Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Основы проектирования гидротехнических сооружений, лесных бирж и рейдов приплава

Седрисев Д Н, Рубинская А В, Аксёнов Н В, Кожевников А К,

3.1. Гравитационные сооружения

Гравитационные причальные сооружения возводят из монолитного бетона, бетонных массивов, ряжей, массивов-гигантов, уголковых стенок, оболочек большого диаметра.

Причальные сооружения из монолитного бетона строят сравнительно редко, так как для их возведения требуются дополнительные сооружения (перемычки) и выполнение трудоемких работ по водоотливу.

Стенки из бетонных массивов (массивовой кладки). На рис. 3.1, а изображена причальная стенка из правильной массивовой кладки трапецеидального профиля. Она выполнена из пяти рядов (курсов) бетонных массивов массой 30–50 т каждая. Основанием стенок из массивовой кладки является каменная постель, выравниваемая водолазами.  

Рис. 3.1. Набережная из бетонных массивов:
а – трапецеидального профиля; б – облегченного профиля

С тыловой стороны стенки для уменьшения горизонтального давления засыпают каменную призму с фильтром из гравия для предотвращения вымывания песчаной засыпки через швы массивовой кладки.

Основным недостатком причалов подобной конструкции является их значительная ширина понизу (70–80 % высоты), что приводит к удорожанию строительства. Более рациональной следует считать конструкцию причальных сооружений из правильной массивовой кладки облегченного профиля (рис. 3.1, б). Благодаря ступенчатой форме достигается более равномерное распределение напряжений у основания при обеспеченной устойчивости сооружения в целом. Для предотвращения проникновения песка через поры каменной призмы и вертикальные швы между массивами предусмотрена защита откоса специальной засыпкой, называемой обратным фильтром.

Установлено, что по сравнению с обычными эта конструкция позволяет сократить объем бетона на 1 пог.м на 25 %. Причальные стенки из массивовой кладки рационального профиля применяют как у нас в стране, так и за рубежом.

Причальные сооружения ряжевой конструкции (рис. 3.2) строили у нас главным образом в портах Севера и Балтики еще в XIX и первой половине ХХ вв. Применение ряжа в виде деревянного сруба из бревен оправдывалось наличием местных запасов леса, поэтому такие причалы широко использовались при строительстве береговых лесных складов. Дерево под водой при отсутствии древоточцев сохраняется долго. В зоне же переменного горизонта устраивают бетонную надстройку. Для экономии древесины иногда внутренние стенки ряжа делают сквозной рубки, т.е. рубят их через бревно.

Набережные из массивов-гигантов (рис. 3.3). Массивы-гиганты для набережных изготавливают в виде тонкостенных железобетонных плавучих ящиков, которые буксируют на место, затапливают и затем заполняют песком или камнем. Массивы-гиганты могут быть симметричного (рис. 3.3, а) или несимметричного профиля (рис. 3.3, б).  

Рис. 3.2 – Набережная из ряжей

Стенки набережной, показанной на рис. 3.3, имеют несимметричный профиль из-за выступа тыловой части плиты днища. Эта консоль усилена железобетонными ребрами жесткости и способствует более равномерному распределению напряжений под стенкой.

Сборные уголковые конструкции. Стремление уменьшить объем бетона и железобетона при строительстве привело к созданию причальных сооружений в виде сборных уголковых стен. В настоящее время разработаны три типа таких конструкций: с внешней анкеровкой; с анкеровкой за фундаментную плиту; в виде уголков с контрфорсами; без анкеровки и козлового типа.

Существуют конструкции глубоководной набережной сборной уголковой конструкции с внешней анкеровкой. На заранее выровненную водолазами каменную постель плавкраном устанавливают фундаментные плиты. Затем собирают лицевые плиты, а также тыловые анкерные плиты, закрепляющие лицевые при помощи анкерных тяг.

По длине (в плане) фундаментных и лицевых плит образуются вертикальные и горизонтальные швы, создающие опасность размыва песчаной засыпки. Для устранения этого крайне нежелательного при нормальной эксплуатации причала явления швы под водой заклеивают специальной пластмассой – гидрорерином. Существуют также другие способы уплотнения швов. Кроме того, для предотвращения размыва с тыловой и лицевой сторон фундаментных плит предусмотрен щебеночный контрфильтр. По окончании сборки засыпают песок до проектной отметки.  

Рис. 3.3. Набережная из массивов-гигантов:
а – симметричного профиля; б – несимметричного профиля

Преимуществом этой конструкции является то, что благодаря закреплению лицевой стенки к тыловой опоре напряжение под фундаментной плитой распределяется почти равномерно; недостаток – сравнительно сложная технология монтажа при креплении анкерных тяг.

Уголковые стенки с внутренней анкеровкой отличаются от стенок с внешней анкеровкой тем, что в данном случае анкерные тяги крепят непосредственно к фундаментным плитам. Благодаря этому сокращаются длины анкерных тяг и отпадает необходимость в тыловых опорных плитах.

Расчеты показывают, что в ряде случаев данная конструкция обходится на 10–12 % дешевле, чем уголковые стенки с внешней анкеровкой, однако сооружения этого типа требуют несколько лучших грунтов основания.

Недостатком причальных сооружений с внешней и внутренней анкеровкой является довольно сложная технология подводного монтажа анкерных тяг. Этот недостаток в существенной мере устраняется применением контрфорсных стенок, состоящих из трех сборных элементов: лицевой и фундаментной плит и контрфорсной плиты, позволяющий создавать жесткий уголок. Указанные сборные элементы соединяют на строительной площадке с последующей установкой готовой конструкции при помощи плавкрана на выровненную водолазами каменную постель. Данная конструкция значительно ускоряет строительство и снижает его стоимость.

Все три вида уголковых стен относятся к гравитационным конструкциям, у которых, в отличие от массивовых стенок, силы, придающие сооружению устойчивость, образуются в основном за счет пригрузки грунтовым столбом фундаментной плиты. Ведутся работы по дальнейшему совершенствованию уголковых стенок (двойная анкеровка и пр.) [16].