Берегоукрепление из полужестких габионовых систем

006714 Изобретение относится к строительству, в частности к берегоукрепительным работам в суровых природно-климатических условиях в пределах городов и населенных пунктов при строительстве набережных в условиях, когда подпорные стены из габионовых систем располагаются выше расчетного минимального уровня поверхности воды в реке в зимний период. Известны габионовые системы берегоукрепления фирмы ООО Габионы Маккаферри СНГ, где коробчатые габионы и матрацы Рено представляют собой объемные конструкции заводского изготовления, выполненные из металлической сетки двойного кручения с шестиугольными ячейками разделенные на секции при помощи диафрагм, устанавливаемых внутри габионов и матрацев Рено через каждый метр по длине. Эти конструкции после установки в проектное положение на строительной площадке заполняется камнем. Максимальный размер камня для коробчатых габионов не должен превышать 0,25 м, а минимальный размер должен быть не менее размера ячейки. Для матрацев Рено максимальный размер камня не должен превышать 2/3 толщины матраца, а минимальный размер не менее размера ячейки. Камни подбирают из условия прочности и морозостойкости с плотностью не менее 1700 кг/м 3. Проволочная сетка, используемая для габионов и матрацев Рено, изготавливается из стальной проволоки плотного оцинкования диаметром 2,4-3,0 мм. Для увеличения срока службы оцинкованная стальная проволока дополнительно покрывается поливинилхлоридным покрытием толщиной 1 мм, тем самым срок службы таких систем увеличивается до 60 лет. Однако указанные габионовые системы не рассчитаны для эксплуатации в суровых природноклиматических условиях Сибири с низкими температурами и большими ледяными нагрузками в период весеннего половодья. Кроме этого, внешний вид набережной со стороны реки имеет недостаточный респектабельный вид. По этой причине в настоящее время берегоукрепительные работы набережных в суровых природноклиматических условиях выполняются с применением деревянного, металлического или железобетонного шпунта (см. фиг. 1 и 2). Однако такие решения имеют один общий недостаток - отсутствие дренажного свойства конструкции берегоукрепления, что способствует возникновению нестабильности гидростатических нагрузок. Исключают также связь грунтовых и поверхностных вод, тем самым способствуют подъему уровня грунтовых вод в прилегающих селитибных территориях, значительно ухудшая состояние дорог, условий эксплуатации подвалов и экологические качества жилой среды, и увеличивают стоимость строительства и эксплуатационных затрат. Целью предлагаемого изобретения является разработка и создание конструкции полужестких габионовых систем, обладающих положительными свойствами гибких габионовых систем в части обеспечения их водопроницаемости (экологичности), а также обладающих достаточной прочностью и долговечностью в суровых природно-климатических условиях эксплуатации со значительным снижением их стоимости строительства по сравнению с существующими техническими решениями (см. фиг. 1 и 2). Указанная цель достигается за счет применения низколегированной стали марки 25 Г 2 С с антикоррозийной защитой [1] диаметром по меньшей мере не менее 10 мм для изготовления коробчатых габионов и матрацев Рено аналогичных размеров компании Маккаферри с ячейками 100x100 мм. Диаметры стержней из низколегированной стали принимаются с расчетом возможной дополнительной коррозии их со средней скоростью 0,02-0,03 мм/год в течении не менее 80-100 лет. Известно [2], что атмосферная коррозия для суровых природно-климатических условий России не превышает 0,02-0,024 мм/год, а в речной воде при (pН 6-8,5) составляет 0,01-0,06 мм/год. В работе [3] отмечается, что интенсивность коррозии уменьшается со временем, даже в условиях воздействия моря, за время, превышающее 40 лет,средняя величина уменьшения толщины шпунта соответствовала 0,06 мм/год в холодной воде по данным исследований Департамента мостов во Франции [3]. Натуральными исследованиями, выполненными в ФРГ, отмечается потеря толщины металла около 1 мм за 100 лет [3]. Коробчатые габионы и матрацы Рено непосредственно не контактируются с грунтом и изготавливаются электросваркой в заводских условиях в районе строительства. В конструкции коробчатого габиона предусматривается со стороны реки металлические пластины с отверстиями для анкеровки арматурного каркаса железобетонной облицовки (см. фиг. 1 и 2). Для восприятия ледовых нагрузок в период весеннего половодья под наружной облицовкой вдоль подпорной стенки из коробчатых габионов устраивается железобетонный ростверк по железобетонным сваям забитых шагом по меньшей мере не более чем 1,0 м и длиной, принимаемой из условия обеспечения устойчивости защитной стенки от воздействия ледяных нагрузок и касательной силы морозного пучения. Для исключения влияния нормальных сил морозного пучения на подошву ростверка наружной облицовки оставляется зазор между ростверком и матрацем Рено равной расчетной величине морозного пучения грунта по боковой поверхности сваи, определяемый известным способом [4] (см. фиг. 1). Длину коробчатого габиона принимают по расчету из условия обеспечения устойчивости откоса набережной сдвигу. По верху коробчатого габиона устраивается прогулочная дорожка. При устройстве наружной облицовки и прогулочной дорожки с целью исключения попадания цементного раствора в коробчатый габион последний до заполнения камнем со стороны облицовки защищается слоем рубероида, а после заполнения коробки камнем сверху также укладывается слой рубероида. Сборка и установка берегозащитного сооружения с применением полужестких коробчатых габио-1 006714 нов и матрацев Рено осуществляется в следующей последовательности: 1) планируется участок полосы вдоль берега в соответствии с проектными отметками земли в пределах укладки матрацев Рено с учетом возможности перемещения сваебойного агрегата; 2) забиваются на проектную отметку анкерные железобетонные сваи шагом не более 1,0 м; 3) разбиваются оголовки железобетонных свай на 250 мм и оголяется арматура на них, остатки бетона при разбивке оголовка равномерно утрамбовывается в грунт основания и укладывается геотекстиль типа Дорнита (см. фиг. 1); 4) на геотекстиль устанавливаются матрацы Рено (фиг. 3) с учетом оставленных в нижней сетке отверстиями для пропуска свай и соединяются между собой металлическими кольцами из нержавеющей стали аналогичного диаметра шагом не более 0,2 м по всей длине примыкания; 5) заполняются матрацы камнями требуемых размеров, прочности и морозостойкости с обязательной проверкой заполнения углов; 6) укладывается верхняя сетка матраца Рено с отверстиями для пропуска свай которая закрепляется по всему периметру матраца аналогичными кольцами; 7) на матрацы Рено устанавливаются на проектное положение коробчатые габионы, которые соединяются между собой и матрацами Рено при помощи металлических колец аналогичным образом, после чего торцы коробок со стороны защитной стенки закрываются рубероидом; 8) коробчатые габионы заполняются камнем требуемых размеров, прочности и морозостойкости при этом обязательно проверяется заполнение углов; 9) коробчатые габионы закрываются сверху сеткой, которая закрепляется по всему периметру коробки кольцами из нержавеющей стали и на нее укладывают слой рубероида; 10) геотекстилем закрывают противоположные торцы коробчатых габионов со стороны откоса и прижимают его песчаным грунтом до требуемой отметки (см. фиг. 1); 11) выполняется выравнивание верхнего откоса до требуемых отметок, затем продолжают раскатку геотекстильного полотна до проектного положения, укладывают по нему слой крупного щебня; 12) выполняют армирование свайного ростверка с защитной стенкой с анкеровкой вертикального арматурного каркаса к металлическим закладным деталям коробчатого габиона (см. фиг. 1 и фиг. 2); 13) завершают бетонирование защитной стенки, откоса с устройством прогулочной дорожки. Изобретение поясняется графически, где: на фиг. 1 изображен поперечный разрез берегоукрепления с применением полужестких габионовых систем,на фиг. 2 изображен коробчатый габион из сварной сетки,на фиг. 3 изображен матрац Рено из сварной сетки. Предлагаемое берегоукрепительное сооружение из полужестких габионовых систем для суровых природно-климатических условий с низкими отрицательными температурами и большими ледяными нагрузками состоит (см. фиг. 1) из спланированного со специальным профилем грунтового основания 1 анкерных железобетонных свай 2, матраца Рено 3, уложенного на водопроницаемый геотекстиль 12, коробчатого габиона 4, защитной стенки со свайным ростверком 5, заанкеренной к коробчатому габиону 4,верхнего перекрытия (прогулочной дорожки) 6, анкерованного к защитной стенке 5, плиты 7 укрепления откоса, плиты 8 водобойной стенки, водобойной стены 9, тротуара 10, слоя крупного щебня 11 фракции 30-60 мм, водопроницаемого геотекстиля 12, песчаного грунта 13, границы 14 естественного откоса,депрессионной кривой 15 уровня грунтовых вод. Коробчатый габион состоит (фиг. 2) из металлических объемного блока ОБ-1, сеток с-1-с-4 из стержней диаметром 10 мм марка стали 25 Г 2 С и закладных деталей ЗД-1 с отверстиями для анкеровки каркаса защитной стенки 5 размерами 1040x80x8 мм закладной детали ЗД-2, где замыкаются на сварке продольные цельные стержни коробчатого габиона с размерами 1040x120x8 мм. Матрац Рено состоит из нижней сетки с боковыми стенами с-1, верхней сетки (крышки) с-2 и диафрагмы с-3 изготовленных из металлических стержней Ф 10 с шагом 100x100 мм марка стали 25 Г 2 С. Конструкция берегоукрепления из полужестких габионовых систем работает следующим образом. В период весеннего половодья защитная стенка с ростверком 5 со сваями 2 воспринимает горизонтальные нагрузки от ледохода совместно с матрацами Рено 3 и коробчатыми габионами 4 и конструкциям прогулочной дорожки 6 и откоса 7, 8, 11 (см. фиг. 1), а вертикальные сдвигающие нагрузки от ледохода и касательных сил морозного пучения воспринимают железобетонные сваи анкеры 2 с защитной стенкой 5, дополнительно анкерованной с коробчатыми габионами с камнем 4. В процессе уменьшения уровня воды в реке обратный фильтр из геотекстиля 12, крупного щебня 11, габионовых систем 4 и 3 быстро снимает поровое давление на конструкции откоса 6, 7, 8 отводя грунтовую воду по дренажным системам к реке. В летний период при низком уровне воды сдвигающие силы от веса конструкций откоса и грунта воспринимают полужесткие габионовые системы 3 и 4 и анкерные сваи 2. Благодаря высокой проницаемости полужестких систем (ПГС) полностью исключается подпор грунтовых вод и отпадает необходимость устройства дополнительного берегового дренажа, улучшаются экологические качества жилой среды в прилегающих к набережной территориях.-2 006714 Защитная железобетонная стенка и прогулочная дорожка вдоль берега значительно улучшают внешний архитектурный вид набережной и ее функциональные качества. Источники информации 1. СНиП.2.03.II-85. Защита строительных конструкций от коррозии. М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 1995, с.53. 2. Шевяков В.П., Жолудов B.C. Защита от коррозии промышленных зданий и сооружений. М.: ТОО Редакция газеты Архитектура, 1995, с. 166. 3. Джоунс К.Д. Сооружения из армированного грунта. М.: Стройиздат, 1989, с.281. 4. Абжалимов Р.Ш. К расчетной схеме взаимодействия пучинистого грунта с ростверками свайных фундаментов. Транспортное строительство. 2004, 6 -13-17 с. 5. Гибкие габионовые системы компании Маккаферри - 4 стр. (прилагаются). 6. Существующие конструкции берегоукрепления набережных - 2 л. (прилагаются). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Берегоукрепление из габионовых систем, возводимое выше низшего уровня воды в реке в суровых природно-климатических условиях, включающее матрацы Рено и коробчатые габионы, отличающееся тем, что последние изготавливаются из низколегированных сталей марки 25 Г 2 С с антикоррозийным покрытием диаметром по меньшей мере не менее 10 мм на электросварке, коробчатые габионы имеют специальные закладные устройства для анкеровки защитной стенки со свайным ростверком из монолитного железобетона со стороны реки, которая опирается на железобетонные сваи - анкеры, забитые шагом по меньшей мере не более 1,0 м и низ ростверка возвышается над матрацами Рено на расчетную величину морозного выпучивания грунта основания. 2. Берегоукрепление из габионовых систем по п.1, отличающееся тем, что коробчатые габионы имеют со стороны защитной стенки и прогулочной дорожки один слой рубероида.