Технологии применения габионов в современном строительстве

И. А. Иванов

ТЕХНОЛОГИИ ПРИМЕНЕНИЯ 
ГАБИОНОВ В СОВРЕМЕННОМ 
СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Учебное пособие

2-е издание, переработанное

Москва    Вологда
«Инфра-Инженерия»
2023

УДК  624
ББК  38.5
  
И20

Рецензенты:
доктор технических наук В. Д. Анахин;
доктор педагогических наук В. С. Самсонов

Иванов, И. А.
И20  
Технологии применения габионов в современном 

строительстве : учебное пособие / И. А. Иванов. – 2-е изд.,  
перераб. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. – 
196 с. : ил., табл.

 
 
ISBN 978-5-9729-1357-2

Рассмотрены вопросы применения габионов в мелиорации и дорожном 
строительстве, ПГС, а также в берегоукрепительных работах и облагораживании 
территорий. Приведены типы, разновидности и общие требования 
к габионным конструкциям. Описывается методика проектирования и 
расчета габионных сооружений, технология крепления, опыт дизайнерских 
решений использования габионов, примеры сооружений из габионов в условиях 
Севера и городской застройки.
Для студентов строительных специальностей, а также преподавателей, 
проектировщиков и строителей.

 
УДК  624

 
ББК  38.5

ISBN 978-5-9729-1357-2 
© Иванов И. А., 2023

 
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2023

 
© Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ................................................................................................... 4

Глава 1
 Структура мелиоративной сети и наиболее 
                  распространенные методы крепления каналов............5
1.1.Структура мелиоративной сети, конструктивные  
особенности мелиоративных каналов ...........................................5
1.2. Существующие технологии крепления дна  
и откосов каналов  ..............................................................................20
1.3. Крепление каналов габионами ....................................................40
1.4.Экологические аспекты крепления гидротехнических  
сооружений габионами и их износ .............................................52

Глава 2
  Общие положения и требования к габионным конструкциям ....63
2.1. Типы и разновидности габионных конструкций .........................64
2.2. Нетрадиционные и сопрягаемые с ними габионные  
конструкции .......................................................................................70
2.3. Откосы подтопляемых сооружений .............................................75
2.4. Вдольбереговые укрепительные сооружения ............................79

Глава 3
 Машины для изготовления сетки двойного 
                              кручения с шестигранной ячейкой ..................... 84
3.1. Классификация скручивающих элементов ..............................85

Глава 4
                  Методика расчета габионных сооружений ................. 93
4.1. Классификация объектов, усиливаемых габионными  
конструкциями, и габионных структур .........................................94
4.2. Обоснование принятия проектного решения  
и выбор конструкции .....................................................................109
4.3. Проектирование стен системы Террамеш .............................122
4.4. Методика проектирования и расчета габионных структур  
для защиты от размыва откосов насыпей, берегов,  
мостовых опор и конусов мостов ...............................................129

 Глава 5 
 Технология крепления берегов рек, откосов каналов,  
мостовых переходов 
                       и водосбросных сооружений габионами .............. 142
5.1 Работа габионных конструкций в условиях Севера ................150
5.2 Экономическое обоснование применения габионов ...........159
5.3 Опыт дизайнерских решений при использовании габионов ... 163

Приложение .......................................................................................... 168

Библиографический список ............................................................. 195

Введение

Впервые габионы в России были применены при строительстве 
Кругобайкальской железной дороги в 1908 г. Затем 
на долгие годы эта технология была забыта. Возродилась в 
60-е годы прошлого века, но изготовление габионов было ручное, 
что сдерживало их широкое применение.

В настоящее время происходит «второе рождение» применения 
габионов. Появляется современное оборудование для 
производства габионов, не требующее значительных материальных 
вложений., появились усовершенствованные технологии 
их применения, а так же новые экономические стимулы, 
которые диктуют более широкое применение этих технологий.

Глава 1

Структура мелиоративной сети и наиболее 
распространенные методы крепления каналов

Вступление

Применение габионов имеет самое разнообразное значение – 
крепление берегов рек, озер и водохранилищ, крепление 
откосов от камнепадов, крепление железных дорог и авто- 
полотна и даже как часть архитектуры во временных сооружениях 
и ,вероятно, что после ознакомления с книгой читатель 
расширит свои познания в сфере применения габионов. 

Но все-таки основное применение габионов это – мелиорация 
и дорожное строительство. Строительство мелиоративной 
сети бывает часто необходимо при строительстве железнодорожного 
пути и при строительстве автодорог, аэродромов, в 
промышленном и гражданском строительстве, при строительстве 
и осушении карьеров, а также при желании придать 
местности экологическое равновесие. Поэтому вначале мы и 
остановимся на структуре мелиоративной сети как наиболее 
универсальной при применении габионов.

1.1. Структура мелиоративной сети, конструктивные  
особенности мелиоративных каналов

Мелиоративные системы в соответствии с существующей 
классификацией подразделяются на оросительные и осушительные.

ГЛАВА 1. Структура мелиоративной сети и ...
6

Оросительные системы различают по сельскохозяйственному 
назначению, техническому состоянию, мощности, способу 
забора воды из источника орошения и числу обслуживающих 
хозяйств.

Состав элементов оросительной системы, их расположение, 
конструкция оросительной и дренажной сети зависит от природных 
и хозяйственных условий орошаемого массива, в частности, 
от геоморфологических, гидротехнических условий, от типа 
почв, от взаиморасположения источника орошения и орошаемой 
площади, а также от направления хозяйства – состава сельскохозяйственных 
культур, размеров орошаемого массива, его конфигурации, 
от площади хозяйств, расположенных на массиве 
орошения, от применяемых способов и техники полива, числа  
и размеров севооборотных участков и других условий .

Оросительная сеть – система оросительных каналов, которые 
транспортируют воду от источника орошения к орошаемому 
массиву, распределяют воду между отдельными хозяйствами 
и подают ее на участки полива.

Для проектирования каналов оросительной сети необходимо 
знать их назначение, рельеф местности и характер грунтов, 
в которых будут проходить каналы. Прежде всего следует 
определить расчетные расходы воды, которые требуется пропустить 
по каждому из каналов сети. Для этого составляется 
план водопользования на оросительной системе. Расчетные 
расходы каналов оросительной сети определяют на основе сочетания 
во времени потребности в воде отдельных хозяйств  
и режима источника орошения.

Основным расчетным расходом канала является расход канала, 
подаваемый на севооборотный участок. Его вычисляют 
по формуле :

(1.1)
QCO=qFCO
H
H

И. А. Иванов. Технологии применения габионов в современном строительстве
7

где q – расчетная ордината графика гидромодуля, л/с га; 

 –    площадь севооборотного участка нетто, га.

Расходы нетто всех остальных каналов оросительной сети 
вычисляют через       с учетом общесистемного плана водопользования. 
Для большинства оросительных систем при 
хорошей водообеспеченности все каналы старшего порядка, 
включая каналы севооборотных участков, подают воду постоянно 
в течение всего вегетационного периода, в соответствии 
с графиком гидромодуля. В то же время расчетные расходы 
каналов согласуют с суточной площадью полива поля, с суточной 
производительностью сельскохозяйственных машин 
и механизмов на послеполивной обработке поля. Необходимо 
также учитывать, что:

(1.2)

где            – сумма расходов временных оросителей, работающих 
на поле одновременно.

Для обеспечения подачи расчетного расхода на поле необходимо 
учитывать возможные потери воды в оросительных 
каналах и забирать воду в них с учетом этих потерь:

(1.3)

где QП – потери воды из канала, л/с или м3/с.

Следовательно, наиболее эффективной схемой работы сети будет 
такая при которой число каналов, работающих одновременно, 
и общая протяженность их будут минимальными. Для первой 
стадии проектирования А. Н. Костяков предложил следующий 
метод определения потерь воды на фильтрацию,  % на 1 км: 

где Q – расход в конце канала, м3/с; А и m – коэффициенты, 
зависящие от водопроницаемости грунта.

(1.4)

Qбр=QН+QП

∑

CO
bx

H
H
Q
=
Q

∑

bx
H
Q

=
m
A
Q
Q

CO
H
F

CO
H
Q

ГЛАВА 1. Структура мелиоративной сети и ...
8

Конструкция каналов в земляном русле определяется: 
расходом канала; требуемой величиной командования канала; 
характером грунта, в котором он проложен; назначением 
канала и его расположением на местности; формой сечения; 
габаритами рабочего органа механизмов, применяемых для 
строительства. Каналы средней и малой пропускной способности, 
как правило, имеют трапецеидальное сечение, а большие 
параболическое. 

Для обеспечения самотечной подачи воды из каналов в поливную 
сеть необходимо командование каналов над орошаемой 
площадью. Общее командование канала над орошаемой 
площадью определяется числом порядков младших каналов, 
получающих воду из рассматриваемого канала и от техники 
полива. Для гидравлического расчета каналов применяют 
формулы равномерного движения воды, по которым определяют 
глубину воды в канале h, его ширину по дну b и среднюю 
скорость течения воды Vср. Расчеты проводят на пропуск 
нормального расхода Qнорм, после чего проверяют сечение на 
пропуск минимального и форсированного расходов. При этом 
средняя скорость течения воды в канале должна удовлетворять 
условию:

V р
доп >Vср>V 3
доп
(1.5)
где V р
доп и V 3
доп – соответственно допустимые скорости на 
размыв и заиле-ние, м/с.

Оросительные каналы, особенно в начальный период эксплуатации, 
деформируются в результате размыва, заиления и 
зарастания, влияния низких температур, дополнительных нагрузок 
от кавальеров, а также просадки грунтов.

Оросительные каналы. В зависимости от величины поливного 
участка, рельефа местности, грунтовых условий и 
средств механизации для ее строительства сгруппированы в 

И. А. Иванов. Технологии применения габионов в современном строительстве
9

соответствии с ОСТ 33-22-76 в 5 групп (табл.1.1) и от положения 
дна канала по отношению к поверхности земли различаются; 
в выемке, в полувыемке, в полунасыпи, в насыпи.

Т а б л и ц а 1.1 

Строительная
глубина, h, м
Ширина по дну, 
b, м
Заложение 
откосов, m

Свыше 0,5 до 1,0
0,4; 0,6; 0,8
1,00; 1,25; 1,50

1,0 до 1,5
0,8; 1,0
1,00; 1,25; 1,50

1,5 до 2,0
1,0; 1,5
1,25; 1,50; 1,75; 2,00

2,0 до 2,5
1,5; 2,5
1,50; 1,75; 2,00

2,5 до 3,0
1,5; 2,5
1,50; 1,75; 2,00

Осушительные системы имеют следующие основные элементы: 
осушаемую территорию; регулирующую осушительную 
сеть; оградительную сеть; проводящую сеть; водоприемник; 
гидротехнические сооружения на осушительной сети; 
дороги и сооружения на них.

Регулирующая сеть в зависимости от использования осушаемой 
территории может быть открытой или закрытой в виде 
систематической сети открытых каналов, трубчатого дренажа, 
кротового дренажа, выборочных каналов или дрен, глубоких 
каналов и дрен. Открытую систематическую осушительную 
сеть применяют для осушения лугов, лесов, болот при добычи 
торфа, предварительного осушения болот с последующей 
заменой ее закрытым дренажем при сельскохозяйственном их 
использовании. 

Оградительная сеть состоит из нагорных, ловчих и береговых 
каналов и дрен.

К проводящей сети относятся магистральные каналы и коллекторы. 
Магистральные каналы обычно открытые, коллекторы – 
открытые и закрытые.

ГЛАВА 1. Структура мелиоративной сети и ...
10

Схемы осушительной сети зависят от сельскохозяйственного 
использования земель, типа водного питания, размеров полей 
севооборота, рельефа поверхности, условий эффективной работы 
сельскохозяйственных машин и границ землепользования. 
Открытая проводящая сеть ускоряет отвод поверхностных вод 
весеннего снеготаяния по замерзшей почве без выноса питательных 
веществ. Открытая оградительная и закрытая проводящая 
сеть, ввиду большей глубины заложения, оказывают большее 
осушающее действие по сравнению с регулирующей сетью. 
Поэтому регулирующую сеть следует проектировать с учетом 
осушающего действия проводящей и оградительной сети.

По типу водного питания схемы осушения земель подразделяются 
на: земли атмосферного питания, грунтового водного питания, 
грунтово-напорного питания, намывного водного питания.

Главную причину переувлажнения почв просто объяснить на 
безуклонных равнинах, а также на сравнительно больших площадях (
водосборах) холмистого рельефа. Количественно она 
оценивается по разному.

Наиболее обоснованный способ количественной оценки причины 
переувлажнения почв – метод водного баланса.

Уравнение водного баланса (А.А.Богулевский), которым можно 
пользоваться для этой цели, имеет следующий вид:

ΔW = Р + (ПП-СП) + (ПГ+СГ)-Е 

где ΔW – общее изменение запасов воды в зоне аэрации 
за определенный период, Р – осадки, ПП-СП – приток и отток 
поверхностных вод, ПГ-СГ – приток и отток подземных вод,  
Е – суммарное испарение.

Для участков с атмосферным типом водного питания (при 
ПП – СП = 0 и ПГ –СГ = 0) основная причина переувлажне-
нияземель количественно оценивается следующим образом:

(1.6)

И. А. Иванов. Технологии применения габионов в современном строительстве 11

ΔW = Р – Е когда Р > Е

Рельеф поверхности также очень сильно влияет на режим 
влажности почвы. По направлению от водораздельных участков 
к пониженным количеством воды, поступающей в почву, 
увеличивается в результате стекания с вышележащей части 
склона. Поэтому пологие склоны переувлажняются больше, 
чем крутые, нижние части склона – больше чем верхние.

Исключительно неблагоприятный водный режим почвы 
складывается на отрицательных формах рельефа. Здесь переувлажнение 
происходит за счет атмосферных осадков, выпадающих 
непосредственно на участок, воды притекающей со 
склонов, притока внутрипочвенных и подземных вод.

Отрицательные формы рельефа следует делить на две группы: 
проточные (ложбины, балки, долины) и бессточные (котловины 
или впадины, блюдца, западины). Почвы на проточных 
отрицательных формах рельефа чаще всего бывают периодически 
избыточно увлажнены, а на бессточных преобладает 
постоянный избыток влаги, который вызывает процесс заболачивания 
и затрудняет развитие культурных растении, а также 
проход техники. 

Метрологическое строение подпочвенных слоев также может 
служить причиной избыточного увлажнения почвы. Если 
подпочвенные слои неводонепроницаемы, избыток вод атмосферных 
осадков не может просачиваться в глубину, быстро переувлажняет 
почвенный покров до полной влагоемкости и скапливается 
на его поверхности или в виде поверхностного стока 
стекает и скапливается в отрицательных формах рельефа.

Если к осушаемому объекту примыкает лес, в котором снеготаяние 
обычно задерживается, то объект от притока воды 
ограждается нагорными каналами. При замкнутом бассейне 
грунтовых вод (грунтовое водное питание) основной метод 
осушения – понижение их уровня. При небольшой ширине осу-