18.08.2017
В последние несколько лет весьма распространенными стали пластиковые двери. Объясняется это их практичностью, эстетичным внешним...


18.08.2017
Эффективное автономное отопление для коттеджей и дач является головной болью их владельцев. Централизованная подача тепла нередко...


18.08.2017
Ещё пару десятков лет назад традиционное культивирование приусадебных участков происходило с использованием некоторых подручных...


18.08.2017
Инженерная защита территорий и населения - это комплекс мероприятий, направленных на предупреждение и ликвидацию последствий...


18.08.2017
Кухня – то место где происходит процесс приготовления пищи, и где хозяйка дома проводит большую часть своего времени. Кроме того,...


17.08.2017
Щитовые двери – конструкции, в которых основу составляют облицованные с двух сторон пустотелые или сплошные щиты. Толщина полотна...


Габионные конструкции

25.05.2016

В последние годы построено и реконструировано большое количество водопропускных сооружений с применением МГТ в сочетании с габионными технологиями: в Читинской, Амурской, Архангельской областях - районах с вечной мерзлотой, в Смоленской и Московской областях, в республике Коми, в городах Москве, Сочи и других регионах РФ. Как показывает анализ конструктивных решений, используемых при реконструкции и строительстве МГТ, для исключения размывов участка русла перед МГТ и за ней укрепляют габионными конструкциями более 75% водопропускных сооружений. Такие конструкции применяются для устройства подпорных стен и водобоев (рис. 2.94), горизонтальных и наклонных рисберм, крепления откосов и дна подводящих и отводящих к водопропускному сооружению участков каналов, оголовков труб и лотков внутри МГТ (рис. 2.95), защиты берегов водотоков от воздействия водной и воздушной эрозии, для армирования и стабилизации откосов насыпей, для укрепления оврагов, логов, водоотводных и других дорожно-мостовых сооружений, используются при ремонте обрушенных откосов.
Габионные конструкции

Габионные конструкции

Среди отечественных (Габикон, Мосгипротранс, ОАО «Череповецкий сталепрокатный завод», ВНИИГиМ, ДагГУ и др.) и зарубежных (Офичине Маккафери, Netlon - Великобритания и др.) габионных конструкций можно выделить три основных типа: коробчатые, матраснотюфячные и цилиндрические. Из этих типов габионных строительных блоков можно создавать комбинированные конструкции. В дорожном строительстве широко применяются более экономичные и экологичные конструкции из габионов и матрасов (матрацев) Рено или Джамбо фирмы «Офичине Маккаферри» (рис. 2.96) и реже отечественные габионные структуры. Габионные конструкции, применяемые в дорожном и водохозяйственном строительстве в нашей стране, в зависимости от фирмы-производителя имеют размеры: длина до 6 м, ширина 1...2 м, высота 0,17...1 м. Для ответственных сооружений выполняют коробчатые габионы с армирующей панелью и с усиленной лицевой гранью (рис. 2.97 и 2.98). Нетрадиционными конструкциями являются запатентованные фирмой «Офичине Маккаферри»: модульные системы Террамеш и Зеленый Террамеш, матрасы Геомак, маты Сармак, система Флексмак, геокомпозитная сетка Макмат, сетка Родмеш, биоматы, биотекстили. Все они относятся к современным конструкциям и технологии ландшафтной архитектуры.
Габионные конструкции

Габионы представляют собой корзины прямоугольной формы, выполненные из металлической оцинкованной или пластифицированной сетки, имеющей шестигранные звенья (размеры ячеек до 6x8 см или 8x10 см) с двойным кручением. В тех случаях, когда сооружение работает в особенно коррозионной среде, рекомендуется проволоку после цинкования покрывать оболочкой из ПВХ (поливинилхлорида), имеющей толщину 0,4...0,6 мм, или гальфановым покрытием. По краям габионы упрочняются проволокой, имеющей больший диаметр, чем проволока сетки. Габионы могут быть разделены на ячейки посредством диафрагм, которые служат для упрочнения конструкции, облегчения работ по укладке и удобства эксплуатационных работ. Матрасы Рено оснащены диафрагмами через 1 м. Для выполнения аварийно-ремонтных работ и для временных сооружений используются цилиндрические габионы, состоящие из единого рулона сетки, открытого с одной стороны или вдоль одного бока.
Таблицы размеров коробчатых, цилиндрических, многоячеистых габионов и матрасов с карманами и рекомендации по их применению приведены в специальной литературе.
Перед установкой габионных конструкций на спланированную поверхность укладывают геотекстиль (Террам, Дорнит и другие материалы, регламентированные ТУ 186788-90 ОП-2), иногда щебень и камень (толщина подобных оснований 0,1...0,2 м). Для ответственных сооружений под габионные конструкции укладывают обратный фильтр или противосуффозионный экран из геотекстиля по ТУ 8391-001-50099417-2001. Таким же образом облицовываются все грани габионов, имеющие контакт с грунтом. В случае, когда необходима герметичность защитного покрытия, применяется конструкция, состоящая из матрасов Рено или Джамбо и битумной мастики. Битумную мастику можно заменить битумной или синтетической оболочкой под габионными элементами. При этом необходимо предусмотреть защиту оболочки от возможного повреждения наложением двойного слоя геотекстиля.
В сооружении габионные конструкции заполняются камнем и увязываются между собой. Камень для заполнения должен быть большой плотности и морозоустойчив. Он может быть окатанным (речной камень) или рваным (карьерный), размером несколько большим, чем размер ячейки сетки габиона. На откосах матрасы заполняются камнем снизу вверх. Камень должен быть прочным и иметь размер между 75 мм и 2/3 толщины матраса. Заполненный матрас должен быть слегка переполнен, так как следует принимать во внимание возможную осадку камня. Доставляют габионные структуры в пакетах непосредственно к месту производства работ автомобильным транспортом. Матрасы увязываются друг с другом пустыми и только потом заполняются камнем. Заполнение матрасов камнем производится вручную. При доставке камней, согласно нормативам РДС 82-202-96, предусматривается коэффициент потери к = 1,3. Наполнение камнями выполняют в объеме большем, чем это позволяет объем габиона, с учетом усадки конструкции со временем. В дальнейшем, в процессе эксплуатации, промежутки между камнями, заполненные воздухом, наполняются грунтом.
Связка габионов осуществляется проволокой такого же качества, как проволока сетки, но меньшего диаметра. Вязка габионов между собой производится пневматическими степлерами. Максимальный шаг между кольцами при скреплении сетки должен составлять не более 20 см. После окончания работ по наполнению габионов камнями устраивается крышка из металлической сетки. Крышка габиона должна плотно прилегать к камням во избежание образования полостей и нарушения целостности конструкции габиона.
По сравнению с типовыми конструкциями укрепления (каменная наброска, монолитный и сборный железобетон или бетон) габионы имеют ряд преимуществ. Они не требуют специализированного обслуживающего персонала и устанавливаются при помощи обычных строительных средств. Сетка из стальной оцинкованной проволоки предотвращает вымывание каменного наполнителя габионов при большой скорости течения воды, имеет большую прочность и долговечность при использовании ее в агрессивной среде. Для наполнения габионов применяется практически любой каменный материал соответствующего размера, отвечающий требованиям по морозостойкости. Объем камня в габионной конструкции в десять раз меньше объема грунта для отсыпки насыпи. Co временем габионная конструкция приобретает свойства полностью окаменелой структуры, мало подверженной эрозии и разрушению.
Габионные конструкции

Анализ работы построенных МГТ показал, что устройство подпорных стенок из габионных конструкций уменьшает общую длину водопропускных сооружений, за счёт чего в некоторых случаях стоимость МГК сокращается в 2 раза. При этом обеспечиваются благоприятные условия сопряжения с продольными подпорными стенками и создаётся общая архитектурная выразительность сооружения (рис. 2.99). При использовании габионов более чем в два раза уменьшается отвод земли по сравнению с насыпью при откосе 1:1.5. При высоте насыпи более 7 метров стоимость монтажа конструкции из габионов меньше, чем расходы на отсыпку насыпи с откосами.
Габионные конструкции устойчивы к значительным скоростям потока и волновым нагрузкам. Гашение энергии потока за трубой происходит на гладком водобое или в водобойном колодце, который формируется установленными по дну матрасами. Для дополнительной защиты конструкции от размывов выполняется их проливка цементным раствором М200. Пористая структура габиона, обладающая значительной шероховатостью, положительно сказывается на гашении энергии потока в нижнем бьефе за выходным оголовком трубы. Наклонные рисбермы из габионов укладываются на глубину предполагаемого размыва. Допускаемые средние скорости потока при глубине 1,0 м составляют для габионных структур толщиной 0,25...0,50 м около 3...5 м/с. Предельные значения скорости даны в справочной литературе.
Для сопряжения криволинейной поверхности МГТ с лицевыми блоками габионов производятся вырезы последних по месту. Как и гофрированные трубы габионные структуры относятся к классу гибких сооружений - они воспринимают возможные осадки грунта, реагируя на это незначительными прогибами. При этом разрушения самой габионной структуры не происходит и сооружение продолжает выполнять своё основное функциональное назначение. Аккумулируя частички грунта, габионные сооружения приобретают дополнительную прочность и одновременно становятся частью природного ландшафта. Время полной консолидации конструкции в зависимости от климата и типа сооружения составляет от 1 до 5 лет. После завершения процесса консолидации габионное сооружение приобретает максимальную устойчивость и прочность.
Чтобы исключить возможность формирования фильтрационного потока вдоль трубы, за входным оголовком труб, выполненным из габионных конструкций, укладывают бентоматы. При высоком расположении выходных оголовков труб, для предотвращения возможности попадания потока воды на проезжую часть, предусматривается устройство отбойных стенок, выполненных из габионных конструкций. Высота запаса над уровнем потока превышает 1 м.
Входные оголовки имеют водоприемную часть, выполненную из матрасов, благодаря чему обеспечивается как перехват потока в логах, так и его последующий подвод к водоприемному колодцу. Часто отвод воды из нижнего бьефа к следующему водопропускному сооружению либо в естественный лог также выполняют с применением габионных технологий, формируя трапецеидальное русло. Могут быть использованы габионные матрасы, которыми на высоту 0,5 м над максимальным расчётным уровнем воды крепятся и откосы насыпи обратной засыпки. Верхняя часть откосов (сухая) укрепляется посевом трав по уложенному слою биоматов, обеспечивающих ускоренное прорастание семян.
Габионная стенка может выполняться как вертикально, так и со сдвигом блоков с образованием ступеней (см. рис. 2.96). В ступенях могут устраиваться грунтовые карманы для посадки в них цветов и растений. На участках со значительными уклонами для образования порогов-перепадов, обеспечивающих гашение энергии водного потока, целесообразно применять матрасы Рено, Джамбо либо габионные конструкции комбинированного типа.
Срок службы габионных сооружений в среднем составляет: для габионных сооружений из проволоки с цинковым покрытием - 35 лет; для габионных сооружений из проволоки с гальфановым покрытием -75 лет; для габионных сооружений из проволоки с металлическим антикоррозионным покрытием с дополнительной полимерной оболочкой - не менее 75 лет. Следует отметить, что стоимость крепления оголовков МГТ габионами на 10...15% меньше, чем стоимость крепления из железобетона, при лучшем ландшафтном виде и более высокой экологической безопасности (ориентировочная стоимость берегоукрепительных сооружений из габионов составляет около 8...10 тыс. р. за погонный метр в ценах 2006 года, а вертикальной стенки из бетона - 12...14 тыс. р.).
При проектировании следует учитывать недостатки габионных конструкций: коррозия металлической арматуры; быстрое истирание и разрушение сетки камнями; наличие местного дорогостоящего камня для заполнения металлических каркасов; трудоемкость выполнения многих операций, выполняемых вручную, в том числе и службой эксплуатации при очистке габионов от мусора; слабая защищенность от актов вандализма. При проектировании и расчётах следует учитывать отмеченные особенности габионных конструкций (рис. 2.100).
Разнообразие условий проектирования, режимов движения воды в трубах, типоразмеров труб и их оголовков, а также других исходных условий проектирования предопределяют необходимость многовариантных проработок габионных конструктивных решений, как по укреплению входных и выходных участков труб, расположенных в равнинной местности, так и откосов земляного полотна в границах подтопления верхнего и нижнего бьефов водопропускных труб.
Габионные конструкции

Укрепление габионными конструкциями должно проектироваться, основываясь на выполнении следующих расчетов: определение требуемой толщины габионных конструкций; проверка габионной структуры на деформацию; проверка скорости фильтрации.
Варианты применяемых конструкций из габионных и гофрированных структур должны прорабатываться с учетом:
- конструктивных особенностей и типоразмеров водопропускных труб, а также их планово-высотного положения на местности и относительно дороги;
- особенностей режима регулирования максимальных расходов воды;
- типа входных и выходных оголовков и режима протекания воды в трубах;
- гидравлических характеристик водных потоков на входе и выходе их водопропускных труб и устойчивости грунтов основания.
При вариантных проработках конструктивных решений укрепления входных и выходных участков МГТ, а также откосов земляного полотна в границах подтопления верхнего и нижнего бьефов целесообразно использовать матрасные и коробчатые габионы, их сочетание друг с другом, а также их сочетания с традиционными материалами и конструкциями, апробированными зарубежными и отечественными строителями. В ландшафтных или исторических гидротехнических объектах с МГТ после обработки защитным антикоррозионным покрытием габионные элементы в местах выхода на дневную поверхность могут быть обложены слоем камня или задекорированы деревянным брусом.
Биоинженерные системы из габионных конструкций на водопропускных переходах из МГК в дорожном строительстве пока применения не нашли. Использование рассмотренных материалов и технологий позволяет значительно повысить долговечность водопропускных сооружений на транспортных магистралях, а также снизить затраты на их ремонт и эксплуатацию.