou a zdí, nadzemní část (zdivo) v kde musí být drenážní otvory a drenážní systém pro odvod vody ze základu a zdi. Navrhování opěrných zdí je proto složitá záležitost, která by měla být svěřena profesionálovi. To je způsobeno skutečností, že je poměrně obtížné správně vypočítat odvodnění, základy a samotné zdivo, protože je třeba vzít v úvahu úhel sklonu, typ půdy, seismickou aktivitu a mnoho dalšího.
. Pokud jsou výpočty a výkresy objektu nesprávné, může zeď spadnout na zem, což povede k jejímu posunutí, ale v opačném směru.

Tyto stěny jsou také vystaveny zvýšenému zatížení větrem, což může vést i ke zřícení stěny na zem. Je třeba vzít v úvahu také vibrace z okolních objektů: silnice, tramvajové a železniční tratě atd. Mají negativní vliv na strukturu, což vede k rychlé destrukci. Pro stavbu takových stěn lze použít různé materiály. Dřevěné stěny se tedy nejčastěji staví jako dekorativní – nejsou pevné, odolné a neudrží zeminu.

Nejpevnější stěny jsou z betonu a monolitického železobetonu. Jsou vysoce odolné a riziko jejich zřícení je minimální, ale mají vysoké náklady – jak na materiál, tak na práci.

Méně časté jsou stěny z tvárnic (pěnobeton, pórobeton), celulární a vyztužené zeminy. Nejběžnější jsou cihlové zdi. Jsou poměrně levné a odolné, zvláště pokud jsou opěrné zdi vyztuženy cihlou. A je snadné je postavit sami. Stojí za zmínku, že pro posílení konstrukce mají téměř všechny takové blokové stěny sklon na vnějším okraji. Dále se podíváme na to, jak vyrobit opěrnou zeď.

Trénink

Jak je popsáno výše, měli byste začít prací na projektu. Nejsprávnější by v tomto případě bylo kontaktovat architektonickou kancelář, jejíž specialisté na místě změří svah a odeberou vzorky půdy. Tím se výrazně sníží riziko chyb ve výpočtech a sestavování výkresů.

Poté, co je projekt připraven a vystaven, by měla začít příprava základů. K tomu je tedy potřeba ze svahu odstranit určité množství zeminy. Čištění půdy musí být provedeno podle projektu. Poté je pod základem vykopán příkop. Je důležité nezapomenout, že základ by měl na každé straně vyčnívat přibližně 40-60 cm za zeď. Hloubku založení určuje odborník. V tomto případě si předem připravte drenážní systém (ve formě štěrkového polštáře) mezi stěnou a zemí. Rýha pod základem se hloubí tak, že se pod ní kromě monolitického betonu vytvoří pískový a štěrkový polštář (10 cm vrstva písku a 10 cm vrstva štěrku).

Po zhutnění pískového a štěrkového polštáře se položí bednění a nalije se beton. V případě potřeby se vyplatí zajistit drenážní systém ze základu (drenáž). Poté, co se základ nalije a ztvrdne, začnou organizovat drenážní systém ze zdi. Prvním krokem je odvodnění a položení potrubí. V tomto okamžiku je příprava dokončena a začíná stavba zdi.

Stavba zdi

Stavba by měla začít určením tloušťky stěn na základně a nahoře. Návrh musí udávat minimální šířku stěny u základů a nahoře. Typicky může být základna položena v 5-6 cihlách, zatímco horní část může být položena pouze ve 2. Někdy, aby se zlepšila estetika konstrukce, jsou rozmístěny další prvky ve formě vodítek.

Často se pro stavbu takové stěny staví sloupy v rozích, které mohou být umístěny po délce stěny. Pokud je nutná konstrukce sloupů, pak je během procesu nalévání základů nutné vertikálně instalovat kovové trubky pro jejich konstrukci. Tyto trubky jsou pak obloženy cihlami.

Pokud projekt počítá s rohovými opěrnými stěnami, pak v tomto případě stavba stěny začíná rozložením rohových sloupů. Na koncích stěny by měly být postaveny sloupy.

Ke stavbě sloupů dochází současně s výstavbou stěn. To je způsobeno skutečností, že celá konstrukce musí být vyztužena. Výztuž opěrných zdí se provádí každé 4 řady cihel. K tomu můžete jako vložky použít buď výztuž nebo ocelový pás. Při pokládce je důležité ponechat ve zdi otvory pro odvod vody.

Pokládání cihel se provádí stejným způsobem jako pokládání běžných stěn. Po postavení zdi začíná další fáze.

Dokončení práce

Když je stěna postavena, měl by být dokončen odvodňovací systém ze stěny. K tomu se před základem na obou stranách vytvoří štěrkový polštář. V případě potřeby lze do štěrku svisle zahloubit trubky do hloubky větší, než je hloubka základu. Obvykle se tato opatření provádějí v případě silných srážek v roce a přítomnosti podzemní vody. Po nasypání štěrku v blízkosti základu se mezi stěnu a zeminu nasype štěrková vrstva a připraví se žlaby nebo trubky, které je zevnitř vloží do odtoků ve stěně.

Poté byste měli stěnu nechat „stát“ asi 1-2 týdny a do prostoru mezi stěnou a zeminou můžete naplnit dříve odstraněnou zeminu. Pro zlepšení vzhledu může být stěna zdobena různými prvky. V této podobě bude stěna nejen plnit svou hlavní funkci, ale stane se také ozdobou místa.