Rubber-way.ru

Рубер Вэй
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕРЕГОУКРЕПЛЕНИЙ И РЕКУЛЬТИВАЦИИ РЕК

ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕРЕГОУКРЕПЛЕНИЙ И РЕКУЛЬТИВАЦИИ РЕК

Берегоукрепление — Основные принципы проектирования берегоукреплений

Берегоукрепление — это гидротехническое сооружение, предназначенное для предотвращения эрозии берега . Необходимость в возведении таких сооружений связана с тем, что речные и морские берега сами по себе не являются постоянными и неизменными элементами природного ландшафта. Как речные долины, так и морские побережья, со стороны представляющиеся стабильными и долговременными составляющими рельефа, на самом деле часто таковыми не являются. Береговые линии с течением времени практически всегда меняются, и это изменение не может не воздействовать на хозяйственную деятельность человека — на возведённые им капитальные объекты. В связи с этим и появляется необходимость в проектировании и строительстве особого типа гидротехнических объектов — берегоукреплений.

Закрепляемую береговую линию условно можно разделить на два типа:
1) береговая линия, испытывающая внешнее воздействие водной среды средней и высокой интенсивности;
2) береговая линия, испытывающая внешнее воздействие водной среды сравнительно слабой интенсивности.
Упоминаемая здесь интенсивность воздействия количественно обычно измеряется в виде расчётной высоты волны и скорости течения.

Под первым из двух вышеописанных типов береговых линий подразумеваются все морские берега, а также берега крупных и широких рек и водохранилищ, или рек с высокими скоростями течения (предгорные и горные реки). Для защиты берегов таких водных объектов от волнового воздействия возводятся различные варианты берегоукреплений, но вместе характеризующиеся выраженной способностью к восприятию повышенных нагрузок:
– откосы из очень крупного камня или каменной наброски;
– откосы из наброски железобетонных элементов (типа тетраэдров, тетраподов и др.);
– откосы с покрытием из монолитных железобетонных плит (с неразрезным армокаркасом);
– подпорные стены из монолитного бетона и железобетона ;
– шпунтовые подпорные стены из стального корытного или трубчатого проката.

Под вторым типом береговых линий понимаются берега небольших рек или прудов . Конструктивные решения по берегоукреплениям на таких водных объектах проектируют относительно облегчёнными и более декоративными:
– откосы из каменной наброски ;
– откосы с каменным мощением (с омоноличиванием зазоров, и без омоноличивания);
– откосы из георешётки, заполненной щебнем;
– откосы с покрытием из сборных железобетонных плит, в том числе с отверстиями;
– откосы с покрытием гибкими матрасами из камня в стальной сетке (матрасы Рено);
– откосы с георешёткой, заполненной мелким камнем;
– массивовые подпорные стены из габионов;
– шпунтовые подпорные стены из деревянных брёвен;
– шпунтовые подпорные стены из полимерного корытного шпунта.

Кроме того, для второго типа береговых линий, помимо классических строительных конструкций, применяют так называемые биологические способы укрепления берегов. К таковым относятся:
– посадка на мелководной зоне прибрежных водных растений — осоки и тростника;
– посадка непосредственно над зоной переменного уровня воды околоводных видов древесно-кустарниковой растительности и посев трав.

Важно, что биологические способы защиты берегов в чистом виде применяются относительно редко. В качестве стандартного типа берегоукрепления их назначают только для рыбоводных прудов . Во всех остальных случаях назначаются биологические способы проектируются только в условиях подтверждённой незначительности ветро-волнового воздействия акватории. Поэтому в большинстве случаев биологические способы защиты рассматриваются в проектной документации по берегоукреплению в качестве дополнения к классическим гидротехническим конструкциям. Однако именно биологические методы позволяют «интегрировать» изначально искусственный объект в природную среду. Это позволяет удовлетворить как требования по устойчивости и сохранности берегов, так и ландшафтно-планировочные условия, и даже экологические требования. Из опыта проектирования можно сказать, что при учёте в ходе разработке проекта всех ботанических особенностей высаживаемой флоры оказывается возможным существенно повысить долговечность берегоукрепления.

Читайте так же:
Технические характеристики складов для цемента

Берегоукрепление биологическим методом (древесно-кустарниковая растительность, водные растения)

Разрез по берегу, закреплённому только с применением биологических способов

Для берегов водных объектов, находящихся как в облегчённых, так и в тяжёлых условиях эксплуатации, обязательно соблюдение общей устойчивости надводной части исходного грунтового массива — поймы, террасы, коренного берега. В качестве уклона устойчивого откоса надводной части можно очень ориентировочно дать величину 1:1,5. Если в ходе выполнения расчёта устойчивости устанавливается факт предельного состояния склона (т.е. коэффициент устойчивости менее единицы или лишь незначительно превышает её), назначаются соответствующие мероприятия — уположение откоса, закрепление его грунтовыми анкерами и др.

К важным аспектам, на которые нужно обращать внимание при проектировании берегоукреплений, относятся:
– учёт ледовой нагрузки (от ледового поля и ледохода): ударная нагрузка льда, нагрузка от температурного расширения льда, нагрузка от трения льда , нагрузка от вырыва льдом ;
– учёт гидрогеологических условий склона — связан с наличием разгрузки водоносных слоёв непосредственно на надводной поверхности, что сопровождается негативными суффозионными процессами; при необходимости устраивается каптаж родников и/или общий дренаж склона.

Каждая из вышеперечисленных конструкций берегоукреплений характеризуется своим набором преимуществ и недостатков. Оптимальное экономичное инженерное решение можно выбрать только при учёте всех фактических условий реализации проекта — как в период строительства берегоукрепления, так и в период его эксплуатации. Для этого в качестве исходных данных для проектной организации требуется:
– качественное выполнение инженерных изысканий, особенно инженерно-геологических и гидрогеологических;
– подробная характеристика условий по транспортной доступности различных строительных материалов до места производства работ; в ряде случаев оказывается важным также и наличие или отсутствие специализированной строительной техники;
– четкие требования по архитектурным решениям и ландшафтному дизайну (особенно при расположении проектируемого объекта в городской среде).

Комплексное решение для укрепления склонов и откосов — бетононаполняемые маты

При строительстве дорог, железнодорожного полотна, путепроводов, мостов, благоустройстве территорий, задачи по укреплению откосов и защиту их от эрозии почвы являются одними из важнейших. Существуют различные варианты укрепления грунта, оптимальный определяется в зависимости от геологических особенностей основания, степени устойчивости почвы, крутизны угла заложения откоса, уровня подземных и поверхностных вод, уровня возможного подтопления, интенсивности осадков, оказываемых нагрузок и целей дальнейшей эксплуатации участка.

В данной статье речь пойдет о таком современном методе, как применение бетононапоняемых матов ГК «Техполимер». Данная методика зарекомендовала себя на практике и эффективна для укрепления откосов и инженерной защиты, даже при наличии значительного уклона крутизной до 1:1.

Бетононаполняемый мат «ТЕХПОЛИМЕР» СТО 56910145-031-2020 – представляет собой замкнутую оболочку из высокопрочного тканого текстиля с фиксирующими узлами, которая при заполнении бетонной смесью образует монолитную бетонную конструкцию заданных размеров и конфигурации.

Бетонаполняемый мат, уложенный единым полотном непосредственно на укрепляемую поверхность, обеспечивает ее целостность и устойчивость. Гибкость конструкции позволяет укладывать мат даже на очень рельефную поверхность, обеспечивает плотное прилегания к грунту. Геосинтетическое полотно мата является практически водонепроницаемым, отлично защищает бетон от разрушительного воздействия влаги и химических реагентов.

Читайте так же:
Цементная стяжка толщиной 50мм

Опыт применения.

В 2020 году с применением данной технологии были выполнены работы по укреплению откоса насыпи участка автомобильной дороги М5 «Урал», км 1777+000.

Данный участок автомобильной дороги испытывал эрозионные деформации вызванные стекающими с поверхности водами.

Этапы работ:

  1. Устранение размывов грунта, выполнена планировка и уплотнение основания насыпи, подготовка ярусов для закрепления бетононаполняемых матов.
  2. Подготовка анкерных траншей для закрепления матов – укладка армирующего материала – плоской георешетки и устройство щебеночной подушки с достаточным уплотнением. После подготовки траншей, на откос укладываются сшитые в полотна маты и закрепляются анкерами в анкерных траншеях.
  3. Окончательное оформление насыпи. В закрепленные на откосе маты, с помощью гибких рукавов ввели инъекционную смесь через надрезы в верхней части мата. Смесь подавали с применением автобетононасоса. Заполнение каждого мата начинали снизу, постепенно поднимая и выводя рукава из мата.

В результате было изготовлено высокопрочное инженерно-техническое сооружение, надежно защищающее откос участка дороги М5 «Урал» от негативных эрозионных процессов, обеспечивающее стойкость к атмосферным факторам, обладающее экологической безопасностью и завершённым эстетическим видом.

Использование бетонаполняемых матов позволяет создать надежный и долговечный укрепляющий слой достаточно простым и технологичным способом. Это слой способен переносить значительное количество циклов гидратации-дегидратации, выдерживает температурные перепады. Монтаж матов производится с небольшими трудозатратами. При этом обеспечивается возможность в сжатые сроки изолировать значительную площадь поверхности.

Сборно-монолитные железобетонные укрепления

К несущим защитным и изолирующим типам укрепления откосов относятся решетчатые конструкции, бетонные, железобетонные и асфальтобетонные плиты, гибкие асфальтобетонные покрытия, конструкции из грунтов, обработанных вяжущими, конструкции из набрызгматериалов и синтетических материалов [ 6] .

Бетонные и железобетонные сплошные покрытия являются дорогими, и применение их должно быть обосновано технико-экономическими расчетами. При устройстве бетонных или железобетонных плит покрытия тщательно выполнят герметизацию стыков и швов (рис. 7). При наличии мелких камней в районе дорожного строительства можно применять для укрепления откосов каменную наброску в железобетонных ящиках [ 3]. Железобетонные ящики выполняются квадратными без дна с размером стороны 1,2-1,5 м и высотой 0,4-0,5 м. После укладки они заполнятся мелкими камнями (рис. 8).

Рис. 7. Укрепление откоса бетонными и железобетонными плитами:
1-бетонные или железобетонные сборные плиты; 2-битумно-полимерная мастика

Рис. 8. Укрепление откоса каменной наброской в железобетонных ящиках:
1-железобетонные ящики; 2-каменная наброска

Подпорные стенки различной формы — наиболее распространенная конструкция для обеспечения устойчивости откосов автомобильных дорог в горной местности [ 7] . Они применяются при проложении дорог в стесненных условиях и в местах, подверженных действию оползней, обвалов, лавин и снежных заносов, селевых потоков (рис. 9).

Рис. 9. Укрепление откосов подпорными стенками:
а-массивные подпорные стенки; б-тонкие железобетонные подпорные стенки; в-тонкие анкерные железобетонные подпорные стенки

При прокладке дорог вблизи рек, озер наряду с подпорными стенками используются сборная железобетонная ряжевая стена [ 8] и сборные железобетонные тетраподы [ 9, 10] (рис. 10).

Рис. 10. Укрепление откосов сборными железобетонными тетраподами

При защите откосов дорог от действия оползней часто применяются противооползневые удерживающие конструкции в виде забивных и буронабивных свай (рис. 11) [ 11 ].

Читайте так же:
Раствор цементный состав с маркой цемента 500

Рис. 11. Укрепление откосов:
а-забивными сваями; б-буронабивными сваями

Укрепление откосов тюфяками из железобетонных блоков с усиленным креплением блоков между собой и к дамбам.

Конструкция тюфяков из блоков с минимальными зазорами, представленная на рис. 12, состоит из железобетонных блоков-тюфяков, нанизанных на анкерные стержни с креплением этих стержней к "зубу" дамбы. Помимо "зуба" с речной стороны в дамбе имеются анкерные балки и анкерные тяги из железобетона [ 12] .

Рис. 12. Конструкция тюфяков из железобетонных блоков с минимальными зазорами:
1-анкерная балка; 2-анкерная тяга; 3-тюфяк; 4-зуб; 5-анкерные стержни

Анкерные балки в плане повторяют очертание передней грани струенаправляющей дамбы, а анкерные тяги соединяют "зуб" и анкерную балку, в результате этого обеспечивается надежное удержание тюфяков от сползания.

Сборно-монолитная консольная стена с облегченными тюфяками представляет собой стену с фундаментом неглубокого заложения, возводимую из блочной или монолитной кладки. Такая стена защищается от размыва облегченными тюфяками, которые устанавливаются перед ней на уровне горизонта меженных вод на расстоянии 5-6 м друг от друга (рис. 13).

Рис. 13. Сборно-монолитная консольная стена с облегченными тюфяками:
1-сборные бетонные блоки; 2-железобетонная консоль; 3-монолитная кладка; 4-тюфяки; 5-связь из арматурной стали

Скользящие массивы применяются в случаях, когда скорость течения паводков не превышает 4-5 м/с, и у основания защищаемых откосов отсутствуют крупные фракции каменного материала, а также на прямолинейных или пологих криволинейных участках: откосов.

Скользящие массивы состоят из сборных бетонных блоков, помещаемых на бруски-салазки, уложенные на направляющие железобетонные балки. Нижние продольные железобетонные балки втоплены в сухую кладку из крупного рваного камня (рис. 14).

Рис. 14. Скользящие массивы:
1-бруски-салазки; 2-направляющие железобетонные балки; 3-продольные железобетонные балки; 4-сухая кладка из крупных рваных камней; 5-скользящие массивы из бетонных блоков

Подпорно-оседающие стенки — массивы — предложены Н.К. Конановым и являются разновидностью конструкции скользящих массивов.

Оседающие стенки применяются для защиты откосов выемки в грунтах, легко поддающихся разрушению под влиянием атмосферных воздействий. В грунтах, обладающих большой величиной сцепления, одевающие стенки устраиваются почти вертикальными (рис. 15), в грунтах с меньшим сцеплением — более пологими.

Рис. 15. Многоярусная одевающая стенка, защищающая от выветривания откос из песчаников и сланцев:
а-поперечный разрез по защищаемому стенкой склону; б-сечение стенки;
1-дорога; 2-стенка; 3-сухая кладка; 4-кладка на растворе;5-пласты песчаника и сланца

Стенка является одевающей, если величина распора близка к нулю, т.е. такие стенки как бы прислоняются к откосам; устойчивые сами по себе, они не испытывают распора (рис. 16).

Бетонные монолитные массивы укладываются по спланированному и выровненному откосу на подготовку из сухой кладки под углом к горизонту ( a = 60-65°) (рис. 17) без устройства сложных конструкций железобетонных направляющих и салазок, имеющихся в скользящих массивах.

Оседающие массивы применяются при наличии в основании защищаемого откоса булыжника и крупных камней. Они просты в изготовлении, стоимость их невелика.

При больших скоростях течения (4-6 м/с) оседающие массивы укладываются на подготовку из сухой кладки.

В Грузинском политехническом институте им. В.И. Ленина разработаны различные виды защитных покрытий укрепления откосов [ 12, 13] :

Рис. 16. Одевающая стенка

Рис. 17. Подпорно-оседающие стенки-массивы:
1-сухая кладка из камня; 2-прокладка из толя; 3-бетонные массивы

Читайте так же:
Раствор готовый кладочный цементный марки 100 прочность сцепления

а) сборно-монолитные комбинированные стены и дамбы с разгружающими устройствами в виде железобетонных плит (конструкция Шоди) (рис. 18,а); с разгружающей площадкой на кронштейнах (конструкция З.В. Цагарели) (рис. 18,б) и в виде пустотелых железобетонных блоков (конструкция В.А. Еремина) (рис. 18, в).

Фундаменты стен и дамб во всех случаях следует проектировать с заложением ниже глубины наибольшего возможного размыва или защищенными от подмыва облегченными тюфяками из бетонных плит.

Рис. 18. Сборно-монолитные откосоукрепительные стены и дамбы:
а-с разгружающими устройствами в виде железобетонных плит; б-с разгружающей площадкой на кронштейнах; в-из пустотелых железобетонных блоков

б) продольные сооружения зубчатого очертания в плане. Для уменьшения размывов вдоль продольных откосов укрепительных сооружений и обеспечения их устойчивости предложено придавать стенам, дамбам и береговым ограждениям зубчатое очертание в плане (рис. 19).

Рис. 19. Схема продольного откосоукрепительного сооружения зубчатого очертания в плане

Такие сооружения изготавливают из бетонных и железобетонных секций трапецеидального сечения; из бетонных прямоугольных массивов, соединенных между собой парными шарнирными связями из арматурной стали; из свайного частокола и каменной наброски за ним.

Оптимальным отношением стрелы секции к ее длине является f / l = 1/4.

в) береговые ограждения из железобетонных свай и досок

Ограждение устраивается в виде забора из железобетонных свай и досок, укладываемых за сваями и прикрепляемых к ним арматурной проволокой или скобами. Нижний ряд досок опирается на бетонную рандбалку высотой 0,8-1 м.

Пространство между стеной из железобетонных досок и откосом заполняется каменной наброской. Стена из досок выполняется сплошной или сквозной.

При небольших размывах у откоса конструкция ограждения выполняется как показано на рис. 20,а, а при больших размывах к зубу-рандбалке крепятся облегченные тюфяки из бетонных плит (рис. 20,б).

Рис. 20. Продольные откосоукрепительные железобетонные ограждения:
а-при небольших размывах; б-при больших размывах;
1-муфта; 2-железобетонные доски; 3-железобетонные сваи; 4-рандбалки; 5-тюфяки из бетонных плит

Укрепление речных берегов

Укрепление речных берегов

В связи с градостроительным использованием прибрежных территорий возникает необходимость точной фиксации берегов и их благоустройства. Берегоукрепительные сооружения должны защищать берега рек от размыва течениями, воздействия льда, ветровых и судовых волн, дождевых и талых вод, воспринимать нагрузки от навала судов.

Конструктивные решения по укреплению речных берегов принимают в зависимости от цели предполагаемого использования укрепленного участка и с учетом инженерно-геологических и гидрологических условий береговой полосы. Капитальные набережные с вертикальными подпорными стенами (наиболее дорогостоящий вид укрепления) рекомендуется применять только в крупных городах и в центральных районах небольших городов. Более экономичными вариантами являются откосные крепления берегов.

Условия работы берегоукрепительных сооружений существенно зависят от их размещения относительно рабочих уровней воды. В связи с этим принято выделять три зоны крепления береговых откосов: подводную, переменного уровня и надводную-незатопляемую.

Для защиты надводной зоны береговых откосов применяют: растительные покрытия (засев травами, одерновку в клетку, сплошную одерновку, посадку кустарников); химическое закрепление грунтов смолами; монолитные грунто- и, асфальтобетонные покрытия; габионными конструкциями.

Для защиты береговых откосов в зоне переменного уровня используют: мощение камнем; каменную наброску; габионные укрепления; сборные железобетонные разрезные плиты – гибкие индустриальные конструкции, требующие устройства подготовки в виде обратного фильтра и допускающие деформации; сборные железобетонные омоноличенные по контуру плиты, укладываемые на подготовку из щебня или гравия и обеспечивающие более высокую устойчивость, чем разрезные плиты; монолитные железобетонные плиты, которые целесообразно применять при малых объемах работ, на криволинейных участках и в сложных гидрологических условиях; бетонные массивы, сооружаемые при больших глубинах и на горных реках с высокой амплитудой колебания уровней воды; наброски из фасонных блоков, применяемые, главным образом, в сложных гидрологических условиях.

Читайте так же:
Производство цемента мокрым способом во вращающейся печи

Бетонные массивы и фасонные блоки применяются также в конструкциях массивных берегоукрепительных сооружений на оползнеопасных участках береговых склонов.

Для укрепления подводных откосов оснований сооружений применяют: хворостяные и камышитовпдные тюфяки; тонкие гибкие покрытия из железо- и асфальтобетона толщинок 5 см; гибкие бесфильтровые железобетонные покрытия толщиной 10-15 см; сборные железобетонные плиты толщиной не менее 20 см, матрацы «Рено» толщиной 17-30 см. Эти виды плитных покрытии не требуют устройства обратного фильтра.

Берегоукрепительные сооруженияБерегоукрепительные сооруженияБерегоукрепительные сооружения

БерегоукреплениеБерегоукреплениеБерегоукрепление

Строительство берегоукрепленияСтроительство берегоукрепленияСтроительство берегоукрепления

Виды и конструкции ограждающих стен набережных определяются геоморфологическими особенностями рельефа берега, архитектурно-планировочными решениями проездов и застройки прибрежной территории. По очертаниям внешних (омываемых) граней их подразделяют на виды: вертикальные (чаще с наклоном 1/5—1/20), наклонные прямолинейные, ломаные, криволинейные и полуоткосные (одевающие, ненесущие) с уклоном в нижней части до 45 градусов.

Для защиты городских набережных чаще всего применяют бетонные, габионные и железобетонные конструкции подпорных, стен. По конструктивным признакам различают: массивные (монолитные, из каменной наброски, из блоков и массивов-гигантов); тонкостенные уголкового профиля, в том числе контрфорсные; тонкостенные шпунтовые, в том числе анкерные. По способу производства работ стены подразделяют на монолитные, сборные и комбинированные.

В зависимости от геологического строения берега и гидрологических условий подпорные стены устраивают на естественном или искусственном свайном основании. В случаях, когда плотные грунты, не допускающие забивки свай, залегают на глубине менее 3-4 м ниже отметок максимального размыва, стены целесообразно устраивать на отдельно стоящих опорах.

В соответствии с архитектурно-планировочными требованиями подпорные стены обычно сооружают при высоте засыпки до 4-6 м. В отдельных случаях допускается сооружать стены большой высоты. Для повышения их устойчивости устраивают один или два яруса разгрузочных площадок или анкерных креплений. Чтобы не допустить появления трещин в стенах, устраивают деформационные швы через 10-15 м по длине в бетонных и через 30-40 м в железобетонных конструкциях, а также в местах резкого изменения свойств грунтов оснований. В этих же местах устраивают швы и в облицовке – вертикальные или по штрабе.

Прилегающая к стене засыпка должна состоять из крупнозернистого песка или гравия. Поверхности стен, соприкасающиеся с грунтом, покрывают слоем гидроизоляции. Вдоль тыльной стороны стены устраивают дренаж в виде обратного фильтра и водоотводные отверстия в теле стены, располагая их несколько выше или ниже нормального (бытового) уровня воды.

Для укрепления откосов подводной зоны при значительных глубинах и скоростях течения рекомендуется возводить упорные пояса и береговые банкеты. Выше уровня меженных вод могут быть устроены железобетонные покрытия откосного типа. На предгорных и горных участках рек с бурным течением берега укрепляют массивными стенами с противоразмывным зубом или глубоким фундаментом, а также скользящие и оседающие массивы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector