Область применения

Берегоукрепление

Берега водоемов укрепленные габионными сооружениями не размываются. В течение долгих лет сохраняют контур береговой линии, заданный при проведении берегоукрепительных работ. Данная технология давно используемая в Европе и нашла себе применение и в Казахстане. Габионные сооружения, применяется для защиты от размывов откосов насыпей и их оснований, защиты откосов от эрозии, защиты береговых устоев мостов и мостовых опор, конусов мостов, для защиты от размывов берегов рек и морских берегов, вблизи которых размещается земляное полотно.

Габионные сооружения используются в любых климатических условиях при расчетной средней скорости потока воды до 5,5 м/с и волновой нагрузке определяемой расчетом по СНиП 2.06.04.

Примечание:

- Высота габионного сооружения в обоснованном проектом случае должна превышать на 0,5-1,0 м расчетный уровень воды в водоеме в паводковый период с учетом ветровой и судовой волны;

- Использование проницаемых крупнозернистых грунтов, обеспечивающих отвод фильтрующейся воды;

- Обратную засыпку задней грани стены габионных сооружении, рекомендуется выполнять из несвязных водопроницаемых грунтов, в соответствии с требованиями СНиП 2.06.07.

Дорожное строительство

Применение габионных конструкций в дорожно-мостовом строительстве широко, многогранно и не ограничивается лишь разработанными типовыми проектными решениями.

Многолетней практикой проектирования и строительства дорожных объектов предусматривается возможность применения габионных конструкций в следующих позициях:

• укрепление откосов земляного полотна, кюветов и др., неотложная защита подтопляемых насыпей;
• укрепление входных и выходных русл водопропускных сооружений, водоотводных и водопропускных фильтрующих и очистных сооружений;
• укрепление подмостовых конусов, русл, опор мостов руслорегулирующих и регуляционных сооружений в подмостовом пространстве;
• укрепление склонов от потенциального камнепада.

Проектирование защитных, усиливающих, подпорных сооружений, а также сооружений на оползнеопасных (в районах распространения селей лавин, камнепадов) и эрозионных участках следует осуществлять на основе специальных нормативных документов, применимых к конкретному виду сооружения.

Подпорные стены

Назначение подпорных стен – удерживать объем грунта от оползня или обрушения. Нужда в сооружении данных конструкций возникает при строительстве объектов на месте со сложным рельефом.

Преимущества использования габионов с армирующей панелью при создании подпорных стенок – скорость монтажа и небольшая стоимость. Для возведения габионных конструкции нет нужды, ни в фундаменте, ни в обустройстве дренажной системы. Стойкие, долговечные и водопроницаемые конструкции, заполняются грунтом и растениями, тем самым становятся еще прочнее.

• величина «свеса» верхних габионов над нижними на задней грани сооружения не должна превышать - 0,15 м;
• матрасно-тюфячные габионы на крутых откосах закрепляют к основанию анкерами из арматуры, длиной не менее 50 см;
• Обратную засыпку задней грани стены габионного сооружения, рекомендуется выполнять из несвязных водопроницаемых грунтов, в соответствии с требованиями СНиП 2.06.07;
• В сооружениях высотой более 7-8 м в проекте необходимо предусматривать устройство промежуточных берм.

Укрепление откосов земляного полотна

Самые распространенные проблемы, присущие склонам и откосам, – смыв почвы, а также ее иссушение под действием солнца и ветра (эрозия). В этом случае нужен комплекс специальных мер по армированию грунта, сооружению подпорно-удерживающих сооружений.

Устройство габионных стен не требует больших объемов дренирующих грунтов, отвода дополнительных площадей культурных земель под основания контрбанкетов, сноса строений и переноса существующих коммуникаций.

Подпорные стены могут возводиться из различных габионных конструкций: коробчатых, коробчатых с армирующей панелью, грунтовых с армирующей панелью. Основание устраивается из матрасно-тюфячных габионных конструкций.

Габионные стены (тип, форма, размеры, материалы) должны проектироваться с учетом местных условий, планируемых нагрузок и возможных деформаций стен. Форма стен устанавливается из условия обеспечения внешней и внутренней устойчивости.

Расчет устойчивости производится согласно указаниям нормативных документов.

Габионная подпорная стена должна рассчитываться на устойчивость по различным схемам ее разрушения:

• сдвиг;
• опрокидывание;
• полное обрушение;
• нарушение несущей способности основания;
• внутреннее разрушение (сдвиг или опрокидывание отдельно взятых слоев габионной стены).

Трубы и водоотведение

Подходные и выходные участки водопропускных труб являются составной и неотъемлемой частью комплекса водопропускного сооружения.

От их устойчивости во многом зависит не только надежное функционирование водопропускных труб, но и экологическое равновесие на прилегающей местности, способной испытывать природно-техногенную нагрузку от стесняемых водных потоков.

Разнообразие и индивидуальные особенности режимов регулирования максимальных расходов воды, режимов ее протекания в трубах, типоразмеров труб и их оголовков, а также других исходных условий проектирования предопределяют необходимость многовариантных проработок габионных конструктивных решений как по укреплению подходных и выходных участков труб, расположенных в равнинной местности, так и откосов земляного полотна в границах подтопления верхнего и нижнего бьефов водопропускных труб.

При вариантных проработках конструктивных решений укрепления подходных и выходных участков труб, расположенных в равнинной местности, а также откосов земляного полотна в границах подтопления верхнего и нижнего бьефов водопропускных труб целесообразно использовать матрасные и коробчатые габионы, их сочетания друг с другом, а также в сочетании с традиционными материалами и конструкциями.

Длины, размеры и конструктивные решения укреплений, а также необходимое заглубление их концевых частей на подходных и выходных участках водопропускных труб должны устанавливаться на основе гидравлических расчетов.

Мосты и акведуки

Подмостовые конуса и укрепляемые русла под мостами и акведуками являются ответственными сооружениями, предназначенными для восприятия нагрузок и паводочных процессов и явлений.

От их устойчивости во многом зависит сохранность основных конструктивов мостов и дорожного полотна, а также их надежное функционирование в период эксплуатации.

Подмостовые конуса позволяют увеличить подмостовое пространство, отодвинуться от воронки местного размыва, возникающей у промежуточной опоры моста, и обеспечить защиту при достаточности низа укрепления.

В конструктивных решениях длины, а также толщины матрасно-тюфячных укреплений выше и ниже укрепляемых опор моста по направлению течения, а также вдоль моста должны определяться индивидуально в зависимости от расчетно-прогнозного планово-высотного очертания воронки размыва, ее глубины, а также от скорости течения.

Крепление склонов от камнепада

При малых уклонах укрепляемых откосов имеют место для применения обычные подпорные стены из габионных конструкций.

Довольно часто в горных местностях при высокой роли сейсмичности и вероятности разрушения скальных откосов необходима защита инженерных, гражданских, дорожных и иных сооружений от камнепада. В этом случае по склону раскатываются рулоны из сетки двойного кручения, укрепленной по связываемым краям высокопрочными стальными канатами. Эти рулоны, скрепленные вместе в одно “покрывало” надежно анкеруются на верховом и низовом бьефе и, таким образом, предотвращают падение крупных скальных обломков. Надежная двойная скрутка препятствует разрыву сетки даже при локальном обрыве проволоки.

Направляющие краевые канаты, а также анкеры должны быть рассчитаны на нагрузку от возможных динамических нагрузок, вызываемых камнепадом.

Плотины и дамбы

Плотина – гидротехническое сооружение, перегораживающее водоток или водоём для подъёма уровня воды. Также служит для сосредоточения напора в месте расположения сооружения и создания водохранилища.

Дамба – гидротехническое сооружение, ограждающее акваторию или территорию от воздействий водных стихий.

Тип и конструкцию плотин и дамб надлежит выбирать на основании технико-экономического сравнения вариантов в зависимости от ее функционального назначения, инженерно-геологических, топографических, гидрологических и климатических условий, с учетом сейсмичности района, компоновки гидроузла, параметров сооружения, схемы организации производства работ, наличия местных строительных материалов, сроков строительства и условий эксплуатации плотины.

При сопоставлении различных вариантов необходимо учитывать следующее:

• на скальном основании можно возводить плотины всех типов;
• при сильно деформируемом основании следует отдавать предпочтение плотинам с ядрами и избегать применения плотин с грунтовыми экранами;
• при неблагоприятных климатических условиях (атмосферные осадки, суровые зимы) противофильтрационные элементы из глинистых грунтов следует делать по минимуму.

Наличие камня (булыжника или гальки) в русле и пойме водоема или в находящихся поблизости карьерах позволяет использовать этот материал для постройки низконапорных (высотой 3-5 м) габионных плотин.

Удаление (съем) грунта в основании плотины должно быть минимальным и обосновано расчетами плотин на прочность и устойчивость с учетом мероприятий по укреплению грунта основания.

Каналы

Водный канал – искусственная водная артерия, предназначенная для сокращения водных маршрутов или для перенаправления потока воды.

Существует две основных функции канала:

• ирригационная (доставка или отвод воды);
• транспортная (доставка грузов или людей).

Зачастую каналы совмещают в себе обе функции.

Наиболее распространена трапецеидальная форма живого сечения каналов. Реже живым сечениям каналов придают полигональную, параболическую, полукруглую и прямоугольную формы. При проектировании сечения канала, а, значит, и при проектировании укрепляющих сооружений из габионных конструкций необходимо помнить, что оно зависит от расчетного расхода, гидравлического уклона, допускающих значений неразмывающей и незаиляющей скоростей течения, шероховатости русла, экономических соображений и т.п.

Береговое укрепление каналов матрасно-тюфячными габионными конструкциями должно проектироваться, основываясь в выполнении следующих расчетов:

• определение требуемой толщины матрасно-тюфячных габионных конструкций;
• проверка габионной структуры на деформацию;
• проверка скорости фильтрации.

Водотоки, водоспуски, водосбросы

Отводящие русла могут быть устроены в виде наклонно или ступенчато располагаемых (откосных) габионных сооружений или в виде консольных водосборов, за которыми должно быть габионное укрепление для гашения скорости течения воды.

Конструкции таких габионных укреплений подводящих русел должны прорабатываться индивидуально с учетом расчетного расхода воды и гидравлических характеристик водного потока.

Быстротоки, выполненные из габионов, могут применяться не только в качестве подводящих и отводящих русел, но и в качестве самостоятельного косогорного водосбросного сооружения для отвода воды из кюветов, нагорных канав и других сооружений и сброса ее в русла водотоков и в другие пониженные места рельефа.

Магистральные трубопроводы

Вид противоэрозионного мероприятия, необходимого для защиты трубопровода от размыва, определяется, прежде всего, видом эрозионного нарушения.

Довольно часто потенциальными эрозионными нарушениями являются размыв грунта обратной засыпки, оползневые процессы, когда проектируемый трубопровод прокладывается в скальной местности.

Сооружения из габионных конструкций (подпорные стены, “стена в грунте”, береговое крепление матрасно-тюфячными габионными конструкциями и др.) являются оптимальным решением по предотвращению агрессивных природных и антропогенных воздействий.

Преимуществом этих конструкций являются высокая степень надежности, низкая вероятность механического и гидрологического воздействий на проектируемый трубопровод. Использование традиционных креплений (бетонных и железобетонных плит) недопустимо, так как они будут подмываться, опрокидываться, разрушаться вследствие проседания грунта.

Ландшафтный дизайн

Ландшафтный дизайн – искусство и практические действия по озеленению, благоустройству, организации садово-парковых насаждений, газонов, горок, применению малых архитектурных форм в зелёном строительстве. Главная задача ландшафтного дизайна – создание гармонии, красоты в сочетании с удобствами использования созданной инфраструктуры.

Габионные конструкции как нельзя лучше подходят при проектировании малых архитектурных форм ландшафтного дизайна. Это и миниатюрные, и высокие подпорные стены, позволяющие экономить территорию участка для создания других сооружений (искусственных водоемов, лавок, качелей и др.). Это и импровизированные опоры для скамеек, и оградительные сооружения на приусадебных участках. В общем, поскольку применение габионов в данной области не описано ни в одном литературном источнике, поле деятельности дизайнеров, архитекторов и проектировщиков ничем не ограничено – любая идея может найти свое применение.

Смешанные технологии

Применение смешанных технологий диктует современное развитие строительных материалов.

Для борьбы с эрозией почвы и оползнями используют геоматы. Геоматы поддерживают растительный покров на откосах и склонах.

Геомат – это полимерный материал, имеющий водопроницаемую структуру. Создается слоями полипропиленовых решеток, наложенных друг на друга и соединенных между собой термическим способом.

Структура геомата защищает верхний слой грунта и закрепляет корни проросших сквозь него растений. Корни проросших растений переплетаются с волокнами материала и образуют вместе с ними прочную систему, которая укрепляет верхний слой почвы на откосах и склонах, защищает от гидроэрозии, выветривания и оползней.

В сочетании с геотекстилями геоматы используются для усиления и повышения несущей способности склонов.

При укладке геоматов их верхние края закрепляются нагелями или анкерными болтами. Шаг нахлеста – 1 м. Если геоматы крепятся на крутом склоне, то ставят дополнительные анкера с шагом 0,5 м.

Засыпанную почву засевают семенами. Приблизительный расход семян – 40 г на 1 м² поверхности.

Биоматы – многослойное полотно, состоящее из натуральных волокон, наложенных на тонкий слой целлюлозы и укрепленных двумя слоями полипропиленовой светочувствительной сетки или двумя слоями джутовой сетки. Это полотно прошито с обеих сторон полипропиленовой или джутовой нитью.

Укладка биоматов аналогична укладке геоматов.

Края полотен биоматов накладывают один на другой приблизительно на 0,1 м.

Обратите внимание: если уклон больше 30%, поверх биоматов закрепляют матрасно-тюфячные габионные конструкции, прикрепив их к поверхности анкерами. Маты рекомендуется на 1,5-2 м завести за верхнюю кромку склона.

После укладки полотна, если оно не засеяно, нужно произвести посев трав, укрепляющие грунт по вертикали и горизонтали.

Все приведенные выше конструкции работают на укрепление и армирование склонов. Их применение зависит от разнообразных факторов, рассмотренных выше. Но, к сожалению, не всегда подобные конструкции могут укрепить крутой участок, особенно, если не позволяет почва, или склон имеет большую протяженность. В этих случаях на уложенные геосинтетические материалы растягивают рулоны сетки двойного кручения аналогично защите от камнепадов. В таком сооружении происходит симбиоз положительных качеств строительных материалов: гео- и биополотно укрепляет склон, а сетка двойного кручения удерживает их от сползания и разрушения.