Введение

Габион (от итальянского gabbione, что означает «большая клетка»; от итальянского gabbia и латинского cavea, что означает «клетка») — это клетка, цилиндр или короб, заполненный камнями, бетоном или иногда песком и почвой, используемый в гражданском строительстве, дорожном строительстве, в военных целях и ландшафтном дизайне. Для защиты от эрозии применяется клеточный рип-рап. Для дамб или при строительстве фундаментов используются цилиндрические металлические конструкции. В военном контексте габионы, заполненные землей или песком, применяются для защиты саперов, пехоты и артиллеристов от вражеского огня. Леонардо да Винчи разработал тип габиона, известный как «Корбей Леонардо» («корзина Леонардо»), для фундамента замка Сан-Марко в Милане.

Гражданское строительство

Наиболее распространенное применение габионов в гражданском строительстве было усовершенствовано и запатентовано Гаэтано Маккаферри в конце XIX века в Сацерно, Эмилия-Романья, и использовалось для стабилизации береговых линий, берегов рек и ручьев или склонов от эрозии. Другие области применения включают подпорные стены, шумозащитные барьеры, временные противопаводковые сооружения, фильтрацию ила из поверхностного стока, небольшие или временные/постоянные плотины, регулирование русла реки или облицовку каналов. Их можно использовать для перенаправления силы потока воды вокруг уязвимых сооружений. Габионы также применяются в качестве рыбозащитных решеток на небольших реках и ручьях. Габионные каскадные водосбросы широко используются для регулирования русла реки и борьбы с наводнениями; каскадная конструкция повышает скорость рассеивания энергии в русле и особенно подходит для строительства габионных каскадных водосбросов. Габионная стена – это подпорная стена, построенная из штабелированных каменных габионов, соединенных проволокой. Габионные стены обычно имеют уклон (наклонены назад к склону) или ступенчато отступают от склона, а не укладываются вертикально. Срок службы габионов зависит от долговечности проволоки, а не от содержимого корзины. Конструкция разрушится при разрушении проволоки. Наиболее часто используется оцинкованная стальная проволока, но также применяются проволока с ПВХ-покрытием и проволока из нержавеющей стали. Считается, что габионы из оцинкованной стали с ПВХ-покрытием могут прослужить до 60 лет. Некоторые производители габионов гарантируют структурную целостность в течение 50 лет. В Соединенных Штатах использование габионов в руслах рек началось с проектов, реализованных в период с 1957 по 1965 год на реках Норт-Ривер (Вирджиния) и Зиланд-Ривер (Нью-Гэмпшир). На двух участках Лесной службы США было построено более 150 сооружений для регулирования уровня воды, укрепления берегов и отклонения русла. В конечном итоге значительная часть речных сооружений вышла из строя из-за подмыва и недостаточной структурной целостности корзин. В частности, коррозия и абразивный износ проволоки из-за движения донного грунта привели к ослаблению конструкций, которые затем проседали и обрушивались в русло. Другие габионы были опрокинуты в русло, когда деревья росли и увеличивались в размерах на габионных укреплениях, оказывая рычаг в сторону русла реки. Габионы также использовались в строительстве, например, при возведении винодельни Dominus в долине Напа (Калифорния) по проекту архитекторов Herzog & de Meuron (1995–1997 гг.). Внешняя облицовка здания выполнена из модульных габионов из проволочной сетки, заполненных местным камнем; такая конструкция обеспечивает циркуляцию воздуха в здании и создает внутри умеренный температурный режим.

Изменения в конструкции

Существуют различные специальные конструкции габионов для удовлетворения конкретных функциональных требований, и для определенных форм появились специальные термины. Например:
Бастион: габион, внутренне облицованный мембраной, как правило, из нетканого геотекстиля, для использования гранулированного грунта в качестве заполнителя вместо камня. Матрас: форма габиона с небольшой высотой относительно боковых размеров; обычно очень широкая. Применяется для защиты поверхностей от волновой эрозии и подобных воздействий, а не для строительства или поддержки высоких сооружений. Трапион: форма габиона с трапециевидным поперечным сечением, предназначенная для укладки с образованием наклонной, а не ступенчатой поверхности. Термин широко используется, однако, по крайней мере в контексте габионов, представляется зарегистрированным товарным знаком компании Betafence Limited.

Военное применение

Первые габионы представляли собой круглые клетки с открытым верхом и дном, сплетенные из лозы и заполненные землей, которые использовались в качестве военных укреплений. Эти ранние военные габионы чаще всего применялись для защиты саперов и артиллеристов при осаде. Во-вторых, при использовании в качестве облицовки для земляных сооружений с вертикальными склонами, габионы обеспечивают более податливую поверхность при ударе по сравнению с другими традиционными геотехническими решениями. Эта повышенная податливость обусловлена сжатием и значительными перемещениями заполнителя. В результате, нагрузка, передаваемая на конструкцию, снижается за счет как рассеивания энергии удара, так и уменьшения пикового усилия. В процессе оптимизации состав заполнителя может быть адаптирован для соответствия конкретным требованиям по реагированию на ударные воздействия. Это, в частности, привело к использованию вторичного сырья (автомобильные шины и балласт с железнодорожных путей) в качестве сердечника некоторых насыпей для защиты от камнепадов.