Тас толтырылған қоршаулар

Кіріспе

Тасқа толы қоршау

Габион (италян тілінен "үлкен қоршау" деген мағынаны білдіреді; итальян тіліндегі gabbia және латын тіліндегі cavea сөздері "қоршау" дегенді білдіреді) – тас, бетон немесе кейде құм мен топыраққа толтырылған қоршау, цилиндр немесе қорап. Ол азаматтық құрылыс, жол салу, әскери қолдану және ландшафтық дизайн салаларында қолданылады. Эрозияны бақылау үшін таспен қапталған рипрап пайдаланылады. Бүркіттер немесе іргетас құрылысында цилиндрлі металл құрылымдар қолданылады. Әскери жағдайда, саперлерді, жаяу әскерді және артиллериялықтарды жаудың атысынан қорғау үшін жер немесе құмға толтырылған габиондар қолданылады. Леонардо да Винчи Милан қаласындағы Сан-Марко сарайының іргетасы үшін "Леонардо корзинкасы" (Corbeille Leonard) деп аталатын габионның бір түрін жасаған.

Азаматтық инженерлік

Габионның ең көп таралған азаматтық-инженерлік қолданылуын 19-ғасырдың соңында Сацернода, Эмилия-Романьяда Гаэтано Маккаферри жетілдіріп, патенттеді және жағалауларды, өзен жағалауларын немесе эрозияға қарсы беткейлерді тұрақтандыру үшін пайдаланылды. Басқа қолданыстар: тіреу қабырғалары, шу кедергілері, уақытша су тасқыны қабырғалары, ағынды судан шламды сүзу, шағын немесе уақытша/тұрақты бөгеттер, өзен арнасын реттеу немесе арнаны қаптау. Олар су тасқынының күшін осал құрылымның айналасына бағыттауға да қолданылуы мүмкін. Габиондар кішкентай өзендерде балықтарды қорғайтын экрандар ретінде де қолданылады. Габионды сатылы бөгеттер өзен арнасын реттеу және су тасқынын бақылау үшін жиі қолданылады; сатылы конструкция арнадағы энергияның таралуын жеделдетеді және габионды сатылы бөгеттерді салуға өте қолайлы. Габион қабырғасы – таспен толтырылған, сыммен байланысқан габиондардан жасалған тіреу қабырғасы. Габион қабырғалары көбінесе тік орналастырылғаннан гөрі, көлбеу (беткейге қарай бұрылған) немесе беткеймен бірге сатылап төмендейді. Габионның қызмет ету мерзімі себеттің ішіндегі материалға емес, сымның беріктігіне байланысты. Сым зақымданғанда құрылым күйрейді. Гальванизацияланған болат сым ең көп қолданылады, бірақ ПВХ жабынмен қапталған және тот баспайтын болат сым да пайдаланылады. ПВХ жабынмен қапталған гальванизацияланған габиондардың 60 жылға дейін сақталуы мүмкін. Кейбір габион өндірушілер 50 жылдық конструкциялық тұрақтылықты кепілдейді. АҚШ-та габиондарды өзендерде пайдалану 1957-1965 жылдар аралығында Вирджиния штатындағы Норт-Ривер және Нью-Гэмпшир штатындағы Зеланд-Риверде жүргізілген жобалармен басталды. Екі АҚШ Орман шаруашылығы учаскесінде 150-ден астам деңгейді басқару құрылыстары, жағалауларды нығайту және арнаны бұру құрылыстары салынды. Бірақ, көптеген өзен құрылыстары себеттердің құрылымдық тұрақсыздығы мен жеткіліксіздігінен күйреп қалды. Әсіресе, арнадағы шөгінділердің әсерінен сымдардың коррозияға ұшырауы және тозуы құрылымдардың зардап шегуіне әкеп соқты, олар кейін құлап, арнаға құлады. Кейбір габиондар ағаштардың өсуіне байланысты өзен арнасына құлап кетті. Габиондар құрылыста да қолданылды, мысалы, Калифорниядағы Напа аңғарындағы Доминус шарап зауыты, 1995-1997 жылдар аралығында Герцог және де Мерон архитекторлары салған. Сыртқы қабырғасы жергілікті тастан құралған модульді сым тор габиондардан жасалған; бұл конструкция ғимарат ішінде ауа айналымын қамтамасыз етеді және қолайлы температуралық ортаны жасайды.

The most common civil engineering use of gabions was refined and patented by Gaetano Maccaferri in the late 19th century in Sacerno, Emilia Romagna and used to stabilize shorelines, stream banks or slopes against erosion. Other uses include retaining walls, noise barriers, temporary flood walls, silt filtration from runoff, for small or temporary/permanent dams, river training, or channel lining. They may be used to direct the force of a flow of flood water around a vulnerable structure. Gabions are also used as fish screens on small streams. Gabion stepped weirs are commonly used for river training and flood control; the stepped design enhances the rate of energy dissipation in the channel, and it is particularly well suited to the construction of gabion stepped weirs. A gabion wall is a retaining wall made of stacked stone filled gabions tied together with wire. Gabion walls are usually battered (angled back towards the slope), or stepped back with the slope, rather than stacked vertically. The life expectancy of gabions depends on the lifespan of the wire, not on the contents of the basket. The structure will fail when the wire fails. Galvanized steel wire is most common, but PVC coated and stainless steel wire are also used. PVC coated galvanized gabions have been estimated to survive for 60 years. Some gabion manufacturers guarantee a structural consistency of 50 years. In the United States, gabion use within streams first began with projects completed from 1957 to 1965 on North River, Virginia, and Zealand River, New Hampshire. More than 150 grade control structures, bank revetments and channel deflectors were constructed on the two U. S. Forest Service sites. Eventually, a large portion of the in stream structures failed due to undermining and lack of structural integrity of the baskets. In particular, corrosion and abrasion of wires by bedload movement compromised the structures, which then sagged and collapsed into the channels. Other gabions were toppled into channels as trees grew and enlarged on top of gabion revetments, leveraging them toward the river channels. Gabions have also been used in building, as in the Dominus Winery in the Napa Valley, California, by architects Herzog & de Meuron, constructed between 1995 and 1997. The exterior is formed by modular wire mesh gabions containing locally quarried stone; this construction allows air movement through the building and creates an environment of moderate temperatures inside.

Дизайндағы өзгерістер

Гебионның нақты функционалды талаптарға жауап беретін әртүрлі арнайы конструкциялары бар, сондай-ақ нақты формалар үшін арнайы терминдер пайдалануға енді. Мысалы:
Бастион: ішкі жағы мембранамен, әдетте тоқыма емес геотекстильден жасалған қабыршақпен астарланған гебион, тас орнына ұсақ топырақпен толтыруға мүмкіндік береді. Төсеніш: биіктігі көлденең өлшемдеріне қарағанда қысқа гебион түрі; көбінесе өте кең. Биік құрылыстарды салу немесе қолдау орнына, толқындардың эрозиясы және осыған ұқсас әсерлерден беткейлерді қорғау үшін қолданылады. Трапион: трапеция пішіндес қимасы бар гебион түрі, баспалдақ емес, көлбеу беткей жасау үшін жинақтауға арналған. Бұл термин кеңінен қолданылады, бірақ кемінде гебиондармен байланысты жағдайларда Betafence Limited компаниясының тіркелген тауар таңбасы болып көрінеді.

Әскери мақсатта

Алғашқы габиондар – жоғары және асты ашық, дөңгелек қоршаулар болатын, қамыс немесе биік шөптерден тоқылған және әскери бекіністер үшін топырақпен толтырылатын. Бұл алғашқы әскери габиондар көбінесе саперлерді және қамал артиллериясын қорғау үшін қолданылды. Екіншіден, тік беткейлі топырақ нығайту құрылымдарының сыртқы қаптамасы ретінде қолданылғанда, габиондар басқа дәстүрлі геотехникалық шешімдерге қарағанда соққыға көбірек деформацияланатын бет ұсынады. Бұл жоғары деформация толыстыру материалдарының сығылуынан және үлкен орын ауысуынан туындайды. Соның салдарынан, соққы энергиясын жұту және максималды күшті азайту арқасында құрылымға берілетін соққы жүктемесі төмендейді. Оптимизация процесінде толыстыру материалы соққыға реакция жағынан нақты талаптарға бейімделуі мүмкін. Атап айтқанда, бұл кейбір тас құлаудан қорғайтын жартастардың ішкі бөлігінде қайта өңделген материалдардың (шиналар және теміржол балласты) қолданылуына әкелді.