Инженерная защита территории.
Комплексные проектные решения

Инженерная защита территории всегда являлась неотъемлемой частью работ, выполняемых при реализации инфраструктурных объектов, и при этом сравнительно недавно стала выделяться в отдельный масштабный раздел проектной документации. Данное направление в Российской Федерации получило наиболее активное развитие в последнее десятилетие.

Это связано с освоением территорий в труднодоступных местностях, характеризующихся специфическими природными процессами, способными нанести ущерб. К таким процессам можно отнести, к примеру: оползни, эрозию почв, сели, камнепады, снежные лавины. Они могут возникать как сами по себе, так и в результате воздействия человека на окружающую среду путем нарушения её естественных процессов и взаимосвязей.

Основной особенностью развития направления стала появившаяся в последнее время необходимость в снижении негативного воздействия на экологию и минимизации изменения рельефа местности, вырубки лесов и т.д. Это дало начало развитию и внедрению новых способов инженерной защиты территории, и привело к отказу от традиционных массивных железобетонных конструкций подпорных стен, дамб и т.д.

Таким образом, основными задачами инженерной защиты территории можно назвать – органичное размещение строительных объектов в экосистеме с сохранением её природных взаимосвязей, защита построенных или строящихся объектов от опасных природных воздействий, а также защита населения от риска возникновения возможных последствий внедрения в экосистему в результате нарушения природных процессов в ходе строительства.

Компания «ГЕОИЗОЛ» достигла высокого уровня компетенций на пути изучения, развития и становления данного направления и, на сегодняшний день, имеет богатый опыт в проектировании и реализации проектов инженерной защиты территории с использованием методов, позволяющих снизить негативное воздействие на окружающую среду (Рисунок 1). В составе комплексного подхода при проведении работ повсеместно проводились следующие мероприятия: предварительное обследование местности с изучением особенностей конкретной площадки, разработка проектов инженерной защиты территории различной сложности и их защита в органах Главного управления государственной экспертизы, строительство.

Одной из основных сложностей в реализации таких проектов стало отсутствие в достаточном количестве регламентов и нормативной базы, утвержденных на государственном уровне, на которые можно было бы опираться и ссылаться при согласовании проектов в органах Экспертизы или других согласующих инстанциях.

Среди значимых результатов деятельности компании «ГЕОИЗОЛ» можно отметить расширение и наполнение нормативной базы по направлению инженерная защита территории. В частности, в это время был введен СТО НОСТРОЙ 2.5.126-2013 «Освоение подземного пространства. Устройство грунтовых анкеров, нагелей и микросвай. Правила и контроль выполнения, требования к результатам работ.», СП 116.13330.2012 «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 22-02-2003» (Рисунок 2) и СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*».

К нововведениям в СТО НОСТРОЙ 2.5.126-2013 можно отнести следующее:

• прописаны различные типы анкеров;
• расширены зоны применения буроинъекционных анкеров;
• прописаны различные технологии выполнения;
• добавлены рекомендации по расчету основных типов анкеров.

К нововведениям в СП 116.13330.2012 можно отнести следующее:

• дополнен понятиями: «удерживающие сооружения», «армированный грунт»;
• нагельное крепление позиционируется как самостоятельное удерживающее сооружение;
• дополнен общими указаниями по расчету нагельного крепления.

К нововведениям в СП 22.13330.2016 можно отнести дополнение его пунктом 6.10 «Армированные грунты».

Технически, инженерную защиту территорий, зданий и сооружений можно описать как комплекс инженерных решений, направленных на предотвращение отрицательного воздействия опасных геологических, антропогенных и экологических процессов на территорию, здания и сооружения, а также на защиту от их последствий.

В настоящее время специалистами компании «ГЕОИЗОЛ» создан уникальный документ: «Альбом Типовых решений Инженерной защиты территории» (далее — АТР), в котором концентрированно собраны наиболее эффективные на сегодняшний день варианты технических решений по данному направлению (Рисунок 3). Формат представленной в альбоме информации обеспечивает простоту и легкость восприятия сложных инженерных решений и позволяет любому человеку, в том числе не специализирующемуся в данной области, за короткое время получить общее представление о многообразии вариантов, технологии выполнения, а также составляющих элементов каждой системы. Наряду с этим, по каждому решению в альбоме представлен визуальный ряд построенных объектов с целью обеспечить объемное пространственное восприятие по каждому варианту решения.

Для каждого способа инженерной защиты, представленного в АТР, подобран весь спектр материалов, применяемых в данных решениях и разработана методика расчетов, адаптированная к существующим нормативам. Также компания «ГЕОИЗОЛ» имеет полный спектр техники для реализации данных решений в любых климатических условиях.

При обращении в компанию «ГЕОИЗОЛ» специалисты, используя накопленный опыт, помогут подобрать оптимальное решение для решения задачи клиента и предложат экономическое обоснование для нескольких вариантов инженерной защиты в оптимальные сроки.

Основными направлениями в развитии систем инженерной защиты компанией «ГЕОИЗОЛ» стали:

• противооползневая;
• противоэрозионная;
• противоселевая;
• противокамнепадная;
• противолавинная;
• водоотведение;
• берегоукрепление.

Противооползневая защита без изменения рельефа местности (нагельное и анкерное крепление склонов) применяется для укрепления существующих откосов, склонов, выемок, находящихся в неустойчивом положении, путем внедрения в грунтовый массив системы грунтовых нагелей или анкеров (Рисунок 4) с устройством на поверхности слоя защитного покрытия, выполненного из высокопрочной стальной сетки (Рисунок 5), с применением анкерных плит или торкретирования. Такое решение может использоваться как для постоянной, так и для временной инженерной защиты.

Специалисты «ГЕОИЗОЛ Проект» впервые на территории России массово применили данные решения для устранения проблем инженерной защиты территории, разработали технологию выполнения и теоретическую базу для расчетного обоснования данного решения, провели данные проекты через органы ГлавГосЭкспертизы и реализовали данное решение в рамках компании «ГЕОИЗОЛ» на большом количестве объектов.

Противооползневая защита с изменением рельефа местности может выполняться с целью устройства насыпей, котлованов или для защиты от оползней посредством применения подпорных стен различных видов: на искусственном (свайном) или естественном основании, с использованием шпунта, с помощью габионных или армогрунтовых систем (Рисунок 6). В данных вариантах инженерной защиты в качестве анкерного крепления повсеместно используется геотехническая система GEOIZOL-MP. Это решение предназначено для передачи горизонтальных нагрузок на глубокие слои грунта за пределами призмы обрушения. Анкерное крепление выполняется путем наклонного бурения с последующим натяжением стальной штанги на усилие расчетной нагрузки.

В качестве защиты от селей используют гибкие селеудерживающие барьеры из проволоки с кольцевыми ячейками с анкерными креплениями, которые останавливают селевые потоки и удерживают его твердую составляющую в верхнем бьефе. Противоселевые барьеры могут устанавливаться поперек русла как по одному, так и в виде каскада заграждений один за другим. Противоселевые барьеры устанавливаются от борта до борта долины. Между нижним несущим канатом барьера и днищем долины оставляют проем для беспрепятственного прохождения стока и диких животных.

Специалисты «ГЕОИЗОЛ Проект» впервые на территории России применили инновационные способы устройства противоселевых барьеров из высокопрочных сетей, разработали технологию выполнения и теоретическую базу для расчетного обоснования данного решения, провели данные проекты через органы ГлавГосЭкспертизы и реализовали данное решение в рамках компании «ГЕОИЗОЛ» на большом количестве объектов.

Защита от камнепадов – один из ключевых вопросов безопасности при эксплуатации объектов инфраструктуры, а также проведении строительных работ в местности, где из одной из основных угроз является обрушение склонов.

Последние разработки в области защиты от камнепадов позволяют обеспечить экономичную защиту даже на тех участках, где ранее это считалось невозможным либо слишком затратным. Основными вариантами защиты от камнепадов можно назвать: противокамнепадные барьеры, галереи, завесы.

Способами защиты от образования, удерживания и схода лавин являются такие мероприятия как снеговыдувающие конструкции, снегоудерживающие барьеры и лавинорезы.

Мероприятия по водоотведению выполняют при строительстве объектов в условиях горной местности, когда возникает потребность выполнить пропуск ручья через объекты инфраструктуры, к примеру, в местах пересечения с железной или автомобильной дорогой.

Наряду с этим, выполняют отвод грунтовых вод посредством различных видов дренажных систем в целях недопущения скапливания воды и, следовательно, её негативного воздействия на уже возведенные объекты строительства, а также осушения тела оползня и тем самым повышения его устойчивости.

Берегоукрепление выполняют вдоль берегов рек, озер, морей и других водных объектов, когда есть опасность разрушения берега в результате размывов и оплывания. В качестве наиболее распространенных вариантов укрепления берегов можно назвать: буны (рисунок 7), гибкие и жесткие волногасящие сооружения, шпунтовое ограждение, подпорные стены из габионов, биоматы и растения.

Важное место в инженерной защите по праву заняла Многофункциональная геотехническая система GEOIZOL-MP (Рисунок 8), которая применяется сразу в нескольких вариантах и обрела свое оптимальное применение в противооползневой защите без изменения рельефа местности. Данное решение получило большое распространение, благодаря следующим преимуществам:

• переход от массивных подпорных железобетонных конструкций к сохранению эстетичного внешнего вида примыкающих склонов;
• возможность выполнять работы малогабаритной техникой;
• выполнение гарантированного усиления существующих насыпей без проведения земляных работ.

Весь процесс выполнения элемента анкерной системы GEOIZOL-MP происходит на одном технологическом этапе. Штанга одновременно является буровым и инъекционным инструментом. Сразу с началом бурения производится инъекция (через внутренне отверстие буровой трубы под давлением 5-10 бар) промывочной цементной смесью (В/Ц – 0,7…0,8). Цементная смесь, проникая в структура грунта, стабилизирует стенки скважины, устраняя необходимость применения обсадных труб. При этом штанга вместе с соединителями (муфтами) остается в скважине, выполняя функцию центрального армирования сваи. Для обеспечения защитного слоя и проектного положения штанги применяют центраторы.

Богданов И.С., главный конструктор ООО «ГЕОИЗОЛ Проект»

Список использованной литературы:

1. СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты». – М: 2011.
2. ВСН 506-88 «Проектирование и устройство грунтовых анкеров». – М: 1989.
3. ТУ 5264-001-50868904-2013 Трубчатые винтовые штанги и соединительные элементы к ним (муфты, гайки) многофункциональной геотехнической системы GEOIZOL-MP;
4. СТО НОСТРОЙ 109-2013 «Освоение подземного пространства. Устройство грунтовых анкеров, нагелей и микросвай. Правила и контроль выполнения, требования к результатам работ.» — М.: 2013;
5. СП 116.13330.2012 «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 22-02-2003»;
6. СП 14.13330.2014 «Строительство в сейсмических районах СНиП II-7-81* (актуализированного СНиП II-7-81* «Строительство в сейсмических районах» (СП 14.13330.2011)) (с Изменением N 1).»