Opěrné zdi: typy a provedení

Článek pojednává o typech opěrných zdí a způsobech jejich výstavby.

Za účelem zlepšení krajinného designu a snadného používání pozemku s rozdílem výšky se používají opěrné stěny z monolitického železobetonu. Tato konstrukce umožňuje provádět řadu činností, jako je terasování a zónování pozemků a zpevňování svahů.

Nerovný terén pozemku je velmi obtížně ovladatelný, proto se většina developerů snaží pozemek vyrovnat vytvořením několika zón s horizontálními plošinami, po kterých se lze pohybovat po schodech.

Tlak půdy na opěrnou zeď je hlavním problémem, který vede k negativním důsledkům: ztrátě stability a pevnosti.

Pro kompenzaci tlaku půdy na stěnu se používají dvě zásadně odlišné technologie:

• masivní stěny – mají velkou váhu, díky čemuž boční sesuv půdy nemůže posunout konstrukci z jejího místa;
• tenkostěnné konstrukce – stěnové prvky, které využívají hmotu zeminy k vytvoření tlaku na základnu proti straně převrácení.

Použití prvního způsobu s sebou nese zvýšení spotřeby betonu a výztuže použití druhého způsobu zvyšuje objem výkopových prací. Volbu technologie ovlivňuje především rozpočet stavby a množství volného času. Například s omezeným rozpočtem je nejvhodnější použít rohové konstrukce s konzolou. Při použití opěrné zdi pro terasování mohou být květinové záhony vysazeny na horních plochách víceúrovňových stěn a použity v krajinném designu.

Masivní

Příklad masivní opěrné zdi je na Obr. 1.

Rýže. 1. Masivní opěrná zeď

Při vytváření těchto struktur existuje řada pravidel:

• při celkové výšce 0,4-1,6 metru je bednění zakopáno do 1/3 výšky opěrné zdi
• stěny o výšce více než 1,6 – 2,1 metru, hloubka minimálně 0.7 metru.
• u lichoběžníkových stěn by měla být minimální tloušťka nahoře 10 cm.
• šířka základny pro písčité půdy by měla být 0,5 výšky konstrukce, u hlíny 1/3, u jílu 1/4.

Správně navržená opěrná zeď terasy by měla mít výztuhy, rohy a přerušované linie, které zajišťují větší pevnost železobetonové zdi.

S rozšířeným podpatkem.

Potřebná spotřeba betonu pro tuto technologii je menší, což umožňuje snížit rozpočet stavby díky menší spotřebě betonu. Stěny pro terasování oblasti jsou konstruovány podle následujícího schématu:

• výkop dle značení – na základě projektových údajů se vytáhnou šňůry, vykope se rýha o šířce odpovídající rozšíření základny záchytné konstrukce;
• příprava písku a štěrku a instalace bednění – pod 40 centimetrů od značky mrazu se půda nahradí drceným kamenem, zhutní se a poté se položí hydroizolace. Pro rozšíření se instaluje panelové bednění o výšce 30 centimetrů, na které se kolmo přibijí kusy dřeva. Na nich jsou instalovány a oboustranně zajištěny bednicí panely pro opěrnou zeď. Uvnitř bednění jsou uvázány zátky v délce odpovídající tloušťce stěny a utaženy sponami;
• je položena drenáž – panely jsou provrtány, skrz ně jsou instalovány plastové nebo azbestové trubky v 1metrových krocích ve výšce 0,2 metru od spodní terasy;
• vyztužení a zalití – uvnitř bednění je instalován výztužný rám se dvěma pásy podélných tyčí, svázaný sponami (na třmeny se obvykle používají hladké tyče o průměru 6-8 cm) nebo horizontálními a vertikálními propojkami, beton se lije ve vrstvách 0,5 metru, současně zhutněno hloubkovým vibrátorem.

Typ betonu od M200, je možné použít penetrační přísady.

Lichoběžníkové

Příklad lichoběžníkové opěrné zdi je na obr. 2. Obr.

Rýže. 2. Lichoběžníková opěrná zeď

Technologie výroby vypadá takto:

• značení – pomocí vodováhy se měří výšky, tahají se šňůry s přihlédnutím k výškovým značkám;
• výkop příkopů – zemina se odebere na 0,5 metru projektové úrovně, šířka výkopu se rovná velikosti rozšíření základny opěrné zdi s přihlédnutím k typu zeminy (například pro stěnu 0,8 metru vysoká, na hlinité půdě bude šířka 0,26 metru);
• přípravná vrstva – když je hladina podzemní vody vysoká, používá se drcený kámen a písek;
• montáž bednění – přední překližkový panel je instalován svisle (směrem ke svahu), upevněn pomocí podpěr, zadní panel je svou horní stranou nakloněn k němu, zajištěn rozpěrkami z tyče nebo trnů;

• výztuž – výztužný rám se skládá ze dvou ok 20×20 centimetrů, vzájemně zajištěných pomocí svorek;
• betonáž – betonová směs se pokládá ve vrstvách po 0,5 m a pro zhutnění se urovná.

Klasická péče o beton – první dva dny pokrytý filmem a zaléván konví. Penetrační přísady zaváděné do směsi při výrobě umožňují získat absolutně vodotěsný beton. Náklady na opěrnou zeď se však mohou zvýšit až o 25-30%, ale zároveň zmizí potřeba hydroizolace, pevnost betonu se zvýší o 10% a také mrazuvzdornost kvůli menší absorpci vlhkosti.

Po nabytí pevnosti betonu se provádí zásyp v závislosti na teplotě a vlhkosti vzduchu, odstranění bednění pro hydroizolaci trvá až 7–28 dní.

Kotevní stěna

Příklad kotevní opěrné stěny je na obr. 3.

Rýže. 3. Kotevní opěrná zeď

Aby se ušetřil rozpočet stavby, používají se kotevní opěrné zdi, postavené pomocí následující technologie:

• svislá deska se nalije do bednění na místě;
• v jeho horní části jsou namontovány zapuštěné smyčky;
• kotva je zašroubována do půdy horní terasy za oblast zhroucení svahu;
• Jsou připojeny ke smyčkám kotevní stěny pomocí kabelu.

Opěrná zeď

Příklad opěrné zdi je na obr. 4.

Rýže. 4. Opěrná zeď

Technologie zpevňování opěrné zdi opěrnými konstrukcemi. Výhody této metody jsou:

• opěra slouží jako výztuha;
• stabilizuje prostorovou polohu konstrukce;
• těžiště stěny se posouvá směrem k horní terase;
• Vlastní tíha opěrné stěny se zvyšuje a zabraňuje bočnímu pohybu.

Technologie výstavby je podobná jako u předchozí, pouze výztužné tyče jsou uvolněny ze stěny místo vložených smyček.

Navržené podpěry mohou vypadat jak vně, tak uvnitř stěny; tento design je obvykle kombinován s konzolovou stěnou.

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.