Причальные сооружения из оболочек большого диаметра

Причальные сооружения из оболочек большого диаметра (по принятой классификации наружным диаметром более 3 м) относятся к гравитационным конструкциям. Технология их возведения зависит от грунтов основания, необходимой глубины у причала, категории эксплуатационных нагрузок, естественных условий строительства, экономической эффективности применения и других факторов.

При плотных грунтах основания оболочки могут быть установлены в заранее отрытом котловане (траншее) с его дальнейшей отсыпкой, на подготовленную каменную постель или их можно опускать методом кессонирования, погружать при экскавации грунта через отверстия в теле оболочки.

Оболочки диаметром до 5 м заглубляют в несвязные грунты с помощью мощных вибраторов, погружают как опускные колодцы. Они вдавливаются в грунт под действием собственного веса, веса пригрузки, избыточного гидростатического давления.

Из оболочек диаметром 6,5 м построена набережная в порту Клайпеда для швартовки океанических плавучих баз. Изготовленные па полигоне в зоне действия 100-тонного плавучего крана методом «пневмобетона» оболочки (см. п. 36) поднимали и устанавливали на место при помощи специальной траверсы, закрепляемой на болтах к верхнему торцу оболочки, транспортировали на гаке крана и устанавливали в подготовленный котлован.

На расположенных на расстоянии 30 см одна от другой оболочках устанавливали распределительные платформы, на балки которых укладывали огрузочные бетонные массивы (по два массива каждый массой 5 т на оболочку), с расчетом центральной передачи нагрузки. Стабилизация осадок определялась периодом, когда на протяжении 3 сут отсчеты нивелира не давали изменений.

Стыки между оболочками с двух сторон перекрывали опалубочными деревянными щитами длиной 9,5 м и шириной 0,8 м, стянутыми болтами. Между кромкой щитов и телом оболочек прокладывали уплотняющие подушки из брезентовых мешочков, заполненных паклей. После затяжки болтов и плотного прижатия щитов к оболочкам стык заполняли подводным бетоном методом ВПТ. Затем засыпали песком котлован с заделкой низа оболочек в грунт на 2 м и одновременно заполняли тем же грунтом внутренние полости оболочек с его уплотнением глубинным виброуплотнителем типа ВУУП-4. При достижении бетоном проектной прочности засыпали песком пазухи за оболочками.

По периметру верха оболочек бетонировали железобетонные опорные кольца. При достижении опорными кольцами 70% проектной прочности на них устанавливали плавкраном сборные уголковые стенки с разгрузочной платформой из консолей, выходящих в тыл причала, и тыловые сборные разгрузочные плиты. После омоноличивания верхнего строения производили отсыпку за причал песчаного грунта второй очереди, устанавливали швартовные тумбы, укладывали железнодорожные и крановые пути. Отбойные устройства заранее навешивали на уголковые стенки.

Конструкция набережной из оболочек диаметром 7,5 м возведена в Астраханском речном порту. Каждую оболочку собирали из 12 плоских железобетонных плит длиной 6,5 м, шириной 2 м и толщиной 20 см с замковым соединением из стальных уголков непосредственно на месте их установки, производимой при помощи 15-тонного крана. Набережную можно строить в различных грунтовых условиях без устройства каменной постели, водоотлива и использования водолазов. Допускается взаимное смещение по вертикали плоских железобетонных плит в оболочке более 30 см.

До начала работ по устройству причальных сооружений из тонкостенных сборных железобетонных оболочек диаметром 10,4 м с вертикальным членением элементов должна быть подготовлена, уплотнена, тщательно выровнена и принята по акту каменная постель. На полигоне изготовления оболочек погружают на понтон грузоподъемностью 400 или 800 т соответственно одну или две оболочки и транспортируют их к месту монтажа. В виде исключения возможна перевозка оболочек на гаках плавкранов в пределах закрытой акватории на расстояние не более 3 км от берега при волнении моря и силе ветра не более 2 баллов. Оболочки грузят па понтон и устанавливают на причал двумя плавкранами грузоподъемностью 100 т (рис. 79, а) при помощи специальной траверсы с 16 подвесными устройствами из тяг с захватами на винтовых домкратах (рис. 79, б). Траверсу устанавливают кранами по верху оболочки и захватами крепят к ее подъемным петлям. Подвески при помощи домкратов устанавливают в вертикальное положение. Для взаимного контроля спаренной работы плавкранов в кабинах крановщиков устанавливают приборы, показывающие величину нагрузки на стреле соседнего крана, и устанавливают парную телефонную связь.

Оболочку устанавливают с зазором 68 см от ранее установленной, и в нее отсыпают грейферным краном двухслойный контрфильтр из щебня, послойно грубо выравниваемый водолазами (рис. 80, а). Внутреннюю плоскость оболочки заполняют песком при помощи рефулерного земснаряда (рнс. 80, б).

Стыковое соединение между оболочками состоит из четырех типоразмеров сборных бетонных блоков, устанавливаемых в три курса. На берегу предварительно собирают блоки каждого курса попарно, скрепляемые между собой анкерными болтами. Спаренные блоки при помощи специальной траверсы устанавливают в стыки между оболочками (рис. 80, в). Водолазы окончательно натягивают стяжки болтов до полного выбора слабины. Сверху на блоки стыков устанавливают пригрузочные массивы. Бетонирование стыков между оболочками (рис. 80, г) производят методом ВПТ. По периметру заполненных песком оболочек со стороны моря бетонируют опорные полукольца (рис. 80, д). После распалубки опорных железобетонных полуколец на них устанавливают плавкраном уголковые блоки верхнего строения (рис. 80, е) с заранее навешенными отбойными устройствами и гусеничным крапом плиты горизонтального удлинения. Для отсыпки подводной части пазухи поверх отрефулированного грунта применяют местный скальный грунт, укладываемый послойно с уплотнением (рис. 80, ж, I, II).

Тонкостенные железобетонные оболочки наружным диаметром 10,7 м с горизонтальным членением на звенья имеют по четыре монтажных отверстия (клюза) для строповки оболочки, расположенных симметрично по окружности. Строповку звена оболочки в парке хранения выполняют со специальных подмостей четырьмя стропами равной длины. Стропы закрепляют на специальной распорной траверсе плавкрана и продевают в монтажные отверстия оболочек.

Па расстояние до 5 миль звено оболочки доставляют на грузовой палубе плавкрана. Она должна опираться не менее чем на шесть деревянных подкладок, располагаемых равномерно по периметру. На расстояние свыше 5 миль транспортировку осуществляют по проекту, согласовываемому с Регистром СССР.

Перед установкой звеньев в причальное сооружение на верхних торцах нижних оболочек наклеивают с помощью битума упругую прокладку из транспортерной ленты для плотной стыковки звеньев оболочки. К закладным частям в верхней части нижнего звена приваривают направляющие устройства, обеспечивающие центровку устанавливаемого звена по отношению к нижнему (рис. 81, а).

Место установки оболочек в причал предварительно обозначают вешками, а на постели разбивают и закрепляют фасадную линию установки. Оболочку устанавливают с помощью теодолита в створе продольной оси причала по визирным вешкам, приваренным к траверсе. После установки нижнего звена оболочки на постель немедленно заполняют внутреннюю полость грунтом и уплотняют его. Верхнее звено оболочки устанавливают на нижнее но вешкам, крепящимся к направляющим нижнего звена. Направляющие обеспечивают соосность звеньев. После установки верхнего звена его заполняют грунтом или камнем и уплотняют засыпку.

Объединять смежные оболочки, устанавливаемые с зазором 0,6 м, можно двумя способами. Осадочный вертикальный стык между секциями устраивают из железобетонных плит — нащельников, стянутых металлическими тягами, с заполнением пространства между плитами щебнем (рис. 81, б). Жесткие стыки между оболочками в секции делают из деревянных щитов — нащельников, также стянутых тягами, с подводным бетонированием стыка методом ВПТ (рис. 81, в). Существуют варианты осадочных швов— с полутрубами и с железобетонным вкладышем (рис. 81, a, I, II).

Перед засыпкой или бетонированием стыка должно быть обеспечено прилегание нащельников к оболочкам по всей их высоте; зазоры не должны превышать 4 см. Дальнейшие работы аналогичны работам, выполняемым при строительстве причала из оболочек диаметром 10,4 м. Технологическая последовательность строительства причала показана на рис. 82.

За рубежом распространены конструкции набережных и пирсов ячеистого типа — из оболочек большого диаметра, выполненных при помощи стального шпунта и заполняемых сыпучими материалами и бетоном. Для сооружения оболочек забивают сваи, по которым устанавливают в несколько ярусов деревянные круговые направляющие для погружения стального шпунта.

В качестве направляющего устройства можно применять стальные цилиндрические каркасы из вертикальных трубчатых стоек, соединенных диагональными раскосами. По внешнему периметру каркасов расположены горизонтальные кольцевые двутавровые балки — направляющие. Стальной каркас устанавливают плавучим краном на предварительно выровненное дно. Направляющие могут быть плавучего типа, смонтированными на понтонах. В США вместо понтонов, поддерживающих на плаву шаблон для забивки шпунта, применяли блоки из пенопласта, обладающего 12-кратным запасом плавучести.

После сооружения стальной оболочки ее внутреннюю полость заполняют песком, щебнем или камнем, а поверху устраивают железобетонную конструкцию верхнего строения.

Известно сооружение в Японии ячеистых оболочек диаметром 23 м из стального шпунта. Шпунтовую ячейку, состоящую из 184 отдельных шпунтин, предварительно собирали на берегу при помощи инвентарной жесткой металлической конструкции. По верхнему периметру оболочки, набранной из шпунтин, устанавливали 31 вибропогружатель (у каждого вибропогружателя крепежное приспособление охватывало головы шести шпунтин). Всю конструкцию в сборе при помощи плавучего крана переносили и устанавливали на проектное место в море.