СПОСОБ РЕКОНСТРУКЦИИ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ

СПОСОБ РЕКОНСТРУКЦИИ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ


RU (11) 2259441 (13) C1

(51) 7 E02B1/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2005.08.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2003136435/03 
(22) Дата подачи заявки: 2003.12.08 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.12.08 
(45) Опубликовано: 2005.08.27 
(56) Аналоги изобретения: SU 1331941 A1, 23.08.1987.

RU 2176006 C2, 20.11.2001. 

SU 1428796 A1, 07.10.1988.

US 4480945 A, 06.10.1984. 

SU 1092234 A, 15.05.1984.

SU 1301904 A1, 07.04.1987. 
(72) Имя изобретателя: Алексеев И.О. (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ГТ ИНСПЕКТ" (RU) 
(98) Адрес для переписки: 191186, Санкт-Петербург, а/я 230, "АРС-ПАТЕНТ", пат.пов. М.В.Хмаре, рег. № 771 

(54) СПОСОБ РЕКОНСТРУКЦИИ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способам реконструкции действующих причальных сооружений путем увеличения расчетной глубины у кордона. Способ включает забивку до уровня донного грунта короткой оторочки в виде придонного свайного шпунтового ряда перед шпунтовой стенкой на расстоянии от нее со снятием слоя грунта перед нею и заполнение образовавшейся пазухи между шпунтовой стенкой и оторочкой бетоном. Перед забивкой короткой оторочки и последующим заполнением бетоном образующейся пазухи между шпунтовой стенкой и оторочкой осуществляют закрепление шпунтовой стенки на уровне проектного размещения верхней части оторочки наклонными грунтовыми анкерами через распределительные пояса. Установка наклонных грунтовых анкеров может осуществляться при помощи буровой эстакады, устанавливаемой перед реконструируемым сооружением. При реализации способа снижаются трудоемкость и сроки проведения работ, повышается общая устойчивость реконструируемого причального сооружения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к портовому гидротехническому строительству, а именно к способам реконструкции действующих причальных сооружений путем увеличения расчетной глубины у кордона.
Известен способ реконструкции причального сооружения, содержащего заанкеренную стенку из металлического шпунта с шапочным брусом, путем погружения в грунт металлических шпунтовых свай, включающий разрушение шапочного бруса, наращивание отрезками шпунтовых свай незаанкеренных шпунтин существующей причальной стенки, последующее погружение указанных шпунтин ниже отметок причальной стенки и восстановление шапочного бруса (Авторское свидетельство СССР №1317058, Е 02 В 3/06, Опубл. 15.06.87. Бюл. №22).
Недостатком данного способа является то, что, во-первых, его осуществление связано со значительными объемами строительных работ, вызванными необходимостью разрушения существующего шапочного бруса причального сооружения, а затем его восстановления после наращивания незаанкеренных шпунтин существующей причальной стенки отрезками шпунтовых свай и их погружения в грунт. Все это приводит к значительным трудозатратам и к продолжительным срокам проведения таких работ. Во-вторых, при таком способе реконструкции причального сооружения в случае дноуглубления нарушаются грунтозащитные свойства причальной стенки, поскольку заанкеренные шпунтины существующей причальной стенки имеют значительно меньшую длину по сравнению с незаанкеренными шпунтинами, наращенными отрезками шпунтовых свай и погруженными в грунт ниже отметок существующей причальной стенки. В результате чего при увеличении глубин у причала в местах расположения заанкеренных шпунтин существующей причальной стенки возможен вынос грунта обратной засыпки, что в свою очередь может привести к просадке территории причального сооружения.
Следует также отметить, что при таком способе реконструкции при увеличении глубин у причала увеличивается свободная длина причальной стенки над уровнем дна, в результате чего возрастает вероятность прогиба (деформации) причальной стенки в ее пролете из-за распорного давления на нее грунта обратной засыпки. При погружении в грунт наращенных отрезками шпунтовых свай незаанкеренных шпунтин существующей причальной стенки ниже ее отметок закрепление в грунтовом массиве ее нижней части при дноуглублении фактически обеспечивается только указанными незаанкеренными шпунтинами. При этом закрепление ее верхней части осуществляется посредством анкеров. В этом случае пролет причальной стенки остается незакрепленным, что и может привести к прогибу (деформации) причальной стенки в результате воздействия изгибающего момента, возникающего в результате распорного давления на нее грунта обратной засыпки.
Наиболее близким к заявленному является способ дноуглубления у шпунтовых стенок причалов, включающий забивку короткой оторочки в виде придонного свайного шпунтового ряда перед шпунтовой стенкой со снятием слоя грунта перед нею, в котором короткую оторочку погружают до уровня донного грунта на расстоянии от шпунтовой стенки 0,5-1,0 м, а образовавшуюся пазуху между ними заполняют бетоном, причем до заполнения пазухи бетоном между стенкой и оторочкой создают распор (Авторское свидетельство СССР №1331941, Е 02 В 1/00, Опубл. 23.08.87. Бюл. №31).
Недостатком данного способа является то, что, во-первых, при таком способе дноуглубления у шпунтовых стенок причалов при увеличении глубин увеличивается свободная длина причальной стенки (шпунтовая стенка и короткая оторочка) над уровнем дна, возрастают напряжения в причальной стенке, конструкция оказывается в перенапряженном состоянии, в результате чего возрастает вероятность прогиба (деформации) причальной стенки в ее пролете из-за распорного давления на нее грунта обратной засыпки. Заполнение бетоном образовавшейся пазухи между шпунтовой стенкой и короткой оторочкой и создание между ними распора до заполнения указанной пазухи бетоном не обеспечивает компенсацию возникших в причальной стенке напряжений при снятии грунта перед ней. В этом случае пролет причальной стенки в месте контакта (стыковки) шпунтовой стенки и короткой оторочки остается незакрепленным, что и может привести к прогибу (деформации) причальной стенки в результате воздействия изгибающего момента, возникающего в результате распорного давления на нее грунта обратной засыпки. Кроме того, это может привести к нарушению грунтонепроницаемости причальной стенки, поскольку при прогибе (деформации) причальной стенки возможно образование зазоров и трещин в заполненной бетоном пазухе между оторочкой и шпунтовой стенкой, она может оказаться проницаемой для грунтовых частиц, а это может стать причиной вымывания грунта обратной засыпки причала, что в свою очередь может привести к просадке территории причала. Деформация причальной стенки и нарушение ее грунтонепроницаемости снижает общую устойчивость причала при проведении дноуглубления. Во-вторых, создание распора между шпунтовой стенкой и короткой оторочкой связано со значительными объемами подводно-технических работ и с продолжительными сроками проведения таких работ.
В основу изобретения положена задача создания способа реконструкции действующих причальных сооружений путем дноуглубления с использованием коротких оторочек, осуществляемого при минимальных объемах подводно-технических работ и обеспечивающего снижение величины изгибающего момента, действующего в пролете их причальных стенок, что позволит повысить или восстановить общую устойчивость действующих причальных сооружений при увеличении глубин у кордона и снизить трудоемкость и сроки проведения работ по реконструкции причальных сооружений.
Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в способе реконструкции причальных сооружений, содержащих стенку из металлического шпунта, включающем забивку до уровня донного грунта короткой оторочки в виде придонного свайного шпунтового ряда перед шпунтовой стенкой на расстоянии от нее со снятием слоя грунта перед нею и заполнение образовавшейся пазуху между шпунтовой стенкой и оторочкой бетоном, перед забивкой короткой оторочки и последующим заполнением бетоном образующейся пазухи между шпунтовой стенкой и оторочкой осуществляют закрепление шпунтовой стенки на уровне проектного размещения верхней части оторочки наклонными грунтовыми анкерами через распределительные пояса.
Установка наклонных грунтовых анкеров может осуществляться при помощи буровой эстакады, устанавливаемой перед существующим реконструируемым сооружением.
Закрепление шпунтовой стенки на уровне проектного размещения верхней части оторочки наклонными грунтовыми анкерами через распределительные пояса перед забивкой короткой оторочки и последующим заполнением бетоном образующейся пазухи между шпунтовой стенкой и оторочкой обеспечивает снижение величины изгибающего момента, действующего в пролете причальной стенки, при увеличении глубин, что позволяет повысить или восстановить общую устойчивость действующих причальных сооружений при увеличении глубин у кордона.
Снижение величины изгибающего момента, действующего в пролете причальной стенки (шпунтовой стенки и оторочки), обеспечивается благодаря тому, что при закреплении шпунтовой стенки на уровне проектного размещения верхней части оторочки наклонными грунтовыми анкерами через распределительные пояса перед забивкой короткой оторочки и последующим заполнением бетоном образующейся пазухи между шпунтовой стенкой и оторочкой исключается возможность поворота и перемещения нижней части шпунтовой стенки в зоне размещения верхней части оторочки и заполненной бетоном образовавшейся пазухи между оторочкой и шпунтовой стенкой. Благодаря этому исключается вероятность возникновения дополнительных напряжений в узле стыковки существующей шпунтовой стенки реконструируемого причального сооружения и забиваемой короткой оторочки и обеспечивается сохранение целостности этого узла после осуществления дноуглубления. При этом исключается образование зазоров и трещин в заполненной бетоном пазухе между оторочкой и шпунтовой стенкой, что делает узел стыковки шпунтовой стенки и оторочки также непроницаемым для грунтовых частиц обратной засыпки причала, обеспечивая тем самым грунтозащитные свойства (грунтонепроницаемость) лицевой стенки причального сооружения. Таким образом, благодаря обеспечению целостности узла стыковки шпунтовой стенки и оторочки и обеспечению грунтонепроницаемости лицевой стенки причального сооружения повышается или восстанавливается общая устойчивость действующих причальных сооружений при проведении дноуглубления.
При этом использование грунтовых анкеров позволяет производить закрепление шпунтовой стенки при минимальных объемах подводно-технических работ и без разрушения существующих конструкций причального сооружения, а это способствует снижению трудоемкости и сроков проведения монтажных работ по реконструкции причальных сооружений.
Использование буровой эстакады, устанавливаемой перед существующим реконструируемым сооружением, для установки наклонных грунтовых анкеров позволяет производить монтажные работы со стороны акватории. Производство монтажных работ с использованием буровой эстакады наряду с использованием грунтовых анкеров для закрепления шпунтовой стенки позволяет обойтись без разрушения существующих конструкций причального сооружения. Это позволяет осуществлять эксплуатацию верхнего строения причального сооружения во время проведения монтажных работ.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показано причальное сооружение после снятия слоя грунта, поперечный разрез.
Способ реконструкции причальных сооружений осуществляется следующим образом.
При реконструкции причального сооружения 1, представляющего собой, например, заанкеренный больверк с существующей стенкой 2, выполненной из металлического шпунта, путем увеличения глубины у кордона перед снятием слоя грунта производят закрепление стенки 2 наклонными грунтовыми анкерами 3 через распределительные пояса 4, после чего производят забивку до уровня донного грунта короткой оторочки 5 в виде придонного свайного шпунтового ряда перед стенкой 2 на расстоянии от нее. Закрепление стенки 2 наклонными грунтовыми анкерами 3 через распределительные пояса 4 осуществляется на уровне проектного размещения верхней части оторочки 5. Для устройства оторочки 5 используется шпунт из высокопрочной стали с легирующими добавками меди, что обеспечивает долговечность и надежность такой оторочки. Образовавшуюся пазуху между стенкой 2 и оторочкой 5 заполняют бетоном 6. Работы по погружению оторочки 5 выполняются с применением плавкрана. Погружение оторочки 5 в грунт производится до заданной проектной отметки.
Установку наклонных грунтовых анкеров 3 осуществляют при помощи буровой эстакады (не показана), устанавливаемой перед существующим реконструируемым причальным сооружением 1.
Работы по установке грунтовых анкеров 4 выполняются в следующем порядке:
- установка понтонов-проставок с раскреплением к конструкциям причального сооружения 1;
- погружение трех труб плавкраном в качестве опорных колонн буровой эстакады;
- монтаж буровой эстакады на основе двух балок мостов плавкраном;
- монтаж оснастки и бурового оборудования на эстакаде;
- монтаж направляющих труб водолазами;
- установка грунтовых анкеров 3 с одновременным нагнетанием цементного раствора;
- передвижение бурового оборудования к месту установки следующего грунтового анкера 3; 
- демонтаж одной из балок мостов на причальное сооружение, извлечение освободившейся трубы опорной колонны;
- погружение опорной колонны для установки балки на следующем участке;
- перестановка балки моста на следующий участок;
- монтаж балок распределительного пояса 4 водолазами;
- фиксация грунтовых анкеров 3;
- испытание грунтовых анкеров 3 путем принудительного натяжения.
После закрепления стенки 2 наклонными грунтовыми анкерами 3 через распределительные пояса 4, забивки короткой оторочки 5 и заполнения образовавшейся пазухи между стенкой 2 и оторочкой 5 бетоном 6 приступают к дноуглублению. 



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ реконструкции причальных сооружений, содержащих стенку из металлического шпунта, включающий забивку до уровня донного грунта короткой оторочки в виде придонного свайного шпунтового ряда перед шпунтовой стенкой на расстоянии от нее со снятием слоя грунта перед нею и заполнение образовавшейся пазухи между шпунтовой стенкой и оторочкой бетоном, отличающийся тем, что перед забивкой короткой оторочки и последующим заполнением бетоном образующейся пазухи между шпунтовой стенкой и оторочкой осуществляют закрепление шпунтовой стенки на уровне проектного размещения верхней части оторочки наклонными грунтовыми анкерами через распределительные пояса.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что установку наклонных грунтовых анкеров осуществляют при помощи буровой эстакады, устанавливаемой перед существующим реконструируемым сооружением.