CC BY
5TECHNOLOGY AND ORGANIZATION OF CONSTRUCTION Технология и организация строительства
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ УДК: 69:004.942
DOI: 10.24412/2409-4358-2024-1-23-28
Особенности технологии и организации возведения габионов в дорожном строительстве
A.C. Субботин
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); г. Москва; Россия; [email protected]
АННОТАЦИЯ
Строительство объектов транспортной отрасли ведется на всей территории России с ее обширной транспортной сетью. Строительство данных объектов необходимо развивать и усовершенствовать с учетом применение новых материалов и технологий производства работ; которые эффективно влияют на качество и сроки службы объектов транспортной отрасли. Одним из примеров является применение габионных конструкций при строительстве мостов и туннелей; укрепления склонов и армирования грунта.
Ключевые слова: транспортная отрасль; строительство; габионные конструкции.
ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Субботин A.C. Особенности технологии и организации возведения габионов в дорожном строительстве // Новые технологии в строительстве. 2024. Т. 10; Вып. 1. С. 23-28. https://doi.org/10.24412/2409-4358-2024-1-23-28.
ORIGINAL ARTICLE
FEATURES OF TECHNOLOGY AND ORGANIZATION OF CONSTRUCTION OF GABIONS IN ROAD CONSTRUCTION
Artyom S. Subbotin
Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); Moscow; Russian Federation; [email protected]
ANNOTATION
The construction of the transport industry being conducted throughout Russia; with its extensive transport network. The construction of these facilities needs to be developed and improved taking into account the use of new materials and technologies of production operations that effectively affect the quality and life time of objects of the transport industry. One example is the use of mesh structures in the construction of bridges and tunnels; strengthening of slopes and reinforcement of the soil.
Keywords: the transport industry; construction; the gabion constructions.
For citation: Subbotin A.S. Features of technology and organization of construction of gabions in road construction// New technologies in construction. 2024;10(1):23-28. (In Russ.). https://doi.org/10.24412/2409-4358-2024-1-23-28.
о
!D
ВВЕДЕНИЕ
тельстве; необходимо провести анализ по устройству габионов и их применению [1-4].
0
(D >
1
I—I >
В настоящее время при строительстве объектов транспортной отрасли применяются габион-ные конструкции (рис. 1); которые позволяют повысить прочность и устойчивость строительного объекта; увеличить сроки службы и эксплуатации объекта. Для определения особенностей и перспектив применения габионов в дорожном строи-
ЦЕЛЬ РАБОТЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Габионы - это специальные инженерные конструкции в виде заполненных камнем ящиков; изготовленных из металлической сетки; которые применяются для берегоукрепле-
о о
Z со —I
с
о
© A.C. Субботин, 2024
А. С. Субботин
Рис. 1. Габионные конструкции
ния; ландшафтных работ; укрепления склонов и армирования грунта; стабилизации почвенной эрозии и консервации грунта; облицовки каналов и дамб и др. Впервые габионные крепления были применены во Франции в начале 80-х годов XIX в.1 [5, 6].
Для наполнения габионов используется любой каменный материал; но при условии; что его вес и характеристики отвечают статическим; функциональным требованиям и требованиям к сроку службы сооружения. Обычно используется материал; состоящий из булыжника; гальки или карьерного камня. Рекомендуется использовать материал с повышенным удельным весом; особенно в тех случаях; когда доминируют свойства силы тяжести конструкции; либо если она сама погружена или подвержена кинетической энергии воды. Чтобы сооружение служило долго; камень должен быть морозоустойчивым; не хрупким; не размывным и обладал хорошей твердостью.
Основная концепция работы габионных структур состоит в следующем.
После заполнения камнем корзин из металлической сетки мы получаем строительный эле-3 мент - габион. С течением времени пространства < между камнями заполняются пылью; илом; гря-¡■^ зью. Аккумуляция частичек грунта в габионе спо-5 собствует увеличению его прочностных свойств; ^ играя при этом роль связующего. Таким образом; 2 сама природа превращает габионы в очень проч-
-О
I- _
о 1 Методические рекомендации по применению габионных конструкций в дорожно-мостовом строительстве. М.: ФГУП о «Союздорпроект», 2001.
ное сооружение; которое становится частью природного ландшафта. Кроме того; происходит консолидация грунта; т.е. улучшение его физических свойств; в месте возведения габионов.
Время продолжительности процессов; описанных выше; называется временем консолидации и; в зависимости от климата и типа сооружения; находится в пределах от 1 до 5 лет. Именно в этот период особенное значение приобретает целостность металлической сетки как армирующего элемента конструкции. После завершения процесса консолидации габионное сооружение становится максимально устойчивым. В этом случае срок жизни габионного сооружения не ограничен.
К основным преимуществам габионных конструкций относятся:
Гибкость. Габионные сооружения относятся к классу гибких. Это значит; что габионные структуры воспринимают возможные осадки грунта; реагируя на это незначительными прогибами; при этом сооружение продолжает выполнять свое основное функциональное назначение. Основным фактором противостояния осадкам является сетка двойного кручения; которая воспринимает основные нагрузки.
Прочность и устойчивость. По завершении консолидации габионное сооружение приобретает максимальную прочность и устойчивость за счет природных процессов. Однако в течение времени консолидации габионное сооружение находится под воздействием этих нагрузок; следовательно; материал; из которого оно состоит; должен отвечать требованиям прочности и устойчивости. И габионные конструкции отвечают этим
требованиям. Доказательством этому служат экспериментальные и натурные наблюдения. Проволока; используемая для изготовления габион-ных конструкций; имеет предел прочности 38-50 кг/ м2 и минимальное удлинение 12% согласно международным нормам. Плотность цинкового или гальфанового покрытия проволоки - 240-290 г/м2; что положительно сказывается на продолжительности жизни габионов. Металлическая сетка из этой проволоки имеет переменную разрывную нагрузку от 3500 до 5300 кг/м; в зависимости от различных комбинаций между размером ячейки сетки и диаметром проволоки. По краям сетка упрочняется проволокой кромки; имеющей больший диаметр; чем основная проволока; используемая для изготовления сетки. Это нужно для упрочнения и облегчения процесса монтажа конструкций. В тех случаях; когда габионы применяются в особенно коррозийной среде (морские сооружения; защита промышленных площадок; армирование грунта); используют проволоку с ПВХ покрытием. После того как проволока прошла процесс цинкования или покрытия гальфаном; она покрывается оболочкой из ПВХ.
Проницаемость. Пористая структура габиона придает сооружениям великолепные дренажные свойства. Высокая проницаемость габионных структур исключает возможность возникновения одного из основных факторов нестабильности конструкций - гидростатических нагрузок. Исключен также разрыв связи грунтовых и поверхностных вод (в случае берегоукрепительных сооружений). А; следовательно; практически нет процессов суффозии под подошвой таких сооружений.
Продолжительный срок службы. Многолетний опыт применения габионов позволяет относить эти конструкции к классу постоянных; а не вре-
менных. Сооружения из габионов благоприятствуют восстановлению состояния естественного экологического равновесия в зоне их возведения; благодаря чему на сооружение воздействуют нагрузки меньшие; чем те; на которые они были рассчитаны первоначально. Таким образом; эффективность габионных конструкций не уменьшается; а возрастает с годами.
Высокие экологические свойства. Благодаря тому; что габионы аккумулируют частички грунта; проницаемы; способствуют росту растительности; они представляют собой уникальный строительный материал для восстановления и оздоровления ландшафтов. В случае берегоу-креплений; в зоне устройства габионов увеличивается численность рыбы. Это происходит потому; что габионы способствуют развитию флоры и биоты; которые необходимы для жизнедеятельности рыб.
Экономичность. Конструкции из габионов более экономичны; чем жесткие или полужесткие; традиционно применяемые в России из бетона и железобетона для целей инженерной защиты территорий от различных типов эрозий грунтов по целому ряду причин.
Меньшая удельная стоимость одного погонного метра сооружения. Анализ показывает; что при применении габионов экономия средств составляет от 10 до 50%.
Не нужны дополнительные затраты на устройство дренажных систем; так как габионы являются проницаемыми конструкциями.
Не вызывают проблем климатические или сезонные условия; габионы могут быть установлены как в сухом месте; так и в воде.
Не нужна специальная техника; достаточно обычных средств строительной площадки.
На примере особенности организации строительства «Мостового перехода через реку Поросла на км 8+070 автомобильной дороги общего пользования межмуниципального значения «Устюж-на - Валдай» - Улома - Новочистка в Пестовском муниципальном районе Новгородской области» (рис. 2); рассмотрим сборку; установку и наполнение коробчатых габионных изделий; организованных следующим порядком:
• разгрузка из транспортных средств пакеты с коробчатыми габионными изделиями;
• распаковка пакетов;
• раскладка габионного изделия на предварительно подготовленной твердой плоской поверхности и выпрямление стенок; головных частей и диафрагм (посредством визуального внешнего осмотра убедиться; что все части габиона ровные и не имеют изгибов и неровностей);
• вязка диафрагмы с дном габионного изделия вязальной проволокой;
• сгибание передней; задней и боковых панелей; сформировав прямоугольный ящик и соединив вершины углов (посредством визуального внешнего осмотра убедиться; что все четыре стороны габионного изделия имеют одинаковую высоту;
• связывание панелей между собой и диафрагм с передней и задней панелью;
• транспортировка несколько собранных изделий к месту формирования сооружения;
• установка изделия в необходимую позицию на предварительно подготовленное основание;
• связка габионных изделий между собой; не допуская полного заполнения каменным материалом габионного изделия; располагающегося на одном уровне конструкции сооружения с вновь устанавливаемыми изделиями; пока
они не связаны между собой. При формировании верхнего уровня связка габионных изделий производится с заполненными каменным материалом габионными конструкциями нижнего уровня;
• заполнение габионов вручную; механизированно или комбинированно; укладывая каменный материал плотно с минимальным количеством пустот. Если высота габионной конструкции 1;0 м; то за один раз заполняют только 1/3 габиона; после чего ее фиксируют изнутри; устраивая стяжку в горизонтальной плоскости поверх слоя камня вязальной проволокой. Затем заполняют вторую треть габиона; аналогично устраивая распорки; после чего заполняют последнюю треть габионной конструкции до верха;
• установка крышки; плотно стягивая армирующую проволоку крышки с армирующими проволоками панелей.
Общая характеристика моста. Мостовой переход представляет собой однопро-летное сооружение полной длиной 22;5 м (рис. 3).
При разработке конструктивного решения моста принята сборная металлическая гофрированная конструкция арочного профиля коробчатого сечения К-38-381.
Длина сборной конструкции 10 370 мм; пролет - 11 009 мм; высота - 2355 мм.
СМГК устанавливается на монолитные железобетонные фундаменты с устройством щебеночного и бетонного основания. Под фундаменты устраивается бетонная подготовка.
Портальные стенки сооружаются из монолитного железобетона. Высота портальных стен 3;75 м с толщиной стены в основании 0;4 м.
Укрепление откосов насыпи выполнено с помощью габионных конструкций (рис. 4).
<
s &
ш
Ü s
о
Рис. 3. Фасад мостового перехода через реку Поросла
Рис. 4. Общий план «Мостового перехода через реку Поросла
ВЫВОД
Учитывая выше представленный анализ следует; что применение габионных конструкций эффективно влияет на качество строительных работ и сроки службы объектов. Поэтому применяя габионные конструкции при стро-
ительстве объектов транспортной отрасли; возможно добиться положительного эффекта в экономических; технологических составляющих проекта; а также в экологической безопасности строительного объекта и прилегающей территории; в том числе восстановлению ландшафта.
I
■
ЛИТЕРАТУРА
1. Перевозников Б.Ф. Новые прогрессивные решения по применению габионных конструкций в дорожно-мосто-вом строительстве. // Автомоб. дороги: Информ. сб. / Инфор-мавтодор. 1999. Вып. 6. С. 22-31.
2. Субботин A.C., Сборщиков С.Б. Организационные аспекты формирования и функционирования государственно-частного партнерства и перспективы их использования в строительстве // Вестник МГСУ 2012. № 10. С. 267-271.
3. Герасимчук И.В., Введенский P.E., Сборщиков С.Б. Обзор особенностей конструктивных и организационно-технических решений строительства гидротехнических сооружений в г. Певеке // Научное обозрение. 2016. № 11. С. 57-60.
4. Гребенькова Ю.А., Сборщиков С.Б. Организационно-технологические особенности устройства вертикальных выработок мелкого заложения при реконструкции объектов подземного строительства // Научное обозрение. 2017. № 4. С. 24-29.
5. Aleksanin A., Sborshikov S. Specifics of system of external influences on the life cycle of a construction object // MATEC Web of Conferences 5. Сер. "5th International Scientific Conference "Integration; Partnership and Innovation in Construction Science and Education"; IPICSE 2016" 2016. С. 05013.
6. Officine Maccaferri S.p.A. Gabions Terramesh system. Labanti & Nanni; Bologna/Italy; 1997.
о
!D
0
33
!D >
1
Z
>
О
о z
CO —I 33
с
о
REFERENCES
1. Perevoznikov B.F. New progressive solutions for the use of gabion structures in road and bridge construction. // Car. roads: Inform. sat. / Informavtodor. 1999. Issue. 6. pp. 22-31.
2. Subbotin A.S.; Sborshchikov S.B. Organizational aspects of the formation and functioning of public-private partnership and prospects for their use in construction // Vestnik MGSU. 2012. No. 10. pp. 267-271.
3. Gerasimchuk I.V.; Vvedensky R.E.; Sborshchikov S.B. Review of the features of constructive and organizational and technical solutions for the construction of hydraulic structures in Pevek // Scientific Review. 2016. No. 11. pp. 57-60.
4. Grebenkova Yu.A.; Sborshchikov S.B. Organizational and technological features of the device of vertical shallow excavation during the reconstruction of underground construction facilities // Scientific Review. 2017. No. 4. pp. 24-29.
5. Aleksanin A., Sborshchikov S.B. Features of the system of external influences on the life cycle of a construction object // MATEC 5. Ser. Web conference "5th International Scientific Conference "Integration, Partnership and Innovation in construction science and Education"; IPICSE 2016" 2016. p. 05013.
6. Officine Maccaferri S.p.A. Terramesh gabion system. La-banti and Nanni; Bologna/Italy; 1997.
ОБ АВТОРЕ
Артем Сергеевич Субботин - кандидат технических наук; доцент; доцент кафедры строительства объектов тепловой и атомной энергетики; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129337; г. Москва; Ярославское шоссе; д. 26; БиЬЬо1:т-а11@ mail.ru.
BIONOTES
Artyom S. Subbotin - Cand. Sci. (Tech.); Associate Professor of the Department of construction of thermal and nuclear power facilities; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); 26 Yaroslavskoe shosse; Moscow; 129337; Russian Federation; [email protected].
Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов. The author declares no conflicts of interests.
Поступила в редакцию 28.09.2023. Одобрено после рецензирования 29.11.2023. Одобрена к публикации 16.12.2024. The article was submitted 28.09.2023. Approved after peer review 29.11.2023. Approved for publication 16.12.2024.
<
s &
ш
S
S
о
