книги из ГПНТБ / Техническая эксплуатация портовых сооружений

Архангельске и др.). Соору­ жения этого типа также мо­

с

3* 67

тельно напряженных железобетонных элементов использование обычных железобетонных свай может быть в отдельных случаях оправдано и в настоящее время.

В СССР разработаны типовые проекты свайных эстакад, на основаниях из вертикальных предварительно напряженных свай для глубин до 11,5 м. Сваи имеют длину до 22—24 м, поперечное сечение до 0,45X0,45 м (рис. 41, а). Опыт эксплуатации такого типа эстакад показал, что целесообразно в состав свайного основа­ ния включить наклонные сваи, так как в этом случае изгибающие моменты, действующие на сваи, значительно уменьшаются и их ар­ мирование может быть облегчено. На рис. 41, б показана усовер­ шенствованная конструкция эстакадной набережной.

За рубежом широко применяются призматические и пустотелые предварительно напряженные сваи. Такие сваи, например, были использованы при сооружении причалов в портах Сан-Франциско, Лонг-Биче, Майями и многих других. В порту Сан-Франциско на

Всего забито около 5 тыс. свай. Причалы успешно эксплуатируют­

ты сваи склеивали между собой эпоксидной смолой, а затем во избежание возникновения при забивке свай поперечных трещин обжимали не менее чем до 60 кГІсм2. Эти сваи изготовляли из плотного высокопрочного бетона, который уплотнялся с приме­ нением вакууммирования.

Для сокращения ширины набережных забивают шпунтовые свайные ряды со стороны кордона или в тыловой части сооруже­ ния. Набережная с передним железобетонным шпунтом на сваях из обычного железобетона показана на рис. 43. Вместо железобе­ тонного шпунта часто используют металлический. Конструкция верхнего строения упрощена. По нижней поверхности ростверка отсутствуют выступы, способствующие коррозии и разрушению бетона верхнего строения.

Набережные с передним шпунтом обладают серьезными пре­ имуществами (по сравнению с сооружениями с задним шпунтом и с эстакадными). Их свайное основание защищено от поврежде­ ний плавающими предметами и льдом, от резких температурных колебаний и других неблагоприятных воздействий. Однако обычно

68

*

Рис. 43. Набережные с передним и задним шпунтами:

а — с передним шпунтом; б — с задним шпунтом

сооружения с передним шпунтом являются дорогостоящими. Эста­ кадные набережные и, в известной мере, сооружения с задним шпунтом оказываются более благоприятными с точки зрения волногашения. Если на акватории порта имеется волнение, то у соору­ жений с лицевыми вертикальными стенками волны отражаются. У сооружений с открытым подпричальным откосом волны частич­ но гасятся на откосе.

Горизонтальные нагрузки от распора грунта и швартовные уси­ лия воспринимаются наклонными сваями, которые входят в со­ став свайного основания, или все сооружение анкеруется за спе­ циальные устройства, располагаемые за его пределами. Забивка вертикальных свай значительно проще, чем наклонных, и, кроме того, в этом случае значительно упрощается сопряжение элемен­ тов верхнего строения со сваями, что особенно важно при возведе­ нии сооружений из сборных железобетонных элементов. Однако длинные сваи из обычного железобетона плохо работают на попе­ речный изгиб, при действии горизонтальных нагрузок в них возни­ кают трещины и это может серьезно отразиться на долговечности сооружения.

Сооружения на мощных опорах-колоннах обладают преиму­ ществами по сравнению с сооружениями на свайном основании. При больших глубинах и значительных горизонтальных нагрузках сооружения на колоннах обычно более экономичны.

Вопрос о верхнем строении из сборных элементов при свайном основании решается сравнительно сложно. Образуется большое количество стыков в результате соединения элементов верхнего строения со сваями. Стыки омоноличивают на месте, в условиях, при которых трудно обеспечить необходимое качество. Используя мощные колонны, можно значительно сократить число опорных элементов и количество стыков с элементами верхнего строения. Поэтому основания на колоннах при строительстве причальных сооружений получили довольно широкое применение.

70

Конструктивные формы колонн весьма разнообразны: оболочки из обычного и предварительно напряженного железобетона, буро­ вые сваи, металлические оболочки и т. п. (рис. 44). В практике оте­ чественного портостроения большое распространение получили предварительно напряженные железобетонные колонны-оболочки диаметром 1,6 м. Они являются элементами унифицированных конструкций (рис. 45). Толщина стенки оболочки 0,15 м.

Сооружения на основаниях из деревянных свай применяются и в настоящее время. Например, в практике портового строитель­ ства СШ А деревянные сваи в отдельных случаях используются даже на участках побережья, где имеются древоточцы. В этом слу­ чае деревянные сван антисептируются.

Основания из металлических свай за рубежом устраиваются довольно часто, особенно при строительстве пирсов и специализи­ рованных причалов, и значительно реже при строительстве набе-

6)

Беното диаметром 1,04

71

режных. В отечественном портостроении также имеются примеры строительства причальных сооружений на основании из металли­ ческих свай. В качестве металлических свай используются: трубы, коробчатые и двутавровые шпунты, широкополочные двутавры и т. п. Чтобы обеспечить лучшую связь свай со скальным основани­ ем, особенно при крутом падении его кровли, у нижних концов свай закрепляют специальные наконечники.

Причальные сооружения в виде тонких стенок — больверков (рис. 46) имеют разнообразную конструкцию. Они могут анкероваться горизонтальными или наклонными тягами с анкерными плитами, наклонными сваями и другими устройствами. Тонкие

Панель тала ЛѴ

рез набережной

72

стенки могут входить в состав причальных сооружений других ти­ пов^— например, набережных с передними и задними шпунтами. К особому виду сооружений из металлического шпунта относятся стенки ячеистой конструкции, которые могут быть выполнены из дерева, железобетона или стали.

Деревянные больверки применяются в настоящее время срав­ нительно редко. В зоне переменного горизонта воды они подверга­ ются быстрому гниению, в подводной зоне нередко повреждаются древоточцами. При увеличении глубин значительно возрастают усилия, действующие на больверки. В связи с этим возникает не­ обходимость использования дорогостоящего длинномерного леса большого диаметра. Выходом из положения может явиться исполь­ зование клееного шпунта из пиломатериалов, что в связи с быст­ рым совершенствованием синтетических клеев делается все более возможным. Однако пока еще не решены вопросы, связанные с долговечностью таких шпунтов.

Сваи из обычного железобетона обладают низкой трещиностой­ костью, поэтому в последние годы такие шпунты почти не приме­ няются. Используя предварительное обжатие, удается значительно повысить трещиностойкость железобетонных шпунтов и уменьшить их сечение, так как у обычных железобетонных шпунтов размеры поперечного сечения приходится определять из условий их трещи­ ностойкости, а прочность арматуры и бетона оказывается сильно недоиспользованной.

73

Втиповой конструкции больверка из предварительно напря­ женного железобетонного шпунта для уменьшения изгибающих моментов и обеспечения грунтонепроницаемости стенки предусмот­ рена каменная разгрузочная призма с фильтром из щебня или гравия, отсыпанного на ее тыловой поверхности.

Вглубоководных набережных могут быть использованы трубча­ тые сваи-оболочки диаметром до 1,6 м. Больверки из трубчатых и тавровых предварительно напряженных железобетонных элементов

входят в состав унифицированных конструкций причальных соору­ жений. Разработаны также типовые проекты на больверки из стального шпунта, которые являются одним из наиболее распро­ страненных типов набережных.

В портовом гидротехническом строительстве применяются сле­ дующие виды металлического шпунта; корытный, г-образный, дву­ тавровый, уголковый (рис. 47). Для ячеистых конструкций исполь­ зуют плоский шпунт. Подпорные стенки могут быть образованы из шпунта одинакового профиля или из свай разных типов, соеди­ ненных специальными замковыми прокатными профилями. Метал­ лические шпунты применяют в гидротехническом строительстве давно. В течение последних лет профили металлических шпунто­ вых свай значительно усовершенствованы. Ширина свай увеличена до 500—'525 мм (вместо 400 мм), что позволило уменьшить коли­ чество забиваемых свай на 20—24% и, следовательно, число сты­ ков между ними. Большое внимание было уделено рациональному распределению материалов по поперечному сечению свай, что поз­ волило при той же величине веса свай на 1 м2 стенки увеличить ее момент сопротивления. У свай типа Ларсен III старого профиля вес 1 ж2 стенки составляет 155 кг. а момент сопротивления 1600 см3

74

Рис. 48. Устройства для дополнительной анкеровки больверков:

Рис. 49. Устройства для разгрузки и повышения несущей способности больверков:

па 42 и 43, из которых могут быть собраны комбинированные стен­

различного профиля, что позволяет более эффективно использовать прочность материала свай. Чтобы уменьшить вес шпунтовых сте­ нок, иногда применяют двойную анкеровку, а также различные разгрузочные и анкерующие устройства (рис. 48, 49). В стеснен­ ных условиях, где невозможно использовать анкера обычного типа или анкерные забивные сваи, подпорные стенки могут быть заанкерованы наклонными или горизонтальными буровыми сваями. Наряду со стенками из шпунтовых свай иногда применяют больверки из трубчатых свай. На рис. 50, а, б показаны различные ти­ пы сварных замковых соединений для металлических трубчатых свай.

76