Откос укрепленный. Габионные конструкции – все о надежных защитных сооружениях

/

Укрепление земляных откосов также несет в себе защитную функцию, что предполагает их предохранение от размыва грунта атмосферными осадками и выдувания почвы с их поверхности. Если вовремя не принять меры по укреплению земляных откосов, то неизбежно возникновение обвалов, оползней и прочих разрушительных процессов.

Геотекстиль при укреплении насыпей подкладывается под объемную георешетку. Он осуществляет разделительную функцию и задерживает наполнитель в ячейках. Помимо этого, геотекстиль имеет высокую водопропускную способность и выполняет функции обратного фильтра. При выполнении работ по фиксации склонов данный геосинтетик укладывается слоями на различной высоте. Таким образом, конструкция имеет повышенную прочность.

Технология укрепление откосов геотекстилем

Геотекстиль наиболее часто применяется при укреплении откосов с наклонов до 60 градусов.

Технология укладки геотекстильного материала при усилении откосов состоит в следующем:

1. Перед началом работы необходимо выровнять поверхность, которая в дальнейшем будет укрепляться.
2. Далее необходимо определиться с обустройством площадки.
3. Если она будет образована выше земли, то вначале нужно положить геотекстиль : перекрытие должно составлять 20 см. Затем создать опалубку по всей длине, засыпать сверху камнем или песком. После еще раз уложить геоматериал, засыпать его песком и, если требуется провести работы по укладки плитки.
4. Если же площадка будет на одном уровне с поверхностью, то необходимо извлечь грунт так, чтобы образовалось углубление в 20-50 см. Далее укладывается геотекстиль, насыпается гравий и щебень. Затем снова застилается геосинтетик и сыпется песок. После чего можно уложить брусчатку или плитку с помощью цементного раствора.
5. Геотекстиль, уложенный нахлестами, обязательно крепиться скобами. Вдоль шва можно насыпать еще природных материалов.

Технология укрепление откосов геоматом

Для укрепления крутых откосов – около 70 градусов используется геомат .

1. Выровнять и уплотнить поверхность почвы, где будут проводиться укрепительные работы.
2. Вырыть небольшое углубление, глубиной около 30 сантиметров. Провести водоотвод.
3. Выложить рулон материала и подогнать его по размеру, если это необходимо.
4. Натянуть геосинтетик гладкой стороной вниз по поверхности земли ровно и плотно. Нахлест должен равняться 15 см в вдоль и 20 см – в поперек.
5. Геомат крепится к траншее с помощью специальных крепежей - анкеров.
6. Затем геоматериал засыпается грунтом и уплотняется.

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. 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 5x7, 6x8, 8x10 либо 10x12.

Габионные конструкции состоят из отдельных габионов одного или нескольких разных видов, скрепленных между собой в цельное монолитное сооружение 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.

Геосинтетическое армирование применяется для повышения устойчивости откосов, насыпей и склонов на глубинный сдвиг за счет работы горизонтальных слоев первичного армирования. Армированный земляных откос может быть восстанавливаемой частью откоса и (или) применяться для усиления участков грунтовых насыпей. Послойное армирование позволяет уложить откос грунта под более крутым углом, чем в случае неармированного откоса. Может возникнуть необходимость в повышении устойчивости склонной поверхности (особенно в период укладки и уплотнения грунта) за счет использования относительно коротких и более плотно уложенных слоев вторичного армирования и (или) путем оборачивания армирующих слоев вокруг склонной поверхности. В большинстве случаев откосная поверхность должна быть защищена от эрозии. Для этих целей требуются геосинтетические материалы заполненные грунтом георешетка или геосетки, которые часто используются для временной анкеровки растительного слоя.

На нижней иллюстрации показана дренажная система, которая может потребоваться для устранения фильтрационного давления в армированной зоне.

Положение, количество, длина и прочность основного (первичного) армирования, которое требуется для обеспечения достаточного коэффициента устойчивости против разрушения откоса, определяется обычными методами предельного равновесия, модифицированными для учета стабилизирующих усилий от армирования. Проектировщик может использовать «метод отсеков» для круглоцилиндрической поверхности скольжения, сложной поверхности скольжения, двухчастного клина или ломаной поверхности сдвига. Предполагается, что армирующие слои предоставляют удерживающее усилие в точке пересечения каждого слоя с рассматриваемой потенциальной поверхностью сдвига. Коэффициент запаса (устойчивости) обычным методом Бишопа может быть определен с использованием следующего уравнения:

где M R и M D – соответственно удерживающий и сдвигающий моменты для неармированного откоса, α - угол между растягивающим усилием в арматуре и горизонталью, и T allow – максимальная допускаемая прочность арматуры на растяжение. Так как геосинтетическая арматура растяжима, проектировщик может предположить, что арматурное усилие действует тангенциально к плоскости сдвига, когда R T cos α = R . В число потенциальных поверхностей сдвига должны включаться как проходящие частично через армированный массив грунта, а частично через грунт вне армированной зоны, так и полностью находящиеся в зоне армированного грунта.

Инновационное решение: укрепление откосов при помощи бетонного полотна Concrete Canvas

Бетонное покрытие Concrete Canvas является эффективной и экономичной альтернативой традиционным способам и технологиям укрепления откосов. Оно позволяет решить задачи любой сложности в самые короткие сроки и при минимальных затратах

Concrete Canvas (Великобритания) – это гибкое текстильное 3D полотно с «начинкой» из сухой бетонной смеси. Чтобы полотно превратилось в прочное бетонное покрытие, его нужно всего лишь смочить водой. Через 1-2 часа бетонная смесь затвердеет, а через 24 часа наберет 80% прочности. Тканевые волокна надежно армируют полотно, а внутренняя водонепроницаемая мембрана из поливинилхлорида (ПВХ) предотвращает проникновение влаги под готовое покрытие.

Технология укрепления откосов Concrete Canvas – это эффективное и рациональное решение для компаний, занимающихся дорожным строительством, реконструкцией гидротехнических и оросительных систем, добычей полезных ископаемых, строительными и земельными работами, берегоукреплением.

Волокнистая впитывающая
влагу поверхность

Сухая бетонная смесь

Укрепляющая
волоконная матрица

Водонепроницаемая подкладка
из поливинилхлорида (ПВХ)

Универсальное решение для укрепления откосов любого типа

Concrete Canvas широко применяется для укрепления земляных откосов, откосов автомобильных дорог и железнодорожных путей, для укрепления откосов мостов, водоемов, берегов, котлованов, водопропускных труб, выемки, траншей, насыпей земляного полотна, откосов при строительстве, промышленных трубопроводов.

Бетонное покрытие Concrete Canvas прочно защищает откосы от поверхностной эрозии, проседания и обвала почвы, вызванного атмосферными осадками, транспортными и иными нагрузками.

Сыпучесть грунта значения не имеет. Технология позволяет производить укрепление земляных откосов и песчаных. Также не имеет значения угол наклона. Бетонное полотно отличается высокой гибкостью, способно повторять любые неровности и изгибы поверхности. Поэтому оно используется для укрепления откосов с сильным углом наклона – от 60º. Предварительная подготовка поверхности, как правило, не требуется.

Таким образом, Concrete Canvas является универсальной технологией для любых откосов. Отпадает необходимость искать индивидуальное решение в каждом случае.

Достойная замена одерновке, георешеткам, торкретированию, плитам

Распространенные способы и методы укрепления откосов заметно проигрывают по сравнению с технологией Concrete Canvas. Инновационная разработка британских специалистов обладает целым рядом важных преимуществ:

Повышенная прочность

По своим прочностным характеристикам полотно вполне сопоставимо с армированным бетоном. По сути, это и есть укрепление откосов бетоном, только без всех сопутствующих сложностей и затрат. Concrete Canvas не подвержено разрушительному воздействию экстремальных температур, атмосферных осадков, эрозии, влаги, агрессивных химических веществ. Полотно хорошо абсорбирует энергию воздействия и имеет стабильный режим разрушения

Полная гидроизоляция

Слой ПВХ-матрицы препятствует проникновению влаги под уложенное полотно. В результате отсутствует риск вымывания и проседания грунта

Монолитная конструкция

Застывший бетонный холст обладает практически нулевой подвижностью. Отдельные его отрезки прочно скреплены. Благодаря этому Concrete Canvas широко используют для укрепления откосов с большим углом наклона. Это равносильно укреплению откосов монолитным бетоном

Предельно долгий срок службы

Готовый бетонный слой может перенести более 250 циклов попеременного замораживания-оттаивания. Расчетный срок его службы – 50 лет (расчет сделан для климатических условий Великобритании)

Возможность озеленения

Технология Concrete Canvas отвечает всем требованиям по безопасности для здоровья человека и окружающей среды, то есть является полностью экологичной. Если использовать полотно в комплексе с георешеткой, то откос можно озеленить

Бетонное укрепление откосов с помощью Concrete Canvas:
быстрее в 10 раз и экономичнее на 20%

Еще одно, пожалуй, самое существенное преимущество британской технологии – это предельно простой монтаж. Благодаря этому стоимость выполнения проекта - будь то укрепление откосов автомобильных дорог, мостов, водоемов, берегов, котлованов или водопропускных труб – может быть снижена на 20%, а сроки сдачи проекта сокращены в 10 раз.

Быстрая
укладка

Бригада из 6 рабочих за день способна уложить до 800 м2 полотна. Причем рабочим не обязательно обладать для этого специальной квалификацией, достаточно иметь опыт укладки рулонных материалов. Им нет необходимости возводить опалубку, дозировать, смешивать и уплотнять бетонный раствор как при укреплении откоса монолитным бетоном. Если же речь идет об одерновке, то при расчете на такую же площадь работы займут около месяца

Без применения спецтехники
и оборудования

В отличие от других распространенных методов и способов укрепления откосов, технология Concrete Canvas предполагает минимальное использование техники. Достаточно лишь бульдозера или экскаватора для крепления траверсы с рулоном бетонного полотна. А если использовать компактные рулоны, то не понадобится и эта техника

Укладка
без подготовкии

Полотно укладывается прямо на грунт. А ведь когда производится, например, укрепление откоса бетонными плитами, то поверхность необходимо предварительно подготовить и уложить на нее щебеночную, гравийную подготовку или геотекстиль

Все работы выполняются
за один этап

Имеется в виду, что работа не делится на этапы подготовки и непосредственно укладки, как, к примеру, при укреплении откоса бетонными плитами. Последовательность такая: отрезки бетонного полотна раскладываются на грунте, крепятся к нему анкерами или кольями, скрепляются между собой болтами или иными способами крепежа, обрабатываются водой. Процесс укладки на этом заканчивается. Монтаж какой-либо дополнительной конструкции укрепления откосов земляного полотна не требуется

Минимальный
менеджмент

Отсутствие зависимости от поставщиков вспомогательных материалов и строительного оборудования дают дополнительную экономию. Кроме того, отпадает необходимость в многочисленных согласованиях и составлении подробного плана работ. Для укладки полотна достаточно дать лишь общие указания

Быстрая
готовность

Как уже отмечалось, полотно начинает застывать через 1-2 часа после укладки, а через 24 часа покрытие готово на 80%. То есть буквально на следующий день работы на данном участке можно считать законченными

Работы можно проводить без приостановки движения

Работы по укреплению откосов вдоль транспортных магистралей обычно подразумевают полную или частичную приостановку движения. Это создает дополнительные сложности, в том числе необходимость укладываться в сжатые сроки. Использование бетонного полотна полностью снимает эту проблему. Его укладку можно вести даже при наличии интенсивного транспортного трафика.

Кроме того, одна из форм поставки Concrete Canvas – это компактные рулоны (Batched Roll), которые можно переносить вручную. Это дает возможность вести работы на участках, куда затруднен доступ любой техники.

Оптимальный вариант для регионов со сложными климатическими условиями

Инновационная технология укрепления откосов Concrete Canvas успешно применяется более чем в 40 странах мира. Она отлично зарекомендовала себя в различных климатических условиях. Полотно использовалось в пустыне, в горной местности, работы по его укладке велись при минусовых температурах, при повышенной влажности, под проливным дождем. Все это никак не сказалось на скорости выполнения работ и качестве конченого результата.

На территории России технология Concrete Canvas впервые была применена на Сахалине и в Якутии, на объектах нефтедобывающей промышленности. Выбор в пользу бетонного полотна был сделан потому, что скорость его укладки позволяла провести работы в сжатые сроки, а также потому, что доставить бетонное полотно в эти труднодоступные регионы было гораздо проще, чем другие строительные материалы.

Кусочек рая с красивым домом, зелёными газонами, благоухающими клумбами и искусственным водоёмом. Именно так представляют свой будущий дачный участок 99% жителей мегаполиса. К сожалению, действительность чаще всего, оказывается прямо противоположна Вашим сказочным представлениям. Вы приобретаете участок на краю холма или рядом с оврагом - это максимум того, на что был способен Ваш бюджет. Не стоит огорчаться: грамотное укрепление склонов и ландшафтное декорирование решат все проблемы. Давайте узнаем, как именно.

Нередко особенности ландшафта конкретной территории не позволяют соорудить пологие откосы. В этих случаях появляется необходимость закрепления крутого откоса с углом наклона 50 градусов и более. Для того, чтобы такие склоны не подвергались разрушениям, эрозиям и оползням, их необходимо как следует зафиксировать.

Среди многих используемых способов фиксации наиболее удобным, надежным и экологически безупречным является закрепление крутых склонов с использованием .

3 самых ДЕЙСТВЕННЫХ Способа для Укрепления Крутых Откосов

Существует несколько типов геосинтетических материалов, которые применяются в сооружении и закреплении крутых склонов.

Ячейки чаще всего заполняются грунтом с семенами, щебнем, гравием, бетонной смесью. Она продлевает срок службы откоса, увеличивая его межремонтный период. Кроме того, георешетка позволяет эксплуатировать откосы с применением тяжелой техники.

• С помощью геосетки можно создать на крутом откосе прочный армирующий слой, способный выдерживать высокие нагрузки на разрыв и давление.
• также препятствует эрозии и осыпанию грунта, то есть, предохраняет откосы от разрушений. Для укрепления откосов используют как одноосную, так и двуосную геосетку.