Методи, способи, решения за инженерна защита срещу свлачища и срутища
Днес има няколко класификации на активни методи за инженерна защита срещу свлачища. По-специално те включват: 1) промяна на терена, промяна на каналите, отводняване, преразпределение и укрепване на почвата; 2) изграждане на регулаторни структури; 3) изграждане на защитни конструкции.
В повечето случаи обаче тези методи се използват в комбинация. Ето защо би било по-правилно да ги класифицираме, както следва: 1) начини за стабилизиране на свлачищния масив и 2) начини за задържането му. Първите включват различни възможности за отводняване, позициониране и/или дисекция на свлачищни маси, както и промяна на свойствата на почвата.
В този преглед ще се докоснем само до втората точка - методите за задържане.
Габионите са естетически издържано решение, но имат сериозни ограничения. Те не трябва да се използват, когато свлачищното тяло е със значителен обем и заплахата за населението, жилищните и инфраструктурните обекти е достатъчно голяма. Габионните конструкции имат ограничение на височината не повече от 12 метра. Друг недостатък е многоетапната инсталация, която изисква спазване на определена последователност и правила. По-специално, камъните в мрежите трябва да бъдат положени по определен начин. Това налага използването на ръчен труд, което от своя страна увеличава времето и цената на работата. Цената на проекта също се влияе от това колко близо са каменните кариери за пълнене на габиони.
Предимствата на габионните конструкции включват гъвкавост и възможност за инсталиране върху слаби основи.
Подпорните стени са изработени от стоманобетон - материал, който по подразбиране се счита за високоякостен и надежден. При противосвлачищните конструкции обаче тези качества са под въпрос. За това,За да може стоманобетонната подпорна стена да се справи успешно със задачите си, са необходими допълнителни усилия, а оттам и разходи.
- Конвенционални стоманобетонни стени. Използването им изисква внимателно проучване и изключително точна оценка на натоварването. Слабото звено на конструкцията е нейната основа. Ако стената е изградена върху слаба почва, подложена на ерозия, тогава рискът от локално пренапрежение под подметката на стената се увеличава и съответно рискът от нейната деформация или срутване. В същото време плюсът и минусът на стоманобетонната подпорна стена е нейната твърдост. Тя позволява на конструкцията да задържи сигурно свлачищното тяло, но само при липса на локални пренапрежения. В допълнение, твърдите конструкции се характеризират с ниска сеизмична устойчивост. Друг съществен недостатък на стените е високата цена на проекта. Това се дължи на необходимостта от използване на значителни количества бетонов разтвор, използване на смесители за доставянето му и издигане на кофраж. Това се отразява и на графика на работата. В същото време бетонните стени изискват значителни оперативни разходи, а възстановяването на разрушена конструкция може да струва повече от изграждането на нова.
- Ъглови подпорни стени с допълнителни земни анкери са по-стабилни от конвенционалните. Друго предимство е възможността да се работи с по-малко бетон и по този начин да се намали цената на проекта.
- Стоманобетонните стени на пилотна основа имат висока носеща способност. Те са в състояние да издържат на значителни свлачищни маси. Тяхното несъмнено предимство е, че пилотите ви позволяват да "преминете" слаби почви и да се закрепите върху солидна основа - например скалиста. Това прави възможно изграждането на надежднипротивосвлачищни конструкции дори при меки почви. Въпреки това, цената на изграждането на пилотна основа е доста висока. Към него трябва да се добавят и разходите за изграждане на самата стена. Ще са необходими тежки машини и разходите за планиране и управление ще се увеличат значително. В допълнение, изграждането на стена върху пилоти е невъзможно на места, трудни за преминаване на оборудване и доставка на строителни материали. И извършването на такава работа по автомобилна или железопътна линия най-вероятно ще изисква спиране на движението. В същото време периодът на изпълнение на проекта е доста дълъг.
- Подпорни стени върху сондажни пилоти - конструкция, която има дори по-голяма носеща способност от стени върху набит фундамент. Въпреки това цената и сроковете за изпълнение на такъв проект се увеличават.
Настилката от торкрет бетон има ниска носимоспособност. Въпреки гъвкавата основа на армировъчната мрежа, самата конструкция е твърда. При определени натоварвания торкретът започва да се напуква. Това се отразява негативно както на надеждността на противосвлачищната защита, така и на допълнителните експлоатационни разходи.
Предимството на този метод за задържане на свлачищния масив е независимостта от основата - мрежата се закрепва към ската с анкери. Торкретирането се извършва с помощта на специално оборудване, но без използването на тежко оборудване и допълнителни насипни материали, като пръст, трошен камък, пясък. Може да се използва при стръмни склонове (обикновено торкретът се използва при вертикални склонове).
Недостатъците включват дълги периоди на работа (въпреки че са по-ниски, отколкото при изграждането на стоманобетонни стени и монтажа на габиони). Те се дължат на факта, че торкрет бетонът се полага на слоеве, ивсеки следващ слой трябва да се нанася само върху изсъхналия предишен. Сушенето може да отнеме няколко часа. Този недостатък може да бъде преодолян чрез използване на решение със специални добавки, което ще повлияе на цената на проекта.
Говорим за използването на полимерни и метални мрежи, както и геотекстил в комбинация с други средства за защита от свлачища, например с габиони. При сравнително ниска цена тези материали позволяват създаването на достатъчно здрави конструкции. Решетките и геотекстилите се характеризират с повишена устойчивост на корозия и атмосферни влияния. Те са водопропускливи, което позволява естествен дренаж на склона и са много гъвкави. За да се създаде защита срещу свлачище с помощта на решетки и геотекстил, като правило не се изисква изграждане на фундамент. Може да се използва на стръмни склонове.
Решетките и геотекстилите обаче се полагат хоризонтално, редувайки се със слоеве почва (в контекста прилича на сандвич), което изисква мащабни земни работи. Ако не е възможно да се използва местна почва за засипване, тогава ще трябва да се използва вносна почва. Всичко това се отразява негативно на цената на проекта, изравнявайки сравнително ниската цена на материалите. Продължителността на работата се увеличава значително.
Укрепването на свлачищни склонове с анкери всъщност също е комбиниран метод. Анкерите са точково разпределени по площадката, но това може да не е достатъчно, за да се създаде надеждна защита срещу свлачище. Затова се използват в комбинация с полимерни и метални мрежи, бетонни или стоманени греди, бетонни листове. Тази синергия ви позволява едновременно да постигнете две цели: да подсилите почвената маса чрез издърпване на подсилената конструкция към склона и по този начинза повишаване устойчивостта на почвената маса.
При условие на правилно извършени изчисления на натоварването, анкерната технология ви позволява да създадете надеждна защита срещу свлачище. Днес анкерите се произвеждат за почти всички видове почви, включително тиня, пясък, силно напоени. Безспорно предимство е възможността за укрепване на склонове с голям наклон, както и вертикални. Въпреки това, както вече беше отбелязано, котвите не са независима технология. Следователно ефективността на противосвлачищната конструкция зависи и от материалите и решенията, които се използват в комбинация с анкери.
Сред недостатъците на анкерите може да се отбележи високата цена на някои видове котви. Моделът е ясен: колкото по-сложен е наклонът, толкова по-сложни и скъпи котви трябва да се използват.
Този метод за създаване на противосвлачищна защита може да се класифицира и като комбиниран, тъй като за клетъчно бетониране се използва полимерна георешетка. Полага се върху свлачищен откос и се закрепва върху него със забити анкери. След това клетките на георешетката се запълват с бетонов разтвор. Оказва се сравнително силен (здравината се дължи на надеждността на анкерните крепежни елементи) и в същото време гъвкав дизайн.
Значително предимство на клетъчното бетониране е, че използването му не е придружено от мащабни земни работи и засипване на почвата. Този метод на противосвлачищна защита не изисква изграждането на фундамент.
Значителен недостатък е необходимостта от използване на допълнителен материал - бетонов разтвор. Това увеличава цената и времето на проекта. Друг недостатък е, че клетъчният бетон може да се използва само на склонове с лек наклон.
Това е друг комбиниран начин.противосвлачищна защита, нова за българските фирми. В чужбина е познат от 10 години и се използва широко. Сегментите от бетонно платно се поставят върху наклон, към който могат да бъдат закрепени по различни начини, включително и с анкери. Помежду си сегментите са свързани с винтове. След това те се намокрят с вода и след един ден се превръщат в трайно бетонно покритие. Допълнителна здравина му придават текстилните влакна, които подсилват бетонния слой.
Използването на Concrete Canvas е метод, който съчетава предимствата на торкрет бетон, клетъчно бетониране и мрежесто армиране с анкери. Няма нужда да създавате основа. Може да се използва за защита на вертикални склонове. Не са необходими допълнителни материали като бетон или почва. Не е необходимо да се извършват земни работи - платното може да се постави дори върху неподготвена повърхност. Важно е полагането на платното да се извършва с минимално участие на строителна техника - достатъчен е един булдозер или багер. За монтаж (закрепване на сегментите към повърхността и свързването им един към друг) е достатъчен ръчен инструмент. Всичко това значително ускорява времето за изпълнение. Както показва вече съществуващият опит с използването на бетонно платно, условията могат да бъдат, без преувеличение, рекордни. В допълнение, Concrete Canvas може да се използва дори на труднодостъпни места, като например в планински райони. Единственото задължително условие е да се осигури доставка на вода за хидратация.
Предимствата на този метод на противосвлачищна защита са и самите свойства на бетонната плоча. Както вече беше отбелязано, той се характеризира с повишена якост - не се напуква при натоварвания. И тъй като платното образува едно покритие (сегментите са здраво свързани с винтове),тогава няма риск от срутване, деформация на отделни участъци от конструкцията. Освен това, благодарение на вътрешния PVC слой, материалът е напълно водоустойчив. Това елиминира повърхностното измиване на почвата под въздействието на атмосферните валежи.
Ако има надеждно закрепване към земята, например с помощта на котви, защитата срещу свлачище Concrete Canvas ще продължи десетилетия (приблизителният експлоатационен живот на самото платно е повече от 50 години). Това практически няма да изисква оперативни разходи.