О набережных из массивовой кладки

Журнал Речной транспорт №3 2014г

В XX веке по мере развития гидротехнического строительства и наращивания грузоподъемности кранов широкое распространение получали конструкции причальных сооружений из массивовой кладки (МК). Начиная с 1960-х годов их было много возведено в отечественных портах. В настоящее время подобные сооружения, закономерно вытесняемые более легкими металлическими конструкциями, в достаточной степени утратили свое значение, однако по-прежнему представляют немалый интерес с эксплуатационной точки зрения.

C.В.Боровков, заместитель главного инженера ЗАО "Ленгипроречтранс"

М.П. Агаркова, практикант, ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова

Рассмотрим несколько некогда популярных инженерных решений.

Набережная трапецеидального профиля

Рис.1. Набережная трапецеидального профиля

Вариант набережной стенки «опрокинутого» профиля

Рис.2. Вариант набережной стенки «опрокинутого» профиля

Набережные трапецеидального профиля (рис. 1). Главный недостаток – существенный расход бетона. Их подводную часть формировали из нескольких курсов массивов весом до 50 т, уложенных на каменную постель толщиной до 2 м. Для уменьшения активного давления грунта за стенкой отсыпали каменную разгрузочную призму (КРП). Надстройку выполняли из бутовой кладки на цементном растворе или монолитного железобетона. Из-за неравномерности передачи давления на слабый грунт основания, приводившей к большей осадке передней грани, чем задней, всей постели придавали строительный уклон в сторону берега.

С целью устранения указанного недостатка учеными был сделан ряд предложений, направленных на создание таких профилей стенок, где давление на основание передавалось бы относительно равномерно.

В порту Клайпеды (Литва)

В порту Клайпеды (Литва)

Набережные стенки «на стуле»

Рис.3. Набережные стенки «на стуле»

Профессору Герсеванову принадлежит, в частности, идея набережной стенки "опрокинутого" профиля (рис. 2), в которой равнодействующая всех сил перемещается ближе к задней грани подошвы.

Набережные стенки "на стуле" (рис. 3) возводили из массивов весом 80 т. Особенность конструкции: массивы 2 нижних курсов имели зуб в горизонтальной плоскости, нижний массив – гребень в боковой вертикальной грани, что повышало устойчивость стенки. Сооружений подобного профиля было немало построено за рубежом, в СССР – в частности, в порту Клайпеды.

Набережные стенки облегченного («обратного») профиля

Рис.4. Набережные стенки облегченного («обратного») профиля

В порту Новороссийска

В порту Новороссийска

У набережных стенок облегченного ("обратного") профиля (рис. 4), благодаря очертанию нижних курсов массивов, наличию свеса верхнего массива за тыловую грань достигалось смещение центра тяжести в сторону засыпки, что позволяло уменьшить давление грунта на стенку. Консоль верхнего и нижнего массивов выступала в сторону гавани, и тем самым исключалась опасность повреждения судов при швартовке к причалу.

В 1972 году институт Союзморниипроект подготовил типовые проекты набережных из МК упомянутого типа для глубин 4,5-11,5 м, а также до 15,0 м, включавшие следующие компоненты: основные расчетные положения, принципы армирования, технические условия на изготовление и приемку сборных железобетонных элементов, технологические требования к производству работ.

По сравнению с трапецеидальным, набережные облегченного профиля позволили снизить расход бетона на 20-25% и сократить сроки строительства. С 1963 года набережные обратного профиля эксплуатируются, в том числе в портах Новороссийск и Находка.

Набережная по проекту инженера Равье

Рис.5. Набережная по проекту инженера Равье

Проект набережной инженера Равье (рис. 5) представлял собой одну из наиболее удачных попыток создания облегченной конструкции: 3 курса массивов весом около 45 т, поверх которых возводилась бетонная надстройка. Массивы первых двух курсов (типы А и В) – таврового сечения, верхний – двутаврового (тип С). Профиль стенки усовершенствовался, в связи с чем падало напряжение по подошве, уменьшались осадки, обеспечивалась значительная экономия бетона (до 50%). Причалы подобного профиля действуют во многих западноевропейских странах.

Коротко остановимся на основных принципах и правилах возведения сооружений из МК.

Сначала производится отсыпка каменной постели на дно акватории с целью распределения давления от будущей конструкции на значительную площадь естественного основания, а также его защиты от размыва и выравнивания поверхности дна. Если в основании имеются слабые илистые грунты, необходимо осуществить их выемку и замену на более прочные, и в дальнейшем выполнить отсыпку постели.

Для уменьшения просадочных деформаций сооружение разбивается по длине на секции: протяженностью до 45 м – в плотных скалистых грунтах, до 25 м – в остальных случаях. Массивы устраивают без заполнения швов раствором, однако при этом можно выполнить их перевязку в границах каждой секции, чтобы повысить устойчивость стенки.

Затем производится поэтапная укладка массивов курсами. Установку первого (углового) массива секции должны тщательно контролировать водолазы. Они же будут давать разрешение на установку всего курса массивов и принимать непосредственное участие в этой операции.

После окончания монтажа подводной части секции и выхода последнего курса выше строительного уровня воды, осуществляют статическую огрузку секции – на поверхность стенки укладывают бетонные блоки определенной (суммарной равномерно распределенной) массы. По истечении срока огрузки (установленного проектом) стенку разгружают и проводят повторный тщательный водолазный осмотр, фиксируя размеры швов и результаты геодезических измерений.

Потом за сооружением выполняют устройство каменной призмы с целью уменьшения давления грунта, и обратного фильтра – для устранения выноса грунта засыпки, и осуществляют засыпку пазухи за конструкцией.

КРП следует не досыпать на 10 см до отметок нижней поверхности массивов верхнего курса, а обратный фильтр отсыпать на КРП до отметки верхней грани верхнего курса. Массивы последнего необходимо выравнивать, когда КРП уже отсыпана.

Далее выполняются работы по возведению верхней надстройки. До заливки бетона на поверхность верхнего курса массивов, предварительно очищенного от мусора и воды, укладывается бетонная подготовка толщиной слоя до 10 см с тщательным уплотнением поверхностными вибраторами.

В настоящее время массовое применение МК в качестве конструкции причальных набережных сдерживается двумя факторами: высокой ценой и трудоемкостью. Действительно, опыт проектирования и строительства портовых сооружений показывает, что стоимость возведения причальных набережных из МК по сравнению с заанкерованным больверком в среднем выше на 20%.

Между тем причальные сооружения из МК оказываются востребованными при определенных условиях, например, когда имеются:

  • плотные или скальные породы в геологическом строении, затрудняющие устройство свайных фундаментов;
  • производственная база по изготовлению бетонных массивов вблизи площадки строительства;
  • соответствующие транспортные и перегрузочные средства, обеспечивающие доставку и установку массивов.

Таким образом, задача инженера-конструктора заключается в анализе вариантов конструкций, выборе оптимального из них и принятии окончательного решения на основании технико-экономического сопоставления (ТЭС) преимуществ и недостатков.

Авторы статьи рекомендуют заказчикам-застройщикам при согласовании варианта конструкции причальной набережной обращать особое внимание на следующее обстоятельство и учитывать его должным образом при ТЭС.

В соответствии со Сводом правил 58.13330.2012 "Гидротехнические сооружения. Основные положения" нормативный срок службы объектов III класса (например, типа больверк) – 50 лет. Для их поддержания в должном состоянии за этот период нужно будет потратить немало денег. Ведь неизбежно потребуются ремонт или даже реконструкция, и, прежде всего, восстановление надлежащего антикоррозионного покрытия. Кстати, последняя процедура подразумевает регулярные затраты, в то время как гравитационная конструкция из МК при нормальных рабочих условиях практически не нуждается в ремонте.

Через полвека величина капитальных расходов на строительство сооружения из МК будет сопоставима с расходами на эксплуатацию, ремонт или реконструкцию больверка. При этом в ряде случаев сумма эксплуатационных затрат (с учетом ремонта) на сооружения второго типа может оказаться равной затратам на возведение нового гравитационного сооружения.

Все права защищены
Перепечатка материалов возможна
только при наличии активной ссылки на источник
Изм. Кол.уч. Лист №док. Подпись Дата
  © ЗАО "Ленгипроречтранс", 2016 Стадия Лист Листов
  116
 
О набережных из массивовой кладки ЗАО "Ленгипроречтранс"
Designed by DAD