БЕРЕГОУКРЕПИТЕЛЬНОЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СООРУЖЕНИЕ

Полезная модель относится к разновидностям гидротехнических сооружений, таких как волноломы, откосы, дамбы и пр., которые имеют высокую несущую способность и могут быть использованы, в частности, для защиты от ветровых волн и льда акватории порта и рейдовых причалов, подходов к каналам и шлюза порта, береговых участков моря.
В Политехническом словаре (3-е изд. - М.: Советская энциклопедия, 1989, стр.91) представлено несколько вариантов выполнения конструкции гидротехнического сооружения (волнолома), вертикальная стена контрфорсного типа которого сформирована из постели из каменной наброски, размещаемой на постели кладки из массивов или железобетонной оболочки-понтона, заполненной камнем и надстройки, устанавливаемой на кладке.
Известные варианты обладают достаточно простой конструкцией, но, вместе с тем, выполнение в одном из вариантов конструктивного выполнения несущего элемента вертикальной стенки гидротехнического сооружения составной, из двух частей, соединение которых представляет собой по существу основание консольной балки, воспринимающей максимальные нагрузки от воздействия внешнего воздействия (ветер, лед), создает предпосылки для разрушения указанного соединения, что в свою очередь, снижает надежность конструкции в целом.
Из этого же источника информации известно выполнение вертикальной стенки гидротехнического сооружения в виде свайных рядов, формируемых из несущих частей - свай с каменной засыпкой и надстройки, размещаемой на верхней торцовой поверхности сваи.
Недостатком такого конструктивного выполнения является наличие зазоров в каменной засыпке, свободное, без какой-либо фиксации элементов засыпки как друг относительно друга, так и относительно стенок сваи, что помимо воздействия волновой нагрузки, сопровождается появлением дополнительной вибрационной и ударной нагрузки, что также снижает надежность конструкции гидротехнического сооружения (волнолома). Кроме того, такого рода конструкции не обладают достаточным запасом прочности на изгиб, что имеет первостепенное значение при возведении берегоукрепительных гидротехнических конструкций и устройств с высокими прочностными характеристиками, способными воспринимать активное боковое статическое давление грунта и давление динамически изменяемой силовой (волновой, ледовой) нагрузки.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание конструкции берегоукрепительного гидротехнического сооружения, обладающей повышенными прочностными характеристиками, а также высокой несущей способностью готового изделия воспринимать активное статическое боковое давление грунта и давление динамически изменяемой силовой (волновой, ледовой) нагрузки.
Это же является и техническим результатом, для достижения которого предназначена заявленная полезная модель.
Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что заявленная полезная модель представляет собой защитную стенку, сформированную из ряда сопрягаемых между собой несущих частей, при этом, она дополнительно содержит подводный пологий грунтовый откос (например, в виде насыпи) с образованием опорной поверхности, подпирающей защитную стенку по всей ее длине, причем несущие части, формирующие защитную стенку, выполнены из шпунтовых свай, погруженных в грунт, а сам откос сформирован и укреплен каменной массой, вес которой предпочтительно составляет 0,05-1,0 т. или рассчитывается в соответствии с особенностями укрепляемого берега.
Общий вид предлагаемого берегоукрепительного гидротехнического сооружения представлен на фигуре 1.
Предлагаемое берегоукрепительное гидротехническое сооружение включает в себя защитную вертикально установленную стенку 1, сформированную из шпунтовых свай. Указанная стенка устанавливается перед дамбой 2 в качестве защитного сооружения от воздействия внешних нагрузок.
Предлагаемое берегоукрепительное гидротехническое сооружение включает в себя также подводный пологий откос 3 в виде насыпи, формируемой земснарядом при дноуглублении защищаемой акватории или образуемой искусственно в виде насыпи.
Наличие указанного откоса позволяет уменьшить глубину погружения шпунтовых свай, образующих защитную стенку 1, при этом уклон откоса начинается от линии, являющейся границей дноуглубления на проектной отметке дна.
Сам откос 3 образует опорную поверхность, подпирающую защитную стенку 1.
Взаимодействие опорной поверхности откоса и защитной стенки из шпунтовых свай позволяет существенно повысить прочностные и жесткостные свойства готового изделия.
Уклон откоса определяется расчетным путем исходя из характеристик естественного грунта и волнового режима акватории и составляет 1:2,5 - 1:1,5.
Сформированный откос 3 укреплен каменной массой 4, что повышает его прочностные характеристики, формирует расчетный уклон откоса (предпочтительно, 1:2) и защищает от размыва волнами.
Откос 3, укрепленный каменной массой, создает пассивное давление на защитную стенку 1 из шпунтовых свай, ограничивая отклонение ее верха при воздействии внешней нагрузки. В тоже время, устройство укрепленного откоса 3 позволяет уменьшить высоту шпунтовой стенки за счет уменьшения ее заглубления ниже проектной отметки дна, что дополнительно позволяет снизить материалоемкость готового изделия при сохранении надежности конструкции.
Пологий откос перед защищаемым гидротехническим сооружением выполняет функцию подводного волнолома т.е. снижает волновую нагрузку на сооружение.
Предлагаемая полезная модель, содержащая, в частности, защитную стенку из шпунтовых свай и подводный откос, позволяет:
- снизить объем дноуглубительных работ, материалоемкость и деформативность стенки;
- приблизить защитную стенку из шпунтовых свай к конструкции защищаемого сооружения, тем самым увеличить площадь акватории (при необходимости);
- использовать конструкцию стенки из шпунтовых свай для повышения несущей способности защищаемого сооружения, например, за счет укрепления упорного банкета защищаемого сооружения;
- снизить волновое воздействие на защищаемое гидротехническое сооружение.