О классической технологии
   террасирования:
   «Коллектив большой, народ
   квалифицированный, работа
   проделана большая, у меня лично
   сомнений нет, это дело так
   не пойдет…»

(К/ф «Карнавальная ночь»)

Очень ландшафтный эпиграф

(Из учебного курса по ландшафтной архитектуре и строительству.)

Пролог…«Искусственная ландшафтная терраса - горизонтальная или несколько наклонная площадка, устроенная путем насыпки или выборки грунта, выполненная при вертикальной планировке территории ландшафтного объекта»

Настоящая статья является первой, в цикле статей о ландшафтном дизайне участков с ландшафтными склонами, и рассказывает о технологических приёмах террасирования, применявшихся на ландшафте испокон веков, в недалёком прошлом и внедрении новых технологий, появившихся в России в последние десятилетия.

Её логическим продолжением является наша статья о дизайне участков с небольшим ландшафтным склоном, с которой Вы можете ознакомиться здесь, и заключительная статья, как пример ландшафтного дизайна участка, с домом на крутом склоне, выполненного ландшафтным бюро “Умный Ландшафт” на одном из наших объектов, о которой можно узнать соответственно здесь.

В рамках реализуемой нами концепции «Умный ландшафт ТМ» в этой статье мы постараемся кратко изложить наши подходы к организации современного террасирования ландшафтов с использованием подпорных стен, создаваемых на основе традиционных и новых технологий.
Не много о целях террасирования.

Для начала надо сказать, что в большинстве своем применение подпорных стенок при террасировании ландшафтов преследует своей целью увеличение полезной площади, вовлекаемой владельцем участка в удобное и практичное использование.

Здесь не важно, будь то вовлечение территории сельскохозяйственного использования (районы со сложным и переменным природным рельефом), индустриальное или жилищное строительство, либо справедливое желание владельца дачного загородного участка, имеющего, скажем, на своей территории овраг, попытаться использовать эту (многие считают бесполезно обретенную / потерянную) часть жизненного пространства.

Есть, конечно, еще один более редкий вариант вынужденной, и, обычно, экстренной потребности в спасении имеющейся «горизонтальной или несколько наклонной территории» от разрушения, наступающего на нее обваливающегося склона, по причине размывания его паводковой водой, рекой, прудом, либо по причине человеческой деятельности на «сопредельной территории». По-научному это называется мероприятиями по защите земель, нарушаемых эрозией.

Теперь немного определений и классификаций…

Традиционно принято считать, что подпорные стены по типам своей организации можно отнести к трем категориям.

Первым типом подпорных стен являются гравитационные (или как говорят некоторые документы – массивно-объемные).

Устойчивость гравитационных стен обеспечивается собственным весом, определенным образом организованного конструктива стены и грунтом обратной засыпки.  Вот вам пример для наглядности из жизни.

Подпорная стенка гравитационного типа может быть (ранее была всегда) монолитно-железобетонная. Она возводится таким образом, чтобы иметь значительное широкое основание, обеспечивающее уверенное нахождение центра тяжести конструктива в площади основания и обладает большой массой, противостоящей подпираемому грунту.

В целях повышения такой стены на сдвиг и опрокидывание задняя часть ее бетонной конструкции имеет наклон в сторону засыпки (это уменьшает активное давление грунта), а с лицевой стороны стена может иметь выступ – консоль (для предотвращения опрокидывания.

Фрагмент такой стены любой может увидеть воочию, например, в центре города Боровска, где при подъезде к центральной площади из Москвы, хорошо видна стена и выступы консоли.

Одновременно от себя добавим, что если эта классическая бетонная гравитационная стена имеет высоту около четырех метров, то по правилам строительства это означает, что при создании требуемого наклона задней (тыловой) грани толщина бетонного основания стены должно составлять около 2,5 м! (Общее правило: размер основания должен составлять 0,6 от высоты).

Монолитная железобетонная подпорная стенка – это так сказать, тупое «в лоб» решение задачи, когда бетона не жалко и есть возможность (больше необходимость) обеспечить надежный фундамент стены, гарантировав его заглубление минимум на глубину промерзания.

Монолитная бетонная стена, сама по себе, не имеет никаких возможностей по «податливости» (гибкости) поведения её отдельных частей по мере замерзания / размораживания грунта, постоянно подвергаясь опасности разрушения.

Теперь не забудьте, что для этой стены по СНиП необходимо предусмотреть устройство температурно-усадочных деформационных швов, конструкция которых, к стати, должна быть решена с учетом необходимости устройства гидроизоляции (СП 50-101-2004). Кроме того, те же правила требуют обеспечить теплоизоляцию подпорной стены такого типа.

Решив эти вопросы, вы воссоздадите старый испытанный рабочий вариант конструктива подпорной стены, конечно, более безопасного и долговечного для песчаных малопучинистых грунтов, коих у нас в Подмосковье не так много.

Время шло, и менее десятилетия назад в России стали вводиться строительные правила и инструкции по созданию различных габионных конструкций, используемых, в том числе, для строительства подпорных стен.

В настоящее время такого рода «подпорки» приобрели достаточно широкое распространение. В основном, в чисто утилитарных целях по укреплению ж/д откосов, откосов автомобильных дорог и мостовых конструкций, а так же в силу их хорошей водопропускной способности, для укрепления русел рек, водоканалов и водосбросов.

Габионные конструкции позволяют создавать стены высотой 7-8 м и более. Тут, наверное, пора сказать, что со своей стороны мы предпочитаем, чтобы укрепительные свойства подпорных стен были максимально объединены с эстетическими (иначе получится не «умный», а «уродливый» ландшафт). Вот тут габионные подпорные стенки выступают весьма посредственно.

Кто хочет оценить их эстетику в Москве, может мимоходом взглянуть на Сколковскую развязку на МКАД либо бросить взгляд на внешнюю сторону ТТК между Ленинским и Варшавским шоссе.

Но перейдем ко второму типу подпорных стен. Вторым типом является, как говорят СНиПы, гибкие подпорные стены.

У этого типа подпорных стен устойчивость обеспечивается заделкой в грунтовом «массиве» анкерных и различных распорных конструкций.

В.С.Теодоронский называет такие стенки свайными, отмечая, что они представляют из себя облегченные конструкции, защемленные в грунтовом основании и «являющиеся устойчивыми, за счет создания пассивного отпора давлению грунта в нижней части стены и/или наличию специального крепления анкерного типа в верхней части стены».

Данный тип стены в классическом исполнении, по нашему мнению, также не обладает достаточной «податливостью».

Свайные подпорные стены обычно широко распространены при организации «шпунтовых ограждений» котлованов из бетонных свай или профилированных металлоконструкций.

В Москве это можно увидеть на любой стройплощадке, где на нулевом цикле строители готовят котлован под подземные этажи здания, фактически организуя котлован с вертикальными стенками до десятка метров глубиной.

При организации свайных подпорных стен необходимо выполнение большого объема землеройных работ, обеспечивающих заглубление основания стены, опять таки, ниже глубины промерзания.

Несмотря на некоторое облегчение конструкции по сравнению со стеной гравитационного типа, строительство свайных стен достаточно затратно, да и эстетики в них, прямо скажем, не очень много.

СП 50-101-2004 признает третьим типом стены подпорную стену, в конструктиве которой комбинируется сочетание элементов стен первого и второго типа.

И вот, наконец, о том, что больше импонирует нам и что до сих пор не вошло в широкую практику при вертикальной планировке ландшафтных объектов в России.

Мы говорим о сегментных подпорных стенках или как говорят иностранцы SRW – это segmental retaining walls. Указанная технология получила широкое распространение в Северной Америке. В настоящее время десятки производителей выпускают сотни видов элементов подпорных стен, из которых, как конструктор, вы собираете в сухую кладку! стены высотой до 15 метров.

Что бы создавать такие высокие стены необходимо и создание специальных армогрунтовых конструкций. Применение армогрунтовых конструкции в серьёзное строительство пришло к нам, в Россию, только пару десятилетий назад.

Сегодня в отечественных сводах строительных правил(СП),СНИПах и других руководящих документах эта конструкция  уже характеризуется как ”армогрунтовая система:“ - “Система, состоящая из грунта основания, уплотняемых слоев грунта насыпи и армирующих элементов в виде металлических стержней, полос, арматурных каркасов или геосинтетических тканей, решеток, сеток, панелей, лент, полос, стержней, закладываемых горизонтально между слоями грунта обратной засыпки с определенным вертикальным шагом, и облицовок различных конструкций.”

Да, длинна история этих элементов и облицовок…

Как видим, тамошние производители начали успешно реализовывать пункт 10.15 наших СП 50-101-2004 о повышении податливости конструкций подпорных стен. Эти стены, действительно обладая относительно «подвижным» конструктивом, допускают возведение на основаниях со значительно облегченными требованиями к фундаменту и спокойно переносят Российское промерзание пучинистого грунта. Кроме того, благодаря конструкции, обеспечивается пониженное влагосодержание в пределах сезонного промерзания обратной засыпки.

Для строительства подпорных стен этого типа не нужны крупномасштабные бетонные работы, а в ряде случаев, технология позволяет обходится без них.

Армирование конструкций пришло из древности. Только если 3000 лет назад, в зиккуратах древнего Ирака, древние строители использовали глиняные кирпичи, в сочетании с песком, слоями гравия и армированием ткаными материалами из тростника, располагаемых горизонтально, а скажем бамбук и солома использовались в разных районах Азии, с целью армирования грунтовых строений, то в Вавилоне тростник и глина использовались для армирования защитных береговых линий Ефрата и Тигра.

В современных армогрунтовых системах материалы гораздо сложнее. Армирующие элементы в современных конструкциях, в условиях постоянного контакта с грунтом, должны сохранять серьёзные проектные физико-механические характеристики на протяжении длительного периода времени.

А значит армирующие элементы в виде сеток, решеток, панелей, лент, полос, стержней должны быть сделаны с применением высококачественных материалов с повышенной механической прочностью на растяжение – они должны иметь определённую “ориентацию” осей- направлений в котором эти элементы подвергаются нагрузкам на растяжение.

Создание системы террас на ландшафтном склоне выявляет его пространственную структуру, посредством чередования подъёмов и относительно плоских ступеней рельефа.

Армирование массива грунта склона позволяет предотвратить его оползание и исключить сдвиг грунта, позволяя ландшафтным дизайнерам работать с использованием “слабых грунтов” с низкой несущей способностью или часто встречающимся случаем недостаточной площади объекта для размещения откоса с пологим склоном.

Длина любых “армопанелей” в грунте, их шаг, геометрические размеры, толщина армируемого слоя насыпи в плотном состоянии, определяются расчетом в зависимости от нагрузок на подпорную стену и прочностных свойств используемых материалов, которые безусловно, чем прочнее, тем дороже.

Наличие именно отдельных элементов, “стоящих” в сегментной подпорной стене, обеспечивают ей столь полезную податливость. Тут если хотите мы приведём показательный пример совсем из другой области.

Вот если бы Вы, лет 20 назад, обратились к практикующему зубному врачу ортодонту, то он несомненно посоветовал, бы вам строительство жестких мостов на несколько зубов в проблемной области Вашего рта. Сейчас же, практически любой, ортопед рекомендует устройство отдельных коронок на отдельных зубах. Аргументация сейчас проста: Создатель создал человека с отдельно существующими зубами обладающими относительной степенью свободы. Блокирование их в жёстком виде в “мосты”, лишь ухудшает их устойчивость в перспективе, а значит это неправильно.

Мы наглядно излагаем? ;)

Вернёмся, на время, опять к североамериканским строителям…

- Это стало быть любую стенку
можно так убрать?
- Стенку!..
- Вашему изобретению цены нет!

(К/ф «Иван Васильевич меняет профессию»)

С помощью элементов сегментных подпорных стен можно создавать как гравитационные, так и комбинированные армо-грунтовые подпорные стены. Последние имеют в своей конструкции различные анкерные полимерно-синтетические материалы, стойкие к воздействию УФ-излучения и биологически-активных бактерий грунта.

Как мы уже сказали, среди  мировых производителей элементов для сегментных подпорных стен особенно преуспели американцы. Среди ведущих производителей следует отметить Keystone retaining wall systems, Allan Block Corporation, Versa-Lok, Anchor Wall System, Risi Stone Systems и другие.

Согласно принятому в США подходу, строительство стен высотой более
4 футов (1,2 м) выполняется только на основании проекта, выполненного специалистом, сертифицированным государством по такого рода специализации.

Работы ведутся в рамках существующих стандартов в рамках ASTM С 1372 (Standard Specification for Segmental Retaining Wall Units), а также документов National Concrete Masonry Association.

Несмотря на столь серьезный уровень авторизации возведения подпорных стен, каждый производитель широко распространяет свои методики и подходы к строительству, выпуская различные manuals и красочные «Idea Books».

Данные материалы знакомят потребителей с примерами реализации проектов из выпускаемой производителями широкой гаммы элементов для сегментных подпорных стен (прямые, угловые, двухсторонние и другие).

В США широкое распространение получили компьютерные программы по расчету внутренней и внешней устойчивости стен.

Программы позволяют оценить возможности реализации, придуманного дизайнером проекта, исходя из местных условий, планируемых нагрузок, типов выбранных элементов для строительства, пространственных размеров стен, их конфигурации и наклона, а также влияния друг на друга (связанные стены, отдельностоящие и т.п.).

Изучая документы производителей, приходишь к выводу, что принципы оценки конструктивов подпорных стен у нас и у них схожи. При проектировании разработчикам необходимо оценить:

1. Результаты инженерно-геодезических, инженерно-геологических и инженерно-гидрометеорологических изысканий территории площадки, где планируется строительство.
2. Воздействия и нагрузки, действующие на фундаменты подпорных стен. Условия эксплуатации фундаментов и самих стен.
3. Общую внешнюю устойчивость стены, включая расчеты на ее сдвиг, опрокидывание и потерю несущей способности основания (в т.ч. по круглоцилиндрической поверхности скольжения).
4. Внутреннюю устойчивость стены, включающую расчет по наиболее опасным сечениям, а также проверку стен на возможность относительного сдвига отдельных слоев элементов относительно друг друга.

Характерно, что практически каждый производитель, доводя информацию о своем товаре до потребителя, почти всегда снабжает последнего статьями с шокирующими типовыми названиями: «Почему падают стены?», «Ошибки при строительстве подпорных стен и уроки из них» и т.п. В статьях подробно рассматриваются типичные ошибки при строительстве стен, которые производитель настойчиво предлагает избегать.
Вот перечень наиболее распространенных проблем, неверное решение которых приводит к нежелательному результату.

1. Приступая к проектированию, помните, что, в общем говоря, гораздо проще и надежнее построить пять стен по полтора метра, чем одну стену высотой 7,5 метров.
2. Грамотно спроектированный и реализованный фундамент стены – важнейший элемент ее устойчивости. На этом категорически нельзя экономить.
   Начиная строительство с самой нижней стены, помните, что в качестве основания / фундамента предпочтительнее использовать «коренной» грунт (при организации строительства на насыпном участке сложность возведения подпорной стены значительно повышается).
3. Правильно решенный вопрос по организации водоотведения (как они говорят «water management») позволит избежать обводнения стены и резко уменьшить гидростатическую нагрузку (не надо строить плотину ГЭС, доводя воду до фасада стены). Система дренажей в обратной засыпке должна обеспечивать непрерывность водяного потока с самой верхней террасы до основания самой нижней стены.
4. В случае необходимости, если расчеты показывают недостаточность организации подпорной стенки виде классической (гравитационной), грамотно применяйте решения по армированию грунта обратной засыпки синтетическими материалами, в том числе с учетом их направленной прочности на разрыв.
5. Возведение подпорной стены начинайте только после полной готовности документации, включающей, в том числе, проект по прокладке через стены всех инженерных сетей.

1. Использование в обратной засыпке выбранного ранее при вертикальной планировке грунта происходит исходя из его качественного анализа (для обратной засыпки необходимо использовать только несвязанные, водопроницаемые грунты, пески или пескосмеси, обладающие требуемой пропускной способностью).
2. Качественное выполнение работ по трамбованию дренажной и обратной засыпок обеспечивает малую усадку и незначительную локальную просадку стены со временем.
3. Рекомендуется строить стены с отклонением от вертикальной плоскости не менее 6-80. Такой наклон, особенно у высоких стен, охотнее «прощает» незначительные ошибки по неверному позиционированию элементов, чем «практически вертикальная стена».
   При прочих равных условиях, наклонная стена более устойчива, чем вертикальная. Поймите, радующее глаз строительство «практически вертикальных стен» - удел ограниченного количества профессионалов.
4. Если вы в чем-то сомневаетесь, привлекайте к работе грамотных специалистов.