Эфирный двигатель тесла схема

Генератор Тесла

Никола Тесла – один из известнейших ученых в области электроэнергетики и электричества, чье научное наследие до сих пор вызывает многочисленные споры. И если практически реализованные проекты активно используются и известны повсеместно, то некоторые нереализованные до сих пор являются объектами исследований, как серьезными организациями, так и любителями.

Генератор или вечный двигатель?

Большинство ученых отрицает возможность создания генератора на свободной энергии. На это следует возразить тем, что даже в прошлом многие современные достижения также казались невозможными. Дело в том, что наука имеет множество областей, где исследования проведены далеко не полностью. Это особенно касается вопросов физических полей и энергии. Те виды энергии, которые нам знакомы, можно ощутить и измерять. Но ведь нельзя отрицать наличие неизвестных видов только на том основании, что пока не существует методов и приборов для их измерения и преобразования.

Для скептиков любые предложения генераторов, схемы и идеи, основанные на преобразовании свободной энергии, кажутся вечными двигателями, которые работают, не потребляя энергии, да еще способны вырабатывать излишек уже в виде известной энергии, тепловой или электрической.

Здесь не идет речь о вечных двигателях. На самом деле вечный генератор использует свободную энергию, которая в настоящее время пока еще не имеет внятного теоретического обоснования. Чем раньше считался свет? А сейчас он используется для выработки электрической энергии.

Генератор на свободной энергии

Альтернативная энергетика

Блокинг генератор: принцип работы

Сторонники традиционной физики и энергетики отрицают возможность создания работоспособного генератора, оперируя существующими понятиями, законами и определениями. Приводится масса доказательств, что подобные устройства не могут существовать на практике, поскольку противоречат закону сохранения энергии.

Сторонники «теории заговора» убеждены, что расчеты генератора существуют, как и его работающие прототипы, но они не предъявляются науке и широкой общественности, поскольку не выгодны современным энергетическим компаниям и могут вызвать кризис экономики.

Энтузиасты неоднократно делали попытки создания генератора, ими построены немало прототипов, но отчеты о работе почему-то регулярно пропадают или исчезают. Отмечено, что периодически закрываются сетевые ресурсы, посвященные альтернативной энергетике.

Это может свидетельствовать о том, что конструкция в действительности работоспособна, и создать генератор своими руками возможно даже в домашних условиях.

Трансформатор Тесла

Инверторный генератор или обычный: что лучше

Многие путают понятия генератора и трансформатора (катушка) Тесла. Для разъяснений нужно остановиться на этом подробнее. Трансформатор Тесла изучен достаточно и доступен для повторения. Многие производители успешно выпускают различные модели трансформаторов как для практического использования в различных устройствах, так и для демонстрационных целей.

Трансформатор Тесла представляет собой преобразователь электрической энергии с низкого напряжения в высокое. Выходное напряжение может составлять миллионы вольт, но сама конструкция при этом не представляет высокой сложности. Гениальность изобретателя состоит в том, что ему удалось собрать устройство, использующее известные физические свойства электромагнитных полей, но при этом совершенно иным способом. Исчерпывающего теоретического обоснования работы устройства не существует до сих пор.

В основе конструкции лежит трансформатор с двумя обмотками, с большим и малым количеством витков. Самое главное – отсутствует традиционный ферромагнитный сердечник, и взаимосвязь между обмотками получается очень слабой. Учитывая уровень выходного напряжения трансформатора Тесла, можно сделать вывод, что обычная методика расчета трансформатора, даже с учетом высокой частоты преобразования, здесь неприменима.

Какой генератор потянет инверторный сварочный аппарат

Иное предназначение имеет генератор. Конструкция генератора также использует трансформатор, подобный высоковольтному. Работая на одинаковом принципе с трансформатором, генератор способен создавать на выходе излишки энергии, значительно превосходящие затраченные на первоначальный запуск устройства. Основная задача состоит в методике изготовления трансформатора и его настройке. Важна точная настройка системы на частоту резонанса. Ситуация осложняется тем, что таких данных не имеется в свободном доступе.

Как сделать генератор

Чтобы собрать генератор Тесла, необходимо совсем немного. В интернете можно найти данные по сборке трансформатора генератора Тесла своими руками и схемы для запуска конструкции. На основе имеющейся информации ниже даны рекомендации, как должна быть выполнена самостоятельная сборка конструкции, и краткая методика настройки.

Трансформатор должен удовлетворять противоречивым требованиям:

Высокочастотная свободная энергия требует уменьшения габаритов (подобно разнице в размерах телевизионных антенн метрового и дециметровых диапазонов);
С уменьшением габаритов падает КПД конструкции.

Трансформатор

Вопрос частично решается подбором диаметра и количества первичной обмотки трансформатора. Оптимальный диаметр обмотки составляет 50 мм, поэтому удобно для намотки использовать отрезок пластиковой канализационной трубы соответствующей длины. Экспериментально установлено, что количество витков обмотки должно составлять не менее 800, лучше это количество удвоить. Диметр провода не имеет существенного значения для самодельной конструкции, поскольку ее мощность невелика. Поэтому диаметр может лежать в диапазоне от 0.12 до 0.5 мм. Меньшее значение создаст трудности при намотке, а большее – увеличит габариты устройства.

Конструкция трансформатора

Длина трубы берется с учетом количества витков и диаметра провода. К примеру, провода ПЭВ-2 0.15 мм диаметр с изоляцией составляет 0.17 мм, суммарная длина обмотки – 272 мм. Отступив от края трубы 50 мм для крепления, сверлят отверстие для крепления начала обмотки, а через 272 мм еще одно – для конца. Запас трубы сверху составляет пару сантиметров. Итого общая длина отрезка трубы будет 340-350 мм.

Для намотки провода его начало продевают в нижнее отверстие, оставляют там запас в 10-20 см и закрепляют скотчем. После того, как обмотка выполнена, ее конец такой же длины продевают в верхнее отверстие и тоже закрепляют.

Важно! Витки обмотки должны плотно прилегать друг к другу. Провод не должен иметь перегибов и петель.

Готовую обмотку обязательно покрывают сверху электротехническим лаком или эпоксидной смолой для исключения сдвига витков.

Для вторичной обмотки нужен более серьезный провод с сечением не менее 10 мм2. Это соответствует проводу с диаметром 3.6 мм. Если есть толще, то так даже лучше.

Обратите внимание! Поскольку система работает на высокой частоте, то, благодаря скин-эффекту, ток распространяется в поверхностном слое провода, поэтому вместо него можно взять тонкостенную медную трубку. Скин-эффект – еще одно оправдание большого диаметра провода вторичной обмотки.

Диаметр витков вторичной обмотки должен быть в два раза больше первичной, то есть 100 мм. Вторичку можно намотать на отрезке канализационной трубы 110 мм или на любом другом простом каркасе. Труба или подходящая болванка нужны только для процесса намотки. Жесткая обмотка в каркасе нуждаться не будет.

Для вторичной обмотки количество витков составляет 5-6. Есть несколько вариантов конструкции вторичной обмотки:

Сплошная;
С расстоянием между витками 20-30 мм;
Конусообразная с теми же расстояниями.

Конусообразная представляет наибольший интерес, поскольку расширяет диапазон настройки (имеет более широкую частотную полосу). Нижний первый виток делается диаметром 100 мм, а верхний доходит до 150-200 мм.

Важно! Необходимо строго выдерживать расстояние между витками, а поверхность провода или трубки нужно сделать гладкими (в лучшем случае отполировать).

Схема запитки

Для первоначального запуска необходима схема, которая подает на трансформатор генератора Тесла импульс энергии. Далее генератор переходит в автоколебательный режим и постоянно во внешнем питании не нуждается.

На сленге разработчиков устройство для запитки именуется «качер». Те, кто знаком с электроникой, знают, что правильное название устройства – блокинг-генератор (ударный генератор). Подобное схемотехническое решение вырабатывает однократный мощный электрический импульс.

Разработано много вариантов блокинг-генераторов, которые делятся на три группы:

На электронных лампах;
На биполярных транзисторах;
На полевых транзисторах с изолированным затвором.

Ламповый электромагнитный генератор на мощных генераторных лампах работает с высокими выходными параметрами, но его конструирование затрудняется наличием комплектующих. Кроме того, требуется не двух,- а трехобмоточный трансформатор, поэтому ламповые блокинг-генераторы в настоящее время встречаются редко.

Ламповый блокинг-генератор

Самое широкое распространение получили качеры на биполярных транзисторах. Их схемотехника хорошо отработана, настройка и регулировка просты. Используются транзисторы отечественного производства 800-й серии (КТ805, КТ808, КТ819), которые имеют хорошие технические параметры, широко распространены и не вызывают финансовых затруднений.

Блокинг-генератор на биполярном транзисторе

Распространение мощных и надежных полевых транзисторов сделало возможным конструирование блокинг-генераторов с повышенным КПД благодаря тому, что MOSFET или IGBT транзисторы имеют лучшие параметры по падению напряжения на переходах. Кроме роста КПД, становится менее проблематичной проблема охлаждения транзисторов. Проверенные схемы используют транзисторы IRF740 или IRF840, также недорогие и надежные.

Схема на полевом транзисторе

Перед тем, как собрать генератор в готовую конструкцию, еще раз перепроверьте качество изготовления всех комплектующих. Соберите конструкцию и подайте на нее питание. Переход в автоколебательный режим сопровождается наличием напряжения на обмотках трансформатора (на выходе вторички). Если напряжение отсутствует, то необходима настройка частоты блокинг-генератора в резонанс с частотой трансформатора.

Важно! При работе с генератором Тесла необходимо соблюдать повышенную осторожность, поскольку при запуске в первичной обмотке наводится высокое напряжение, способное привести к несчастному случаю.

Применение генератора

Генератор Тесла и трансформатор конструировались изобретателем как универсальные устройства для беспроводной передачи электрической энергии. Никола Тесла неоднократно проводил эксперименты, подтверждающие его теорию, но, к сожалению, следы отчетов по передаче энергии также оказались утеряны или надежно спрятаны, как и многие другие его конструкции. Разработчики только недавно начали конструировать устройства для передачи энергии, но и то на сравнительно малые расстояния (беспроводные зарядные устройства для телефонов – хороший пример).

В эпоху неотвратимого истощения запасов невосполняемых природных ресурсов (углеводородного топлива) разработка и конструирование устройств альтернативной энергетики, в том числе бестопливного генератора, имеет высокое значение. Электрогенератором на свободной энергии при его достаточной мощности можно пользоваться для освещения и отопления домов. Не следует отказываться от исследований, ссылаясь на отсутствие опыта и профильного образования. Многие важные изобретения сделаны людьми, которые были профессионалами в совершенно других областях.

Видео

Никола Тесла и энергия эфира. Правда и вымысел

В данной статье поговорим про Николу Тесла. Попробуем разобраться, является ли правдой то, что о нём говорят и пишут. И кем же все таки был Никола Тесла?

«Если факты мешают теории, тем хуже для теории!»

Шутка

Никола Тесла – гениальный учёный-практик, который оставил яркий след в истории человечества. Его именем названа единица магнитной индукции. Он сделал около 1000 различных изобретений, получил около 800 патентов на изобретения.

К числу его изобретений относятся: индукционный двигатель, асинхронная машина, генераторы переменного тока, трехфазные трансформаторы. Он, будучи оппонентом Эдиссона, кардинально изменил принципы использования электричества, существовавшие в то время, обосновав перспективность переменного электрического тока. Считается, что в 1893 году Тесла построил первый волновой радиопередатчик, опередив Маркони.

Кроме его известных работ и изобретений, Тесла, проводя свои многочисленные эксперименты, сулил открыть законы существования и получения бесплатной энергии, но секреты, которых так никто и не раскрыл.

Попробуем разобраться, является ли правдой то, что о нём говорят, пишут, показывают в сенсационных фильмах.

В преклонном возрасте Тесла объявил, что он изобрел «Лучи смерти»: «становится легко возможным взорвать порох и склады с вооружением посредством высокочастотных токов, наведенных в каждой частице металла, расположенных на расстоянии пять — шесть миль или больше», «Для моего изобретения требуются большие территории, но будучи использованным, оно дает возможность разрушить все, людей или технику, находящихся в пределах радиуса 200 миль».

Считается, что Тесла хранил в тайне подобные свои изобретения из гуманных соображений, чтобы алчные люди не смогли использовать их во зло. Это вряд ли соответствует действительности! Тесла был одержимым учёным-экспериментатором. Никто и никогда не откажется испытать в деле свое открытие, и ни какие альтруистические взгляды не остановят изобретателя! Эйнштейн, Отто Ган, Фриц Штрассман, Энрико Ферми, Артур Комптон – все эти известные учёные дали согласие на проведения испытаний ядерной энергии взрыва «в живую». Никто из них о будущем человечества не подумал. Хотя, про Эйнштейна говорят, что он был ярым пацифистом.

Как воспринимать тот факт, что Тесла – гуманист предложил множество идей военного назначения, в том числе радиоуправляемые судна, начиненные взрывчаткой, идею по беспроводной передаче энергии для поражения противника, по созданию резонансного оружия. С 1936 по 1942 год он был директором проекта «Радуга» — по технологии Стелс, — в рамках которого состоялся печально известный Филадельфийский эксперимент. Что бы там не писали, об этом эксперименте, но намного правдоподобнее не то, что корабль пропал, а то, что люди, попавшие в радиус действия «Чудо-установки», были подвержены мощнейшему высоковольтному и высокочастотному электромагнитному воздействию. Какие последствия могли быть для них? Глупо объяснять, что такое высоковольтное напряжение, в домашней сетевой розетке на несколько порядков меньше того, что было на корабле, а высокочастотное поле на эсминце «Элдридж» – микроволновая печь в огромных масштабах. Не удивительно, что чуть ли не все члены обоих экипажей были пациентами госпиталей для душевнобольных – мозги у части команды сварились и они вскоре умерли, а у кого не сварились, те по терминологии психиатров превратились в «овощ». Да и тошнота, членов экипажа после первого эксперимента – признак сильного радио облучения головного мозга (не радиоактивного, а высокочастотного).

Телепортация эсминца вообще, не подтверждена никакими реальными документами. Или в то время разведки других стран не работали? Если бы такой факт перемещения имел место, то он обязательно всплыл бы в отчётах разведок других стран.

У Теслы есть разработки, которые не имеют технических тайн или секретов, однако они постоянно будоражат невежественные умы. Это передача энергии по одному проводу, или вообще без проводов. Что интересно, установки, демонстрирующие это, Тесла не скрывал. Они и сейчас повсеместно воспроизводятся. В них нет ничего сверхъестественного. Чему тут удивляться? Подобная передача энергии по одному проводу не используется в бытовых масштабах лишь потому, что КПД системы «источник питания – преобразователь — однопроводная линия – преобразователь – нагрузка» меньше 50%. А зачем терять энергию? Беспроводная передача энергии – это обыкновенный радиосигнал. Для его использования как источника энергии, необходимо повышать его энергетику, а мощный радиосигнал вреден для всего живого.

Те, кто считает идею получения энергии из эфира правдоподобной, не рассматривают энергетический баланс передачи и потери энергии, или делают это совершенно невежественно. Почему-то никто не задумывается о том, почему такое чудесное достижение не реализовано точно так же как действующие изобретения Теслы. Говорят о КПД превышающим 100%. Получается, что в процессе передачи энергии она еще приумножается к той, что была в источнике! Существует множество статей, ссылающихся даже на патенты, где говорится, что КПД достигает более 100%. На вопрос, откуда энергия появляется, говорят, что энергия чудным образом извлекается из «эфира». Но, ни в одном эксперименте, ни на каком уровне, ни при каких взаимодействиях утечек из пространства, которое пытаются назвать «эфиром» не обнаруживается.

Фантазия людей, обделённых научными знаниями, или просто пытающихся сделать сенсацию, доходит до того, что они объявили Тунгусский метеорит неудачным экспериментом Теслы по беспроводной передаче энергии. Они совершенно не задумываются о том, что энергия Тунгусского взрыва настолько огромна, что просто никак не могла быть излучена Теслой, даже если принять КПД более 10000%! Попытка передачи такой энергии через любое устройство вызвала бы грандиозный взрыв не в Сибири, а в Америке!

Из указанных статей на эту тему, можно найти невероятную фантазию, которая выдвигает версию, что Тесла использовал многократное резонансное отражение от Луны. Большую глупость и придумать не возможно. Если луч мощного лазера диаметром 1 сантиметр направить в сторону Луны, то на Луне он будет иметь диаметр не менее километра. Это при том, что луч – когерентный. Если провести математические вычисления, то на лицо будет 99,99% потери энергии. У Теслы в то время не могло быть узконаправленного передатчика, не уступающего лазеру. О каком резонансном приумножении можно говорить? Подобные заявления очень напоминают «Концепцию Звёздных войн США», или «СОИ», где предполагалось на Земле взрывать ядерную бомбу, потом с помощью спутника, находящегося на орбите Земли, получать энергию от этого взрыва, а уж потом лучом лазера уничтожать наземные объекты противника. Это тоже был бред, но из-за хорошо проводимой Соединёнными Штатами операции по обману, руководство Советского Союза на этот бред клюнуло, ввязавшись в гонку вооружений.

Другой не менее важный вопрос: Почему «взрыв» Тесла пришёлся на Сибирь, а не на Америку? И как он это рассчитал? Если забыть о том, что Луна далеко, что она не способна на резонанс, и всё таки поверить теории резонансного отражения от Луны, то учитывая длину волны (которая явно огромная) и скорость света, взрыв скорее должен был произойти в Америке, а не на Евразийском континенте. Мало того, Тесла утверждал, что в эфире энергия распространяется быстрее скорости света. Это утверждение полностью разрушает миф о Тесловском происхождении Тунгусского взрыва.

Подумайте только: зачем людям знать простые вещи, что отсутствие метеоритного вещества на месте Тунгусского взрыва объясняется тем, что Тунгусское тело было обломком кометы и взорвалось при входе в атмосферу земли? Комета, превратившаяся в процессе атмосферного взрыва в пыль, не могла и не может быть обнаружена в болотах окружающих Тунгуску. Кроме того, абсолютно незачем людям знать, что большинство англоязычных комментаторов идеи о «вине» Теслы, указывают на несопоставимость энергии, которую излучал Тесла с помощью своей башни и энергии Тунгусского взрыва. Главное не достоверные сведения, а «сенсация», которая и приводит к общественному «резонансу». Кто то заявляет, что деревья были свалены не от эпицентра взрыва, а наоборот, к эпицентру. Даже если поверить в это, то можно провести аналогию с новым видом оружия «вакуумной бомбой». Её принцип действия таков: сначала пространство заполняется смесью газов, а потом при её резком сгорании происходит разряжение. А кто сказал, что комета не может быть переносчиком подобной смеси газов?

В статьях, посвящённых учёному пишут, что башни Тесла создавали свечение неба на многие километры. Летающие бабочки светились, а лошади получали удар электрическим током от «шагового напряжения». Если учесть, что башня – трансформатор Тесла, питающийся от мощного источника тока – свыше 100 кВт то, такой огромный трансформатор, при значительной высоте башни способен создать какое угодно свечение. А земля, выполняющая функцию проводника и обладающая некоторым сопротивлением, естественно будет источником опасного напряжения – это любой опытный электрик знает. Здесь так же нет ничего сверхъестественного! Кроме конечно добавленных фантазий людей.

Наиболее интересным из работ Теслы является его автомобиль. Тесла не просто «разобрался» с эфиром, но и с лёгкостью стал извлекать из него энергию! Информация в различных описаниях сходна и кратка. Она не позволяет всерьез судить о достоверности существования такого автомобиля.

«При поддержке компаний «Pierce-Arrow Co.» и «General Electric» в 1931, уже пожилой Тесла снял бензиновый двигатель с нового автомобиля фирмы «Pierce-Arrow» и заменил его электромотором переменного тока мощностью в 80 л.с. без каких бы то ни было традиционно известных внешних источников питания. В местном радио магазине он купил 12 электронных ламп, немного проводов, горстку разномастных резисторов, и собрал все это хозяйство в коробочку длиной 60 см, шириной 30 см и высотой 15 см с парой стержней длинной 7,5 см торчащих снаружи. Укрепив коробочку сзади за сиденьем водителя, он выдвинул стержни и возвестил «Теперь у нас есть энергия». После этого он ездил на машине неделю, гоняя ее на скоростях до 150 км/ч.»

Поскольку на машине стоял двигатель переменного тока, и не имелось никаких батарей, справедливо возникает вопрос, откуда же в нем бралась энергия?

Выдвигались обвинения «в черной магии». Чувствительному гению не понравились такие скептические комментарии прессы. «Он снял с машины таинственную коробочку, и возвратился в свою лабораторию в Нью-Йорке, и тайна его источника энергии умерла вместе с ним».

Стоит отметить, что Теслу ранимым и обидчивым никак не назовешь, учитывая то, как он выиграл коммерческий спор с противниками переменного тока и Эдиссоном, внедряя свои механизмы переменного тока, как использовал ради науки живых людей на эсминце «Элдридж»! Автомобиль Тесла не что иное, как эффектная демонстрация, когда фокусник, рассчитывая на понимание зрителей, не открывает секрет фокуса. Это очень соответствует духу сенсаций.

Любой специалист, знакомый с электроникой, понимает, что электронная лампа, способная коммутировать электрические токи для такого автомобильного двигателя, должна иметь очень большие габариты. Такую лампу, в обычных магазинах никогда никто не продавал и не покупал. Для примера: один из самых мощных триодов «нашего дня» — ГИ-42Б весит 30 килограмм, имеет длину 44 см и диаметр 23 см, при импульсной мощности 3,5 МВт. Какая же будет средняя мощность? Отвечу – при предельном соотношении «накопление – генерация» равном 140, средняя выходная мощность будет равна 25 кВт. Замечу, что ГИ-42Б только на разогрев накальной нитью потребляет мощность более 6,5 кВт. Это уже потеря энергии — минимум до 19 кВт. А у Теслы двигатель — 80 л.с., это приблизительно 60 кВт. Сравните 19 кВт и 60 кВт! Это где он такую лампу нашел, которую и сейчас промышленность не выпускает, и где он её в машине размещал, на крыше? А от какого источника напряжения он делал первоначальный запуск генератора «свободной энергии», которому необходимо сначала ввести генератор в рабочий режим — разогреть катод мощностью 6,5 кВт? Если это производилось от аккумулятора 12 вольт, то ток накала должен быть не менее 400 Ампер при времени не менее 50 секунд, необходимого для подготовки лампы к работе. За это время любой автомобильный аккумулятор в лучшем случае разрядится, а в худшем — взорвётся. Мало того, никто не знал, а оказалось, «чтобы получать энергию из эфира, нужна всего лишь горстка простых радиодеталей из прошлого века!»

Правдоподобнее выглядит версия о том, что на автомобиле Теслы был аккумулятор, который подзаряжался всегда, когда была такая возможность, ведь никто за этим не следил постоянно.

Кем же на самом деле был Никола Тесла?

Тесла был человеком творческим, полностью увлеченным своим делом, настолько, что своими идеями он «горел» и днем и ночью. В различных «не фантастических» источниках, про Теслу можно прочитать: «Его мозг постоянно был занят решением текущих технических задач, и поэтому озарения были так часты и настолько удачны, насколько это вообще позволяет мозг. Природная обостренность восприятия и увлеченность доходили до психопатических состояний: до конца жизни Hикола Тесла после умственного напряжения страдал от появления чётких видений, сопровождавшихся иногда сильными световыми вспышками». Всё это свидетельствует о сильной умственной напряжённости, что делало его способность излагать некоторые свои мысли и идеи не вполне понятными другим людям.

Тесла, не понимая, свой «запал» днём и ночью, естественно, пытался найти рациональное объяснение этому явлению: «Мой мозг — только приемное устройство», — говорил он и считал, что каждый человек есть «автомат космических сил». Тесла писал: «… я уверен, что единый Космос объединен в материальном и духовном смысле. В космическом пространстве существует некое ядро, откуда мы черпаем всю силу, вдохновение, которое вечно притягивает нас, я чувствую его мощь и его ценности, посылаемые им по всей Вселенной и этим поддерживающие её в гармонии. Я не проник в тайну этого ядра, но знаю, что оно существует, и когда я хочу придать ему какой-либо материальный атрибут, то думаю, что это СВЕТ, а когда я пытаюсь постичь его духовное начало, тогда это — КРАСОТА и СОЧУВСТВИЕ. Тот, кто носит в себе эту веру, чувствует себя сильным, работает с радостью, ибо ощущает себя частью общей гармонии». Ещё бы, по многим источникам можно прочитать, что Тесла спал не более двух часов в сутки. А как тут заснуть, если в голову постоянно сами лезут идеи? В таком состоянии о космических, или о божественных силах заговорит любой здравомыслящий человек.

«Постоянная внутренняя стимуляция сознания, сильно обедненная проверкой на реальность, приводила к тому, к чему приводит употребление наркотиков, а именно: к созданию внутренней реальности, далеко не во всем адекватной реальности внешнего мира. Только то, оставалось адекватным реальности, с чем Тесла постоянно имел дело на практике: конструкции на основе электричества и магнетизма. Но хотелось куда большего. С помощью откровений Космического разума (чисто в уме) он пытался создать теорию эфира и получить доступ к бесконечной энергии.

Заслуги Теслы как изобретателя грандиозны, он очень много сделал для прогресса человечества, но не нужно идеализировать его и делать безгрешным святым. Кроме того, что он был гениальным изобретателем, он был и великолепным шоуменом, фантазером и, в то же время, убежденным мистиком. Характерно, что в его честь воздвигнут самый настоящий храм (в прямом смысле слова) в Калифорнии, в Сан-Диего».

История открытий подтверждается фактами, что тот, чьим именем, в конце концов, называется открытие, как правило, делает лишь маленький последний шаг в исследованиях этого явления. Ещё ни разу в истории физики не было, чтобы какой-то учёный открыл что-то принципиально новое так, чтобы это стало полной неожиданностью. Приоритет большинства первооткрывателей либо оспаривается, либо находится человек, который сделал то же самое чуть позже, но независимо. И утверждение о том, что Тесла что-то там открыл, а остальные учёные об этом ни чего не знали, звучит глупо.

И действительно, буквально во всех изобретениях Теслу кто-то да оспаривал: и в приоритете радио, и в исследовании рентгена и свойствах высокочастотных полей, и во всем остальном без исключения.

В заключение, хотелось бы спросить Вас: Неужели Вы ещё верите в чудеса Теслы?

Пришел как-то в Комитет по науке Государственной думы РФ человек с разработкой супероружия. Предъявляет официальную бумагу, что он направлен ФСБ. Комитет, конечно, был жутко заинтригован. Спрашивают, а где чертежи? Тот удивляется: а зачем? Я, говорит, изобрел красную кнопку. Ее нажимаешь — и все ядерное оружие противника взрывается. Его спрашивают: а как это сделать? Гость, подбоченясь, изрекает: «Я вам принес идею. А ваша задача — ее реализовать».

Внимание! Неожиданная сенсация!

Изобретён совершенный летательный аппарат, использующий энергию эфира. Пресса говорит об использовании внеземных технологий. Простота и эффективность управления летательным аппаратом гениальны, а аэродинамические возможности повергают учёных планеты в шок. В целях придания аппарату многофункциональности, рассматривается вопрос, о возможности увеличения экипажа аппарата – пока, он управляется одним пилотом. Кроме того, разрабатывается вариант подвески ракет класса воздух-земля.Кликни на новость!

Генератор свободной энергии: схемы, инструкции, описание, как собрать

Универсальное применение электроэнергии во всех сферах человеческой деятельности сопряжено с поисками бесплатного электричества. Из-за чего новой вехой в развитии электротехники стала попытка создать генератор свободной энергии, который позволили бы значительно удешевить или свести к нулю затраты на получение электроэнергии. Наиболее перспективным источником для реализации этой задачи является свободная энергия.

Что представляет собой свободная энергия?

Термин свободной энергии возник во времена широкомасштабного внедрения и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания, когда проблема получения электрического тока напрямую зависела от затрачиваемых для этого угля, древесины или нефтепродуктов. Поэтому под свободной энергией понимается такая сила, для добычи которой нет необходимости сжигать топливо и, соответственно, расходовать какие-либо ресурсы.

Первые попытки научного обоснования возможности получения бесплатной энергии были заложены Гельмгольцем, Гиббсом и Теслой. Первый из них разработал теорию создания системы, в которой вырабатываемая электроэнергия должна быть равной или больше затрачиваемой для начального пуска, то есть получения вечного двигателя. Гиббс высказал возможность получения энергии при протекании химической реакции настолько длительной, чтобы этого хватало для полноценного электроснабжения. Тесла наблюдал энергию во всех природных явлениях и высказал теорию о наличии эфира – субстанции, пронизывающей все вокруг нас.

Сегодня вы можете наблюдать реализацию этих принципов для получения свободной энергетики в бестопливных генераторах. Некоторые из них давно встали на службу человечеству и помогают получать альтернативную энергетику из ветра, солнца, рек, приливов и отливов. Это те же солнечные батареи, ветрогенераторы, гидроэлектростанции, которые помогли обуздать силы природы, находящиеся в свободном доступе. Но наряду с уже обоснованными и воплощенными в жизнь генераторами свободной энергии существуют концепции бестопливных двигателей, которые пытаются обойти закон сохранения энергии.

Проблема сохранения энергии

Главный камень преткновения в получении бесплатного электричества – закон сохранения энергии. Из-за наличия электрического сопротивления в самом генераторе, соединительных проводах и в других элементах электрической сети, согласно законов физики, происходит потеря выходной мощности. Энергия расходуется и для ее пополнения требуется постоянная подпитка извне или система генерации должна создавать такой избыток электрической энергии, чтобы ее хватало и для питания нагрузки, и для поддержания работы генератора. С математической точки зрения генератор свободной энергии должен иметь КПД более 1, что не укладывается в рамки стандартных физических явлений.

Схема и конструкция генератора Теслы

Никола Тесла стал открывателем физических явлений и создал на их основе многие электрические приборы, к примеру, трансформаторы Тесла, которые используются человечеством, и по сей день. За всю историю своей деятельности он запатентовал тысячи изобретений, среди которых есть не один генератор свободной энергии.

Рис. 1: Генератор свободной энергии Тесла

Посмотрите на рисунок 1, здесь приведен принцип получения электроэнергии при помощи генератора свободной энергии, собранного из катушек Тесла. Это устройство предполагает получение энергии из эфира, для чего катушки, входящие в его состав настраиваются на резонансную частоту. Для получения энергии из окружающего пространства в данной системе необходимо соблюдать следующие геометрические соотношения:

диаметр намотки;
сечения провода для каждой из обмоток;
расстояние между катушками.

Сегодня известны различные варианты применения катушек Тесла в конструкции других генераторов свободной энергии. Правда, каких-либо значимых результатов их применения добиться, еще не удалось. Хотя некоторые изобретатели утверждают обратное, и держат результат своих разработок в строжайшей тайне, демонстрируя лишь конечный эффект работы генератора. Помимо этой модели известны и другие изобретения Николы Теслы, которые являются генераторами свободной энергии.

Генератор свободной энергии на магнитах

Эффект взаимодействия магнитного поля и катушки широко применяется в магнитных двигателях. А в генераторе свободной энергии этот принцип применяется не для вращения намагниченного вала за счет подачи электрических импульсов на обмотки, а для подачи магнитного поля в электрическую катушку.

Толчком к развитию данного направления стал эффект, полученный при подаче напряжения на электромагнит (катушку намотанную на магнитопровод). При этом находящийся поблизости постоянный магнит притягивается к концам магнитопровода и остается притянутым даже после отключения питания от катушки. Постоянный магнит создает в сердечнике постоянный поток магнитного поля, которое будет удерживать конструкцию до тех пор, пока ее не оторвут физическим воздействием. Этот эффект был применен в создании схемы генератора свободной энергии на постоянных магнитах.

Рис. 2. Принцип действия генератора на магнитах

Посмотрите на рисунок 2, для создания такого генератора свободной энергии и питания от него нагрузки необходимо сформировать систему электромагнитного взаимодействия, которая состоит из:

пусковой катушки (I);
запирающей катушки (IV);
питающей катушки (II);
поддерживающей катушки (III).

Также в схему входит управляющий транзистор VT, конденсатор C, диоды VD, ограничительный резистор R и нагрузка ZH.

Данный генератор свободной энергии включается посредством нажатия кнопки «Пуск», после чего управляющий импульс подается через VD6 и R6 на базу транзистора VT1. При поступлении управляющего импульса транзистор открывается и замыкает цепь протекания тока через пусковые катушки I. После чего электрический ток протечет по катушкам I и возбудит магнитопровод, который притянет постоянный магнит. По замкнутому контуру магнитосердечника и постоянного магнита будут протекать силовые линии магнитного поля.

От протекающего магнитного потока в катушках II, III, IV наводится ЭДС. Электрический потенциал от IV катушки подается на базу транзистора VT1, создавая управленческий сигнал. ЭДС в катушке III предназначена для поддержания магнитного потока в магнитопроводах. ЭДС в катушке II обеспечивает электроснабжение нагрузки.

Камнем преткновения в практической реализации такого генератора свободной энергии является создание переменного магнитного потока. Для этого в схеме рекомендуется установить два контура с постоянными магнитами, в которых силовые линии имеют встречное направление.

Кроме вышеприведенного генератора свободной энергии на магнитах сегодня существует ряд схожих устройств конструкции Серла, Адамса и других разработчиков, в основе генерации которых лежит использование постоянного магнитного поля.

Последователи Николы Теслы и их генераторы

Посеянные Теслой семена невероятных изобретений породили в умах соискателей неутолимую жажду воплотить в реальность фантастические идеи создания вечного двигателя и отправить механические генераторы на пыльную полку истории. Наиболее известные изобретатели использовали принципы изложенные Николой Тесла в своих устройствах. Рассмотрим наиболее популярные из них.

Лестер Хендершот

Хендершот развивал теорию о возможности использования магнитного поля Земли для генерации электроэнергии. Первые модели Лестер представил еще в 1930-х годах, но они так и не были востребованы его современниками. Конструктивно генератор Хендершота состоит из двух катушек со встречной намоткой, двух трансформаторов, конденсаторов и подвижного соленоида.

Рис. 3: общий вид генератора Хендершота

Работа такого генератора свободной энергии возможна только при его строгой ориентации с севера на юг, поэтому для настройки работы обязательно используется компас. Намотка катушек выполняется на деревянных основаниях с разнонаправленной намоткой, чтобы снизить эффект взаимной индукции (при наведении в них ЭДС, в обратную сторону ЭДС наводится не будет). Помимо этого катушки должны настраиваться резонансным контуром.

Джон Бедини

Свой генератор свободной энергии Бедини представил в 1984 году, особенностью запатентованного устройства был энерджайзер – устройство с постоянным вращающимся моментом, которое не теряет оборотов. Такой эффект был достигнут за счет установки на диск нескольких постоянных магнитов, которые при взаимодействии с электромагнитной катушкой создают в ней импульсы и отталкиваются от ферромагнитного основания. Благодаря чему генератор свободной энергии получал эффект самозапитки.

Более поздние генераторы Бедини стали известны за счет одного школьного эксперимента. Модель оказалась значительно проще и не представляла собой чего-то грандиозного, но она смогла выполнять функции генератора свободного электричества порядка 9 дней без помощи извне.

Рис. 4: принципиальная схема генератора Бедини

Посмотрите на рисунок 4, здесь приведена принципиальная схема генератора свободной энергии того самого школьного проекта. В ней используются следующие элементы:

вращающийся диск с несколькими постоянными магнитами (энерджайзер);
катушка с ферромагнитным основанием и двумя обмотками;
аккумулятор (в данном примере он был заменен на батарейку 9В);
блок управления из транзистора (Т), резистора (Р) и диода (Д);
токосъем организован с дополнительной катушки, питающей светодиод, но можно производить питание и от цепи аккумулятора.

С началом вращения постоянные магниты создают магнитное возбуждение в сердечнике катушки, которое наводит ЭДС в обмотках выходных катушек. За счет направления витков в пусковой обмотке ток начинает протекать, как показано на рисунке ниже через пусковую обмотку, резистор и диод.

Рис. 5: начало работы генератора Бедини

Когда магнит находится непосредственно над соленоидом, сердечник насыщается и запасенной энергии становится достаточно для открытия транзистора Т. При открытии транзистора, ток начинает протекать и в рабочей обмотке, осуществляющей подзаряд аккумулятора.

Рисунок 6: запуск обмотки подзаряда

Энергии на этом этапе становится достаточно для намагничивания ферромагнитного сердечника от рабочей обмотки, и он получает одноименный полюс с находящимся над ним магнитом. Благодаря магнитному полюсу в сердечнике, магнит на вращающемся колесе отталкивается от этого полюса и ускоряет дальнейшее движение энерджайзера. С ускорением движения импульсы в обмотках возникают все чаще, и светодиод с мигающего режима переходит в режим постоянного свечения.

Увы, такой генератор свободной энергии не является вечным двигателем, на практике он позволил системе работать в десятки раз дольше, чем она смогла бы функционировать на одной батарейке, но со временем все равно останавливается.

Тариель Капанадзе

Капанадзе разрабатывал модель своего генератора свободной энергии в 80 – 90-х годах прошлого века. Механическое устройство основывалось на работе усовершенствованной катушки Тесла, как утверждал сам автор, компактный генератор мог питать потребители мощностью в 5 кВт. В 2000-х генератор Капанадзе промышленных масштабов на 100 кВт попытались построить в Турции, по техническим характеристикам ему для пуска и работы требовалось всего 2 кВт.

Рис. 7: принципиальная схема генератора Капанадзе

На рисунке выше приведена принципиальная схема генератора свободной энергии, но основные параметры схемы остаются коммерческой тайной.

Практические схемы генераторов свободной энергии

Несмотря на большое количество существующих схем генераторов свободной энергии совсем немногие из них могут похвастаться реальными результатами, которые можно было бы проверить и повторить в домашних условиях.

Рис. 8: рабочая схема генератора Тесла

На рисунке 8 выше приведена схема генератора свободной энергии, которую вы можете повторить в домашних условиях. Этот принцип был изложен Николой Тесла, для его работы используется металлическая пластина, изолированная от земли и расположенная на какой-либо возвышенности. Пластина является приемником электромагнитных колебаний в атмосфере, сюда входит достаточно широкий спектр излучений (солнечных, радиомагнитных волн, статического электричества от движения воздушных масс и т.д.)

Приемник подключается к одной из обкладок конденсатора, а вторая обкладка заземляется, что и создает требуемую разность потенциалов. Единственным камнем преткновения к его промышленной реализации является необходимость изолировать на возвышенности пластину большой площади для питания хотя бы частного дома.

Современный взгляд и новые разработки

Несмотря на повсеместную заинтересованность созданием генератора свободной энергии, вытеснить с рынка классический способ получения электроэнергии они еще не могут. Разработчикам прошлого, выдвигавшим смелые теории по поводу значительного удешевления электроэнергии, не хватало технического совершенства оборудования или параметры элементов не могли обеспечить надлежащего эффекта. А благодаря научно-техническому прогрессу человечество получает все новые и новые изобретения, которые делают уже осязаемым воплощение генератора свободной энергии. Следует отметить, что сегодня уже получены и активно эксплуатируются генераторы свободной энергии, работающие на силе солнце и ветра.

Но, в то же время, в интернете вы можете встретить предложения о приобретении таких устройств, хотя в большинстве своем это пустышки, созданные с целью обмануть неосведомленного человека. А небольшой процент реально работающих генераторов свободной энергии, будь то на резонансных трансформаторах, катушках или постоянных магнитах, может справляться лишь с питанием маломощных потребителей, обеспечить электроэнергией, к примеру, частный дом или освещение во дворе они не могут. Генераторы свободной энергии – перспективное направление, но их практическая реализация все еще не воплощена в жизнь.

ТРАНСФОРМАТОР ТЕСЛА: ЭНЕРГИЯ ИЗ ЭФИРА

В статье рассмотрен принцип работы трансформатора Тесла в качестве источника электроэнергии и предложена рабочая схема получения энергии из эфира.

Содержание:

Введение

Что такое эфир?

Откуда газовые вихри берут энергию?

Как работает трансформатор Тесла?

О некоторых предварительных экспериментах

Особенности формирования импульсов в первичной цепи трансформатора Тесла

Особенности положительной обратной связи

Структурная схема эфиродинамического генератора энергии - устройства для получения энергии из эфира

Введение

Великий сербский электротехник-изобретатель Никола Тесла родился в 1856 году и работал до 1882 г. инженером телеграфного общества в Будапеште, с 1882 по 1884 гг. в компании Эдисона в Париже, а затем эмигрировал в США и с 1884 г. работал на заводах Эдисона и Вестингауза. За свою жизнь Тесла изобрел множество различных электротехнических устройств - многофазные электрические машины, в том числе асинхронные электродвигатели, системы передачи энергии посредством многофазного переменного тока, в США запустил ряд промышленных электроустановок, в том числе Ниагарскую ГЭС (1895), крупнейшую по тем временам.

С 1889 г. Тесла приступил к исследованиям токов высокой частоты и высоких напряжений. Он изобрел первые образцы электромеханических генераторов высокой частоты и высокочастотный трансформатор, получивший название «трансформатор Тесла». Под его руководством сооружена радиостанция на 200 кВт в штате Колорадо. В эти же годы Тесла сконструирован ряд радиоуправляемых самоходных, механизмов («телеавтоматов»), после 1900 года получил множество патентов на изобретения в различных областях техники - электрический счетчик, частотомер, ряд усовершенствований в радиоаппаратуре, паровых турбин и т.д.

Уже во время жизни Теслы о нем ходили легенды. Многие его изобретения работали не по правилам, созданным к тому времени в теоретических основах электротехники, которые действуют поныне. В соответствии с этими основами тесловские установки вообще не должны работать, но они работали, лишний раз подтверждая, что никакая теория не отражает всего многообразия природных явлений.

Рассказывали, что Тесла изобрел автомобиль, который ездил, ничем не заправляясь, черпая энергию неизвестно откуда. Именно ему приписывали феномен Тунгусского метеорита, который якобы являлся следствием его неудачного опыта по беспроводной передаче энергии (остатков метеорита так и не нашли). И еще рассказывали, что Морган, американский нефтяной король, был крайне обеспокоен его успехами, возможно потому, что получение энергии из ничего (из эфира) ставило под сомнение его нефтяные доходы. Говорят, Морган принял соответствующие меры, потому что лаборатория Теслы, которую субсидировал Морган, вдруг перестала существовать, и до своей смерти, последовавшей в 1943 г. Тесла уже ничего крупного не сделал.

Наибольшую загадку представлял собой его знаменитый трансформатор, с помощью которого Тесла на частотах в сотни килогерц получал напряжения до 15 миллионов (!) вольт. Теории этого трансформатора не существует до сих пор. Да и сам трансформатор выглядит как-то необычно: трансформатор не имеет железного сердечника, его первичная обмотка из очень толстого провода находится снаружи, а вторичная внутри, в первичную цепь включается высокочастотный разрядник, который надо настраивать в резонанс с контуром, образованным первичной обмоткой и конденсатором.

В этом трансформаторе коэффициент трансформации не соблюдается, т. к. на выходе напряжение получается значительно больше, чем это следует из обычных расчетов. А, впрочем, никто не проверял всех параметров и не производил необходимых расчетов, поскольку никакой методологии для этого так никто и не создал. И по этой же причине направление, разрабатываемое Теслой, не получило развития, тем более, что тогда уже началась эра вакуумной техники, в которой все было ясно, и необходимость в его трансформаторах отпала.

Однако сегодня возникли соображения, что к работам типа тех, которые проводил Н.Тесла, надо бы вернуться. Это связано с появлением новой области теоретической физики - эфиродинамике, которая восстановила представления об эфире - газоподобной среде, заполняющей все мировое пространство. Эфир оказался газом, на который распространяются все законы обычной газовой механики, и появилась первая возможность рассмотреть с этих позиций работу трансформатора Теслы, который каким-то образом черпает энергию из окружающего пространства. Поставленные предварительные опыты говорят о принципиальной возможности этого. Это тем более вероятно, что сегодня существуют так называемые тепловые насосы, а проще говоря, обычные холодильники, которые черпают энергию из окружающего пространства и возвращают ее туда же, предварительно обогрев помещение. Их КПД всегда и принципиально больше единицы.

Трансформатор Теслы является, вероятно, подобным же тепловым насосом, но черпающим свою энергию не из реки, как это делают обычные тепловые насосы, а из окружающего эфира. И схемы получаются достаточно простыми. Трудности вызывает подбор режимов всех составляющих цепи, а для этого нужна теория, нужна лаборатория, оснащенная хотя бы некоторыми приборами. А главное, нужны люди, которые имели бы желание и терпение выполнить подобную работу. Пока за даром. Но если что-то начнет получаться, то...

Вот поэтому автор этой статьи, который создал эфиродинамику, но не имеет лаборатории, и решил поделиться своими соображениями с любителями подобных научных приключений. А. вдруг?

Что такое эфир?

Эфир - это физическая среда, заполняющая все мировое пространство, ответственная за всякого рода взаимодействия -ядерные, гравитационные, электромагнитные, за все физические явления - оптические и все прочие. Эфир в умах людей существовал до тех пор, пока А.Эйнштейном не была создана Специальная теория относительности, отрицающая эфир на том основании, что теория с ним получается слишком сложной. Потом тот же Эйнштейн создал Общую теорию относительности, в которой он стал рассказывать, что эфир существует. Поэтому все желающие могут принимать любую из этих двух точек зрения этого автора: кому надо - эфир есть, а кому не надо - то его нет.

Над созданием теории эфира трудились многие ученые, но теория так и не была создана, поскольку естествознание не прошло еще соответствующего этапа и не получило необходимых исходных данных. Но когда оно их получило, а это случилось только в середине XX столетия, то оказалось, что эфиром заниматься нельзя, так как на это наложен запрет, поскольку ученые-теоретики решили, что эфир - это не научно.

Автору этих срок не показалось, что этот запрет правомерен, тем более, что автор, работая в авиации, имел другое, не академическое начальство, которому все это было безразлично. Поэтому автор разработал эфиродинамику, т. е. теорию эфира [1-3]. Оказалось, что эфир - это обычный, т.е. вязкий сжимаемый газ, на который распространяются все обычные газодинамические зависимости. Это дало возможность разобраться с параметрами эфира в околоземном пространстве. Выяснилось, что диэлектрическая проницаемость вакуума, выраженная в размерностях Фарада/метр [Ф/м] есть плотность эфира в околоземном пространстве, выраженная в килограммах/кубический метр [кг/м3]. Давление в эфире составляет величину порядка 1036-1037 Паскалей (давление атмосферы на Земле составляет 105 Па). А поскольку 1 Па = 1 Дж/м3, то удельное энергосодержание эфира оказалось весьма велико, т.е. 1036-1037 Дж/м3, несколько больше, чем энергия, которую расходует все человечество за год (1020 Дж/год). Выяснилось, что вся энергия, которая вообще существует на свете, будь то солнечная или термоядерная или любая другая, в своей основе имеет энергию эфира, причем даже термоядерная энергия - это малая доля от той энергии, которую содержит в себе эфир. А, значит, мы живем в океане энергии, принципиально неисчерпаемой и экологически чистой, и не пользуемся ею только потому, что кто-то считает, что это антинаучно. Но поскольку энергетический кризис уже на пороге, то, пожалуй, таким мнением и такими запретами можно и пренебречь.

Прибор для опытов Тесла

Генератор Тесла

Первая пробная схема

Вторая пробная схема

Моб. 8 927 726 23 83

Трансформатор Тесла -удивительное устройство, позволяющее получить мощный интенсивный поток автоэлектронной эмиссии чрезвычайно экономичным способом. Однако его уникальные свойства и полезные применения далеко еще не исчерпаны

В данной статье рассмотрены варианты его использования в качестве источника дармовой электроэнергии при использовании автоэлектронной эмиссии с его вторичной обмотки и сильного электромагнитного поля вокруг него

_______________________________________________

Описание трансформатора Тесла /1/

Известны различными по конструкции трансформаторы Тесла от простейших с разрядником до современных схем с задающими высокочастотными генераторами для его первичной обмотки, выполненных как на полупроводниковых так и на ламповых схемах.

Описание конструкции.

Схема простейшего трансформатора Теслы.

В элементарной форме трансформатор Теслы состоит из двух катушек, первичной и вторичной, и обвязки, состоящей из разрядника (прерывателя, часто встречается английский вариант Spark Gap), конденсатора, тороида (используется не всегда) и терминала (на схеме показан как “выход”).

Рис.1 Простейшая схема трансформатора Тесла

Первичная катушка построена из 5—30 (для VTTC — катушки Теслы на лампе — число витков может достигать 60) витков провода большого диаметра или медной трубки, а вторичная из многих витков провода меньшего диаметра. Первичная катушка может быть плоской (горизонтальной), конической или цилиндрической (вертикальной). В отличие от многих других трансформаторов, здесь нет никакого ферромагнитного сердечника. Таким образом, взаимоиндукция между двумя катушками гораздо меньше, чем у обычных трансформаторов с ферромагнитным сердечником. У данного трансформатора также практически отсутствует магнитный гистерезис, явления задержки изменения магнитной индукции относительно изменения тока и другие недостатки, вносимые присутствием в поле трансформатора ферромагнетика.

Первичная катушка вместе с конденсатором образует колебательный контур, в который включён нелинейный элемент — разрядник (искровой промежуток). Разрядник, в простейшем случае, обыкновенный газовый; выполненный обычно из массивных электродов (иногда с радиаторами), что сделано для большей износостойкости при протекании больших токов через электрическую дугу между ними.

Вторичная катушка также образует колебательный контур, где роль конденсатора выполняет ёмкостная связь между тороидом, оконечным устройством, витками самой катушки и другими электропроводящими элементами контура с Землей. Оконечное устройство (терминал) может быть выполнено в виде диска, заточенного штыря или сферы. Терминал предназначен для получения предсказуемых искровых разрядов большой длины. Геометрия и взаимное положение частей трансформатора Теслы сильно влияет на его работоспособность, что аналогично проблематике проектирования любых высоковольтных и высокочастотных устройств.

Рис.2 Электронный вариант схемы трансформатора Тесла

Рис.3 Трансформатор тесла на вакуумной электронной лампе

Рис.3 Блок- схема конструкции источника дармовой электрической энергии Си использованием автоэлектронной эмиссии трансформатора Тесла

Данное устройство выполнено на основе совмещения трансформатора Тесла и сферической вакуумной лампы с игольчатым катодом трансформатор Тесла является эффективным источником потока автоэлектронной эмиссии, а вакуумная лампа оригинальной конструкции преобразует этот поток электронов в сконцетрированный электрический заряд , который и обеспечивает электрический ток в полезной нагрузке/2/

ВЫВОДЫ

Трансформатор Тесла в сочетании с вакуумной лампой оригинальной конструкции вполне может быть полезно использован в качестве источника дармовой электроэнергии.
Явление взрывной автоэлектронной эмиссии с вторичной обмотки трансформатора Тесла может быть использовано для получения в нагрузке полезной дармовой электроэнергии.
Трансформатор Тесла позволяет эффективно и бесконтактно светиться - “гореть” светильники разных типов от наведенного им вблизи него сильного электромагнитного поля и вполне может быть с пользой применим для экономичных систем электроосвещения

ЛИТЕРАТУРА

Трансформатор Тесла –Википедия http://ru.wikipedia.org/wiki/Трансформатор_Тесла
Дудышев В.Д. Вакуумная лампа –источник дармовой электроэнергии http://www.energy21.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=377&Itemid=181
История и развития вакуумных электронных ламп http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/25270

ТРАНСФОРМАТОР ТЕСЛА: ЭНЕРГИЯ ИЗ ЭФИРА

Содержание:

Введение

Что такое эфир?

Page 2

Как работает трансформатор Тесла?

О некоторых предварительных экспериментах

Особенности формирования импульсов в первичной цепи трансформатора Тесла

Особенности положительной обратной связи

Структурная схема эфиродинамического генератора энергии - устройства для получения энергии из эфира

Введение

Что такое эфир?

Page 3

Как уже было сказано, у трансформатора Тесла первичная обмотка расположена снаружи, а вторичная внутри. В соответствии с эфиродинамическими представлениями магнитное поле - это набор тороидальных вихрей, образующихся при прохождении тока в проводнике. Если бы речь шла об обычном трансформаторе, то после прекращения тока внешнее магнитное поле будет возвращаться обратно в проводник, создавая в нем эдс самоиндукции eL

eL,= -L di/dt

Здесь L - индуктивность провода или катушки, di/dt - скорость обрыва тока в цепи. Чем больше индуктивность и чем быстрее будет оборван ток, тем больше будет эдс самоиндукции. Но если магнитное поле создано внешней обмоткой, а цепь в ней после создания магнитного поля оборвана, то магнитное поле будет стремиться во вторую обмотку, имеющую меньший радиус. Давление эфира будет загонять туда магнитное поле, сжимая его и добавляя в него свою энергию. Поэтому и эдс самоиндукции, и общая энергия должна быть там в несколько раз больше, чем это было бы в первичной обмотке. В этом и заключается главная суть преобразования энергии в трансформаторе Тесла.

Именно для того чтобы вовремя оборвать цепь, и служит разрядник в первичной цепи. Он сначала пропускает импульс тока от конденсатора в первичную обмотку, а затем, когда конденсатор разрядился и напряжение на конденсаторе упало, обрывает цепь, не допуская энергию магнитного поля обратно в первичную обмотку. Для этого, конечно, нужны достаточно короткие фронты у импульса, чтобы в пространстве вокруг магнитного поля - вихрей эфира, смог бы образоваться пограничный слой эфира. Именно этот процесс надо выловить, отлаживая схему с трансформатором Тесла.

О некоторых предварительных экспериментах

В предварительных экспериментах, проведенных автором, необходимо было выяснить:

В самом ли деле при образовании газовых вихрей имеется начальная стадия, во время которой вихрь сжимается давлением окружающей среды;
Обладает ли подобным свойством магнитное поле, т. е. способно ли магнитное поле сжиматься в вакууме;
Как создать возможность при наличии индуктивности получения коротких фронтов импульсов для обеспечения больших градиентов магнитного поля в пространстве, необходимых для образования пограничного слоя на поверхности эфирных вихрей, представляющих собой магнитное поле (передний фронт), а также необходимых для того, чтобы воспрепятствовать магнитному полю возвратиться в первичную цепь (задний фронт)?

Для проверки первого положения был изготовлен так называемый ящик Вуда: ящик Вуда представляет собой обычный ящик типа того, в который упаковывают посылки, но вместо крышки на него устанавливают упругую мембрану, а в дне просверливают отверстие диаметром 5-6 см. Внутрь закладывают «дымовушку», т.е. что-то такое, что способно создавать дым, например, горящую расческу (рис. 2).

Рис.2. Формирование газового тороидального вихря с помощью ящика Вуда; 1 - стадия сжатия тороида; 2 - стадия расширения тороида (диффузия); 3 - стадия развала тороида.

Резкий удар по мембране приводит к выбросу кольцевого вихря из отверстия ящика. Для выяснения особенностей формирования вихря целесообразно пускать вихрь вдоль стенки, на которой начерчены полосы. Вихрь движется вдоль стенки, и видно, что его движение состоит из трех этапов.

1 этап - после вылета вихрь уменьшает свои размеры, этот процесс основной; 2 этап - вихрь увеличивает свои размеры и замедляет скорость;

3 этап - вихрь останавливается и разрушается (диффундирует).

Таким образом, этот эксперимент, который может провести любой школьник, подтверждает, что на начальном этапе газовые вихри сжимаются окружающей атмосферой и, следовательно, накапливают энергию: давление атмосферы преобразуется в кинетическую энергию вихря. Предположение подтвердилось.

Для проверки второго положения исследовался закон полного тока. Как известно, закон полного тока

i = ? Hdl

предполагает, что напряженность магнитного поля H распределена вокруг линейного проводника, по которому течет ток i по закону гиперболы, убывая от поверхности проводника пропорционально расстоянию от его оси R:

Н = i/2?r.

Это значит, что в относительных координатах должна наблюдаться гиперболическая функция относительного значения напряженности 10 магнитного поля от относительного расстояния, и эта функция не должна зависеть от абсолютного значения тока.

Однако поставленный эксперимент показал, что на самом деле гиперболическая зависимость относительного значения напряженности магнитного поля от относительного значения расстояния от оси проводника соблюдается только для исчезающе малых токов, т. е. для малых напряженностей магнитного поля. Уже для таких значений токов, как 0,1 A, при любых частотах эта зависимость нарушается, причем заметно. Отклонение от гиперболического закона становится тем больше, чем больше абсолютное значение тока (рис, 3).

Это подтверждает предположение, что магнитное поле способно сжиматься и нести в себе энергию больше, чем это следует из закона полного тока. Это одновременно означает, что в электродинамику необходимо вводить дополнительный параметр - степень сжатия магнитного поля и соответственно уточнять зависимости, в которых, так или иначе, фигурирует напряженность магнитного поля или магнитная индукция. Таким образом, и второе предположение о возможности сжатия магнитного поля также подтверждено.

Для проверки третьего положения было проведено измерение индуктивностей проводов в зависимости от их сечения. Выяснилось, что с увеличением сечения провода удельная индуктивность провода уменьшается (см. таблицу).

Сечение провода, мм2	Удельная индуктивность Гн/м
0,35	1,65
0,5	1,45
0,75	1,2
1,0	0,97

Следовательно, одним из путей сокращения индуктивности для получения коротких фронтов является увеличение сечения провода катушки:

Существует и второй способ - увеличение активного сопротивления цепи для уменьшения постоянной времени цепи, но такой способ не выгоден, т. к. потребует увеличения мощности импульса. Кроме того, на высоких частотах должен сыграть свою роль скин-эффект, в соответствии с которым в первичной катушке индуктивности будет использовано не все сечение провода, а только поверхностный слой, который приведет к возрастанию активного сопротивления цепи.

Таким образом, увеличение сечения провода первичной обмотки является наилучшим способом для сокращения длительности фронтов импульсов, то и сделано в трансформаторе Тесла: первичная обмотка выполнена из толстого провода, имеющего сечение десятки и сотни квадратных миллиметров.

Page 4

Если в катушке индуктивности L, Гн течет ток i, А, то энергия wL запасенная в магнитном поле, составит величину:

Обращает на себя внимание тот факт, что в отличие от конденсатора C, Ф, заряженного напряжением U, В, в котором запасенная энергия wC, Дж составляет величину

и энергия сохраняется и может храниться сколь угодно долго, если нет потерь, то в катушке индуктивности энергия исчезает, как только прекращает течь ток, и запасенная в магнитном поле энергия возвращается в цепь, создавшую магнитное поле. Но если эта энергия возвращается в другую обмотку, в цепь которой через диод включен конденсатор, то накопленная на нем энергия будет пропорциональна количеству импульсов, т.е.

Если форма импульса соответствует меандру, то есть длительность импульса и длительность паузы равны, то общая мощность составит:

Если радиусы первичной обмотки r1, и вторичной r2 неравны, то

Здесь следует учесть, что отношение радиусов не должно быть большим, поскольку зависимость здесь нелинейная, и ее еще предстоит установить.

Постоянная времени цепи ключ - первичная обмотка трансформатора составляет

где L- индуктивность первичной обмотки, Гн, R - сопротивление ключа в открытом состоянии. Если длительность импульса равна постоянной времени цепи ключ - первичная обмотка трансформатора, то за время длительности импульса ток в цепи вырастет до значения 0,632 полного тока, если бы цепь питалась постоянным током. Тогда общая предельная мощность, которую можно получить, составит:

При отношении радиусов r1/r2 = 2 получим значение предельной мощности

PL= 0,4Ri2, Вт.

При отношении радиусов r1/r2 = 3 получим:

PL,= 0,9Ri2, Вт.

При напряжении питания U = 100 В и сопротивлении открытого ключа в 100 ом величина тока составит 1 А и предельная получаемая мощность в первом случае составит 40 Вт. во втором – 90 Вт. Если же будут применены ключи, способные пропускать 10 А, то в первом случае предельная мощность составит 4 кВт, во втором 9 кВт. Мощность же затрачиваемая на поддержание процесса, в обоих случаях составит 0,1Ri2 т. е. при токе в 1 А – 10 Вт, при токе в 10 А – 1 кВт. Эта мощность выделяется на ключе, что потребует принятия серьезных мер для его охлаждения, в последнем случае, вероятно, водяного охлаждения.

При значении индуктивности первичной обмотки в 100 мкГн постоянная времени цепи составит 10-4/100 – 10-6 с, следовательно, частота переключений составит 500 кГц. а с учетом необходимой крутизны фронтов частотная характеристика ключа должна быть не хуже, чем 5 мГц. Если индуктивность первичной обмотки составляет 100 мкГн = 10-4 Гн. а частота повторения импульсов составляет 1 МГц = 106 Гц, то при токе в импульсе, равном 1 А, мощность магнитного поля составит 100 Вт. При больших частотах она будет соответственно большей, если за время длительности импульса ток в первичной обмотке успеет установиться до полного значения. При этом длительность, как переднего, так и заднего фронтов должна составлять не более 0,1 от длительности самого импульса.

Из изложенного вытекает, что для повышения выходной мощности следует найти оптимальное отношение диаметров первичной и вторичной обмоток, а также стремиться к повышению частоты переключения тока ключам, что возможно лишь при повышении ею сопротивления, а значит, повышения питающего напряжения и соответственно выделяемой на ключе мощности. При напряжении питания ключа U = 1000 В, R = 100 Ом и токе в 10 А выделяемая на ключе мощность составит 10 кВт, а выдаваемая мощность с учетом потери на возвратную мощность составит в первом случае 30 кВт, во втором – 80 кВт.

Тесла в своих трансформаторах применял частоты порядка 200 кГц, можно предполагать, что такая частота является оптимальной, по крайней мере, для начальной стадии работ. Расчет зарядной емкости, шунтирующей цепь питания электронной схемы произведем, исходя из соотношения для электрического заряда

Q = CU= iT, имеем

Если вся электронная схема питается от напряжения 100 В, то при токе i = 1 А и длительности импульса Т = 10-6с (F = 0,5 мГц), получим:

С =0,01 мкФ

Однако здесь предполагается полный разряд емкости, что нецелесообразно. Для того, чтобы емкость удерживала напряжение питания в пределах изменении не более 1%, нужно увеличить ее в 100 раз, следовательно, для приведенного примера достаточно иметь значение шунтирующей емкости 1 мкФ при рабочем напряжении в 100 В. и частотных характеристиках до 1-2 мГц. При рабочем напряжении в 1000 В и токе импульса в 10 А потребуется конденсатор емкостью той же 1 мкФ при рабочем напряжении в 1000 В и тех же частотных характеристиках.

Таким образом, вырисовывается следующий принцип работы устройства для получения энергии из эфира. В первичную обмотку трансформатора с возможно более высокой частотой повторения поступают импульсы тока с короткими фронтами. С вторичной обмотки, имеющей большее число витков, чем первичная, снимаются импульсы и через выпрямительный диод поступают на конденсатор, шунтирующий цепь питания генератора импульсов, чем осуществляется положительная обратная связь, призванная поддерживать весь процесс. Начальный запуск всей схемы осуществляется от стартера - отдельного источника питания генератора импульсов (сеть, батарея, аккумулятор), который после вхождения устройства в режим, отключается.

Энергия для внешнего потребителя снимается с третьей обмотки, помещаемой аналогично вторичной обмотке внутрь первичной обмотки. К этой третьей обмотке также подключается выпрямительный диод, а затем сглаживающий конденсатор. Полученное постоянное напряжение может использоваться либо непосредственно, либо через соответствующие преобразователи, преобразующие постоянный ток в вид энергии, необходимый потребителю.

Page 5

Исходя из изложенного, может быть рекомендована следующая схема эфиродинаммческого генератора энергии - устройства для получения энергии из эфира (рис. 5):

Все устройство состоит из узлов:

внешнего источника питания, служащего стартером для запуска схемы;
генератора импульсов;
трансформатора Теслы, имеющего три обмотки - первичную (наружную) и две вторичных (внутренних);
двух высокочастотных диодов.

Все применяемые элементы должны быть достаточно высокочастотными и должны иметь запасы по рабочим напряжениям. Предельные частоты, на которые должны быть рассчитаны все элементы схемы, должны исходить из длительности фронтов. Например, для обеспечения длительности фронтов в 0,1 мкс необходимо, чтобы все элементы, включая все микросхемы, транзисторы, емкости и диоды, могли работать в рабочем режиме на частотах не менее 10 мГц. Отладка устройства должна производиться по каждому узлу в отдельности с учетом их нагрузки на последующие цепи в общей схеме. При подборе параметров обмоток трансформатора следует исходить из необходимости обеспечения двух положений:

превышения выходного напряжения на выходе обмотки II напряжения питания импульсного генератора;
превышения значения выходной мошности той, которая потребляется импульсным генератором.

Оба эти положения должны быть получены в разомкнутом режиме и без их выполнения замыкание положительной обратной связи бессмысленно.

Приложение: Из книги: А.А.Эйхенвальд. Электричество, 3 нзд, М., 1918 С. 434-436. 392. Опыты Тесла. При быстрых электрических колебаниях магнитное поле, конечно, меняется тоже очень быстро, поэтому индуктивные действия быстрых колебаний могут быть чрезвычайно сильными, в особенности если при этом воспользоваться еще явлением резонанса. Это сделано в следующем расположении опыта Тесла.

Индуктор J снабжает электричеством конденсатор C, причем через искровой промежуток F и проводник L проходят быстрые электрические колебания. Проводник L состоит нз небольшого числа оборотов толстой проволоки. Внутри этой первичной катушки L помещена вторичная катушка ab с большим числом оборотов, в которой поэтому возникают очень большие напряжения. Если соответственно с большим числом оборотов, т.е. соответственно с большей самоиндукцией, сделать емкость вторичной катушки меньше, чем первой, то можно добиться резонанса обеих систем, отчего колебания вторичной катушки еще более усилятся. Таким путем Тесла достигал во вторичной катушке искр в несколько метров длиною.

На рис. 454 изображен прибор Тесла, который часто употребляется при демонстрациях. Здесь F - емкость, R - первичная катушка и K1K2 - полюсы вторичной катушки, V - ручка для регулирования искрового промежутка. Гейслеровы трубки светятся в поле катушки Тесла даже на далеком от нее расстоянии, точно так же вследствие высокого напряжения светятся проволоки, соединенные с концами катушки.

Прибор для опытов Тесла

Генератор Тесла

Первая пробная схема

Вторая пробная схема

Page 6

д.т.н., академик

Контакт с автором: [email protected]

http://www.energy21.ru

Моб. 8 927 726 23 83

_______________________________________________

Описание трансформатора Тесла /1/

Описание конструкции.

Схема простейшего трансформатора Теслы.

Рис.1 Простейшая схема трансформатора Тесла

Рис.2 Электронный вариант схемы трансформатора Тесла

Рис.3 Трансформатор тесла на вакуумной электронной лампе

Page 7

Вакуумная электронная лампа оригинальной конструкции (обведена пунктиром)содержит сферический анод 1 в виде наружной металлической полой вакуумированной сферы, внутри которой размещен сферический катод 2 с наружными иголками. Наружная сфера анод 1 помещена в центре кубического корпуса 3 с внутренней электроизоляцией.4 К аноду и катоду жестко присоединен металлические стержни 5 которые через отверстия 6 выходят наружу корпуса 3 и электрически соединены через ключи К2,3,4 соответственно с выходом трансформатора Тесла 7 и электрической нагрузкой 8, присоединенной к заземлителю 9. Трансформатор Тесла 7 присоединен по входу ключом К1 к первичному маломощному источнику электроэнергии 11 ( например,батарейка “Крона”) Параллельно выходного электрической нагрузке 8 через ключом К4 присоединен преобразователь напряжения 10. служащий дл преобразования выходного высоковольтного напряжения с анода 1 в стандартные параметры электроэнергии 220 вольт 50 гц)

Устройство работает следующим образом. Вначале ключом К1 (12) присоединяют первичный источник электроэнергии 11 к трансформатору Тесла 7. Выходное высоковольтное напряжение с его выхода подают через ключ К2 на сферический игольчатый электрод – катод 2, которое образует с его игл мощную электронную эмиссию. Поток вырванных электронов с игл катода 2 достигает анода 1 и оседает на его внутренней поверхности. В результате наружная поверхность сферического полого анода 1 приобретает избыточный электрический заряд, т.е. электрически заряжается до высоких напряжений. Затем после электрической зарядки поверхности сферическорго анода 1. его присоединяют электрически через выходной стержневой электрод 5 ключом К3 к электрической нагрузке 8 и электрический заряд с анода 1начинает стекать черехз нагрузку 8 в заземлитель 9 и через него в Землю, т.е. в электрической нагрузке 8 возникает полезный электрический ток и вырабатывается полезная электроэнергия. При необходимости получения в иных полезных нагрузках электроэнергии стандартных параметров предусмотрен преобразователь напряжения включают ключ К4.

Избыточная электроэнергия в нагрузке 8 по сравнению с затратами электроэнергии от первичного источника 12 на работу трансформатора Тесла 7 обусловлена лавинной мощной автоэлектронной эмиссией электронов под воздействием огромных электрических сил электрического поля, создаваемого вторичной обмоткой трансформатора Тесла на иглах сферического катода 2

Использование электрического поля трансформатора Тесладля экономичного электроосвещения

В данном варианте полезного использования трансформатора Тесла –реально используется мощное электромагнитное поле вблизи этого трансформатора Например, обычные люминесцентные лампы светятся автоматически при их приближении к нему, при этом потребляемый ток в первичной обмотке этого трансформатора не увеличивается, а для работы лампы накаливания необходим дополнительный электрод, размещенный вблизи вторичной катушка этого трансформатора,. соединенный одним проводом с этим дополнительным электродом. (фото 4) Опыты показывают, что при минимизации затрат электроэнергии на возбуждение первичной обмотки этого трансформатора , вполне можно получить более экономичное электроосвещение с экономией электроэнергии на него при той же освещенности от 3 до 6 раз по сравнению с традиционными системами электроосвещения.

Фото 4 Опыт-свечение ламп накаливания от трансформатора Тесла –по одному проводу

ВЫВОДЫ

Трансформатор Тесла в сочетании с вакуумной лампой оригинальной конструкции вполне может быть полезно использован в качестве источника дармовой электроэнергии.
Явление взрывной автоэлектронной эмиссии с вторичной обмотки трансформатора Тесла может быть использовано для получения в нагрузке полезной дармовой электроэнергии.
Трансформатор Тесла позволяет эффективно и бесконтактно светиться - “гореть” светильники разных типов от наведенного им вблизи него сильного электромагнитного поля и вполне может быть с пользой применим для экономичных систем электроосвещения

ЛИТЕРАТУРА

Трансформатор Тесла –Википедия http://ru.wikipedia.org/wiki/Трансформатор_Тесла
Дудышев В.Д. Вакуумная лампа –источник дармовой электроэнергии http://www.energy21.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=377&Itemid=181
История и развития вакуумных электронных ламп http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/25270

Page 8

Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰) и значительно меньше (12‰) с поверхности суши и выпадает на поверхность океана или суши в виде дождя и снега. При постоянном круговом обращении воды между сушей и океаном общее количество осадков X, выпавших на поверхность суши, равняется количеству потерь на испарение Z, подземному стоку Y1 и поверхностному стоку Y2 .Уравнение водного баланса может быть выражен формулой.

X= Z + Y= Z + Y1 + Y2

В нашей стране существует положительный водный баланс, т.е. среднее годовое количество осадков превышает среднее годовое количество испарений влаги.

Количество выпавших на поверхность почвы осадков измеряют в линейных и объемных единицах. В линейных единицах измеряют среднегодовое и среднемесячное количество осадков H, мм, характерное для данного климатического района, а также интенсивность отдельных дождей і, мм/мин. В технических расчетах принимают объемную единицу измерения количества выпавших осадков g, выраженную в л/с на 1 га.

Каждый дождь характеризуется интенсивностью (іили g), количеством осадков, выпавших за единицу времени, периодом продолжительности дождя и вероятностью его выпадения, т.е. вероятностью повторения такого дождя за тот или иной период наблюдений, лет. Между интенсивностью дождя и его продолжительностью существует определенная зависимость, которая выражается формулой.

g = A/tn,

где g– интенсивность дождя, л/с на 1 га; t – период продолжительности дождя, мин; А и n- параметры, зависящие от климатического района расположения населенного пункта и принятого периода с.

Из приведенной зависимости следует, что более продолжительные дожди имеют меньшую интенсивность, и наоборот максимальное за год – 16 305 мм (1899 г.) и 24 326 (1947 г.). В центральной части европейской территории России среднегодовое количество осадков постепенно убывает при движении с запада на восток. У западных границ России среднегодовая норма осадков достигает 650 – 700 мм в год. У западных склонов Уральского хребта среднегодовая норма осадков снова увеличивается до 600 – 700 мм в год.

Наибольшее количество осадков в год на территории России выпадает на восточном берегу Черного моря, а также в горах Алтая, на склонах, обращенных к Тихому океану.

Организация стока поверхностных вод.Организация стока поверхностных (ливневых и талых) вод непосредственно связана с вертикальной планировкой территории. Осуществляется организация поверхностного стока при помощи общетерриториальной водосточной системы, которая проектируется таким образом, чтобы собрать весь сток поверхностных вод с территории и отвести в места возможного сброса или на очистные сооружения, не допустив при этом затопления улиц, пониженных мест и подвалов зданий и сооружений. Организацию поверхностноговодотвода осуществляют со всех городских территорий. Для этой цели используют открытую и закрытую водосточную системы города, которые выводят поверхностный сток за городскую территорию или на очистные сооружения.

Типы дождевой сети

Система дождевого водоотведения может быть открытого, закрытого и смешанного типов.

Открытая система представляет собой комплекс канав, кюветов, лотков и выпусков упрощенных конструкций, создаваемых при решении вопросов наружного благоустройства объектов.

Закрытая системавключает в себя колодцы-дождеприемники, сеть подземных канализационных трубопроводов с колодцами различного назначения и выпуски дождевых вод в водоемы или на пониженные участки местности. При очистке дождевого стока эта система дополняется регулирующими резервуарами и очистными устройствами, если предусматривается отдельная очистка.

Смешанная сеть имеет элементы открытой и закрытой сети.

Глубина заложения ливневого коллектора зависит от геологических условий грунта и глубины промерзания. Если в районе строительства грунт не промерзает, то минимальная глубина заложения водостока составляет 0,7 м.

Обычно водосточная сеть проектируется с продольным уклоном 5‰, в условиях равнинного рельефа - 4‰. Такой уклон позволяет обеспечить непрерывность движения ливневых вод в коллекторе и предотвращает его заиливание.

Максимальные уклон коллектора принимают таким, при котором скорость движения воды составляет 7 м/с, а для металлических коллекторов 10 м/с. При больших уклонах коллекторы могут выйти из строя из-за возникновения гидравлического удара.

Выпуски водосточной сети по санитарным соображениям желательно устраивать вне границ застройки города в очистные сооружения (отстойники, поля фильтрации).

Открытая дождевая сеть

Стоит из уличной и внутриквартальной. В сети выделяют кюветы и лотки, перепускные лотки, удаляющие воду из пониженных мест территории, и канавы, отводящие воды с больших площадей бассейна. Иногда открытую сеть дополняют русла малых рек и каналы.

Лотки служат для направления стекающей воды с территории кварталов и микрорайонов, с территории зеленых насаждений к кюветам и канавам. Кюветы являются обычно элементами дорог, канавы служат для сброса и отведения в водоемы или иные места поверхностных вод (дождевых и талых). В открытой системе водоотвода с территории города канавы являются основным элементом. При неблагоприятных природных условиях (при наличии оползней, оврагов, при крутом рельефе) лотки и канавы применяют в качестве одного из мероприятий по ограждению склонов от размыва, по организации) стока поверхностных вод на откосах. В этих случаях канавы обычно играют роль нагорных, перехватывающих верховой сток. Поперечное сечение лотков, кюветов и канав показано на схемах (рис.17).

Рис. 17. Монолитные и сборные лотки и кюветы открытой водосточной сети: а — бетонный бортлоток; б, в — притротуарный монолитный и сборный лотки; г — то же, комбинированный с одерновкой; д — сборный лоток для канавы; е —то же, из элементов для прокладки теплосети; ж — сборный телескопический лоток

Для обеспечения нормальной эксплуатации городских улиц во время дождей, таяния снега глубина наполнения лотка ограничивается - она не должна превышать 4-5 см от верха бортового камня. Проезжая часть не должна затапливаться на ширину более 2-3 м.

Размеры поперечных сечений отдельных элементов сети определяют расчетом. При небольших площадях стока размеры поперечных сечений лотков и кюветов не рассчитывают, а принимают по конструктивным соображениям с учетом стандартных габаритов. В городских условиях водоотводящие элементы укрепляют по всему дну или по всему периметру. Крутизну откосов кюветов и каналов (отношение высоты откоса к его заложению) устанавливают в пределах от 1:0.25 до 1:0.5. Лотки и кюветы проектируют вдоль улиц. Трассы водоотводных каналов прокладывают, максимально приближаясь к рельефу, по возможности вне границ застройки.

Поперечное сечение кюветов и лотков проектируют прямоугольной, трапецеидальной и параболической, канав – прямоугольной и трапецеидально. Наибольшую высоту кюветов и канав ограничивают в городских условиях. Ее делают не более 1.2 м (1.0 м – предельная глубина потока, 0.2 м – наименьшее превышение бровки кювета или канавы над потоком).

Наименьшие уклоны лотков проезжей части, кюветов и водоотводящих канав принимают в зависимости от типа покрытия( табл. 3). Эти уклоны обеспечивают наименьшую незаиливающую скорость движения дождевых вод (не менее 0.4 – 0.6 м/с). На участках территории, где уклоны рельефа больше тех, при которых возникают максимальные скорости течения, проектируют специальные сооружения, быстротоки, ступенчатые перепады .

Таблица 8

Вид покрытия	Наименьший уклон, %
Лотки проезжей части при асфальтобетонном покрытии	0,3
То же, при брусчатом или щебеночном покрытии	0,4
То же, при булыжной мостовой	0,5
Отдельные лотки и кюветы	0,5
Водоотводные канавы	0,3

Вообще открытые канавы на территории города нежелательны. Но при открытой системе водоотвода они устраиваются. Форма канав обычно трапециевидная: наименьшая ширина по дну - 0,3 м, наименьшая глубина - 0,4 м. Наибольшая глубина воды в канавах в пределах города -1м. Возвышение бровки над наивысшим горизонтом воды должно быть Не менее 0,2 м. Минимальный продольный уклон по дну канавы - 0,005. В южных районах (IV и V климатических зонах) можно минимальный продольный уклон уменьшить до 0,3%. В городах канавы обычно устраивают с укрепленными откосами и дном. Типы укрепления: мощение камнем по грунту или по щебню в один слой; крепление плитами - бетонными или каменными (тесанными); асфальтирование откосов и дна; бетонное укрепление - монолитное, сборное, железобетонное (монолитное, сборное). Крутизна откосов принимается в зависимости от вида грунта и крепления откосов(табл. 9).

Таблица 9

Допустимая крутизна откосов

Грунт русла канав и кюветов	Предельная крутизна откосов
Пески пылеватые	1 : 3
Пески мелкие, средние и крупные:
- рыхлые и средней плотности	1 : 2
- плотные	1 : 1,5
Супеси	1 : 1,5
Суглинки и глины	1 : 1,25
Выветрившаяся скала	1 : 0,25

Закрытая дождевая сеть

К специальным сооружениям закрытой дождевой сети относят: дождеприемные и смотровые колодцы, ливневой коллектор, быстротоки, водобойные колодцы и пр.

Дождеприемные колодцы устраиваются для обеспечения полного перехвата дождевых вод в местах понижения проектного рельефа, на выездах из кварталов, перед перекрестками, со стороны притока воды, обязательно вне полосы пешеходного движения(рис. 18). По магистралям дождеприемные колодцы размещают в зависимости от продольных уклонов (табл. 10)

Таблица 10

Продольный уклон улиц і, %, шириной до 30 м	До 0,4	0,4 до 0,5	0,6 до 1	1…3
Расстояние между дождеприемниками,1, м

Рис. 18. Схема размещения дождеприемных колодцев на перекрестках

Ливневой дождевой коллектор, расположенный вдоль магистрали, дублируется, если ширина проезжей части магистрали превышает 21 м или, если ширина магистрали в красных линиях более 50 м (рис. 19, в). Во всех остальных случаях применяют схемы, изображенные на (рис. 19, а, б).

а) б) в)

Рис. 19. Расположение дождеприемных колодцев в плане магистрали: 1 – коллектор, 2 – водосточная ветка, 3 – дождеприемый колодец, 4 – смотровой колодец

При необходимости, дождеприемные колодцы делают комбинированными: для приема воды с проезжей части и для принятия вод из дренажных систем (дрен).

Смотровые колодцы. Смотровые колодцы устраивают на водоотводящей сети для осмотра и наблюдения за работой трубопроводов, для выполнения эксплуатационных мероприятий на сети. Колодцы бывают линейными, поворотными, узловыми, перепадными, контрольными и промывочными. Линейные смотровые колодцы устраивают на прямолинейных участках сети на расстоянии друг от друга.

При значительных продольных уклонах местности на трассе коллектора устраиваются быстротоки,водобойные колодцы или применяются чугунные или стальные трубы.

Размещаются смотровые колодцы на водосточной сети в местах изменения направления уклона и диаметра коллекторов, а также в местах присоединения боковых коллекторов и веток дождеприемных колодцев. На прямых участках смотровые колодцы размещаются в зависимости от диаметра коллектора (табл. 11).

Таблица 11

Диаметр водостока, м	Расстояние между колодцами, м
0,3	50-60
0,4-0,6	60-70
0,7-1,0	60-80
1,2-1,5	70-100
более 1,5	80-130

Наиболее распространенным типом колодцев является сборная конструкция.

Смотровые колодцы дренажа располагают, как правило, в местах изменения направления в зависимости от контура здания.

Смотровые колодцы состоят из следующих основных элементов: рабочей камеры, горловины и переходной части между ними, основания и люка с крышкой над горловиной(рис. 20).Колодцы могут выполняться из различных материалов: сборных железобетонных элементов, кирпича, бутового камня и других местных материалов. В плане колодцы устраиваются круглыми, прямоугольными или полигональными.

Рис. 20. Основные конструктивные элементы смотрового колодца 1 – люк с крышкой; 2 – горловина колодца; 3 – плита перекрытия; 4 – рабочая камера; 5 – подводящая труба; 6 – отводящая труба; 7 – открытый лоток; 8 – плита основания; 9 – песчаная подготовка, щебеночное основание

Основание колодца состоит из бетонной или железобетонной плиты, уложенной по щебеночному или песчаному основанию. Основной технологической частью смотрового колодца является лотковая часть.

Лоток в колодце делается из бетона, в нижней части он полукруглый, в верхней – имеет вертикальные стенки. С двух сторон лотка создаются полки с уклоном к центру. Рабочая камера должна иметь следующие минимальные размеры: высота hк – 1,8 м, диаметр Dк – 1,0 м. Минимальный диаметр горловины Dг – 0,7 м. Рабочие камеры и горловины оборудуются скобами или лестницами для спуска или подъема. Стенки рабочих камер и горловин могут выполняться из типовых железобетонных элементов – колец и плит.

Смотровой колодец, установленный на повороте трассы трубопровода, называется поворотным, на присоединениях к ним боковых веток – узловым. Их конструкции аналогичны конструкции линейного с тем отличием, что диаметр рабочей камеры определяется из условия размещения внутри колодца кривых поворотов.

Поворотные колодцы предусматриваются в случае изменения направления трассы трубопровода, причем для устранения большого гидравлического сопротивления необходимо, чтобы угол между присоединяемой и отводящей трубами был не менее 90°, а радиус поворота – от 1 до 5 диаметров труб. Лоток такого колодца плавно искривлен (рис. 21).

Рис. 21. Поворотный колодец

Узловые колодцыустраивают в местах соединения двух-трех трубопроводов. Они имеют узел лотков, соединяющих не более трех подводящих труб и одной отводящей. Узловые колодцы на крупных коллекторах называют соединительными камерами (рис. 22).

Рис. 22. Узловой колодец

Контрольные колодцы выполняются в местах присоединения дворовой или внутриквартальной сети к уличной и располагаются за пределами красной линии(красная линия – термин, применяемый в градостроительстве для обозначения условных границ, отделяющих территорию площадей, улиц, проездов и магистралей от территории, отведенной под застройку.Установленный в градостроительстве порядок разрешает строительство зданий только по красной линии или с отступлением от нее в глубину квартала).

Промывные колодцы служат для периодической промывки начальных участков сети, которые имеют малые диаметры. В этом качестве могут использоваться обычные смотровые колодцы и специальные конструкции с запорными устройствами и подводом воды.

На участках территории, где уклоны рельефа больше тех, при которых возникают максимальные скорости течения, проектируют специальные сооружения, быстротоки, ступенчатые перепады.

Перепадные колодцы, размещаемые в местах вынужденных перепадов канализационной сети (при резкой смене глубины заложения), сооружают для уменьшения глубины заложения сети, а также для снижения скорости движения среды. Перепады на канализационных сетях высотой до 3 м устраивают в колодцах в виде вертикальных стенок-рассекателей или стояков с водобойными колодцами. Перепад может быть либо внутри колодца, либо вынесен за его пределы. Высота перепада зависит от диаметра труб и колеблется в пределах от 2 (для диаметров до 600 мм) до 4 м ( для диаметров до 200 мм). При разности отметок не более 0,7 м перепадные колодцы не устанавливаются, а перепад выполняется на лотке. При удельных расходах более 0,3 м/с перепады высотой не более 3 м устраивают, как правило, многоступенчатыми с расстоянием между ступенями 1,5...2 м. На трубопроводах диаметром 600 мм и более перепады высотой более 3 м желательно выполнять в виде водосливов практического профиля (рис. 23 ).

Рис. 23. Типовой перепадный колодец

1—люк с крышкой; 2_ горловина; 3—железобетонная плита; 4 — кольца; 5 — подвесные скобы; 6— консоль: 7— стальная плита: 8 — водобойный приямок; 9 — вертикальный стояк

Рабочие камеры и горловины оборудуются скобами или навесными лестницами для спуска в колодец.

На уровне поверхности земли горловина заканчивается люком с крышкой, который бывает тяжелым и легким. Тяжелый устанавливается на проезжих местах. Установку люков предусматривают на уровне с поверхностью проезжей части – при усовершенствованном покрытии дорог, на 50-70 мм выше поверхности земли – в зеленой зоне, и на 200 мм выше поверхности – на незастроенной территории. При расположении колодцев на территории без покрытия вокруг люка устраивают отмостку для отвода поверхностных вод.

Дождеприемники. Дождеприемник– колодец, состоящий из съемной решетки, стакана и днища с лотком.

Дождеприемники сооружают из монолитного бетона и при сборной конструкции – из железобетонных элементов.

Сборные железобетонные дождеприемники состоят из днища, лотка, рабочей камеры с перекрытием, чугунного люка с решеткой (Рис. 24).

В плане дождеприемники имеют прямоугольную форму размером 0,6X0,9 м или круглую форму диаметром 0,8 м.

Глубина заложения основания дождеприемника без осадочной части, как правило, должна быть не менее 0,8 м. В пучинистых грунтах глубина заложения основания дождеприемника и отводной трубы не должна быть меньше средней глубины промерзания грунта.

Из дождеприемника дождевая вода поступает в закрытый водосток по соединительной ветке диаметром 200-300 мм, укладываемой в низовой части дождеприемника. Длина присоединения (ветка) от дождеприемника до первого смотрового колодца на коллекторе должна быть не более 40 м. Дождеприемники следует размещать так, чтобы при расчетной интенсивности дождя тротуара не заливались водой.

При неудачном расположении решеток часть воды не будет поступать в дождеприемники, а будет «проскакивать» мимо них. Чем больше продольный уклон улицы, тем больше воды проскакивает мимо решетки. Проскоки значительно уменьшаются, если решетки расположены на 2-5 см ниже лотка или поверхности мостовой.

Рис. 24.Дождеприемник из сборных железобетонных элементов

1 – дождеприемная решетка; 2 – бетонный борт; 3 – колодец;

4 – заделка отверстий бетоном; 5 – основание; 6 – бетонный набивной лоток; 7 – песчаная подушка

К авариям на водостоках относятся:

- промерзание водосточных труб с образованием ледяных и грязеледяных пробок;

- завалы снегом дождеприемных колодцев;

- провалы и деформации отдельных звеньев водостоков;

- образование провальных воронок на трассах.

Особенности проектирования дождевой сети при реконструкции. На реконструируемой территории проектируемую трассу дождевой сети привязывают к существующим подземным сетям и сооружениям. Это позволяет максимально использовать сохраняемые коллекторы и отдельные их элементы.

Положение сети в плане и профиле определяется конкретными условиями проектирования, а также высотным и планировочным решением территории. Если существующий коллектор не справляется с расчетными расходами, водосточную сеть реконструируют.

Прокладка дополнительных трубопроводов производится на тех же отметках, что и существующая сеть или на более глубоких отметках (при недостаточном заглублении существующей сети). Трубы недостаточного сечения частично заменяют новыми, с большим сечением.

На участках существующей сети, имеющих малое заложение, предусматривают усиление прочности конструкции водостока и отдельных его элементов, а при необходимости и теплозащиту.

Page 9

Одним из основных принципов организации городского строительства является опережающая прокладка подземных коммуникаций. Подземные сети, включая водостоки, должны быть построены до начала дорожных работ и застройки районов.

При строительстве водосточной сети сначала прокладывают главные коллекторы, затем продольные водостоки, к которым присоединяют поперечные ветки с водоприемными колодцами.

Наиболее рациональной организацией строительства является поточный метод, в рамках которого необходимо предусматривать опережающее производство сосредоточенных работ: строительство очистных сооружений, сложных камер и т.п.

Технология строительства водосточной сети включает следующие основные процессы: подготовительные работы; разбивка и закрепление на местности трассы трубопровода и контура траншеи; разметки мест пересечения с подземными сетями; разработку траншей; устройство оснований под трубы и колодцы; монтаж элементов водосточной сети, заделку стыков; засыпку траншей с уплотнением грунта.

Основным материалом конструкций является железобетон.

Трубопроводы. Водосточные трубопроводы выполняются из железобетонных, бетонных, асбестоцементных и керамических труб.

Для железобетонных и асбестоцентных трубопроводов допускается применение металлических фасонных частей.

Керамические трубы канализационного типа диаметром 150-600 мм обладают необходимой для безнапорных трубопроводов водонепроницаемостью, гладкой поверхностью и высокой стойкостью к химическим реагентам, достаточной прочностью.

Керамические канализационные трубы диаметром 300-600 мм используют для трубопроводов дождевой канализации, прокладываемых в агрессивных средах при отсутствии временных вертикальных нагрузок.

Асбестоцементные трубы для безнапорных трубопроводов диаметром 100-400 мм. Они имеют гладкую внутреннюю поверхность, обладают достаточной прочностью, высокой долговечностью.

Асбестоцементные трубы используются для водостоков диаметром 300-400 мм небольшой длины в районах, где образование твердых нерастворимых частиц (главным образом, песка), попадающих в водосточную сеть, незначительно.

Устройство оснований.Линейные элементы водосточной сети – трубы и коллекторы, а также колодцы и камеры в зависимости от местных грунтовых и гидрогеологических условий укладывают на естественное грунтовое или искусственное основание (Табл.12).

Таблица 12

Конструкции оснований под трубопроводы

Естественным основанием для труб служат средние и крупнозернистые пески, супеси в сухом состоянии, мелкий и крупный гравий, песок в смеси со щебнем или галькой, глины и тяжелые суглинки при отсутствии в их толще водоносных прослоек, а также скальные и близкие к ним по крепости породы.

Искусственные основанияпод трубопроводы водостоков и дренажей выполняются: песчано-гравийные, щебеночные, бетонные, железобетонные и обоймы усиления. Бетонные и железобетонные основания могут быть монолитными или сборными.

При прокладке водостоков в песчаных грунтах с допускаемым давлением более 0,15 МПа трубы, колодцы и коллекторы можно укладывать на естественное спланированное и уплотненное основание. В глинистых, скальных и крупнообломочных грунтах с RH>0,15 МПа трубы укладывают на песчаную подготовку толщиной 10-15 см.

В грунтах с допускаемым давлением 0,1 – 0,15 МПа устраивают искусственные основания толщиной 10-15 см из щебня, бетона В7,5 ……В15, железобетона. Искусственные основания в переувлажненных грунтах укладывают на песчаную подготовку. В слабых, неустойчивых, просадочных грунтах RH>0,15 МПа (торф, илистые грунты, плывуны) устраивают свайные основания с железобетонным ростверком.

Для равномерной передачи на основание нагрузки от собственного веса труб, веса транспортируемой жидкости и грунтовой засыпки, трубы по всей длине должны плотно соприкасаться с основанием не менее чем ¼ цилиндрической поверхности.

Круглые трубы, уложенные на плоское основание, выдерживают нагрузку на 30-40 % меньшую, чем трубы, уложенные на основание, спрофилированное по форме нижней поверхности трубы. Поэтому на плоское естественное основание допускается укладка труб диаметром не более 0,5 м.

Грунт естественного основания должен иметь ненарушенную структуру и степень уплотнения не менее 0,95 – 0,98 . Грунты основания и песчаной подготовки уплотняют пневмотрамбовками, виброплитами, виброкатками на глубину не менее 0,15 м.

Монтаж водостоков. Перед укладкой элементов водосточной сети следует проверить соответствие проекту параметров открытой траншеи (отметки дна, геометрические размеры, надежность крепления стенок) и основания. Элементы водосточной сети монтируют, руководствуясь следующими принципами.

При монтаже самотечных трубопроводов водостока особое внимание следует обращать на точность укладки труб по продольному профилю трассы. Правильность вертикальных отметок смотровых колодцев (по лоткам колодцев).

Устройство стыковых соединений. Стыковые соединения безнапорных бетонных и железобетонных труб водостоков выполняют в основных двух типов: раструбные и фальцевые.

Рис. 25. Стыковые соединения труб водостоков: а, б — соединения раструбных железобетонных труб; в, г — то же, фальцевых; д — соединения асбестоцементных труб на муфтах; 1 — замок из цементного раствора; 2 — резиновое кольцо; 3 — раструб; 4 — раствор на напрягающем цементе; 5 — труба; 6 — асбестоцементный замок; 7 — смоляная прядь; 8 — герметик; 9 — арматурная сетка; 10— бетонный поясок; 11 — асбестоцементная муфта; 12 — резиновая манжета d=10...20 мм

Обратная засыпка траншей.После проверки правильности укладки трубопровода, установки колодцев и визуального контроля качества заделки стыковых соединений траншею засыпают грунтом. Тщательно выполненная засыпка траншеи обеспечивает равномерную передачу нагрузки на трубопровод и основание и исключает просадку грунта над подземными сетями. Поэтому засыпку траншей следует вести строго соблюдая требования к качеству грунта, степени его уплотнения, последовательности технологических операций.

Для засыпки используют местный однородный непучинистый грунт.

Плотность грунта обратной засыпки должна быть близка к плотности окружающего грунтового массива, но не менее 0,95 от оптимальной при укладке трубопроводов в технических зонах и 0,98-1 – при их расположении под проезжей частью.

При неблагоприятных гидрогеологических условиях и прокладке трубопровода под проезжей частью улиц верхнюю зону грунтовой засыпки рекомендуется армировать синтетическими неткаными материалами, что существенно уменьшает последующие просадки грунта.

Контрольные вопросы по 2-му разделу

1. Цель и задачи вертикальной планировки территорий.

2. Назовите основные методы и стадии проектирования вертикальной планировки.

3. Как организуется сток поверхностных вод на городских территориях.

4. Устройство и функционирование открытой дождевой сети.

5. Устройство и функционирование закрытой дождевой сети.

Page 10

При разработке мероприятий для защиты территорий и зданий от подтопленияучитывают максимальное положение УГВ и соотносят его с требуемой нормой осушения. Для зданий, каналов коммуникаций величина нормы осушения должна быть не меньше 0,30-0,50 м от отметки пола подвала. Для участков зеленых насаждений – от 0,4 до 2 м. Нормальная эксплуатация городских улиц и дорог обеспечивается при положении УГВ 1,3-1,7 м от верха дорожного покрытия.

Защита территории населенных пунктов, промышленных и коммунально-складских объектов должна обеспечивать:

- бесперебойное и надежное функционирование и развитие городских, градостроительных, производственно-технических, коммуникационных, транспортных объектов, зон отдыха и других территориальных систем и отдельных сооружений народного хозяйства;

- нормативные медико-санитарные условия жизни населения;

- нормативные санитарно-гигиенические, социальные и рекреационные условия защищаемых территорий.

В качестве основных средств инженерной защиты следует:

- предусматривать обвалование, искусственное повышение поверхности территории, руслорегулирующие сооружения и сооружения по регулированию и отводу поверхностного стока, дренажные системы и отдельные дренажи и другие защитные сооружения.

- в качестве вспомогательных средств инженерной защиты надлежит использовать естественные свойства природных систем и их компонентов, усиливающие эффективность основных средств инженерной защиты. К последним следует относить повышение водоотводящей и дренирующей роли гидрографической сети путем расчистки русел и стариц, агролесотехнические мероприятия и т.д.

В состав проекта инженерной защиты территории надлежит включать:

- организационно-технические мероприятия, предусматривающие обеспечение пропуска весенних половодий и летних паводков.

Профилактические мероприятия являются основными. К ним относят:

- вертикальную планировку с организацией поверхностного стока на осваиваемом и застроенном участках, не ухудшающую отвод дождевых и талых вод с прилегающей территории;

- искусственное повышение планировочных отметок территории при низких отметках существующей поверхности земли, затрудняющих отвод дождевых вод или понижение подземных.

Для защиты заглубленных частей зданий (подвалов, технических подполий и т.п.), внутриквартальных коллекторов, коммуникационных каналов от подтопления, наряду с дренажами надо предусматривать- устройство защитной гидроизоляции заглубленных конструкций и подземных коммуникаций, нормативное уплотнение грунта обратных засыпок, герметичную заделку отверстий на вводах и выпусках инженерных сетей;

- тщательное выполнение работ по строительству наружных водонесущих коммуникаций для предотвращения аварийных утечек воды;

- использование водосберегающей технологии полива газонов и др.;

- создание противофильтрационных экранов и завес при возведении емкостей накопителей воды;

- устройством широких отмосток с уклоном для быстрого стока дождевых вод; при наличии наружных водостоков – использование или удаление открытыми водоотводящими лотками с активным поперечным уклоном от здания;

- устройство профилактических (пристенных, пластовых, перехватывающих и сопутствующих) дренажей для защиты отдельных зданий, сооружений, элементов благоустройства.

При проектировании мероприятия организации поверхностного и подземного стоков должны решаться согласованно и параллельно как на локальных участках, так и на обширных территориях.

Для предотвращения подтопления в ряде случаев достаточно несколько приподнять площадку под проектируемое здание, если позволяют отметки красных линий на границе с расположенной застройкой. В результате локальной подсыпки повышаются отметки здания и тем самым уменьшается заглубление подвального этажа в естественную толщу грунтов и улучшаются условия удаления дождевых вод от здания. Для ускорения поверхностного стока от здания следует устраивать отмостки шириной 1 – 1,5 м с поперечным уклоном не менее 2 %. Желательно доводить отмостку до дорог или лотков.

Старые здания в СПб из-за возможных наводнений имеют противофильтрационные завесы в виде замков из жирной (кембрийской) глины под всем зданием и с наружной стороны стен.

В настоящее время на смену глиняным замкам пришли изделия из бентонитовой глины в виде рулонов, листов, панелей, матов.

Система водозащиты зданий должна включать меры против техногенной фильтрации. Зона наибольшего риска техногенных утечек возникает в местах ввода инженерных сетей и наружных прокладок водопроводящих коммуникаций вблизи зданий.

Особое внимание следует обращать на качество обратных засыпок пазух для исключения образования в них верховодки.

Локальные профилактические дренажные системы решают задачу защиты отдельного объекта от подтопления. Но в такой защите нуждаются также: инженерные сети, улицы и дороги, подпорные стенки, участки зеленых насаждений, откосы и др. Для защиты их от подтопления используют сопутствующие и застенные дренажи. Их укладывают в траншее с сетями, вдоль проезжей части и т.п.

Назначение дренажей

Назначение дренажей:

- стабильное поддержание на территории нормативного УГВ;

- защита от воды подземных помещений и оснований;

- исключение возможности всплывания сооружений.

Классическое дренажное устройство состоит из двух основных элементов: водоприемного из водоносного пласта и водоотводящего за пределы защищаемого объекта. В современных конструкциях эти две функции могут совмещаться в одном элементе. Наибольшее распространение в гражданском строительстве получили самотечные дренажи гравитационного действия, где поступление воды происходит под действием силы тяжести.

Проектирование дренажей следует выполнять на основании конкретных данных о гидрогеологических условиях места строительства объекта, степени агрессивности подземных вод к строительным конструкциям, объемно-планировочных и конструктивных решений защищаемых зданий и сооружений, а также функциональным назначением этих помещений.

Противокапиллярная гидроизоляция в стенах и обмазочная или окрасочная изоляция вертикальных поверхностей стен, соприкасающихся с грунтом, должна предусматриваться во всех случаях независимо от устройства дренажей.

Устройство дренажей обязательно в случаях расположения:

- полов подвалов, технических подполий, внутриквартальных коллекторов, каналов для коммуникаций и т.п. ниже расчетного уровня подземных вод или если превышение полов над расчетным уровнем подземных вод менее 50 см;

- полов эксплуатируемых подвалов, внутриквартальных коллекторов, каналов для коммуникаций в глинистых и суглинистых грунтах независимо от наличия подземных вод;

- полов подвалов, расположенных в зоне капиллярного увлажнения, когда в подвальных помещениях не допускается появления сырости;

- полов технических подполий в глинистых и суглинистых грунтах при их заглублении более 1,3 м от планировочной поверхности земли независимо от наличия подземных вод.

Для исключения обводнения грунтов территорий и поступления воды к зданиям и сооружениям, кроме устройства дренажей, необходимо предусматривать:

- нормативное уплотнение грунта при засыпке котлованов и траншей;

- как правило, закрытые выпуски водостоков с кровли зданий;

- устройство отмосток у зданий шириной 100 см, с активным поперечным уклоном от зданий 2% до дорог или лотков;

- герметичную заделку отверстий в наружных стенах и фундаментах на вводах и выпусках инженерных сетей;

- организованный поверхностный сток с территории проектируемого объекта, не ухудшающий отвод дождевых и талых вод с прилегающей территории;

- надежность защитных сооружений, бесперебойность их эксплуатации при наименьших эксплуатационных затратах;

- возможность проведения систематических наблюдений за работой и состоянием сооружений и оборудования;

- оптимальные режимы эксплуатации водосбросных сооружений.

В случаях, когда проектируемые сооружения инженерной защиты территориально совпадают с существующими или создаваемыми водоохранными, природоохранными зонами, национальными парками, заповедниками, заказниками, природоохранные мероприятия проекта инженерной защиты территории должны быть согласованы с органами государственного контроля за охраной природной среды.

Page 11

Все подземные дренажи по своему целевому назначению разделяют на следующие группы:

1) промышленный и городской дренажи - для длительного понижения уровня подземных вод на территориях существующих или вновь застраиваемых промышленных предприятий, городов и других населённых пунктов;

2) сельскохозяйственный дренаж - для осушения почвогрунтов на площадях, занятых сельскохозяйственными и лесными культурами;

3) строительный дренаж - для временного (на период строительства) понижения уровня подземных вод на отдельных участках строительства;

4) противооползневой дренаж - для понижения уровня подземных вод в оползневых склонах с целью повышения их устойчивости;

5) дорожный (для авто- и железных дорог) дренаж - для понижения уровня подземных вод в основании дорог или же для осушения тела дорожного полотна в насыпи;

6) аэродромный дренаж - для осушения грунтов оснований лётных полей аэродромов и улучшения их строительных свойств и предотвращения выпучивания глинистых и пылеватых грунтов при их промерзании.

Конструктивные особенности подземных дренажей

В зависимости от конструктивных особенностей дренажных устройств, предназначенных для захвата (каптажа) дренажных вод, можно выделить следующие системы подземных дренажей: горизонтальные, вертикальные и комбинированные.

Горизонтальные дренажи являются наиболее распространёнными в городском строительстве. Они представляют собой открытые лотки, но чаще перфорированные трубы, снабжённые фильтрующим устройством. Трубы заглубляют в водоносный пласт ниже уровня грунтовых вод и укладывают с продольным уклоном, обеспечивающим безнапорное движение при неполном заполнении коллектора.

Вертикальный дренаж проектируют в тех случаях, когда при наличии мощного водоносного горизонта требуется большое понижение УГВ, а горизонтальный дренаж нецелесообразно закладывать на большой глубине. Он представляет собой группу трубчатых колодцев, объединённых общими водоотводными и сбросными сетями. Фильтрующую часть этих колодцев значительно заглубляют в водоносный пласт, обеспечивая поддержание свободного уровня воды в колодцах на большой глубине.

Комбинированный дренаж представляет собой сочетание вертикальных дhен с самотечным горизонтальным коллектором.

Типы дренажей

В зависимости от расположения дренажа по отношении к водоупору дренажи могут быть совершенного или несовершенного типа.

Дренаж совершенного типа закладывается на водоупоре. Грунтовые воды поступают в дренаж сверху и с боков. В соответствии с этими условиями дренаж совершенного типа должен иметь дренирующую обсыпку сверху и с боков (рис.26) .

Рис.26. Дренаж совершенного типа

Дренаж несовершенного типа закладывается выше водоупора. Грунтовые воды поступают в дренажи со всех сторон, поэтому дренирующая обсыпка должна выполняться замкнутой со всех сторон.

Рис. 27. Дренаж несовершенного типа

Исходные данные для проектирования дренажей

Для составления проекта дренажа необходимы следующие данные и материалы:

техническое заключение о гидрогеологических условиях строительства;

план территории в масштабе 1:500 с существующими и проектируемыми зданиями и подземными сооружениями;

проект организации рельефа;

планы и отметки полов подвальных помещений и подполий зданий; планы, разрезы и развертки фундаментов зданий;

планы, продольные профили и разрезы подземных каналов.

В техническом заключении о гидрогеологических условиях строительства должны быть даны характеристики подземных вод, геолого-литологического строения участка и физико-механических свойств грунтов.

В разделе характеристики подземных вод должны быть указаны:

причины образования и источники питания подземных вод;

режим подземных вод и отметки появившегося, установившегося и расчетного уровней подземных вод, а в необходимых случаях высота зоны капиллярного увлажнения грунта;

данные химического анализа и заключение об агрессивности подземных вод по отношению к бетонам и растворам.

В геолого-литологическом разделе дается общее описание строения участка. В характеристике физико-механических свойств грунтов должны быть указаны:

- гранулометрический состав песчаных грунтов;

- коэффициенты фильтрации песчаных грунтов и супесей;

- коэффициенты пористости и водоотдачи;

- угол естественного откоса и несущая способность грунтов.

К заключению должны быть приложены основные геологические разрезы и «колонки» грунтов по буровым скважинам, необходимые для составления геологических разрезов по трассам дренажей.

Page 12

Зоной ЧС при наводнении называется территория, в пределах которой произошло затопление местности, повреждения зданий, сооружений и других объектов, пострадали люди, животные и растения и окружающая среда.

Масштабы наводнений зависят от высоты опасного уровня воды, продолжительности его стояния, площади затопления и времени затопления (зима, лето, осень, весна).

К основным характеристикам зоны наводнения относят:

- численности населения, оказавшегося в зоне наводнения;

- количество населенных пунктов, попавших в зону наводнения;

- количество объектов экономики, попавших в зону наводнения;

- протяженность транспортных коммуникаций, линий электропередач, линий инженерных коммуникаций, попавших в зону наводнения;

- количество мостов и тоннелей (затопленных, поврежденных и разрушенных), попавших в зону наводнения;

- площадь сельскохозяйственных угодий, попавших в зону наводнения;

- количество погибшего скота.

Вновь созданные водохранилища резк5о меняют условия застройки и эксплуатации зданий и сооружений на местности, прилегающей к зоне водохранилища. Воздействие водохранилища выражается в форме временного либо постоянного затопления, а также в виде подтопления грунтовыми водами.

Методы защиты территории от затопления

Защиту территорий от затопления обычно предусматривают в сочетании с другими общими и специальными мероприятиями инженерной подготовки. Известно четыре метода защиты (рис. 35,а).

Первый— это устройство дамбы обвалования, которые трассируют вдоль водоема, отделяя от него защищаемую территорию (рис. 35,б).

Второй метод — подсыпка затопляемой площади до отметки, превышающей расчетный уровень высоких вод в реке (рис. 35, в).

Третий метод заключается в повышении пропускной способности источника затопления. Это дает возможность транспортировать максимальные расходы при менее высоких уровнях. Реку углубляют и спрямляют, а при необходимости расчищают русло, увеличивая поперечное сечение потока (рис. 35, г).

Рис. 35. Схема затопления городских территорий и их защиты:

1 — защищаемая территория; 2 — разгрузочный капал; 3 — водохранилище; ГМВ — горизонт меженных вод; ГВВ — то же, высоких

Четвертый метод основан на регулировании стока воды. Расходы главного русла реки уменьшают, устраивая разгрузочные каналы, создавая резервные водохранилища или объединяя те и другие (рис. 35, д, е).

Обвалование и подсыпка являются наиболее распространенными методами. Их используют как самостоятельно, так и в сочетании. Значительно реже применяют другие методы, поскольку регулирование с помощью каналов не всегда обеспечивает необходимый эффект. Как правило, только их сочетание с подсыпкой или обвалованием позволяет обеспечить защиту от затопления.

Обвалование территорий

Оградительные дамбы размещают вдоль границ защищаемой территории, поэтому их положение определяется рельефом местности и конфигурацией площади, осваиваемой для городских нужд. Трассу дамбы прокладывают в зависимости от местных условий, диктующих принципиальные схемы ее размещения (рис.36).

Рис. 36. Трассирование дамб обвалования: 1 — Граница затопления; 2 — защитная дамба; 3 — границы застраиваемой территории; 4 — насосная станция; 5 — «источник затопления»; б — аккумулирующий бассейн; 7 —плотина, 8 — отводящий канал

Дамбу можно расположить вдоль водоема с некоторым отступом от бровки откоса (рис. 36, а) без поперечных ответвлений или с ними (рис. 36, б), если требуется исключить затопление территории с флангов.

Поперечные ответвления трассируют до примыкания к существующим отметкам склона, равным отметкам гребня дамбы. В процессе проектирования обычно рассматривают два варианта расположения продольных дамб: первый с полной защитой всей территории и второй — с частичной, при которой защищают лишь участок, необходимый для размещения первой очереди строительства.

При поэтапном освоении поймы реки положение трассы дамб обвалования определяют по границам защищаемой территории на соответствующем этапе освоения.

Секционное обвалование (рис. 36, в) проектируют, когда на защищаемой территории имеются боковые притоки с водосборными бассейнами, значительно превышающими площадь защищаемой территории. С градостроительной точки зрения эта схема имеет недостатки по сравнению с предыдущими, так как нарушает целостность композиционного решения города и осложняет планировочную ситуацию, перегораживая дамбами его территорию. Вместе с тем, такое решение позволяет в период паводков и половодий сбросить расходы боковых водоемов в основной и предусмотреть перекачку поверхностных вод только с ограниченных дамбами площадей.

При небольших расходах бокового водотока трассирование можно выполнить по схеме (рис. 36, г) с размещением дамбы вдоль береговой линии и устройством бассейна, аккумулирующего собираемую с поверхности защищаемой территории воду. Определенные преимущества имеет схема (рис. 36, д), где предусмотрено устьевую часть водотока отводить за пределы дамбы и населенного пункта, а насосную станцию использовать только для перекачки ливневых и дренажных вод. Эту схему можно использовать и в случае несовпадения периодов максимальных расходов основной реки и боковых притоков.

Кольцевое обвалование защищаемой территории (рис. 36, е) предусматривают чаще всего для небольших населенных пунктов или промышленных зон.

Дамбы могут возводить как на одном берегу, устраивая одностороннее обвалование, так и на двух, если застройка идет с обеих сторон реки.

При защите территорий от нагонных наводнений трассы дамб назначают в зависимости от конкретных условий района проектирования. Например, для защиты Санкт-Петербурга от нагонных наводнений запроектирована дамба, протяженность которой более 25 км, в том числе 22,2 км по акватории Финского залива.

По условиям работы и назначению дамбы обваловывания делятся на незатопляемые и затопляемые.

Незатопляемые дамбы предназначены для постоянной защиты территорий от затопления. Эти дамбы не должны пропускать перелива воды через их гребень при любых уровнях воды. Авария дамб недопустима, так как может привести к человеческим жертвам и большому материальному ущербу.

Затопляемые дамбы предназначаются в основном для временной защиты от затопления сельскохозяйственных земель. В период половодий такие дамбы затапливаются вмести с защищаемой территорией, сохраняя естественные условия пойменных лугов.

В конструктивном отношении незатопляемые и затопляемые дамбы различаются между собой в основном по характеру крепления откосов и гребня. В поперечном сечении защитные дамбы имеют обычно трапецеидальную форму. Наиболее типичные профили незатопляемых дамб показаны на рис. 37 .

Рис. 37. Схемы профилей незатопляемых дамб : а - нормально обжатый; б - распластанный; 1 - защитные покрытия откосов; 2 - одежда проезжей части дороги; 3 - одерновка или посев трав; 4 - кривая депрессии при НПГ; 5 - кривая депрессии в половодье; 6 - трубчатый дренаж дамбы; 7 - кювет; ФГ - фактический горизонт.

Первый из этих профилей (рис. 37, а), имеющий правильную трапецеидальную форму применяется при постоянном напоре и относительно небольших повышениях горизонта воды (1-1,5 м), когда превышение гребня дамбы над нормальным подпорным горизонтом (НПГ) определяется в основном высотой волны.

Второй (рис. 37, б) - распластанный трапецеидальный профиль дамбы с широкой бермой на низовом откосе более целесообразен при значительных подъемах уровня воды над НПГ (2 м и более).

По способу возведения дамбы делятся на два основных типа:

- дамбы укатанные, т. е. возводимые путем отсыпки грунта и искусственного уплотнения на месте механизмами;

- дамбы намывные, когда разработка, транспорт и укладка грунта в сооружениях производится при помощи воды, то есть методами гидромеханизации.

Конструкция защитных дамб должна удовлетворять следующим основным требованиям:

- основание дамб должно быть устойчивым при переработке берегов;

- откос и гребень дамбы должны быть защищены от разрушающего воздействия волн, течения в русле, ливневых вод, льда и ветра;

- фильтрационный поток при выходе его на низовой откос или дренаж должен быть предохранен от промерзания в зимнее время;

- грунт тела и основания дамбы должен быть предохранен от фильтрационных деформаций путем устройства соответствующего дренажа.

Особенное значение получают дамбы обваловывания, расположенные на берегах морей в водохранилищ. Значительные местности в Голландии, Франции, Бельгии, Великобритании защищены дамбами, расположенными на морских берегах. В РФ, например, на Горьковском водохранилище защищены города Кинешма, Кострома, Юрьевец и Плес; на Куйбышевском – Казань, Ульяновск.

В конструкциях речных и морских дамб есть много общего. Те и другие являются земельными плотинами и в поперечном сечении имеют вид трапеции. Ряд различий вытекает из условий их работы. Речные дамбы в большинстве случаев сооружают из однородного местного грунта в зоне небольших скоростей речного потока. На обвалованных акваториях, как правило, не бывает большого ветрового волнения. Такие дамбы «работают» непосредственно в период паводка, который длится несколько недель в году. «Работа» морских дамб значительно отличается. Напорный откос крепится в зоне деяния волн. В речных дамбах обычно не устраивают никаких дренажей, в морских дамбах такой элемент есть.

Дамбы сооружают практически из любого местного минерального грунта, за исключением илистых и содержащих большое количество легко растворимых солей. Оптимальным является грунт, зерновой состав которого характеризуется наличием мелких глинистых частиц, заполняющих поры между крупно-зернистыми частицами, не нарушая при этом непосредственного соприкосновения частиц между собой. Такой грунт обладает большим углом внутреннего трения, малой водопроницаемостью и высоким сцеплением, обеспечивая устойчивость откосов сооружения.

Наиболее просты для производства работ дамбы из однородных грунтов (рис. 38, а), в качестве которых используют суглинки или пески. При их возведении из песков и других водопроницаемых грунтов поперечный профиль делают более массивным или устраивают специальные экранизирующие противофильтрационные элементы (схемы б, в). Дамбы могут быть возведены и из неоднородных грунтов, послойно формирующих тело сооружения (схема г). Параметры поперечного профиля дамбы — ширину по гребню и заложение откосов назначают из условия обеспечения устойчивости и надежности сооружения. Проектная ширина гребня b зависит от вида грунтов, тела дамбы и ее градостроительного использования, но должна быть не менее 3 м. Если она служит в качестве городской магистрали (рис. 38, б), то ширину гребня определяют требованиями, предъявляемыми к планировке транспортных путей.

Однако во всех случаях обеспечивают возможность движения по гребню дамбы грузового транспорта, необходимого для эксплуатации сооружения.

Рис. 38. Конструкции дамб:

1— слабоводопроницаемые грунты; 2 — водопроницаемые; 3 — противофильтрационный глинистый экран; 4 — водонепроницаемый слой; 5 — жесткий экран-диафрагма; 6 — защитный песчаный слой; 7 — супесь; 8 - песок; 9 — гравий

Заложение откосов дамбы зависит от условий их работы, грунтов сооружения и его высоты. Верховой откос, работающий в напорных условиях и подвергающийся воздействию акватории, проектируют более пологим по сравнению с низовым, который таких воздействий не испытывает (рис. 38, а—в). Низовой откос защищают от размыва дождевыми и талыми водами.

Волновые нагрузки, фронтально действующие на дамбу, могут быть смягчены уполаживанием верхового откоса, запроектированного с коэффициентами m=15-30 и выполняющего волногасящую роль за счет распластанного профиля (рис. 38, в). Отрицательной стороной такого решения является возрастание объемов земляных работ, которое не всегда компенсируется упрощением конструкции одежды берегоукрепления напорного откоса.

Пологие (распластанные) напорные откосы из несвязных грунтов успешно эксплуатируют с креплением травами специально подобранного состава. В этом случае проектируют очертание откоса в виде ломаной линии с переменными коэффициентами m на различных участках. Если высота дамб значительна (10 м и более), то на ее откосах устраивают горизонтальные площадки (бермы) шириной не менее 3 м.

Дамбы могут играть роль руслорегулирующих сооружений. В этом случае, как правило, они не перегораживают всей ширины реки, а возводятся в поперечном, а иногда продольном направлении по отношению к руслу реки. Иногда они представляют собой «пороги» на дне русла или же искусственные выемки руслового грунта. Такие дамбы не создают, как правило, подпора воды, но воздействуют на направление и величину скоростей потока, перераспределяя их и тем самым воздействую на формирование русла – его глубину, размеры и форму в плане. Эти сооружения могут обеспечивать необходимые глубины, скорости течения для судоходства на реках, создавать нормальные условия для забора воды из рек, обеспечивать стабильность речных берегов. Их строят:

- на меандрирующих реках в качестве средств инженерной защиты территории от затопления следует предусматривать руслорегулирующие сооружения;

- продольные дамбы, располагаемые по течению или под углом к нему и ограничивающие ширину водного потока реки;

- струенаправляющие дамбы – продольные, прямолинейные или криволинейные, обеспечивающие плавный подход потока к отверстиям моста, плотины, водоприемника и другим гидротехническим сооружениям;

- береговые и дамбовые крепления, обеспечивающие защиту берегов от размыва и разрушения течением и волнами.

При разработке проектов инженерной защиты следует предусматривать использование гребня дамб обвалования для прокладки автомобильных и железных дорог. В этом случае в ширину дамбы по гребню и радиус кривизны следует принимать в соответствии с требованиями СП.

Во всех других случаях ширину гребня дамбы следует назначать минимальной, исходя из условий производства работ и удобства эксплуатации.

Укрепление берегов

Page 13

На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим, поскольку набережные являются одним из доминирующих элементов городской среды.

Наиболее капитальным и обладающим высокими архитектурными свойствами является вертикальный тип в виде набережной стенки (рис. 39, а). Высокая стоимость такого типа берегоукрепления ограничивает его применение лишь условиями размещения в пределах плотной застройки и особой технической необходимости. Поэтому вертикальные стенки проектируют в центральных районах крупных городов и на особо ответственных участках реки. В остальных случаях устраивают откосные берегоукрепления, которые по сравнению с предыдущим типом отличаются простотой и невысокой стоимостью (рис. 39, б).

Рис. 39

Поперечный профиль береговой полосы проектируют по различным схемам в зависимости от ее градостроительного использования, рельефа местности и особенностей водоема.

По архитектурным требованиям высоту набережной ограничивают 5-6 м, поэтому, когда по условиям береговой полосы или уровенного режима необходима более высокая стенка, переходят на двухъярусный поперечный профиль (рис. 39, в). Городские набережные ограждают парапетами, железобетонными или металлическими решетками. Высоту ограждений принимают в пределах 0,9-1 м. Поверхность набережных облицовывают из камней морозостойких и невыветривающихся пород, но иногда оставляют в бетоне, учитывая при этом требования эстетики берегоукрепления.

Конструкции набережных

Конструкции набережных — стенок можно разделить на два основных типа: гравитационные и свайные. Набережные первого типа проектируют в виде массивной подпорной стенки или уголковой, более легкой конструкции. По экономическим соображениям область их применения ограничена основаниями, сложенными из прочных пород, затрудняющих внедрение свай.

Свайные набережные располагают на любых основаниях, кроме скальных, но чаще их используют в грунтах песчаных или глинистых. Описываемые конструкции состоят из тонких подпорных стенок (больверков) и свайных ростверков. Безанкерные больверки являются простейшим типом вертикального крепления берега. Свободная их высота (расстояние от дна водоема до верха стенки) обычно не превышает 3-4 м. При использовании в конструкции экранирующих и разгружающих устройств свободная высота стенки на благоприятных грунтах основания может быть повышена до 4,5-6 м.

При такой высоте рационально использовать заанкерованные конструкции больверков, что объясняется возможностью появления деформации в безанкерные стенках, особенно при размещении рядом с ними транспортных путей.

Низкие свайные ростверки широко используют в конструкциях городских набережных на реках и каналах, обнажающихся при низких уровнях водоема практически по всей высоте. Свободная высота набережных такого типа не превышает 5 м.

Рис. 40. Конструкции берегоукрепления:

1 — свайное поле; 2 — ростверк; 3 — вертикальная навесная панель; 4 — глухой парапет; 5 — монолитная стенка; 6 — дренаж; 7 — дренажный выпуск; 8 — каменная отмостка; 9 —песок; 10 — облицовка из камня; 11 — сборная стенка; 12 — илистые отложения; 13 — скальный грунт

Высокие свайные ростверки имеют много конструктивных разновидностей. Одна из наиболее распространенных показана на рис. 40, а. Ростверк, расположенный над горизонтом межени, устраивают без предварительного водоотлива, что объясняет широкое использование этой конструкции в городских набережных. Вертикальные усилия воспринимают сваи и шпунт, а горизонтальные — вертикальный навесной блок, являющийся одновременно ограждающей конструкцией.

Гравитационные стенки на естественном основании, изображенные на (рис. 40, б, в), устраивают, как правило, предусматривая предварительное возведение оградительных перемычек и водоотлива, что необходимо для выполнения строительных работ. В зоне водохранилищ такие стенки возводят до его заполнения водой или в период «сработки» уровня. Конструкции массивных монолитных бетонных и выложенных из камня (рис. 40, г) стенок применяют редко из-за того, что они не удовлетворяют современным требованиям индустриальности, но эти конструкции издавна использовали в портовом строительстве, речных и морских берегоукреплениях. Волноотбойные стенки устраивают обычно из массивного бетона с защищаемой от истирания лицевой гранью. Наружное очертание стенки принимают закругленной формы, обеспечивающей отбрасывание волновых всплесков в сторону моря.

Гравитационные стенки уголкового типа отличаются легкостью конструкции по сравнению с массивными (рис. 40, д и e). Их удерживают в устойчивом состоянии преимущественно за счет массы грунтовой засыпки, прижимающей горизонтальную часть уголка.

Конструкцию берегоукрепления рассчитывают на устойчивость и прочность, учитывая постоянные и временные нагрузки и воздействия, руководствуясь рекомендациями СНиПа.

Рассмотренные выше конструкции свайных и гравитационных набережных-стенок естественно не исчерпывают все многообразие существующих, что объясняется разнообразием конкретных условий проектирования. Вместе с тем, они дают представление о принципиальных конструктивных решениях стенок, подробные сведения о которых изложены в специальной литературе .

Page 14

Поверхность территории надлежит повышать:

- для освоения под застройку затопленных, временно затапливаемых и подтопленных территорий;

- для использования земель под сельскохозяйственное производство;

- для благоустройства прибрежной полосы водохранилищ и других водных объектов.

Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории: почвенно-геологических, зонально-климатических и антропогенных; функционально-планировочных, социальных, экологических и других, предъявляемых к территориям под застройку.

Проект вертикальной планировки территории с подсыпкой грунта следует разрабатывать с учетом плотности застройки территории, степени выполнения ранее предусмотренных планировочных работ, классов защищаемых сооружений, изменений гидрологического режима рек и водоемов, расположенных на защищаемой территории с учетом прогнозируемого подъема уровня грунтовых вод.

При защите территории от затопления подсыпкой отметку бровки берегового откоса территории следует принимать не менее чем на 0,5 м выше расчетного уровня воды в водном объекте с учетом расчетной высоты волны и ее наката.

Отвод поверхностного стока с защищенной территории следует осуществлять в водоемы, водотоки, овраги, в общегородские канализационные или ливневые системы.

При осуществлении искусственного повышения поверхности территории необходимо обеспечивать условия естественного дренирования подземных вод. По тальвегам засыпаемых или замываемых оврагов и балок следует прокладывать дренажи, а постоянные водотоки заключать в коллекторы с сопутствующими дренами.

Осуществлять работы по искусственному повышению поверхности территории путем отсыпки грунта или намыва.

Проект намыва грунтов разрабатывается организацией, проектирующей возведение сооружений из грунтовых материалов способами гидромеханизации на основе проекта инженерной подготовки территории к строительству;

- генерального плана города или плана детальной планировки микрорайона;

- генерального плана строительства промышленного объекта или проекта застройки территории отдельными сооружениями.

При расположении проектируемой намывной территории на берегах рек, естественных водоемов и водохранилищ или в их акватории отметки поверхности намываемого массива устанавливаются, исходя из требования защиты территории от затопления и подтопления при максимальных расчетных уровнях высоких вод.

Превышение отметок поверхности намывной территории над этими уровнями (с учетом высоты волны и ее нагона в водохранилище) должно быть не менее 1 м. При этом дополнительно следует учитывать удаленность зданий и сооружений от береговой линии; характер подземных сооружений и коммуникаций; минимально допустимую глубину нахождения подземных вод под сооружениями, а также наличие системы инженерной защиты (дамбы, дренажи и др.), предусмотренной проектом.

Для намыва, как правило, следует использовать естественные песчаные грунты. Вместе с тем с учетом назначения и зональности намыва, а также местными природно-техническими условиями, допускается частичное использование грунтов иного вида (крупнообломочных, пылеватых и глинистых, в том числе из вскрыши карьеров, и техногенно-образованных - золы, шлаки и др.), если они отвечают требованиям, предъявляемым к данной категории намывной территории.

В проекте, а также в выпускаемых на его основе Технических условиях на ведение намыва, должна быть учтена специфическая способность намывных грунтов уплотняться и упрочняться во времени.

Основные проектные решения по намыву должны быть в максимальной мере взаимоувязаны с инженерно-геологическим районированием территории; генеральным планом ее застройки; расчетными параметрами режима водохранилищ и рек, а также намечаемой системой мероприятий по инженерной защите территории от затопления, подтопления и опасных геологических процессов, предусмотренных проектом ее строительного освоения.

При наличии соответствующих указаний Технического задания в проекте прорабатываются следующие решения:

- намыв площадного дренажа из крупнообломочных грунтов или крупных и средней крупности песков на участках распространения слабофильтрующих грунтов во избежание образования техногенной верховодки в массиве (толще) намывных грунтов и для ускорения процесса их консолидации;

- намыв избыточных толщ песков до проектной отметки намывной территории для дополнительной консолидации подстилающих, сильносжимаемых глинистых и биогенных грунтов;

- устройство средствами гидромеханизации дренажных прорезей с замывом их хорошо дренирующим материалом для ускорения консолидации сильносжимаемых грунтов и уменьшения опасности подтопления намывной территории;

- экранирование подстилающих грунтов, загрязненных промстоками, путем намыва на них слоя глинистых грунтов;

- намыв противосуффозионного экрана из пылевато-глинистых грунтов при наличии поверхностных форм карстово-суффозионных проявлений для их исключения после создания намывной территории, а также замыв карстовых воронок и понижений в рельефе;

- удаление в необходимых случаях торфов и слабых грунтов, а также илов на дне замываемых водоемов для исключения значительных и длительных осадок намывного основания; неблагоприятных условий формирования свойств намывных грунтов, а также для исключения затруднений в их искусственном уплотнении, особенно в тех случаях, когда проектом не предусматривается прорезка этих грунтов сваями.

Намыв грунтов в районах распространения закарстованных грунтов на просадочные грунты (в грунтовых условиях 1-го типа просадочности), а также на набухающие, засоленные и загрязненные промстоками грунты допускается только при соответствующем обосновании.

При использовании песков, как наиболее распространенного грунтового материала для намыва, необходимо определять следующий комплекс характеристик:

компонентный состав (минеральный, химический, биологический);

гранулометрический состав;

степень гранулометрической неоднородности песчаных грунтов (с определением комплекса показателей, регламентируемых нормативными документами для намывных грунтов);

- морфологию частиц песчаной размерности (угловатость, сферичность, шероховатость или общую обработанность);

- предельные плотности сложения (минимальную и максимальную плотности сухого песка);

- показатели влагоемкости (максимальную, молекулярную, капиллярную);

- оптимальную влажность уплотнения;

- коэффициент фильтрации и степень фильтрационной анизотропии, определяемой при фактической плотности намытых грунтов, с учетом изменения ее во времени.

Page 15

Гидромеханическую разработку грунта применяют при возведении гидротехнических сооружений, устройстве больших водоемов, дорожных насыпей и выемок, а также при намыве территорий под застройку в прибрежных зонах водных акваторий и на заболоченных участках в районах нового освоения. Этот способ предусматривает полную механизацию всех процессов разработки, транспортировки и укладки грунта в сооружения, снижая стоимость и трудоемкость работ по сравнению с применением землеройных и землеройно-транспортных машин. Однако эффект получают лишь при больших объемах земляных работ, так как требуется прокладка трубопроводов, устройство эстакад и других сооружений.

Разработка грунта гидромониторами основана на разрушении грунта струей воды, вытекающей из насадки под давлением 2,5...15 МПа. Размытый грунт, смешиваясь с водой, образует полужидкую массу, называемую пульпой. Пульпу собирают в специальные углубления — зумпфы, откуда перекачивают грунтовым насосом по трубам к месту укладки.

После отфильтрования воды грунт осаждается, а вода может быть возвращена в водоем или использована повторно. В случае благоприятного рельефа местности пульпу транспортируют самотеком по специальным лоткам.

Плотный грунт размывают гидромонитором преимущественно встречным забоем (рис. 42, а), а рыхлый несвязанный грунт — попутным забоем (рис. 42, б).

Рис. 42 Схема разработки и транспортировки грунта гидромеханическим способом

а — гидромонитором встречным забоем транспортировкой пульпы землесосом; б — то же.попутным забоем; в — плавучий земснарядом; 1 – землесос; кол (зумпф); 3 – гидромонитор; 4- забой; 5 – всасывающая труба; 6 — баржа с насосной установкой; 7- пульпопровод; 8- грунтовое обвалование. 9 – площадка намыва.

Разработка грунта встречным забоем более производительна, однако расположение гидромонитора в мокрой среде затрудняет его эксплуатацию.

Разработка грунта землесосными снарядами.Земснаряд представляет собой самоходное или несамоходное судно, на котором смонтировано оборудование по забору грунта из подводного забоя и его транспортировке к месту укладки. Грунт со дна водоема всасывают через трубу, подвешенную к специальной стреле на земснаряде (рис. 42, в). При разработке плотных грунтов трубу оборудуют специальной вращающейся рыхлительной головкой. Земснаряд с помощью плавучего пульпопровода соединяют с магистральным трубопроводом, проложенным по берегу.

Намыв грунта в сооружении осуществляют слоями по 200...250 мм, разбивая рабочую площадь в плане на отдельные карты — захватки. Перед началом намыва по контуру карты сооружают бульдозером земляной вал на высоту первого слоя пульпы и водосборный (дренажный) колодец, которые перед намывом очередного слоя наращивают.

Грунт намывают эстакадным и безэстакадным способами.

При эстакадном способе магистральный пульпопровод на участке намыва размещают на деревянной эстакаде выше будущей насыпи. При безэстакадном способе его укладывают вдоль оси возводимой насыпи по одну или обе стороны ее основания, в зависимости от ширины насыпи и рельефа местности. На пульпопроводе через каждые 200...300 мм устанавливают специальные патрубки для подачи пульпы в карту намыва.

Эстакадный способ требует значительного расхода древесины на возведение опор, но при этом отпадает необходимость в периодической перекладке выпускных патрубков и их наращивании.

Укладка грунта в насыпь намывным способом обеспечивает его необходимую плотность и, как правило, исключает искусственное уплотнение

Расположение карт намыва должно определяться инженерно-геологическим районированием подготавливаемой территории и намечаемым генпланом ее застройки (для обеспечения создания участков под застройку разными классами сооружений и учета влияния грунтовых условий естественного основания на формирование свойств намывных грунтов).

Расположение пульповодов, ограждающих дамб и дамб обвалования, водосбросных колодцев и прудов-отстойников следует принимать такими, чтобы исключить попадание зданий и сооружений I и II классов на места стыка намывных карт и в зоны прудов-отстойников.

Предпочтение следует отдавать применению безэстакадного способа намыва с послойной (0,5 - 1,0 м) укладкой грунтов при интенсивности намыва, отвечающей водоотдаче намывных грунтов, водопроницаемости (дренирующей способности) подстилающих грунтов и положению (глубины залегания) уровня подземных вод. В необходимых случаях следует предусматривать отдых карт намыва после возведения каждого яруса.

Особое внимание следует уделять недопущению укладки в намываемую толщу глинистых грунтов, существенно снижающих несущую способность подготавливаемого основания и способствующих образованию техногенной верховодки.

При соответствующем обосновании допускается проводить намыв грунтов одним слоем на всю высоту создаваемого намывного массива.

При укладке грунтов намывом в воду необходимо учитывать характерное для таких условий снижение плотности намывных грунтов с глубиной водоема - уменьшение плотности сухого песка по 0,01 г/см3 на каждый метр глубины водоема.

Технология намыва должна отвечать требованиям охраны окружающей среды: предусматривать оборотное водоснабжение, минимальный сброс отмываемых тонкодисперсных частиц в поверхностные водоемы, рекультивацию снимаемого почвенного покрова, рекультивацию карьеров, расположенных вне русла рек или водоемов, и другие мероприятия.

Page 16

Современный опыт градостроительного проектирования позволил выявить определенные тенденции в выборе основных мероприятий (таблица 15).

Таблица 15

Проектирование водооградительных сооружений включает определение основных параметров поперечного сечения дамбы и земляной насыпи, типа и конструкции одежды берегоукрепления.

Параметры водооградительных сооружений в значительной степени зависят от их высоты. Ее назначают из условий некоторого превышения гребня дамбы или бровки подсыпки над расчетным ГВВ (рис. 43.). Это превышение состоит из нескольких величин, определяемых капитальностью сооружений и особенностями ветрового режима акватории.

В зависимости от класса капитальности сооружения назначают величину запаса а, характеризующего возвышение верха сооружения над горизонтом высоких вод. Как правило, капитальность водооградительных дамб относят к III классу, поэтому величину запаса принимают не менее 0,7 м. Возвышение отметки бровки насыпи при подсыпке территории принимают не менее 0,5 м. На крупных водоемах учитывают кроме запаса α величину ветрового нагона ∆h и высоту всплеска волны hB или ее наката на откос hн .

Отметку верха водооградительных сооружений Нс определяют по двум формулам. При вертикальном берегоукреплении:

Нс = Нгвв + α + ∆h + hB,

где принятое обозначение величин см. на рис. 28, б. Подъем горизонта под влиянием ветрового нагона определяют по данным местных наблюдений, высоту волны и ее наката — по нормативным документам.

Если берегоукрепление откосное, то:

Нс = Нгвв + α + ∆h + hн,

где обозначения см. на рис. 28, а.

В тех случаях, когда водооградительные сооружения трассируют вдоль берега, сжимая русловой поток, в формулы необходимо добавить запас на возможное превышение ГВВ, вызванное уменьшением поперечного сечения реки.

Рис. 43. Поперечные профили обделки берегов сооружений защиты от затопления (на схемах а и б обозначены величины, слагающие запас высоты сооружений)

Берегозащитные сооружения, предотвращающие подмыв берегов и деформацию русла рек, проектируют на основе генеральной схемы берегоукрепления, где учтены перспективы развития населенных мест. На территориях, непосредственно используемых для градостроительных нужд, предусматривают дополнительно меры активной защиты, включающие расширение существующих и создание искусственных пляжей в комплексе с сооружениями, их удерживающими.

Формы и конструкции берегоукрепления многообразны. Они зависят от назначения проектируемой территории, высоты водоограднтельного сооружения, гидрогеологических и климатических условий района строительства, определяющих нагрузки, и воздействия на конструкцию. Принципиальные схемы поперечных профилей берегоукрепления. отражающие возможное многообразие существующих вариантов, показаны на рис. 43. Откосный и вертикальный профили обделки берега (рис. 43, а и б) являются наиболее распространенными в городских набережных.

Откосно-вертикальная схема а набережной находит применение при относительно больших глубинах в прибрежной полосе и в условиях сгона-нагона воды на устьевых участках рек (рис. 43, в). Однако по архитектурным соображениям набережные этого типа могут быть возведены и на мелководье, но тогда высоту вертикальной части набережной делают не более 2-3 м. На реках с высокими паводками и крутыми возвышенными берегами находят широкое применение набережные, выполненные по схеме г с горизонтальной площадкой или без нее.

На берегах морей, рек, каналов при амплитуде приливно-отливных и сезонных колебаний до 5-6 м берегоукрепление проектируют по (рис. 43, д), в виде криволинейного силуэта. Если прибрежные территории подвержены воздействию прибойных и разбивающихся волн, то верхнюю часть криволинейной зоны целесообразно выполнять с обратным уклоном, проектируя поперечный профиль по (рис. 43, е). Это позволяет исключить выплескивание воды на берег при отсутствии ветра.

Природоохранные мероприятия

В проекте инженерной защиты территории от затопления и подтопления следует предусматривать:

- предупреждение опасных размывов русла, берегов, а также участков сопряжения защитных сооружений с неукрепленным берегом, вызываемых стеснением водотока защитными дамбами и береговыми укреплениями ;

- сохранение вокруг оставляемых на защищаемой территории водоемов древесно-кустарниковой и луговой растительности, лесонасаждений;

- осуществление на защищаемой территории комплекса агротехнических, луголесомелиоративных и гидротехнических мероприятий по борьбе с водной эрозией;

- предупреждение загрязнения почвы, водоемов, сельскохозяйственных земель и территорий, используемых под рекреацию, возбудителями инфекционных заболеваний, отходами промышленного производства, нефтепродуктами и ядохимикатами;

- сохранение естественных условий миграции животных в границах защищаемой территории;

- сохранение или создание новых нерестилищ взамен утраченных в результате осушения пойменных озер, стариц и мелководий водохранилищ;

- предупреждение гибели и травмирования рыб на объектах инженерной защиты;

- сохранение на защищаемой территории естественных условий обитания животных;

- сохранение на защищаемой территории режима водно-болотных угодий, используемых перелетными водоплавающими птицами во время миграций.

Системы инженерной защиты следует проектировать с учетом особенностей природоохранных, санитарно-гигиенических и противопаразитарных требований для каждой природн6ой зоны, а также данных территориальных комплексных систем охраны природы.

При размещении сооружений инженерной защиты и строительной базы необходимо выбирать земли, не пригодные для сельского хозяйства, либо сельскохозяйственные угодья низкого качества. Для строительства сооружений на землях государственного лесного фонда следует выбирать не покрытые лесом площади или площади, занятые кустарниками или малоценными насаждениями.

Не допускается нарушение природных комплексов заповедников и природных систем, имеющих особую научную или культурную ценность, в том числе в пределах охранных зон вокруг заповедников.

При создании объектов инженерной защиты на сельскохозяйственных землях и застроенных территориях не должны нарушаться процессы биогеохимического круговорота, оказывающие положительное влияние на функционирование природных систем.

Санитарно-оздоровительные мероприятия необходимо проектировать с учетом перспектив развития населенных пунктов. Не следует допускать образования мелководных зон, а также зон време6нного затопления и сильного подтопления вблизи населенных пунктов.

Расстояние от водоемов до жилых и общественных зданий должно устанавливаться органами санитарно-эпидемиологической службы в каждом конкретном случае.

Все проекты инженерной защиты должны содержать оценку возможных последствий техногенных воздействий на окружающую природную среду, основывающуюся на прогнозах динамики природных процессов: геодинамических, гидрологических, гидрохимических, геотермических, биологических, возникающих в результате воздействия затопления и подтопления, а также прогнозов изменений паразитологической ситуации.

При устройстве защитных сооружений допускается применять в качестве строительных материалов грунты и отходы производства, не загрязняющие окружающую природную среду.

Выемка грунта ниже створа защитных сооружений для наращивания дамб не допускается.

Не допускается подрезка склонов, разработка карьеров местных материалов в водоохранной зоне водоемов и водотоков.

При наличии на защищаемых территориях хозяйственно-питьевых водоисточников следует составлять прогноз возможных изменений качества воды после строительства защитных сооружений для разработки водоохранных мероприятий.

В проектах строительства объектов инженерной защиты необходимо предусматривать централизованное водоснабжение и канализацию защищаемых населенных пунктов с учетом существующих гигиенических требований.

Вокруг источников хозяйственно-питьевого назначения, расположенных на защищаемой территории, надлежит создавать санитарные зоны охраны, отвечающие требованиям «Положения о порядке проектирования и эксплуатации зон санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения».

В местах пересечения сооружениями инженерной защиты (нагорными каналами, дамбами обваловывания и т.д.) путей миграции животных надлежит:

Выносить сооружения за границу путей миграции;

Выполнять откосы земляных сооружений уположенными и без крепления, обеспечивающими беспрепятственное прохождение животных;

Заменять участки каналов со скоростями течения, опасными для переправы животных, на трубопроводы..

Page 17

Характеристики процессов

Оползни

Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными и зарубежными специалистами при градостроительном освоении территорий.

Оползни, сели, обвалы наносят большой ущерб народному хозяйству, природной среде, приводят к человеческим жертвам.

Основными поражающими факторами оползней, селей и обваловявляются удары движущихся масс горных пород, а также заваливание и заливание этими массами свободного ранее пространства. В результате происходит разрушение зданий и других сооружений, скрытие толщами пород населенных пунктов, объектов экономики, сельскохозяйственных и лесных угодий, перекрытие русел рек и путепроводов, гибель людей и животных, изменение ландшафта.

Оползни, сели и обвалы па территории РФ имеют место в горных районах Северного Кавказа, Урала, Восточной Сибири, Приморья, острова Сахалин, Курильских островов, Кольского полуострова, а также по берегам крупных рек.

Часто оползни приводят к масштабным катастрофическим последствиям. Так, оползень в Италии в 1963 г. объемом 240 млн м3 накрыл 5 городов, погубив при этом 3 тыс. человек.

В 1982 г. селевой поток протяженностью 6 км, шириной до 200 м обрушился на поселки Шивея и Аренда Читинской области. В результате были разрушены дома, автомобильные мосты, 28 усадеб, размыты и занесены 500 га посевных площадей, а также погибли люди и сельскохозяйственные животные. Экономический ущерб от этого селя составил около 250 тыс. рублей.

В октябре 1963 г. на высоком берегу водохранилища Вайонт в Северной Италии произошел один из самых разрушительный оползень за всю историю Европы - объемом около 0,25 км3. Оползень сошел в водохранилище и образовал волну, которая поднялась на 260 м вверх по противоположному склону долины. Волна перехлестнула через плотину и устремилась вниз по долине. В результате было разрушено пять селений и погибло более 2000 человек.

Января 1984 г. в результате землетрясения в Гиссарском районе Такжикистана произошол оползень шириной 400 м и длиной 4,5 км. Огромные массы земли накрыли поселок Шарора. Погибли 207 человек, погребенными оказались 50 домов.

В 1989 г. оползни в Ингушетии привели к разрушениям в 82 населенных пунктах. Было повреждено 2518 домов, 44 школы, 4 детских сада, 60 объектов здравоохранения, культуры, торговли и бытового обслуживания.

Целесообразность градостроительного освоения территорий с потенциально возможными и действующими оползнями должна быть тщательно обоснована с учетом соответствующих нормативных ограничений. Обычно при планировке города по возможности стремятся не размещать здания и инженерные сооружения на территориях, непосредственно прилегающих к оползневым склонам, или удаляют их на безопасное расстояние от его бровки, предусматривая одновременно комплекс защитных мер. Вместе с тем следует учитывать, что в ряде случаев крайне нежелательно отказываться от ценных в градостроительном отношении территорий с оползневыми явлениями. Например, территорий, расположенных вдоль морских побережий или крупных рек, особенно при наличии на них существующих зданий, автомобильных дорог и других инженерных сооружений. В таких случаях оползневые территории осваивают и даже включают в селитебную зону города, предусматривая ее комплексную защиту.

При инженерной подготовке территорий с оползнями решают задачи стабилизации потенциально опасных и уже подверженных обрушению склонов. Большое значение при этом имеет своевременный прогноз возможных границ распространения оползня, потенциальной глубины и скорости смещения грунта, а также других параметров, определяющих выбор защитных сооружений, и возможность безопасного размещения застройки на прилегающей территории.

Причины образования и характеристика оползней

Оползневые процессы характерны скользящим смещением части горных пород, слагающих склон без потери контакта между смещающейся и неподвижной частями (рис. 44, а). Для возникновения и развития оползня необходимы определенные условия, среди которых основными являются крутизна и форма склона, геологическое строение пород, гидрогеологическая и гидрологическая обстановка.

Рис. 44. Схема развития оползней:1 — поверхность склона после оползня; 2 — положение склона до оползня; 3 — сметающиеся части склона — тело оползня; 4 — поверхность скольжения

При прочих равных условиях наиболее подвержены оползневым явлениям крутые склоны, имеющие выпуклую или нависающую конфигурацию, а наиболее типичными оползневыми породами являются глинистые, сопротивление сдвигу которых очень чувствительно к изменению влажности. Оползни часто образуются на участках наклонного залегания слоев с падением их в сторону склона (рис. 44, б), а также при выдавливании глин вышележащими породами (схема в).

В подавляющем большинстве случаев оползни расположены у берегов водоемов, водохранилищ и рек, мест выхода подземных вод на поверхность, где возникают условия нарушения предельного равновесия склона. Оно может быть нарушено в результате дополнительных воздействий, которые являются следствием природных процессов или деятельности человека. К ним относятся: изменение крутизны склона, воздействие грунтовых и поверхностных вод, выветривание, сотрясения, мерзлотные воздействия, вибрация, дополнительные нагрузки на склон, уничтожение на нем растительности.

Механизм этих воздействий при образовании оползневого процесса проявляется в трех направлениях. Первое — изменение внешней формы и высоты склона, приводящее к перераспределению сдвигающих и удерживающих сил на нем. Второе — изменение строения и физико-механических свойств пород. Третье — создание дополнительного давления на слои, слагающие склон.

Возникновение оползней в каждом конкретном случае может быть результатом влияния отдельных из вышеперечисленных воздействий или их сочетанием. Для выявления причин возникновения оползней и механизма разрушения склона помимо традиционных инженерно-геологических изысканий используют измерительные приборы и сигнализирующие автоматические устройства. Первые позволяют получить подробную информацию об оползневом процессе как в самом начале его возникновения, так и на стадии полного развития, а вторые — сигнализируют о внезапно возникших внешних изменениях, которые могут вызвать подвижки грунта.

При проведении комплекса инженерных мероприятий их состав определяют на основе анализа причин, вызывающих оползневой процесс, учитывая характер и скорость движения, тип слагающих пород, глубину расположения поверхности скольжения и ее форму, активность процесса и другие характеристики.

Page 18

Первый тип — асеквентные, которые развиваются обычно в однородных связных грунтах и имеют криволинейную цилиндрическую поверхность скольжения, положение которой зависит от величины сил трения и сцепления. Классический оползень с правильной круглоцилиндрической поверхностью смещения сравнительно редок, поскольку естественные склоны, как правило, неоднородны, чаще всего они имеют сложное строение. Оползни описываемого типа характерны для искусственных склонов, например в дамбах или дорожных насыпях. Движение оползня может быть прогрессирующим, т. е. первоначально сдвиг может произойти не сразу по всей поверхности смещения, а развиваться постепенно, начиная с участка локального разрушения. Если поверхность смещения у нижней границы оползня наклонена в глубь массива, то смещение оползня может остановиться, так как момент сдвигающей силы во время движения уменьшается.

Второй тип — консеквентные оползни, для которых характерно смещение по поверхности напластования, падающей вниз по склону. Поверхность смещения при этом плоская или слабоволнистая, а ее положение предопределено строением склона. Движение этого типа оползней определяется наличием структурно ослабленных поверхностей, таких, как тектонические разрывы, трещины, напластования, и изменениями в сопротивлении сдвигу различных осадочных пород или на контакте прочных коренных и рыхлых пород. В отличие от предыдущего типа консеквентный оползень может неограниченно развиваться, если поверхность его смещения достаточно крутая и более или менее постоянная сдвигающая сила превышает сопротивление сдвигу.

К третьему типу относят инсеквентные оползни, которые секут поверхность напластования и простираются глубоко в склон. Здесь поверхность смещения, как правило, имеет сложное криволинейное очертание, ее положение определяется характером грунтов, слагающих толщу, и особенностями напластования пород.

Образуются оползни в различных породах в результате их нарушения равновесия или ослабления прочности. Вызываются как естественными, так и антропогенными причинами. Естественные: увеличение крутизны склонов, подмыв их основания морскими и речными водами, сейсмические толчки. Искусственные: разрушение склонов дорожными выемками, вырубкой леса, неразумное ведение сельского хозяйства на склонах. Согласно международной статистике, до 80 % современных оползней связано с деятельностью человека.

Классификация оползней

Классифицируются оползни: по масштабам явления, скорости движения и активности, механизму процесса, мощности и месту образования.

По масштабам: крупные, средние, мелкомасштабные.

Крупные вызываются, как правило, естественными причинами и образуются вдоль склонов на сотни метров. Их толщина достигает 10-20 и более метров. Оползневое тело часто сохраняет свою монолитность.

Средние и мелкомасштабные имеют меньшие размеры и характерны для естественных факторов образования.

Масштаб часто характеризуется вовлеченной в процесс площадью: грандиозные – 400 га и более, очень крупные – 200-400 га, крупные – 100-1200 га, средние 50-100 га, мелкие – 5-50 га и очень мелкие – до 5 га.

По глубине захвата склона выделяют мелкие (поверхностные) оползни и глубокие. Поверхность скольжения мелких оползней располагается в зоне сезонных колебаний влажности и температуры, а глубоких проходит в основном ниже этой зоны.

По скорости движения: скорость движения оползней может быть очень разная.

Характеристика движения Скорость

Крайне быстрое ................................... 3 м/с

Очень быстрое .................................... 0,3 м/мин

Быстрое ............................................... 1,5 м/сут

Умеренное ........................................... 1,5 м/мес

Медленное ........................................... 1,5 м/год

Очень медленное ................................. 0,06 м/год

Крайне медленное ............................... менее 0,06 м/год

С точки зрения проведения защитных мероприятий скорость движения оползней является важнейшей их особенностью.

По скорости оползни подразделяют на два типа, принципиально отличающихся друг от друга: постепенно или мгновенно оползающие. Скорость движения постепенно оползающих может быть от быстрой до крайне медленной; в этом случае еще до крупной подвижки можно заметить изменение рельефа и перекос сооружений и принять предупредительные меры.

Второй тип характеризуется мгновенным перемещением тела оползня с очень и крайне быстрой скоростью. Защита от таких оползней сложна и здесь большое значение имеет заблаговременный прогноз потенциально возможных смещений.

По активности. В зависимости от активности оползневого процесса выделяют действующие и недействующие оползни.

Действующие оползни имеют свежие и ярко выраженные, несглаженные эрозией формы поверхности. Деревья на склонах, затронутые такими оползнями, отклоняются от их первоначального положения («пьяный лес»).

Недействующие затухшие оползни обычно покрыты растительностью и нарушены процессами эрозии так, что следы последнего движения трудноразличимы. Но движение может возобновиться, если факторы, приводящие к возникновению оползня, продолжают существовать.

По механизму процессаподразделяются: на оползни сдвига, выдавливания, вязкопластические, гидродинамического выноса, внезапною разжижения. Часто имеют признаки комбинированного механизма.

По мощности процесса оползни делят на:

малые – обвал рыхлой массы до 10 тыс. м3;

средние – обвал грунта 100 тыс. м3;

крупные – обвал рыхлых масс 1000 м3;

крупнейшие – обвал более 1 тыс. м.3.

По месту образования они подразделяются на горные, подводные и искусственных земляных сооружений (котлованов, каналов, отвалов пород).

Следует иметь в виду, что огромное многообразие оползневых явлений обусловливает многочисленность их классификаций, поэтому выше приведены лишь те, которые в значительной мере оказывают влияние на выбор и обоснование основных инженерных мероприятий по стабилизации оползневых склонов. Вместе с тем в зависимости от региональных условий каждый тип оползня данного района обладает специфическими особенностями, которые необходимо принимать во внимание при проектировании.

Причины оползней

Природные

Антропогенные

- крутизна склона, превышающая угол естественного откоса; - землетрясения; - переувлажнение склонов, подмыв - выветривание твердых пород; - наличие в толще грунта глин, песков, льда; - пересечение пород трещинами; - чередование глинистых и песчано-гравийных пород.

- вырубка лесов, кустарников на склонах; - взрывные работы; - распахивание склонов; - чрезмерный полив садов на склонах; - разрушение склонов котлованами, траншеями; - заваливание мест выхода подземных вод; - строительство жилья на склонах.

Лавины

Cнежные лавины – это разновидность оползней Силы сцепления снега переходят определенную границу, и гравитация вызывает смещение снежных масс по склону. Снежный покров, лежащий на склоне гор, находится в состоянии неустойчивого равновесия. Силы сцепления внутри снежной толщи и на границе с земной поверхностью противодействуют силе тяжести, стремящейся сбросить снег к подножию склона. Свойства самой снежной толщи при этом непрерывно меняются как из-за смены метеорологической обстановки, так и под воздействием процессов, идущих внутри толщи снега. Новые снегопады и метели увеличивают вес снежных масс, резкие перепады температуры воздуха меняют величину напряжения пластов твердого снега, оттепели порождают интенсивное таяние, дожди ослабляют связи между частицами льда в снегу. Оседание и уплотнение снега увеличивают устойчивость снежного покрова на склоне, в то время как миграция водяных паров приводит к формированию горизонтов разрыхления.

Пришедшие в движение массы снега скользят по поверхности склона или низвергаются, проходя часть пути в свободном падении. Падение лавин сопровождается в зависимости от состояния снега оглушительным шумом и скрежетом. В отличие от обвалов скальных пород снежные обвалы обычно в процессе движения значительно увеличиваются за счет захвата новых слоев снега, лежащих ниже по склону. Скорость лавин может достигать 80—100 м/с, объем отложившихся масс снега одной лавины — 2—6 млн. м3.

Причины снежных лавин

Природные

Антропогенные

- скопление различных модификаций снега, толщиной слоя 30-70 см; - сильные и продолжительные метели, снегопады; - крутые склоны (от 15° до 50°) длиной более 500м; - отсутствие лесного массива на склонах; - внезапные оттепели; - сдувание ветром снега с подветренного слоя и перенос его на гребень, образование карниза над наветренным склоном;

- вырубка леса и кустарников на склонах; - нарушение травяного покрова нерегулярным выпасом скота; - взрывные работы; - использование сильных источников звука; - громкий крик.

Существует несколько классификаций лавин, в основу которых положены разные признаки: тип снега (рыхлый или плотный), содержание в снегу воды, характер движения, поверхность скольжения, морфология пути.

Однако общая классификация лавин должна отражать наиболее существенные их признаки и служить практическим целям организации защиты от лавин. Этим требованиям в наибольшей степени отвечают два подхода к подразделению лавин на главные типы. Первый генетический — исходит из учета причин схода лавин, о которых говорилось выше; ценность его состоит в возможности разработки прогноза наступления лавинной опасности. В основе второго подхода лежат учет рельефа снегосборного бассейна и пути движения лавины. Этот принцип подразделения лавинных аппаратов позволяет рассчитывать объемы и дальности выброса лавин, т. е. необходим при картировании лавиноопасных территорий. В данном пособии мы рассмотрим первый подход к классификации лавин.

Генетическая классификация лавин, наиболее полно разработанная советским исследователем В. Н. Аккуратовым, включает следующие классы и типы лавин.

I. Класс сухих (холодных) лавин.

Состоят такие лавины обычно из сухого снега; сходят преимущественно зимой; пути схода строго не ограничены — могут сходить по ровному склону и частично по воздуху. Они имеют максимальную скорость, могут образовать воздушную волну. К классу сухих относятся следующие типы лавин:

1. Лавины из свежевыпавшего снега. Такие лавины возникают из-за перегрузки склонов при продолжительных снегопадах. Для схода лавин достаточно 0,3—0,5 м свежего снега. В многоснежных районах умеренного климата этот тип лавин является основным.

2. Лавины из метелевого снега. Причина их возникновения — большая скорость роста составляющей силы тяжести на склоне. Это наиболее характерный тип лавин для районов с умеренно холодным климатом и бурным ветровым режимом.

3. Лавины, связанные с перекристаллизацией снега и образованием слоев глубинной изморози (силы сцепления в которых ослаблены). Обычно редкие, но мощные лавины.

4. Лавины температурного сокращения снежного покрова. Эти лавины возникают в результате резкого понижения температуры воздуха. Также редкий тип лавин.

II. Класс мокрых (теплых) лавин.

Формируются такие лавины из влажного или из мокрого снега; сходят они преимущественно весной; пути схода обычно постоянны; движение осуществляется по нижним горизонтам снега или по грунту; скорость движения меньше, чем у сухих лавин; воздействие связано главным образом с давлением тяжелых (пропитанных водой) масс снега.

1. Лавины, возникающие в результате радиационных оттепелей. Это маломощные лавины южных (солнечных) склонов.

2. Лавины, связанные с оттепелями и весенним снеготаянием, обычно состоят из влажного, реже мокрого снега. Поверхностью скольжения служит обычно поверхность раздела слоев снега, т.е. лавины относятся к категории пластовых.

3. Грунтовые лавины формируются весной из мокрого, полностью пропитанного водой снега, вследствие продолжительных оттепелей и дождей или при бурном снеготаянии во время фенов. Сходят всегда по определенным путям, поэтому, как правило, имеют названия. Переносят значительное количество обломочного материала. Грохот этих лавин жители Альп называют «лавинным громом». Наиболее разрушительные в классе мокрых лавин.

Лавины — одно из наиболее широко распространенных и опасных природных явлений горных стран. Упоминания о лавинах встречаются в сочинениях писателей древности, живших более 2000 лет назад. Древнегреческий историк Полибий (201 —120 г. до н. э.) пишет о потерях от лавин при переходе войск Ганнибала через Альпы (218 г. до н. э.). Древнеримский географ Страбон (63 г. до н. э. — 20 г. н. э.) писал о лавинной опасности, подстерегающей путешественника в Альпах и на Кавказе.

В январе 1951 г. в зоне лавинных катастроф оказалась вся Альпийская горная цепь длиной около 700 км и шириной до 150 км. Снегопад, сопровождавшийся буранами, продолжался во многих районах в течение семи дней и закончился резким потеплением. Количество выпавшего снега местами превышало годовую норму осадков в 2—3 раза и достигало 2— 3 м. Склоны оказались перегруженными снегом, и начался массовый сход лавин. Нарушилась вся транспортная сеть Альп — шоссейные и железные дороги были местами разрушены или завалены и временно закрыты. Лавины сошли в местах, где многие поколения жителей их не знали. Были уничтожены здания отелей, заповедные леса. Сезон получил название «Зима террора».

В феврале 1999 года лавина массой в 170 тыс. т полностью разрушила посёлок Гальтур в Австрии, вызвав гибель 30 человек, а в начале марта 2012 года серия лавин в Афганистане разрушила жилые дома, вызвав гибель не менее 100 человек.

В России снежные лавины распространены в горных районах Кавказа, Урала, в Восточной и Западной Сибири, Дальнем Востоке, на Сахалине.

В наши дни, многие страны накопили значительный опыт защиты от лавин.

Комплекс противолавинных мероприятийсостоит их двух основных категорий - профилактической и инженерной.

Профилактические мероприятия сводятся к предупреждению о лавинной опасности и ее ликвидации искусственным сбрасыванием. Для предупреждения лавинной опасности составляются карты лавиноопасных зон и прогноз времени схода лавин.

Профилактические мероприятия включают также оповещение населения о наступлении лавиноопасных периодов.

Искусственное сбрасывание лавин проводится минометами или подрывом взрывчатыми веществами площади лавиносбора. Лавиносборы обстреливают и для контроля, чтобы проверить устойчивость снега на склоне.

Инженерные мероприятия применяются обычно для защиты от лавин населенных пунктов и капитальных сооружений. Для этого строятся туннели, галереи, навесы. Обычно эти сооружения используются для прикрытия отдельных участков на железных, шоссейных дорогах, проходящих в горах.

Уже много лет возводились сооружения, изменяющие путь движения лавины, уменьшающие скорость и дальность выброса, - лавинорезы, клинья, направляющие стенки, обойные дамбы и др.

Они частично гасят энергию лавины или отводят ее от защищаемого объекта. Часто практикуются и такие инженерные методы, как террасирование, застройка склонов снегоудерживающими щитами. Они предупреждают соскальзывание снега из лавиносборов. Это дорогой, но эффективный способ борьбы с лавинами. Охрана и восстановление лесов на склонах гор по-прежнему считается одним из важнейших мероприятий в лавиноопасных районах. В Альпах лес, снесенный лавиной, немедленно восстанавливают. Посадку лесов обычно сочетают с застройкой склонов снегоудерживающими конструкциями.

Естественной защитой от лавин служит густой лес. Он препятствует перераспределению снега ветром, разделяет снежный покров на отдельные участки. В Швейцарии закон, запрещающий рубки леса на склонах гор, существует с XIV в. Уничтожение лесов на склонах гор всегда стимулирует лавинную деятельность.

Селевые потоки

Сель – бурный грязевый или грязекаменный поток, состоящий из смеси воды и обломков горных пород, внезапно возникающий в бассейнах небольших горных рек. Селевые создают угрозу населенным пунктам, железным и автомобильным дорогам и другим сооружениям, находящимся на их пути.

Непосредственными причинами зарождения селей служат ливни, интенсивное таяние снега, прорыв водоемов, реже землетрясения, извержения вулканов.

Классификация селей

Все если по механизму зарождения подразделяются на три типа:эрозионный, прорывной и обвально-оползневый.

При эрозионном вначале идет насыщение водною потока обломочным материалом за счет смыва и размыва прилегающего грунта, а затем уже формируется селевая волна. Такой сель возникает в результате интенсивных и продолжительных ливней, бурного таяния снега.

Прорывной характеризуется интенсивным процессом накопления воды, одновременно размываются горные породы, наступает предел и происходит прорыв водоема (озера, внутриледниковой емкости, водохранилища). Селевая масса устремляется вниз по склону или руслу реки.

При обвально-оползневом происходит срыв массы водонасыщенных горных пород (включая снег и лед). Насыщенность потока в этом случае близка к максимальной.

Каждому горному району свойственны свои причины возникновения селей. Например, на Кавказе они происходят главным образом в результате дождей и ливней (85 %).

В последние годы к естественным причинам формирования селей добавилисьтехногенные факторы, нарушение правил и норм работы горнодобывающих предприятий, взрывы при прокладке дорог и строительстве других сооружений, вырубки леса, неправильное ведение сельскохозяйственных работ и нарушение почвенно-растительного покрова.

При движении сель представляет собой сплошной поток грязи, камней и воды. Крутой передний фронт селевой волны высотой от 5 до 15 м образует «голову» селя. Максимальная высота вала водогрязевого потока иногда достигает 25 м.

В России до 20 % территории находится в селеопасных зонах. Особенно активно селевые потоки формируются в Кабардино-Балкарии, Северной Осетии, Дагестане, в районе Новороссийска, Саяно-Байкальской области, зоне трассы Байкало-Амурской магистрали, на Камчатке в пределах Станового и Верхоянского хребтов. Они также происходят в некоторых районах Приморья, Кольского полуострова и на Урале. Еще в 1966 г. на территории СССР было зарегистрировано более 5 тысяч селевых бассейнов. В настоящее время их количество возросло.

Классификация селей на основе причин возникновения приведена в табл. 16.

Таблица 16

Типы	Первопричины	Распространение и зарождение
1. Дождевой	Ливни, затяжные дожди	Самый массовый на Земле тип селей образуется в результате размыва склонов и появления оползней
2.Снеговой	Интенсивное снеготаяние	Происходит в горах Субарктики. Связано со срывом и переувлажнением снежных масс
3. Ледниковый	Интенсивное таяние снега и льда	В высокогорных районах. Зарождение связано с прорывом талых ледниковых вод
4. Вулканогенный	Извержения вулканов	В районах действующих вулканов. Самые крупные. Вследствие бурного снеготаяния и прорыва кратерных озер
5. Сейсмогенный	Сильные землетрясения	В районах высокой сейсмичности. Срыв грунтовых масс со склонов
б. Лимногенный	Образование озерных плотин	В высокогорных районах. Разрушение плотин
7. Антропогенный прямого воздействия	Скопление техногенных пород. Некачественные земляные плотины	На участках складирования отвалов. Размыв и сползание техногенных пород. Разрушение плотин
8. Антропогенный косвенного воздействия	Нарушение почвенно- растительного покрова	На участках сведения лесов, лугов. Размыв склонов и русел

На основе главных факторов возникновениясели классифицируютсяследующим образом: зонального проявления — главным фактором формирования являются климатические условия (осадки). Сход происходит систематически, пути движения относительно постоянны. Регионального проявления (главный фактор формирования — геологические процессы). Сход происходит эпизодически и пути движения непостоянны. Антропогенные — это результат хозяйственной деятельности человека. Происходят там, где наибольшая нагрузка на горный ландшафт. Образуются новые селевые бассейны. Сход - эпизодический.

Классификация по мощности (по перенесенной твердой массе):

1. Мощные (сильной мощности), с выносом более 100 тыс. м3 материалов. Бывают один раз в 5-10 лет.

2. Средней мощности, с выносом от 10 до 100 тыс. м3 материалов. Бывают один раз в 2-3 года.

3. Слабой мощности (маломощные), с выносом менее 10 тыс. м3 материалов. Бывают ежегодно, иногда несколько раз в году.

Классификация селевых бассейнов по повторяемости селей характеризует интенсивность развития или его селеактивность. По частоте схода селей можно выделить три группы селевых бассейнов:

- высокой селевой активности (с повторяемостью один раз в 3-5 лег и чаще);

- средней селевой активности (с повторяемостью один раз в 6-15 лет);

- низкой селевой активности (с повторяемостью один раз в 16 лет и реже).

Классифицируются сели также и по их воздействию на сооружения:

- маломощный — небольшие размывы, частичная забивка отверстий водопропускных сооружений.

- среднемощный — сильные размывы, полная забивка отверстий, повреждение и снос бесфундаментных строений.

- мощный — большая разрушительная сила, снос мостовых ферм, разрушение опор мостов, каменных строений, дорог.

- катастрофический — полное разрушение строений, участков дорог вместе с полотном и сооружениями, погребение сооружений под наносами.

Иногда применяется классификация бассейнов по высоте истоков селевых потоков:

- высокогорные: Истоки лежат выше 2500 м, объем выносов с 1 км2 составляет 15-25 тыс. м3 за один сель;

- среднегорные: Истоки лежат в пределах 1000-2500 м, объем выноса с 1 км2 составляет 5-15 тыс. м3 за один сель;

- низкогорные: Истоки лежат ниже 1000 м, объем выносов с 1 км2 менее 5 тыс. м3 за один сель.

Причины селей

Природные

Антропогенные

- наличие на склонах песка, гальки, гравия; - наличие значительного объема воды (ливни, таяние ледников, снегов, прорыв озер); - крутизна склонов более 100; - землетрясения; - вулканическая деятельность; -обрушение в русло рек большого количества грунта (обвал, оползень); - резкое повышение температуры воздуха.

- создание на склонах гор искусственных водоемов; - вырубка леса, кустарника на склонах; - деградация почвенного покрова нерегулярным выпасом скота; - взрывы, разработка карьеров; - нерегулируемый сброс воды из ирригационных водоемов на склонах; - неправильное размещение отвалов отработанной породы горнодобывающими предприятиями; - подрезка склонов дорогами; - массовое строительство на склонах.

Обвалы

Обвалы (горный обвал) — отрыв и катастрофическое падение больших масс горных пород, их опрокидывание, дробление и скатывание на крутых и обрывистых склонах.

Обвалы природного происхождения наблюдаются в горах, на морских берегах и обрывах речных долин. Они происходят в результате ослабления связанности горных пород под воздействием процессов выветривания, подмыва, растворения и действия сил тяжести. Образованию обвалов способствуют: геологическое строение местности, наличие на склонах трещин и зон дробления горных пород. Чаще всего (до 80 %) современные обвалы связаны с антропогенным фактором. Они образуются в основном при неправильном проведении работ, при строительстве и горных разработках.

Обвалы характеризуются мощностью обвального процесса (объемом падения горных масс) и масштабом проявления (вовлечение в процесс площади).

По мощности обвального процесса обвалы подразделяют на крупные (отрыв пород 10 млн м3), средние (до 10 млн м3) и мелкие (отрыв пород менее 10 млн м3).

По масштабу проявления обвалы подразделяются на огромные (100- 200 га), средние (50-100 га), малые (5-50 га) и мелкие (менее 5 га).

Кроме того, обвалы могут характеризоваться типом обрушения, которые определяются крутизной склона скатывания обвальных масс.

3.4.2. Инженерная подготовка оползневых территорий

Основными градостроительными задачами в отношении оползневых склонов являются:

- обеспечение стабильного состояния оползневого склона, т. е. сохранение равновесия всех действующих сил;

- создание условий для использования оползневого склона и прилегающих территорий в тех или иных градостроительных целях (застройка, парки и сады, дороги и т. д.).

Противооползневые мероприятия разделяются на профилактические и радикальные. Первые преследуют цели сохранения равновесия сил и некоторой стабилизации оползня, вторые устраняют в той или иной степени основные причины действия оползня, исключая его активизацию в будущем. Радикальные мероприятия устраняют основные причины возникновения и действия оползней, локальные же мероприятия задерживают или препятствуют движению оползня.

Профилактические мероприятия по борьбе с оползнями, как правило, легче выполнимы по сравнению с мероприятиями, осуществляемыми на том же участке при полном развитии оползневого процесса.

Решение вопросов инженерной подготовки территорий с оползневыми явлениями требует прежде всего исчерпывающих инженерно-геологических, гидрогеологических и гидрологических изысканий с последующим глубоким .анализом полученных материалов. При этом основными вопросами являются: - сущность явления и причины его возникновения; - границы распространения оползневых явлений вдоль склона и возможного влияния на территорию города; - характер происходящего движения (скольжения) оползня;

- прогноз проявления и действия оползня в перспективе.

В прогнозе предусматривается возможность движения оползня в силу изменяющихся причин, нарушения равновесия системы.

Изучение оползневого склона включает не только явление оползания, но и сопутствующие процессы оврагообразования, подтопления склона, движения подземных вод и т. д. Изучение этих явлений и процессов производится не только на оползневом склоне, но и на прилегающей территории.

При проектировании противооползневых мероприятий исходным материалом являются данные инженерных изысканий, в состав которых входят: - сбор и систематизация материалов, относящихся к исследованию оползневого участка; - изучение тела оползня с помощью геологосъемочных, геофизических, геодезических, буровых и других видов работ; - изучение свойств грунтов и режима подземных вод;

- наблюдения за движением оползня, включающие определение скорости и характера движения оползневой массы и установление причин активизации оползня.

Содержание и объем мероприятий по борьбе с оползнями обусловливаются причинами прохождения оползневого процесса. Противооползневые мероприятия многообразны и осуществляются, как правило, комплексно (рис. 45).

Рис. 45. Схема комплексных мероприятий по борьбе с оползневыми процессами на склоне морского берега

В условиях современного города всегда является целесообразным осуществление противооползневых мероприятий в полном комплексе и на всем протяжении берегового склона, если даже оползневые участки расположены с некоторыми разрывами между ними.

Основное требование при разработке мер защиты заключается в необходимости повысить коэффициент запаса устойчивости склона не ниже требуемого значения при всех возможных вариантах его параметров, от которых зависит стабильность. Проектировать начинают с анализа устойчивости склона, рассматривая состояние откоса в течение продолжительного периода, так как свойства грунтов и гидрогеологические условия могут меняться во времени. Такой анализ при освоении территории необходим не только на период строительства, но и эксплуатации. Устойчивость склонов оценивают, изучая как естественные откосы, так и искусственно созданные.

Выбор противооползневых мероприятий делают на основе технико-экономического сравнения вариантов.

В практике проектирования с оползневыми процессами борются комплексно, предусматривая меры профилактики на потенциально опасных склонах и радикальные на участках смещения горных пород. Одновременно устанавливают режим строительства и эксплуатации в зонах оползневых участков. Это запрещение подрезок в нижней части склона и подсыпок — в верхней, уничтожения растительности и распашки склонов, проведения нерегулируемого полива и сброса поверхностных вод. Накладывают ограничение на скорость движения транспорта по улицам прилегающей территории, разрабатывают специальные способы выполнения строительных работ.

Вертикальная планировка оползневых склонов

Вертикальную планировку потенциально опасного оползневого склона производят уполаживанием его до устойчивого состояния, а при большой высоте еще и террасированием, устраивая, так же как на овражных склонах, бермы с водоотводящими лотками. Одновременно склоны защищают от выветривания и размыва поверхностными водами, укрепляя их дерном или посевом многолетних трав.

Перераспределение земляных масс на склоне целесообразно производить за счет срезки верхней части и перемещения ее в нижнюю. На мелких оползнях улолаживание откоса или придание ему ломаного профиля могут быть эффективными стабилизирующими средствами на потенциально неустойчивых участках.

На мелких оползнях с выявленной поверхностью скольжения целесообразно устраивать упорные призмы (контрфорсы) из земляных масс, отсыпаемых в языковой части естественного склона (рис. 46, а), у подножья искусственной насыпи (рис. 46, б) или откоса выемки (рис. 46, в).

Контрфорсы проектируют так, чтобы увеличить удерживающие силы вблизи подошвы откоса до величин, обеспечивающих соответствующий коэффициент устойчивости. Параметры этих сооружений определяют расчетом, принимая во внимание профиль откоса и необходимую величину сопротивления сдвигу.

Рис. 46. Устройство грунтовых упорных призм: 1 - упорная призма; 2 — коренные породы; 3 — поверхность скольжения; 4 — первоначальная поверхность склона; 5 — насыпь из зернистого грунта; 6 — то же, из легкого материала; 7 — отметка до реконструкции насыпи; 8 — проектная отметка поверхности; 9 — ил, глина с органическими остатками; 10 — лоток водоотвода; 11— дренаж

Нормальная работа любого подпорного сооружения зависит от его способности сопротивляться опрокидыванию и скольжению, сдвигу по контакту или ниже его с вовлечением основания. На опрокидывание рассчитывают, рассматривая упорную призму (контрфорс) как гравитационное сооружение с распределением сил, обеспечивающим соответствующее направление равнодействующей. Аналогичным образом контрфорс рассчитывают на сдвиг по контакту или ниже его с определением необходимой глубины заложения основания. Проверочные расчеты проводят в нескольких поперечных сечениях на разных отметках глубины, чтобы определить прочность упорной призмы на сдвиг.

Для снижения сдвигающих сил в искусственно созданной насыпи автомобильных дорог производят ее реконструкцию, частично заменяя грунт насыпи более легким (рис. 46, б), например котельным шлаком или ракушечником. В последнее время для уменьшения массы насыпи применяют полистирольные блоки и плиты. Во всех случаях сооружение пригрузочных насыпей сопровождают защитой от поверхностных, а при необходимости и подземных вод.

Page 19

Искусственное измерение рельефа склона следует предусматривать для предупреждения и стабилизации процессов сдвига, скольжения, выдавливания, обвалов, осыпей грунтов.

Образование рационального профиля склона (откоса) достигается приданием ему соответствующей крутизны и террасированием, отсыпкой в нижней части склона упорной призмы (контрбанкета).

Ширину (террас) и высоту уступов, а также расположение и форму банкетов следует определять расчетом общей и местной устойчивости склона (откоса), планировочными решениями, условиями производство работ и эксплуатационными требованиями.

На террасах необходимо предусматривать устройство водоотводов, а в местах высачивания подземных вод – дренажей.

Должен быть организован беспрепятственный сток поверхностных вод, исключено застаивание вод на бессточных участках и попадание на склон вод с присклоновой территории.

Устройство очистных сооружений в оползнеопасной зоне не допускается.

Для достижения требуемого понижения уровня подземных вод надлежит применять следующие виды водопонизительных устройств:

- траншейные дренажи (открытые траншеи и канавы);

- закрытые дренажи (траншеи, заполненные фильтрующим материалом) для осушения оползневого тела, рассчитанные, как правило, на недолговременный срок службы;

- трубчатые (в том числе мелкого заложения) и галерейные дренажи – в устойчивой зоне за пределами смещающихся грунтов для перехвата подземного потока при продолжительном сроке службы;

- пластовые дренажи на участках высачивания подземных вод на склонах (откосах);

- водопонизительные скважины различных типов в сочетании с дренажами или взамен их в случае большей эффективности или целесообразности их применения.

Дренирование подземных вод предусматривают для предохранения грунтов откоса от насыщения водой. Это мероприятие проводят как для действующих, так и недействующих оползней.

Обычно подземные воды дренируют одновременно на прилегающей территории и оползневом склоне.

Для перехвата подземных вод на прилегающей к склону территории устраивают дренажные сооружения, расположенные на безопасном расстоянии от зоны оползания. Тип и систему дренажных устройств проектируют в соответствии с гидрогеологическими условиями территории на основе требований, изложены ранее.

На оползневом склоне проектируют специфические дренажные сооружения, откосные прорези, наклонный дренаж, каптажные колодцы и наклонные скважины. В качестве простейших систем могут служить лотки и канавы глубиной до 3 м. Область их применения — это защита неглубоких оползней типа сплывин. Лотки используют также в качестве элементов выпуска подземных вод из слоев грунта, близких к поверхности склона.

Откосные дренажи применяют обычно для осушения откосов, потенциально подверженных поверхностным оползневым смещениям при неясно выраженных водоносных слоях или при многочисленных выходах подземных вод наружу в виде ключей. В конструктивном отношении они представляют собой сравнительно неглубокие траншеи, закладываемые ниже поверхности возможного оползания и заполненные дренирующим материалом (рис. 48, а). Их располагают поперек склона, а для наиболее полного перехвата грунтовых вод устраивают в виде призм разветвлениями различной формы на расстоянии друг от друга от 3 до 15 м в зависимости от характера и состояния осушаемых грунтов.

Рис. 48. Схемы дренажных устройств на оползневых склонах:

1 — коренные породы; 2 — поверхность скольжения; 3 — бровка откоса: 4 — дренажное устройство; 5 — лоток; 6 — колодцы; 7 — водоотводящие трубопроводы; 8 — грунт обратной засыпки; 9 — песок; 10 — гравий или щебень; 11 — бетонный лоток; 12 — дренажные скважины; 13 — депрессионная кривая; 14 — одерновка; 15 — утепляющий слой; 16 — контрфорс; 17 — дренажная труба; 18 — водонасыщенный грунт; 19 — каптажный колодец

Дренажные прорези устраивают при осушении толщи наносов на оползневых склонах, где другие типы дренажей, даже при незначительных подвижках, быстро выходят из строя. Их закладывают на бровке, отводя воду из насыщенного слоя (рис. 48, б). Для ее сброса дренажные прорези соединяют трубопроводами с нижним лотком или другими водоотводящимн сооружениями.

Прорези представляют собой траншею глубиной 6-12 м, заполненную дренирующим материалом и врезанную основанием в коренной грунт. Прорези защищают от засорения, укладывая поверх дренирующего материала дерн корнями кверху или соломенные маты и другие материалы, и забивают траншею глиной и грунтом.

Если водоносные горизонты имеют выход на склон, то их осушают горизонтальными или наклонными скважинами, заложенными со стороны склона (рис. 43, в) на отметках, близких к водоупору. Часть трубы перфорируют, превращая в фильтр. Механизм действия таких дрен заключается в следующем. При поступлении воды к откосу на участках, где заложены дрены, она постепенно поглощается перфорированной частью труб. В результате по мере приближения к откосу УГВ понижается, образуя сводчатую депрессионную кривую, имеющую общее падение вдоль дрен.

При фронтальном выклинивании водоносного горизонта на оползневом склоне применяют насланный дренаж, который укладывают на устойчивый откос на всю мощность водоносного горизонта. В конструктивном отношении он аналогичен пластовому и состоит из фильтра, дренажной трубы и утепляющего слоя, толщину которого назначают с учетом глубины промерзания грунтов (рис. 48, г).

Когда грунтовые воды выклиниваются на склоне в виде родников, проектируют бетонные или железобетонные каптажные колодцы, снабженные обратными фильтрами в местах выхода одиночных родников (рис. 48, б). Дренажные воды, как правило, отводят из колодца через трубчатый водосброс в ливневую канализацию.

Дренажные сооружения для стабилизации откосов в равной мере необходимы как на естественных склонах, так и при возведении искусственной насыпи, где оползневые смещения могут появиться в грунтах основания из-за чрезмерного напряжения от массы насыпи и гидростатического давления подземных вод, режим которых нарушен.

Устройства для перехвата и понижения подземных вод и предотвращения оползневых процессов выбирают на основе технико-экономического сопоставления. При этом рассматривают несколько вариантов различных дренажных сооружений, но сравнивают их и с другими методами защиты.

Page 20

На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов или искусственных откосов и морская абразия береговых уступов. Поскольку активизация оползневых процессов и переработка берегов тесно связаны, то большая роль в комплексе противооползневых мероприятий принадлежит берегоукреплениям.

Берегоукрепление может быть выполнено в виде откосов, когда соответствующие одежды укладывают на предварительно спланированную поверхность, и набережных стенок (контрфорсов). Последние применяют, когда из-за нехватки свободного пространства на прибрежной территории осуществление других мероприятий осложняется или становится невозможным.

Берегоукрепления с точки зрения их влияния на режим водоемов относят к пассивным и проектируют в сочетании с активными, наносоудерживающими сооружениями: бунами и волнорезами. Буны являются одной из самых распространенных конструкций, стабилизирующих морской берег. Они представляют собой массивные сооружения, которые размещают перпендикулярно или под углом к береговой линии, заглубляя их основание в коренную породу (рис. 49).

Буны пересекают подвижную часть наносов и препятствуют их продольному транзиту. В результате наносы аккумулируются между бунами в приурезной части акватории и частично гасят энергию волны. Степень воздействия бун на водный поток и стабилизацию берегового склона существенно зависит от их взаимного размещения и длины. Параметры бун, как и других малых гидротехнических сооружений, активно влияющих на водный поток, рассчитывают по методике, описанной в литературе.

Рис. 49. Прибрежные противооползневые сооружения:

а — расположение бун в плане; б — поперечное сечение по бунам: в, г — незатопленный и затопленный волноломы (г — затопленный в сочетании с другими защитным мероприятиями);

1 — вертикальный фильтр; 2 — дренажная галерея; 3 — водоотводящая штольня: 4 — лоток: 5 — коренные породы; 6 — плоскость скольжения; 7 — подпорная стенка: 6 — искусственный пляж; 9 — затопленный волнолом

Область эффективного использования бун для борьбы с противооползневыми явлениями — это стабилизация надводных склонов и пляжей. Подводные склоны, особенно на большом протяжении, стабилизировать с их помощью не удается, так как склоны могут обрушиться в результате подвижки земляных масс.

Для стабилизации склонов поэтому нередко проектируют не только буны, но и волнорезы (волноломы). Их используют для защиты подводной части склона.

Волноломы делают как затопленного, так и незатопленного типа (рис. 49) из железобетонных массивов или оболочек, заполненных бетоном. Волноломы защищают от абразии берега путем частичного гашения волны и накопления наносов на тех участках акватории, где в подводной части склона имеют место оползни выдавливания.

Проблема борьбы с эрозией у подножья склона сводится к сохранению различными способами надежного упора в их нижней части и увеличению других удерживающих сил. В практике проектирования с этой целью используют, как правило, комплекс активных и пассивных защитных сооружений в сочетании с общими и специальными мероприятиями инженерной подготовки. Так, например, на побережье около Одессы создана из привозного материала полоса искусственных пляжей от Ланжерона до Аркадии протяженностью 5 км и шириной 40-50 м. Сохранение пляжей обеспечено комплексом гидротехнических сооружений: бун и волноломов. Для перехвата подземных вод запроектирована дренажная галерея на расстоянии 200 м от бровки обрыва с удалением грунтовых вод с помощью водоотводящей штольни.

Комплексное решение противооползневых мероприятий в Крыму предусматривает сочетание контрфорсных и берегоукрепительных сооружений, дренирование оползневых масс, разгрузку верхней части склона и уполаживание откосов с регулированием поверхностного стока.

Берегозащитные сооружения и мероприятия.Для инженерной защиты берегов рек, озер, морей, водохранилищ применяют следующие виды сооружений и мероприятий, приведенные в таблице 17.

Таблица 17

Вид сооружения и мероприятия	Назначение сооружения и мероприятия и условия их применения
I Волнозащитные
1 Вдольбереговые
Подпорные береговые стены (набережные) волноотбойного профиля из монолитного и сборного бетона и железобетона, камня, ряжей, свай	На морях, водохранилищах, озерах и реках для защиты зданий и сооружений I и II классов, автомобильных и железных дорог, ценных земельных угодий
Шпунтовые стенки железобетонные и металлические	В основном на реках и водохранилищах
Ступенчатые крепления с укреплением основания террас	На морях и водохранилищах при крутизне откосов более 15°
Массивные волноломы	На морях и водохранилищах при стабильном уровне воды
2 Откосные
Монолитные покрытия из бетона, асфальтобетона, асфальта	На морях, водохранилищах, реках, откосах подпорных земляных сооружений при достаточной их статической устойчивости
Покрытия из сборных плит	При волнах до 2,5 м
Покрытия из гибких тюфяков и сетчатых блоков, заполненных камнем	На водохранилищах, реках, откосах земляных сооружений (при пологих откосах и невысоких волнах - менее 0,5-0,6 м)
Покрытия из синтетических материалов и вторичного сырья	То же
II Волногасящие
1 Вдольбереговые
Проницаемые сооружения с пористой напорной гранью и волногасящими камерами	На морях и водохранилищах
2 Откосные
Наброска из камня	На водохранилищах, реках, откосах земляных сооружений при отсутствии рекреационного использования
Наброска или укладка из фасонных блоков	На морях и водохранилищах при отсутствии рекреационного использования
Искусственные свободные пляжи	На морях и водохранилищах при пологих откосах (менее 10°) в условиях слабовыраженных вдольбереговых перемещений наносов и стабильном уровне воды
III Пляжеудерживающие
1 Вдольбереговые
Подводные банкеты из бетона, бетонных блоков, камня	На морях и водохранилищах при небольшом волнении для закрепления пляжа
Загрузка инертными на локальных участках (каменные банкеты, песчаные примывы и т.п.)	На водохранилищах при относительно пологих откосах
2 Поперечные
Буны, молы, шпоры (гравитационные, свайные, из фасонных блоков и др.)	На морях, водохранилищах, реках при создании и закреплении естественных и искусственных пляжей
IV Специальные
1 Регулирующие
Управление стоком рек (регулирование сброса, объединение водостоков в одно устье и др.)	На морях для увеличения объема наносов, обход участков малой пропускной способности вдольберегового потока
Сооружения, имитирующие природные формы рельефа	На водохранилищах для регулирования береговых процессов
Перебазирование запаса наносов (переброска вдоль побережья, использование подводных карьеров и т.д.)	На морях и водохранилищах для регулирования баланса наносов
2 Струенаправляющие
Струенаправляющие дамбы из каменной наброски	На реках для защиты берегов рек и отклонения оси потока от размывания берега
Струенаправляющие дамбы из грунта	На реках с невысокими скоростями течения для отклонения оси потока
Струенаправляющие массивные шпоры или полузапруды	То же
3 Склоноукрепляющие
Искусственное закрепление грунта откосов	На водохранилищах, реках, откосах земляных сооружений при высоте волн до 0,5 м

Выбор вида берегозащитных сооружений и мероприятий или их комплекса следует производить в зависимости от назначения и режима использования защищаемого участка берега с учетом в необходимых случаях требований судоходства, лесосплава, водопользования и пр.

При выборе конструкций сооружений следует учитывать, кроме их назначения, наличие местных строительных материалов и возможные способы производства работ.

В состав комплекса морских берегозащитных сооружений и мероприятий при необходимости должно быть включено регулирование стока устьевых участков рек в целях изменения побережья или обеспечения его речными наносами.

Page 21

Кроме рассмотренных выше методов борьбы с оползневыми и обвальными явлениями также рассматриваются следующие мероприятия и сооружения инженерной защиты.

Удерживающие сооружения.Удерживающие сооружения следует предусматривать для предотвращения оползневых и обвальных процессов при невозможности или экономической нецелесообразности изменения рельефа склона (откоса).

Удерживающие сооружения применяют следующих видов:

- подпорные стены (на естественном или свайном основании);

- свайные конструкции и столбы – для закрепления неустойчивых участков склона;

- анкерные крепления – в качестве самостоятельного удерживающего сооружения (с опорными плитами, балками и т.д.) и в сочетании с подпорными стенами, сваями, столбами;

- поддерживающие стены – для укрепления нависающих скальных карнизов;

- контрфорсы – отдельные опоры, врезанные в устойчивые слои грунта, для подпирания отдельных скальных массивов;

- опояски (упорные пояса) – невысокие массивные сооружения для поддержания неустойчивых откосов;

- облицовочные стены – для предохранения грунтов от выветривания и осыпания;

- пломбы (заделка пустот, образовавшихся в результате вывалов на склонах) для предохранения скальных грунтов от выветривания и дальнейших разрушений;

- покровные сетки в сочетании с анкерными креплениями.

Для свайных конструкций следует предусматривать, как правило, буронабивные железобетонные сваи. Применение забивных свай допускается в случаях, когда проведение сваебойных работ не ухудшает условий устойчивости склона (откоса).

При наличии подземных вод следует предусматривать гидроизоляцию по верховой грани подпорных стен и устройство застенного дренажа с выводом вод за пределы подпираемого грунтового массива.

Улавливающие сооружения.Улавливающие сооружения и устройства (стены, сетки, валы, траншеи, надолбы) следует предусматривать для защиты объектов от воздействия осыпей, вывалов, падения отдельных скальных обломков.

Улавливающие стены и сетки располагают у подошвы склонов (откосов) крутизной 250 – 350 для защиты от воздействия осыпей, вывалов, падения отдельных скальных обломков и небольших обвалов.

Улавливающие траншеи и улавливающие полки следует размещать у подошвы обвалоопасных склонов (откосов) высотой до 60 м и крутизной 350 для защиты от вывалов отдельных обломков грунта объемом до 1 м 3, улавливающие валы – у подошвы обвалоопасных склонов большой протяженности.

Улавливающие стены, траншеи и валы допускается располагать на склонах на высоте не более 30 м над защищаемым объектом при крутизне склона не более 250.

Оградительные стены следует размещать у подошвы склонов (откосов) высотой до 30 м (соответственно 50 м) и крутизной 400 – 450 для улавливания мелких (до 0,01 м3) обломков скального грунта или задержания осыпающегося скального грунта.

Покровные свободно висящие сетки надлежит применять для защиты объектов, близко расположенных к подошве склона (откоса), от падающих скальных обломков.

Надолбы следует предусматривать на затяжных склонах высотой до 50-60 м и крутизной до 300 в комплексе с другими улавливающими сооружениями и устройствами для погашения скорости обломков скального грунта.

В проектах улавливающих сооружений и устройств следует предусматривать возможность подъезда транспортных средств и очистки улавливающих пазух от скопления продуктов выветривания, осыпей и обвалов в условиях эксплуатации.

Противообвальные галереи.Противообвальные галереи необходимо размещать на обвальных участках железных, автомобильных и пешеходных дорог для защиты от падающих обломков и глыб и рассчитывать на нагрузки и воздействия. На кровле противообвальных галерей необходимо устраивать амортизирующую грунтовую отсыпку, снижающую динамическое воздействие обвалов, предотвращающую повреждение конструкций и обеспечивающую скатывание обломков через галерею. В основании отсыпки необходимо укладывать гидроизоляцию, а также предусматривать отвод с кровли галерей поверхностных вод. Для отвода подземных вод, поступающий к галерее с верховой стороны, должен быть устроен продольный застенный дренаж.

Агролесомелиорация, защитные покрытия и закрепление грунтов.Мероприятия по агролесомелиорации следует предусматривать в комплексе с другими противооползневыми и противообвальными мероприятиями для увеличения устойчивости склонов (откосов) за счет укрепления грунта корневой системой, осушения грунта, предотвращения эрозии, уменьшения инфильтрации в грунт поверхностных вод, снижения воздействия выветривания.

Мероприятия по агролесомелиорации включает: посев многолетних трав, посадку деревьев и кустарников в сочетании с посевом многолетних трав или одерновкой.

Подбор растений, их размещение в плане, типы и схемы посадок следует назначать в соответствии с почвенно-климатическими условиями, особенностями рельефа и эксплуатации склона (откоса), а также с требованиями по планировке склона и охране окружающей среды.

Посев многолетних трав без других вспомогательных средств защиты допускается на склонах (откосах) крутизной до 350, а при большей крутизне (до 450) – с пропиткой грунта вяжущими материалами.

Для обеспечения устойчивости склонов (откосов) в слабых и трещиноватых грунтах допускается применять цементацию, смолизацию, силикатизацию, электромеханическое и термическое закрепление грунтов.

Для защиты обнаженных склонов (откосов) от выветривания, образования вывалов и осыпей допускается применять защитные покрытия из торкретбетона, набрызг-бетона и аэроцема (вспененного цементно-песчаного раствора), наносимые на предварительно навешанную и укрепленную анкерами сетку.

Для снижения инфильтрации поверхностных вод в грунт на горизонтальных и пологих поверхностях склонов (откосов) допускается применять покрытия из асфальтобетона и битумоминеральных смесей.

Противоселевые сооружения и мероприятия.Для инженерной защиты территорий, зданий и сооружений от селевых потоков применяют следующие виды сооружений и мероприятий, приведенныев таблице 9.

Таблица 9

Вид сооружения и мероприятия	Назначение сооружения, мероприятия и условия их применения
I Селезадерживающие
Плотины бетонные, железобетонные, из каменной кладки: водосбросные, сквозные. Плотины из грунтовых материалов (глухие)	Задержание селевого потока в верхнем бьефе. Образование селехранилищ
II Селепропускные
Каналы. Селеспуски	Пропуск селевых потоков через объект или в обход него
III Селенаправляющие
Направляющие и ограждающие дамбы. Шпоры	Направление селевого потока в селепропускное сооружение
IV Стабилизирующие
Каскады запруд. Подпорные стены. Дренажные устройства. Террасирование склонов. Агролесомелиорация	Прекращение движения селевого потока или ослабление его динамических характеристик
V Селепредотвращающие
Плотины для регулирования селеобразующего паводка. Водосбросы на озерных перемычках	Предотвращение селеобразующих паводков
VI Организационно-технические Организация службы наблюдения и оповещения	Прогноз образования селевых потоков

Противолавинные сооружения и мероприятия.Для инженернойзащиты территории, зданий и сооружений от снежных лавин применяют следующиевиды сооружений и мероприятий, приведенные в таблице 10.

Таблица 10

Вид сооружения и мероприятия	Назначение сооружения и мероприятия и условия их применения
I Профилактические
Организация службы наблюдения, прогноза и оповещения	Прогноз схода лавин. Прекращение работ и доступ людей в лавиноопасны зоны на время схода лавин и эвакуация людей из опасной зоны
Искусственно регулируемый сброс лавин	Регулируемый спуск лавин и разгрузка от неустойчивых масс снега путем обстрелов, взрывов, подпиливания карнизов и т.п. на основе прогноза устойчивости масс снега на склоне
II Лавинопредотвращаюшие
Системы снегоудерживающих сооружений (заборы, стены, щиты, решетки, мосты), террасирование склонов, агролесомелиорация	Обеспечение устойчивости снежного покрова в зонах зарождения лавин, в том числе в сочетании с террасированием и агролесомелиорацией, регулирование снегонакопления
Системы снегозадерживающих заборов и щитов	Предотвращение накопления снега в зонах возникновения лавин путем снегозадержания на наветренных склонах и плато
Снеговыдувающие панели (дюзы), кольктафели	Регулирование, перераспределение и закрепление снега в зоне зарождения лавин
III Лавинозащитные
Направляющие сооружения: стенки, искусственные русла, лавинорезы, клинья	Изменение направления движения лавины. Обтекание лавиной объекта
Тормозящие и останавливающие сооружения: надолбы, холмы, траншеи, дамбы, пазухи	Торможение или остановка лавины
Пропускающие сооружения: галереи, навесы, эстакады	Пропуск лавин над объектом или под ним

Выбор противолавинных комплексов сооружений и мероприятий следует производить с учетом режима и характеристик лавин и снегового покрова в зоне зарождения, морфологии лавиносбора, уровня ответственности защищаемых сооружений, их конструктивных и эксплуатационных особенностей.

Page 22

Овраги – продукт эрозии, т.е. размыва пород временными потоками воды, образующиеся в результате атмосферных осадков.

Проектом планировки территории оврагов отводятся, в основном, под зеленые насаждения. Отдельные отвершки, расположенные в районах капитальной застройки, промышленной зоны или под проектируемыми дорогами, засыпаются. Во избежание роста оврагов намечается тщательная организация поверхностного стока на прилегающих территориях, перехват дождевых и талых вод и организованный отвод их, минуя овраги, или сброс в овраги с устройством водосбросных сооружений. В тех случаях, когда трудно предотвратить поступление в овраги поверхностных вод с прилегающих территорий, отвод воды в тальвегах оврагов, во избержание их углубления и обрушения откосов, предусматривается по бетонным лоткам прямоугольного сечения шириной 1-1,5 м, глубиной до 1,0 м. В тех случаях, когда в овраги намечается сосредоточенный сброс поверхностных вод, по тальвегам возможно устройство запруд высотой 1-2 м из местных материалов. Запруды, снижая скорости течения, будут способствовать выпадению наносов и осветлению воды, а также обеспечат защиту дна от размыва. Для защиты склонов оврагов от размыва грунтовыми водами предусматривается каптаж выклинивающихся грунтовых вод и отвод воды в тальвег оврага по бетонным лоткам.

На отдельных незакрепленных участках склонов с большой крутизной намечается уполаживание откосов оврагов с заложением 1:2 и укрепление их одерновкой и посадками деревьев и кустарников. Для посадок по склону рекомендуется применять древесно-кустарниковые породы с широко развитой корневой системой, способной проникать на большую глубину.

В качестве профилактических мероприятий необходимо в оврагах применять организационные ограничения: запрещение вырубки леса, выпас скота.

Быстрее размываются глинистые грунты. Росту оврагов способствует: физические свойства грунтов, отсутствие растительности на водоразделах и склонах, неровности рельефа, наличие трещин в толще грунта, деятельность человека, большое количество выпадающих атмосферных осадков. Являются природной дренажной системой. Отрицательное воздействие: затрудняется планировочное решение города, происходит потеря ценных земель, сложность прокладки инженерных коммуникаций, затрудняется связь между отдельными частями города, необходимость возведения мостов и земляных дамб, разрушаются здания и сооружения в момент развития оврагов, чрезмерно осушаются приовражные территории, что отрицательно влияет на зеленые насаждения, ущерб городскому хозяйству. Верховье оврага – исток. Устье – место его впадения в водоем. Базис эрозии – глубина оврага, определяемая уровнем воды в водоеме. Лощина – долина с пологими склонами. Балка – лощина заросшая травой.

Виды оврагов: - донные: размыв идет по дну оврага; - береговые: размываются боковые склоны балок или рек.

По конфигурации:

- ствольные; - разветвленные: чаще два ствола с общим устьем; - древовидные: сложная конфигурация и большие площади.

По характеру процесса:

- действующие; - затухающие;

- засыпанные.

Мероприятия по защите от оврагов проводят в четыре стадии:

1 стадия: поверхностный водоотвод, заравнивание промоин, посадка трав (прекращение вырубки).

2 стадия: те же мероприятия, но в большем объеме, укрепление дна и устройство конструкции, задерживающих твердые фракции.

3 стадия: те же мероприятия, а так же устройство продольных плитневых оград с забивкой их землей, облесение склонов.

4 стадия: посев трав, кустарников и деревьев. Лесопосадки: расстояние от бровки оврага до лесополосы 4-5 м, ширина приовражной лесополосы 12-24 м, в вершинах оврага ширина лесополосы в 1,5 раза больше чем основная. Требования при выборе растений: развитая коревая система, неприхотливость и производительность, вегетативное размножение. В глубоких оврагах середину дна от 1,5 до 3 м следует оставлять не облесенной, верхние и средние части склонов сложны для посадок из-за отсутствия питательных веществ и чрезмерной сухости, специальные мероприятия для защиты лесопосадок.

Искусственные сооружения

Для борьбы с оврагами используются гидротехнические сооружения. Водозадерживающие сооружения: валы-каналы, террасы, валы-террасы. Их задача – задержание поверхностного стока. Водонаправляющие сооружения: водонаправляющие валы, валы-распылители, каналы-распылители. Их задача регулировать водные потоки, путем изменения их направления и распыления. Водосбросные: быстротоки, перепады и водосбросы. Водосбросы делятся на шахтные, трубчатые и консольные. Их задача обеспечить безопасный и организованный сброс вод на дно оврагов. Донные сооружения: донные запруды, донные перепады и пороги. Их задачи: уменьшение скоростей потока, повышение шероховатости русла, задержание продуктов выноса в пределах оврага, расширение дна оврага, прекращение дальнейшего размыва и углубление дна.

Page 23

Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Засыпка или намыв. Наиболее эффективна засыпка на оврагах каньонного типа. Начинается засыпка с верховых участков, засыпают ярусами с послойным уплотнением. Обязательно по дну прокладывается водосборная труба (водосборный коллектор, а иногда дренажный коллектор, если нужно понизить УГВ на прилегающих территориях).

Организация поверхностного стока – устраивается во всех случаях. Эффективны головные дренажи.

Варианты использования оврагов для градостроительных целей: сохранение оврага и исключение территории из общей площади города, проведение мероприятий для стабилизации оврага и исключение территории, использование заовраженных территорий после проведения специальных мероприятий, использование территорий после проведения обычных мер по благоустройству; сооружение парков и садов, искусственные водоемы, устройство зданий и сооружений (после стабилизации и при крутизне склонов не более 200‰), городская магистраль.

Причины оврагообразования

С геологической точки зрения образование оврагов является следствием струйчатой эрозии, вызванной периодической деятельностью воды. Во время снеготаяния и обильных дождей потоки поверхностных вод постепенно образуют на склонах поверхности вытянутые промоины — овраги, называемые еще депрессиями рельефа.

Явление размыва поверхности зависит от многих факторов, в первую очередь от геологического строения территории и интенсивности выпадения осадков. Наиболее сильному размыву подвержены лёссовидные и глинистые грунты. Отсутствие растительности и расчлененный рельеф усугубляет разрушительную деятельность воды. В развитии оврагов могут участвовать и грунтовые воды, которые вскрываются при врезании дна и склонов оврага в толщу водоносных пород. Грунтовые воды способствуют нарушению устойчивости откосов в местах выхода их на поверхность и, суммируясь с потоком поверхностных вод, дальнейшему интенсивному росту оврага.

Овраги могут быть следствием хозяйственной деятельности человека. Бессистемная разработка грунта на склонах и у их подножья, неорганизованный сброс отработанной воды, утечки из канализационных и водопроводных сетей являются причинами оврагообразования.

Рис. 50. Схемы продольного и поперечных профилей оврага:

а, б, в — соответственно верхняя, средняя и устьевая части с уклонами

Рост оврага в длину ограничен водоразделом в его вершине и базисом эрозий в нижней части — отметкой дна, равной горизонту воды водоема в устье.

Продольный профиль дна оврага имеет неодинаковый уклон. Его величина уменьшается от вершины к устью (рис. 50). В верхней части дно оврага почти отвесно, а поперечное сечение представляет щель, расширяющуюся кверху. В средней части продольный уклон еще достаточно велик, а поперечное сечение имеет трапециевидную форму. В нижней части продольный уклон уменьшается по сравнению со средней частью, достигая минимальных величин в устье. Поперечное сечение на низовом участке сохраняет форму трапеции, боковые склоны уполаживаются и могут приближаться к устойчивому очертанию.

Параметры продольного и поперечного профиля зависят от стадии развития оврага. Затухшие, рост которых закончен, характерны стабильными размерами сечения и обычно покрыты растительностью. Повторная активизация роста такого оврага возможна только при понижении базиса эрозии.

Наиболее опасны для прилегающей территории действующие овраги, особенно с крутыми склонами, лишенными растительности. В этих случаях происходит нарушение устойчивости склонов оврага, которое проявляется в виде оползней, обвалов .

Причинами потери устойчивости крутых склонов являются внутренние или внешние силовые воздействия, вызывающие нарушение естественного равновесия откоса. Эти воздействия могут быть связаны с размещением вблизи склона зданий и сооружений, изменением гидродинамических сил фильтрационных потоков, уменьшением пассивного давления подошвы склона и другими факторами.

В плане овраги образуют различные формы, соответствующие топографии местности. Нередко они имеют многочисленные боковые ответвления—отвершки, представляющие собой овраги в начальной стадии развития.

Градостроительная оценка территорий с оврагами и задачи инженерной подготовки

Наличие оврагов на территории города характеризует территорию как неблагоприятную или особо неблагоприятную для градостроительных целей. Только при незначительном числе оврагов, малой глубине их (до 3 м) и пологих склонах, а также при полном исключении возможности развития и роста оврагов территория города может быть признана благоприятной для строительства и жизни города.

С градостроительной точки зрения наличие оврагов на территории города, развитие сети и рост отдельных оврагов являются крайне нежелательными по целому ряду причин, к числу которых в первую очередь следует отнести:

а) расчленение территории города, осложняющее его планировочное решение;

б) осложнение в связях между районами, с центром города и притягивающими центрами (культурными, спортивными и др.);

в) наличие в селитебной территории города неудобных и исключаемых из использования территорий, что не может не отражаться на экономике проектирования, строительства и эксплуатации города;

г) необходимость сооружения мостов и других сооружений в связи с переходом оврагов,

д) возможное разрушение зданий, сооружений, дорог и подземных коммуникаций города при росте оврагов и приближения их к этим сооружениям;

е) осушение территории, прилегающей к оврага вызывающее понижение влажности почвы (обсыхание), что плохо отражается на росте зеленых насаждений, а иногда и на устойчивости зданий и сооружений (изменение условий естественного основания);

ж) засорение русел рек и долин выносами грунта из оврагов.

При проектировании городов, в процессе решения вопросов планировки и застройки условия существования и использования оврагов изучаются в вариантах:

а) выделения территорий с оврагами, неудобных для застройки или иного использования вследствие крайне неблагоприятных условий, и исключаемых из общей площади города с сохранением оврагов в их естественном состоянии;

б) признания оврагов непригодными для градостроительных целей и исключения территории с оврагами из общей площади города с обязательным проведением мероприятий по инженерной подготовке, исключающих возможность роста и развития оврагов, опасных для зданий и сооружений, располагаемых вблизи этих оврагов;

в) установления возможности использования оврагов в градостроительных целях с обязательным выполнением специальных мероприятий по инженерной подготовке территорий с оврагами, в частности полной засыпки;

г) установления возможности использования оврагов в градостроительных целях без специальных мероприятий, с проведением обычных мер по благоустройству территорий.

Общие задачи инженерной подготовки территорий с оврагами включают:

а) предотвращение оврагообразования на территории города, а также на его резервных землях;

б) ликвидацию оврагов, наиболее опасных для зданий и сооружений города или затрудняющих осуществление планировочных решений;

в) борьбу с растущими оврагами, имеющую целью сохранение существующего положения (формы и размеры, стабильность склонов и т. д.);

г) инженерную подготовку территории оврагов к использованию их в градостроительных целях.

Характер и объем мероприятий определяются в зависимости от расположения оврагов на территории города. В сложившейся и застроенной части города мероприятия носят характер капитальных работ по ликвидации оврагов или при возможности и целесообразности градостроительного использования их обеспечения стабильности, т. е. приостановления роста оврагов, и мероприятий по инженерной подготовке и благоустройству таких территорий.

На вновь осваиваемых территориях мероприятия такого характера устанавливаются при планировочном решении городской территории, т. е. в генплане города. В зависимости от назначения и использования территорий с оврагами решаются вопросы их инженерной подготовки.

При развитой сети оврагов целесообразно составление специальной карты города с показанием всех оврагов и характеристикой каждого из них. На той же карте могут быть указаны мероприятия по инженерной подготовке и градостроительное использование каждого оврага.

Вопрос о рациональном использовании таких территорий решают на стадии разработки генерального плана города. Возможны варианты освоения овражных территорий для парков, зеленых зон, спортивных площадок, гаражей, водоемов и прокладки транспортных и подземных коммуникаций, размещения складских, а в некоторых случаях и гражданских зданий. Целесообразность вариантов градостроительного использования территории увязывают с размерами оврагов, классификация которых по этому признаку предусматривает разделение на мелкие, средние и крупные (табл. 18).

Таблица 18

В верховьях неглубоких оврагов можно устраивать подземные гаражи и автостоянки. При крутизне откосов оврага до 20 % целесообразно размещать служебные помещения на предварительно спланированных террасах откоса.

В более глубоких средних и устьевых участках оврага с пологими склонами наиболее удобно создавать парки и сады.

Традиционным приемом использования оврагов, расположенных в городской черте, является прокладка транспортных магистралей по дну оврага, а в некоторых случаях устройство вводов железнодорожных линий с развязками и пересечениями в разных уровнях. Это создает наилучшие условия для увеличения скоростей сообщения автомобильного транспорта, безопасного его движения, а также снижает уровень шума на прилегающей территории. В г. Нижний Новгород, например, по дну глубокого оврага, находящегося в центре города, проложена городская магистраль, которая связывает верхнюю и нижнюю части города.

По дну оврагов удобно прокладывать инженерные коммуникации, однако глубокие овраги для этой цели использовать не рекомендуется, поскольку при большой разности отметок прилегающей территории и дна оврага усложняются условия присоединения разводящей сети к магистральным коллекторам.

Состав мероприятий и конструкций используемых сооружений при инженерной подготовке территорий зависят не только от функционального использования территории, но и от того, где находится овраг; в городской черте или пригородной зоне. Меры защиты осуществляют как на прилегающей территории, так и в самом овраге.

Мероприятия на прилегающей территории позволяют устранить или уменьшить влияние основного фактора, вызывающего развитие оврага путем организации поверхностного стока и каптажа грунтовых вод.

В пределах оврага стабилизируют склоны и дно, подготавливая его к градостроительному использованию. Состав и особенности таких работ зависят от развития процесса оврагообразования, глубины, ширины и крутизны склонов оврага на верховом, среднем и устьевом участках.

Для оврагов, расположенных в черте города, в первую очередь организовывают поверхностный сток на прилегающей территории, предусматривая исключение сброса дождевых вод в овраг за счет обгонных водоотводящих систем, а при необходимости проектируют и дренажные устройства. Одновременно планируют склоны оврага, делая их более пологими, сопровождая вертикальную планировку защитой склонов от водной и ветровой эрозии.

При высоте откосов более 5-6 м по соображениям обеспечения устойчивости устраивают бермы ширину которых принимают не менее 2 м. Нередко бермы используют в качестве пешеходных дорожек, тогда их ширину назначают в соответствии с требованиями горизонтальной планировки. Поперечный уклон берм проектируют в сторону водоотводного лотка, а его размещают у основания вышележащего склона.

К террасированию склонов прибегают в тех случаях, когда на склонах оврага размещают здания (схема в). Уполаживание и террасирование склонов обычно сочетается с креплением их поверхности. Для этого на склонах сеют травы, укладывают дерн, сажают деревья, а на некоторых участках применяют каменные материалы.

Поперечное сечение оврага засыпают частично, когда по его дну проектируют дороги или другие инженерные сооружения (рис. 51, а, б).

Рис. 51. Варианты инженерной подготовки оврагов:

Page 24

При такой частичной ликвидации оврага глубину засыпки назначают с учетом нормативных продольных уклонов дорог, пешеходных дорожек и нормальных условий размещения и эксплуатации подземных коммуникаций.

Поперечное сечение оврага засыпают полностью, как правило, лишь в верховой части, где склоны круты, а ширина поверху незначительна (рис. 34, г).

При необходимости засыпают и боковые ответвления — отвершки. Ликвидация оврага должна быть обоснована технико-экономическими расчетами на основе анализа различных вариантов планировочного решения и соответствующего этим вариантам метода инженерного освоения овражных территорий.

Обычно полная ликвидация оврага вызвана строительством в непосредственной близости от бровки оврага капитальной застройки, так как для размещения зданий засыпанные овраги используют редко. Это объясняется рядом причин. Во-первых, даже при наличии оптимального гранулометрического состава засыпки и использования метода регулирования здания приходится возводить на свайных фундаментах. Во-вторых, стабилизация насыпного грунта требует времени, а при сухой укладке — еще и предварительного уплотнения. В-третьих, при замыве оврага нельзя полностью исключить возможность обрушения склонов, особенно сложенных глинистыми грунтами.

Приближение зданий к бровке уположенного откоса или засыпанного оврага ограничивают безопасным расстоянием. Это расстояние назначают не менее 20 м от бровки уположенного до устойчивого состояния откоса. На засыпных — определяют аналогично, т. е. расстояние исчисляют от вероятной линии уположенного откоса, положение которой легко установить, зная требуемый угол а.

Когда овраг находится на резервной территории города и ее освоение намечают на далекую перспективу, практикуют частичную или полную засыпку строительным, а иногда и бытовым мусором. Размещение таких свалок возможно, если обеспечен санитарно-защитный разрыв от застройки не менее 500 м, а засыпка мусором допустима после согласования с органами санитарного надзора. Использование для градостроительных нужд оврагов, засыпанных мусором, возможно после полного его обезвреживания, по прошествии 10-20 лет, поэтому такой метод ликвидации оврагов нельзя считать перспективным.

Поверхностный сток в овраге организовывают, собирая ливневые воды системой лотков, расположенных на бермах или по дну, и отводя их в места сброса. На засыпанных участках оврага предварительно укладывают дождевой, а при необходимости и дренажный коллектор.

Для защиты от размыва лотки открытой системы укрепляют, а их поперечное сечение определяют с учетом пропуска расчетных расходов и создания неразмывающих скоростей.

В отдельных случаях по планировочным или техническим соображениям приходится сбрасывать в овраг поверхностные воды с прилегающей территории. Тогда по дну оврага проектируют комплекс специальных водопропускных устройств (рис. 52). В вершине оврага предусматривают быстротоки или ступенчатые перепады с водобойными колодцами. На этом участке защиту дна от размыва можно устраивать с помощью мощения камнем или облицовкой плитами по предварительно спланированной поверхности. Такое решение приемлемо на ранних стадиях развития оврага, когда «врезание» его дна в толщу грунтов только начинается.

Рис. 52. Устройства, предотвращающие овражную эрозию:

а, б, в — верхняя, средняя и устьевая часть оврага; 1 — застройка; 2 — водосточный коллектор; 3 — многоступенчатый перепад; 4 — бетонное крепление склона; 5 — запруда; 6 — водоотбойное мощение; 7 — травяной покров и кустарники у подошвы склона

На более пологих участках в средней части дна оврага проектируют запруды и водобойное крепление. Эти устройства являются малыми гидротехническими сооружениями, выполняющими противоэрозионную роль. Их параметры определяются соответствующими расчетами. Водосливные запруды, расположенные поперек потока, позволяют уменьшить скорость воды и уполаживают дно за счет аккумуляции наносов между искусственно созданными преградами.

Запруды представляют собой сооружения высотой 0,5-1,5 м. Это одно- и двухрядные фашинные или каменные стенки. Промежутки между ними заполняют мятой глиной, камнем или фашинами. В ответственных случаях используют и стены из шпунтового ряда свай.

Наиболее капитальные — бетонные и железобетонные запруды. Их делают монолитными или собирают из сборных деталей — железобетонных плит. Участки между запрудами заполняют утрамбованной глиной, камнем или фашинами.

Для защиты дна от размыва на участке за запрудами создают водобойные крепления, которые устраивают длиной не менее 2,5 м. Их выполняют из каменной наброски или бетонных плит. Если высота запруд невелика, то водобойные крепления могут быть облегченными, так как размывающая сила потока не столь велика, как при высоких запрудах. Здесь достаточно устроить хворостяную выстилку по слою утрамбованной глины, обжимаемой ивовыми кольями. Подошвы откосов также закрепляют; укладывают плиты или сажают кустарник.

В устьевой части дна оврага, там, где продольные уклоны по дну незначительны, для закрепления достаточно использовать посадку кустарников у подошвы склона и посев трав в зоне движения потока.

В пригородах на прилегающей к оврагу водосборной площади проводят лесомелиоративные работы в сочетании с устройством простейших гидротехнических сооружений. Все это включает посадку защитных лесополос и создание системы нагорных перехватывающих и водоотводящих канав. На обрабатываемых сельскохозяйственных землях в первую очередь проводят агротехнические и лесомелиоративные мероприятия. Если же они неэффективны, то дополнительно проектируют земляные гидротехнические сооружения.

К ним относят горизонтальные и наклонные валы-террасы, водозадерживающие и водоотводящие валы-канавы, распылители стока. Валы-террасы создают для сокращения скорости cтокa поверхностных вод и одновременного уменьшения уклонов на склонах. Террасы размещают поперёк движения воды вдоль горизонталей рельефа, обычно на обрабатываемых сельскохозяйственных угодьях с уклонами поверхности 3-80. Вдоль вала-террасы проектируют залуженный водосброс для излишней воды.

Рис. 53. Противоэрозионные гидротехнические сооружения:

1— водозадерживающий или водоотводящий вал; 2 — граница уполаживания склона; 3 — донный водовыпуск; 4 — водоотводящий вал; 5 — водосбросное сооружение; 6 — распылитель (земляной вал); 7 — лоток (выемка)

Для отвода дождевых вод проектируют водозадерживающие валы, которые располагают у вершины оврага (рис. 53, а) или несколько ниже. Многорядная система валов, размещенных выше вершины оврага, связана с потерей больших площадей. Очевидные преимущества с этой точки зрения имеет устройство одного вала по схеме б, задерживающего большие объемы стока.

Водозадерживающие валы особенно эффективны, когда имеются глубокие, сильно разветвленные овраги с крутыми откосами, а склоны водосборной площади равномерно, амфитеатром спускаются к оврагу. Тогда размещают дугообразные в плане валы, охватывающие вершину оврага. Такие валы трассируют по горизонталям, обеспечивая задержание всего стока, направляющегося к вершине, и исключая, таким образом, необходимость устройства дорогостоящих креплений вершины.

Следует иметь в виду, что водозадерживающие валы играют вспомогательную роль в регулировании стока на прилегающей территории, поэтому их проектируют в сочетании с противоэрозионными мероприятиями на откосах оврага.

Водоотводящие валы-канавы применяют для перехвата и отвода поверхностных вод от оврагов с большим числом ответвлений.

Рис. 54. Поперечные профили водозадерживающих и водоотводящих валов-канав: а — треугольный; б — трапециевидный;

1 — земляной вал; 2 — прудок-канава; 3 — расчетный уровень воды в прудке; 4 — уровень поверхности территории

Размещение их в плане определяется топографическими особенностями территории (рис. 36). Поперечное сечение водозадерживающих и водоотводящих валов-канав может быть двух вариантов (рис. 54). Параметры сечения определяют специальным расчетом для ливневого стока 10 %-ной обеспеченности. При этом отметку гребня проектируют обычно не менее, чем на 0,2 м выше расчетного уровня воды при расходах до 1 м3/с, если расходы стока находятся в пределах 1-10 м3, превышение делают не менее 0,4-0,5 м.

Опыт строительства и эксплуатации валов показал, что наиболее целесообразны широкие валы-ложбины с пологими откосами имеющие глубину Нп 0,5-0,6 м и ширину по дну 1,0-1,5 м. Такие земляные сооружения, расположенные обычно на сельскохозяйственных землях, не создают трудностей для прохождения механизмов и хорошо сохраняются при обработке полей.

Продольный уклон канав назначают по тем же принципам, что и открытой дождевой сети: скорость стекания воды вдоль вала должна быть менее критической размываемой и исключать заиление. Если канавы имеют большую протяженность, то их поперечное сечение, определяемое расчетом, делают переменным по длине. По мере увеличения водосборной площади поперечное сечение канавы увеличивают, и лишь при небольших расходах (до 1 м3/с) канавы могут иметь постоянные размеры поперечного сечения.

При пересечении канавами глубоких ложбин необходимо обеспечить безопасный сброс воды из образующихся в ложбине прудков, поэтому в таких случаях проектируют заужение дна канав, а в тело земляного вала закладывают дренажную призму.

Распылители стока представляют собой простейшее земляное сооружение (валик) с параллельно расположенным лотком, перегораживающее ложбину под углом 45° (рис. 54, г). Такие сооружения позволяют рассредоточить водный поток и ослабить его разрушительную (размывающую) силу.

При проектировании распылителей определяют длину валиков и выемок, их размещение на местности и конструктивные элементы. Специальных расчетов при этом не требуется, так как параметры зависят от ширины и глубины естественной ложбины или других препятствий, вызывающих концентрирование стока.

Рассмотренные выше водоотводящие сооружения проектируют комплексно. Они в сочетании с другими мероприятиями составляют общую систему регулирования поверхностного стока на прилегающей территории.

Рис. 55. Размещение лесопосадок в сочетании с водоотводящими валами-канавами

Так, защитные лесопосадки, размещенные поперек стока, способны повлиять на его регулирование и задержать эрозионные процессы. Правда, как единственное противоэрозионное мероприятие, они чаще всего неэффективны, но в сочетании с валами-канавами и другими водоотводящими сооружениями дают соответствующий эффект (рис. 55). Ширину приовражных лесополос определяют, учитывая противоэрозионный эффект леса и условия рационального использования приовражной территории.

В состав элементов водоотводящих систем входят устраиваемые в оврагах головные, донные и русловые противоэрозионные сооружения, аналогичные применяемым в городе. Однако их конструкции выполняют из менее дорогостоящих материалов. Например, быстротоки устраивают из хвороста или фашин, реже — камня, а запруды делают из простейших конструкций.

К закреплению склонов оврага на пригодных территориях прибегают в тех случаях, когда необходимо в короткий срок предотвратить его разрушение. Тогда предварительно путем срезки верхней части и перемещением грунта в нижнюю планируют устойчивый откос. Для закрепления склонов используют многолетние травы, дерн, плетни и камень, в некоторых случаях даже хворост.

Террасирование склонов оврага на природных территориях экономически целесообразно в случае использования террас под лесные и плодовые насаждения, что высвобождает площади равнинных земель под посев других сельскохозяйственных культур.

Page 25

Для инженерной защиты зданий и сооружений от карста применяют следующие противокарстовые мероприятия или их сочетания:

- планировочные;

- водозащитные и противофильтрационные;

- геотехнические (укрепление оснований);

- конструктивные;

- технологические;

- эксплуатационные.

Противокарстовые мероприятия должны:

- предотвращать активизацию, а при необходимости и снижать активность карстовых и карстово-суффозионных процессов;

- исключать или уменьшать в необходимой степени карстовые и карстово-суффозионные деформации грунтовых толщ;

- предотвращать повышенную фильтрацию и прорывы воды из карстовых полостей в подземные помещения и горные выработки;

- обеспечивать возможность нормальной эксплуатации территорий, зданий, сооружений, подземных помещений и горных выработок при допущенных карстовых проявлениях.

Планировочные противокарстовые мероприятия должны обеспечивать рациональное использование закарстованных территорий.

В состав планировочных противокарстовых мероприятий входят:

- Специальная компоновка функциональных зон, трассировка магистральных улиц и сетей при разработке планировочной структуры с максимально возможным обходом карстоопасных участков и размещением на них зеленых насаждений;

- Разработка инженерной защиты территорий от техногенного влияния строительства на развитие карста;

- Расположение зданий и сооружений на менее опасных участках, как правило, за пределами участков I-II категорий устойчивости относительно интенсивности карстовых провалов , а также за пределами участков с меньшей интенсивностью (частотой) образования провалов, но со средними их диаметрами больше 20 м .

Водозащитные и противофильтрационные противокарстовые мероприятия обеспечивают предотвращение опасной активизации карста и провальных явлений под влиянием техногенных изменений гидрогеологических условий в период строительства и эксплуатации зданий и сооружений.

Основным принципом проектирования водозащитных мероприятий на закарстованных территориях является максимальное сокращение инфильтрации поверхностных, промышленных и хозяйственно-бытовых вод в грунт.

К водозащитным мероприятиям относятся:

- тщательная вертикальная планировка земной поверхности и устройство надежной ливневой канализации с отводом вод за пределы застраиваемых участков;

- мероприятия по борьбе с утечками промышленных и хозяйственно-бытовых вод, в особенности агрессивных;

- недопущение скопления поверхностных вод в котлованах и на площадках в период строительства, строгий контроль за качеством работ по гидроизоляции, укладке водонесущих коммуникаций и продуктопроводов, засыпке пазух котлованов.

При проектировании водохранилищ, водоемов, каналов, шламохранилищ, систем водоснабжения и канализации, дренажей, водоотлива из котлованов, горных выработок и др. должны учитываться гидрологические и гидрогеологические особенности карста. При необходимости применяют противофильтрационные завесы и экраны, регулирование режима работы гидротехнических сооружений и установок и т.д.

К геотехническим мероприятиям относятся:

- тампонирование карстовых полостей и трещин, обнаруженных на земной поверхности, в котлованах и горных выработках (шурфах, штольнях и т.д.);

- закрепление закарстованных пород и (или) вышезалегающих грунтов инъекцией цементационных растворов или другими способами;

- опирание фундаментов на надежные незакарстованные или закрепленные грунты.

С целью опирания на надежные грунты применяют:увеличение глубины заложения фундаментов, забивные, бурозабивные или буронабивные сваи, другие фундаменты глубокого заложения, замену ненадежных грунтов и другие мероприятия.

Технологические противокарстовые мероприятия включают: повышение надежности технологического оборудования и коммуникаций, их дублирование, контроль за давлением в коммуникациях и утечками из них, обеспечение возможности своевременного отключения аварийных участков и т.д.

В состав эксплуатационных противокарстовых мероприятий (мониторинга) входят:

- постоянный геодезический контроль за оседанием земной поверхности и деформации зданий и сооружений;

- наблюдения за проявлениями карста, состоянием грунтов, уровнем и химическим составом подземных вод;

- переодическое строительное обследование состояния зданий, сооружений и их конструктивных элементов;

- система автоматической сигнализации на случай появления недопустимых карстовых деформацией;

Page 26

Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений для различных линейных сооружений и коммуникаций (трубопроводов, ЛЭП, дорог, аэродромов, линий связи).

Противопучинные мероприятия применяют в случае, если устойчивость сооружения, рассчитываемая на действие сил пучения, не компенсируется нагрузкой от сооружения, а также при необходимости уменьшения пучения или полном его устранении.

При промерзании грунта пучение частично компенсируется усадкой грунта немерзлой зоны, а при оттаивании грунта происходит опускание поверхности за счет осадки грунта.

Морозное пучение грунтов проявляется в следующих случаях:

- сезонное и многолетнее пучение грунтов основания на контакте с инженерными сооружениями, обычно с их фундаментами, приводящие к возникновению нормальных и касательных сил пучения, определяющих деформации сооружений;

- пучины на дорогах, естественных грунтов оснований и искусственных грунтов дорожного полотна, проявляющиеся в виде сезонных бугров различной формы и размеров.

Требования к мероприятиям для защиты от морозного пучения грунтов.Данные мероприятия подразделяют на следующие виды:

- инженерно-мелиоративные (тепломелиорация и гидромелиорация);

- конструктивные;

- физико-химические (засоление, гидрофобизация грунтов и др.);

- комбинированные.

Тепломелиоративные мероприятия заключаются в теплоизоляции фундамента; прокладка вблизи фундамента по наружному периметру подземных коммуникаций, выделяющих в грунт тепло.

Гидромелиоративные мероприятия сводятся к понижению уровня грунтовых вод, осушению грунтов в пределах сезонно-мерзлого слоя и предохранению грунтов от насыщения поверхности атмосферными и производственными водами. Применяют открытые и закрытые дренажные системы (лотки, канавы, трубы).

Конструктивные противопучинные мероприятия предусматривают:

- для снижения усилий, выпучивающих фундамент;

- для заанкерирования фундаментов в талых и мерзлых грунтах, залегающих глубже сезонно-промерзающего слоя;

- для приспособления фундаментов и наземной части сооружения к неравномерным деформациям пучинистых грунтов.

Для снижения касательных сил пучения следует:

- проектировать сооружения на столбчатых и свайных фундаментах;

- уменьшать число отдельно стоящих опор фундаментов с целью увеличения нагрузки на каждую опору;

- уменьшать сечение столбчатых фундаментов и свай в пределах промерзающего слоя;

- устраивать у железобетонных фундаментов наклонные боковые грани (10 – 20), обеспечивающие увеличение сопротивления фундамента действию касательных сил пучения.

Для приспособления конструкций фундаментов и наземной части зданий к неравномерным деформациям пучинистых грунтов следует применять:

- устройство в каменных стенах и фундаментах железобетонных поясов;

- устройство осадочных швов в сооружениях;

- устройство под зданием (сооружением) сплошных подсыпок из непучинистых грунтов (песок, гравий, щебень).

Физико-химические противопучинные мероприятия сводятся к специальной обработке грунта вяжущими и стабилизирующими веществами.

При необходимости в проекте следует предусматривать проведение наблюдений (мониторинга) для обеспечения надежности и эффективности применяемых противопучинных мероприятий. Наблюдения должны проводиться за влажностью грунта, режимом промерзания грунта, пучением и деформацией сооружений в предзимний и в конце зимнего периода.

Контрольные вопросы по 3-му разделу

1. Мероприятия по защите территории от подтопления.

2. Мероприятия по защите территории от затопления.

3. Противооползневые и противообвальные мероприятия по защите территории

4. Инженерные мероприятия по борьбе с оврагами

5. Противокарстовые мероприятия

Рекомендации по устройству инженерных сооружений

Подпорные стены

В условиях строительства гражданских зданий подпорные стены назначаются для ограждения террас, уступов планировки и ограждения котлованов на время производства работ.

Подпорные стены, в том числе служащие ограждениями котлованов, в зависимости от их конструкции классифицируют на:

- гравитационные, устойчивость которых обеспечивается собственным весом конструкций и грунта засыпки. К гравитационным относятся массивные, уголковые и ячеистые подпорные стены;

-гибкие, устойчивость которых обеспечивается заделкой в грунтовом массиве, анкерными и распорными конструкциями. К гибким относятся «стены в грунте», шпунтовые ограждения котлованов и ограждения из свай и профильных прокатных элементов;

- комбинированные, представляющие собой сочетание первого и второго вида.

Конструктивные схемы подпорных стен должны обеспечивать необходимую прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость в целом, а также отдельных его элементов на всех стадиях возведения и эксплуатации.

При проектировании подпорных стен следует учитывать:

- технологические особенности возведения и последовательность строительных операций;

- возможность использования анкерных или распорных конструкций;

- изменения физико-механических характеристик грунтов, связанные с процессами бурения, забивки и другими технологическими воздействиями;

- необходимость обеспечения требуемой водонепроницаемости конструкций;

- необходимость передачи на конструкцию вертикальных нагрузок;

- возможность применения конструктивных решений и мероприятий по снижению давлений на подпорные стены (разгружающих элементов, геотекстиля, армогрунта и пр.).

Рис. 56. Подпорная стенка со слезником:

1 - песчаная засыпка; 2 - глинистый грунт

Рис. 57. Схемы устройства подпорных стен:

а – из монолитного железобетона; б - из сборных (бетонных) блоков; 1 - песчаная или щебеночная подушка; 2 - подпорная стена; 3 - строительный наклон; 4 - засыпка песком; 5 - гидроизоляция;

6 - дренаж; 7 - дренажные отверстия; 8 - естественный грунт

Подпорные стены проектируются массивные, тонкие и заделанные в основание или уголковые (рис 56, 57). С целью лучшего использования материала сечения массивных и уголковых стен следует назначать сужающимися кверху или уступчатыми.

Подпорные стены ограждения котлованов на время производства работы рекомендуется делать, как правило, из металлического шпунта с последующим извлечением. Ограждение котлованов, оставляемое в грунте, можно делать их железобетонных шпунтовых свай (шпунта) или выполнять способом «стена в грунте».

При небольшой глубине котлованов ограждение может быть назначено из деревянного шпунта.

Подпорные стены, ограждающие подвалы зданий, являющиеся часть фундаментов, рекомендуется делать из сборных бетонных блоков или панелей с облицовкой в пределах цоколя.

Подпорные стены, ограждающие стилобаты, террасы и уступы планировки, целесообразно предусматривать из монолитного бетона или железобетона или сборными из бетонных стеновых блоков (фундаментных). Сборные стены из бетонных блоков могут иметь армирование в швах, в зависимости от расчетной схемы.

Подпорные стены, имеющие архитектурное оформление в виде облицовки естественными или искусственными плитами, рекомендуется делать из монолитного железобетона.

Расчет подпорных стен производится по первой и второй группам предельных состояний.

Расчеты подпорных стен и их оснований по первой группе предельных состояний должны включать проверку:

- устойчивости положения стены против сдвига, опрокидывания и поворота;

- устойчивости, несущей способности и прочности основания;

- прочности элементов конструкций и узлов соединения;

- несущей способности анкерных элементов по материалу и грунту;

- прочности и устойчивости распорных элементов;

- фильтрационной устойчивости основания.

В проекте следует назначать строительный наклон стены обычно в сторону засыпки, который по верху стены должен быть не менее 20 мм.

Конструкция подпорных стен.Температурные швы в подпорных стенах назначаются в зависимости от конфигурации в плане, но не реже, чем через 40 м.

Все вертикальные швы кладки подпорных стен из бетонных блоков должны быть тщательно заполнены раствором. Со стороны гидроизоляции швы необходимо затирать цементным раствором, углы уступов и в поворотах стены закруглять; при оклеечной изоляции радиус закругления должен быть не менее 100 мм, при обмазочной – 50 мм.

Облицовка поверхностей плитами из естественного камня или керамики по фасаду должна иметь горизонтальные и вертикальные швы толщиной не более 10 мм с полным заполнением раствором швов и пространства между плитами и конструкцией стены, которое должно быть более 10 мм.

Для подземных сооружений, возводимых способом «стена в грунте», инженерно-геологическое строение и гидрогеологические условия площадки должны быть изучены на глубину не менее чем на 10 м ниже подошвы стены.

Проектом должны быть предусмотрены работы по очистке дна траншей от шлама разрабатываемого грунта и раствора глины, а также возможных вывалов грунта. В случае необходимости (траншейные фундаменты и др.) проектом должно быть предусмотрено уплотнение грунта основания втрамбовыванием щебня или бетонной смеси класса В10.

При расчете стен подземных помещений и фундаментов, устраиваемых способом «стена в грунте», учитываются нагрузки и воздействия, возникающие в условиях строительства и эксплуатации возводимых сооружений, а также от сооружений, расположенных вблизи от них.

В процессе проектирования «стен в грунте», кроме расчета по несущей способности и деформациям, должны производиться: подбор состава глинистого раствора в соответствии с требованиями «Руководства по расчету «стен в грунте», определение допустимой длины одновременно отрываемого участка (захватки) траншей и устойчивости ее стен.

Длина захватки траншей назначается из условий устойчивости массива грунта, прилегающего к траншее, от нагрузок, расположенных на поверхности грунта, и фундаментов соседних сооружений расположенных в пределах призмы обрушения.

Устойчивость стен траншей в случае необходимости может быть обеспечена за счет повышения плотности глинистого раствора, разница уровней раствора и подземных вод, а также за счет уменьшения длины захватки.

4.2. Конструкция «стен в грунте».«Стены в грунте» могут проектироваться различного очертания в плане из монолитного или сборного железобетона, а также сборно-монолитные. Выбор типа производится на основании технико-экономического сопостовления вариантов.

Траншею при устройстве «стен в грунте» необходимо разбивать на отдельные захватки, отрываемые и бетонируемые с разрывами через одну. Рекомендуется назначать длину захватки 3-6 м.

Если грунт не меняет свои свойства при динамике, при устройстве «стены в грунте» вблизи существующих зданий или сооружений ее следует делать в виде секущихся свай. Разбуренные под глинистым раствором скважины должны немедленно заполняться бетонной смесью.

В качестве ограничителей захваток, в зависимости от конструкций стыка, рекомендуется принимать инвентарные стальные трубы, опускаемые в траншею на границе захватки и извлекаемые после укладки бетона или разграничительные железобетонные элементы, входящие впоследствии в состав стены.

Арматурный каркас должен иметь размеры: длину на 20-30 см меньше глубины траншей, толщину на 10-15 см меньше ширины траншей и ширину на 10 см меньше длины захватки между ограничителями. В каркасе должны быть предусмотрены проемы для установки бетонолитной трубы.

На чертежах конструкций, выполняемых способом «стена в грунте», кроме общих примечаний и указаний, должны быть приведены размеры захваток, плотность глинистого раствора, сроки заполнения захваток бетоном и другие требования, обеспечивающие прочность и жесткость сооружения.

Приемка готовых подземных частей сооружений и фундаментов, выполненных способом «стена в грунте», должны производиться с проверкой соответствия их показателей по прочности, устойчивости, сплошности и водонепроницаемости, предусмотренных в проекте.

Работы по устройству «стен в грунте» производятся с соблюдением на различных этапах строительства следующих требований:

- при устройстве форшахты расстояние между внутренними ее гранями должно быть больше ширины рабочего органа траншеекопателя на 100 мм;

- глубина траншеи проверяется по всей длине захватки и должна разрабатываться глубже проектной отметки на 200-250 мм;

- текущий контроль качества глинистого раствора производится не реже одного раза в смену с отбором проб раствора из траншеи;

- перед монтажом сборные железобетонные панели должны тщательно осматриваться и проверяться на их соответствие проекту.

Результаты каждой операции по контролю качества должны отражаться в соответствующих документах.

Грунтовые анкеры

Грунтовые анкеры – устройства для передачи растягивающих усилий на глубокие слои грунта. Анкеры применяются для закрепления: подпорных стен, шпунтовых ограждений и других целей.

Заделку анкеров не допускается осуществлять в торфах, илах, текучих и текучепластичных пылевато-глинистых грунтах.

Анкер состоит из заделки (корня), передающей усилие от закрепляемой конструкции на грунт, тяги – соединяющей закрепляемую конструкцию с заделкой и стопорного устройства (оголовка), закрепляющего анкер на конструкции (рис. 58).

Рис. 58. Схемы анкеров:

а – с разбуренным уширением; б - с инъекционным уширением

Анкеры подразделяются: по направлению тяги – наклонные и вертикальные; по способу образования скважин – буровые с проходкой скважин с обсадными трубами, под глинистым раствором, шнеком и с погружением обсадной трубы забивкой или вдавливанием; по способу устройства – инъекционные (скважина в зоне заделки заполняется цементным раствором под давлением), с разбуренным уширением и цилиндрические (скважина заполняется цементным раствором без избыточного давления); по материалу анкерных тяг – из стержневой и тросовой арматуры; по сроку службы – временные (до 2 лет) и постоянные.

Подпорные стены и ограждения котлованов могут быть закреплены одним или несколькими ярусами анкеров. Число ярусов, шаг, угол наклона, конструкция и размеры анкеров должны определяться расчетом в зависимости от высоты и конструкции закрепляемой стенки, грунтовых условий и несущей способности анкеров.

Тип анкера должен назначаться исходя из расчетной выдергивающей нагрузки, вида грунтов, условий производства работ, обеспеченности строительной организации необходимыми материалами и оборудованием, на основании технико-экономического сравнения различных вариантов.

Наклон анкеров назначается в зависимости от залегания слоя грунта, пригодного для размещения заделки анкера.

Расчет анкеров выполняется по первому предельному состоянию, исходя из заданной величины расчетной выдергивающей нагрузки, определяемой расчетом конструкции, удерживаемой от смещения анкерами.

Производится проверка несущей способности анкера по грунту, по прочности его узлов и стопорного устройства, закрепляющего тягу на конструкции. Установление несущей способности анкеров для стадии рабочей документации должно производиться по результатам испытаний их статистической нагрузкой.

Грунтовые анкеры, используемые для крепления подпорных стен и ограждений котлованов, подразделяют на временные (со сроком работы до двух лет) и постоянные.

Проектирование анкеров должно основываться на результатах статических расчетов системы «стена – грунтовый массив», в которых должна быть определена осевая нагрузка на анкеры с учетом требуемого числа ярусов анкеров, их расположения, углов наклона анкеров к горизонту и углов отклонения анкеров от нормали к стене.

При проектировании анкеров определяют: число анкеров в ярусе и их шаг; свободную длину анкерных тяг, обеспечивающую размещение заделки анкеров за пределами границы призмы обрушения; предварительную длину заделки анкеров, требуемую для восприятия проектных усилий; места для устройства опытных анкеров; число контрольных испытаний анкеров и порядок их выполнения. Уточняют усилия, на которые должны быть напряжены анкеры, после проведения контрольных и приемочных испытаний.

Контрольные вопросы по 4-му разделу

1. Назовите основные рекомендации по устройству подпорных стен.

2. Назовите основные рекомендации по устройству «стены в грунте».

3. Назовите основные рекомендации по устройству грунтовых анкеров. Заключение

При осуществлении инженерной защиты необходимо руководствоваться соответствующими законодательными и нормативными актами Российской Федерации и субъектов Российской Федерации.

Необходимость инженерной защиты определяется в соответствии с положениями Градостроительного кодекса Российской Федерации в части градостроительного планирования развития территории субъектов Российской Федерации, городов и сельских поселений:

- для вновь застраиваемых и реконструируемых территорий – в проекте генерального плана с учетом вариантности планировочных и технических решений;

- для застроенных территорий в проектах строительства, реконструкции и капитального ремонта зданий и сооружений с учетом существующих планировочных решений и требований заказчика.

Проектирование инженерной защиты следует выполнять на основе:

- результатов инженерно-геодезических, инженерно-геологических, инженерно-гидрологических, инженерно-гидрометеорологических и инженерно-экологических изысканий для строительства;

- планировочных решений и вариантной проработки решений, принятых в схемах (проекта) инженерной защиты;

- данных, характеризующих особенности использования территорий, зданий и сооружений как существующих.

При проектировании инженерной защиты следует обеспечивать (предусматривать):

- предотвращение, устранение или снижение до допустимого уровня отрицательного воздействия на защищаемые территории, здания и сооружения действующих и связанных с ними возможных опасных процессов;

- наиболее полное использование местных строительных материалов и природных ресурсов;

- производство работ способами, не приводящими к появлению новых и (или) интенсификации действующих геологических процессов;

- сохранение заповедных зон, ландшафтов, исторических объектов и памятников и т.д.;

- надлежащее архитектурное оформление сооружений инженерной защиты;

- сочетание с мероприятиями по охране окружающей среды;

Мероприятия по инженерной защите и охране окружающей среды следует проектировать комплексно, с учетом прогноза ее изменения в связи с постройкой сооружений инженерной защиты и освоения территории. При этом мероприятия инженерной защиты от разных видов опасных процессов должны быть увязаны между собой.

Инженерную защиту застроенных или застраиваемых территорий от одного или нескольких опасных геологических процессов следует осуществлять независимо от формы собственности и принадлежности защищаемых территорий и объектов, при необходимости предусматривать образование единой территориальной системы (комплекса) мероприятий и сооружений.

Выбор мероприятий и сооружений следует производить с учетом видов возможных деформаций и воздействий, уровня ответственности и стоимости защищаемых территорий, зданий и сооружений, их конструктивных и эксплуатационных особенностей.

В случае, когда сооружения и мероприятия инженерной защиты могут оказать отрицательное влияние на эти территории (заболачивание, разрушение берегов, образование и активизация оползней и др.), в проекте должны быть предусмотрены соответствующие компенсационно-восстановительные мероприятия.

В необходимых случаях в проекте следует предусматривать установку контрольно-измерительной аппаратуры и устройство наблюдательных скважин, постов, геодезических реперов, марок и т.д. для наблюдения в период строительства и эксплуатации за развитием опасных процессов и работой сооружений инженерной защиты.

Уровень ответственности (класс) сооружений инженерной защиты следует назначать в соответствии с уровнем ответственности или классом защищаемых объектов.

Экономический эффект варианта инженерной защиты определяют размером предотвращенного ущерба территории или сооружению от воздействия опасных процессов за вычетом затрат на осуществление защиты.

Содержание

Введение ……………………………………………………….…………..…3

1. Особенности проектирования и реализации инженерной подготовки территорий ………………………………………………………..…………………4

1.1. Общие вопросы…………………………………………...………..…..4

1.2. Учет основных факторов, влияющих на проектирование и реализацию мероприятий по инженерной подготовке…………………...4

1.3. Особые условия инженерной подготовки территорий……….…....17

1.4. Решение вопросов инженерной подготовки территорий на разных стадиях градостроительного проектирования …………………………….......…26

Контрольные вопросы по 1-му разделу……………………………………40

2. Вертикальная планировка территорий и организация стока поверхностных вод…………………………………………………..……………..41

2.1. Вертикальная планировка территорий…………………….……….….41

2.2. Методы и стадии проектирования………………………..……..……. 47

2.3. Инженерные сети на улицах города ………….……………………….55

2.4. Организация стока поверхностных вод ……………………………….57

2.4.1. Открытая дождевая сеть………………………………………...……60

2.4.2. Закрытая дождевая сеть………………………………………………63

Контрольные вопросы по 2-му разделу…………………...……………. 78

3. Инженерная защита территорий………………………………..………78

3.1. Факторы подтопления… ……………………………………………..78

3.2.Защита территорий и зданий от подтопления …… ………………….80

3.2.1. Состав мероприятий по защите от подтопления……………………82

3.2.2. Назначение дренажей…………………………………………………84

3.2.3. Типы дренажей……………………………………………………..…87

3.3.Защита территорий от затопления …………………………….……..100

3.3.1. Методы защиты территорий от затопления…………………….…101

3.3.2. Обваловывание территорий…………………………………………102

3.3.3. Укрепление берегов………………………………………...……….110

3.3.4. Искусственное повышение поверхности территории……………..113

3.3.5. Выбор мероприятий по инженерной защите от затопления….….121

3.4.Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов………………………...................................................127

3.4.1. Характеристики процессов………………………………………….127

3.4.2. Инженерная подготовка оползневых территорий………… …….145

3.4.3. Противооползневые и противообвальные сооружения и мероприятия……………………………………………………………………….164

3.5. Инженерные мероприятия по борьбе с оврагами …………..………169

3.6. Противокарстовые мероприятия……………………………………...188

3.7. Мероприятия для зашиты от морозного пучения грунтов………....190

Контрольные вопросы по 3-му разделу……………………………...…...191

4. Рекомендации по устройству инженерных сооружений……………..192

4.1 Подпорные стены………………………………………………………192

4.2. Конструкция «стена в грунте»………………………………………..196

4.3. Грунтовые анкеры…………………………………………..…….…...197

Контрольные вопросы по 4-му разделу……………………………...…...198

Заключение ……………………….…………………………………..……199

Литература………………………………………………………...………. 204

Проверить страницы

Литература

Тесла или 220 вольт из ничего

Трансформатор Никола Тесла или 220 вольт из ничего. Рассмотрим схему образования свободной энергии. Энергия тесла- энергия эфира о которой писал Никола Тесла обозначим её Ет получаемая им при жизни с помощью башен очень заманчивый источник энергии. Фото патента на башню Никола Тесла.

На данной схеме мною представлена схематичная конструкция башни в виде электрической схемы для сегодняшней ситуации,

данная схема работоспособна и в наши дни можно получать из неё энергию. В домашних условиях сборка данной схемы не займет больше суток работы, но эффект будет огромный. Настройка участков схемы потребует кропотливости и настойчивости, знание основ физики. Ведь настройка колебательного контура, поиск резонанса работы трансформатора тесла.

Трансформатор Тесла — это уже отдельная схема в схеме, конструкция которого будет индивидуальна для каждой схемы. КПД трансформатора Тесла должно быть выше 1. Для трансформаторов к которым мы привыкли в быту это не относится. У трансформатора Тесла нет сердечника обратной составляющей, нет той потери энергии при нагрузки трансформатора. Это явление заметно при работающей сварке, когда сеть в которую подключена сварка моргает в такт работы сварки. То есть сеть вся работает в резонанс работы сварки, или точнее сказать что мы видим как энергия то выходит из сварочного агрегата – дуга, то заходит – когда свет в сети становится ярче обычного. В схеме Тесла есть искровик, в котором зазор играет огромную роль. Искровик создает импульс который в дальнейшем обрабатывается трансформатором Тесла, передается через согласующий конденсатор и второй трансформатор или нагрузку. Схема передачи энергии Тесла так же проста как и получение, и она более легка в осуществлении, так как менее требуется её корректировка и настройка. Побочное явление работы башни Тесла это явление и загадки Тунгусского метеорита.

Эффект которого до сих пор изучают и переименовываю в разные гипотезы. Но множество фактов лишь подтверждает попадание пучка энергии резонансом которой была башня Николы Тесла. Никто не опровергает тот факт, что сила взрыва огромна и удар электричества послужил обгоранию деревьев и даже и корни деревьев свернулись – что возможно лишь при сильном напряжении. Всё выше описанное результаты работы Никола Тесла. Есть множество видео роликов про работоспособность его трансформатора. При изготовлении трансформатора Тесла нужно учесть некоторые факты из моей практики и советов единомышленников. Обычный бытовой трансформатор мотается на сердечник из металла, но трансформатор Тесла не содержет сердечника — его эффект в передаче энергии без потерь, как я писал выше. Трансформатор Тесла передает лишь импульс, на котором и строится вся работа схемы. Ниже представлены несколько схем и способов сборки трансформаторов Никола Тесла. Я считаю что доступность каждому свободной энергии должна быть. Как хорошо сидеть дома и запитывать свои электроприборы коробочкой которая берет энергию из вечного эфира. Для увлеченных этой задачей выкладываю несколько схем и способов сборки трансформатора Тесла, и повторюсь – трансформатор Тесла индивидуален для каждой схемы, надо учесть множество фактов сборки вашей схемы. Я собираю и делаю опыты, на схемах Тесла. Извлечение энергии получается очень просто, но получение энергии очень проблематично, я смог получить 180 вольт при малом токе, горит только лампочка на 12 вольт. С нагрузкой этой лампочки напряжение падает до 8 вольт. Вот мой личный рекорд. Кто получит выше – прошу поделиться опытом сборки трансформатора Тесла.

Эта схема прибора получения энергии, нарисованная Теслой, ниже представлена схема трансформатора Никола Тесла, в принципе все основное видно и понятно при попытках изучения его деятельности. могу показать фото собираемых трансформаторов.

Я стараюсь черпать схемы от первоисточников, вот еще некоторые искизы и схемы Тесла.

В данной схеме Никола Тесла использует энергию солнца, но принцип извлечения энергии остается аналогичен. В следующей схеме Тесла хорошо показывает работу очередной башни, в схеме видны усовершенствования её работы. Возможно с неё и был произведен мощный поток энергии, результатом которой был якобы тунгуский метеорит.

Для того, чтоб проще было понять передачу энергии на расстояния я представляю схему передатчика энергии на основе ТВС от телевизора.

Для сборки схемы тесла можно использовать детали схемы зажигания автомобиля.

Если вы окончательно хотите углубиться в добыче энергии из эфира по рукописям Никола Теслы, и попытаться собрать схему генератора свободной энергии. Ниже представлена схема Капанадце – которая по его словам работает…

Я собираю сам, и вам советую разобраться в теории, лишь потом пробывать, хотя каждому своё. На последок выкладываю фото загадочной конструкции из стекла, найденной якобы у Тесла в лаборатории – что это???

для администрации сайта — нужен USB осцилограф, не могу увидеть импульс, надеюсь что заработаю в конкурсе!

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.

Как сделать самому энергию из эфира для дома: энергия эфира, самодельные генераторы, схема Стивена Марка

Сама идея устройства для получения дармовой энергии из эфира неизменно была очень востребована. Не только аматёры, но и многие именитые учёные всерьёз и небезрезультатно занимались этим вопросом. Нынче не стало меньше желающих разработать подобную установку и её сделать самому. Энергию из эфира для дома сегодня можно попытаться получить, используя простые и доступные схемы.

Энергия из пустоты

Наука не даёт вразумительного определения ни полю, ни энергии. Зато она ясно формулирует — энергия не берётся из ниоткуда и никуда не девается. Пытаясь добывать «энергию из ничего», мы можем только стараться «встраиваться» в процесс её естественного преобразования из одних видов в другие.

Энергия определяется полезной работой, а поле — пространственными характеристиками влияния его источника. И статический электрический заряд, и динамический магнитный эффект вокруг проводника с током, и тепло нагретого тела считаются полями.

Любое поле может выполнить полезную работу, следовательно, передать часть своей энергии. Именно это свойство побуждает искать источники дармовой энергии в различных полях. Считается, что такой энергии существует в разы больше, чем в освоенных человечеством традиционных источниках.

Например, мы умеем использовать энергию гравитации огромной Земли, но не умеем её извлекать из притяжения малюсенького камня. Она слишком незначительная, чтобы это имело смысл, но практически неисчерпаема. Если придумать некий способ её извлечения из камешка, мы получим новый источник энергии.

Примерно этим занимаются исследователи и разработчики всех видов и мастей в попытках извлечь «энергию из ничего». То поле, из которого различные изыскатели стремятся научиться добывать энергетический ресурс, они называют эфир.

Эфир и его свойства

Этот термин бытовал в ходу у науки ещё столетие назад. Используя понятие «эфир», открыты были все базовые законы физики и не только. Оперируя именно этим понятием, проводили свои исследования и разработки Никола Тесла и другие умы XIX и начала XX века.

Наука однажды от эфира отреклась. В результате многие явления, такие как поля, оказались без него необъяснимы, а он сам теперь не имеет чёткого определения. Это не помешало использовать понятие «эфир» в обосновании разработок получения «свободной энергии из ничего». Хотя ныне под этим зачастую подразумеваются совершенно разные явления.

Сегодня под выражением «получить эфирную энергию» понимают как добычу её из того же эфира, который имел в виду Н. Тесла, так и вообще все способы получения «дармовой энергии из ничего». Эфир при этом считается структурной частью пространства и носителем любой энергии.

Никола Тесла и его идеи

Большинство современных конструкторов стремятся получить электричество именно «из воздуха». Самым известным разработчиком таких способов был Никола Тесла. Его называют первооткрывателем чуть ли не всех ныне существующих «благ цивилизации». Интернет, радио, телевидение, мобильная связь — практически всё считается основанным на открытых им ещё в начале XX века принципах.

Многие его разработки считаются утраченными ещё со времени его смерти. Одни из них известны исключительно как принципы, другие — всего лишь в общих чертах. Тем не менее, многие нынешние конструкторы пытаются сегодня воспроизвести открытия и устройства Тесла, пользуясь уже современными научными и технологическими открытиями.

Большинство идей Тесла базируются на извлечении её из полей, формируемых взаимодействием Земли со своей ионосферой. Эта система рассматривается как большой конденсатор, в котором одна пластина — Земля, а другая — её ионосфера, облучаемая космическими лучами. Как и любой конденсатор, такая система постоянно накапливает заряд.

А разрабатываемые по идеям Тесла различные самодельные устройства предназначены для извлечения этой энергии.

Нынешние и классические разработки

Современные открытия и технологические разработки предоставляют широкое поле деятельности в получении «холодного электричества». Кроме устройств по идеям Тесла, сегодня широко распространены такие разработки для получения «энергии из пустоты», как:

радиантное электричество;
использование мощных неодимовых магнитов;
получение тепла от механических нагревателей;
трансформация энергии земли и излучений космоса;
вихревые двигатели;
термические земляные насосы;
солнечные конвекторы;
торсионные генераторы.

Все эти способы имеют своих приверженцев, но большинство из них довольно ресурсоёмкие и затратные. Немаловажно и то, что они требуют глубоких специальных знаний и изобретательности. Всё это делает подобное конструирование в домашних условиях затруднительным. Энергия из эфира своими руками может быть получена с помощью несложных и доступных схем. Их реализация не потребует глубоких знаний или больших издержек, но некоторая подгонка, настройка и расчёты всё же понадобятся.

Не все такие разработки можно назвать извлекающими именно «эфирную энергию». С точки зрения отсутствия расхода ресурсов на выработку электроэнергии, их по праву можно назвать извлекающими «энергию из ничего». Энергоносители этих систем не разрушаются при передаче энергии — отдавая её, они тут же её снова накапливают. Сама же система может вырабатывать электроэнергию если и не вечно, то, по крайней мере, очень-очень долго.

Энергия воздушной тяги

Эта идея — типичный пример такого устройства. Она не является в строгом смысле слова способом извлечь энергию из эфира. Это, скорее, способ её простого, дешёвого и длительного получения.

Для его реализации понадобится высокая труба, 15 метров и более. Такая труба ставится вертикально. Нижнее и верхнее отверстия должны быть открыты. Внутри неё устанавливаются электродвигатели с пропеллерами соответствующего диаметра , которые должны легко крутиться вместе с ротором. Восходящий поток воздуха вращает лопасти и роторы электродвигателей, в статоре вырабатывается электроэнергия.

Незамысловатая домашняя мини-электростанция

Одно из самых элементарных устройств можно сделать самостоятельно из кулера от компьютера (рис.1). В нём используется такая современная разработка, как неодимовые магниты.

Для его изготовления нужно:

подобрать компьютерный кулер;
снять с него трансформаторные катушки (их там 4 штуки);
вместо них поставить 4 маленьких неодимовых магнита;
их нужно сориентировать в исходных направлениях катушек;
правильно подобрав положение магнитов, заставить вращаться ротор моторчика.

Такая электростанция позволяет работать подключённой к ней маленькой лампочке. Взяв мотор побольше и более сильные магниты, можно получить больше электроэнергии.

Применение магнитов и маховика

Возможности подобной электростанции значительно увеличиваются при использовании инерции тяжёлого маховика. Упрощённая модель такой конструкции показана на рис. 2.На сегодняшний день существует масса разработок — в том числе и запатентованных подобных конструкций с горизонтальным и вертикальным расположением маховика. Все они имеют общую схему устройства.

Основная деталь — барабан маховика, по окружности которого расположены довольно мощные неодимовые магниты. По окружности движения ротора-маховика расположены несколько электрических катушек, выполняющих роль электромагнита и генератора электричества (статора). В комплект также входит аккумулятор и устройство переключения направления подачи напряжения.

Будучи один раз запущен, маховик, вращаясь по кругу, возбуждает своими магнитами электромагнитное поле в катушках. Это приводит к появлению в проводнике электрического тока, который подаётся для зарядки аккумулятора. Периодически часть вырабатываемой электроэнергии используется для подталкивания маховика. Заявляемый разработчиками КПД такого механизма составляет 92%.

В обоих этих устройствах энергия вырабатывается за счёт инерции вращения и сравнительно недавно разработанных мощных магнитов. Понимая принцип работы устройства, можно попытаться сделать его самостоятельно дома. По словам конструкторов, с помощью него можно получать до 5 кВт*ч полезной мощности.

Простой генератор Тесла

Сегодняшнее воздушное пространство значительно сильнее ионизировано, чем во времена Тесла.

Основание тому — существование огромного количества линий электропередач, источников радиоволн и прочих причин ионизации. Поэтому попытка получить электричество из эфира своими руками с помощью простейших конструкций по идеям Тесла может быть весьма эффективной.

Начинать самостоятельные эксперименты лучше с доступных для изготовления в домашних условиях приспособлений. Одно из них — простейший трансформатор Тесла. Это устройство позволяет буквально «получать энергию из воздуха». Его принципиальная схема изображена на рис. 3.В этой установке используются две пластины. Одна закапывается в землю, а другая поднимается на некоторую высоту над её поверхностью.

На пластинах, как и в конденсаторе, накапливаются потенциалы противоположного знака. Само устройство состоит из стартового источника питания (аккумулятор 12 В), подключённого через разрядник к первичной обмотке трансформатора, и параллельно включённого конденсатора. Накопившийся заряд пластин снимается со вторичной обмотки трансформатора.

Эта конструкция представляет опасность тем, что фактически моделирует возникновение атмосферного разряда молнии, и работы с такой установкой нужно проводить с соблюдением всех мер безопасности.

С помощью подобной конструкции можно получить небольшое количество электричества. Для более серьёзных целей потребуется использовать более сложные и дорогостоящие в реализации схемы. В этом случае также не обойтись без достаточных знаний физики и электроники.

Устройство разработки Стивена Марка

Эта установка, созданная электриком и изобретателем Стивеном Марком, предназначена для получения уже довольно значительного количества холодного электричества (рис.4). С помощью него можно питать как лампы накаливания, так и сложные бытовые устройства — электроинструмент, телерадиоаппаратуру, электродвигатели. Он назвал его Тороидальный Генератор Стивена Марка (TPU). Изобретение подтверждено патентом США от 27 июля 2006 года.

Принцип его действия основан на создании магнитного вихря, резонансных частот и ударов тока в металле. В отличие от многих других подобных устройств, будучи уже запущенным, генератор не требует подпитки и может работать неограниченное количество времени. Он был воссоздан много раз различными испытателями, которые подтверждают его работоспособность.

Существуют несколько конструкций этого устройства. Принципиально они между собой не разнятся, есть некоторые отличия в реализации схемы.

Здесь приведена схема и конструкция 2-частотного TPU. В основу принципа его действия положено столкновение вращающихся магнитных полей. Устройство имеет вес меньше 100 г и довольно простую конструкцию. Оно включает в себя такие компоненты:

Внутреннюю основу в форме кольца.
Две коллекторные катушки — внутреннюю и внешнюю.
Четыре двухпроводные катушки управления.

Внутрення кольцеобразная основа (рис.5) выполняет роль стабильной платформы, вокруг которой расположены все другие катушки. Материал для изготовления кольца — пластик, фанера, мягкий полиуретан.

Размеры кольца:

ширина: 25 мм;
внешний диаметр: 230 мм;
внутренний диаметр: 180 мм;
толщина: 5 мм.

Внутренняя коллекторная катушка может быть сделана из 1–3 витков 5 параллельных многожильных проводов-литцендратов. Для намотки витков можно также использовать обычный одножильный провод с диаметром жилы 1 мм. Схематический вид после изготовления представлен на рис. 6.

Внешняя коллекторная катушка, она же — выходной коллектор двухполярного типа. Для его намотки можно использовать тот же провод, что и для управляющих катушек. Им покрывается вся доступная поверхность.

Каждая из катушек управления (рис.7) — плоского типа, по 90 градусов для установки вращающегося магнитного поля.

Чтобы сделать катушки с одинаковым количеством витков, необходимо до наматывания отрезать 8 проводов немного длиннее метра. Выводы поможет различать разный цвет проводов. Каждая катушка имеет 21 виток двухпроводного стандартного одножильного провода сечением 1 мм со стандартной изоляцией.

Выводы с наконечниками (рис. 7) — это два вывода внутренней коллекторной катушки.

Обязательной является установка общей обратной земли и 10-микрофарадного полиэстрового конденсатора, без которого на всё оборудование будут отрицательно воздействовать токи и возвращаемое излучение.

Схема соединений делится на 4 секции:

входа;
управления;
катушек;
выхода.

Секция входа предназначена для предоставления интерфейса к генератору прямоугольного сигнала

и выдачи синхронизированных прямоугольных волн подходящим образом. Это обеспечивается с помощью КМОП-мультивибратора.

Для реализации секции управления МОСФИТами (MOSFET) лучшее решение — стандартный интерфейс IRF7307, предлагаемый конструктором.

Как видно из последней модели, человеку без специального образования и навыков работы с физическими устройствами и приборами собрать такую конструкцию дома будет достаточно сложно.

Существует множество схем и описаний подобных устройств других авторов. Капанадзе, Мельниченко, Акимов, Романов, Дональд (Дон) Смит хорошо известны всем желающим найти способ получения энергии из ничего. Многие конструкции довольно простые и недорогие для того, чтобы их сделать и самому получить энергию из эфира для дома.

Вполне возможно, что многим таким аматёрам удастся практически достоверно узнать, как получить электричество в домашних условиях.

Эфирный двигатель тесла схема

Генератор Тесла

Генератор или вечный двигатель?

Альтернативная энергетика

Трансформатор Тесла

Как сделать генератор

Трансформатор

Схема запитки

Применение генератора

Видео

Никола Тесла и энергия эфира. Правда и вымысел

Попробуем разобраться, является ли правдой то, что о нём говорят, пишут, показывают в сенсационных фильмах.

Кем же на самом деле был Никола Тесла?

Внимание! Неожиданная сенсация!

Генератор свободной энергии: схемы, инструкции, описание, как собрать

Что представляет собой свободная энергия?

Проблема сохранения энергии

Схема и конструкция генератора Теслы

Генератор свободной энергии на магнитах

Последователи Николы Теслы и их генераторы

Лестер Хендершот

Джон Бедини

Тариель Капанадзе

Практические схемы генераторов свободной энергии

Современный взгляд и новые разработки

ТРАНСФОРМАТОР ТЕСЛА: ЭНЕРГИЯ ИЗ ЭФИРА

Page 2

Page 3

Page 4

Page 5

Page 6

Page 7

Page 8

Page 9

Page 10

Page 11

Page 12

Page 13

Page 14

Page 15

Page 16

Page 17

Page 18

Page 19

Page 20

Page 21

Page 22

Page 23

Page 24

Page 25

Page 26

Тесла или 220 вольт из ничего

Как сделать самому энергию из эфира для дома: энергия эфира, самодельные генераторы, схема Стивена Марка

Энергия из пустоты

Эфир и его свойства

Никола Тесла и его идеи

Нынешние и классические разработки

Энергия воздушной тяги

Незамысловатая домашняя мини-электростанция

Применение магнитов и маховика

Простой генератор Тесла

Устройство разработки Стивена Марка

Смотрите также