Устойчивость откоса габион расчет

Габионные конструкции: первые экзамены на эффективность сданы на отлично

Лет десять назад мало кому из специалистов путевого хозяйства, занимающихся проблемами, которые вызваны дефектами и деформациями земляного полотна железных дорог, было известно слово «габионы». Сегодня габионные конструкции применяются уже на девяти стальных магистралях России, заняв достойное место среди традиционных способов ремонта и усиления полотна.

С опытом применения габионов на примере Московской железной дороги знакомит наших читателей генеральный директор финансово-строительной компании «МостГеоЦентр» Василий Михайлович Бульбах.

В отличие от верхнего строения пути, земляное полотно не подлежит замене в течение всего срока эксплуатации железной дороги. Лишь в случае необходимости оно должно быть усилено или капитально отремонтировано.

Испытывая нагрузки от верхнего строения пути, проходящих поездов и собственного веса, грунты, слагающие земполотно, измененяют свои характеристики. Возникающие при этом остаточные деформации могут представлять угрозу безопасности движения поездов и неизбежно приводят к ограничению скорости на таких участках пути.

Наиболее распространенными видами дефектов и деформаций земляного полотна являются осадки насыпи, сплывы откосов, балластные мешки, оползания откосов и размывы.

Несмотря на значительное сокращение протяженности дефектных участков на сети дорог в 1992-2000 годах, их доля по-прежнему высока, поэтому ликвидация дефектных и деформирующихся мест земляного полотна остается существенным резервом снижения затрат в путевом хозяйстве.

При относительно небольшой протяженности «больного» земляного полотна на Московской железной дороге имеется немало случаев по сплывам высоких насыпей, приведшим к полным или частичным его отказам (140 деформаций по данным МИИТ с 1963 по 1992 год). Причем 55 раз они происходили на участках, ранее не числившихся ни деформирующимися, ни дефектными. Это свидетельствует не только о недостаточно точной оценке их технического состояния, но и о необходимости продолжения работ по ремонту и усилению земполотна. Такой вывод подтверждается и новыми случаями сплывов, произошедшими на дороге за последние пять лет.

В масштабах всей железнодорожной сети отсыпка контрбанкетов из дренирующего грунта является традиционным способом усиления эксплуатируемых деформирующихся насыпей. Однако этот способ имеет ряд недостатков. Он требует отвода значительных площадей под основания контрбанкетов, больших объемов дефицитных дренирующих грунтов, выделения «окон», выноса коммуникаций в ряде случаев, ведет к большим затратам средств и времени и неосуществим в стесненных условиях.

На Московской дороге за последние 25 лет по такой технологии было оздоровлено много «больных» мест: на Курском и Ярославском направлениях; на участках Орел — Елец, Рязань — Кустаревка, Тупик — Плеханово, а также на Большом окружном кольце.

Сегодняшнее реформирование железнодорожной отрасли, насущная необходимость повышения эффективности и безопасности транспортных перевозок требуют применения современных технологий усиления земполотна, в том числе габионов.

ЧТО ЖЕ ТАКОЕ ГАБИОНЫ?

Это конструкции различной формы из металлической сетки двойного кручения с шестиугольными ячейками заводской готовности (развертки конструкций сложены в пакеты). Собираемые в объемную конструкцию и заполняемые камнем на месте строительства, по краям габионы усиливаются проволокой, имеющей больший диаметр, чем проволока сетки. Габионы могут быть разделены на секции с помощью диафрагм, которые служат для упрочнения конструкции, облегчения работ по их установке и удобства эксплуатации. При монтаже объемные конструкции из проволочной сетки связываются между собой и заполняются камнем, отвечающим требованиям по фракционному составу, прочности и морозоустойчивости, в зависимости от функционального назначения сооружения.

Аккумулируя внутри себя частички грунта, габионные сооружения со временем приобретают максимальную прочность и устойчивость, становятся частью природного ландшафта. Срок их службы практически не ограничен.

Габионы широко применяются в мировой практике для усиления и стабилизации откосов высоких насыпей и глубоких выемок с применением подпорных армогрунтовых габионных стен; для стабилизации почвенной эрозии и защиты от плоскостного и линейного размывов; для укрепления русел, защиты берегов рек и водохранилищ; при защите конусов и опор мостов от размыва; для укрепления склонов и откосов, закрепления камнеобвальных косогоров и т.д.

Начиная с 1994 года в России и бывших республиках Советского Союза построено несколько тысяч сооружений с применением габионных конструкций. На первых же порах стало ясно: по техническим и экономическим показателям они являются более привлекательными, чем бетонные и железобетонные защитные сооружения.

На Московской дороге габионы впервые применили в 2003 году при реконструкции участка Москва — Мытищи. Общая стоимость ремонтно-восстановительных работ составила около 50 миллионов рублей.

Внушительный старт внедрения габионов позволил по достоинству оценить их преимущества: минимальная потребность в привозных дренирующих материалах; простота и снижение трудоемкости строительства (для сооружения из габионов не требуется возведение фундамента); возможность обходиться обычными строительными машинами (спецтехника тут не нужна) и, что немаловажно, отсутствие «окон». Перестали быть актуальными климатические и сезонные проблемы. Габионы можно устанавливать при любой погоде на сухом месте и в воде. Не нужны дополнительные затраты на устройство дренажных систем. Работы ускорились. Сооружения приобрели привлекательный внешний вид.

Красноречивыми оказались и цифры. Приведу главную: до 20 процентов составляет экономия финансовых средств по сравнению с другими типами сооружений подобного назначения.

Руководители Московской железной дороги (начальник В.И. Старостенко, его заместитель по путевому хозяйству С.А. Рабчук) положительно оценили сооружения из габионов: работы по оздоровлению земляного полотна, выполняемые в текущем году ФСК «МостГеоЦентр», измеряются более чем 160 миллионами рублей.

Конкретной иллюстрацией несомненных преимуществ габионных конструкций стал ремонт правого откоса насыпи на 44 км перегона Пресня — Серебряный бор Московско-Окружной дистанции пути. Он был выполнен в марте — июне 2004 года силами специализированного предприятия в структуре ФСК «МостГеоЦентр»: строительной компании «Геотрест».

Вот краткая предыстория. В 1981 году в правом откосе над водопропускной трубой была обнаружена трещина длиной в 30 метров. Проведенные расчеты подтвердили недостаточную устойчивость откоса к сдвиговым деформациям. С тех пор на этом участке пути действовало ограничение скорости поездов до 40 км в час. В 1991 году институт «Мосжелдорпроект» разработал проект ремонта, предусматривающий создание железобетонной подпорной стенки, однако он так и остался на бумаге.

Устройство подпорной стены из габионов высотой до четырех метров и длиной в 52 метра, отсыпка откоса до нормативных геометрических параметров и укрепление его матрасами Рено обеспечило устойчивость откоса. Одновременно с устройством подпорной стены был выполнен ремонт водопропускной трубы.

Доверяя нашему опыту строительства защитных сооружений из габионов, руководство ОАО «РЖД» поручило ФСК «МостГеоЦентр» выполнение Программы реконструкции земляного полотна на 2005-2007 годы. Она утверждена Президентом ОАО «РЖД» Г.М. Фадеевым (Распоряжение № 3001 р от 21.07.04 г. «О реконструкции и капитальном ремонте дефектных объектов земляного полотна»).

Для успешного выполнения задач такого масштаба компания осуществляет теснейшее взаимодействие с научными организациями отрасли и ведущими специалистами ОАО «РЖД». Мы понимаем, что, только объединив усилия всех заинтересованных сторон, можно на современном уровне обеспечить безопасность движения поездов при интенсивных грузовых и пассажирских перевозках.

Структура компании, в состав которой входят специализированные предприятия, укомплектованные профессионалами с большим опытом работы в данной сфере, современное технологическое оборудование позволяют в кратчайшие сроки и с высоким качеством выполнять весь спектр необходимых работ от инженерно-геологических изысканий и диагностики состояния земляного полотна до его надежной стабилизации и ландшафтного благоустройства территорий.

Производственная деятельность ФСК «МостГеоЦентр» осуществляется на основании соответствующих лицензий РФ. Важным этапом стало для нас внедрение международной системы менеджмента качества ISO 9001:2000.

Ведущие специалисты нашей компании недавно прошли переподготовку и сертификацию в Германии по вопросам современной организации, механизации, технологии и управления работами по реконструкции, ремонту и техническому обслуживанию земляного полотна скоростных железнодорожных магистралей Европы.

Компетентность, профессионализм, высокая деловая активность, тщательное и добросовестное выполнение взятых на себя обязательств, стабильность финансового положения, а главное — достигнутые результаты позволяют нам уверенно смотреть в будущее.

Габион

Программа предназначена для проектирования и проверки конструкций габионов, габионных подпорных стен. Позволяет провести расчёт общей формы конструкции, включая арматурные выпуски.

Доступен в пакетах:

Проверка опрокидывания и скольжения

Проверка несущей способности

Глобальная проверка стабильности

Основные возможности программы

Проверочные расчёты с применением классических методов (предельного состояния, коэффициента запаса) либо с использованием стандартов.
Расчёт внутренней устойчивости (опрокидывание, сдвиг, несущая способность грунта основания).
Анализ в соответствии с теорией предельных состояний или коэффициента запаса.
Возможность задания сложных геологических разрезов.
Встроенная база данных параметров грунтов.
Любое количество дополнительных нагрузок, применимое к конструкции (полосовые, трапецеидальные и сосредоточенные нагрузки).
Любое количество сосредоточенных сил, входящих в расчёт (моделирование анкеров, дорожных ограждений и т.д.).
Моделирование воды перед конструкцией и за ней, возможность моделирования артезианской воды.
Проверка материала габиона.
Общий профиль местности за конструкцией.
Возможность не учитывать давление перед конструкцией.
Возможность задавать бермы перед конструкцией.
Различные виды давлений перед конструкций (в покое, пассивное, понижено-пассивное)
Расчёт давлений грунта в эффективных и полных параметрах.
Возможность учитывать минимальное подбираемое давление.
Влияние сейсмических факторов.
Возможность задать выпуски сетки с анкеровкой.
Любое количество вычислений (этапов строительства) в рамках одной задачи.

Учебные материалы

Технические руководства

Новые возможности в GEO5 2021

Приложения во всех программах GEO5
Стратиграфия — Земляные работы (Новый модуль)
МКЭ — Землетрясение (Новый модуль)
Системы координат (Стратиграфия)
Обшивка и горизонтальные крепления (Ограждения котлованов)

Пример отчета программы “Габион”

Основные преимущества отчета GEO5

Настройка структуры отчета с использованием корневого меню
Логотип компании в заголовке отчета
Простота в добавлении различных фотографий
Возможность пользователя изменять изображения
Восстановление изображения при изменении входных данных

Связь с программами

Программа позволяет передавать отдельные данные для последующего анализа в следующие программы:

Устойчивость откосов — Проверка внешней устойчивости конструкции
Отдельные фундаменты — Анализ несущей способности грунтов оснований и фундаментов
Куст свай — Анализ куста свай
Сваи – Расчет несущей способности одиночной сваи

Программы основаны в том числе на методике д.т.н., профессора Г.М. Шахунянца, отвечают всем требованиям действующих СП, СНиП и ГОСТ.

Комплекс наиболее оптимально приспособлен к реалиям Республики Казахстан. Программа хорошо зарекомендовала себя при расчете подпорных стен из габионных сетчатых конструкций.

Программный комплекс при достаточно простом и интуитивном интерфейсе позволяет выполнять расчеты достаточно сложных геотехнических систем с разными грунтовыми условиями, гидрогеологической ситуацией, учетом сейсмического воздействия, возможен комплексный расчет с учетом этапов возведения сооружения.

Пошаговое руководство по устройству габионов своими руками

Габионные конструкции представляют собой сооружения из камней, уложенных в контейнер из металлической (реже пластиковой) сетки. Они могут служить в качестве подпорных стенок, укрепления берегов водоемов и откосов, элементов для сооружения дамб. Чтобы правильно изготовить габионы своими руками необходимо изучить технологию скрепления сеток и их элементов между собой, а также требования к материалам.

Подпорная стенка (габионы): пошаговая инструкция

При возведении конструкций необходимо руководствоваться ВСН-АПК 2.30.05.001 03. По нормативным документам существует два вида стенок из габионов:

массивные;
с армирующей панелью.

Чаще всего используется первый вариант. Для создания такого элемента потребуются коробчатые габионы. Иногда в качестве фундамента под стену используют плоские (тюфячные габионы). Массивная конструкция удерживает грунт за счет собственной массы. При изготовлении подпорной стенки из габионов необходимо учитывать некоторые требования:

При проектировании сооружений с высоким уровнем ответственности выполняют расчет. При расчете проверяют устойчивость стенки, подбирают ее сечение в зависимости от высоты и характеристик грунта. Проверка на устойчивость включает в себя расчеты на сдвиг, опрокидывание и возможность выхода из строя опорной части габиона. Для частного строительства при небольшой высоте конструкции расчет можно не выполнять, ширину берут «на глаз».
При достаточно большой длине стены необходимо обеспечить ее жесткость в вертикальной плоскости. Для повышения устойчивости конструкцию делают ступенчатой с широким основанием и постепенным сужением кверху. Также можно предусмотреть поперечные элементы.
Высота габиона не должна превышать 7—8 метров. При необходимости устройства стенки большей высоты по нормативным документам требуется наличие берм. Берма — это горизонтальный участок откоса сравнительно большой ширины.

Схема устройства подпорной стенки из габионов.

Верхние габионы не должны свешиваться над нижними более чем на 15 см.
При укладке габионов (контейнеров из сетки) необходимо соблюдать перевязку. Минимальное смещение вертикальных швов одного ряда относительно другого составляет 25 см.
Габионы наполняют каменным материалом на 2—5 см выше отметки контейнера. Это необходимо из-за частичного самоуплотнения камней при строительстве при воздействии вертикальных нагружающих сил.
Невысокие подпорные стенки можно устанавливать на уплотненный грунт основания. Перед началом работ площадку требуется расчистить и выровнять. При высоте конструкции более 1 м необходимо предусмотреть фундамент. Он может быть изготовлен из плоских габионов, под которые предусматривается песчано—гравийная подсыпка. Фундамент также может быть залит из бетона. Часто не обойтись без устройства дренажа в основании.

Совет! Для стабилизации грунта можно подкладывать под габионы геотекстиль. Часто этот материал применяют при укладке тюфячных элементов.

Перед началом работ необходимо подготовить материалы и конструкции. Для изготовления подпорных стенок рекомендуется использовать коробчатые габионы из сетки двойного кручения с диафрагмами, обеспечивающими большую жесткость. Металлическая сетка должна иметь защиту от коррозии.

Контейнеры для габионов из сетки можно купить готовыми. Поставляются такие изделия в сложенном плоском виде. Они могут быть из рабицы или сварной сетки. В сварных изделиях все элементы обычно уже соединены между собой.

Для вязки рабицы рекомендуется выбирать проволоку двойного кручения с аниткоррозийным покрытием. Очень важно при покупке обращать внимание на качество проволоки, как для основной конструкции, так и для соединений. Требуется закупить большее количество материалов, чем требуется, особенно если такая работа выполняется впервые. Запас должен составлять 5—15% в зависимости от опыта мастера.

Контейнеры из сварной сетки в сложенном виде.

К работе по возведению подпорной стенки из габионов не рекомендуется приступать в одиночку. Это не затрагивает небольшие конструкции ландшафтного дизайна. Для выполнения работ потребуются следующие виды инструментов и материалов:

готовые контейнеры для габионов;
каменный заполнитель;
вязальная проволока хорошего качества;
анкера;
монтировки, молотки и лопата.

В качестве инструмента для скрепления деталей можно использовать специальный габионный степлер. Он может быть механическим или пневматическим. Они существенно сокращают временные затраты на выполнение работ. Вместо вязальной проволоки в этом случае для скрепления сеток применяются специальные скобы в виде колец. Скобы изготавливают из габионной проволоки диаметром 3 мм с цинковым или гальфановым покрытием, поставляются в ленте (обойме), которая устанавливается в степлер.

При соединении элементов вручную проволокой, она заводится змейкой (расстояние между витками 10 см) по кромке двух скрепляемых элементов. Этот процесс требует серьезных трудовых и временных затрат, но позволит сэкономить денежные средства. Необходимое количество проволоки или скоб определяют в зависимости от массы контейнеров и составляет 5—7%.

Инструкция по устройству габионов.

В общем случае выполнение работ по изготовлению габионов выглядит следующим образом:

Распаковка готовых контейнеров. Далее один из элементов укладывают на ровную поверхность, поднимают и выпрямляют боковые стенки, проверяют ровность деталей и геометрическую форму сетки. Если днище, стенки и крышка не связаны, их соединяют между собой степлером или проволокой.
На следующем этапе устанавливают (при необходимости) диафрагмы. Их шаг чаще всего составляет 75 или 100 см. Диафрагмы вяжут со стенками и днищем.
Проверяют расположение плоскостей и углов короба. В перечисленном выше порядке нужно собрать несколько элементов, из которых будет изготовлен первый ряд габиона.
Несколько готовых контейнеров располагают в ряд. При необходимости их скрепляют с грунтом или между собой анкерами и кольцами.
Следующим этапом выполняют заполнение контейнеров первого ряда каменным материалом. Камни необходимо укладывать плотно. Объем заполняется в несколько приемов (для контейнеров высотой 50 см — в два, высотой 100 см — в три). После засыпки каждого слоя выполняют усиление конструкции за счет связей из вязальной проволоки. Ими фиксируют расположение стенок относительно друг друга.
После заполнения сетки закрывают крышку и закрепляют ее скобами или проволокой.
Все перечисленные выше действия повторяют для следующего ряда габионов. Верхние и нижние контейнеры связывают между собой по углам или в местах крепления диафрагм.

Фото подпорной стены из габионов.

Совет! При необходимости выполнить ряд в несколько приемов, последний контейнер оставляют незаполненным. К нему по периметру боковой грани необходимо будет прикрепить следующий элемент. Сделать это при уложенных внутрь камнях практически невозможно.

После завершения монтажа стены выполняют обратную засыпку. Делать это можно вручную (при небольших объемах) или с применением специальной техники. Размещать экскаватор на склоне необходимо с осторожностью. Материал обратной засыпки — песок средней или крупной фракции с послойным уплотнением.

Забор из габионов: пошаговая инструкция

Забор изготавливается по тому же принципу, что и подпорная стенка. Прочностные требования к конструкции часто снижены, а эстетические, наоборот, повышаются. Вместо сетки-рабицы часто используют каркасы из стальных прутов.

Перед устройством забора необходимо подготовить фундамент. Часто его делают железобетонным ленточным. Размеры назначают в зависимости от высоты забора и характеристик грунта. В среднем будет достаточно ленты высотой 25—30 см. Ширина назначается в равной ширине будущего ограждения.

Совет! При необходимости ширина фундамента может быть меньшей, но здесь необходимо соблюдать упомянутое ранее правило: габионы не должны свешиваться над нижележащей конструкцией более чем на 15 см.

Фото забора из габионов.

Пошаговая инструкция по изготовлению забора из габионов выглядит следующим образом:

Изготовление фундамента (для конструкций высотой 1 м и более) или уплотнение основания (для забора ниже 1 м).
Раскладывание готовых сеток для габионов на ровной поверхности. Соединение элементов контейнера между собой (технология и инструменты такие же, как для подпорных стенок).
Установка первого ряда пустых контейнеров в проектное положение, соединение их между собой. Засыпка каменного материала.
Изготовление вышележащего ряда.

Технология сооружения забора из габионов не имеет принципиальных отличий от подпорных стенок. Различия есть только в геометрических размерах и требованиях к прочности и устойчивости.

Выбор каменного материала

Коробчатые контейнеры заполняют камнями с размерами 15—25 см. Для плоских элементов, которые используются в качестве основания, необходимо подобрать заполнитель с фракцией 8,5—15 см.

Материал подбирают в зависимости от эстетических требований. Чтобы обеспечить забору или подпорной стенке привлекательный внешний вид, лицевые грани можно выложить крупными аккуратными камнями, а на основном объеме использовать более дешевый заполнитель. Допускается применение местных материалов, например, гравия или щебня (при условии соблюдения рекомендуемых размеров фракции).

Долговечность конструкции

Контейнер из рабицы.

Срок службы габионов зависит долговечности каркаса. При сооружении подпорной стенки или забора стоит учитывать необходимую долговечность и грамотно выбрать антикоррозийное покрытие для проволоки. Можно привести следующие значения:

контейнеры из проволоки с цинковым покрытием прослужат минимум 35 лет;
с покрытием из гальфана — минимум 75 лет;
при использовании одновременно антикоррозийного покрытия и полимерной оболочки минимальная долговечность составляет более 75 лет.

Качество и долговечность габионной конструкции любого типа в большей степени зависит от качества контейнера и вязальной проволоки. По этой причине указанным материалам необходимо уделять особое внимание при покупке.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Расчет подпорных стен из габионов с помощью программ ГЕО 5

Railmaster1991

Посмотреть профиль

Найти ещё сообщения от Railmaster1991

butch

Посмотреть профиль

Найти ещё сообщения от butch

Проектирование гидротехнических сооружений

Сергей Юрьевич

Посмотреть профиль

Найти ещё сообщения от Сергей Юрьевич

Railmaster1991

Посмотреть профиль

Найти ещё сообщения от Railmaster1991

Проектирование гидротехнических сооружений

ну если так — то вопросов нет
а документ — распоряжение, о запрете применения данного вида конструкции на объектах, финансируемых/проектируемых на средства РЖД, или эксплуатируемых РЖД.
Если найду у себя в архиве — выложу.

Родился он после нескольких аварий на подпорных стенах из габионов.

Сергей Юрьевич

Посмотреть профиль

Найти ещё сообщения от Сергей Юрьевич

ZamGT

Посмотреть профиль

Найти ещё сообщения от ZamGT

Есть такой документ
ТЕХНИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПОДПОРНЫХ СТЕН ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
ВСН 167-70

1.6. Подпорные стены допускается возводить из железобетона, бетона (бутобетона), а также из камня на цементном растворе.

Здесь четкая рекомендация по назначению конструкций подпорных стен и габионов тут нет. Но это старые рекомендации, возможно, выходило и более свежее решение. А вот на запрет использования габионов в качестве подпорных стен хотелось бы тоже посмотреть. Сергей Юрьевич, поищите?

isavd

Посмотреть профиль

Найти ещё сообщения от isavd

Railmaster1991

Посмотреть профиль

Найти ещё сообщения от Railmaster1991

ZamGT

Посмотреть профиль

Найти ещё сообщения от ZamGT

У меня не склон, а насыпь для жд пути проектируемая, причём не высокая 3 м с небольшим, стенка нужна чтоб не вылезти за границу земельного участка (принципиальный вопрос), если сыпать откос, то вылазим, со стенкой вмещаемся, т.е стенка заменяет собой часть откоса. Насыпь без стенки прекрасно бы стояла (расчетом проверял),главное чтоб стенка стояла (особенно на сдвиг). Ещё вопрос по углу внутреннего трения при расчете на сдаиг. В одном источники пишут принять не больше 30 градусов. В примере расчета в технических указаниях мною вышеуказанных берут по щебеночной подготовке 38 градусов, я сделал также, теперь вот не знаю, если принять 30, то на сдвиг не проходит.

8 мин. ——
И ещё, почему не учитывается отпор грунта,т.е пассивное давление, ведь фактически оно имеет место? Очередной запас для расчета на сдвиг? В гражданских сооружениях учитывается если не ошибаюсь, а в транспортных нет. Даже учет1/3 пассивного давления меняет картину в корне.Просто если принимаешь все эти заниженные значения фи, не учитываешь пассивное давление, для 3 метровой насыпи требуется какая то неимоверная конструкция, мне кажется слишком большой запас, хотя может я ошибаюсь, как считаете, товарищи?

Габионные конструкции – все о надежных защитных сооружениях

Габионные конструкции по прочности не уступают бетонным. В то же время по сравнению с последними они лучше противостоят разрушающим факторам, они дешевле и экологичнее. Кроме того, габионные конструкции могут быть отличным дополнением или даже украшением прилегающего природного ландшафта.

1 Когда применяют конструкции из габионов?

На неровном рельефе естественные и искусственные склоны и откосы под воздействием природных факторов подвержены смещению их поверхностного слоя в виде оползней, обвалов, размывов и тому подобного. Чтобы предотвратить эти процессы и защитить людей от возникающих при этом опасностей, а коммуникации и сооружения от разрушений, а также сохранить имеющийся ландшафт неизменным, применяют различные методы и соответствующие им укрепляющие и подпорные элементы.

Выбор определенных или комплекса защитных мероприятий производится с учетом особенностей грунта, уклона, вероятности подмыва территории во время разлива водоемов, близости от поверхности грунтовых вод и прочих факторов природного и техногенного характера. Главным критерием, определяющем подбор способов укрепления откосов и склонов, является величина их уклона.

Если она до 8 % (малые и средние уклоны), откос или склон можно укрепить посадкой растений и деревьев.

Когда величина уклона превышает среднее значение (8-15 %), как правило, используют искусственные конструкции: газонные решетки, биоматы, геосетки. При более крутых уклонах применяют габионные конструкции и георешетки. Также возможно в сочетании с ними использование предыдущих систем. Это позволяет увеличить стойкость откоса или склона к различным нагрузкам, но чаще применяется в случаях, когда они должны иметь декоративно-привлекательный внешний вид. Кроме того, габионы и георешетки могут устанавливаться на каменистых и глинистых откосах или склонах.

Все перечисленные методы обеспечивают укрепление склонов и откосов за счет их внутреннего армирования – «вживления» каркаса защитной конструкции в поверхностный слой грунта. При использовании габионов этот процесс осуществляют методом заглубления в почву. Все укрепляющие конструкции устанавливают таким образом, чтобы они не только справлялись со своим непосредственным прямым назначением, но еще и выполняли роль декора. С их помощью создают самые разнообразные композиции из растений и камней, которые делают склоны и откосы не только прочными, но и радующими своей красотой.

Габионные конструкции получили наибольшее применение при укреплении берегов рек, дорожных насыпей и откосов, защите трубопроводов и опор мостов. Подпорные стенки из габионов предотвращают в горной местности камнепады, сход лавин и оползней. Во всех случаях применения они впишутся в ландшафт гораздо органичнее, чем, например, железобетонные конструкции.

2 Что собой представляют габионы и конструкции из них?

Габион – это изделие гравитационного типа (его устойчивость на грунте обеспечивается за счет собственной внушительной массы), представляющее собой объемную конструкцию в виде контейнера (корзины), изготовленную из металлической прочной сетки и заполненную, как правило, природным камнем либо иным наполнителем. Габионы бывают следующих видов:

коробчатые – прямоугольной формы;
коробчатые с диафрагмами – с внутренними перегородками из такой же сетки, как и стенки;
матрасно-тюфячные – по форме похожи на матрас;
цилиндрические.

Для изготовления всех типов габионных контейнеров применяется сетка из проволоки диаметром 2,7 или 3 мм, которая может быть без покрытия либо оцинкованной, с гольфановым покрытием, а для использования в агрессивных средах – с дополнительной полимерной защитой или ПВХ-оболочкой. Сетку сплетают из одинарной проволоки или двух, скрученных между собой. Ячейки у нее выполняются в виде шестигранников, размер которых 5×7, 6×8, 8×10 либо 10×12.

Габионные конструкции состоят из отдельных габионов одного или нескольких разных видов, скрепленных между собой в цельное монолитное сооружение вязальной металлической проволокой или специальными скобами. Их геометрическая форма, высота и ширина могут быть практически любыми. Эти характеристики зависят от типа и свойств объектов, которые габионные системы защищают (дорога, здания и так далее) и укрепляют (откос или склон), а получают их при проектировании в результате расчета конструкции.

Все габионные системы условно делят на 2 большие группы:

конструкции, удерживающие либо поддерживающие неустойчивые склоны или откосы насыпей;
конструкции, сооружаемые для защиты: склонов, откосов насыпей и их оснований от размывов; опор и береговых устоев мостов; морских и речных берегов от размывов; откосов от эрозии.

Основные типы и краткая классификация габионных систем, а также область их применения:

с использованием матрасов Рено из оцинкованной сетки, в том числе с ПВХ покрытием – для укрепления конусов путепроводов и мостов, водоотводных каналов, русел рек, морских берегов;
система Террамеш (показана на фото) – декоративные и укрепительные работы на откосах и склонах повышенной крутизны;
из цилиндрических сетчатых контейнеров Маккаферри – осуществление аварийных работ, для установки фундаментов под габионы других видов в водной среде;
матрасы Геомак – для укрепления неподтопляемых склонов и откосов;
с использованием коробчатых контейнеров из оцинкованной проволоки, в том числе с ПВХ покрытием – возведение подпорных стен из габионов, укрепление подтопляемых склонов и откосов, оформление спрямляемых речных русел.

3 Преимущества и особенности систем

Основное преимущество конструкций из габионов перед иными видами сооружений для укрепления откосов – гибкость. Сетка, из которой изготавливают габионы, способна без разрыва противостоять любым нагрузкам, но в то же время она не является жестким элементом и может изгибаться. Благодаря этому габионные системы поглощают напор сдвигающихся, осыпающихся грунтов и воспринимают просадки, размыв почвы под своим основанием, реагируя на это лишь незначительным прогибом. Само сооружение при этом сохраняет целостность своей структуры и продолжает выполнять защитные функции.

Габионные системы обладают высокой прочностью и устойчивостью. Это достигается за счет надежного армирования наполнителя сеткой и способности всей конструкции воспринимать любые значительные нагрузки (ледовые, волновые, эрозионные, давление каменных и грунтовых масс и прочие) без разрушения, то есть благодаря гибкости сооружения. Монолитность системы обеспечивается прочным соединением соседних габионов между собой вязальной оцинкованной проволокой либо специальными скобами.

Габионные системы характеризуются высокой водопроницаемостью. За счет этого они не подвержены гидростатическим нагрузкам и обладают отменными дренажными свойствами. Благодаря последнему качеству в большинстве случаев подпорные стены из габионов можно возводить без обустройства застенного дренажа. Габионные системы экологичны, а их эффективность со временем только возрастает. Их наполнителем является натуральный природный материал, а сами они буквально вживаются в окружающий ландшафт и становятся его неотъемлемой естественной частью.

Грунт отдельными частичками и целыми наносами заполняет пустоты габионов, уплотняется, и из него начинает прорастать различная растительность. От этого конструкция становится прочнее и органично вписывается в ландшафт, как это видно на фото. Период полной консолидации системы в зависимости от типа сооружения и климата варьируется от 1 года до 5 лет. По окончании этого процесса конструкция из габионов приобретает максимальную прочность и устойчивость, после чего срок ее службы становится практически неограниченным.

Использование и возведение габионных конструкций характеризуются высокой экономичностью и скоростью. Сетчатые контейнеры в сложенном виде компактные и легкие. Их удобно и просто хранить и транспортировать. Для их установки не требуется:

тяжелая строительная и специальная техника;
привлечение высококвалифицированных специалистов;
большое пространство и особые подготовительные операции – достаточно только выровнять поверхность почвы;
обустройство дренажных систем.

Технология возведения габионных систем достаточно проста, а процесс их установки не требует много времени. По стоимости строительство сооружений из габионов обходится как минимум на 15 % дешевле, чем железобетонных. Расходы на ремонт и эксплуатацию тоже ниже и чаще всего равны нулю.

4 Основы проектирования и расчета

Когда укрепляющие или подпорные габионные конструкции необходимо установить на значительных поверхностях, неустойчивых грунтах, крутых откосах и в других сложных геофизических условиях, требуется предварительно выполнять проектирование и расчет как самих сооружений, так и работ по их возведению. Для этого используются исходные данные, которые должны полностью охватывать весь спектр сведений, нужных для:

анализа текущего и прогнозирования изменений состояния склона, откоса или насыпи;
определения действующих на укрепление или подпорную стенку из габионов сил;
выполнения расчетов основных характеристик и параметров сооружений, а также их армирования;
проведения разработки технологий предлагаемых решений, а также их оценки с технико-экономической точки зрения.

Поэтому проектирование габионных систем должно основываться на: результатах соответствующих инженерных изысканий; определении оползневых сил, полученных расчетным путем; расчетах устойчивости склонов и насыпей. В качестве инженерных изысканий нужны следующие данные:

топографический план укрепляемого участка;
продольные и поперечные геолого-инженерные разрезы;
гидрологические и гидрогеологические сведения;
предыстория деформации склона или насыпи;
климатические характеристики;
прочностные и физико-механические характеристики грунтов.

Анализ и расчет устойчивости откосов склонов либо насыпей производят для: оценки устойчивости этих объектов, а также прогнозирования их состояния в будущем; выявления их неустойчивых слабых зон по длине и высоте; выбора типа, размеров и конструкции удерживающих либо поддерживающих сооружений; определения мест рационального размещения последних.

При проектировании поддерживающих сооружений из габионов для насыпей делают расчет устойчивости последней и учитывают нагрузки, производимые весом верхних конструкций пути и воздействием подвижного состава. Рассчитывая устойчивость откосов, используют несколько характеристик грунтов. Основными являются удельный вес и сцепление грунта, а также угол внутреннего поверхностного трения.

Проектирование самой габионной системы требует точных расчетов на ее деформацию, опрокидывание, сдвиг и общую устойчивость. Окончательный вариант укрепляющей конструкции выбирается с учетом технико-экономического сравнения с альтернативными вариантами, геометрии укрепляемого откоса, стоимостных характеристик, долговечности и ремонтопригодности сооружения, затрат на возведение и так далее.

голоса

Рейтинг статьи

Читать еще: Геовеб для укрепления откосов