ГАБИОННЫЙ ФУНДАМЕНТ
GABION FOUNDATION

Изобретение относится к природоохранному строительству и может быть использовано как фундаментные опоры в зонах рекреации или других местах, куда трудно доставлять бетон.
Известно берегозащитное сооружение [1], включающее цилиндрические габионы под укрепление опор. Недостатками данного технического решения являются:
- такое техническое решение не предусмотрено для использования в качестве фундамента;
- в экономическом отношении не является благоприятным техническим решением.
Наиболее близким техническим решением являются сборные бетонные фундаменты, имеющие ступенчатую конструкцию [2], включающие сборные бетонные элементы. Недостатками данного технического решения являются:
- такое конструктивное решение очень трудоемко и трудно применять на песчаных грунтах, в зонах рекреации;
- в экономическом отношении не является благоприятным техническим решением.
Цель изобретения - повышение несущей способности и эффективности работы.
Поставленная цель достигается тем, что отрывается котлован в грунте, в котором будет собираться габионный фундамент. В котловане собираются цилиндрические габионы телескопической конструкции так, что диаметр каждого последующего меньше предыдущего.
В самом дне котлована из плетеной либо другой металлической сетки, которая будет боковой поверхностью, изготавливается цилиндрический габион. Над ним сооружается верхний габион, который анкеруется в нижний и диаметр которого меньше нижнего (фиг.1). Таким образом собирается габионный фундамент, имеющий телескопическую конструкцию. Толщина проволоки, из которой изготавливается плетеная или другая сетка, зависит от требуемой долговечности и колеблется в пределах от 4 до 8 мм. Цилиндрические габионы имеют высоту каждой секции и диаметр соответственно 0,5÷1,0 и 0,1÷ 2,0 м. В качестве сетки может использоваться плетеная металлическая или другая сетка.
Для снижения материалоемкости и равномерности передачи давления касательная к углам ступеней имеет вогнутую поверхность, она является вогнутой и у образующей угол поворота к концу будет увеличиваться постепенно до величины α конечного угла поворота (фиг.3). Следовательно, тангенс угла наклона касательной к кривой образующей к концу увеличивается по линейному закону
где K - коэффициент пропорциональности; x, y - соответственно абсцисса и ордината кривой образующей в декартовой системе координат; α - конечный угол поворота касательной к кривой образующей, α<90°; H - глубина водобойного колодца.
Разделив и проинтегрировав это уравнение, получим:
dy=Kxdx;
Найдем из последнего уравнения значение коэффициентов С и К. Зная, что в начале координат x=0 и y=0, найдем С.
0=0+С; С=0.
Зная, что в конце кривой, когда x=L, где L - проекция кривой уступа на ось Оx, угол криволинейного крепления равен α, а следовательно,
Таким образом, уравнение кривой в декартовой системе координат имеет вид  Отсюда
Имея в виду последнюю формулу, уравнение кривой в декартовой системе координат можно переписать как
где H - высота габионного фундамента.
На фиг.1 изображен габионный фундамент; на фиг.2 - разрез 1-1 на фиг.1; на фиг.3 изображена касательная к углам ступеней.
Габионный фундамент 1 сооружается в котловане 2 путем изготовления цилиндрических габионов 3 так, что сетка 4 верхних цилиндрических габионов 3 анкеруется в камни 5 нижних цилиндрических габионов 3. Под габионным фундаментом 1 укладывается противофильтрационное устройство 6.
Габионный фундамент сооружается и работает следующим образом. Отрывается котлован 2 в грунте, в котором будет собираться габионный фундамент 1. В котловане 2 собираются цилиндрические габионы 3 телескопической конструкции так, что диаметр каждого последующего меньше предыдущего.
В самом дне котлована из плетеной либо другой металлической сетки 4, которая будет боковой поверхностью, изготавливается цилиндрический габион 3 путем заполнения его камнем 5. Над ним сооружается верхний габион, который анкеруется в нижний и диаметр которого меньше нижнего (фиг.1, 2). Таким образом, собирается габионный фундамент 1, имеющий телескопическую конструкцию. Толщина проволоки, из которой изготавливается плетеная или другая сетка 4, зависит от требуемой долговечности и колеблется в пределах от 4 до 8 мм. Цилиндрические габионы 3 имеют высоту каждой секции и диаметр соответственно 0,5÷1,0 и 0,1÷2,0 м. В качестве сетки 4 может использоваться плетеная металлическая или другая сетка 4.
Габионный фундамент 1 наиболее актуален при строительстве в непрочных песчаных и супесчаных грунтах, в зонах рекреации. Такая конструкция габионного фундамента 1 имеет большую несущую способность при минимальном расходе строительного материала. Для предотвращения осадок габионного фундамента 1, вызванных механической суффозией, под него на дне котлована 2 укладывается противофильтрационное устройство 6.
Для снижения материалоемкости и равномерности передачи давления касательная к углам ступеней имеет вогнутую поверхность, она является вогнутой и у образующей угол поворота к концу будет увеличиваться постепенно до величины α конечного угла поворота (фиг.3). Следовательно, тангенс угла наклона касательной к кривой образующей к концу увеличивается по линейному закону
где K - коэффициент пропорциональности; x, y - соответственно абсцисса и ордината кривой образующей в декартовой системе координат; α - конечный угол поворота касательной к кривой образующей, α<90°; Н - глубина водобойного колодца.
Разделив и проинтегрировав это уравнение, получим уравнение кривой, в декартовой системе координат имеет вид
где Н - высота габионного фундамента.
Предлагаемое устройство, габионный фундамент актуален при строительстве в непрочных песчаных и супесчаных грунтах, в зонах рекреации. Такая конструкция телескопического цилиндрического габиона имеет большую несущую способность при минимальном расходе строительного материала.
Предлагаемое устройство является экологичным техническим решением, а эффективность его в 1,5-2 раза больше аналогов.
Источники информации
1. Пат. №2270291 Российской Федерации, МПК Е02В 3/12; Продольное сквозное берегозащитное сооружение. /З.Г.Ламердонов. Заявитель и патентообладатель Ламердонов З.Г. - №2004121109/03; заяв. 09.07.2004; опубл. 20.02.2006, Бюл. №5. - 6 с. (аналог).
2. Инженерные конструкции: Учеб. для гидромелиор. спец. вузов./ Р.И.Берген, Ю.М.Дукарский, В.Б.Семенов, Ф.В.Расс; Под ред. Р.И.Бергена. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1989. - Стр. 349 (прототип).