Причалы, возводимые способом "стена в грунте"

ПРИЧАЛЫ, ВОЗВОДИМЫЕ СПОСОБОМ "СТЕНА В ГРУНТЕ"

Обычно при сооружении морских и речных причальных набережных линию кордона причалов выносят от существующего уреза воды в сторону акватории на глубоководье. Строительно-монтажные работы выполняют в основном при помощи плавучих средств. При этом способе уменьшается объем дноуглубительных работ перед причалом.

В настоящее время при строительстве различных сооружений все шире применяют эффективный способ "стена в грунте". При этом способе при возведении причальных набережных можно отнести линию кордона от уреза в сторону берега. Кроме того, возможно возведение фундаментной части причалов как подземных сооружений на суше без обычных для морского гидротехнического строительства подводных работ, без применения дорогостоящих плавучих средств, работа которых зависит от погодных условий на акватории. При этом способе в конце строительства производят выемку грунта перед причалами со стороны акватории до проектной глубины.

Сущность способа "стена в грунте" заключается в сооружении подземных несущих стен различной конфигурации в плане путем разработки глубоких узких траншей с последующей укладкой в них бетонной смеси или сборных железобетонных конструкций при проведении всех операций в траншеях, заполненных глинистым раствором.

Глинистые растворы служат для обеспечения устойчивости грунтовых стенок траншей и удержания их от обрушения на период разработки грунта и возведения конструкций.

Глинистые суспензии создают гидростатическое давление со стороны траншеи, превышающее активное давление окружающего грунта и грунтовых вод, укрепляют поверхностный слой грунта на стенах траншей, проникая на некоторую глубину от поверхности в грунт, и образуют при этом малопроницаемую для воды корку-экран, благодаря которой уменьшается фильтрация воды в окружающий грунт и предотвращается обрушение стенок траншеи.

В качестве основного сырья для образования тиксотропных глинистых растворов используют бентонитовые глины, имеющие высокую обменную емкость, влагоемкость, набухание, дисперстность.

При отсутствии бентонитовых глин растворы можно приготовить из обычных глин, однако качество их значительно ниже.

Возведение заглубленных бетонных или железобетонных стен выполняют по следующей общей схеме: устройство форшахты и воротника направляющей траншеи; разработка траншеи; установка ограничителей между секциями стены; возведение в траншее под глинистой суспензией монолитной или сборной бетонной или железобетонной стены; устройство по арматурным выпускам из секций стены верхнего монолитного строения; поярусная разработка грунта перед стеной со стороны акватории с устройством (если требуется) анкерных тяг.

При установке монолитной бетонной или железобетонной стены бетонную смесь укладывают путем подводного бетонирования методом вертикально перемещающихся труб (ВПТ). Принципиальная схема последовательности устройства "стена в грунте" (рис.1) включает: устройство форшахты, рытье траншей, установку ограничителей и армокаркаса, бетонирование методом ВПТ.

Рис.1. Технологическая схема устройства "стена в грунте":

1 - бетон; 2 - армокаркас; 3 - ограничители; 4 - траншея; 5 - форшахта

При возведении несущих стен из сборных железобетонных элементов их устанавливают в траншею, заполненную глинистым раствором. При этом монтаже сборных элементов не требуется выделения из траншеи изолированных захваток. После монтажа конструкций глинистый раствор в траншее заменяют тампонажным цементным раствором, который заполняет стыки панелей, застенное пространство между стеной из панелей и грунтовыми стенами траншеи, передавая нагрузку на ограждение от массива грунта ненарушенной структуры.

При устройстве траншейных стен для глинистых растворов в европейской части РФ чаще всего применяют глинопорошки и бентонит. Учитывая большую потребность в этих материалах и высокую стоимость привозных бентонитовых глинопорошков, начали осваивать местные глины с их дополнительной обработкой. Рекомендуется применять раствор бентонитовых глин с плотностью 1040-1160 кг/м. Стоимость раствора из бентонитовых глин обычно составляет около 70% общей стоимости сооружения стенок.

Бентонитовый раствор закачивают насосом в разрабатываемую траншею, откуда он вместе с буровым шламом или с отсасываемым с помощью эрлифта или другого способа разработанным разрыхленным грунтом подается на вибросито. После очистки бентонитовый раствор используют повторно, а шлам направляют в отвал.

Практически способ "стена в грунте" применим почти для всех грунтов, за исключением крупнообломочных с пустотами между камнями, из-за которых нельзя создать глинистый экран. Не пригодны грунты плывунные и с крупными валунами, а также текучие илы.

Для способа "стена в грунте" применяются следующие основные методы заглубления конструкции. Свайные стенки устраивают бурением скважин и устройством свай в две очереди. Первую очередь выполняют при расстояниях между центрами свай менее двух их диаметров. Затем между сваями первой очереди устанавливают сваи второй очереди, секущие тело свай первой очереди. Траншейные стенки устраивают или из отдельных секций, или непрерывными. Стенки можно армировать в любом направлении. Организация работ по устройству траншей менее сложна по сравнению с возведением свайных стенок.

Способ работ и выбор оборудования для устройства траншейной стенки зависят от инженерно-геологических условий по трассе стенки, ее параметров и назначения. При сложных грунтовых условиях и большом заглублении стенки траншею разрабатывают при помощи ударного или вращательного бурения. В легких грунтах и при меньшем заглублении стенки применяют вращательное бурение, скреперную или грейферную выемку.

Для армирования стен используют сталь периодического профиля, так как сцепление бетона с арматурными стержнями снижается из-за смазки их поверхностей глинистым раствором. Арматуру вяжут в каркасы длиной, соответствующей глубине траншеи, и шириной по длине захватки.

Траншейные стенки обычно делят на отдельные секции - захватки шириной 3, 6 и 9 м. Для удобства перевозки на автомобилях арматурные каркасы делят на секции шириной по 3 м и длиной до 10 м, которые при необходимости сваривают на месте установки.

Для армирования несущих стен применяют только арматурные каркасы, ширина которых на 20-25 см меньше ширины траншеи. Для правильной установки каркасов в траншею служат специальные направляющие салазки из полосового железа, благодаря им обеспечивается необходимая толщина защитного слоя бетона.

Стыки между армокаркасами могут быть нерабочими (рис.2, а), когда в них не возникают растягивающие усилия, и рабочими (рис.2, б), испытывающими растягивающие напряжения в горизонтальной плоскости из-за приложения к ним изгибающих моментов.