Плоские синтетические георешетки или геосетки, изобретенные в 1978 году в Великобритании, сегодня широко используются в строительстве по всему миру. В 2021 году мировой объем этого рынка составлял порядка $1,2 млрд., а к 2028 году, по разным оценкам, достигнет $1,6-1,8 и более млрд. Данная технология позволяет снизить объемы земляных работ почти наполовину, сохраняя при этом проектные параметры конструкции. Самый масштабный полигон для ее реализации – дорожное строительство. Более компактная морская и речная инфраструктура использует ее с тем же успехом, но пока ограниченно.

Решетка наоборот

История изобретения георешетки была поэтапной. В ее основе идея, которая полностью переворачивает традиционное понятие сети, как структуры из переплетенных нитей: здесь структура образуется из монолитного листа, в котором сделаны отверстия. Автор - английский изобретатель Брайан Мерсер, работавший на семейном предприятии по производству текстиля. В 1956 году он предложил делать пластиковые сетчатые конструкции путем выдавливания или перфорации из цельного пласта синтетического материала. Изобретение получило название Netlon, от слов «сеть» и «нейлон», первые образцы были похожи на рыболовную сеть. Проект оказался коммерчески успешным, основатель компании Netlon стал мировой знаменитостью, его портрет нарисовал Сальвадор Дали, однако, увлеченный наукой, он хотел расширить возможности применения новой технологии, сделав пластиковую сеть такой же прочной как металлическая арматура. Спустя 22 года исследований и экспериментов с молекулярной структурой, в которые были вовлечены различные научные институты и лаборатории, был разработан принципиально новый продукт Tensar (от tense, «напряжение»).

В основе - механический принцип: пластиковая сетка удерживает части грунта и щебня, блокируя их горизонтальные и вертикальные перемещения под нагрузкой. Возникший эффект механической стабилизации увеличивает угол распределения давления до 58 градусов, что кратно повышает прочность конструкции. Затраты на стройматериалы при этом сокращаются на 40%. Поэтому довольно скоро технология завоевала строительные рынки всего мира. После открытия завода в Блэкберне (Великобритания) в 1981 году, было начато производство по лицензии в Атланте (США) в 1982 году, затем в 2002 году – в городе Ухань (КНР), а в 2014 – в Санкт-Петербурге, причем инженерный центр здесь начал работать с 1996 года.

 

Структурная модификация

Tensar со временем стало почти нарицательным понятием, что удается редким изобретениям. Помимо качественных характеристик оно подразумевает постоянное обновление знаний, которое обеспечивает развитие технологии. К примеру, на первом этапе британская георешетка имела двуосную форму, образованную четырехугольными отверстиями. Для увеличения прочности была разработана трехосная структура, состоящая из шестигранников, образованных треугольными отверстиями. Оптимальный размер отверстий определен размером каменного материала. Наиболее распространенная георешетка соответствует размерности фракции щебня или гравия. При малых и слишком больших размерах отверстий эффективность заклинки частиц снижается. Выбор типа решетки зависит от конкретной задачи. Например, для берегоукрепления и повышения устойчивости откосов оптимальна одноосная структура, а для грузовой площадки терминала – трехосная гексагональная.  

Строительные преимущества

Преимущества технологии можно распределить по нескольким параметрам: от физических и экономических до экологических. Физические свойства георешетки, сделанной из обработанного полипропилена, связаны с его прочностью и устойчивостью к коррозии и другим воздействиям. Она сохраняет все основные свойства исходного материала: устойчивость к воздействию кислотных и щелочных растворов (показатель pH в пределах от 2 до 12), термостойкость (рабочие температуры от -50 до +100 градусов), эластичность и плотность. Установленный срок службы – порядка 120 лет.

Поскольку основная нагрузка ложится на узловые соединения и ребра, долговечность и эффективность георешетки напрямую зависит от особенностей конструкции, в которой узлы усилены, а ребра имеют высокий профиль.

Главное преимущество технологии – значительная экономия на затратах при строительстве. В Великобритании этот показатель доходит до 75%. Если, допустим, по традиционной технологии для постройки дороги нужно сначала отсыпать 0,6 м грунта, а затем 0,45 м щебня, то для достижения того же результата можно использовать георешетку, положив под нее 0,3 м грунта, а сверху – 0,35 м щебня. Последний вариант основан на расчетах, проверенных британским Институтом транспорта: дорога с 30-сантиметровым слоем щебня на георешетке остается неизменной после проходов 10 тыс. грузовиков, а если оставить тот же слой щебня и убрать решетку, то через 3,5 тыс. проездов образуется глубокая колея как на поверхности, так и в грунте. Аналогичные исследования компания «Сотерра Инжиниринг» (ранее Tensar) проводила в Казахстане. В ходе эксперимента сравнивали две конструкции: с механической стабилизацией и без нее. В эксперименте принимали участие карьерные самосвалы грузоподьемностью 100 тонн, которые сделали 80 проходов по одному следу. Максимальная колея у стабилизированного слоя составила 49 мм, а у нестабилизированного – в пять раз больше. Помимо усиления основания на уровне грунта для повышения прочности дорожной одежды используется технология армирования асфальтобетона, которая повышает его колее- и трещиностойкость. Та же логика справедлива для строительства других объектов, позволяя уменьшить толщину фундамента, крутизну откосов или объем берегоукрепительных сооружений. Соотношения зависят от исходных параметров грунтов и проектируемой нагрузки. Например, для усиления оснований транспортных сооружений на слабых грунтах используется технология так называемого «плоского матраса». Матрас может быть однослойным, если предполагается насыпь до 1,5 м, и многослойным, если она выше этого значения, например при строительстве подпорных стен. Экономический эффект: 1 кв м «матраса» стоит около 1 тыс. руб., 1 кв. м. выемки и замены грунта около 2,1 тыс., к примеру, при строительстве подмосковной автодороги в 240 тыс. кв. м. было сэкономлено более 200 млн руб.

Экономический эффект достигается также за счет сокращения сроков выполнения работ, снижения затрат на эксплуатацию техники. Также снижаются выбросы СО₂ (до 35-50%). Актуальность применения повышается тем больше, чем длиннее плечо поставок инертных материалов.

 

Российское производство

По мнению экспертов компании «Сотерра Инжиниринг», одним из главных преимуществ технологии в России является тот факт, что сегодня это от начала до конца отечественное производство, с компетенциями мирового уровня и гарантиями бесперебойных поставок. В отличие от массивных грузоперевозок традиционных стройматериалов доставка георешетки осуществляется в компактных рулонах. Особенно это важно для отдаленных территорий со слабыми грунтами, где планируется модернизация или строительство портовой инфраструктуры.

Морской спрос

Одно из перспективных направлений в применении георешеток – развитие морской и речной инфраструктуры, включающее строительство подъездных дорог, площадок для техники, контейнеров, складов, берегоукрепительные работы, а также укрепление дна и защиту подводных сооружений.

Опыт компании «Сотерра Инжиниринг» по работе с портами Сабетта, Мурманск, Усть-Луга, Новороссийск, Высоцк, Петролеспорт, Тамань и другими доказывает эффективность технологии для решения различных инфраструктурных задач. Так, с применением гексагональной решетки Tensar (теперь Сотерра) были построены площадки для установки портовых кранов, а с использованием технологии гибкого габионного матраса размером 2 на 6 метров проводились работы по укреплению дна и защите подводного трубопровода. В качестве примеров калькуляции можно привести расчеты по строительству терминала СПГ в порту Высоцк, согласно которым использование георешетки дало возможность сократить количество щебня более чем в два раза до толщины 16 см, а асфальтобетона на 20% - до 8 см. 

Таким образом, использование георешеток дает возможность находить оптимальные решения для строительства объектов портовой инфраструктуры, обеспечивая надежность конструкции из материала, не поддающегося коррозии и устойчивому к перепадам температуры. В основе подхода - современные технологии, позволяющие значительным образом снизить материальные и финансовые затраты, конкурентная цена, логистические преимущества, а также - высокие компетенции инженерного сопровождения, имеющего уже почти 30-летнюю историю в России.

 

СПРАВКА О КОМПАНИИ:

Компания Сотерра Инжиниринг начала работу в России в 1996 году как совместное предприятие между российскими партнерами и компанией Tensar. В 2014 году компания открыла собственное производство инновационных георешеток марок TriAx, RE и SS в Санкт-Петербурге. В настоящее время компания обслуживает крупнейшие федеральные и региональные проекты в области дорожного и инфраструктурного строительства в России и странах СНГ и продолжает активно развиваться.

Фото предоставлены компанией «Сотерра Инжиниринг»

 

На правах рекламы: LjN8JtFwy