Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2009 Учебное пособие по портам Дьячков.doc
Скачиваний:
436
Добавлен:
16.12.2018
Размер:
16.44 Mб
Скачать

Оградительные сооружения из наброски массивов

Впервые наброска из массивов была применена в Алжирском порту в 1873 г, здесь были изготовлены бетонные массивы весом 20 т. В дальнейшем сооружения из массивовой наброски были устроены в Ливорно, Александрии, Порт-Саиде, Лиепая, Бату­ми, Поти, Одессе, Туапсе и других портах. В большинстве слу­чаев в основании наброски массивов устраивалась постель из рваного камня.

Наиболее ценным качеством этих сооружений, как и вообще сооружений откосной формы, является малая их чувствительность к неравномерной осадке, которая не вызывает расстройства сооружения и нарушения его устойчивости. Хотя оградительные со­оружения описываемого типа стоят, как правило, дороже соору­жений из правильной кладки массивов на 10-30%, их приходится применять при наличии слабых грунтов основа­ния.

Волна при подходе к массивовой наброске встречает непра­вильную поверхность в виде выступающих ребер и углов масси­вов. Происходят «разрезывание» движущихся к сооружению масс воды и отражение их по всем направлениям. При достаточной ши­рине сооружения разбитая волна едва появляется с внутренней стороны мола.

Рис. 61. Мол из наброски массивов

Если сооружения устроены из наброски массивов, вес кото­рых достигает 30-40 т, то грани этих массивов образуют поверх­ности значительной величины, волна, ударяясь об эти поверх­ности, дает порою значительный всплеск, причем в ряде случаев происходит подмыв берм каменной постели.

При плохом заклинивании массивов и недостаточном их весе происходит раскатывание массивов, что вызывает потребность в регулярном пополнении профиля сооружения.

К отрицательным качествам этого типа оградительных соору­жений относятся также:

а) проницаемость наброски для волне­ния (хоть и ослабленного), особенно для длинных волн;

б) не­которая проницаемость сооружения для наносов;

в) невозмож­ность причаливания судов.

Однако производство работ по возведению сооружений из на­броски массивов значительно проще и происходит более уско­ренными темпами, чем у сооружений из правильной кладки мас­сивов, что является существенным преимуществом сооружений этого типа.

В целях снижения стоимости строительства молы и волноло­мы из массивовой наброски возводятся часто таким образом, что каменная постель устраивается переменной высоты: со стороны моря пониженной, а со стороны порта - повышенной (рис. 61). Для более плотной укладки часто применяют в сооружении массивы двух размеров (например, 40 и 25 т).

В соответствии с требованиями ГОСТ 5275 - 50 «Кладка из обыкновенных массивов» для наброски в оградительных соору­жениях должны назначаться массивы:

Высота расчетной волны Вес массива

3,0 м…………………….. ............... 30 т

3,5—4,0 м ………....…………........ 35 т

4,5 м.............…………………..…... 40 т

5.0—5,5 м ...........…………..……... 45 т

6,0 м и более ........... ……….……...50 т и более

Пустоты в уплотнившейся наброске (после ее осадки) надле­жит учитывать в размере 40% от общей площади профиля, а процент пустот в неуплотнившейся наброске следует принимать на 5 - 10% выше.

При отсутствии защитных массивов на бермах постели должен быть предусмотрен нижний упор откоса наброски в виде бордюр­ных массивов, укладываемых в теле наброски.

На основании анализа службы и повреждений ряда молов и волноломов из наброски массивов И. Н. Шафир высказал следующие соображения о проектировании этих сооружений.

Уширение профиля и увеличение веса массивов не могут ком­пенсировать дефекты очертания профиля. В рационально спроек­тированном сооружении размеры профиля, вес массивов и их расположение должны находиться в определенном соответствии. Так, например, сооружение из каменной набрсоки, прикрытое наброской массивов, при высоте волны 6 - 7 м должно иметь ширину на уровне воды 22 - 24 м, вес массивов - не менее 50 т, толщину массивового прикрытия - не менее 4 - 5 м, подводный откос мо­жет быть крутым (1:1). Под массивовой наброской крупность камня в слоях должна понижаться постепенно во избежание вымывания камня из нижележащих слоев сквозь большие пустоты в верхних слоях.

Сооружение, возведенное целиком из наброски массивов, при высоте волн 5 - 6 м должно иметь: ширину на уровне воды около 18 м, уклон внешнего откоса от l : 1 до 1 : 1,5, вес массивов 40 - 50 г.

С увеличением веса массивов возрастает опасность их пов­реждения при осадке и под ударами волн, кроме того, примене­ние в наброске массивов значительного веса снижает способ­ность сооружения «впитывать» волны. В связи с этим вес масси­вов не должен превышать минимально допустимый для данных условий волнения.

Если массивовая наброска устраивается только в виде за­щитного прикрытия, она должна иметь надежный упор в виде бермы каменной отсыпи, прикрытой в свою очередь защитными массивами или булыгами.

Наиболее целесообразное соотношение сторон массивов, при­меняемых для наброски, 1 : 1 : 1,5.

Приведем некоторые примеры устройства оградительных со­оружений из массивовой наброски.

Мол в Порт-Саиде был построен в 1864 - 1868 гг. Из-за вы­сокой стоимости камня наброска была основана прямо на грунте. В основании сооружения залегают илистые грунты, покрытые сло­ем песка, толщина которого у уреза берега 6 - 8 м, по мере выдвижения в море постепенно уменьшается.

Вес массивов был принят равным 20 т, ширина мола по верху 5 м, по урезу воды - 9 м, заложение откосов 1:1.

При удлинении мола в 1874 - 1875 гг. массивовая наброска была устроена уже не на грунте, а на каменной постели (рис. 62 a), однако работы были прекращены и профиль мола не был закончен. Начиная с 1899 г., профиль построенной части мола был усилен (рис. 62 б), и в таком виде эта часть мола благополучно эксплуатируется.

Последующее удлинение мола на 2350 м на глубинах 10 м бы­ло осуществлено в 1912 - 1922 гг. (рис. 62 в), причем поперечное сечение мола было значительно уширено, для чего использова­лись камень, булыги весом 100 - 2500 кг и массивы весом 20 т. В основании удлиненного участка мола залегают также илистые грунты.

Вскоре после окончания удлинения сооружения на двух участ­ках длиной 105 и 120 м, расположенных вблизи головы мола на расстоянии 150 м друг от друга, произошли внезапные осадки оба участка опустились вертикально на 4 м, причем с

Рис. 62. Мол из наброски массивов в Порт-Саиде

обеих сто­рон мола образовались большие выпучины дна. Это свидетельст­вует о недостаточной подготовке основания, в данном случае бы­ло бы целесообразным устройство широкой песчаной подушки.

Волнолом в одном из черноморских портов начал строиться в 1913 г., а закончен (неполностью) в 1930 г. Грунт основания - илистый песок. Расчетная высота волны 3 - 3,5 м. В целях эко­номии массивов постель со стороны гавани была устроена на 3 м толще, чем со стороны моря. Более глубокое заложение массивовой наброски со стороны моря имело целью предотвра­тить возможность подмыва постели, так как глубина вредного действия волнения на камни весом 50 - 60 кг не превышает в месте строительства 5 - 5,5 м.

Перед устройством наброски были уложены бордюрные мас­сивы, назначением которых является противодействие раскаты­ванию массивов. Для наброски были применены массивы двух размеров - 22 и 35 т. Процент пустот достиг 45.

В другом черноморском порту был построен волнолом в пе­риод 1928 - 1929 гг. Расчетная высота волны около 6 м. Грунт основания - илистый песок. Основание для сооружения было подготовлено следующим образом. На месте строитель­ства волнолома была произведена отсыпь гравелисто-булыжного вала шириной 60 м, высотой около 6 м. Этот вал пролежал одну зиму, весной он был срезан до отметки -10,0 м, на этом месте была сделана каменная наброска и затем уже произведена на­броска массивов. Массивы применялись двух размеров, весом 25 и 40 т.

За несколько лет своего существования волнолом получил осадку в среднем около 2 м, бермы оказались частично размы­тыми, ввиду недостаточности веса происходит раскатывание мно­гих массивов.

В третьем черноморском порту мол из наброски массивов (рис. 63) был построен в 1901-1905 гг., после того как убеди­лись, что ранее сооруженный в этом порту мол из правильной кладки массивов весом до 40 т подвергается тяжелым поврежде­ниям. Расчетная высота волны 6 м. Грунт основания - слабый песчаный ил. Однако подготовка основания под это сооружение не была сделана, как не была ранее сделана подготовка основания под мол из правильной кладки.

Рис. 63 Мол из наброски массивов в одном из черноморских портов

За время своего существования мол дал осадку не менее 2 - 2,5 м. Кроме того, происходит раскатывание массивов, вследствие чего приходится компенсировать эту утрату заброской новых мас­сивов, так, в период 1925 - 1929 гг. было добавлено 300 массивов.

При обследовании состояния мола массивы обнаруживались на дне моря на расстоянии до 35 м от оси сооружения, причем некоторые массивы ушли в грунт на всю свою высоту.

Ввиду слабости грунта токи воды, образующиеся во время волнения, размывают берму и ее подошву, откос, не имея упора, расстраивается, массивы теряют устойчивость и скатываются.

По мнению П. П. Сорокина, профиль мола следовало бы из­менить, образовав особый «зуб» путем углубления котлована в районе наружной бермы и прикрытия берменными массивами постели у передней грани.

Все изложенное показывает, что значительная часть построен­ных оградительных сооружений из массивовой наброски подвер­глась более или менее существенным повреждениям. Вместе с тем эти повреждения не носят катастрофического характера и могут быть ликвидированы сравнительно простыми мероприятия­ми - в основном пополнением профиля новыми массивами, одна­ко количество последних для нерационально спроектированного сооружения может достигнуть значительной величины.

Практика эксплуатации оградительных сооружений из на­броски массивов показала, что в результате волнения их углы, особенно трехгранные, обламываются при ударах массивов один о другой. Существует мнение, что улучшения волногасящего дей­ствия можно достигнуть за счет уменьшения процента пустот в наброске, особенно, если есть опасение проникновения сквозь нее наносов. В связи с этим появилось стремление придать массивам такую форму, которая снизила бы процент пустот. Г. Ф. Остасевич выполнил в 1931 - 1932 гг. в лаборатории опыты с массивами со срезанными углами и снизил пустоты до 35%. Итальянский инже­нер Мариани предложил, на основании опыта постройки мола в Сан-Бенедито дель Торонто, применять для наброски массивы ку­бической формы со срезанными трехгранными углами. Лабора­торные опыты показали, что такие массивы, у которых величина среза составляет 1/5 длины, дают уменьшение процента пустот, по сравнению с обычными кубическими массивами, на 10%, т. е. весьма существенно уплотняют наброску.

По этой же идее в 1943 г. был построен в португальском порту Лейксос мол из наброски массивов взамен раз­рушенного в 1934 г. мола с вертикальной стенкой. Массивы для наброски были применены размерами 3,74Х3,24Х3,30 м, весом 90 т со скошенными на 0,9 м трехгранными углами. Ядро мола образовано каменной наброской. Об­ращают на себя внимание большая ширина профиля сооружения, значи­тельный вес массивов, пологие откосы и низкая отметка гребня (ниже уров­ня прилива), совокупность этих об­стоятельств способствовала повыше­нию устойчивости сооружения.

В целях удешевления оградитель­ных сооружений откосной формы и придания им устойчивого профиля в последнее время в отдельных иностран­ных портах начали строить сооружения из железобетонных блоков, названных тетраподами (рис. 64). Каждый тетрапод представляет собой блок, образованный четырьмя усе­ченными конусами, оси которых пересекаются в одном центре. Эти блоки благодаря своим выступающим частям плотно закли­ниваются в наброске, в результате чего образованный ими откос сооружения оказывается устойчивым даже при сильном волнении. На рис. 64 показан тетрапод, предназначенный для одного из портов Марокко на Атлантическом океане (Сафи). Вес этих блоков составляет 25 т, образованный ими откос имеет уклон 1:1. Несмотря на значительный процент пустот в профиле, сооруже­ние обладает удовлетворительными волногасящими свойствами. Прочность тетраподов обеспечивается применением предвари­тельно напряженной арматуры. К недостаткам тетраподов следует отнести сложность их из­готовления.

Рис 64. Тетрапод