Причальные сооружения, возводимые способом «стена в грунте»

Достаточно известный при возведении некоторых видов сооружении способ «стена в грунте» является относительно новым при строительстве причалов на суше (с дальнейшим проведением дноуглубительных работ). Он широко распространен за рубежом прежде всего вследствие экономической эффективности.

Этот способ имеет следующие преимущества по сравнению с традиционными способами возведения причальных сооружений:

• конструкции сооружений рассчитывают только на эксплуатационные нагрузки; не требуется завышения прочности (как у сборных элементов причальных сооружений, прочность которых завышается за счет испытываемых ими перенапряжений при выполнении транспортных и производственных операций);
• нет опасений повреждения конструкций в случае принудительного погружения их элементов в грунт;
• лучший контакт сооружения с окружающим грунтом (благодаря значительному горизонтальному давлению бетонной смеси тампонажного раствора на стенки траншеи);
• разнообразие форм конструкций причальных сооружений; возможность преодоления препятствий в грунте при использовании соответствующих механизмов и инструмента;
• исключение многих видов подготовительных работ вследствие того, что нет необходимости в откачивании грунтовых вод, устройстве перемычек и ограждений;
• удобство строительства на площадке, находящейся выше горизонта воды, и относительная безопасность строительства, завершаемого до начала дноуглубительных работ.

Ниже приводятся характерные примеры возведения причальных сооружений способом «стена в грунте», выполненного преимущественно в Западной Европе.

В Бристоле (Англия) образован четырехугольный бассейн, закрытый с трех сторон набережными общей протяженностью 2000 м, сооруженными на слабых болотистых наносных грунтах. Набережные состоят из опор в виде простейших параллельных ячеистых стенок, расположенных своими плоскостями перпендикулярно к линии кордона причалов (рис. 102, а). На одном участке набережной, где качество грунта было особо низким, между основными опорами были устроены дополнительные панели с целью повысить сопротивление причала опрокидывающим усилиям.Опорные панели бетонировали на месте с рабочей платформы, двигающейся последовательно по периметру бассейна, до отметки тыловой грунтовой отсыпки (грунт изъяли из котлована для образования акватории). Монолитную плиту, перекрывающую верх опор, бетонировали на грунте надсыпки. Тыловая стенка причала состоит из стальных шпунтовых свай, забитых до контакта с мергелями. После окончания устройства тыловой стенки за ее плоскость отсыпали грунт.

Типичными конструкциями набережных, сооружаемых способом «стена в грунте», являются причальные сооружения типа больверков. причалы ячеистой Конструкции из железобетонных стен толщиною до 1 м и более, из более жестких элементов таврового, коробчатого, арочного и сложных сечений, с верхним строением, не требующим анкеровки. Эти же конструкции удобны и тля устройства анкерных систем. Кроме того, элементы конструкций удачно используют для устройства по ним балок крановых путей.

В Гавре (Франция) в 1975 г. был построен контейнерный причал океанской гавани длиной 660 м в виде плоской железобетонной стенки, возведенной способом «стена в грунте». Верхнюю часть стенки анкеровали стальными предварительно напряженными сваями (рис. 102,6). Стенку причала толщиной 1,2 м возводили и бетонировали на месте с отметки +8,0. После экскавации грунта со стороны акватории до отметки +6,0 поверх стенки укладывали железобетонную крановую балку (с потерной) высотой 3 и шириной 2,8 м. Тыловой крановый путь укладывали по балкам, лежащим на отдельных опорах, прямоугольного сечения 2,2x0,5 м с расстоянием между осями 6 м, устроенных также способом «стена в грунте».

Далее со стороны бассейна производили дноуглубление до отметки +3,0 для устройства с грунта анкерных тяг, заделываемых в стену на отметке +3,5 на расстояниях 1,2 м одна от другой по фронту причала. Для перекрытия действия большого веса грунта анкерные тяги устраивали наклоненными поочередно на 18 и 24° к горизонтали. Каждая тяга состояла из предварительно напряженного троса, уложенного в специальном канале. Анкерную часть тяги длиной 11 м заделывали в грунт цементным раствором; свободная длина составляла 20 м, вдоль которой трос был защищен от коррозии эпоксидной смолой. После закрепления и напряжения анкерных тяг проводили дноуглубление на акватории перед причальным сооружением до отметки —8,5.

Характерны конструкции причалов, сооруженных в Италии в виде набережных стенок из вертикальных железобетонных ячеек, погруженных в грунт по линии кордона. Причальные стены Северного пирса в порту Ористано (рис. 102, в) сооружены из Т-образных ячеек, соединенных стальными тягами диаметром 32 мм с анкерной балкой, забетонированной на наклонных сваях. Толщина фронтальных стенок ячейки 80 см, через каждые 3 м устанавливали перпендикулярную секцию длиной 220 см.

Причал в Венеции длиной более 300 м был сооружен с ячеистой стенкой толщиной 1 м (рис. 102,г). Верхняя часть ячейки прикреплена к железобетонным сваям, несущим также крановые пути, а вся конструкция — к предварительно напряженным тягам, за анкеров энным в грунт тыловой засыпки через каждые 5 м.

Пирс в Маргере (рис. 102, д) состоит из «стены в грунте», образующей причальную часть сооружения, и тыловых железобетонных свай, поддерживающих плиту верхнего строения и воспринимающих горизонтальные нагрузки.

В Австралии в песчаных грунтах возведен контейнерный причал глубиной 16,5 м (рис. 102, е) из тавровых предварительно напряженных ячеек с верхними анкерными тягами, напрягаемыми для развития реактивного сопротивления грунта. Для перемещения портального крана с шириной колеи 25 м служат фронтальные и тыловые тавровые панели толщиной около 1 м.

Однако горизонтальные анкерные связи могут служить препятствием для прокладки коммуникаций и устройства фундаментов сооружений в тылу причала. В таком случае возводят так называемые самоустойчивые ячеистые стенки без анкеров, обеспечивающие восприятие опрокидывающего момента в сооружении благодаря особенностям конструкции, т. е. применяют самоанкерующиеся конструкции контрфорсного типа.

Примером может служить конструкция западной набережной в Ливерпуле (рис. 103, а). Первый этап ее строительства начался с естественной отметки грунта на территории, где устраивали способом «стена в грунте» панели, образующие поперечные, перпендикулярные линии кордона причала, ячейки. С этой же позиции бетонировали фронтальные продольные диафрагмы между ячейками. Продольная стенка перерезала дренирующий слой камня в основании причала для предупреждения возможности проникновения по нему воды в котлован. Продольная стена, простираясь между поперечными, не соединялась с ними. Вершины секций продольной стенки заделывали в устраиваемую на месте железобетонную балку, по концам которой устанавливали железобетоные клинья, продетые в отверстия в поперечных стенах. Клинья устанавливали на упругих прокладках, допускающих небольшие перемещения вершины продольной стены при развитии активного давления грунта.

На втором этапе сооружали второй ярус железобетонных стен-опор, поддерживающих верхнее строение причала. После устройства подпричальной каменной призмы и установки железобетонных элементов тылового сопряжения засыпали тыловую часть причала на ширину около 200 м глиной, чем предупреждалась возможность поступления воды с тыла причала над естественным горизонтом грунта.

Еще одним примером обеспечения устойчивости причала за счет заделки в грунт поперечных стенок способом «стена в грунте» является причальная стенка канала в Венеции (рис. 103,6). Передняя продольная стенка причала выполнена в виде отдельных сплошных железобетонных экранов, опирающихся на тавровые опоры поперечных стен. Верхнее строение уложено по верху по перечных стен.

В Редкаре (Великобритания) на рудном терминале сооружена самая высокая из когда-либо построенных причальных стенок для судов дедвейгом 200 тыс. т и для складирования грузов, в случаях крайней необходимое:и, прямо на причал. Высота причала от основания до верхней его точки 40 м. а от отметки дноуглубления — 28,3 м.

Причал, возведенный способом «стена в грунте», сооружали в песке, отчерпанном из подходного канала и отсыпанном вдоль линии будущего причального фронта (рис. 104, а). Причальная набережная состоит из отдельных секций сложной конфигурации с шириной каждой секции по фронту причала 15 м и протяженностью в тыл причала на 27 м при погружении отдельных составляющих конструкцию причала панелей на глубину до 42 м. Конструкция в целом состоит из передних и тыловых арок, соединенных между собой поперечными стенками (рис. 104, б, б).

Соединения между соседними панелями ячеистой стенки состоят из стандартных стальных шпунтовых свай, проходящих по всей высоте стыка (рис. 104, г). Число шпунтовых свай, установленных с каждой стороны соединительного стыка, можно при необходимости менять.

Поскольку крановые пути располагались непосредственно над арками передней и задней стен, верхнее строение выполнено не сплошным, а в виде широкой балки консольного типа, образующей кордон причала. Такую же балку с потерной для коммуникаций монтировали с тыловой стороны причала. По поперечным стенкам причала укладывали поперечные балки (рис. 104, б).