Долговечность габионов при различных условиях

Инженерные и строительные проекты, ландшафтный дизайн и архитектура — основные сферы, в которых используют габионы в наши дни. С их помощью создают берегоукрепительные системы, возводят подпорные стенки, укрепляют дорожные откосы — широкое применение габионных конструкций обусловлено их прочностью, устойчивостью и долговечностью. Последней характеристике посвящена эта статья.

Долговечность считается основополагающим параметром при выборе габионов как строительного решения. Однако опыт эксплуатации таких конструкций по сей день порождает противоречивые мнения на их счёт. Постараемся найти истину в этой статье.

Долговечность — это способность системы выполнять изначально возложенные на неё функции до наступления предельного состояния при конкретных условиях эксплуатации. Говоря проще: пока подпорная стенка удерживает грунт на склоне, а камни не высыпаются из кладки, сооружение работоспособно. Факторов, которые предопределяют долговечность габионных строений, несколько: применяемые строителями материалы, особенности проектного решения, качество строительно-монтажных работ и, собственно, сами условия эксплуатации.

При строительстве габионных объектов используются прочные материалы: камень твёрдых пород и габионы, изготовленные из металлической проволоки с обязательной антикоррозионной защитой. Однако камень камню рознь, как и проволока — современный рынок изобилует продукцией с различными характеристиками. Поэтому фактическая прочность и срок службы габионов на объекте зависят от добросовестности поставщика и соответствия параметров продукции заявленным, что обязательно нуждается в проверке до начала строительства.

В нормативной литературе гарантированная продолжительность службы ГСИ (габионных сетчатых изделий) зависит от вида антикоррозионного покрытия проволоки:

1. покрытие цинком — 35 лет;
2. гальфановое покрытие — 75 лет;
3. цинковое покрытие, усиленное полимерной оболочкой ПВХ или ПНД — от 75 лет.
   
   

Мы на «Заводе Габионных Конструкций» изготавливаем ГСИ на автоматизированном оборудовании по ГОСТ Р 52132-2003 из проволоки отечественного производства с плотным цинковым покрытием III класса цинкования, то есть с плотностью цинка не менее 245-280 г/м2. На заводе работает отдел контроля качества: проверяем как входящее сырьё, так и готовые к отгрузке конструкции. Поставки сопровождаем сертификатами соответствия, паспортами качества. Вся продукция «ЗГК» готова пройти входной контроль заказчика, в том числе лабораторный анализ проволоки на соответствие указанному диаметру и массе цинка.

Надёжность и сохранность геометрической формы сооружения определяется также характеристиками каменного заполнителя. В качестве такового применяют искусственный дроблёный камень или природный камень различных пород: гранит, доломит, габбро-диабаз, песчаник, известняк и др. Этот материал должен быть не только колоссально прочным (ведь нижние ряды габионов, например, в мощной гравитационной подпорной стеке удерживают вес камня в десятки тонн), но и определённым требованиям к плотности, морозоустойчивости, гигроскопичности, размерам.

При проектировании габионного сооружения необходимо учитывать в комплексе внешние факторы, которые в дальнейшем будут влиять на его эксплуатацию. Это особенности рельефа, гидрологические и геологические условия на территории, перспективы развития опасных геологических процессов, проектные нагрузки.

Расчёт сложных инженерных объектов предполагает, что будут проведены инженерные изыскания для сбора данных, то есть санитарно-экологическое, гидрометеорологическое, геологическое и геодезическое обследование местности. Если пренебречь исходными данными, можно получить негативные последствия, которые дадут о себе знать сразу или впоследствии, уменьшив продолжительность службы строения.

Если 10-20 лет назад монтаж ГСИ в России считался новым словом в строительстве, то сейчас ситуация изменилась. Габионы востребованы, популярны. К сожалению, с ростом спроса выросло и количество предложений от строительных фирм, привлекающих к работе дешёвый низкоквалифицированный труд.

Стоит помнить, что монтаж габионов — это трудоёмкий процесс с применением преимущественно ручного труда. Установку габионных конструкций и укладку камня невозможно автоматизировать или роботизировать, а на качество результата влияют опыт и мастерство строителей-габионщиков. Мастера правильно располагают камень на лицевой плоскости, выполняют расклинцовку внутри короба, связывают габионы между собой по смежным рёбрам, ставят стяжки с определённым шагом по длине и высоте.

Важно, что знание одной лишь теории габионного строительства не даёт гарантию, что объект будет построен с учётом нормативов. Поэтому выбирая компанию, которая будет заниматься монтажом, лучше отдать предпочтение организации, которая с габионами работает давно и может показать действующие объекты из портфолио.

Представьте небольшой габионный бордюр на тихой подмосковной даче и дамбу, возведённую с помощью габионов на быстрой реке. Очевидно, что объекты эти подвергаются совершенно разным эксплуатационным нагрузкам. Для возведения бордюра, небольшой подпорной стенки или создания садовой мебели будет достаточно закупить габионы из сварной сетки.

Гидротехнические же сооружения, такие как плотины, дамбы и берегоукрепительные системы, часто испытывают воздействие агрессивных факторов среды. Как бы ни была прочна оцинкованная сетка, в горной реке даже с дополнительным полимерным слоем она будет изнашиваться под действием потока движущихся абразивных частиц. Как следствие, конструкция потребует мониторинга состояния и возможного проведения профилактических или ремонтных работ.

На гидротехнических габионных объектах интенсивность износа покрытия проволоки зависит от нескольких факторов: скорости потока, содержания взвешенных частиц в воде, силы волнового прибоя, корчеходов, характера ледохода, особенностей самого сооружения (водное или надводное), своевременного удаления льда припая с лицевой грани конструкции.

При этом естественное заполнение пустот каменной кладки частицами песка и грунта положительно сказывается на долговечности габионного строения. В среде проектировщиков принято говорить о том, что с годами тело габиона набирает прочность и приобретает максимальные несущие способности через пять лет после строительства.

Мы сталкивались со случаями, когда негативным образом на долговечность габионных сооружений влияли ненамеренные вандальные действия самих заказчиков. Яркий пример — берегоукрепление в деревне Борзые Истринского района. Занимаясь благоустройством участка, его владельцы посчитали, что верхний ряд установленных габионов — лишний, и начали заменять камень в них на грунт для высадки растений. В том числе из-за этого впоследствии пришлось ремонтировать набережную.

Преждевременно разрушаться габионные строения могут из-за нагрузок, не предусмотренных проектным решением. Например, заезд крупной строительной техники на край береговой линии добавит дополнительную многотонную нагрузку на конструктив.

Отсутствие обслуживания на объектах обслуживаемого типа — ещё одна причина, которая способна привести габионы к аварийному состоянию. Так, берегоукрепления на реках с быстрым течением точно нуждаются в обслуживании: периодически требуется восстанавливать смытую часть галечного пригруза, в особенности после пиковых наводнений и корчеходов.

Итак, габионная сетка, в зависимости от диаметра проволоки и класса цинкования, имеет определённый срок службы, исчисляемый десятилетиями. Что касается долговечности и целостности самого конструктива, он (в случае грамотного строительства) сохранится в изначальном виде даже после разрушения сетки. Этому будет способствовать процесс консолидации (сращивания) камня, находящегося в статичном состоянии столь долгое время.

Данное утверждение доказано опытом применения габионов, укрепивших берега реки Рено в Италии. Эти берегоукрепления, построенные более 130 лет назад, по сей день сохраняют форму и выполняют свои задачи. Даже учитывая, что в конце XIX века строители не использовали оцинкованную проволоку.

Повторим, что в России габионные технологии считаются относительно молодой строительной практикой. Интерес к ней возрос лишь в постсоветское время, поэтому доказать, что габионные сооружения простоят свыше 75 или 100 лет, на примере действующих объектов проблематично. Зато есть примеры сооружений, которым уже исполнилось 10, 20, 30 и более лет, стабильность которых не вызывает вопросов.

К примеру, в 2011-2013 году из габионов была построена самая высокая цельномассивная стенка на Михеевском горно-обогатительном комбинате в Челябинской области — уникальное сооружение, у которого нет аналогов в нашей стране.

В некоторыхх случаях, на объектах с агрессивными условиями окружающей среды, на реках со стремительным течением, где перемещается галечник, есть корчеходы, высока абразивная составляющая, на стенках берегоукрепления зимой нарастает и повисает лёд, коробчатые габионы усиливают дополнительно — сварными панелями. Также создают защитную рубашку для матрацных ГСИ  — из кольчужной сетки и галечного пригруза.

Отдельного внимания заслуживают берегоукрепительные и причальные сооружения на зарегулированных акваториях. Габионы (их нижние ряды) деформируются раньше, чем может быть заявлено. Чтоб бороться с этим фактом, нужно понимать проблематику и причины процесса, что позволит принимать правильные проектные решения по восстановлению конструкций и внесению корректировок в проекты при новом строительстве.

Подробнее о строительстве габионных сооружений на зарегулированных акваториях читайте в телеграм-канале Александа Пучкова, а также в соответствующем разделе на нашем сайте (страница в разработке).

Строения, возведённые с применением габионных сетчатых изделий, по праву претендуют на звание вечных. Однако для строительства действительно надёжных габионных сооружений требуются предварительные инженерные изыскания, разработка проекта без ошибок и с учётом всех возможных нагрузок на конструктив, грамотные строительно-монтажные работы и качественные материалы с предусмотренными проектом характеристиками. Через 10-20 лет эксплуатации никакие деформации и обрушения объектов происходить не должны. А если происходят, значит, в каких-то из перечисленных выше пунктов были допущены серьёзные просчёты.

Колоссальной долговечности габионных строений способствуют характеристики строительных материалов, из которых они возведены. Габионы устойчивы к разнообразным факторам окружающей среды, слой цинка на проволоке годами защищает её от влаги. Температурные перепады, высокая влажность, обилие солнечного света или его недостаток, сильный ветер и град не вызывают разрушения изделий, что подтверждено опытом габионного строительства в различных климатических условиях в разных регионах России и странах мира. Также и соль, и другие химические вещества в составе антигололёдных смесей, которые могут попадать на ГСИ вблизи автомобильных дорог, не причиняют конструкциям вреда.

Если у вас есть вопросы относительно проекта или приобретения качественных материалов для габионного строительства, задавайте их нам. Инженеры-проектировщики «Завода Габионных Конструкций» могут выполнить аудит проектного решения, проверив его на ошибки и возможность оптимизации затрат.