Защита прибрежной территории от размыва осуществляется берегоукрепительными сооружениями, которые могут быть выполнены в виде укрепительных одежд того или иного типа, уложенных на соответствующим образом спланированный откос берега или в виде стенок набережных.
Берегоукрепительное сооружение любого типа должно быть устойчивым, прочным и, что не менее важно, простым в исполнении. Для берегоукрепительных сооружений желательно применять местные строительные материалы, что может значительно снизить затраты на их возведение.
Откосное берегоукрепление может быть выполнено быстрее и со значительно меньшими затратами, чем сооружение стенок набережных. Однако берегоукрепительные сооружения этого типа не всегда могут быть применены. Необходимо иметь в виду, что если берег реки, подлежащий укреплению, достаточно высок и сложен слабыми горными породами, то для обеспечения устойчивости откоса потребуется выделить полосу территории значительной ширины (так, например, при высоте берега 15 м над уровнем воды и среднем уклоне откоса 1:3, потерянная полоса территории составит 45м). Отказ от использования такой значительной полосы, береговой территории при ограниченных размерах строительной площадки не всегда возможен.
Откосное укрепление берега также не, может быть применено в случае необходимости использования береговой полосы для причала судов и организации погрузочно-разгрузочных работ.
При благоустройстве береговой полосы в пределах населенного пункта могут применяться как откосные берегоукрепительные сооружения, так и набережные стенки в зависимости от архитектурно-планировочного решения береговой полосы.
При проведении берегоукрепительных работ в зоне зеленых насаждений находят применение комбинированные двухъярусные берегоукрепительные сооружения, состоящие из низкой, затопляемой паводковыми водами подпорной стенки и откоса, закрепленного дерновым покровом и кустарниковой растительностью. Набережные указанного типа, помимо своего основного назначения как берегоукрепительные сооружения, могут быть также использованы для организации отдыха населения.
В комплекс городских набережных, помимо берегоукрепительных сооружений, входят специальные устройства в виде сходов - причалов, лестниц и др. Стенки городских набережных покрывают на уровне тротуаров карнизным камнем и ограждают решетками или парапетами.
При проектировании берегоукрепительных сооружений откосного типа должны быть решены два основных вопроса: выбор поперечного профиля и типа крепления откоса.
Основными параметрами откоса являются высота, определяемая разностью отметок бровки берега и дна реки, заложение - длина горизонтальной проекции линии откоса и уклон, выражающий отношение высоты откоса к его заложению.
В практике берегоукрепительных работ наибольшее применение имеют одиночные откосы (заложение откоса равно его высоте), полуторные, двойные и тройные, т. е. откосы с углами наклона, равными соответственно 45°, 34°, 27° и 18°.
Выбор угла наклона откоса производится на основе изучении физико-механических свойств грунтов, слагающих береговую территорию.
Для перехвата поверхностных вод, протекающих к откосу на береговой территории, надо устраивать нагорную канаву, а для отвода атмосферных осадков, выпадающих непосредственно на откос берега в пределах берм, предусматривать канавы, которые отводят воду вдоль откоса, а затем сбрасывают их по бетонным лоткам в реку.
Проектирование откосного берегоукрепления, как правило, производится в две стадии - расширенное проектное задание и рабочие чертежи.
В проектном задании на основе данных натурного обследования, топографической и геодезической съемок прибрежной территории, изучения геотехнических свойств грунтов, слагающих береговую полосу, и материалов, освещающих гидрологическую и гидрогеологическую характеристику района берегоукрепительных работ, должны быть приняты обоснованные решения о границах участка береговой полосы, подлежащего укреплению, о величине заложения откосов укрепляемого берега, обеспечивающих его устойчивость, о необходимости устройства берм по высоте откоса а также решения о выборе типа крепления отдельных зон откоса (подводной, затопляемой, незатопляемой) и прилегающего к от косу участка дна водоема.
Помимо указанных основных решений, должны быть проработаны мероприятия по упорядочению отвода поверхностных вод с прилегающей территории и с поверхности самого откоса, а также предложения по организации работ в части срезки и планировки откоса, подачи и укладки материалов в укрепляемое покрытие откоса и др.
В рабочих чертежах детально разрабатывается конструкция крепления берегового откоса. В случае устройства крепления откоса армобетонными плитами устанавливаются размеры плит, их армирование, марка бетона, устройство и заполнение продольных и поперечных швов, устройство подготовки под бетонные плиты и др., а также составляются спецификации необходимых материалов.
Комплекс предпринимаемых мер по защите прибрежных зон искусственных и природных водоёмов от размывания, обвала и воздействия волн определяется термином «берегоукрепление» . Как и любые другие строительные работы, берегоукрепление начинается с проекта.
Проект берегоукрепления представляет собой полный пакет технической документации, на основании которой проводятся строительные работы. Пакет документов по проектированию защитных сооружений включает в себя расчёты (экономические, технические), графики и схемы, спецификации, макеты, строительную смету и полное описание строительного процесса.
При проектировании берегоукрепления применяется несколько различных методов.
1) Вариантное проектирование. Базируется на рассмотрении нескольких вариантов различных технических решений. Позволяет определить наиболее эффективное и экономически выгодное решение в данном конкретном случае.
2) Проектирование с использованием «метода аналогий». Надёжный и практичный метод в условиях «сходных ситуаций». Решение использовать проверенные на практике конструкции принимается в аналогичных вариантах.
3) Метод статистики подразумевает обобщение уже имеющихся данных о конструкциях с целью дальнейшего их использования в каждом конкретном случае.
4) Теоретические исследования. Это важнейший метод проектирования берегоукрепительных сооружений. Применение метода теоретических исследований позволяет производить расчёты по определению формы и размеров защитных береговых укреплений, выбирая оптимальное устройство моделей.
5) Натурный (экспериментальный) метод используется в случаях больших и ответственных проектов, когда невозможно применить теоретические расчёты.
Проектирование береговых укреплений - процесс многоступенчатый и сложный. На основании собранных данных о сточных водах и скорости течения производятся предварительные расчёты. Во время проектирования происходит визуализация образа будущего объекта. На стадии создания технического проекта учитываются различные факторы - возможность оползней, состояние берегового склона, степень подмыва берега водоёма. Объём будущих затрат на строительство защитных береговых укреплений определяется с учётом комплексного подхода ко всем сопутствующим факторам.
Защитные сооружения по укреплению берега востребованы на различных участках береговой линии. Благоустройство портовых сооружений, лодочных станций, яхт- клубов, набережные городов, участки береговой линии, не подвергшиеся пока застройке - всё требует берегоукрепительных работ. Даже прибрежная полоса, расположенная невдалеке с автомобильными магистралями, курортными зонами, населёнными пунктами в обязательном порядке должна быть защищена от размыва. Реализация предупредительных мер предохраняет большие города и малые населённые пункты, промышленные объекты и опоры мостов, ценные лесные массивы и окультуренные поля от возможного затопления.
Важнейшим условием успешного градостроения по обе стороны берега реки является надёжная фиксация её прибрежной зоны. Талые воды, волны, течение реки, сильный ветер - эти природные явления обладают мощной разрушительной силой. Решение по строительству защитных сооружений по всей береговой линии принимается с учётом гидрологических особенностей каждого конкретного участка прибрежной полосы. Наиболее надёжный, но и дорогой вид укрепления - вертикальные подпорные стены - используется при строительстве набережных в крупных мегаполисах. Более экономичный вариант укрепления берега реки - строительство откосов.
Береговые откосы условно делятся на три «зоны» - подводная зона, зона переменного уровня и не затопляемая зона, так называемая, надводная. При строительстве береговых откосов применяют различные материалы и методы, с учётом их экономичности, надёжности и эффективности. Подводная зона сооружается при помощи тюфяков из камыша и хвороста с применением гибких железобетонных покрытий и сборных железобетонных плит. Такие виды плит не предусматривают устройство «обратного фильтра». В случаях сильного подводного течения применяется возведение специальных упорных поясов и береговых банкетов.
Строительство зоны переменного уровня происходит с использованием камня, крупнозернистого песка и гравия, железобетонных разрезных плит (с обратным фильтром), габионных укреплений . Каждая плита, соприкасающаяся с грунтом, имеет слой гидроизоляционного покрытия. Предусмотрена система дренажа в виде водоотводных отверстий, расположенных ниже уровня воды.
Не затопляемая надводная зона создаётся при помощи посадки кустарников и засева травой, а также с применением смолы, закрепляющей грунт, и асфальтобетонных покрытий. Берегоукрепление габионами является наиболее востребованной и экономичной конструкцией, применяемой при строительстве городских набережных. И не только.
Слово «габион» переводится с французского языка как «большая клетка с камнями» или «корзина с камнями». Защитные функции габионных конструкций успешно используются уже не одну сотню лет в различных вариантах. В прошлом такие «каменные корзины» применялись при строительстве фортификационных сооружений и выполняли защитные функции во время войны.
Современные сооружения разработаны с учётом применения новейших технологий. По своей сути габион является объёмным контейнером, произведенным из металлической проволоки. Контейнер заполняется природным камнем. Габионные конструкции предусматривают быстрое наполнение с применением ковшовых погрузчиков и удобную транспортировку к месту назначения. Камень, заполняющий габион, может быть любым: гладкий речной камень или карьерный «рваный» щебень. Главное условие - размер камня, наполняющего габион, должен быть чуть больше ячейки габионной сетки. Стандартный габион имеет форму параллелепипеда.
Достоинства габионных сооружений неоспоримы. Это достаточно недорогая конструкция, удобная и очень простая при монтаже. Габионы превосходно гармонируют с любым ландшафтом. Эти укрепления очень долговечны, совершенно безопасны с экологической точки зрения. Более того, со временем корни посаженных растений сплетаются с габионными конструкциями , одновременно укрепляя их и украшая. Современные производители предлагают габионы разнообразной формы из металлической сетки с различным покрытием. Чаще всего это оцинкованная сетка, но может быть гальфановое либо поливинилхлоридное покрытие. Форма сегодняшних габионов разнообразна: в виде коробки, цилиндра или плоского прямоугольника, разделённого на несколько секций. Такие прямоугольные габионы с секциями называют «матрацы Рено».
Плоскостная конструкция малой высоты и большим покрытием напоминает матрац - отсюда и название. Изготавливают «матрацы Рено» из сетки двойного кручения. Боковые кромки усиливаются проволокой большого диаметра, и этот фактор придаёт конструкции необычайную прочность, а также позволяет равномерно распределять нагрузку. Перегородки (деление на секции) установлены через каждый метр по всей длине габиона для придания дополнительной прочности и надёжности всей конструкции.
«Матрацы» наделены превосходными гидравлическими характеристиками, что позволяет их повсеместно использовать в качестве защитных сооружений дна и берега различных водоёмов от размыва. Для строительства берегоукрепляющих сооружений отлично подходит сетка с ПВХ покрытием - поливинилхлорид предохраняет от коррозии, обладает устойчивыми характеристиками по отношению к агрессивной химической среде.
Габион - универсальная защита с широким спектром применения. Простота монтажа габионов является ещё одним их важнейшим преимуществом. Берегоукрепление габионами производится без применения сложной грузоподъёмной техники и какого-либо специального оборудования. Работа ведётся по следующей схеме - выполнение откосов, закрепление грунта, установка габионов. Грамотный профессиональный подход к укреплению берега реки или искусственного водоёма решает одновременно несколько задач:
Защита прибрежной полосы от разрушения;
Использование прибрежной территории в различных целях;
Предотвращение последствий паводков;
Элемент ландшафтного дизайна.
Но не только габионные конструкции применяются для защиты береговой линии. Выбор вида берегоукрепляющего сооружения во многом зависит от геологического строения прибрежной зоны. Для защиты городских набережных часто приходится использовать бетонные и железобетонные конструкции, особенно на участках, подверженных оползням. Геоморфологический рельеф берега является основным фактором, от которого зависит выбор оптимальной конструкции. Учитывается и общий архитектурно-дизайнерский замысел при строительстве прибрежной зоны.
Защита морского берега предусматривает два способа: сооружения активного метода и пассивного. Активные сооружения предназначены гасить энергию волн в значительной степени ещё на подходе непосредственно к берегу. При строительстве сооружений «активного типа» предусматривается возможность накопления наносов на береговой линии, что со временем приводит к расширению пляжа естественным путём. Образование наносов создаёт дополнительную «линию защиты» прибрежной полосы. Для решения таких задач строятся волноломы или возводятся конструкции, называемые бунами.
Волноломы - монолитные блоки, изготовленные из бетона. Различают два вида волноломов - надводные, возвышающиеся над поверхностью моря и подводные (затопленные). Находятся они, как правило, в 30-40 метрах от береговой линии. Волноломы выполняют и волнозащитную роль.
Строительство бун преследует цель расширения линии пляжа путём накопления и удержания природных наносов. Буны строятся из различных материалов: железобетона, камня, шпунта металлического.
Сооружения, относящиеся к пассивному методу защиты, осуществляют защиту берегового откоса от внешних воздействий. К ним относятся берегоукрепительные стенки откосного и ступенчатого вида. Нередко при возведении защитных сооружений применяется комплексный подход. Укрепления с применением обоих методов называют комбинированными. Как правило, пассивный метод оптимален в портовой зоне, а применение активного или комбинированного типа чаще встречается на открытых побережьях. Строительство защитных береговых сооружений ведётся с учётом перспективного развития данной береговой линии.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Отметка о защите:
Новосибирск 2011
Введение……………………………………………………………….……..3
Виды и методы берегоукрепления………………………………………….4
Жесткие системы:
Бетонное покрытие береговой линии……………………………...…5
Цементогрунт…………………………………………………………..5
Подпорные стены………………………………………………………6
Гибкие системы:
Георешетка……………………………………………………………..8
Габионы…………………………………………………………………9
Технологии стабилизированного грунта………………………….…12
Геоматы…………………………………………………………………13
Берегоукрепление Новосибирского водохранилища……………………….15
Заключение…………………………………………………………………….16
Введение
После строительства ГЭС в 1957 году и возведения плотины образовалась Новосибирское водохранилище - "Обское море". Длина водохранилища от города Камень-на-Оби до города Новосибирска - 220 км. Полный объём воды - 8,8 куб. км. Площадь акватории - 1082 кв. км. Максимальная глубина - 25 м. Наибольшая ширина - 22 км; наименьшая ширина - 2 км.
Что касается срока службы, то у искусственных водоемов он действительно есть. Но это связано не с разрушением берегов, а с заносимостью водоема, с твердыми отложениями на его дне. Для Обского моря этот срок составляет 400 лет.
Процесс размывания берегов, который является естественным, специалистами прогнозируется всегда еще в период проектирования водоема. Мероприятия по берегоукреплению весьма затратны, но без них водохранилище может со временем разрушиться. Поэтому берег укрепляют, хотя и не по всему периметру моря. Укреплен берег в районе Бердской стрелки (от Бердска до мыса напротив Академгородка), в районе лесопарковой зоны ГЭС, поселка Ленинское (на левом берегу, за ОбьГЭС). Остальные участки береговой зоны разрушаются. Имеется здесь и искусственный пляж. До сооружения волногасящей дамбы в 1986 году происходил интенсивный размыв берега. Также была угроза смыва этой косы морем вместе с сосновым бором. Сейчас уже не наблюдается столь интенсивный размыв берега, который имел место до сооружения дамбы. Искусственные волногасящие сооружения природного типа более естественно вписываются в берега и создают хорошие условия для их рекреационного использования.
Виды и методы берегоукрепления
Понятие берегоукрепления подразумевает комплекс мероприятий по защите каймы водоемов от динамического разрушающего воздействия вод. Постоянное движение водных масс способствует обрушению берегов. Периодическое изменение скорости течения, волнение, а так же поперечная и вихревая динамика в местах с крутыми изгибами каналов особенно активны при наличии судоходного движения в водоеме, а значит, возрастает и важность процедуры укрепления берегов.
Берегоукрепление - это комплекс мероприятий, направленных на защиту от размыва под действием течения, волн, эрозии почвы, ливневых потоков и укрепление береговой линии рек и водоемов. Подмыв и проседание берегового склона ведет к обмелению, как самого водоема, так и к зарастанию прилегающих площадей. Для остановки подобных нежелательных процессов и обвала берега, прибрежную линию укрепляют различными методами.
Для предотвращения нежелательных явлений необходим комплекс мероприятий, направленных на укрепление берегов водохранилища. На сегодняшний день имеется большое количество методов укрепления берегов. В зависимости от целей и местных гидротехнических условий используются различные конструкции и материалы.
В общем они делятся на жесткие и гибкие системы.
К жестким относятся:
1.Подпорные стены
3.Цементогрунт
4.Бетонное покрытие береговой линии
5.Стальные листы
К гибким относятся:
1.Габионы
2.Каменная наброска
3.Георешетка
4.Скрепленные матрасы из бетонных блоков.
5. Технологии стабилизированного грунта
Рассмотрим боле подробно каждую систему.
Жесткие системы
Традиционные системы берегоукрепления позволяют искусственно укрепить поверхность, но дают ограниченную стабилизацию грунта или поддержание грунта при помощи конструкций.Основные типы жестких конструкций берегоукреплений включают подпорные стены, бетонное покрытие береговой линии, цементогрунт и стальные листы.
Бетонное покрытие береговой линии
Бетонное укрепение пользовалось большой популярностью в советские годы. Обычно это представляет собой накладка бетонных плит на пологие откосы водоемов. Но бетон чувствителен к перепадам температуры, не долговечен и не эстетичен.
Цементогрунт
Цементогрунт – сильно уплотненная смесь местного грунта, портландцемента и воды. Процент цемента по весу составляет от 8 до 12 % в зависимости от крупности частиц местного грунта и количества глины в нем. Цементогрунт замешивается в центральной передвижной станции на участке строительства и состоит на 90% из воды в момент готовности к установке. Смесь укладывается слоями толщиной от 15 до 30 см, каждый слой по ширине соответствует распределяющему оборудованию – обычно 3 м. Использование местного грунта позволяет получить конструкцию, естественным образом вписывающуюся в природный ландшафт, что выгодно выделяет технологию цементированного грунта на фоне других решений. Также технология отличается невысокой стоимостью – в 1,5-2 раза дешевле стоимости подпорной стенки из бетона и на 15-20% дешевле берега из габионов. Берегоукрепление из цементогрунта может иметь очень крутой уклон. Это уменьшает общий размер конструкции в плане и площадь зоны работ внутри естественного водотока.
Подпорные стены
В зависимости от конструкции и назначения гидротехнические подпорные стены подразделяются на следующие виды:
1. Гравитационные - возводимые на нескальном и скальном основаниях (рис.1), выполняемые обычно из монолитного или сборного бетона и железобетона. Подпорные стены этого вида, как правило, входят в состав сооружений напорного фронта гидроузлов, причальных сооружений и набережных;
2. Шпунтовые и свайные - возводимые на основаниях, допускающих погружение шпунта или свай, входящие в состав причальных сооружений, набережных и других гидротехнических сооружений.
Классы сооружений следует устанавливать в соответствии со СНиП 2.06.01-86.
Рис. 1. Основные виды гравитационных подпорных стен
а - массивные; б - уголковые; в - ячеистые; 1 - монолитные; 2 - из сборных элементов; 3 - консольные; 4 - контрфорсные; 5 - с анкерными тягами; 6 - возводимые в котловане или наплавные; 7 - из оболочек большого диаметра
Рис. 2. Основные виды шпунтовых и свайных подпорных стен
а - безанкерные; б, в, г - заанкеренные одной или двумя тягами к плитам и сваям; д - заанкеренные к наклонным сваям; е - свайный ростверк с передним шпунтом; ж - заанкеренные с жестким (в том числе скользящим) анкерным устройством; 1 - шпунт; 2 - анкерная тяга; 3 - анкерная плита; 4 - анкерные сваи; 5 - свайный фундамент; 6 - жесткий анкер
Гибкие системы
Георешетка
Георешетка – это сотовая конструкция, сделанная из полиэтиленовых лент толщиной 1,5 мм, которые скреплены между собой высокопрочными сварными швами, рядами в шахматном порядке.
Укрепление склонов объемной георешеткой - один из наиболее эффективных методов в тех случаях, когда применение габионных конструкций невозможно из-за неровного рельефа склона, особенностей грунта и ряда других причин. Перфорированные стенки ячеек георешетки улучшают дренирующие характеристики конструкции, что обеспечивает рост разного рода растительности. В разрезе и реальный внешний вид приведены на рисунках ниже.
Георешетку применяют при возведении подпорных стен разной высоты, с различным углом заложения. Части георешетки просто укладываются друг на друга. Полости ячеек заполняются песком или щебнем с послойным уплотнением. Вместе с тем, наиболее перспективным заполнителем ячеек георешетки является агрегатная смесь, обработанная полимерными вяжущими. Прочностные характеристики конструкции аналогичны конструкции с бетонным заполнителем. Стоимость же не превышает конструкции с применением щебня.
Основанием под георешетку является многослойный материал с наружными слоями из нетканого синтетического компонента и различными наполнителями. При насыщении водой объем наполнителя увеличивается, в результате чего водопропуск материала резко снижается.
Габионы
Габионные сооружения представляют собой коробчатые конструкции в виде параллелепипеда, сделанные из шестиугольной металлической сетки двойного кручения с полимерным или цинковым покрытием. Принцип двойного кручения проволочной сетки позволяет обеспечить прочность, целостность и равномерность распределения различных нагрузок, исключает раскручивание сетки в случае ее разрыва. Высота коробов – от 0,17 до 1 м, ширина – от 0,5 до 2 м, длина габиона– от 1,5 до 4 м. Конструкции заполняются природным камнем или галькой.
Рис.4. Конструкция габиона.
Создание конструкции производится путем отбортовки или загиба заготовок, сделанных из шестиугольной сетки, и последующей сшивки основной заготовки с диафрагмами и торцевыми стенками. Сетчатые коробчатые конструкции представляют собой естественные строительные блоки, предназначенные для создания облицовок водосливных плотин, подпорных стенок и др.
Применение габионов резко уменьшает уровень гидростатического влияния на грунт, обеспечивая надежную защиту берегов. Габионы способны пропускать влагу без разрушения конструкции и противостоять эрозии откосов, осадкам нестабильных грунтов, их подмыву и многим другим фактам, способных вызвать нарушение или ослабление местной устойчивости откосов.
Габионы бывают следующих видов:
Габионы с армирующей панелью – коробчатые конструкции с армирующей панелью (АД), а также с диафрагмами;
матрацы – многоячеистые конструкции с диафрагмой (МД);
коробчатые габионы – коробчатые конструкции с диафрагмой и без нее.
Экологичность. В окружающую среду при формировании сооружений из габионов попадает меньше 5% искусственных материалов. Основа материалов – природный камень. Не менее важным фактом для экологического баланса является свободная фильтрация воды через габионы.
Высокая прочность и устойчивость габионных конструкций обусловлены возможностью выдерживать значительные нагрузки без разрушения. Следует отметить, что прочность габионных сооружений с годами увеличивается за счет естественной консолидации.
Водопроницаемость и пористость габионов исключает появление гидростатических нагрузок и создает дренирование обратной засыпки, которое не требует дополнительных затрат на устройство обратного фильтра и дренажа.
Гибкость габионных конструкций достигается наличием металлической сетки, которая позволяет сооружению противостоять эрозии откосов, сплывам и осадкам нестабильных грунтов.
Долговечность. Проведенные в настоящее время наблюдения за функционированием габионных конструкций дают основания утверждать, что при условии грамотного и правильного проекта срок службы габионов практически не ограничен.
К существенным характеристикам габионных конструкций относятся простота технологии строительства и конструкции, малые объемы подготовительных работ возводимых сооружений и минимальные эксплуатационные расходы.
Укрепление габионами поможет решить не только проблему размывания берегов, но и изменить береговой рельеф– например, намыть дополнительный пляж, создать стоянку для плавательных средств или проложить красивую набережную.
Технологии стабилизированного грунта.
Фундаментальный принцип стабилизации грунта состоит в мобилизации сил давления грунта. Стабильность систем стабилизированного грунта обеспечивается совместной работой укрепляющих элементов, которые прокладываются горизонтально в грунтовой массе на определенное расстояние за конструкцию, укрепляющую непосредственно склон берега. Получающаяся конструкция проявляет свойства цельного элемента при воздействии на нее внешних сил. Сочетание свойств цельности и гибкости позволяет использовать технологию стабилизированного грунта для создания крупных гидротехнических сооружений(дамб, берегоукреплений) например, как стена из габионов, подпорная стенка из бетона, каменная наброска, успешно защищают поверхность берега от эрозии, но предоставляют недостаточную защиту грунта берега от размыва изнутри. Технология стабилизированного грунта позволяет защитить поверхность берега как от эрозии, так и предотвратить размыв и вынос грунта берега за счет объединения грунта в единую конструкцию при помощи системы георешеток.
Системы стабилизации грунта включают конструкцию укрепления поверхности берега для защиты поверхности от эрозии. “Сегментные стены” включают раздельные бетонные блоки или панели, связанные между собой и передающие горизонтальные напряжения на георешетки, проложенные в грунте. Также существуют современные технологии, позволяющие высаживать растительность на укрепленном склоне. Эти системы позволяют использовать геотекстиль для укрепления склона и создавать очень крутые стабилизированные берега с растительностью (уклоны от 26 до 70 градусов).
Геоматы
Это строительная система берегоукрепления, используемая при проведении берегоукрепительных мероприятий в автодорожном и гидротехническом строительстве - технически надёжная и экономичная альтернатива классическому способу берегоукрепления и откосов железобетонными плитами и каменной наброской.
Геоматы - трехмерные водопроницаемые структуры из полимерных материалов и/или других синтетических или природных элементов, соединенных между собой термическим, механическим или другим способом, которые используются для закрепления грунтовых частей, корней трав или небольших растений.
Геоматы изготавливаются в виде регулярных или хаотичных волоконных трехмерных структур, либо в виде сотовых, либо других конструкций из полос геотекстиля или пластмасс.
Применяются для создания устойчивого растительного покрова на берегах рек, прудов, склонов и откосов с целью предотвращения эрозионных процессов поверхности. Геоматы в виде пространственных сотовых структур используются в сочетании с геотекстилями для усиления оснований и повышения несущей способности.
Использование
данного материала позволяет повышать
качество выполняемых работ и снижать
затраты на их проведение. Трехмерная
структура мата защищает верхний слой
земли и семена растений от выветривания
и гидроэрозии, закрепляет корни
прорастающих побегов, образуя монолитный
ковер, обладающий великолепной
сопротивляемостью к водяным потокам
при обильных дождях, паводках и движению
почвы на склонах подверженных эрозии.
Геомат устойчив к различным химическим
и биологическим воздействиям естественного
происхождения, а также к ультрафиолетовому
облучению, что гарантирует длительный
срок службы и сохранение всех
физико-механических свойств. 
Геоматы выпускаются в двух принципиально различных модификациях:
водопроницаемые гибкие маты, с переменным поперечным сечением в блоках и в заданных местах изломов. Это достигается за счёт изменения длины распорок и диагональных лент между нижним и верхним полотнами.
Водонепроницаемые маты с постоянным поперечным сечением. Данное сечение достигается за счёт распорок одинаковой длины между полотнами и обеспечивает абсолютную изоляцию.
Берегоукрепление Новосибирского водохранилища.
Берега Новосибирского водохранилища,безусловно, требуют скорейшего принятия мер по укреплению.
Я предлагаю обратиться к использованию гибких систем, все-таки жесткие системы в какой-то мере прошлый век. Единственное, по-моему мнению, применение могут найти подпорные стены, там где крутые склоны, берега. В остальных же случаях применение гибких систем имеет ряд преимуществ.
Во-первых, это эстетичность, в наше время, когда появились новые технологии, этому нельзя не уделять внимания. Во-вторых, экологичность, так габионы могут пропускать воду, гибкие системы на препятствуют прорастанию травы, тем самым даже становятся крепче. В-третьих при строительстве практически не требуется применение спецтехники т.п. Гибкие системы являются более экономически выгодными, что является особо важным качествам при укреплениях в больших масштабах.
Заключение.
Разрушение берегов под действием течения, волн, эрозии почвы, ливневых потоков естественно, но является проблемным свойством. И необходимо принимать все возможные средства для предотвращения разрушений.
При огромном количестве предложений, всё-таки лучше отдавать предпочтение более современным технологиям.
Современные технологии постоянно совершенствуются. Предлагая все новые и более доступные способы благоустройства окружающей среды. Когда речь заходит об укреплении береговой линии, специалисты предлагают большое количество различных вариантов. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Но самым оптимальным считается укрепление берегов габионными конструкциями. Материал прекрасно справляется с влиянием внешних факторов и предотвращает размывание и эрозию грунта. Что же такое габионы? Конструктивно это большие и весьма габаритные блоки, наполнение которых производится любыми сыпучими материалами. Преимущественно это галька, массивные камни или щебень.
1. Устойчивость и прочность сетчатой структуры габионов предопределяет их эффективность против воздействия грунтовых вод и смещению почвенных слоев.
2. При этом, долговечность таких конструкций весьма внушительна. Берегозащитные укрепления прослужат не менее восьми десятков лет. Причина такой надежности - в заполняющей их растительности. С годами габионы становятся только прочнее.
3. Именно с помощью габионов можно создать идеальную непрерывную береговую линию, эстетичную и прочную, отлично удерживающую «большую» воду в обозначенных пределах.
4. Кроме того, габионы, за счет сетчатой структуры, совершенно не мешают формированию растительного ландшафта берега и не влияют на его разнообразие.
5. Если возникает необходимость в усилении защитных свойств укреплений, габионы можно легко сочетать с другими более традиционными способами и технологиями. Отлично совмещаются с габионами лиственничные террасы и георешетка.
Основными плюсами использования габионов для берегозащиты можно назвать:
Обращение
к нам —
первичная консультация
составление предварительного коммерческого предложения
Выезд специалиста для следующих работ
— Осмотр и замеры;
— Консультация архитектора / дизайнера
— Фото и видео фиксация;
— Составление Технического задания;
Для защиты береговой полосы водоемов и водотоков, а также причалов и других ГТС в портах и на береговых лесных складах от воздействия течения, волн, льда и других природных факторов возводятся берегоукрепительные сооружения.
Многообразие искусственных мер, применяемых для защиты берегов, может быть сведено к двум принципиально различным методам - активному и пассивному. Берегоукрепительные сооружения, способные удерживать и накапливать наносы за счет изменения гидравлической структуры потока, относятся к активным, или наносоудерживающим. Это берегоукрепительные шпоры, буны, подводные волноломы с траверсами и некоторые другие .
Сооружения в виде защитных покрытий, основной функцией которых является непосредственное ограждение берегов от разрушающего действия волн и течения, называют пассивными или волнозащитными.
Берегоукрепительные сооружения бывают трех типов: тяжелые, легкие и в виде вертикальной стенки. К тяжелому типу относятся сооружения из бетонных и железобетонных плит, асфальтовых покрытий, каменной наброски и др. Берегоукрепительные сооружения легкого типа строят в виде гравийной, щебеночной или песчаной отсыпки, фашинного и хворостяного покрытий, посадок различных растений.
Одним из наиболее распространенных способов крепления береговых откосов является каменная наброска. Обычно для этих целей применяется рваный камень средних размеров (от 15 до 70 см), так как применение мелкого камня не обеспечивает устойчивости откоса, а камни крупных размеров образуют большие щели, нарушающие целостность откоса. Крепление из каменной наброски (рис. 4.1) состоит из обратного фильтра или дренирующего слоя из песка, щебня и гравия, на котором располагается слой камня. Каменная наброска обычно опирается на упорную призму, назначение которой состоит в предотвращении оползания камней и вымывания грунта. Обычно крепление каменной наброской применяется при следующих условиях: высота подводного откоса от 2 до 8 м; расчетная высота судовой волны - до 1 м, ветровой волны от 0,7 до 2 м; грунты, слагающие откос, песчаные и глинистые; толщина льда - до 1 м.
Иногда для защиты откосов применяют ящики и клетки из различных
материалов, а также мешки из проволочной сетки, называемые габионами,
которые заполняют камнем. Габионы имеют размеры: длина - 1,5-2 м,
ширина - 1/3 длины и высота 1/8-1/10 длины. Укладываются на откос
габионы длинной стороной параллельно урезу. Достоинство габионной кладки
состоит в том, что, обладая гибкостью, такой вид берегоукрепления не
разрушается при неравномерных осадках грунта, хорошо удерживает грунт от
вымывания и свободно пропускает воду. На морях и водохранилищах для
защиты берега применяется наброска из фасонных блоков: диподов
и тетраподов. Такие блоки обладают хорошей волногасящей способностью
и устойчивостью, их рекомендуется применять
при высоте волн свыше 2 м.
Для крепления откосов часто применяют железобетонные и асфальтовые плиты.
Рис. 4.1 - Варианты берегоукрепления из каменной наброски:
а - в виде каменной призмы; б - в виде слоя камня:
1 - крепление дна щебнем или гравием; 2 - наброска камня; 3 - упор;
4 - покрытие надводного откоса; 5 - подсыпка откоса песчаным грунтом;
6 и 7 - подсыпка в основании наброска; 8 - каменная наброска;
9 - граница основного крепления; 10 - облегченное крепление
На рис. 4.2 представлена схема крепления откосов сборными железобетонными разрезными плитами. Для такого вида крепления применяются плиты различных размеров и форм: прямоугольные, шестиугольные, ребристые, сплошные и с отверстиями. Плиты 1 укладываются на трехслойный обратный фильтр, нижний слой которого толщиной 10 см состоит из крупнозернистого песка 4, средний (также 10-сантиметровый слой) - из мелкого щебня или гравия 3, а верхний слой толщиной 15 см - из крупного щебня 2.
Между собой плиты скрепляют шарнирными хомутами или сваркой выпусков арматуры. В качестве опоры для плитного берегоукрепления служит каменная призма или железобетонная упорная плита. Такой вид крепления применяют при высоте волн до 1,5 м и толщиной льда до 0,6 м.
Сравнительно простой вид крепления берегов представляют собой асфальтобетонные покрытия, отличающиеся отсутствием обратного фильтра, невысокой стоимостью и простотой ремонта. Такие покрытия бывают монолитными и сборными. Монолитные асфальтобетонные покрытия наносят на заранее спланированный и уплотненный откос. Сборные асфальтовые покрытия в виде армированных плит укладываются на надводном откосе, после чего производят сварку арматурных выпусков и заполнение швов между плитами горячим битумом. На подводные откосы асфальтовые плиты укладывают внахлестку.
Берегоукрепление из хвороста обладает гибкостью и благодаря этому хорошо сохраняется при деформации основания. Наиболее простая конструкция - хворостяная выстилка, состоящая из нескольких слоев хвороста (рис. 4.3). Поверх каждого слоя укладываются прутяные канаты, закрепленные при помощи забитых в грунт ивовых кольев. Для предотвращения всплытия хворостяной выстилки ее перегружают камнями.
Рис. 4.2 - Схема крепления откосов сборными железобетонными разрезными плитами:
1 - сборная железобетонная плита; 2 - крупный щебень; 3 - мелкий щебень или гравий;
4 - крупнозернистый песок; 5 - каменная призма; 6 - шарнирный хомут
Для укрепления берегов часто используют хворостяные тюфяки и камышитовые ковры. Хворостяной тюфяк представляет собой эластичную конструкцию, состоящую из рассыпанного хвороста, уложенного двумя перекрещивающимися слоями и стянутого двумя сетками из хворостяных канатов или из проволоки.
Камышитовый ковер состоит из камышитовых полотен, на которые укладывают камышитовые фашины (фашинами называют пучок камыша или хвороста, перевязанный в двух или трех местах проволокой или вицами). Полотна вместе с фашинами размещают на каркасе из сварной арматурной сетки.
В некоторых случаях дорогостоящие типы берегоукрепления могут быть заменены посадкой растительности на откосе. Прорастающая корневая система кустарников, а также их ветви и листья защищают береговые откосы от воздействия волн и течений. Благодаря растительности на береговом откосе увеличивается шероховатость русла, что приводит к уменьшению скорости течения на примыкающих к берегу участках и смягчает удары льдин.
Берегоукрепление посевом трав и одерновкой применяют на надводных откосах, затапливаемых только в паводок. Такой вид укрепления защищает береговые откосы от размыва дождевыми водами и ветровой эрозии .
Рис. 4.3. Укрепление откосов хворостяной выстилкой:
1 - тюфяк с загрузкой камнем в плетневых клетках; 2 - выстилка;
Ниже меженных уровней - 2,5-4,0;
От меженных до максимальных весеннего половодья - 7-20;
От максимальных половодья до уровня наката волны - 4-10;
До сопряжения с берегом 1,5-2,5.
Берегозащитные сооружения в виде тонкой стенки представляют собой сваи или шпунт, забитые в ряд плотно друг к другу. Для предотвращения опрокидывания стенки ее часто укрепляют анкерными связями, устанавливаемыми через 3-4 м друг от друга.
Рис. 4.4. Вариант конструкции берегоукрепления в виде вертикальной стенки:
1 - железобетонный шпунт; 2 - шапочный брус; 3 - каменное покрытие; 4 и 7 - подсыпка
из песка;5 и 6 - поверхности откосов из песчаного и глинистого грунта; 8 - проектное дно;
9 - средний строительный уровень; 10 - уровень забивки стенки
Для защиты берегов в настоящее время применяют вертикальные стенки из незаанкерованного или заанкерованного железобетонного шпунта. Конструкция берегоукрепления в виде вертикальной стенки из незаанкерованного шпунта таврового сечения (рис. 4.4), разработанная институтом «Гипроречтранс», рекомендована для грунтов, допускающих забивку шпунта при высоте подводного крепления до 3,5 м и высоте волны от 0,7 до 2,0 м.
Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
