Строительство оградительных сооружений

    
СТРОИТЕЛЬСТВО ОГРАДИТЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ

     

Назначение и классификация сооружений

Оградительные сооружения возводят для того, чтобы образовать защищенную от волнения акваторию, где можно беспрепятственно выполнять грузовые или пассажирские операции, бункеровку и ремонт судов, здесь же суда могут безопасно переждать шторм. Таким образом, оградительные сооружения обеспечивают безопасность захода, маневрирования и стоянки судов в порту.

При создании искусственно защищенных гаваней и рейдов оградительные сооружения являются наиболее важными, материалоемкими и дорогостоящими конструкциями. При развитии существующих портов, акватории которых находятся в естественных укрытиях - бухтах, заливах, лиманах, устьях рек, - оградительные сооружения служат для создания аванпортов.

Оградительные сооружения - одни из немногих видов сооружений, требующих полного соответствия конструкций способу производства строительных работ при их возведении. Весьма часто способ производства работ является решающим фактором при выборе конструкции сооружения. Эта зависимость особенно четко прослеживается в настоящее время, поскольку в области строительства оградительных сооружений произошли существенные изменения, выразившиеся в резком увеличении глубин у сооружений, что вызвано ростом размерений судов.

Оградительные сооружения подразделяют на внешние и внутренние. Первые предназначаются в основном для защиты акватории порта от проникновения на нее со стороны моря волн, течений, наносов, движущегося льда, а иногда - для защиты подходных каналов от заносов. Вторые возводят на акватории порта, отделяя одну ее часть от другой: они препятствуют образованию волн на самой акватории и ограждают от волн бассейны специального назначения, например нефтяные гавани.

Важнейшие оградительные сооружения делят на следующие виды:

молы - сооружения, примыкающие под прямым или иным углом к берегу или искусственно созданной территории порта. Строительство корня мола обычно ведется с берега пионерным способом. Таким же способом он может быть возведен полностью. Обычно головную часть мола сооружают с воды;

волноломы - сооружения островного характера, не соединенные с берегом. Их строительство ведут с воды;

оградительные дамбы - сооружения, защищающие акватории портов от течений, наносов, льда или от одного из этих природных факторов;

дамбы обвалования - сооружения, применяющиеся для защиты территорий от затоплений, а также подходных каналов от заносимое™. Дамбы защищают находящиеся в канале суда от волн. Обычно дамбы выполняют в виде сооружений откосного профиля из местных грунтов с защитным покрытием. С этой точки зрения все оградительные сооружения на водохранилищах, озерах, реках, по существу, являются дамбами;

струенаправляющие дамбы - сооружения, направляющие течения (в устьях рек, в приливных и лагунных портах).

Молы и волноломы возводят выше горизонта самых высоких вод.

Виды сооружений

К основным видам оградительных сооружений, различающимся по конструктивным признакам, относят сооружения вертикального, откосного, смешанного типов (рис.1), а также облегченной конструкции.

Оградительные сооружения вертикального типа (рис.1, а) применяют на сравнительно больших глубинах как наиболее экономичные для данных условий. Весьма часто их возводят с учетом использования со стороны ограждаемой акватории в качестве причальных сооружений, что требует их уширения и оснащения необходимым оборудованием.

     
Рис.1. Типы оградительных сооружений:

а - вертикальный; б - откосный; в - смешанный

Чувствительные к осадкам вертикальные стенки устанавливают на постелях с плотными или средней плотности грунтами в основании. При увеличении глубины значительно возрастает давление сооружения на грунт, в результате этого стенки высотой более 10-12 м строят лишь на прочных основаниях, поэтому для устройства оградительных сооружений с вертикальными стенками приемлемы грунты: скальный, твердая глина, плотный песок, гравий. Если грунт слабый: мягкая глина, ил, рыхлый песок, его изымают и заменяют плотным песком или камнем. Имеются примеры успешного строительства оградительных сооружений в виде вертикальной стенки на слабых илах при устройстве в грунте песчаных участков (дрен).

Высоту возводимого вертикального сооружения и прочность каменной постели учитывают при использовании его верхней части под транспортные коммуникации при пионерном способе строительства. При неправильном выборе высоты сооружения верхняя часть с расположенными на ней элементами стройплощадки может находиться под угрозой разрушения и смыва водой при морском волнении.

Следует учитывать возможность использования внутренней стороны оградительного сооружения для причаливания и отстоя флота строителей даже в том случае, если это не предусматривается проектом для судов эксплуатируемого флота. Отметим, что возведение стенок на большой глубине традиционными способами значительно усложняет ведение работ.

Оградительные сооружения вертикального типа делят на гравитационные и свайные. Их возводят из заготовленных на берегу бетонных массивов различной массы и конфигурации, железобетонных массивов-гигантов, железобетонных оболочек, деревянных ряжей, свай, погруженных в двухрядные и ячеистые конструкции.

Для уменьшения волнового давления при отражении волн от оградительных сооружений вертикального типа и соответственно толчеи на прилегающей акватории применяют сооружения с пониженным коэффициентом отражения и частично проницаемые волноломы.

Оградительные сооружения откосного типа (рис.1, б) возводят из различного вида набросок: каменной, массивовой, в том числе из фасонных массивов. Каменные наброски выполняют из несортированного и сортированного камня. Откосные сооружения широко применяют из-за сравнительной несложности выполнения работ при их воздействии и малой чувствительности к неравномерной осадке. Строительство подобных сооружений, требующих большого количества камня и бетона, становится оправданным при наличии местных запасов недорогого камня и инертных составляющих для бетона.

Рекомендуется возводить оградительные сооружения откосного типа на глубине не более 12-15 м, ибо при большей глубине вследствие увеличения объема наброски строительство сооружения становится неэкономичным (по сравнению с вертикальными стенками). Однако есть примеры возведения откосных сооружений на глубинах до 50 м.

Корневые участки молов, на которых, как правило, глубины небольшие и где образуется прибойная волна, развивающаяся еще до подхода к сооружению, выполняют откосного типа. Откосные сооружения оправдывают себя при возведении на мягких сжимаемых грунтах, неприемлемых для строительства вертикальных стенок, дающих большую осадку при увеличении нагрузки. Сооружения откосного типа можно воздвигать при любом профиле дна. Перед сооружениями откосного типа донные скорости воды примерно в два раза меньше, чем перед сооружениями вертикального типа; кроме того, они менее чувствительны к действию волн, у них меньше размывает бермы.