Яковлев П.И., Тюрин А.П., Фортученко Ю.А. Портовые гидротехнические сооружения

Подождите немного. Документ загружается.

покрытия, вид которых устанавливают

по нормам технологического проектиро-

вания морских портов ВНТП 01—78

(Минморфлот) в зависимости от техно-

логического назначения площадок, нор-

мативной эксплуатационной нагрузки

от безрельсового транспорта и равно-

мерно распределенной нагрузки. Для

любой технологической площадки ре-

комендуются постоянные или временные

покрытия.

Конструкции покрытий должны про-

тивостоять пластическим деформациям

(модуль деформации для асфальтобетон-

ного покрытия не менее 55—65 МПа),

быть морозо- и трещиностойкими, иметь

достаточную шероховатость для надеж-

ного сцепления с колесами и в необхо-

димых случаях обладать антикоррози-

онными свойствами при обработке хими-

ческих и масляных грузов, сахара-сыр-

ца и др.

До 40-х годов основным типом покры-

тия являлась булыжная или брусчатая

мостовая.

В настоящее время рекомендуется при-

менять следующие виды покрытий (рис.

11.4):

сборные железобетонные плиты тол-

щиной не менее 14 см; монолитные цемен-

тобетон ные толщиной не менее 18 см;

асфальтобетонные толщиной не менее

8 см; щебеночные и гравийные; из скаль-

ного грунта: разрыхленная взрывами

прочная скала (горная масса) без вклю-

чения мягких пород (вскрыша и т. п.);

щебеночные, гравийные, обработанные

битумом; щебеночные и гравийные, об-

работанные вяжущими.

Первые два вида относятся к жест-

ким, все остальные — к нежестким по-

крытиям.

Усовершенствованные капитальные

покрытия состоят из двух конструктив-

ных слоев: верхнего слоя, т. е. собст-

венно покрытия из железобетонных плит,

цементно- или асфальтобетона и основа-

ния, состоящего из одного или несколь-

ких слоев щебня, гравия и песка, кото-

рый передает нагрузки совместно с верх-

ним слоем на подстилающий естествен-

ный или насыпной грунт и выполняет

дренирующие и морозозащитные функ-

ции , (рис. 11.4, а—л). Принципиальная

схема покрытия: слой износа, несущий

слой, основание, подстилающий грунт.

Для повышения прочностных характе-

ристик и уменьшения толщины реко-

мендуется широко использовать укреп-

ление грунтов основания с помощью

добавок вяжущих материалов. Мини-

мальная толщина основания 20 см, при

укреплении вяжущими материалами

15 см.

Капитальные покрытия возводятся по-

сле стабилизации осадок, но не ранее

чем через год после завершения намы-

ва или насыпи. При тщательном, по-

слойном уплотнении земляного полотна

возможно устройство покрытия в один

сезон.

Цементобетонное покрытие (рис. 11.4,

в, г, д) может состоять из одного слоя

бетона толщиной 18—30 см или из

двух слоев бетона толщиной верхнего

Рис. 11.4. Покрытия территории порта и внутрипортовые автомобильные дороги:

а - из сборных железобетонных плит; б — поперечный разрез, плиты" 350X 200X16 см для покры-

тия грузовых площадок и дорог; в, г—-план и разрез усовершенствованного цементобетонного

покрытии из бетона класса по прочности на сжатие В40, разделенное от растрескивания вследст-

вие неравномерных осадок и температурных деформаций на отдельные плиты 3X6 м; д — про-

дольные и поперечные несквозные швы сжатия цементобетонного покрытия; е, ж, з—асфальто-

бетонные покрытия с однослойным основанием; и, к, л — асфальтобетонные покрытия с двух-

слойным основанием; м, н — сопряжение покрытий с крановыми путями; о, л — сопряжение

покрытий с железнодорожными путями; р— внутри портовая дорога с монолитным бетонным по-

крытием при двухрядном движении; с — то же, с покрытием "из сборных железобетонных плит

при трехрядном движении; г, у — сехмы усиления существующего одно- и двухслойного цемен-

тобетонного покрытия; /—плиты 160X123X14 см, укладываемые в междупутьях железнодорож-

ных и крановых путей и на переездах; 2 — сквозной поперечный шов расширения через 18—100 м

с прокладкой доски 1,5—3 см из мягких пород дерева и штырями через 30 см; 3 — штыри диа-

метром 12—28 мм. длиной 40—60 см через 30 см в поперечных швах расширения и через 100 см

в продольных и поперечных швах сжатия; 4 — продольные несквоэные швы сжатия через 6-3—

5 м, глубиной 5 см при ширине 0,8—1,2 см, заполненные битумной мастикой; 5— поперечные не-

сквоэные швы сжатия; 6 — битумная мастика; 7, в- верхний и нижний слои горячего асфальто-

бетона; 9— щебень; /0 ~ грунтоцемеит; // — щебень, пропитанный битумом; 12 — песок; 13 — го-

рячий асфальтобетон; /4

—

железнодорожные шпалы; /5 - железобетонный брус 14X14 см; /в—

крытие из железобетонных плит; /7 деревянные шпалы; /Я — деревянный брус 14X14 см;

/' водоотводной лоток; 20

—

слой усилении

слоя не менее 6 см. Толщина /г

основа-

ния из крупнозернистого песка, гравия,

щебня для покрытия может колебаться

от нуля при уплотненном песчано-гра-

йийном подстилающем грунте до 50 см.

При щебоночных или гравийных осно-

ваниях выполняется песчаная подсыпка

(3—5 см), поверх которой для преду-

преждения вытекания цементного моло-

ка накладывают битумироваиную бума-

гу, песчанобитумные или пескоцемент-

ные смеси. Следует иметь в виду, что

бетонные покрытия разрушаются не

из-за недостаточной прочности бетона,

а вследствие некачественной подготовки

основания.

Союзморниипроектом разработаны ти-

повые конструкции таких покрытий,

включая усиленные цементобетонные по-

крытия для контейнерных терминалов и

тяжеловесных грузов с толщиной h

до

36 см, толщиной щебеночного или цемен-

тогрунтового основания не менее

см.

Нагрузки при таких покрытиях достига-

ют 700 кН на ось.

При слабом подстилающем слое грун-

та или при очень интенсивном движе-

нии покрытие может армироваться спло-

шными двусторонними сетками. По кон-

туру цементобетонных плит на внутри-

портовых дорогах укладывается армату-

ра из двух стержней диаметром 12т-

16 мм.

Сборные железобетонные плиты (рис.

11.4, а, б,я, п) применяются двух типов:

обычные с армированием сварными дву-

сторонними сетками и предварительно

напряженные с армированием высоко-

прочной проволокой.

Приняв стоимость 1 м

сборного желе-

зобетонного покрытия за 100 %, стои-

мость бетонного покрытия составит око-

ло 95 %, а асфальтобетонного около

80 %. Однако, несмотря на более высо-

кую стоимость, во всех случаях следует

стремиться к устройству сборного желе-

зобетонного покрытия, плиты которого

легко перекладываются при осадках

грунта, при ремонте подземных соору-

жений и инженерных коммуникаций,

подкрановых и железнодорожных путей.

Асфальтобетонное покрытие (рис. 11.4,

е, ж, з, и, к, л, м, о) обычно устраивают

двухслойным из горячего асфальтобето-

на: верхний слой истирания толщиной

3 см из мелко- или среднёзёрнИстого ас-

фальтобетона, нижний несущий слой

толщиной 5 см — из пористого крупно-

зернистого асфальтобетона. Под покры-

тием обычно устраивают одно- или двух-

слойное основание. Толщина слоев в

зависимости от категории и толщины

покрытия и модуля деформации грунта

Л,—15—75 см; /г

10—30 см; /ц-10^

60 см.

Однослойное асфальтобетонное покры-

тие толщиной 4—6 см применяется при

наличии бетонного основания толщиной

18—22 см или старых покрытий из

брусчатки или мостовой, используемых

в качестве основания.

Облегченные и переходные покрытия

применяются при необходимости ввода

причалов до окончательной стабилиза-

ции осадок с последующим использова-

нием их элементов при устройстве капи-

тальных покрытий.

Щебеночные и гравийные покрытия

толщиной 10—30 см укладывают на

песчаное основание толщиной 10—15 см.

При толщине покрытия более 15 см

укладку ведут в два слоя, причем тол-

щина нижнего слоя должна составлять

0,6 всей толщины покрытия.

При строительстве портов предпочти-

тельней применять однослойные дорож-

ные одежды, под которыми при плохо

фильтрующих суглинистых и супесча-

ных грунтах необходимо укладывать

подстилающий слой из крупнозернистых

грунтов.

Автомобильные подъездные и внутри-

портовые (рис. 11.4, р, с) дороги мало

отличаются от дорог городского типа.

Они состоят из двух элементов: земля-

ного полотна и дорожной одежды. Не-

редко конструктивно дороги даже не

отличаются от покрытия. В этом случае

габариты трассы, предназначенной для

движения, выделяют разметкой на по-

крытии. В качестве дорожной одежды

могут применяться все виды описанных

в настоящем параграфе покрытий.

Жесткие покрытия в виде цементо- и

железобетонных плит рассчитываются

как конструкции на упругом основании.

Статический расчет нежестких покры-

тий выполняется по нормативным доку-

ментам на проектирование дорожных

одежд нежесткого типа.

Глава 12

ОГРАДИТЕЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

§ 12.1. КЛАССИФИКАЦИЯ И УСЛОВИЯ

ПРИМЕНЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ

В качестве основных признаков клас-

сификации оградительных сооружений

могут быть приняты: форма расположе-

ния в плане, форма поперечного сечения

(профиль сооружения), используемый

строительный материал, способ обеспе-

чения устойчивости, возможность изме-

нения местоположения, характер воз-

действия на волнение, принцип работы

и конструктивные особенности.

В зависимости от формы расположе-

ния в плане различают два вида огради-

тельных сооружений: молы

\—

огради-

тельные сооружения, непосредственно

связанные с берегом, и волноломы —

сооружения, не связанные с берегом.

В зависимости от конструктивных осо-

бенностей сооружения могут представ-

лять собой преграду сплошного по вы-

соте типа, когда элементы конструкции

полностью перекрывают всю толщу во-

ды, и преграду сквозного типа, когда

волногасящая или волноотражающая

конструкции располагается только в

зоне наиболее интенсивного волнового

воздействия.

Сооружения сплошного типа в за-

висимости от формы поперечного сече-

ния можно подразделять на сооруже-

ния вертикального, откосного и смешан-

ного профилей (рис. 12.1). Оградитель-

ные сооружения вертикального профи-

ля в зависимости от способа обеспече-

ния устойчивости могут быть гравита-

ционными, устойчивость которых обеспе-

чивается массой элементов конструкции,

и свайными, устойчивость которых обе-

спечивается защемлением в грунте тон-

ких опор — свай. Основным условием

применения гравитационных оградитель-

ных сооружений вертикального профиля

является наличие в основании неразмы-

ваемых скальных грунтов. Грунты, под-

верженные размыву под влиянием вол-

новых донных скоростей, возникающих

при воздействии волн и течений на со-

оружение, также могут использоваться

в качестве оснований для таких соору-

жений, но только при условии, если

будут приняты меры по защите от раз-

мыва примыкающих к сооружению уча-

стков дна. При этом расчетом определя-

ется значение донных скоростей и в слу-

чае необходимости грунт перед соору-

жением укрепляется на размываемом

участке путем устройства специального

защитного ковра.

Другим фактором, ограничивающим

применение оградительных сооружений

вертикального профиля, является несу-

щая способность каменной постели и

грунта основания. Вследствие большой

массы сооружения такого типа и под

влиянием волновой нагрузки в его ос-

новании возникают значительные на-

пряжения.

При высоте сооружения выше 18—

20 м напряжения, возникающие только

от массы элементов конструкции соору-

жения, по значению приближаются к

расчетному сопротивлению каменной на-

броски постели. Поэтому оградитель-

ные сооружения вертикального профиля

или сооружения типа вертикальной

стенки целесообразно! применять при

глубинах, не превышающих 18—20 м.

Оградительные сооружения вертикаль-

ного профиля рекомендуется также воз-

водить на глубинах более критической,

т. е. превышающей в 1,5—2,0 раза вы-

соту расчетной волны. В противном

случае на сооружение будет воздейство-

вать прибойная или распивающаяся вол*

на, что приводит к резкому возрастанию

волновой нагрузки на сооружение и уве-

личению волновых донных скоростей.

Последнее может привести к размыву

не только участка дна, прилегающего к

сооружению, но и каменной постели.

Оградительные сооружении откосно-

го профиля выполняются в виде на-

броски из различных материалов. Тех-

нические возможности применения огра-

дительных сооружений откосного про-

филя значительно шире, чем у конст-

рукций с вертикальной стенкой. Харак-

тер волнового воздействия на эти соору-

жения зависит от угла наклона наруж-

ной грани и степени ее шероховатости.

При сплошной гладкой поверхности от-

коса и наклоне его к горизонту под

углом более 45° сооружение работает

как вертикальная стенка. Перед ним

создается стоячая волна, у которой дон-

ная скорость в £ раза превышает зна-

чение скорости для исходной бегущей

волны. С уменьшением угла наклона

наружной грани характер волнового

воздействия меняется. Высота отражен-

ной волны уменьшается и, наконец, при

угле наклона 30° и менее волна полно-

стью разрушается на откосе наружной

грани сооружения. При трапецеидаль-

ной форме сечения сооружения со зна-

чительными размерами основания созда-

ются условия, при которых волновая

нагрузка почти не оказывает влияния

6) 0.0 б) 0,0

ШЦШЕ

•J ш

5LO . О

• ^ 27 /V ,v. Л''

Л'-' У/'

, .

Формы поперечного сечения огра

дительных сооружений сплошного типа:

* — откосный; д — смешан-

КОЛОМНЫ ~

П0СТеЛЬ: л

С1,вйиыв

яды; 4

244

на устойчивость сооружения и размеру

напряжений в грунте основания.

Однако при использовании грапец^.

дальной формы сечения необходимо

трачивать большие объемы материалов

и значительные средства на возведение

сооружения. С увеличением глубины

объем материалов и расходы возраста-

ют значительно быстрее, чем у верти-

кальной стенки.

Поэтому обычно рекомендуется огра-

дительные сооружения откосного типа

возводить:

при наличии на месте строительства

местных строительных материалов (кам-

ня); на скальных грунтах при неболь-

ших глубинах, если под влиянием

больших нагрузок от разбитой волиы

эти сооружения оказываются экономич-

нее вертикальных стенок; при залега-

нии в основании слабых грунтов (илов,

текучих глин, рыхлых песков и др.),

на которых из-за низкой несущей спо-

собности нельзя возводить вертикаль-

ные стенки или необходимы специальные

мероприятия по укреплению или замене

слабых грунтов более прочными.

Откосные сооружения применяются

также в тех случаях, когда на аквато-

рии порта возможно образование стол-

чен» вследствие отражения волн от ог-

радительных и причальных сооружений

и в случае возникновения сейшевых

колебаний.

Оградительное сооружение смешанно-

го типа является комбинацией двух

сооружений: откосного и установленной

на нем вертикальной стенки. Конструк-

ции этого типа применяются в тех слу-

чаях, когда невозможно или нецелесооб-

разно использовать один из рассмотрен-

ных выше типов оградительных соору-

жений (вертикальный и откосный), а

именно:

при наличии в основании слабых грун-

тов и значительных глубин. В этом слу-

чае высокая каменная постель должна

располагаться на глубине не менее 1,5—

2 расчетной высоты волн во избежание

образования перед сооружением разби-

вающейся волны;

на больших глубинах, когда нерацио-

нально применять откосные сооружения

из-за больших объемов материалов,

затрачиваемых на их возведение.

В зависимости от возможности изме-

нения местоположения оградительные

сооружения могут быть стационарными

н плавучими.

По принципу работы внешние огра-

дительные сооружения можно разделить

на: пассивные, не изменяющие парамет-

ры исходной волны, когда волна, под-

ходя к такому сооружению, отражается

от его передней грани или разрушается

непосредственно на сооружении, и ак-

тивные, которые воздействуют на подхо-

дящую волну, изменяя ее характеристи-

ки. К ним можно отнести пневматиче-

ские и гидравлические волноломы.

По характеру воздействия на волно-

вой режим сооружения могут быть вол-

ноотражающими, когда вся энергия вол-

ны (для вертикальных стенок) или ее

большая часть (для сквозных сооруже-

ний) отражается от элементов конст-

рукции сооружения и распространяется

в виде волны в обратном направлении;

волногасящими, обеспечивающими пол-

ное гашение энергии волны в пределах

расположения элементов конструкции

сооружения; комбинированными, обес-

печивающими частичное отражение энер-

гии волн, а остальная часть энергии

гасится.

Наконец, в зависимости от используе-

мого материала сооружения могут быть

каменные, бетонные, или железобетон-

ные, металлические или композитные,

элементы которых выполняются из раз-

личных материалов.

В условиях применения так называе-

мых специальных конструкций огра-

дительных сооружений необходимо от-

метить следующее. Все сооружения спе-

циальной конструкции, т. е. сквозные,

плавучие, пневматические и гидравличе-

ские, применяются при определенных

ограничениях. В частности, все они

свободно пропускают наносы, поэтому

применяются только там, где нет не-

обходимости защиты акватории от за-

носи мост и >

В соответствии со СНиП 2.06.01-

86 «Гидротехнические сооружения. Ос-

новные положения проектирования» ре-

комендуется применять:

сквозные волнозащитные сооружения

при грунтах дна, допускающих забивку

свай при глубине воды 10 25 м и рас-

четных параметрах волн высоте до

4 м, длине до 80 м;

плавучие сооружения на незамерзаю-

щих акваториях при высоте расчетной

волны до 3,5 м, длине до 70 м и глубинах

не менее четырех высот расчетной вол-

ны;

пневматические волноломы при высо-

те расчетной волны не более 3 м и дли-

не до 40 м.

§ 12.2. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

ОГРАДИТЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ

ВЕРТИКАЛЬНОГО ПРОФИЛЯ

Элементы продольного

профиля. Рассмотрим основные эле-

менты, из которых состоят оградитель-

ные сооружения вертикального профиля

гравитационной и свайной конструкции

и предъявляемые к ним требования.

В первую очередь рассмотрим, из ка-

ких характерных элементов или участ-

ков состоит продольный профиль соору-

жения и каковы особенности проектиро-

вания и строительства этих элементов.

Продольный профиль мола в конструк-

тивном отношении может быть разделен

на три характерных участка: корневой,

средний и головной.

Головные участки или, как принято

называть, «головы» оградительных соо-

ружений эксплуатируются в значитель-

но более тяжелом режиме, чем осталь-

ные участки сооружения. Объясняется

это тем, что высота волны с внешней и

внутренней сторон головной секции прак-

тически одинакова и, следовательно,

суммарная нагрузка от волнового воз-

действия на эту часть сооружения будет

больше, чем на остальные его участки.

Головная секция испытывает наиболь-

шие нагрузки при ледоходе и, наконец,

при неблагоприятных погодных услови-

ях возможен навал судна на нее. В свя-

зи с этим конструкция головной секции

устраивается более мощной, ширина под-

водной части и размеры берм увеличи-

ваются до 40 % по сравнению с осталь-

ными секциями.

Как правило, головные участки вы-

полняются в виде вертикальных стенок

с обеспечением около них глубин, доста-

точных дли подхода расчетных для дан*

245

ного порта судов. Конструктивное ре-

шение головного участка обычно выби-

рается таким же, как и на основной

части сооружения.

Что касается формы головного участ-

ка в плане, то уширение в сооружениях

типа вертикальной стенки выполняется

только в сторону акватории. В соору-

жениях же откосного типа уширение

обычно бывает одновременно с внутрен-

ней и внешней сторон, симметрично от-

носительно продольной оси сооруже-

ния.

На головном участке сооружения ус-

танавливается, как правило,. портовый

огонь в виде маячного огня на невысокой

башне. В отдельных случаях головные

секции оборудуются отбойными устрой-

ствами и швартовными приспособлени-

ями.

При проектировании и строительстве

корневого участка оградительного соо-

ружения необходимо обеспечить его за-

щиту от разрушения в период штормов.

В практике портостроения были случаи

размыва незащищенного участка побе-

режья на участке врезки оградительного

мола в берег. Образовавшаяся в резуль-

тате действия штормового волнения про-

моина очень быстро увеличивается и

может обойти корневую часть, что при-

ведет к разрушению последней.

Для исключения этого корневая часть

мола врезается в берег на расстояние не

менее полуторной высоты наката расчет-

ной волны на береговой откос, и учас-

ток берега в районе врезки защищается

берегозащитными сооружениями. Корне-

вая часть может быть выполнена из

правильной массивовой кладки, свайной

двухрядной конструкции, или из на-

броски. Выбор типа конструкции корне-

вой части мола зависит от конструкции

основной его части, рельефа берегового

участка, характеристик грунтов и па-

раметров расчетного волнения.

Разница в отметках между урезом

берега, откуда начинается мол, и дна

в месте устройства головной части дости-

гает, как правило, 10—20 м и более.

Учитывая это, мол в продольном на-

правлении разбивается на отдельные

участки ступенчатой формы. Высота сту-

пеней зависит от уклона дна, конструк-

ций сооружения и геологических уело-

246

вий побережья. При конструкции и&

правильной массивовой кладки высота

ступеней обычно принимается равной

высоте одного курса массивов.

Мол размещается на грунтах различ-

ной геологической структуры со свой-

ственной им осадкой. Кроме того, отли-

чающиеся высотой отдельные части мола

могут иметь также различную осадку.

Во избежание неравномерной осадки

сооружения в целом мол в продольном

направлении делится сквозными верти-

кальными осадочными швами на отдель-

ные секции длиной 15—45 м. Осадочные

швы устраиваются на границах из-

менения высоты отдельных участков мо-

ла, на границах резкого изменения гео-

логической структуры грунта в основа-

нии мола, на участках примыкания раз-

ных типов конструкций сооружения, на

участках примыкания новой конструк-

ции к старой и т. д. Головная часть

мола также отделяется от средней части

сооружения сквозным вертикальным оса-

дочным швом.

Расстояние между осадочными швами

принимается в зависимости от грунтов

дна и высоты каменной постели. Шири-

на вертикальных осадочных швов долж-

на быть не более 5 см.

Основные положения по проектиро-

ванию мола полностью относятся к вол-

ноломам, за исключением корневых час-

тей, отсутствующих у волноломов.

Молы и волноломы свайной конструк-

ции возводятся непосредственно на

грунте в подавляющем большинстве слу-

чаев без предварительной подготовки

дна. Продольный профиль свайных мо-

лов имеет ступенчатую форму на уровне

острия свай, зависящую от уклона дна.

Как правило, сооружение делится на

несколько участков, на которых приме-

няются сваи одинаковой длины. Дела-

ется это с целью экономии материала

свай и унификации их длины. Длина

свай отдельных участков постепенно уве-

личивается на

—1,5—2 м по мере воз-

растания глубин.

Головная и корневая части сооруже-

ний выполняются в большинстве случа-

ев как и средняя часть свайной конст-

рукции.

Элементы сечений огра-

дительных сооружений.

Гравитационные оградительные соору-

жения вертикального профиля состоят из

следующих основных конструктивных

элементов: каменной постели, подвод-

ной части (собственно вертикальной стен-

ки) и надводной части (надстройки).

В основании сооружения устраивается

каменная постель. Она создается для

выравнивания поверхности дна и при-

дания ей строго горизонтального профи-

ля, снижения напряжений, передаю-

щихся на грунт основания благодаря

перераспределению их на большие пло-

щади и для защиты сооружения от раз-

мыва под действием течений.

Постель выполняется из наброски

карьерного несортированного камня

твердых пород, не размокаемого в воде.

При большой толщине постели и зна-

чительном волнении наброска может вы-

полняться комбинированного типа. Ос-

новное тело образуется наброской не-

сортированного камня, а верхняя часть

ее и откосы, в наибольшей степени под-

верженные волновым воздействиям, за-

щищаются путем укладки одного или

нескольких слоев камня большей массы

или установкой так называемых бермен-

ных массивов.

Для предотвращения вымывания грун-

та основания фильтрационными водами

через пустоты каменной наброски в ос-

новании постели устраивается обратный

фильтр высотой не менее 0,5 м. Он вы-

полняется путем отсыпки нескольких

слоев щебня или мелкого камня различ-

ных фракций.

Толщина каменной постели определя-

ется расчетом, но она должна быть не

менее 2 м для глинистых грунтов осно-

вания и не менее 1,5 м для песчаных

грунтов. Для скальных грунтов дна

толщина постели может быть уменьшена

до 0,5 м. Постель в этом случае выполня-

ет только роль выравнивающего поверх-

ность дна слоя.

Постель отсыпают со строительным

подъемом, т. е. высоту постели увели-

чивают на 5—8 % по сравнению с про-

ектной. Этот запас высоты реализуется

в процессе осадки каменной наброски

под действием нагрузок, погружением

ее в грунт и осадки естественного основа-

ния. Для ускорения процесса осадки

постели производится специальное

уплотнение. Возможны различные с fid*

собы уплотнения постелей: статической

огрузкой путем временной укладки огру-

зочных массивов; виброуплотнением с

помощью специальных виброуплотняю-

щих машин и механизмов; уплотнением

подводными взрывами.

Для обеспечения более равномерного

уплотнения после отсыпки производят

грубое ровнение постелей с отклонения-

ми отметок поверхности от проектного

положения ±20 см. Перед возведением

подводной части производят тщатель-

ное (±8 см) и весьма тщательное ровне-

ние с отклонением отметок ±3 см. Вид

ровнения определяется назначением кон-

структивного элемента постели и кон-

струкцией подводной части. Для отко-

сов постели и берм, не покрываемых мас-

сивами, производят грубое ровнение;

для откосов постели и берм, прикрывае-

мых защитными массивами, и для по-

верхностей постели при ряжевой конст-

рукции производят тщательное ровне-

ние; для поверхности постели при соору-

жениях из массивовой кладки, массивов-

гигантов, оболочек большого диаметра

производят тщательное ровнение. Ров-

нение постелей осуществляется вруч-

ную или с помощью специальных под-

водных бульдозеров и механических пла-

нировщиков.

Конструкция постели в зависимости

от глубины, параметров расчетного вол-

нения и геологических факторов может

быть выполнена по следующим схемам

(рис. 12.2).

Возвышающаяся над по-

верхностью дна постель.

Такая постель устраивается при плот-

ных грунтах дна и при значительных

глубинах. Глубина на берме в этом слу-

чае должна исключить возникновение

перед сооружением режима разбиваю-

щихся волн, т. е. быть не менее крити-

ческой.

Частично или полностью

заглубленная постель. Эти

схемы постели применяются для обеспе-

чения глубин у стенки, исключающих

образование режима разбивающихся

волн; при наличии верхнего слоя слабых

подлежащих удалению грунтов; для

создания необходимых глубин у соору-

жения для швартовки судов.

247

Слоистые постели й л и

дренированные основания.

Применяются при наличии верхних сло-

ев слабого грунта значительной мощно-

сти. Слоистые постели включают в себя

непосредственно каменную постель,

обратный фильтр и песчаную подуш-

ку.

Песчаная подушка отсыпается из мел-

козернистого песка на поверхность дна.

Ширина песчаной подушки должна не

менее чем в 20 раз превышать ее толщи-

ну.

Отсыпанная таким образом песча-

ная подушка выдерживается в течение

штормового периода. Затем сверху уст-

раиваются обратный фильтр и каменная

постель.

Благодаря многолетней безаварийной

эксплуатации сооружений, возведен-

Рис. 12.2. Основные конструктивные схемы

каменных постелей:

а -- возвышающаяся иад поверхностью дна; б

—-

час-

тично заглубленная; в — полностью заглубленная;

г—

заменой верхнего слоя слабых грунтов н уст-

ройством песчаной подушки, д ~ с устройствами пес-

чаной подушки и вертикальных песчаных дрен; / $

водводная часть сос^ужения; 2 — каменная наброс

ка;

Н —

обратный фильтр. 4 — естественное основание

с достаточной несущей способностью; 5 — песчаная

подушка; слабое илистое основание; 7 верти-

кальные иесчаиые дрены

ных на илах с применением слоистых

постелей, подтверждается целесообраз-

ность их применения. Для возведения

сооружений по данному методу необ-

ходимо значительное время. С целью

ускорения строительства в настоящее

время широко применяется метод кон-

солидации грунтов под песчаной по-

душкой с применением вертикальных

песчаных дрен. Дрены могут устраи-

ваться с помощью обсадных труб, погру-

жаемых в грунт вибрированием, с по-

следующей заменой слабого грунта мел-

ким чистым песком и извлечением труб.

Благодаря дренам площадь соприкосно-

вения слабого грунта с песком значи-

тельно возрастает. Это содействует ин-

тенсивному отводу свободной воды из

толщи слабого грунта. Песчаные дрены

выполняют роль своеобразных колод-

цев, которые собирают воду и удаляют

ее из окружающих слоев грунта. Бла-

годаря этому происходит уплотнение

слабых грунтов, увеличивается их не*

сущая способность и уменьшаются

деформации основания и сооруже-

ния.

Для обеспечения устойчивости соору-

жения каменная постель должна высту-

пать по обе стороны подошвы сооруже-

ния.

Эти выступающие части постели

в верхней части представляют собой

горизонта л ьные площадки, называемые

бермами. Ширина берм принимается

равной: с морской стороны не менее

0,6, с тыловой не менее 0,4 ширины по-

дошвы стенки, но не менее б и 4 м соот-

ветственно. Впоследствии размеры берм

уточняются при статическом расчете со-

оружения.

Бермы завершаются откосами, зало-

жение которых в зависимости от глуби-

ны воды, интенсивности волнения и

массы камня принимается в пределах

1 : 3—1 : 2 для наружных берм и 1 : 2—

1 : 1 для внутренних. Бермы с морской

стороны стенки, а в головной части и с

тыловой находятся иод воздействием

волнения, С тыловой стороны в голов-

ной части действуют так называемые

дифрагированные волны, т. е. волны,

обошедшие голову под влиянием явле-

ния дифракции. Возникающие при этом

лонные скорости, особенно в случае

воздействия разбивающихся и прибой-

ных волн, могут нарушить устойчивость

камня в постели и на откосах и даже его

переместить. В связи с этим откосы и

бермы постели в ряде случаев защища-

ются путем укладки камня большей

массы или установки берменных мас-

сивов.

Верхняя поверхность не защищенной

массивами части бермы и ее откосы

отсыпаются из крупного камня, масса

которого должна быть примерно в 20

раз больше массы рядового камня посте-

ли.

Высота защитного покрытия должна

быть не менее двух диаметров уклады-

ваемого камня, но не менее 1 м. Бермен-

ные массивы обязательно должны быть

рассчитаны на устойчивость при под-

ходе подошвы волны. Высота бермен-

ного массива принимается равной однрй

четвертой высоты расчетной волны, но

не менее 1 м, ширина не менее 2 м.

Отношение наибольшего размера мас-

сива в плане (длины) к высоте должно

быть не более 7.

Возможность размыва грунта дна пе-

ред сооружением донными скоростями

проверяется расчетом. В случае необ-

ходимости грунт защищается защитным,

ковром. Защитный ковер устраивается

вдоль сооружения с морской стороны по

периметру головного участка и вдоль

внутренней стороны оградительного со-

оружения в зоне действия значительных

по размеру дифрагированных волн.

Ширина защитного ковра принимает-

ся не менее 0,4 длины расчетной волны

для грунтов повышенной подвижности

и 0,25 длины расчетной волны для ос-

тальных грунтов.

Конструкция защитного ковра, при-

мыкающего к постели, включает обрат-

ный фильтр высотой 0,5 м, покрытый

двумя слоями камня, масса которого

подбирается по расчету в зависимости

от размера донной скорости.

Сверху на каменной постели возводит-

ся подводная часть оградительного соору-

жения. Подводная часть является основ-

ным конструктивным элементом соору-

жения, обеспечивающим его устойчи-

вость и волноотражательную способ-

ность. В конструктивном отношении

подводная часть может быть выполне-

на из кладки массивов обыкновен-

ных и специальных, из железобетонных

массивов-гигантов и оболочек большо-

го диаметра, из деревянных ряжей.

Подводная часть выступает над строи-

тельным уровнем воды не менее, чем

на 0,5—0,6 м. Строительный уровень —

это средний многолетний уровень воды

на период времени ведения строитель-

ных работ. Благодаря этому обеспечи-

вается выполнение работ по возведе-

нию надстройки насухо.

Сверху подводной части возводится

надстройка, которая выполняется из

монолитного железобетона или сбор-

ных железобетонных элементов. Очень

часто надстройка устраивается комби-

нированного типа и состоит из монолит-

ной плиты и сборного парапета, возво-

димого вдоль сооружения с морской

стороны. Работы по возведению над-

стройки выполняются после стабилиза-

ции осадки сооружения.

В продольном направлении над-

стройка, как и подводная часть соору-

жения, делится на секции температур-

но-деформационными швами, с

помощью которых обеспечивается ав-

тономность осадки каждой секции.

Благодаря этому исключается разру-

шение надстройки и подводной части

от повреждений при неравномерной

осадке участков сооружения по длине.

Надстройка придает конструкции

монолитность, необходимую для равно-

мерной осадки отсека и восприятия им

волновой нагрузки, что особенно важно

в сооружениях, состоящих из отдель-

ных элементов в конструкциях из мас-

сивовой кладки и ряжей, а также благ

годаря этому увеличивается масса со-

оружения и его устойчивость. При

возведении сооружения должно быть

выполнено надежное соединение над-

стройки с подводной частью, благодаря

чему обеспечивается их совместная ра-

бота при воздействии волновой нагруз-

ки. Для этого из подводной части соо-

ружения выпускаются стержни арма-

туры или сортовой стали, которые

омоноличиваются с надстройкой. Коли-

чество стальных элементов связи опре-

деляется расчетом.

249

Для обеспечения жесткости надстрой-

ки высоту горизонтальной плиты при-

нимают равной не менее 2 м и при изго-

товлении ее армируют жесткой армату-

рой. Отметка верха горизонтальной пли-

ты зависит от ряда факторов. Если

тыловую часть сооружения предполага-

ется использовать в качестве причала,

она должна соответствовать отметке при-

чального фронта порта, а сама плита

оборудуется швартовными и отбойными

устройствами. Поверхность плиты из

условий незатопляемости должна быть

выше гребня дифрагированной волны

на данном участке акватории порта. В

случае примыкания оградительного со-

оружения к берегу отметка плиты долж-

на соответствовать отметке территории.

Ширина плиты при этом должна обеспе-

чить возможность проезда и разворота

в определенных местах транспорта. В

плите надстройки устраиваются потер-

ны для прокладки различных систем

коммуникаций.

Парапет, завершающий надстройку,

служит для предотвращения перелива

воды через сооружение при подходе

гребня волны. В отдельных случаях,

когда допускается перелив воды через

сооружение, парапет не устанавливает-

ся. Отметка верха парапета принимается

на 0,5 м выше гребня стоячей волны.

В отдельных случаях бетонный парапет

заменяется железобетонным козырьком.

Размеры парапета определяются расче-

том. В случае использования тыловой

стороны сооружения под причал внеш-

няя сторона надстройки, включая пара-

пет, оформляется в виде специального

волноотбойного профиля в форме поло-

гой кривой у основания надстройки,

переходящей в круговую кривую у вер-

шины парапета.

В связи с наличием вертикальных

всплесков воды при ударе волны о

стенку не рекомендуется устраивать ме-

жду подводной частью и надстройкой

нависающие уступы.

В последнее время широкое распро-

странение получили надстройки, умень-

шающие отражение волны от сооруже-

ния.

Надводная часть оградительных соору-

жений на свайном основании по конст-

250

рукции одинакова с гравитационными

сооружениями, за исключением участ-

ков расположения анкеров, связываю-

щих свайные ряды между собой. В

этих местах в горизонтальной плите

надстройки создаются ниши, обеспечи-

вающие самостоятельную осадку над-

стройки без опирания на анкеры.

§ 12.3. ОГРАДИТЕЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

ГРАВИТАЦИОННОГО ТИПА

ВЕРТИКАЛЬНОГО ПРОФИЛЯ

В зависимости от конструкции подвод,

ной части различают следующие типы

гравитационных оградительных соору-

жений вертикального профиля: из клад-

ки обыкновенных и специальных типов

бетонных массивов, из железобетонных

массивов-гигантов, из металлических и

железобетонных оболочек большого диа-

метра, из деревянных или железобетон-

ных ряжей.

Гравитационные оградительные соору-

жения вертикального профиля весьма

чувствительны к деформациям основа-

ния. В связи с этим при их строитель-

стве необходимо особое внимание уделять

тщательности производства работ по

устройству обратного фильтра и камен-

ной постели, ее уплотнению и ровнению.

Сооружение из кладки

массивов. Наиболее распростра-

ненным типом рассматриваемых огра-

дительных сооружений являются соору-

жения из кладки обыкновенных масси-

вов. Обыкновенными обычно

называют

бетонные призматические массивы с от-

ношением наибольшего размера в

плане

(а) к высоте (с) не более

трех.

Массив

должен быть «постел истым», т.

е. ши-

рина (Ь) его не должна быть

меньше

высоты. Высота (с) всех массивов, как

правило, принимается одинаковой в пре-

делах 1,8—2,8 м (рис. 12.3).

Масса массива выбирается в

соответ-

ствии с высотой расчетной волны и гру-

зоподъемностью имеющегося

кранового

оборудования. Минимальная

масса

мас-

сива в зависимости от высоты

расчетной

волны определяется по табл. 12.1.

Максимальная масса массива опреде-

ляется грузоподъемностью

имеющегося