§ 43. Внутренние портовые сооружения

К внутренним портовым сооружениям относятся причальные сооружения, предназначенные для спокойной стоянки судов и про­изводства перегрузочных операций. Причальные сооружения могут быть разбиты на четыре группы: набережные, пирсы, рейдовые при­чалы и плавучие причалы. Набережные — это сооружения, пред­ставляющие собой искусственную обстройку береговой линии. Они подразделяются на гравитационные, свайные и набережные на ци­линдрах или опорах-оболочках. Пирсы—причальные сооружения, направленные под некоторым углом к набережной. Устройство их в основном таково же, как и набережных, хотя и имеются некоторые различия. Рейдовые причалы — сооружения гравитационного или свайного типа в виде отдельно стоящих палов, бычков, оборудован­ных причальными приспособлениями. Рейдовые причалы могут быть и в виде швартовных бочек на мертвых якорях. Плавучие причалы — понтоны, соединенные между собой, установленные на мертвых якорях и оборудованные причальными приспособлениями.

Гравитационные набережные — сооружения, устойчивость кото­рых обеспечивается собственным весом или весом засыпки. Конст­рукция их состоит из трех основных элементов: каменной постели, подводной и надводной стенки. В зависимости от конструкции под­водной стенки гравитационные набережные разделяются на сле­дующие типы: из обыкновенных массивов, из массивов-гигантов, из ряжевых конструкций и железобетонных уголков.

Особенности указанных типов причальных сооружений показа­ны на рис. 28.

Конструктивно набережные мало чем отличаются от соответст­вующих типов молов, за исключением некоторых особенностей: ка­менная постель не возвышается над дном; набережные имеют раз­грузочные каменные призмы для уменьшения активного давления грунта на стенку; набережные имеют обратный фильтр (контр­фильтр) из щебня различной крупности по слоям для защиты грун­та засыпки от вымыва грунтовыми водами.

Гравитационные причальные сооружения более дороги по срав­нению со свайными. Поэтому их устраивают, когда условия не поз­воляют возводить набережные другого типа, а именно: когда име­ются скальные или полускальные грунты, не позволяющие забивку свай или погружение цилиндров; когда к набережным предъявля­ются условия особой капитальности (например, повышенные ледо­вые нагрузки). К постелям гравитационных причальных сооруже­ний предъявляются повышенные требования. Постели предназначе­ны для выравнивания и уменьшения давления на грунт от веса конструкций. Когда грунты под сооружением не обладают доста­точной несущей способностью (ил), их заменяют песчаным грунтом. Минимальная толщина постели 0,5 м при скальных грунтах, 1 м — при других, а максимальная может достигать 1,5—2 м и опреде­ляется расчетом в зависимости от нагрузок на причал и несущей способности грунта основания. Выход бермы постели за лицевую

грань стенки в сторону акватории должен быть не менее 2 м. Наи­менее дорогими из гравитационных причальных сооружений являются сооружения из сплошных (контрфорсные и консольные) или сборных железобетонных уголков с внешней или внутренней анкеровкой металлическими анкерными тягами. Меньшая стоимость достигается за счет замены бетона грунтом засыпки, который со­здает пригрузку для увеличения устойчивости сооружения. Длина

уголков составляет 5—6 м для мелководных набережных и 3—4 м для глубоководных и лимитируется грузоподъемными средствами, применяемыми при строительстве причалов.

Свайными называют причальные сооружения, главными несу­щими конструкциями которых являются сваи, погружаемые в грунт основания путем забивки, вибрированием или завинчиванием. Ос­новной материал свай — предварительно напряженный железобе­тон, сталь или дерево. Сечение железобетонных свай квадратное или прямоугольное с размером стороны не более 100 см, длина свай от 8 до 22 м. Длина свай лимитируется их весом, поэтому в послед-

нее время получили распространение полые или составные железом бетонные сваи. Металлические сваи имеют сечение двутавровое; рельсовое, коробчатое, трубчатое. Длина их не ограничивается, так как возможно их наращивание путем приварки. Деревянные сваи изготавливают из длинномерного прямостойного леса повышенного качества. Длина их редко достигает 13 м, а диаметр 30 см в верх­нем отрубе.

В конструктивном отношении свайные набережные могут быть разбиты на следующие типы: тонкие стенки (больверки); набереж­ные с высоким свайным ростверком (верхнее строение, которое мо­жет быть жестким, гибким и нежестким); ячеистые набережные.

Набережные в виде тонких заанкеренных стенок или без анке­ров являются наиболее простым типом сооружений. Состоят из одного сплошного свайного или шпунтового ряда из деревянных, железобетонных или металлических свай или шпунтов с засыпкой из камня, щебня или песка. Материал анкеров — деревянные брусья или металлические тяги диаметром до 80 мм. Анкерные тяги закрепляют железобетонными анкерными плитами, одиноч­ными или козловыми сваями. Верхнюю часть стенки обычно замоноличивают железобетонным оголовком (шапочным брусом).

Набережные с высоким свайным ростверком разделяются на следующие типы: с передним свайным или шпунтовым рядом; с задним свайным или шпунтовым рядом; безраспориые набереж­ные — эстакады; с двойным свайным или шпунтовым рядом.

Набережные с передним сплошным свайным или шпунтовым рядом строятся когда имеются тяжелые гидрологические (ледо­вые) условия, т. е. когда имеется угроза повреждения отдельных свай. Такие конструкции менее экономичны, чем набережные с задним рядом или безраспорные эстакады, так как на передний ряд идет большее количество материалов, т. е. длинномерных свай. Набережные с задним сплошным свайным или шпунтовым рядом применяют чаще предыдущих. Поперечная устойчивость такой конструкции обеспечивается наклонными и козловыми сваями. Ма­териал ростверка — железобетон для жестких и гибких типов (от­личие в толщине), деревянный настил — для нежесткого. По вер­ху ростверка делают песчаную засыпку, которую покрывают желе­зобетонными плитами, асфальтобетоном или каменным мощением.

Безраспорные набережные-эстакады являются наиболее совре­менным видом причальных сооружений, так как они наиболее де­шевы и позволяют применение индустриальных методов строи­тельства с большим коэффициентом сборности. Безраспорными их называют потому, что вертикальные сваи не воспринимают дав­ления грунта (распора). Отличительной их особенностью является то, что откос грунта в подпричальном пространстве располагается под углом, близким к углу естественного откоса. Нагрузка от соб­ственного веса и полезного груза воспринимается рядами верти­кальных свай, а швартовные усилия — анкерными устройствами в местах расположения швартовных тумб. Для предотвращения раз­мыва грунта винтами или волнением в подпричальном пространстве

откос грунта обычно покрывают тонким слоем несортирован­ного бутового камня. Ростверк выполняют из железобетонных плит длиной, равной ширине причала, толщиной 30—40 см, весом до 100 т. В ростверке оставляют проемы для омоноличивания разбитых голов свай. Чаще всего конструкцию ростверка в сече­нии выполняют фигурной с потернами для укладки в них инже­нерных сетей (кабелей, водяных, паровых или газовых трубопро­водов). Заодно с ростверком обычно отливают и подкрановую балку прикордонного рельса для портального крана. Разновидно­стью набережных-эстакад являются оторочки, когда к набереж­ным, обычно гравитационного типа, пристраивают безраспорные эстакады, что необходимо для получения большей глубины у су­ществующего причала. Конструкции их практически не отлича­ются от конструкций безраспорных эстакад. При строительстве набережных-эстакад на грунтах малой несущей способности (илах или заиленных песках) для уменьшения длины свай часто прибе­гают к замене илистых грунтов песчаными или к другим спосо­бам повышения несущей способности причала, например к укреп­лению грунта способом силикатизации или способом утолщения нижних концов свай путем нагнетания под давлением цементного раствора в полые сваи.

Набережные с двойным свайным или шпунтовым рядом явля­ются устаревшей конструкцией, неэкономичны и в настоящее вре­мя их не строят. Ячеистые набережные представляют собой особый тип причальных сооружений. Лицевая грань их образуется рядом связанных между собой ячей, обычно круглой формы, выполнен­ных из металлического шпунта плоской, зетовой или коробчатой формы. Устройство ячеистых набережных весьма сложно, требует большого количества дорогостоящего стального шпунта и стыко­вых шпунтии особого профиля с замками повышенной надежно­сти. В нашей стране такие причалы до сих пор не сооружались. Схемы основных свайных конструкций причалов показаны на рис. 29.

Набережные на цилиндрах или опорах-оболочках являются наиболее индустриальным типом причальных сооружений, позво­ляющим значительно сокращать сроки строительства. Такие при­чалы обладают наибольшей несущей способностью и их строят в крупнейших портах. Отличительной особенностью этих причалов является применение в качестве несущих элементов полых желе­зобетонных цилиндров диаметром от 1 до 3 м, погружаемых в грунт вибрированием, подмывом грунта или завинчиванием. Шаг цилиндрических опор в продольном и поперечном направлениях достигает 5—10 м. После погружения цилиндров их полости за­полняют бетоном, бутобетоном или песком. Цилиндры изготавли­вают секциями длиной до 8—12 м и соединяют между собой бол­товыми фланцевыми стыками или путем сварки закладных дета­лей. Толщина их стенок может быть от 8 до 20 см. Погружение таких цилиндров может достигать 30 м и зависит от несущей спо­собности грунта основания. Верхнее строение выполняют из же-

лезобетонных ригелей и плит, омоноличиваемых с головами ци­линдров. Откос и его покрытие устраивают так же, как и у безраспорных набережных эстакад. Этот тип причальных сооружений (рис. 30) является более дорогим в сравнении со свайной конст­рукцией, но является более прочным и долговечным и поэтому применяется в портах с тяжелым гидрологическим режимом.

Конструкции широких пирсов практически не отличаются от конструкций гравитационных набережных. Узкие пирсы имеют

некоторое отличие, заключающееся в том, что обычно их устраи­вают на отдельных опорах, перекрываемых мостовым пролетным строением. Отдельные опоры могут быть гравитационного типа, свайного или на цилиндрах. Пролетное строение длиной обычно от 6 до 10 м, реже 15 м, выполняют из сборного железобетона или дерева. Пирсы гравитационного типа или на цилиндрах строят в портах с тяжелым гидрологическим режимом. В других портах строятся свайные пирсы сквозной конструкции, строительная стои­мость которых меньше. Свайные пирсы могут иметь вертикальные

и наклонные сваи, воспринимающие швартовные нагрузки и на­грузки от навала судов. Глубина забивки свай, шаг и количест­во Урядов зависят от несущей способности грунта и диаметра свай. Пирсы на цилиндрах конструктивно не отличаются от набереж­ных на цилиндрах.

Имея в виду, что устойчивость и прочность внешних и внут­ренних портовых гидротехнических сооружений весьма зависит от

прочности основания, следует при производстве дноуглубительных работ вблизи этих сооружений придерживаться следующих пра­вил:

осуществлять недоход рабочего органа землечерпательного сна­ряда до лицевой грани сооружения на 8—15 м\

расстояние недохода назначается техническим отделом порта и зависит от технического состояния сооружения, ширины бермы

каменной постели, качества грунта, толщины снимаемого слоя грунта у сооружения;

швартовные устройства гидротехнических сооружений разре­шается использовать для крепления рабочих тросов (цепей) зем­снарядов на нагрузку не более паспортной или еще меньше, если техническое состояние их неудовлетворительно или ограниченно годное;

во всех случаях расстояние недохода до грани сооружений

должно быть записано в тех­ническом задании на произ­водство дноуглубительных работ.

Рейдовые причалы по ти­пам подразделяют на причалы в виде отдельных опор гравита­ционного или свайного типа (рис. 31) и причалы, обору­дованные швартовными бочка­ми. Часто такие причалы назы­вают точечными. Гравитаци­онные опоры устраивают из ряжей, обыкновенных масси­вов и массивов-гигантов там, где грунтовые условия не поз­воляют забивку свай. Свай­ные опоры выполняют забив­кой куста свай (палов) из дерева, металла, железобето­на. Если применяют металли­ческий шпунт, то пал делают как одну ячейку с внутренней засыпкой. Швартовные бочки уста­навливают на нескольких бетонных мертвых якорях. Точечные причалы обычно устраивают для обработки крупных танкеров.