Принцип веника

Помните сказку из детства, где мудрый отец предложил своим сыновьям сломать веник? С этой задачей молодые люди справились только после того, как разобрали веник по прутьям. Примечательно, что великая сила народной мудрости не исчезла и ныне. Более того, она способна здорово улучшить нашу жизнь.

Человек здесь тонет, настил из ПДПУ – нет

Несколько лет назад, когда цены на нефть были гораздо ниже нынешних, российская нефть не попадала на мировой рынок из-за своей высокой стоимости. И все потому, что большую долю в стоимости добычи занимает строительство дорог через болота. Есть ли способ удешевить и технически усовершенствовать этот процесс?

Традиционно при строительстве дорог и кустовых оснований производится либо выдавливание болота до минерального дна, либо делается лежневый настил, на который идет деловая древесина. Настил засыпается грунтом и тонет, снова засыпается, и снова тонет – и так почти до минерального дна, т.е. фактически через болото насыпается дамба, нарушающая естественные водотоки, создающая предпосылки к будущим техногенным бедствиям.

Легко догадаться, что стоит такое сооружение недешево: тысячи кубометров качественного леса, которые надо привезти из тех мест, где он есть, да еще сверху миллионы кубометров грунта, которые надо взять не так далеко, но, зачастую, и не совсем рядом. А значит, тратятся тысячи тонн топлива. Вот только нужно ли ломиться через живую природу? Тем более что есть и другой опыт.

Присыпали специально уложенный хворост небольшим слоем грунта и дорога готова

В 1994 г. на непроходимых болотных топях бригады ОАО «Самотлортранс» для АООТ «Черногорнефть» начали строить площадку под бурение и прокладывать к ней дороги на слабых грунтах, в основании которых лежала «хворостяная выстилка», выполненная по запатентованной технологии. Консультировал строителей В.Д. Прохоренков, посвятивший многие годы изучению болот и возведению на них самых разных объектов. Несущая основа болота (мохо-растительный покров) осталась нетронутой. Вместо леса использовали отходы санитарной рубки, проводившейся на трассах ЛЭП. Их укладывали вручную по специальной технологии, а сверху засыпали грунтом. И куст, и дороги получились плавающими. Именно в этом и заключалось принципиальное отличие новой технологии.

Таким образом, здесь были использованы естественная упругость болотного покрытия и слой песка толщиной 40 – 50 см, амортизированный хворостом. В этом и состоит один из главных секретов новой технологии: независимо от опорной площади самого объекта его вес должна воспринимать вся площадка.

19-тонный экскаватор работает на площадке, площадь которой чуть больше, чем у экскаватора в плане

Испытания подтвердили все предпосылки. В центр кустовой площадки поставили несколько десятков груженых самосвалов «Татра» общей массой более тысячи тонн. Прогиб в центре кустовой площадки составил всего 8 мм, и через 20 минут после снятия нагрузки он исчез. На первый взгляд, странно: какие-то прутики держат огромный вес; но с другой стороны – попробуйте сломать веник! Да и канаты для подъема многотонных грузов вьют из множества тоненьких проволочек...

Казалось бы, идеальное решение проблемы. Линии электропередач идут в нефтепромысловых районах во множестве, и санитарные рубки под ними ведутся регулярно. И уж чего-чего, а хвороста хватает. Однако не все просто. Ибо надо знать, какой хворост годен, а какой нет, как его уложить, и какой толщины должна быть выстилка. А значит, каждому строительству требуется собственный высококвалифицированный специалист по слабым основаниям. Если учесть, что такое строительство ведется одновременно во многих местах... Но поскольку подготовка специалиста дело долгое, то желательно заменить науку технологией, чтобы любой инженер-строитель знал: нужно взять некоторое готовое изделие, сделать с ним то-то и то-то, и результат будет такой-то.

Укладка ПДПУ в болото

В. Д. Прохоренковым были разработаны конструкционные элементы, которые должны лечь в основу новой технологии строительства на заболоченной местности и других слабонесущих основаниях. Они получили название УНОК – универсальных несущих опорных конструкций. Одна из них – ПДПУ (плита дорожная универсальная), неплоские снизу плиты, быстро собираемые на месте строительства без сварки и прочих трудоемких крепежных операций. Благодаря своей форме они, подобно конструктору «Лего», собираются в единую конструкцию, сцепляясь между собой выступами и выемками. Плиты изготавливаются из железобетона, гребень на основании плиты может быть приваренным стальным или монолитным бетонным. Плиты имеют размеры в плане: ПДПУ-1 – 1 000х2 500 мм; ПДПУ-2 – 2 000х5 000 мм.

Собранная из плит конструкция реализует все тот же «принцип веника» – ее элементы работают как сами по себе, так и совместно. В результате приложенная к ней нагрузка в зависимости от ее величины распределяется на большую или меньшую площадь. Система в целом обеспечивает давление на грунт, не превышающее допустимого, вовлекая в работу более прочные глубинные слои грунта. При этом ее деформации носят упругий характер. Благодаря собранному из ПДПУ настилу несущая способность слабого болотного грунта повышается до 6 т/м², в то время как для лежневого настила она составляет всего 2,5 т/м². Но при этом единичная нагрузка определяется всей площадью конструкции.

Присыпали специально уложенный хворост небольшим слоем грунта и дорога готова

Стоимость одной ПДПУ хотя и превышает стоимость обычной железобетонной плиты того же размера, но остается в пределах сопоставимого. Производство этих плит можно быстро наладить практически на любом заводе ЖБИ. ПДПУ можно перевозить любыми видами наземного транспорта по минимальным тарифам (габаритный груз I класса), а для укладки требуется автокран или даже грузовик с мощным краном-манипулятором, причем не обязательно полноприводный.

ПДПУ позволяет быстро строить и разбирать как временные, так и постоянные дороги или площадки. Например, 400 ПДПУ позволят проложить за 8 – 16 ч временную дорогу с шириной проезжей части 4 м и длиной 1 км к месту аварии трубопровода – по болотным, пойменным или переувлажненным грунтам. После ликвидации аварии дорогу можно разобрать за такое же время, а плиты хранить до следующей аварии или планового ремонта столь же труднодоступного участка. Дороги из ПДПУ не разбиваются, не теряют первоначальную ровность.

Важно, что при строительстве дорог и площадок из ПДПУ окружающая среда испытывает минимальное воздействие. Площадки и дороги не нарушают естественно сложенных грунтов, не требуют сооружения дренажа. Это особенно важно, если не забывать, что болота – это естественный аккумулятор пресной воды, который нельзя трогать. Этим правилом на протяжении многих лет пренебрегали и в результате получили мелеющие реки и погибшие леса.

МИ-8 на площадке из ПДПУ

Все перечисленные достоинства новой технологии в полной мере проявились при испытаниях, проведенных с участием СоюздорНИИ и МАДИ. На них же выявился и самый большой недостаток ПДПУ, который как водится, оказался продолжением достоинств. Построенные из них объекты очень легко разбираются. Настолько легко, что одна из дорог однажды превратилась в гаражи... Впрочем, едва ли справедливо эту проблему возлагать на одни только ПДПУ. Конечно, монолитный бетон украсть невозможно, зато цемент при его изготовлении очень даже уязвим. И нам почему-то кажется, что проблему краж всякий хозяин в состоянии решить на месте сам. Может быть, используя все тот же «принцип веника».

Остается добавить, что ПДПУ защищены патентом.