Способ строительства портового гидротехнического сооружения
METHOD OF CONSTRUCTION OF THE PORT HYDRAULIC STRUCTURE

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, а именно к строительству причальных и оградительных сооружений, преимущественно в условиях открытой акватории моря.
Известен способ строительства гидротехнического сооружения, включающий устройство подводной каменной постели, изготовление и установку на каменную постель массивов-гигантов, монтаж на массивах-гигантах стен-надстроек, устройство обратной засыпки (см. книгу В.Б. Гуревич, В.Э. Даревский, В.Ф. Самарин, Ю.М. Федоров «Портовые гидротехнические сооружения». М., Транспорт, 1992, с. 42-43).
Недостатком способа строительства гидротехнического сооружения является большая материалоемкость используемых в строительстве массивов-гигантов, высокая стоимость их изготовления и спуска на воду, сложность транспортировки массивов-гигантов к месту строительства, сложность установки на подводную каменную постель.
За прототип принят известный способ строительства гидротехнического сооружения (см. патент Российской Федерации №2034951 «Пирс и способ его строительства»), включающий строительство гидротехнического сооружения, состоящего из двух взаимно заанкеренных стен и обратной засыпки между ними, в том числе установку двух монтажных свайных эстакад, навешивание на эстакады ригелей, попарно соединяемых между собой шарнирно крепящимися параллельными анкерными тягами, установку на нижние опорные выступы ригелей стеновых панелей, устройство поверх стеновых панелей и ригелей объединяющего оголовка. До устройства обратной засыпки стеновые панели, опирающиеся на нижние выступы ригелей, находятся в свободно подвешенном на монтажных эстакадах состоянии, то есть низ стеновых панелей имеет неограниченную степень свободы в направлении, ортогональном оси гидротехнического сооружения. Шарнирное закрепление анкерных тяг и ригелей позволяет существенно снизить технические требования к допускам на высотное положение монтажных эстакад. После устройства обратной засыпки на стеновые панели начинает действовать распор от засыпки и, за счет этого, гидротехническое сооружение приобретает необходимую общую жесткость.
Недостатком данного способа строительства гидротехнического сооружения, включающего две взаимно заанкеренные стены, является невозможность гарантированного обеспечения проектного положения низа стеновых панелей при их установке в сооружение и при устройстве обратной засыпки. Обусловлено это, в первую очередь, податливостью низа стеновых панелей за счет возможного изменения геометрической формы анкерной системы, состоящей из ригелей и попарно объединяющих их параллельных шарнирно крепящихся анкерных тяг. При наступлении штормовых условий фронт строящегося сооружения оказывается незащищенным от негативного воздействия на него волн, что может привести к частичному или полному разрушению строящегося сооружения.
Целью изобретения является снижение стоимости строительства, повышение его качества и обеспечение надежности и сохранности сооружения в период его строительства, в том числе при наступлении штормовых условий.
Поставленная цель достигается тем, что в способе строительства гидротехнического сооружения из двух взаимно заанкеренных стен и обратной засыпки между ними, включающем установку двух монтажных свайных эстакад, навешивание на эти эстакады ригелей попарно соединенных между собой связями, установку между смежными ригелями каждой эстакады стеновых панелей, устройство поверх стеновых панелей и ригелей объединяющего их оголовка, навешиваемые на эстакады ригели и соединяющие их связи выполняют в виде единой жесткой геометрически не изменяемой рамной конструкции, причем опорные элементы ригелей снабжены фиксаторами, закрепляющими расстояние между монтажными свайными эстакадами, а стеновые панели, устанавливаемые между смежными ригелями каждой эстакады, снизу опирают на грунтовое основание. Для жесткой фиксации во время строительства взаимного планового положения стеновых панелей и ригелей вертикальные грани стеновых панелей, взаимодействующие с ригелями, снабжают металлическими анкерными элементами, а ригели выполняют с направляющими устройствами замкового типа, перехватывающими анкерные элементы при монтаже стеновых панелей и прижимающие их друг к другу, жестко фиксируя их взаимное плановое положение. Оголовки выполняют из пустотелых блоков, которые монтируют сверху стеновых панелей и ригелей и заполняют их внутренние пустоты твердеющим раствором. После устройства обратной засыпки монтажные эстакады демонтируют. На период наступления штормовых условий строительный фронт сооружения укрепляют металлическими оболочками, которые устанавливают в торце строящегося сооружения, между его жесткими геометрически не изменяемыми рамными конструкциями, сверху раскрепляют их между собой и между смонтированными стенами сооружения, затем оболочки и примыкающую к ним пазуху сооружения заполняют крупнозернистым материалом.
Строительство портового гидротехнического сооружения начинается с установки монтажных эстакад, представляющих собой два ряда высоких свайных ростверков. На ростверки с заданным шагом навешивают жесткие рамные конструкции, предназначенные для монтажа и закрепления стеновых панелей. Стеновые панели вставляют в пазы жестких рамных конструкций, предварительно зафиксированных на ростверке, и опирают их на грунтовое основание, тем самым закрепляя снизу плановое положение стены. Стеновые панели и рамные конструкции выполняют с направляющими устройствами, обеспечивающими проектное взаимное расположение ригелей и размещаемых между ними стеновых панелей. Прочность направляющих устройств (замков) должна быть достаточной, гарантирующей обеспечение при сборке проектного взаимного расположения ригелей и стеновых панелей в невидимой подводной зоне сооружения. Пазуху между стенами сначала засыпают до высотной отметки, превышающей уровень воды в акватории. После этого монтажные эстакады, представляющие собой высокий свайный ростверк, могут быть демонтированы и использованы на строительстве других участков сооружения. Сверху стеновых панелей и ригелей рамной конструкции устанавливают сборные пустотелые блоки, которые, при необходимости, закрепляют распорками, опирающимися на противоположные ригели той же рамной конструкции, и заполняют пустоты блоков цементным раствором. Монтаж рамных конструкций, установку стеновых панелей и заполнение пазухи, например, несортированным камнем производят параллельно с небольшим опережением во времени операции навески рамных конструкций от операции заполнения пазухи грунтом. При получении метеорологического предупреждения об ухудшающихся погодных условиях, все строительные работы по возведению гидротехнического сооружения незамедлительно прекращаются, а в свободную от грунта область, расположенную между стеновыми панелями и жесткими рамными конструкциями, помещают металлические оболочки, которые вместе со стеновыми панелями и рамными конструкциями раскрепляют поверху и заполняют совместно с пазухой сооружения крупнозернистым материалом, например камнем. Последняя, замыкающая сооружение, оболочка должна иметь максимальный размер, перекрывающий свободное пространство между стеновыми панелями. По мере удаления от этой наибольшей оболочки вглубь сооружения, размеры последующих 2-3 металлических оболочек в направлении стеновых панелей уменьшаются.
Предлагаемый способ строительства портового гидротехнического сооружения представлен на чертежах, где:
фиг. 1 - общий вид портового гидротехнического сооружения, поперечный разрез; фиг. 2 - общий вид портового гидротехнического сооружения, план; фиг. 3 - монтажные свайные эстакады, поперечный разрез; фиг. 4 - монтажные свайные эстакады, план; фиг. 5 - монтаж рамных конструкций, поперечный разрез; фиг. 6 - монтаж рамных конструкций, план; фиг. 7 - продольный разрез 1-1 ригеля рамной конструкции; фиг. 8 - монтаж стеновых панелей, поперечный разрез; фиг. 9 - монтаж стеновых панелей, продольный разрез 2-2; фиг. 10 - монтаж стеновых панелей, поперечный разрез 3-3 по стыку анкерных элементов стеновых панелей с направляющими устройствами замкового типа; фиг. 11 - схема первого этапа устройства обратной засыпки, поперечный разрез; фиг. 12 - схема первого этапа устройства обратной засыпки, продольный разрез 4-4.
Портовое гидротехническое сооружение состоит из двух взаимно заанкеренных стен, включающих жесткие рамные конструкции 1, стеновые панели 2, опирающиеся лицевой гранью на ригели 12 рамных конструкций, и обратную засыпку 3. Оголовок стены, расположенной с незащищенной от воздействия волн стороны сооружения, выполнен из пустотелых железобетонных блоков 4, раскрепленных подкосами 5 и заполненных цементным раствором 6. Со стороны закрытой от волн акватории оголовок 7 выполнен из монолитного железобетона. Поверх обратной засыпки 3 изготовлена монолитная бетонная плита 8.
Строительство портового гидротехнического сооружения начинается с устройства двух монтажных эстакад, включающих свайное основание 9 и высокий свайный ростверк 10, расположенный выше строительного уровня воды 11. На высокие свайные ростверки 10 монтажных эстакад с заданным шагом навешивают жесткие рамные конструкции 1, состоящие из ригелей 12 и жестко связанных с ними параллельных или не параллельных (наклонных друг к другу) связей 13. Расстояние между ростверками 10 монтажной эстакады закрепляется с помощью фиксаторов 21, которыми снабжены опорные элементы 22 ригелей 12. Стеновые панели 2 вставляют в пазы ригелей 12 и опускают их до упора в грунтовое основание 14. Стеновые панели 2 и ригели 12 жестких рамных конструкций 1 оснащают соответственно анкерами 15 и направляющими устройствами замкового типа 16, обеспечивающими проектное взаимное расположение ригелей 12 и размещаемых между ними стеновых панелей 2 в подводной зоне сооружения. Для удобства монтажа стеновых панелей 2 в верхней части ригелей 12 также размещают направляющие устройства 17. Обратную засыпку 3 сначала выполняют до высотных отметок, близких к отметке строительного уровня воды 11. После этого могут быть демонтированы монтажные эстакады, состоящие из свай 9 и ростверков 10.
При получении извещения о наступлении штормовых условий строительство портового гидротехнического сооружения приостанавливается, а строительный фронт сооружения укрепляется металлическими оболочками 18 различных в плане размеров, устанавливаемых в торце строящегося сооружения, между его рамными конструкциями. Сверху оболочки 18 раскрепляют между собой и между смонтированными стеновыми панелями 2 и ригелями 12 жестких рамных конструкций 1 (на чертеже не показано). Затем оболочки 18 и примыкающую к ним пазуху сооружения заполняют крупнозернистым материалом.
Продолжается строительство установкой на лицевую стену сборных пустотелых железобетонных блоков 4, раскреплением их подкосами 5 и заполнением блоков цементным раствором 6. Далее изготавливается монолитный оголовок 7, досыпается обратная засыпка 3 до проектных отметок и бетонируется плита 8. В зависимости от расчетной высоты волны дно акватории крепят камнем 19 или крупным щебнем 20.
В предложенном способе строительства портового гидротехнического сооружения объединение ригелей 12 с соединяющими их связями 13 в жесткую рамную конструкцию 1 геометрически не изменяемой формы, обеспечивает невозможность смещения низа стен от проектного положения при монтаже стеновых панелей 2. Сверху взаимное расположение ригелей 12 и стеновых панелей 2 контролируется за счет фиксации планового положения ригелей 12 на ростверках 10 и направляющими устройствами 17, расположенными в верхней части ригелей 12. Так как жесткие рамные конструкции подвешены на ростверках 10 и низ их может свободно перемещаться в продольном направлении монтируемой стены, то для фиксации и закрепления снизу проектного взаимного расположения стеновых панелей 2 и ригелей 12 предусмотрены специальные замковые соединения, состоящие из установленных на панелях анкеров 15 и установленных на ригелях направляющих устройств замкового типа 16. После монтажа стеновых панелей 2 обе взаимно заанкеренные стены представляют собой относительно жесткую в продольном и поперечном направлениях сборную конструкцию, установленную на грунтовое основание 15, что обеспечивает неизменяемость проектного взаимного расположения всех элементов сооружения при устройстве обратной засыпки 3 и гарантирует его надежность.