Калькулятор

Расчёт подпорной стенки на сдвиг и опрокидывание

Калькулятор подпорной стенки из бетона или блоков ФБС: давление грунта на стену, запас на сдвиг и опрокидывание, нужная толщина и объём бетона. Расчёт предварительный и не заменяет проект и проверку специалиста.

От земли перед стеной до земли за стеной.

Насколько низ стены уходит в землю со стороны, где грунта меньше.

Блоки ФБС бывают шириной 0,3; 0,4; 0,5 и 0,6 м. Если кладёте несколько блоков в ряд, введите их сумму: два блока по 0,6 м дают 1,2 м.

Углы трения взяты для грунта средней плотности: песок с пористостью e = 0,65, супесь, суглинок и глина с e = 0,75. Если не знаете, возьмите самый слабый из похожих: мягкопластичный суглинок или глину (комок легко мнётся пальцами). Рыхлый песок, насыпной или очень влажный грунт слабее этих вариантов: введите угол из изысканий. Мокрую глину, которая ещё не обжалась под весом, калькулятор не считает: там нужен проект.

Глубину промерзания для своего места посчитайте в калькуляторе глубины промерзания грунта. Засыпка за стеной промерзает в любом случае, её угол трения калькулятор понижает всегда.

Местный грунт считается таким же, как под подошвой. Местную супесь и суглинок допускают только с обоснованием, тяжёлой и пластичной глиной засыпать нельзя.

Если не знаете, оставьте 1800 кг/м³: песок и супесь легче, расчёт идёт в запас. Глина и тяжёлый суглинок с примесями бывают тяжелее, для них введите свою плотность.

Пусто: стоимость не считается.

Результат

Нужная толщина прямой стены — м

Запас на сдвиг у вашей стены —

Нужно на сдвиг, не меньше —

Запас на опрокидывание у вашей стены —

Нужно на опрокидывание, не меньше —

Подошва прижата к грунту (нужно от 75 %) — %

Давление грунта на 1 м стены — кН

Коэффициент активного давления Ka —

Бетона или блоков на всю стену — м³

Стоимость бетона или блоков —

Разрез подпорной стены: высота перепада грунта, глубина подошвы, толщина вверху и по подошве, давление засыпки дренаж давление грунта 1,5 м перепад 0,6 м 0,5 м 1 м
Перепад меряют по вертикали между уровнями земли с двух сторон стены. Глубину подошвы считают от земли перед стеной.

Как рассчитать подпорную стенку

Калькулятор проверяет массивную подпорную стенку из монолитного бетона или блоков ФБС, которая держит грунт своим весом. Считаем на 1 м длины по своду правил о подпорных сооружениях (СП 381.1325800.2018) и своду правил об основаниях (СП 22.13330.2016). Если в вашей стране действует свой свод правил, запасы сверяйте с ним.

  1. Замерьте перепад между уровнями земли с двух сторон.
  2. Укажите, на сколько подошва уходит ниже земли с нижней стороны. Полная высота в расчёте равна перепаду плюс эта глубина.
  3. Отметьте, лежит ли подошва выше глубины промерзания.
  4. Выберите грунт под подошвой и то, чем засыпаете пазуху. Без отчёта изысканий берите вариант послабее.
  5. Отметьте, заедет ли на засыпку машина или лягут поддоны с материалом.

Калькулятор покажет давление грунта, запас на сдвиг и на опрокидывание, долю подошвы, прижатую к грунту, и толщину прямой стены, при которой проходят все проверки. Расчёт предварительный и не заменяет проект и проверку специалиста.

Давление грунта на подпорную стенку

Засыпка давит сильнее всего внизу. На глубине z давление равно Ka × γ × z, где γ (удельный вес) равен плотности, умноженной на 9,81. Для вертикальной гладкой грани и ровной засыпки Ka = tg²(45° − φ/2), φ означает угол внутреннего трения грунта (СП 22.13330.2016, ф. 9.8). Сила на метр длины равна половине Ka × γ × h² и приложена на трети высоты от подошвы.

Активное давление появляется, когда стена чуть отходит от грунта, больше чем на 0,001 высоты. Пассивное, или отпор, возникает спереди, если стену вдавливает в землю больше чем на 0,01 высоты во влажном грунте и на 0,02 в водонасыщенном (п. 9.22, 9.23). Отпор калькулятор не учитывает: землю спереди могут перекопать под грядку или траншею.

Машина или поддоны на засыпке добавляют Ka × q на всю высоту. Площадку на бровке, куда может заехать техника, свод правил велит считать с нагрузкой 20 кПа (СП 381.1325800.2018, п. 6.2.21).

Зимой грунт промерзает, весной оттаивает и слабеет. Если допускается промерзание грунта с последующим оттаиванием, угол трения умножают на 0,9 (СП 22.13330.2016, п. 5.3.21). Угол трения засыпки калькулятор понижает всегда, основания только при подошве выше промерзания.

Проверка на сдвиг и опрокидывание

На сдвиг трение подошвы по грунту сравнивают с давлением. Угол трения берут не целиком: у монолита его умножают на 0,67, у сборной кладки на 0,5. На опрокидывание момент веса относительно переднего нижнего угла сравнивают с моментом давления. Запас нужен не меньше γn/γd. Без изысканий условия неизвестны, поэтому калькулятор считает по второй геотехнической категории, γn = 1,15 (при простых условиях бывает первая). На глинистом основании и пылеватом песке на сдвиг нужно 1,15/0,9 = 1,28.

Коэффициенты и характеристики грунтов в расчёте
ЧтоНормаОткуда
Коэффициент надёжности по назначению γn (геотехническая категория 2) 1,15 СП 381.1325800.2018, п. 6.3.19; прил. Б, табл. Б.1
Наибольший перепад, который считает калькулятор 5 м СП 381.1325800.2018, прил. Б, табл. Б.1
Условия работы на сдвиг γd: пески, кроме пылеватых 1 СП 381.1325800.2018, п. 6.3.19
То же: пески пылеватые, супесь, суглинок, глина 0,9 СП 381.1325800.2018, п. 6.3.19
Условия работы на опрокидывание γd 1 СП 381.1325800.2018, п. 6.3.23
Трение подошвы γdk: монолитная стена, бетон насухо 0,67 СП 381.1325800.2018, прил. Д, табл. Д.1
То же: сборная стена из блоков 0,5 СП 381.1325800.2018, прил. Д, табл. Д.1
Надёжность по нагрузке: вес стены (удерживает) 0,9 СП 381.1325800.2018, табл. 6.2
То же: горизонтальное давление грунта 1 СП 381.1325800.2018, табл. 6.2
Нагрузка от машин и складирования на бровке 20 кПа СП 381.1325800.2018, п. 6.2.21
Надёжность по нагрузке: машины на поверхности 1,2 СП 381.1325800.2018, табл. 6.2
То же: своя нагрузка (наибольший из таблицы, в запас) 1,4 СП 381.1325800.2018, табл. 6.2
Сжатая часть подошвы при треугольной эпюре, не меньше 75 % СП 381.1325800.2018, п. 6.3.26
Подошва в песке выше промерзания, не мельче 0,6 м СП 381.1325800.2018, п. 6.3.8
Угол трения φn: песок гравелистый и крупный 38 ° СП 22.13330.2016, прил. А, табл. А.1, e = 0,65
То же: песок средней крупности 35 ° СП 22.13330.2016, прил. А, табл. А.1, e = 0,65
То же: песок мелкий 32 ° СП 22.13330.2016, прил. А, табл. А.1, e = 0,65
То же: песок пылеватый 30 ° СП 22.13330.2016, прил. А, табл. А.1, e = 0,65
То же: супесь пластичная 21 ° СП 22.13330.2016, прил. А, табл. А.2, e = 0,75
То же: суглинок тугопластичный 21 ° СП 22.13330.2016, прил. А, табл. А.2, e = 0,75
То же: суглинок мягкопластичный 18 ° СП 22.13330.2016, прил. А, табл. А.2, e = 0,75
То же: глина тугопластичная 17 ° СП 22.13330.2016, прил. А, табл. А.2, e = 0,75
То же: глина мягкопластичная 14 ° СП 22.13330.2016, прил. А, табл. А.2, e = 0,75
Надёжность по грунту для угла трения: пески 1,1 СП 22.13330.2016, п. 5.3.20, прим. 1
Понижение угла трения, если грунт промерзает и оттаивает 0,9 СП 22.13330.2016 (изм. 5), п. 5.3.21
То же: глинистые грунты 1,15 СП 22.13330.2016, п. 5.3.20, прим. 1
Угол трения засыпки из местного грунта: доля от φI 0,9 СП 381.1325800.2018, п. 6.2.10
То же: не больше 30 ° СП 381.1325800.2018, п. 6.2.10
Угол трения засыпки из привозного песка: доля от φI 0,95 СП 381.1325800.2018, п. 6.2.10
Плотность тяжёлого бетона, нижняя граница (вес держит стену) 2 200 кг/м³ СП 63.13330.2018, п. 6.1.1
Плотность засыпки по умолчанию: глина жирная мягкая без примесей 1 800 кг/м³ ЕНиР Е2-1, техническая часть, табл. 1
Засыпка: песок или щебень, без тяжёлой и пластичной глины; органики и растворимых включений не больше 5 % по весу СП 381.1325800.2018, п. 6.3.5
Отверстия для выпуска воды в лицевой стене: шаг от 3 м СП 381.1325800.2018, п. 6.3.13
То же: шаг до 6 м СП 381.1325800.2018, п. 6.3.13
То же: диаметр отверстий 50 мм СП 381.1325800.2018, п. 6.3.13
Класс бетона по прочности, не ниже B 15 СП 381.1325800.2018, п. 6.3.25
Шаг подбора толщины прямой стены 0,05 м наш шаг: опалубку подбирают по 5 см, кладку ФБС округляют вверх до набора блоков

Ещё одна проверка из п. 6.3.26: под подошвой лучше иметь трапециевидную эпюру давления. Треугольную допускают, если прижато не меньше 75 % подошвы.

Расчёт подпорной стенки: пример

Перепад 1,5 м, подошва на 0,6 м ниже земли и выше промерзания, полная высота 2,1 м. Монолит 0,5 м вверху и 1,0 м по низу, основание и засыпка из среднего песка, плотность засыпки 1800 кг/м³.

Угол трения основания 35/1,1 × 0,9 = 28,6°, засыпки 0,95 × 35/1,1 × 0,9 = 27,2°, Ka = 0,373. Давление 0,5 × 0,373 × 17,66 × 2,1² = 14,5 кН на метр. Вес с понижением 0,9 равен 30,6 кН, трение 30,6 × tg(0,67 × 28,6°) = 10,6 кН. Запас на сдвиг 10,6/14,5 = 0,73 при нужных 1,15: монолит уедет. На опрокидывание запас 1,84, тут порядок.

Прямая стена проходит с толщины 1,2 м: на 10 м длины это 1,2 × 2,1 × 10 = 25,2 м³ бетона. У стены из примера объём 15,75 м³, но на сдвиг она не проходит.

Толщина подпорной стенки из бетона высотой 1, 1,5 и 2 метра

Наименьшая толщина прямой стенки по калькулятору. Засыпка из привозного среднего песка плотностью 1800 кг/м³. На песке подошва на 0,6 м ниже земли и выше промерзания. На суглинке подошву ставят ниже промерзания, в таблице на 1,5 м. На мягкопластичном суглинке стена выходит толще: 2,35; 2,95; 3,55 и 4,1 м.

Толщина прямой стены, м, при перепаде
Стена и грунт0,5 м1 м1,5 м2 м
Монолит, песок0,650,91,21,5
Монолит, суглинок тугопластичный, подошва на 1,5 м2,02,53,03,5
ФБС, песок (вся ширина кладки, вверх до набора блоков)0,851,251,652,0
Монолит, песок, проезд машин2,152,452,73,0

Отпор спереди и сцепление глины здесь не учтены, бетон взят самый лёгкий из тяжёлых, 2200 кг/м³. С данными изысканий проектировщик может их учесть, и толщина уменьшится. На суглинке и при проезде машин массивный вариант разрастается. Для таких мест есть уголковая подпорная стенка: её держит пригруз, то есть грунт на задней консоли подошвы (СП 381.1325800.2018, п. 5.1.7). Её калькулятор не считает.

Подпорная стенка из блоков ФБС и габионов

Блоки скользят легче монолита, поэтому подошва нужна шире: в таблице выше ряд ФБС везде толще. Габионы свод правил о подпорных сооружениях прямо исключает из своей области (раздел 1), их калькулятор тоже не считает.

Фундамент, дренаж и армирование

  • Глубина подошвы. Её выбирают как для фундамента наружной стены дома, то есть ниже промерзания. В песке выше можно только с обоснованием и не мельче 0,6 м (п. 6.3.8).
  • Дренаж. Пазуху засыпают песком или щебнем, местной супесью и суглинком только с обоснованием, тяжёлой и пластичной глиной нельзя (п. 6.3.5). Со стороны засыпки укладывают пристенный дренаж из камня, щебня или гравия, а в лицевой стене оставляют отверстия диаметром 50 мм через 3–6 м (п. 6.3.13). Вода без дренажа давит дополнительно, этого калькулятор не считает.
  • Бетон и арматура. Класс бетона не ниже B15. Массивную стенку допускается армировать конструктивно, уголковую армируют по своду правил о железобетоне (п. 6.3.25).

Когда калькулятора мало

Нужен проектировщик, если перепад больше 5 м, рядом стоит дом или проходит дорога, на участке оползень, просадочный грунт или высокая вода. Если земля за стеной идёт уклоном (участок со склоном), давление больше, чем при ровной засыпке. Калькулятор считает только ровную засыпку, для склона нужен расчёт в инженерной программе. Засыпку, которую трамбуют катком или виброплитой, считают с добавкой давления от уплотнения, калькулятор её тоже не берёт. Несущую способность основания, глубинный сдвиг, осадку и прочность самого бетона он не проверяет.

Когда толщина известна до заливки, бетон и опалубку заказывают одним разом, без доборов. Если подпорную стенку делает компания, которая ведёт объект в программе RemontCRM, заказчик видит её смету целиком и сам фиксирует цену до начала работ.

Частые вопросы

Как рассчитать подпорную стенку на сдвиг и опрокидывание?

Считают силу давления грунта на 1 м длины и собственный вес. На сдвиг трение подошвы по грунту делят на давление, на опрокидывание момент веса делят на момент давления относительно переднего нижнего угла. Без изысканий запас нужен не меньше 1,15, на глинистом основании и пылеватом песке на сдвиг 1,28 (СП 381.1325800.2018, п. 6.3.19 и 6.3.23). Если грунт промерзает и оттаивает, угол трения умножают на 0,9 (СП 22.13330.2016, п. 5.3.21).

Какое давление грунта действует на подпорную стенку?

Давление растёт с глубиной: Ka × γ × z. На 1 м длины сила равна половине Ka × γ × h² и приложена на трети высоты от подошвы (СП 22.13330.2016, ф. 9.5 и 9.8). Засыпка из среднего песка плотностью 1800 кг/м³, полная высота 2,1 м, без машин: около 14,5 кН на метр длины. Машина на засыпке добавляет Ka × q на всю высоту.

Чем активное давление грунта отличается от пассивного?

Активное давление появляется, когда стена чуть отходит от грунта, больше чем на 0,001 высоты. Пассивное (отпор) возникает спереди, если стену вдавливает в грунт больше чем на 0,01 высоты во влажном грунте и на 0,02 в водонасыщенном (СП 22.13330.2016, п. 9.22, 9.23). Отпор калькулятор не учитывает.

Какая минимальная толщина подпорной стенки из бетона?

Общей цифры нет, толщину даёт расчёт на сдвиг и опрокидывание. Если засыпка из среднего песка, а сверху газон, прямой монолит на песке при перепаде от 0,5 до 2 м выходит толщиной 0,65–1,5 м, на тугопластичном суглинке с подошвой на 1,5 м: 2–3,5 м.

Какой толщины делать бетонную подпорную стенку высотой 1 метр?

Минимальную толщину подбирают расчётом на сдвиг и опрокидывание. Если подошва на 0,6 м ниже земли и выше промерзания, основание и засыпка из среднего песка, а сверху газон, прямой монолит проходит при толщине 0,9 м, при перепаде 0,5 м с 0,65 м. Стена из ФБС в тех же условиях нужна толщиной не меньше 1,25 м, то есть в несколько блоков в ряд, например 0,5 + 0,4 + 0,4 = 1,3 м: блоки скользят легче (СП 381.1325800.2018, табл. Д.1). На суглинке и при проезде машин стенка выходит толще.

Можно ли сделать подпорную стенку из блоков ФБС?

Можно, но блоки скользят по подошве легче монолита: коэффициент 0,5 против 0,67 (СП 381.1325800.2018, прил. Д, табл. Д.1). Поэтому стена из блоков выходит толще: при перепаде 1 м на песке 1,25 м против 0,9 м у монолита. Толщину набирают несколькими блоками в ряд.

Какой нужен фундамент для подпорной стенки?

Подошву закладывают на ту же глубину, что фундамент наружной стены дома, то есть ниже промерзания. В песке выше промерзания можно только с обоснованием и не мельче 0,6 м (СП 381.1325800.2018, п. 6.3.8). Тогда угол трения грунта умножают на 0,9 (СП 22.13330.2016, п. 5.3.21), и стенка выходит толще.

Нужен ли дренаж за подпорной стенкой?

Нужен. Пазуху засыпают песком или щебнем, со стороны засыпки укладывают пристенный дренаж из камня, щебня или гравия, в лицевой стене оставляют отверстия диаметром 50 мм через 3–6 м (СП 381.1325800.2018, п. 6.3.5 и 6.3.13).

Как армировать подпорную стенку из бетона?

Массивную стенку из бетона не ниже B15 допускается армировать конструктивно, кроме карста, слабых и структурно-неустойчивых грунтов. Уголковую стенку армируют по расчёту по своду правил о железобетоне (СП 381.1325800.2018, п. 6.3.25).

Что ещё посчитать

Калькулятор посчитал то, что нужно?

Ответ анонимный и не публикуется — по нему мы понимаем, какие калькуляторы доработать.

Калькулятор ремонта

Создайте свою первую смету на открытых данных

Калькулятор ремонта собирает смету целиком: комнаты, работы, объёмы и итог — по ценам, которые портал взял из реальных договоров.

Сколько это будет стоить у вас?
Посчитайте свою квартиру или выберите подрядчика. Бесплатно.

Вы мастер? Как получать заказы

Опишите объект — и подрядчики предложат цену
Запрос увидят компании вашего города, у которых совпадает профиль работ. Бесплатно, занимает минуту.
Оставить заявку →