Берегоукрепление представляет собой комплекс защитных мероприятий, направленных на повышение прочности береговой линии вдоль края водоёма для снижения или нейтрализации динамического разрушающего воздействия вод.

Постоянное движение водных масс, периодическое изменение скорости течения, волнения, а также поперечная и вихревая динамика в местах с крутыми изгибами на судоходных водных каналах способствует разрушению его береговой линии. Подмыв и проседание береговых склонов ведёт к нежелательным процессам, таким как, обвал берега, обмеление водных каналов, зарастание прилегающих территорий и т.д. В этой связи, для предотвращения негативных процессов, необходимы мероприятия, направленные на укрепление прибрежной линии вблизи водных объектов.

Таким образом, берегоукрепление – это комплекс мероприятий, направленных на защиту и укрепление береговой линии рек и водоёмов от размыва под действием течения воды, волн, эрозии почвы и ливневых потоков.

В зависимости от целей и местных гидротехнических условий выделяют две основные защитных системы (коротко охарактеризуем их):

1. Жёсткая система берегоукрепления – традиционная защитная система, позволяющая искусственно укрепить поверхность и поддерживать грунт при помощи конструкции, придавая ему ограниченную стабилизацию. К основным типам данной системы относятся:

а) подпорные стены – представляют собой сооружения, удерживающие грунт откоса насыпей и выемок от обрушения, а их устойчивость достигается компенсацией воздействия сил, оказываемых на стенку подпираемым грунтом, которые складываются из активного давления грунта и давления воды;

В зависимости от конструкции и назначения, гидротехнические подпорные стены подразделяются на:

- гравитационные – конструкции, возводимые на нескальном и скальном основании, выполняемые обычно из монолитного или сборного бетона и железобетона. Обеспечивают устойчивость за счёт массы стены и массы грунта, находящегося над подошвой конструкции стены и силы трения, возникающей в плоскости его подошвы. Основные виды гравитационных подпорных стен представлены на рисунке 1.

 

Рисунок 1 - Основные виды гравитационных подпорных стен (а - монолитные; б – из сборных элементов; в - консольные; г - контрфорсные; д – с анкерными тягами; е – возводимые в котловане или наплавные).

 

- свайные – облегчённые конструкции, возводимые на осно­ваниях, допускающих погружение свай. Устойчивость обеспечивается за счёт создания пассивного отпора давлению грунта на нижней части стемы или наличия специального крепления анкерного типа в верхней части стены. Основные виды свайных подпорных стен представлены на рисунке 2.

 

Рисунок 2 - Основные виды свайных подпорных стен (а – безанкерные; б, в, г – заанкерённые одной или двумя тягами к плитам и сваям; д – заанкерённые к наклонным сваям; е – свайный роствер с передним шпунтом).

б) цементогрунт – представляет собой строительный материал, состоящий из сильно уплотнённой смеси местного грунта, гидравлически вяжущего вещества (портландцемента) и воды, который по своим характеристикам близок к недорогим маркам бетона, но по стоимости в 3-4 раза дешевле. Цементогрунт является наиболее экономичный способом берегоукрепления, например, он в 1,5-2 раза дешевле стоимости подпорной стены из бетона и на 15-20% дешевле берегоукрепления из габионов.

Основное применение цементогрунта – укрепление берега и купирование эрозионных процессов в прибрежной почве. В качестве смеси грунтов следует использовать местные материалы, в которых много кальция, влияющего на прочность. К таким грунтам следует отнести суглинки или лессовидные супеси. Использование местного грунта позволяет получить конструкцию, естественным образом вписывающуюся в природный ландшафт. Берегоукрепление из цементогрунта может иметь очень крутой уклон, что влияет на общий размер конструкции в плане и площадь зоны работ внутри естественного водотока.

Готовая смесь цементогрунта укладывается слоями толщиной от 15 до 30 см, каждый слой по ширине должен соответствовать распределяющему оборудованию – обычно 3 метра. Невысокая концентрация смеси (от 8 до 12%) позволяет считать этот способ экологически безопасным.