КОМБИНИРОВАННАЯ СТЕНКА ИЗ ШПУНТОВЫХ СВАЙ

Полезная модель относится к разновидностям гидротехнических сооружений, таких как причалы, волноломы, откосы, дамбы, берегоукрепления, защитные гидротехнические сооружения в виде стен и пр., которые имеют высокую несущую способность, и может быть использована, в частности, для защиты от ветровых волн и льда акватории порта и рейдовых причалов, подходов к каналам и шлюза порта, береговых участков моря, при строительстве причалов в морских и речных портах, возведении подпорных стенок различного назначения (при возведении котлованов, для укрепления откосов и т.п.).
Известно из патента РФ №123421, класс E02B 3/06, опубликован 27.12.2012, устройство, относящееся к гидротехническому сооружению, представляющему собой вертикальную стенку контрфорсного типа, сформированную из ряда сопрягаемых между собой несущих частей с надстройкой, образующих свайный ряд, при этом несущая часть выполнена в виде стальной сваи, заполненной твердым компонентом в виде грунтоцементного ядра, причем размещаемая на свае надстройка выполнена в виде бетонного блока, армированного базальтовым волокном, при этом, грунтоцементное ядро дополнено армирующими компонентами в виде трубчатого элемента и базальтового волокна.
Данное техническое решение обладает повышенными прочностными характеристиками, а также высокой несущей способностью готового изделия воспринимать активное боковое и фронтальное давления динамически изменяемой силовой (волновой, ледовой) нагрузки. При этом, указанные высокие механические характеристики обеспечиваются высокой материалоемкостью и многоэлементностью, что делает как саму конструкцию, так и способ ее изготовления достаточно сложными и материалозатратными.
Упрощает подобного рода технические решения и технологию их изготовления применение в качестве несущих частей так называемых шпунтовых анкерных свай, посредством которых формируют готовые изделия в виде шпунтовых стен.
Так, например, такого рода стены, в соответствии с СТО-ГК «Трансстрой 010-2007» (Стандарт организации. Шпунт трубчатый сварной. Правила работ по строительству шпунтованных стен) формируются из трубчатых свай, образующих составные элементы формируемой шпунтовой стенки, при этом, указанные элементы соединяются между собой замком, обеспечивающим их жесткое соединение. Данная стенка обладает высокой несущей способностью благодаря жесткости трубчатых свай, но очень материалоемка, поскольку не позволяет увеличить межцентровое расстояние свай.
Недостатком известной стенки является также значительное отклонение верха свай на восприятие эксплуатационных нагрузок и давления грунта. Для уменьшения податливости стенки, при условии обеспечения высокой несущей способности ее сечения, приходится уменьшать межцентровое расстояние свай и, следовательно, увеличивать материалоемкость стенки.
Из технических условий ТУ 14-102-8-2003, введенных в действие с 15.01.2003 известна стенка из шпунтовых свай типа Л5-УМ, имеющих корытообразный профиль и изготовленных горячекатаным методом. Сваи соединяются между собой замковым соединением, которое может быть любой известной конструкции (из уголков, ГОСТ 85409-93, и двутавра, ГОСТ 26020-93)
Недостатком указанной известной стенки из шпунтовых свай, принятой в качестве наиболее близкого аналога, является ограниченный сортамент профилей (смотри таблицу 1) с несущей способностью по изгибающему моменту (400-900) кНм/м, что ограничивает их применение для незаанкеренных шпунтовых стен высотой более 10 м.
Технической задачей, для решения которой создана заявленная полезная модель, является создание технологичной конструкции стенки из шпунтовых свай, обладающей достаточной жесткостью, высокой несущей способностью и, в тоже время, относительно низкой материалоемкостью.
Техническим результатом, для получения которого предназначена заявленная полезная модель, является повышение жесткости и несущей способности комбинированной стенки из шпунтовых свай, при снижении ее материалоемкости.
Указанный технический результат достигается тем, что полезная модель формируется из шпунтовых свай различной конфигурации (корытообразного, Z-образного или иного заданного профиля), при этом, сваи связаны друг с другом жестким замковым соединением, причем сформированная стенка дополнительно снабжена трубчатыми анкерными сваями, размещаемыми с наружной или внутренней стороны стенки с определенным шагом.
На фиг.1 изображен фрагмент предлагаемой комбинированной стенки из шпунтовых и анкерных шпунтовых свай. Сформированная стенка состоит из жестко связанных между собой замковым соединением свай 1 корытообразного (или любого другого) профиля. Для усиления жесткости и несущей способности, сформированная стенка дополнительно снабжена трубчатыми анкерными сваями 2. Сваи 2 распределены вдоль стенки с определенным шагом Ь, величина которого выбирается в зависимости от требуемой несущей способности шпунтовой стенки или ее жесткости (отклонения верха).
Дополнительные трубчатые сваи 2 размещаются с наружной или внутренней стороны стенки, при этом, каждая свая соединяется с соответствующей сваей корытообразного (или другого) профиля жестким замковым соединением, выполненным из уголковых, тавровых, двутавровых или любых иных профилей. Длина замка, при этом может варьироваться в зависимости от требуемой жесткости и несущей способности сечения стенки. Увеличение длины замка приводит к увеличению жесткости стенки.
Предложенная шпунтовая стенка технологична как при изготовлении ее элементов (свай и замков), так и при возведении, обладает высокой несущей способностью и меньшей деформативностью при пониженной по сравнению с ближайшим аналогом материалоемкости (более, чем на 25 процентов) за счет рациональной компоновки конструктивных элементов шпунтовой стенки.