ШПУНТОВОЙ БОЛЬВЕРК

Полезная модель относится к портовому гидротехническому строительству и может применяться при возведении причальных сооружений и совершенствовании конструкции причальной стенки в виде шпунтового больверка.
Существующие конструкции больверков представляют собой лицевую шпунтовую стенку из фасонного шпунта, которая иногда анкеруется за специальную анкерную стенку из шпунта, свай или железобетонных плит. Также за лицевой стенкой устраивают экранирующую стенку, снижающую давление грунта на лицевую.
Лицевую шпунтовую стенку устраивают путем погружения шпунта в районе уреза воды с установкой вибропогружателей на сухопутные механизмы или на плавсредства. После погружения шпунта, устройства анкеровки и экранирования, а также бетонирования кордонной балки или специального шапочного устройства проводят дноуглубительные работы перед стенкой со стороны моря, доводя отметку дна перед причальной стенкой до проектной отметки.
Устройство причальных стенок из шпунта различных марок весьма распространено в различных грунтовых условиях в силу своей экономической эффективности.
Вместе с тем конструкция шпунтовой стенки имеет ряд недостатков. При забивке шпунта происходит нарушение замковых соединений, что приводит к вытеканию грунта из кордоной части причала с образованием провалов на причале и нарушению нормальной работы порта. Кроме того, шпунт подвержен коррозии и через 25-30 лет шпунтовая стенка перестает выполнять свои функции.
Известен шпунтовой больверк с лицевой стенкой из шпунта «ЛарссенV» с анкерными тягами, закрепленными за бетонную плиту (Никеров П.С., Яковлев П.И., Морские порты, М, Транспорт, 1987, С.172). Шпунт сопрягается с железобетонной надстройкой, к которой швартуются морские суда.
По наибольшему количеству сходных признаков в качестве прототипа выбран шпунтовой больверк, состоящий из лицевой шпунтовой стенки, анкерной стенки и анкерных тяг (Кульмач П.П., Филиппенок В.З., Заритовский Н.Г. Морские гидротехнические сооружения, ч. II, Причальные, шельфовые и берегоукрепительные сооружения. ЛВВИСКУ, 1991, С. 54).
Недостатками прототипа, как и аналога, являются:
- ограниченная несущая способность, не позволяющая устраивать глубоководные причалы;
- возможность образования провалов на причале в результате вытекания грунта из кордонной части через образовавшиеся при забивке шпунта щели;
- короткий срок эксплуатации из-за деградации стенки в результате коррозии металла.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение проектной глубины акватории, повышение несущей способности причальной стенки, повышение долговечности причального сооружения и снижение вероятности аварии шпунтовой стенки и причальных сооружений в прикордонной зоне.
Для достижения указанного технического результата в шпунтовом больверке, состоящем из лицевой шпунтовой стенки и анкерных тяг, параллельно лицевой шпунтовой стенке на расстоянии не менее одного метра до нее устроена вторая внутренняя шпунтовая стенка, грунт между двумя шпунтовыми рядами укреплен, а межшпунтовое пространство между укрепленным грунтом и дневной поверхностью заполнено ранее уложенным бетоном, для того чтобы при закреплении грунта его верхние слои не претерпевали выпора под давлением инъектируемого материала.
Кроме того, заявляемое решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частные случаи, а именно:
- при устройстве анкерного крепления анкерные тяги установлены до бетонирования межшпунтового пространства с креплением их за лицевую шпунтовую стенку со стороны моря выше нулевой отметки;
- верхние концы шпунтовых стенок помещены в шапочную железобетонную балку для повышения жесткости конструкции причала.
Отличительными признаками предлагаемой полезной модели являются устройство второй внутренней шпунтовой стенки параллельно лицевой стенке на расстоянии одного метра до нее, заполнение шпунтового пространства между шпунтовыми стенками и поверхностью грунта бетоном и укрепление грунта между двумя шпунтовыми рядами уложенным бетоном.
Благодаря инъектированию грунта между стенками повышается жесткость причальной конструкции, что позволяет строить глубоководные причалы, избегать нарушения нормальной эксплуатации причала в результате коррозии шпунта и/или его перехода в аварийное состояние при вытекании грунта из кордонной части в результате дефектов в лицевой шпунтовой стенке.
Образование бетонной пробки препятствует выпору верхней части грунта при проведении укрепительных работ в межшпунтовом пространстве. Армирование бетонной пробки повышает прочность стенки в зоне крепления анкерных тяг. Анкеровка лицевой шпунтовой стенки повышает несущую способность шпунтового больверка. При этом анкера крепят к лицевой стенке снаружи (со стороны моря) выше нулевой отметки и выше образовавшейся бетонной пробки.
Заявляемый шпунтовый больверк иллюстрируется чертежом, на котором показан общий вид шпунтового больверка (причальной стенки) в разрезе в рабочем состоянии.
Шпунтовый больверк состоит из лицевой шпунтовой стенки 1 и второй внутренней шпунтовой стенки 2, к лицевой шпунтовой стенке 1 прикреплена одним концом анкерная тяга 3, а другим концом она соединена с анкерной сваей 4. Сверху укрепленный грунт 5 в межшпунтовом пространстве прикрыт бетонной пробкой 6. Для укрепления верхней части параллельных шпунтовых рядов лицевая шпунтовая стенка 1 и внутренняя шпунтовая стенка 2 соединены сверху шапочной железобетонной балкой 7, на которой можно устанавливать швартовые тумбы. Позицией 8 обозначен природный рельеф берега, его нижние внешние участки 9 удаляются с помощью землечерпалок или гидрорефулеров. 10 - проектная отметка дна причала.
Осуществление устройства шпунтового больверка.
Сначала забивают лицевую шпунтовую стенку 1, затем параллельно ей на расстоянии не менее одного метра забивают вторую внутреннюю шпунтовую стенку 2. Межшпунтовое пространство в верхней части между стенками 1 и 2 и поверхностью природного рельефа берега 8 заливают бетоном. После твердения этого бетона через образовавшуюся бетонную пробку 6 проводят инъектирование грунта, например, способом jet-grounting, до нижних концов лицевой и внутренней шпунтовых стенок 1 и 2 с образованием укрепленного грунта 5. Затем выбирают грунт нижнего внешнего участка 9 со стороны моря до проектной отметки дна причала 10. После этого в укрепленном грунте 5 устраивают анкерную сваю 4 и устанавливают анкера, которые крепят снаружи со стороны моря к лицевой шпунтовой стенке 1 (на фиг. 1 они не показаны) выше нулевой отметки. Обе шпунтовые стенки 1 и 2 сверху объединяют шапочной железобетонной балкой 7, на которой располагают швартовые тумбы.
Реализация заявляемой полезной модели возможна при строительстве причалов в морских портах, например, при расширении порта Усть-Луга, портов Козьмино и Посьет на Тихом океане, причалов порта Бронка в Санкт-Петербурге и др.