Меню

Актуальные проблемы строительства на Севере Западной Сибири

Гончаров В.В., академик РАТ, Заслуженный строитель РФ, генеральный директор ОАО «ЗапСибгидро-строй», г. Сургут

Аннотация

Исходя из особенностей строительства берегоукрепительных сооружений в Западной Сибири сформулирова ны принципы создания высокоэффективных конструкций и технологий их осуществления.

Ключевые слова: берегоукрепление, Северная клима тическая зона, откос, берма, полуоткос, больверк, трубошпунт, отсыпка ярусами, геотекстиль.


Abstract

Proceeding from features and experience of shore protec tion construction in Western Siberia, principles of creation of highly effective designs and technologies of their realization are formulated.

Key words: shore protection, Northern climatic zone, slope, berm, semislope, pipe groove, filling by layers, geotex tiles.

Своеобразные и сложные в совокупности климатические, инженерно-геологические, гидрологические и гляциологические условия рассматриваемого региона предопределяют острую необходимость поисков новых инженерных решений в области конструкций и технологий при строительстве берегоукрепительных сооружений. Эта проблема актуальна не только для Северной климатической зоны в целом, но и в других регионах, характеризуемых избыточной водностью, наличием течения воды, волновыми нагрузками на береговую полосу, и везде их необходимо решать по-разному, исходя из конкретных природноклиматических условий.

К сожалению, многие годы в корне проблемы лежит ошибочное понимание экономической эффективности. И заказчик, и проектировщик, да и отраслевая наука в первую очередь под экономической эффективностью понимают требование снижения цены, т.е. нужен дешевый товар. В общем, «экономика должна быть экономной »! А на самом деле экономическая эффективность - это инженерная категория, и включает она: качество, надежность, долговечность, небольшие эксплуатационные затраты, экологическую безопасность и архитектурную привлекательность.

При сравнении вариантов того или иного сооружения по перечисленным критериям только при их равных значениях определяющей становится цена. Так должно быть, но!...Всё начинается с задания на проектирование, которое готовится под диктовку заказчика, и в нем даже указывается, из какого материала и что проектировать!

Рассмотрим наиболее распространенные типы конструкций берегозащитных сооружений в Западной Сибири. Примером может служить берегоукрепление в ПГТ Междуреченский (рис. 1). Совершенно очевидно, что предложенная конструкция не удовлетворяет ни одному из перечисленных критериев. И эти несоответствия коренятся в ней самой. Как правило, от момента изысканий до начала строительства проходит не менее трех лет. За этот период береговая полоса подвергается значительным деформациям, порою от 3 до 7 м в год. В итоге строительство заведомо начнётся не по проекту.

В рассматриваемом примере основание упорной призмы сложено слабыми грунтами, работы предстоят в подводных условиях и качество обеспечить невозможно. При имеющих место скоростях и расходах воды р.Конды водные потоки размывают основание упорной призмы, она деформируется и разрушается. В момент ледостава упорная призма практически полностью сковывается льдом, толщина которого достигает 1 м. Зимние колебания воды (значит, и льда) достигают 2 м, и ледовый припай неоднократно за зиму расшатывает и деформирует призму. В начальной стадии паводка лед крепок и ледовые поля, поднимаясь с уровнем воды, отрывают отдельные камни и щебень, уносят их в реку, и когда ослабевает «хватка», камень падает на дно реки.

Береговой откос выше упорной призмы крепится, как правило, слоем более мелкого камня по обратному фильтру из щебня либо по слою дорнита. Эта часть конструкции завершается бермой шириной 3-4 м на отметках выше уровней воды 1% -ной обеспеченности и предназначена для технологического обслуживания при ремонтных работах. Но она также обречена, как и упорная призма. Более того, рыбацкие лодки, выход пассажиров на берег завершают печальную картину. Иными словами, описанная конструкция не отвечает ни одному из перечисленных требований эффективности, но при этом цена немалая. Если фундамент сконструирован неверно или построен некачественно, то сооружение обречено. А в рассматриваемом случае упорная призма и есть фундамент.

На р.Конде в пгт Кондинский в 2006 г. было возведено подобное сооружение. И уже стало головной болью заказчика. То же имеет место в Октябрьском районе на р.Оби, а весной 2008 г. произошёл крупный оползень на больших участках выполненного берегоукрепления в Болынетархово. Три разных заказчика, проектировщика и подрядчика, три разные реки, но один регион и один и тот же тип конструкции! Вывод очевиден: такие проектные решения в руслах рек Северной климатической зоны должны быть запрещены на уровне нормативных документов. Оптимистам хочу сказать, что и маты Рено, и габионы только усугубляют ситуацию. Они уместны исключительно на высоких поймах, где процессы течения ламинарны, скорости течения неразмывающие и отсутствует воздействие льда.

За 30 лет работы мы никогда не участвовали в реализации таких проектов, ибо они некорректны! Но были случаи, когда заказчик предлагал нам такую работу, соглашался с нашими доводами и полностью корректировал документацию. Так было в пос. Локосово Сургутского района на р.Оби, в пгт Междуреченский на р.Конде в Кондинском районе и, наконец, на месте слияния Оби и Иртыша, в пос. Луговском Ханты-Мансийского района. Во всех проектах мы заменили конструкцию откосного типа на полуоткос (рис. 2). Зачастую благодаря прочностным характеристикам сварного трубчатого шпунта, из которого выполняется лицевая шпунтовая стенка, сооружение устойчиво и в безанкерном варианте.

Очевидно, что сама конструкция исключает те недостатки, которые присущи варианту откосного типа (см. рис. 1). При необходимости прибегаем и к анкеровке, и к экранирующим сваям сразу за лицевой стенкой, и к перерезывающим сваям непосредственно за анкерной стенкой. Как правило, вариант экранирующих свай появляется при строительстве берегоукрепительных сооружений вертикального профиля, при слабых грунтах основания и свободной высоте стенки более 10 м. Более подробно остановлюсь на опыте проектирования и строительства берегоукрепления в пгт Междуреченский на р. Конде. Берег сложен слабыми суглинками, скорости течения воды - до 1,5 м/с, ярко выраженная излучина, при этом отметка бровки обрывистого берега, где расположены жилые дома, +62,00 м, а подошва расположена в русле реки на отметке +28,00 м. Перепад 34 м, длина участка берегоукрепления 998 м.

Корректировку документации осуществил один из лучших профильных институтов - новосибирский «Сибречпроект», который сохранил и нормы, и традиции, в результате чего его проекты безупречны. На сравнительно коротком участке берегоукрепления из-за геологических условий пришлось сочетать безанкерный больверк (400 м) и заанкеренный больверк длиной 598 м, из которых около 300 м - с двумя рядами перерезывающих свай в шахматном порядке (рис. 3).

Строительство объекта осуществлялось силами ОАО ПСО-34 - одного из базовых отрядов, входящих в систему ООО «Трест Запсиб-гидрострой». Погружение трубошпунта лицевой стенки вели с плавучей платформы копровой установкой СП-49, со средним темпом 11 штук в сутки; забивку свай и монтаж анкерных тяг - с суши, после засыпки застенного пространства песчаным грунтом с подводного карьера.

Откос до отметки 42,00 м крепится каменной наброской по слою щебня и дорнита, с упором в железобетонный оголовок на отметке 38,00. Проблем со строительством до незатопляемой бермы с отметкой 42,00 м не было. Но выше до отметки 62,00 м нужно было поднять и уплотнить песчаный грунт в объеме около 200 тыс. м3. При этом грунт подавать можно было только с промежуточной бермы: подача сверху исключалась вследствие расположения поблизости приусадебных участков, построек и 2-этажных жилых домов.

Насыпь формировали с откосами крутизной 1:1,75. Ее возводили ступенями высотой по 1 ... 1.5м. Учитывая сравнительно небольшую ширину каждого яруса, постоянно возникала угроза сползания техники, непрерывно работавшей на кромке формируемого откоса. А техника использовалась серьёзная как по производительности, так и по габаритам: бульдозер «Комацу» Д-355, два экскаватора «Хитачи» с ковшом ёмкостью 1.5м3, самосвалы и т.д,, с каждым ярусом опасность возрастала, и пришлось прекратить работы, в дальнейшем было принято единственно правильное решение: разобрали отсыпанную часть откоса и стали вновь подниматься ярусами, но при этом «пеленали» их дорнитом, охватывая наружную грань яруса слоем нетканого синтетического материала высокой плотности с заведением полотнища в глубь откоса на 3.5...5м.

Теперь кромка откоса поярусно была надежно закреплена, и техника достаточно комфортно могла подниматься вверх по склону обрыва. Высота этой части склона 20 м, ширина полоски для манёвра после 5-го яруса - менее 12 м. Этот этап работы сегодня уже завершён. Летом работа будет продолжена. За год консолидируются грунты основания, он уплотнится в откосной части. После стабилизации на откосной части крепится георешётка с глубиной ячеек 150 мм, заполняемая растительным грунтом, с последующим посевом трав. Чем и отличается дорнит — к нему хорошо прирастают корешки растительности.

Кому-то покажется, что автор потерял нить рассуждений и ушел от главной темы?! Отнюдь нет! Описывая перипетии строительства по откорректированному варианту, который на стадии проекта гарантирует на порядок более высокую надежность сооружения, хочу подчеркнуть абсолютную несостоятельность основного проекта, когда огромный массив грунта объёмом 400 тыс. м3 и весом 700 тыс.т упирается в каменную призму (см. рис. 1), а ее основание, в свою очередь, интенсивно размывается водным потоком в паводок и разрушается ледовым припаем во время ледохода. Эмоционально, но абсолютно достоверно! Еще один вариант берегоукрепления мы реализовали в г. Ханты-Мансийске. Речь идет о вертикальном профиле с высотой стенки около 10 м.

Это наиболее дорогой вариант, и он уместен для строительства в городской черте, с функцией не только берегоукрепления, но и создания городской набережной. В остальных случаях, при строительстве берегозащитных сооружений в русловой части реки в сложных климатических и гидрогеологических условиях конструкция упора должна выполняться из того или иного вида металлического шпунта в сочетании с устройством откоса. Думаю, что должен быть разработан регламент, ограничивающий применение каменно-набросных упорных призм в тех случаях, которые описаны в данной статье.

Литература:

  • Велли Ю.Я. Здания и сооружения на Крайнем Севере. Справочное пособие / Ю.Я. Велли, В.В. Докучаев, Н.Ф. Федоров, - Л., М.: Госстрой-издат, 1963.

Для связи с автором: Гончаров Виктор Викторович, 8-499-792-93-56, 8-904-47-21-644.

ИСТОЧНИК: ТРАНСПОРТНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО № 7,2009

Оригинал статьи в PDF скачать