ПОРТОВЫЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ

Классификация портовых причальных сооружений.

Причальными называются сооружения, служащие для швартовки судов при грузовых опера­циях, снабжении, отстое и т. д., а также для швартовки служебно-вспомогательного и технического флота.

Существуют различные признаки, по которым классифицируются причальные сооружения.

Расположение в плане.

Набережными называются сооружения, устроенные вдоль береговой полосы. Если сопряжение берега с акваторией осуществлено в виде сплошной стенки, то подобные сооружения называются набережными-стенками.

Часто встречаются и сооружения сквозной конструкции (с опорами из свай или колонн), подобные причальные сооружения называются набережными-эстакадами.

Для приема судов с большой осадкой впереди набережных стенок иногда устраивают сквозные сооружения, получившие название ото­рочек. Оторочка верхним строением примыкает к набережным или со­единяется с ними эстакадами.

Пирсы - сооружения, выступающие в акваторию и имеющие дву­сторонний доступ. Широкие пирсы, так же как и набережные, могут быть выполнены либо в виде сплошных стенок с обеих сторон, либо в виде сквозной конструкции. Узкие пирсы обычно имеют форму эста­кад.

Плавучие причалы применяются при значительных колебаниях уров­ня моря и при отсутствии достаточных глубин для доступа судов к ста­ционарным причалам в порту.

Рейдовые причалы устраиваются на открытых и закрытых рейдах, и благодаря значительным глубинам к ним могут швартоваться круп­нотоннажные суда.

Конструктивные признаки. Несмотря на разнооб­разие конструкций причальных сооружений, имеются, однако, общие признаки, в известной мере объединяющие их.

Гравитационные причальные сооружения (рис. 20 а) отличаются массивностью. Их устойчивость сдвигу от боковых нагрузок (давление грунта) и от натяжения швартовов судна обеспечивается силой трения. Устойчивость на опрокидывание вокруг ребра обеспечи­вается весом сооружения. Кроме того, благодаря значительной ши­рине напряжение на постель снижается, чем обеспечивается проч­ность основания.

Сквозные сооружения (рис. 20 б) устраиваются на отдельных опо­рах (на сваях, колоннах и т. д.). В экономическом отношении они ста­новятся выгодными с увеличением глубин, особенно при слабых грунтах основания, когда применение гравитационных сооружений удорожает строительство. Их масса при прочих равных условиях значительно мень­ше, чем гравитационных. Устойчивость подобных сооружений обеспе­чивается сопротивлением грунта. Так, сдвигу под действием силы препятствуют силы бокового сопротивления грунта, а несущая спо­собность обеспечивается силами трения по боковой поверхности опор.

Сплошные тонкостенные конструкции (больверки) имеют, так же как и гравитационные, сплошную лицевую грань (рис.20 б). Однако из-за сравнительно небольшой массы их устойчивость на сдвиг и опро­кидывание при действии силы обеспечивается сопротивлением грун­та.

Комбинированные причальные сооружения (рис. 20 г, д, е) со­четают в себе свойства как гравитационных, так и сквозных, и тонких стенок. При больших диаметрах опор (например, в виде железобетонных оболочек-колодцев) устойчивость их сдвигу обеспечи­вается совместным действием силы трения и отпора. Соответст­венно, для набережных с передним и задним шпунтом появляются до­полнительные силы сопротивления и др.

Специализация причалов.

Была рассмотрена клас­сификация причальных сооружений по расположению в плане и по кон­структивным признакам. Однако для эксплуатационной деятельности портов существенное значение имеет специализация причалов.

В зависимости от рода груза, направления грузопотока, размера судов и других факторов Нормами технологического проектирования морских портов (НТПМП) предусмотрена специализация (классифика­ция) причалов по грузовым районам:

Причалы для штучных грузов, металлоизделий и оборудования;

Причалы для навалочных грузов;

Причалы для зерновых грузов;

Причалы для лесных грузов;

Причалы для наливных грузов и др.

Только при сравнительно малом грузообороте допускается совмест­ная переработка грузов разного рода, если это не противоречит сани­тарным и противопожарным требованиям и условиям сохранности гру­зов.

Специализация причалов по родам грузов имеет первостепенное значение не только для эксплуатации, но и для проектирования самих причалов. Родом грузов и другими перечисленными факторами во мно­гом предопределяются действующие на причальные сооружения нагрузки от складируемых грузов, судов, перегрузочного и складского обору­дования.

Учитывая конструктивные особенности причалов для обслужива­ния нефтетанкеров, рудовозов и других подобных судов, эти причалы иногда выделяют в группу специализированных, они обычно представ­ляют собой узкие пирсы или рейдовые причалы.

Рис. 20 Основные типы причальных сооружений

а) гравитационный б) на свайном основании в) тонкая стенка г,д,е) смешанная конструкция

Типы гравитационных сооружений.

Гравитационные причальные соо­ружения возводят из монолитного бетона, бетонных массивов, ряжей, массивов-гигантов, уголковых стенок, оболочек большого диаметра. Они могут быть выполнены в виде сооружений на отдельных массив­ных опорах.

В наших портах, построенных в прошлом столетии и в начале века, причальные сооружения возводили в основном в виде стенки из массивовой кладки. Эти стенки являются типичными примерами сборной гравитационной конструкции, способной воспринимать значительные вертикальные и горизонтальные нагрузки

Рис. 21 Набережная из бетонных массивов Рис.22 Набережная из бетонных массивов облегченного профиля

На рис. 21 изобра­жена причальная стенка из правильной массивовой кладки трапецеи­дального профиля. Она выполнена из пяти рядов (курсов) бетонных массивов массой 30-50 т каждый. Основанием стенок из массивовой клад­ки является каменная постель, выравниваемая водолазами. С тыло­вой стороны стенки для уменьшения горизонтального давления засы­пают каменную призму с фильтром из гравия для предотвращения вымывания песчаной засыпки через швы массивовой кладки.

Рис. 23 Набережная из ряжей Основным недостатком причалов подобной конструкции является их значительная ширина понизу (70-80% высоты), что приводит к удорожанию строительства.

Рациональная конструкция причальных сооружений из правильной массивовой кладки облегченного профиля была со­здана в СССР. Благодаря ступенчатой форме достигается более равно­мерное распределение напряжений у основания при обеспеченной ус­тойчивости сооружения в целом (рис. 22). Для предотвращения размыва песка через поры каменной призмы и вертикальные швы между массивами предусмотрена защита откоса щебеночной засыпкой, называемой обратным фильтром. Существенным преимуществом кон­струкции из массивовой кладки является ее полная сборность. Масси­вы и верхнюю надстройку в виде уголка доставляют на место установ­ки и укладывают при помощи плавкрана. Кроме указанных основных монтажных работ, на месте приходился выполнять только некоторые подготовительные работы (ровнение постели) и работу по оборудова­нию причала (навеска отбойных приспособлений и пр.). Установлено, что по сравнению со старыми эта конструкция позволяет сократить объем бетона на 1 пог. м на 25%. Причальные стенки из массивовой кладки рационального профиля применяют и за рубежом.

Иногда для экономии бетона массивы изготовляют пустотелыми при этом форма стенки может быть несколько изменена.

Причальные сооружения ряжевой конст­рукции (рис. 23) строили у нас главным образом в портах Севера и Балтики в XIX и первой половине XX вв. Применение ряжа в виде деревянного сруба из бревен оп­равдывается при наличии местных запасов леса. Дерево под водой при отсутствии древоточцев сохраняется долго. В зоне же переменного горизонта устраивают бетонную надстройку. Для экономии древесины иногда внутренние стенки ряжа делают сквозной рубки, т. е. рубят их через бревно.

Массивы-гиганты для набережных из массивов-гигантов (рис. 24) изготовляют в виде тонкостенных железобетонных плавучих ящиков, которые буксируют на место, затап­ливают и затем заполняют песком или камнем. Массивы-гиганты могут быть симметричного или несиммет­ричного профиля.

Стенки набережной, показанной на рис. 24 б, имеют несиммет­ричный профиль из-за выступа ты­ловой части плиты днища. Эта кон­соль усилена железобетонными реб­рами жесткости и способствует бо­лее равномерному распределению напряжений под стенкой. Кроме то­го, за счет массы дополнительного столба грунта над выступом увеличи­вается устойчивость стенки на сдвиг и опрокидывание.

Стремление уменьшить объем бетона и железобетона при сборном строи­тельстве, привело к созданию причальных сооружений в виде сборных уголковых стен(рис. 25). В настоящее время разработаны три типа таких кон­струкций: с внешней анкеровкой, с анкеровкой за фундаментную пли­ту и в виде уголков с контрфорсами.

На рис. 25а показан поперечный разрез глубоководной набереж­ной сборной уголковой конструкции с внешней анкеровкой. На за­ранее выровненную водолазами каменную постель плавкраном устанав­ливают фундаментные плиты. Затем собирают лицевые плиты, а также тыловые анкерные плиты, закрепляющие лицевые при помощи анкер­ных тяг. С лицевой стороны причала подвешивают отбойное устройст­виз резиновых труб для амортизации ударных усилий, возникающих при подходе судов к причалу. Рис. 27 Деревянная незаанкерованная шпунтовая стенка 1-шапочный брус, 2-парные схватки По длине (в плане) фундаментных и лицевых плит образуются вер­тикальные и горизонтальные швы, создающие опасность размыва пес­чаной засыпки. Для устранения этого крайне нежелательного при нор­мальной эксплуатации причала явления швы под водой заклеивают специальной пластмассой - гидрорерином. Существуют также другие способы уплотнения швов. Кроме того, для предотвращения размыва с тыловой и лицевой сторон фундаментных плит предусмотрен щебе­ночный контрфильтр. По окончании сборки засыпают песок до проект­ной отметки.

Преимуществом этой конструкции является то, что благодаря за­креплению лицевой стенки к тыловой опоре напряжение под фунда­ментной плитой распределяется почти равномерно, недостаток - сравнительно сложная технология монтажа при креплении анкер­ных тяг.

Уголковые стенки с внутренней анкеровкой (рис. 25 б) отличаются от стенок с внешней анкеровкой тем, что в дан­ном случае анкерные тяги крепят непосредственно к фундаментным плитам. Благодаря этому сокращаются длины анкерных тяг и отпадает необходимость в тыловых опорных плитах.

Рис. 26 Набережные из оболочек большого диаметра

Расчеты показывают, что в ряде случаев описываемая конструкция обходится на 10 - 12% дешевле, чем уголковые стенки с внешней анкеровкой, однако сооружения этого типа требуют несколько лучших грунтов основания.

Недостатком причальных сооружений с внешней и с внутренней анкеровкой является довольно сложная технология подводного мон­тажа анкерных тяг. Этот недостаток в существенной мере устраняется применением контрфорсных стенок (рис. 25 в), состоящих из трех сборных элементов: лицевой и фундаментной плит и контрфорсной плиты, позволяющей создавать жесткий уголок. Указанные сборные элементы соединяют на строительной площадке с последующей уста­новкой готовой конструкции при помощи плавкрана на выровненную водолазами каменную постель. Данная конструкция значительно ус­коряет строительство и снижает его стоимость.

Все три вида уголковых стен относятся к гравитационным конструк­циям, у которых, в отличие от массивовых стенок, силы, придающие сооружению устойчивость, образуются в основном за счет пригрузки грунтовым столбом фундаментной плиты. Ведутся работы по дальней­шему совершенствованию уголковых стенок (двойная анкеровка и пр.).

К гравитационным сооружениям или сооружениям смешанного типа относятся и набережные из оболочек большого диаметра.

На рис. 26 показана набережная из оболочек колодцев диаметром 5,5 м при толщине стенки 0,15 м, возведенная в одном из наших портов. Оболочки массой 76 т при помощи плавучего крана устанавливают вплотную друг к другу. Щели между ними заделывают подводным бето­ном. Подобные конструкции применяют также и в зарубежной прак­тике.

При увеличении глубины у причала и общей высоты набережной диаметр оболочек приходится увеличивать. На рис. 26 б, в приведе­ны примеры сооружений, у которых диаметр оболочек составляет 11 и 19 м.

Использование оболочек таких больших диаметров вызывает значи­тельные затруднения при их установке. В связи с этим на одном из но­вейших французских причалов, где высота набережной достигала 23 м, были использованы элементы, имеющие в плане форму восьмерки (рис. 26 г).

Для возможности использования кранов при монтаже оболочки иногда предлагают разрезать по высоте на кольца (рис.26д).

Конструкции портовых причальных сооружений в виде тонкой стенки, на сваях и колоннах

Причальные сооружения в виде тонкой стенки широко применяются в портовом гидротехническом строительстве, особенно в тех случаях, когда в основании сооружений залегают грунты, допускающие погружение свай на требуемую глубину.

Выполняют их из шпунтовых свай или свай специальных профилей.

Основные достоинства этих кон­струкций - их экономичность и мень­шая чувствительность (по сравнению с другими типами причальных соору­жений) к возможным перегрузкам. По конструктивному признаку они могут быть подразделены на незаанкерованные стенки и заанкерованные стенки.

Рис. 28 Профили шпунтовых свай а – деревянных, б - стальных Незаанкерованные стенки являют­ся наиболее простыми по конструкции причальными сооружениями. Выпол­няют их преимущественно из дерева, а также из металла или железобетона. Незаанкерованные деревянные шпунтовые стенки применяют для воз­ведения причалов с небольшими глу­бинами перед ними. Свободная высота (возвышение над уровнем дна) деревянных стен не превышает 2 - 3 м. Стенки представляют собой за­битые в грунт сплошные шпунтовые ряды, верх которых оставлен неза­крепленным (рис. 27). В верхней части свайные ряды зажимают пар­ными схватками из бревен или пластин, устанавливаемыми на болтах. Поверх стен укладывают шапочные брусья прямоугольного или кругло­го сечения, которые крепят с помощью уголков, накладок или хомутов.

Верх стен располагают на отметках, не превышающих границу гние­ния дерева, которая для рек средней полосы может быть принята на 0,2 - 0,3 м выше меженного горизонта. Для безливных морей эта грани­ца принимается на уровне ординара, а для ливных морей на среднем уровне приливно-отливных колебаний.

Рис. 29 Заанкерованная стенка из железобетонных свай Шпунтовые сваи, используемые для возведения стен, выполняют из досок, брусьев или клееными. Форма сечения шпунтовых свай приведе­на на рис. 28. Для дощатых свай толщиной до 10 см чаще всего применяют треугольную форму шпунта, а для брусчатых и клееных - пря­моугольную. При возведении незаанкерованных стенок из металлических или же­лезобетонных шпунтовых свай конструктивная схема стенок остается такой же, как и для деревянных свай. Однако парные схватки в этом случае не используют. Прямолинейности верха стенки в продольном направлении достигают за счет некоторого уширения шапочных брусьев (рис. 29), которые в стенах из металлических свай выполняют из металла или железобетона, а для стен из железобетонных свай - из железобетона. Свободную высоту стен из стальных или железобетонных шпунто­вых свай принимают до 4-5 м.

Стены из деревянных шпунтовых свай при плотной забивке, а также стены из металлического шпунта являются грунтонепроницаемыми, т. е. вынос грунта из-за стены отсутствует. При тяжелых грунтах, когда плотной забивки деревянных свай добиться не удается, а также при использовании железобетонных свай для обеспечения грунтонепроницаемости стен приходится прибегать к специальным меро­приятиям: установке нащельников; укладке за стенкой хворостяных фашин; отсыпке за стенкой каменной призмы; устройству замков или уплотнений специальных конструкций.

В последнее время для обеспечения грунтонепроницаемости стен из железобетонного шпунта в некоторых случаях применяют навеску ма­тов из армированного асфальта, регенерата резины (гидрорерина), стеклопластика и т. п. Однако опыт эксплуатации этих сооружений еще невелик.

Рис. 30 Набережная козлового типа По мере увеличения свободной высоты незаанкерованных стен в них резко возрастают изгибающие моменты в месте заделки и перемещение свободного конца. Это приводит к тому, что стенка становится либо технически невыполнимой, либо экономически нецелесообразной. В этих случаях осуществляют закрепление верхних концов стен к спе­циальным анкерным устройствам.

Стенки, верхний конец которых закреплен анкерными устройствами, носят название заанкерованных шпунтовых стенок.

Заанкерованные тонкие стенки из целой древесины, исходя из макси­мальной длины строительного леса (12 - 13 м), применяют для строи­тельства причалов глубиной до 4 - 5 м.

Типовой проект стенки из железобетонных предварительно напря­женных свай прямоугольного сечения 50Х30 см, разработанный Гипроречтрансом, приведен на рис. 29. Верх стенки прикреплен анкерными тяжами d = 65 мм к железобетонным анкерным плитам. Шаг анкерных тяг в продольном направлении 1,5 м. Анкерные тяги шарнирно прикреп­лены к анкерному поясу, установленному на лицевой грани стенки. По­верх железобетонных свай уложен шапочный брус сечением 90х50 см из монолитного железобетона. Интересным в рассматриваемой конст­рукции стенки является решение по обеспечению ее грунтонепроницаемости. Обычно в конструкциях стенок из прямоугольных железобетонных свай грунтонепроницаемость стен обеспечивают либо путем отсыпки за стенку каменных призм (при плотных грунтах в основании сооруже­ния), либо устройством в сваях выше отметки дна пазов. При погружении таких свай между ними, выше отметки дна, образуются колодцы, в которые в последующем укладывают бетон в мешочках или забивают деревянные брусья.

В приведенной конструкции грунтонепроницаемость стены обеспечи­вается за счет отсыпки слоя гравия между шпунтовой стенкой и дере­вянными щитами, установленными на расстоянии 40 см от нее. Щиты выполнены из досок толщиной 2,5 см и опираются на сваи d = 17 см, за­биваемые с шагом 1,5 м. Для обеспечения потопляемости щитов к ним подвешены бетонные грузы.

В последние годы в строительст­ве подобных причальных сооруже­ний все большее распространение находят сваи сложных профилей (таврового, цилиндрического, дву­таврового и т. д.), обеспечивающее более целесообразное распределение бетона по сечению. Более целесо­образное распределение бетона по сечению ведет к уменьшению веса свай на 1 пог. м сооружения и, сле­довательно, к возможности увеличе­ния ширины свай, что позволяет снизить сроки строительства при­чальных сооружений и уменьшить число вертикальных щелей. Кроме того, сваи фасонных профилей об­ладают большей погонной жестко­стью, что позволяет возводить соо­ружения с большей свободной вы­сотой стен.

На рис. 30 приведен пример набережной козлового типа, возведен­ной на опытном участке в Санкт-Петербургском речном порту. Набережная состоит из шпунта таврового сечения и наклонных свай из предвари­тельно напряженного железобетона. Верх шпунта и

головы наклонных свай связаны монолитной железобетонной кордонной балкой, поверх которой установлена сборная надстройка. Грунтонепроницаемость стенки обеспечивается в зоне уреза воды гравийным фильтром, ниже- навеской армированных асфальтовых матов.

В современном портостроении в связи с наличием оборудования, позволяющего погружать металлические и железобетонные сваи с укло­ном до 1:1, набережные этого типа получают значительное распрост­ранение. Особенно целесообразны они в условиях стесненной кордонной полосы.

Когда по экономическим, геологическим или гидрологическим усло­виям применение железобетонных свай затруднено или невыгодно, причальные стенки возводят из металлических шпунтовых свай зетового и корытного профиля. Плоский шпунт, имеющий малый момент сопро­тивления, почти не применяют.

Замковые соединения стальных шпунтовых свай являются доста­точно прочными и плотными, что обеспечивает необходимую грунтонепроницаемость стен, а в ряде случаев и водонепроницаемость. Послед­нее для причальных сооружений нежелательно, так как может приве­сти к подпору грунтовых вод и следовательно, к повышению давления на сооружение. Для предотвращения этого в конструкциях стен из ме­таллического шпунта предусматривают специальные дренажные от­верстия. Стенки из металлических шпунтовых свай с одним анкерным за­креплением по высоте могут быть возведены на глубинах до 10 - 12 м, а с двойным анкерным закреплением - практически на любых глубинах.

На рис. 29 приведена типовая схема причальной стенки из метал­лического шпунта. В приведенной схеме причальная стенка выше уреза воды имеет железобетонную надстройку. Анкерный пояс из двух швел­леров установлен с внутренней стороны стенки, а анкерный тяж выпол­нен по бесшарнирной схеме. Надстройки обычно возводят в тех случаях, когда необходимо нарастить шпунт, или для защиты его от коррозии в зоне переменного уровня и выше его. В тех случаях, когда такой не­обходимости нет, шпунт доводят до верха стенки. Оголовок шпунта, вы­полненный из металла или железобетона, увеличивает сопротивление возможному взаимному сдвигу шпунтин.

Анкерные пояса устанавливают с внутренней или внешней стороны стенки. В том случае, когда пояса установлены с внутренней стороны, устраняется опасность удара судов о выступающие пояса и, кроме то­го, они меньше подвергаются коррозии.

Во избежание перенапряжения в материале анкеров в местах их за­крепления от изгибающих моментов, возникающих вследствие зависа­ния грунта на анкерных тяжах, в конструкцию анкеров нередко вклю­чают шарниры.

Конструкции причальных сооружений на свайных основаниях

Причальные сооружения на сваях и колоннах характеризуются срав­нительно небольшим весом верхнего строения, малым, а в ряде случаев и полным отсутствием давления грунта на них, что значительно умень­шает объем работ и снижает стоимость сооружений. Некоторые из них, в частности сооружения эстакадного типа, почти не отражают набегающие на них волны, поэтому их возведение благо­приятно сказывается на волновом режиме в районе причалов и аквато­рии порта.

Сооружения на сваях и колоннах могут быть возведены на всех грун­тах, допускающих погружение свай и колонн на требуемую глубину, а при слабых грунтах основания являются почти единственными конструк­циями, возможными к возведению в этих условиях.

По конструктивным особенностям причальные сооружения на сваях и колоннах могут быть подразделены на две группы: сквозные сооруже­ния, или эстакады, и набережные-стенки.

Основное различие этих конструкций заключается в том, что в систе­ме свайных оснований сквозных сооружений отсутствуют сплошные стен­ки, это приводит к тому, что сквозные сооружения практически не испы­тывают распорного давления грунта, в связи с чем их часто называют безраспорными сооружениями.

Набережные-стенки, воспринимающие распорное давление грунта, называют распорными сооружениями.

Сквозные причальные сооружения в зависимости от их расположения относительно берега подразделяют на две группы:

Продольные эстакады, или эстакады, расположенные параллельно урезу воды;

Поперечные эстакады, расположенные под углом к берегу.

К первой группе относятся эстакады, примыкающие к берегу на всем протяжении, эстакады со съездами и оторочки. Ко второй группе относят­ся узкие пирсы (рис. 31).

Эстакады, примыкающие к берегу на всем протяжении (рис 31а), представляют собой причальные сооружения, расположенные над есте­ственным береговым склоном или искусственным откосом.

Переднюю грань этих сооружений обычно располагают на линии есте­ственных глубин, равных требуемым глубинам у причалов, в связи с чем ширина эстакад оказывается тем больше, чем положе береговой склон или подпричальный откос.

При очень пологих берегах требуемая ширина эстакад оказывается чрезмерно большой, поэтому возведение их становится экономически не­целесообразным. Более выгодными в этих условиях являются эстакады со съездами.

Эстакады со съездами (рис. 31 б) состоят из продольных эстакад, расположенных в некотором удалении от уреза воды, и съездов, соединя­ющих их с берегом. Съезды располагают обычно на расстоянии 30 - 50 м один от другого, принимая, однако, это расстояние не более длины цилиндрической вставки судна.

В некоторых случаях продольную эстакаду связывают с берегом од­ним съездом, расположенным либо в конце, либо в середине эстакады (рис. 31 г-д).

В первом случае такие эстакады иногда называют Г-образными, а во втором - Т-образными пирсами. Нередко к Г-образным причалам воз­можна швартовка судов с двух сторон: больших - с морской стороны и более мелких - с береговой стороны эстакады.

Продольные эстакады, примыкающие на всем протяжении к суще­ствующим мелководным набережным, называют оторочками (рис. 31е). Возводят оторочки для увеличения глубины мелководных причалов, а также когда необходима установка перегрузочных механизмов, нагруз­ка от которых превосходит допустимую для существующих сооружений.

Основным элементом эстакад является верхнее строение плитного или балочного типа, опирающееся на сваи или колонны и связывающее всю конструкцию в жесткую рамную или балочную систему и основание.

Верхнее строение предназначено для восприятия всех внешних нагру­зок на сооружение и распределение их между сваями или колоннами. Последние передают их на грунт.

Рис. 32 Схемы набережных-стенок а,б-набережные стенки с передним шпунтом; 1-надстройка, 2-ростверк, 3-шпунт По конструкции основания эстакады можно подразделить на эстака­ды на сваях и эстакады на колоннах.

Набережные-стенки состоят из следующих основных элементов: верх­него строения, свайного основания и стенки из сплошного ряда свай (ча­ще всего шпунтовых), назначением которой является удержание от обру­шения грунта, расположенного в пределах свободной высоты стенки (от отметки дна водоема до отметки нижней грани ростверка).

В зависимости от характера сопряжения шпунтовой стенки с роствер­ком она может быть ненесущей или несущей. В первом случае стенка на­гружена лишь распорным давлением грунта и не участвует в передаче давления от ростверка на грунт основания. Во втором случае кроме распорного давления грунта сваи стенки воспринимают и продольные уси­лия, передаваемые ростверком. Стенки из железобетонных свай обычно выполняют несущими, так как передача на них продольных усилий поз­воляет более рационально использовать материал железобетонных свай. Стенки из металлических или деревянных свай выполняют как несущи­ми, так и ненесущими.

Свайное основание набережных-сте­нок состоит обычно из вертикальных и наклонных свай (рис. 32).

Набережные-стенки на сваях по кон­структивным особенностям подразделя­ют на две подгруппы: набережные-стен­ки с передним шпунтом и набереж­ные-стенки с задним шпунтом.

В первой из этих конструкций сплош­ная свайная стенка расположена впере­ди свайного основания сооружения, во второй - позади него. Расположение сплошной стенки в систе­ме свайного основания во многих случа­ях предопределяет возможность и целе­сообразность применения той или иной конструкции набережной.

Основание сооружений на сваях с высоким свайным ростверком вы­полняют из деревянных или железобетонных забивных свай и реже - из свай металлических.

В последнее время широкое распространение, особенно для сквозных сооружений, получили трубчатые железобетонные сваи.

Деревянные сваи обладают рядом преимуществ по сравнению со сваями из других материалов: они кислото- и морозоустойчивы, долго­вечны под водой, одинаково хорошо сопротивляются сжатию и растяже­нию. Деревянные сваи легко переносят сотрясения как в процессе произ­водства работ по возведению сооружения, так и при ударе судов при под­ходе их к причалу. Кроме того, они относительно дешевы.

Основанием для отказа от применения деревянных свай служит на­личие древоточцев, ограниченность длины свай (до 12 -14 м), а также большие нагрузки на сооружение.

Область распространения деревянных свай расширяется по мере внедрения в практику строительства клееных свай, размеры которых мо­гут быть самыми разнообразными.

Минимальный шаг перекрещивающихся деревянных свай в продоль­ном направлении (вдоль линии кордона) принимают равным 1 м, в по­перечном - 0,8 м.

Железобетонные сваи значительно расширяют область применения сооружений с высоким свайным ростверком. Длина железобетонных свай может достигать 30 м и более (известны случаи применения труб­чатых свай из предварительно напряженного железобетона длиной до 60 м), а поперечный размер: призматических свай 0,5 м, трубчатых 1 м (опоры диаметром более 1 м относят к колоннам).

Значительно возрастает и несущая способность железобетонных свай: для призматических она составляет 60 - 80 т, а для трубчатых достигает нескольких сот тонн.

В условиях больших колебаний уровня воды в конструкциях верхнего строения предусматривают специальные эксплуатационные площадки или ниши. Для некоторых сооружений в этом случае четкого разделения верхнего строения на ростверк и надстройку провести не­возможно.

В зависимости от способности ростверков подвергаться деформации совместно с поддерживающими их сваями ростверки подразделяют: жесткие, гибкие и нежесткие.

К жестким ростверкам относятся ростверки из бетона или малоарми­рованного железобетона, сильно развитые в высоту. Жесткость таких ростверков велика и их деформации ничтожно малы по сравнению с де­формациями опор.

К гибким ростверкам относятся ростверки из нормально армирован­ного железобетона, которые имеют малоразвитое в высоту сечение, в свя­зи с чем деформации ростверков влияют на деформацию свай основания и наоборот.

По исследованиям Н. А. Смородинского, для призматических свай подразделение ростверков на жесткие или гибкие может быть произведе­но на основании соотношения сторон сечения, приведенного к прямо­угольнику. Если отношение полной ширины сечения ростверка к его приведенной высоте не превышает 4,3 ростверк считается жестким. При отношении более 7 ростверк считается гибким.

Ростверк сооружений на полых сваях большого диаметра, а также со­оружений на колоннах в подавляющем большинстве случаев относится к категории гибких.

К нежестким ростверкам относят все ростверки, выполненные из де­рева, даже в том случае, если на них имеется надстройка из ряжа по всей ширине ростверка.

Приведенная классификация причальных сооружений с высоким свай­ным ростверком по степени жесткости последнего относится в первую очередь к набережным-стенкам. К сквозным сооружениям она не всегда применима, так как верхнее строение этих сооружений может иметь весьма разнообразные схемы.

Классификация особых типов причалов

К особым типам причалов прежде всего относятся причалы для танкеров. Причал для танкера может состоять из легких мостков, по которым прокладываются трубопроводы, и опорной части, на которой установлены стационарные шлангоподъемники. Такой причал должен быть рассчитан на вертикальные нагрузки от трубопроводов и шлангоподъемников, а также на временные нагрузки от людей и автома­шин. Кроме того, причал испытывает и значительные горизонтальные или наклонные нагрузки, передающиеся от судна (натяжение швар­товых, ветровой навал, удар судна при подходе). Для восприятия этих усилий устраивают быки или палы. Эти устройства могут быть изоли­рованы от конструкций, воспринимающих вертикальные нагрузки. Чаще всего средняя опорная часть совпадает с площадкой, на кото­рой расположены шлангоподъемники, а отдельно стоящие палы, слу­жащие для закрепления швартовых, соединяются со средней частью при помощи легких пешеходных мостков.

Одним из первых причалов для танкеров в виде отдельных опор является построенный в 20-е годы нефтяной причал в датском порту Фредерика. В 1927 - 1929 гг. в Батумском порту были построе­ны пять глубоководных причалов, вынесенных в сторону акватории и состоящих из отдельных «быков», сложенных из массивовой кладки и соединенных с берегом легкими мостами. Под мостами были подвеше­ны нефтяные трубы. Эти причалы успешно эксплуатируются и в на­стоящее время.

Однако одновременно для танкеров строились и причалы в виде узких пирсов. Например, в 1920-1930 гг. в Туапсе был построен нефтяной свайный железобетонный пирс на четыре причала. Увеличе­ние размеров и грузоподъемности танкеров, особенно в последнее де­сятилетие, когда их грузоподъемность с 10-16 тыс. т поднялась до 40-60 и даже 200 тыс. г, потребовало переустройства существующих и постройки новых нефтяных причалов. Все это отразилось не только на расположении нефтяных причалов, но и на их типах и конструкци­ях. Значительное увеличение глубины у причалов и на подходах к ним заставило в ряде случаев выносить нефтяные причалы за пределы су­ществующих портовых акваторий и располагать их на естественных глубинах, отвечающих осадкам современных супертанкеров (15-18 м и более).

Такие причалы, если это возможно, следует располагать в естест­венных заливах или устьях рек, где волнение не может сильно влиять на производство грузовых операций. В некоторых случаях эти прича­лы требуют специальных оградительных сооружений. По конструктив­ным особенностям причалы для супертанкеров чаще всего относятся к типу причалов на отдельных опорах. Следует отметить, что причалы примерно такого же типа могут сооружаться и для больших углерудовозов, которые оборудованы специальными транспортерными установ­ками, не требующими большой ширины причала. В некоторых случа­ях причалы для супертанкеров и углерудовозов могут иметь островной характер, причем для подачи нефтегрузов с берега в этом случае при­меняют уложенные по дну трубопроводы, а для подачи сыпучих гру­зов - канатные дороги.

К причалам особых типов могут быть отнесены и пассажирские при­чалы, расположенные на открытых морских побережьях, так называе­мые пристани на открытых морских побережьях.

Рейдовые и островные причалы

Рейдовые и островные причалы, так же как и плавучие, предназначены для погрузочно-разгрузочных операций. Остров­ной причал в Хорэль-Амайя (рис. 33), расположенный в Пер­сидском заливе на расстоянии 51 км от берега, построен в 1961 г. и предназначен для приема крупных танкеров дедвейтом до

65000 т, экспортирующих сырую нефть из Южного Ирака. При­чал связан с берегом двумя подводными нефтепроводами. При общей протяженности 369 м причал состоит из центральной рабо­чей платформы, к кото­рой швартуется судно, и двух концевых платформ, служащих для крепле­ния швартовных кон­цов. Все три платфор­мы соединены переходны­ми мостиками длиной по 45 м с двумя дополни­тельными опорами.

В качестве основания причала использованы стальные сваи, а верхнее строение выполнено из металлических ферм и понтонов, буксируемых на место в готовом виде.

Оригинальная конст­рукция нефтяного рейдо­вого причала (рис. 34) построена в 1961 г. причала вблизи порта Брега (Ливия) в виде неподвижной башни, вокруг которой судно может дрейфовать на 360°, что позволяет ему занять положение наименьшего сопротивления волнению и ветру. Подводный нефтепровод длиной около 2 км из труб диаметром 106,7 см подведен к башне, глубина воды у которой составляет 30,5 м, что обеспечивает подход к ней крупнейших современных танкеров.

Описываемый рейдовый причал состоит из трех основных элементов. Сама башня высотой 43,6 м опирается на четыре наклонные опоры из забитых в грунт стальных колонн (2), сходящихся у вершины. Башня по периметру окружена двадцатью четырьмя вертикальными трубчатыми сваями (3) с резиновыми отбойными устройствами (4), позволяющими осуществить швар­товку танкера с любой стороны.

Вторым элементом является шарнирно соединенная с верхом башни консольная балка длиной 41,7 м. К последней подвешива­ется подводная ферма (6) длиной 170,7 м, поддерживаемая лебед­ками. Плавучесть этой фермы, выполненной из стальных труб, регулируется при помощи цистерн (7), наполняемых сжатым воз­духом. Нефть подается по двум гибким шлангам (8) диаметром по 71 см путем подключения к моннфолду (приемному нефте­проводу) танкера. Горизонтальная часть фермы заглублена настолько, чтобы ее не могли задеть суда, проходящие между платформой и башней. Описываемый тип рейдового причала позволяет осуществить прием нефти в любую погоду.

Островные причалы получили широкое распространение в морских нефтепромыслах Каспия. Через эти при­чалы, отдаленные от берега на значительные расстояния, добы­тая нефть отправляется на берег либо подводным трубопро­водом, либо наливается в танкеры, швартующиеся непосредст­венно к причалу.

Рис. 34. Рейдовый причал: общий вид и стоянка танкера у рейдового причала

Причальные сооружения на опорах повышенной несущей способности.

С увеличением глубин и нагрузок при слабых грунтах ос­нования применение свайных конструкций заметно удорожает стоимость строительства. Резко увеличивается количество свай, усложняется монтаж верхнего строения. В подобных условиях прибегают к конструкциям с повышенной несущей способностью. Такие опоры могут быть устроены в виде железобетонных

или металлических колонн, цилиндров с винтовой лопастью, оболо­чек-колодцев.

Конструкция причала на полых железобетонных колоннах диаметром 1,6 м при толщине стенки 0,15 м показана на рис. 35. После погружения колонн при помощи специальных вибраторов до проектной отметки на них устанавливаются железобетонные Т -образные продольные ригели.

Рис. 35. Поперечный разрез причала на колоннах-оболочках.

1-портовая балка; 2-отбойное устройство из резиновых трубок (d-40 см L=200 см); 3-швартовная тумба; 4 - соединительная диафрагма; 5 - цементно-бетонные покрытия; 6- панель; 7-ригель; 8 - щебеночный контрфильтр

Последние, в свою очередь, подпирают поперечные тавровые панели, положенные вплотную друг к другу. Образующееся при этом сплошное верхнее строение покрывается цементно-бетонным раствором. Омоноличивание (закрепление) ригелей и пане­лей к колоннам производят бетонированием заранее оставлен­ных полостей. Затем к соединительным диафрагмам под­вешиваются бортовые балки с резиновыми трубами (для смягчения удара судна) и совместно с тумбой, омоноличиваются с ригелями путем заполнения полостей между соединительными диафрагмами бетоном.

Для защиты подпричального откоса от размыва при волне­нии предусмотрена каменная отсыпка с уклоном 1: 1,7. Сопря­жение сооружения с территорией осуществлено при помощи же­лезобетонной уголковой стенки и каменной призмы с контр­фильтром.

На рис. 36 изображен глубоководный причал из оболочек диаметром 11 м, возведенный недавно в Тулонском порту (Франция).

В данном случае сплошной причальный фронт образуется оболочками диаметром 11 м при толщине стенки 0,76 м.

Наряду с увеличением поперечных размеров опор увеличе­ния несущей способности в слабых грунтах можно достичь так­же применением винтовых свай (рис. 37).

Рис. 36. Глубоководный причал из обо­лочек

Винтовые сваи можно применять для любых грунтов, допус­кающих завинчивание, за исключением глинистых грунтов теку­чей консистенции, слабых илов и заторфованных грунтов. Свая состоит из цилиндрического железобетонного или металлического ствола и башмака с винтовой лопастью. Сплошной или полый ствол (рис. 37 а) железобетонной вин­товой сваи соединен при помощи закладных частей с башмаком (рис. 37 б), состоящим из наконечника и винтовой лопасти. Ствол металлической винтовой сваи (рис. 37 в) из бесшовных горяче­катаных стальных труб при необходимости заполняют бетоном. Винтовая часть лопасти может быть литой из стали или чугуна, сварной из листовой стали сплошного или полого сечения (рис. 37 г), а также из стеклопластиков. Стремление сократить стоимость и сроки строительства при­чальных сооружений привело к созданию новых методов их воз­ведения. В качестве примера обратимся к рис. 38. Верхнее стро­ение в виде металлического понтона заранее изготавливается на верфи и буксируется на место. После установки их в створе сооружения на якорях в заранее оставленные отверстия опуска­ются колонны из металлических труб до опирания на грунт основания. Затем при помощи домкратов понтон поднимают в проектное положение и начинается забивка колонн свайным молотом,

Рис 37. Винтовые сваи.

Рассматриваемые причальные сооружения представляют собой сквозные конструкции из отдельно стоящих опор, в виде свай, погруженных в грунт на определенную глубину и соединенных между собой верхним строением.

Эстакады могут быть различных типов (рис. 95): на сваях с наголовниками (а); с уширенным шагом свай (б); на оболочках диаметром 1, 2 м (в); на сваях-оболочках с поперечными (г) и продольными (д) ригелями; сквозной пирс на призматических сваях св).

Физико-механические свойства древесины и ценность стали обусловили широкое распространение причальных сооружений эстакадного типа на железобетонных сваях или сваях-оболочках. Наиболее применимы в отечественной практике сборные железобетонные эстакады неразрезного типа на предварительно напряженных призматических сваях и сваях-оболочках с верхним строением из крупноблочных элементов с глубинами у причалов 4,5-13 м при грунтах оснований, допускающих погружение свай и свай-оболочек.

Конструкции эстакадных причальных сооружений на призматических сваях состоят из рядов железобетонных предварительно напряженных призматических свай (в типовых проектах сечением 45х45 см). В поперечном направлении в ряде содержится 4-8 вертикальных свай, погруженных с одинаковым или различным шагом. Для восприятия горизонтальных нагрузок иногда погружают наклонные сваи. Головы свай объединяют путем их омоноличивания со сборным верхним строением. При этом применение наголовников или капителей допускается только при плоских ростверках из тонких плит.

Эстакадную набережную строят в следующей последовательности: погружение свай; оформление подпричального откоса; обработка голов свай; монтаж плит верхнего строения; устройство тылового сопряжения; устройство покрытия причала с прокладкой необходимых путей и коммуникаций; установка швартовных ivm6 и амортизационных устройств.

При погружении свай с плавучих средств в работе участвуют: плавучий универсальный (или другого типа) копер, плавкран грузоподъемностью не менее массы самой длинной сваи с наголовником, понтон грузоподъемностью 250 т и буксирный катер мощностью 184 кВт. Со строительной площадки грузят на понтон сваи (7-12 шт.), не менее сменного их запаса. Понтон подводят буксиром к месту погружения свай. Если для погружения применяют сваебойный инструмент (молот), достаточно только одного универсального копра для перегрузки и забивки свай и установки направляющих или кондуктора. При наличии также плавучего крапа копер используют более производительно - только в операциях по погружению свай, все остальные работы выполняют крапом. При вибропогружении свай можно работать только одним крапом без копра.

При погружении применяют направляющие, обеспечивающие лопаточную точность забивки свай в каждом поперечном ряду, что не исключает неточного взаимного расположения рядов свай. Применение кондукторов позволяет точно забивать сваи как по поперечным рядам, так и по продольным.

Общая схема движения плавучего копра при погружении свай зависит от темпа строительства, осадки и размерений копра, шага свай, конфигурации подпричального откоса (рис. 96). Погружение свай с передвижных подмостей при строительстве причалов было показано ранее ().

При погружении свай допускается их отклонение в плане до половины наибольшей стороны поперечного сечения, но не более чем на 20 см. Число свай, имеющих отклонения 10-20 см, не должно превышать 20% их общего числа в причале.

После забивки свай, до начала отсыпки с воды материала подпричальной призмы, разбивают и закрепляют на местности линии бровки подпричального откоса и его тылового сопряжения. Рваный камень массой до 100 кг отсыпают в откос с точностью ±15 см. Контрфильтр отсыпают из щебня с допусками ±10 см. Правильность отсыпки откоса проверяют промерами футштоком с шлюпки или плота через 5-6 м по длине и 2,5 м по ширине откоса. Каменный откос выравнивают под водой водолазы, которые устанавливают по длине откоса в два или три ряда направляющие из узкоколейных рельсов с таким расчетом, чтобы отметки головок рельсов соответствовали проектным отметкам откоса. При перемещении уложенной поперечно по головкам рельсов контрольной рейки снимают лишние камни и заполняют ямы на подпричаль-ном откосе. Каменную постель под тыловое сопряжение причала можно отсыпать самосвалами с смонтированного и омоноличен-ного верхнего строения.

Подпричальный откос можно также устраивать с выкладкой из сборных железобетонных плит с отверстиями, запроектированных с участием автора (рис. 97,а), и пастилкой асфальтобетонных тюфяков (рис. 97,6) в условиях речного строительства.

После отсыпки подпричального откоса головы свай срубают под проектные отметки с плавучего инвентарного мостика при помощи отбойных молотков (с допуском 3 см) или специальных механизированных устройств (см. ранее). На срубленных сваях (с обработанными должным образом выпусками арматуры) с плавучих мостиков монтируют инвентарные металлические или деревометаллические хомуты, по которым устанавливают плавкраном наголовники.

Перед омоноличиванием наголовника со сваей выпуски арматуры приваривают к швеллерным балкам, вбетонированным в наголовник. При установке плит верхнего строения по сваям без наголовников и разрезке плнт перпендикулярно кордонной линии причала плиты устанавливают в проектное положение непосредственно по монтажным хомутам с дальнейшим бетонированием монтажных ригелей.

При разрезке плит параллельно кордону причала монтаж верхнего строения начинают с установки кордонных плит, определяющих линию причала, после чего монтируют промежуточные и тыловые плиты. Для монтажа плит применяют траверсы или распорные рамы, обеспечивающие необходимую точность монтажа без перенапряжения в железобетоне монтируемых элементов.

Омоноличивание плит между собой, а также с наголовниками и сваями производят бетонной смесью марки на 100 единиц выше, чем марка сборных конструкций, с тщательным уплотнением вибрированием. В процессе омоноличивания плит также бетонируют тумбовые массивы. Швы расширения заполняют пропитаными креозотом и покрытыми битумом досками.

Передача на смонтированную часть верхнего строения необходимых монтажных нагрузок или нагрузок от транспорта разрешается только по достижении бетоном не менее 70% проектной прочности.

Тыловое сопряжение причала может быть выполнено в виде бетонного массива (монолитного или пустотного), железобетонной уголковой стенки или комбинированным (в нижнем курсе - массив, поверх его - уголковая стенка).

Перед устройством бетонного покрытия по верхнему строению причала устанавливают балки из профильного металла с анкерами для крепления рельсов, а также монтируют дождеприемники. Для покрытия применяют бетонную смесь с водоцементным отношением 0,5-0,55, с осадкой конуса 1-2 см и показателем удобоукладываемости 25-15 с при укладке с помощью поверхностных вибраторов и виброреек. Бетон подают на укладку самосвалами. Швы бетонного покрытия шириной 2 см, располагаемые над швами ростверка, заливают битумом.

При укладке железнодорожных и крановых путей под рельсы подливают цементный раствор состава 1:2,5 при марке портландцемента не ниже 500. Па 1 м 3 раствора добавляют 100 кг стального «волоса». Штрабы и прирельсовые лотки заполняют асфальтобетоном, уплотняя его горячими металлическими трамбовками. Работы выполняют в сухую погоду при температуре воздуха не ниже +5° С.

Технологическая схема строительства эстакады с уширенным шагом свай приведена на рис. 98, а-е.

Для возведения набережных и пирсов эстакадного типа широко применяют железобетонные цилиндрические сваи-оболочки внешним диаметром 0,6 1,6 м. Строительство причальных сооружений на оболочках диаметром 0,6 м в принципе ничем не отличается от строительства на призматических сваях.

Тяжелые (15-80 т) и длинные сваи-оболочки перевозят со склада хранения до места погружения морем. Для подъема оболочек в горизонтальном положении следует применять специальные захваты, предупреждающие повреждение поверхности бетона. В виде исключения может быть допущено применение для этого обычных тросовых петлевых стропов с прокладкой мягких кранцев. Сваи-оболочки перевозят на палубных баржах и плашкоутах соответствующей грузоподъемности, а при расстоянии перевозки до 5 км - на грузовой палубе плавкрана. На палубе судна каждую колонну укладывают на две деревянные прокладки с выкружками по радиусу оболочки с расстоянием между прокладками, равным 0,6 длины оболочки. Сваи-оболочки должны быть надежно закреплены во избежание их перемещения. Перевозка оболочек на стреле крана в вертикальном положении допустима только на небольшие расстояния, в закрытых акваториях с последующей их установкой в направляющие устройства для погружения.

Перевозимые горизонтально оболочки переводят в вертикальное положение при помощи плавкрана грузоподъемностью 100 т при подъеме одного конца, оснащенного торцевым строповочным обустройством. Иногда, при большой длине оболочки в вертикальном положении она не помещается между гаком крана и отметкой дна акватории. В этом случае необходимы специальные приемы и оснастка для погружения длинных свай-оболочек (некоторые из этих приемов, предложенные автором, приводятся ниже):

• вначале погружают только часть длинной оболочки, а затем на плаву производят вертикальное стыкование ее с верхним звеном при помощи монтажного болтового стыка. В дальнейшем выполняют проектный сварной стык;
• для придания плавучести свае-оболочке ее торцы герметически задраивают на берегу пластиковыми полотнищами из перхлорвинила. Оболочку в горизонтальном положении переносят краном на мочу и буксируют к месту погружения. Затем ее голову стропят к гаку крана, а пластиковое полотнище прорывают у ножевого торца. При этом погружается ножевая часть оболочки под воду, и одновременно краном поднимается головная часть до приведения оболочки в вертикальное положение;
• сваю-оболочку транспортируют в горизонтальном положении на палубе понтона крана. Головная часть оболочки крепится к гаку крана, а ножевая находится в специальной шарнирной цапфе, присоединенной к борту понтона крана. При подъеме головы оболочки одновременно, посредством шарнирной цапфы, происходят поворот и поступательное движение оболочки за борт. При доведении оболочки до вертикального положения, параллельного бортовой плоскости понтона, оболочку освобождают из цапфы и заводят в плавкондуктор;
• оболочку перевозят на понтоне, затем погружают в наклонном положении в воду. При этом ее головная часть опирается на специальное ложе на борту понтона, а ножевая - в уложенную на дне акватории железобетонную плиту. При подъеме головы оболочка, опираясь в подводную плиту, поворачивается до вертикального положения. Плита предупреждает преждевременное погружение ножевой части в слабые грунты дна акватории.

Для точной установки и погружения свай-оболочек диаметром 0,6; 1 и 1,2 м в проектное положение применяют одноярусные направляющие устройства в виде плоской металлической рамы с ячейками. Раму одним концом закрепляют на ранее погруженных оболочках, а другим - устанавливают на понтон, стоящий на якоре. Ячейки рамы огораживают направляющими деревянными брусьями. При установке оболочки в ячейку зазор между брусьями и телом оболочки должен составлять 2-3 см. При погружении оболочек тыловые секции направляющих каркасов переставляют плавкраном при помощи инвентарной траверсы вперед по ходу погружения.

Некоторой модификацией способа погружения свай-оболочек с передвижных подмостей (и монтажа верхнего строения) является применение для этого широкопролетного козлового крана. Сваи-оболочки прикордонного ряда, на которых располагается нога крана, погружают с плавучих средств. Рельсовый путь под вторую ногу крана устанавливают с таким расчетом, чтобы под портал крана можно было доставлять на автомашинах с прицепами сваи-оболочки, а также другие конструкции и материалы. Вибропогружение оболочек козловым краном производят с помощью плавкондуктора, представляющего собой две спаренные тонкостенные металлические трубы диаметром 100 см с заглушками по торцам, между которыми расположены ячейки для размещения шести оболочек продольной секции причала. Кондуктор раскрепляют на крайние, ранее забитые оболочки.

Причальные сооружения эстакадного типа на сваях-оболочках сооружают с шагом опор, позволяющим отсыпать до 70% материала подпричальной призмы при помощи шаланд с открывающимися днищами. Около 15% камня и щебня отсыпают в неудобные места подпричального откоса плавучим грейферным краном и 15% автотранспортом со смонтированного верхнего строения.

После отсыпки подпричального откоса к погруженным сваям-оболочкам подводят полукольцевые плавучие подмости, замыкаемые вокруг оболочек в кольцо. С подмостей устанавливают объемлющие оболочки инвентарные металлические бандажи, служащие направляющими для срубки голов пневматическими отбойными молотками или срезки абразивным инструментом. Срезать головы свай-оболочек под проектную отметку необходимо с точностью ± 3 см. Срубленные оголовки после разрезки оголенных продольных стержней арматуры убирают плавкраном.

Простейшим видом верхнего строения, применяемого для эстакад на сваях-оболочках диаметром 1,2 м, является верхнее строение из сборных железобетонных плоских квадратных плит со стороной 5,23 м, толщиной 0,6 м, массой 40 т. При помощи плавкрана грузоподъемностью 15 т на головы колонн устанавливают опорные площадки и приваривают закладные части площадок к фланцам голов оболочек. Затем производят омоноличивание площадок с головами свай. После достижения бетоном не менее 70% проектной прочности плавкраном грузоподъемностью 50 т по опорным площадкам устанавливают кордонные блоки, ростверковые плиты и тыловые блоки.

Первая отечественная сборная эстакадная набережная из железобетонных крупноблочных предварительно напряженных элементов, сооруженная под руководством автора, представляла собой рамную конструкцию с опорами из свай-оболочек диаметром 1,6 м, с поперечными ригелями и уложенными по ним плитами верхнего строения.

После погружения из внутренних полостей оболочек откачивали воду на глубину 3,5 м, считая от верха оболочки. В осушенную верхнюю часть оболочки опускали при помощи крана «Пионер» железобетонное диск-днище, закрепляемое тремя металлическими подвесками к выпускам арматуры на торце оболочки. Поверх диск-днища устраивали бетонную пробку высотой 20 см. Затем с объемлющих оболочки плотиков на головы колонн надевали наружные и внутренние бандажи из полосовой стали (шириной 16 см, толщиной 8 мм), состоящие (каждый) из двух крепящихся на болтах полубандажей. На головы крайних в поперечном ряду оболочек, между бандажами устанавливали на подливке из пластичного бетона три стальных кубика с размером стороны 8 см (один на одну колонну и два на другую), фиксирующих высотное положение ригеля. Кольцевое пространство между бандажами заполняли бетоном марки 500, приготовленным на мелком щебне. Бандажи, выступавшие над верхом кубиков на 5 см, свободно осаживались под действием веса устанавливаемого ригеля.

Монтаж ригеля осуществляли с помощью плавкрана грузоподъемностью 100 т посредством траверсы или длинных стропов при волнении на море, не превышавшем 2 баллов. Для точной фиксации положения ригелей в плане служили направляющие, укрепленные на плавучих мостиках-кондукторах. В каждом пролете первой монтировали бортовую балку, дающую направление линии кордона причала. Далее по ригелям укладывали слой бетонной подготовки толщиною 5 см, на который устанавливали плиты верхнего строения. При монтаже элементов допускалось искривление линии кордона в плане не более ±2 см и отклонение горизонтальных плоскостей бортовых балок не более ±3 см в плед ел ах длины секции.

Вслед за монтажом элементов верхнего строения производили работы по омоноличиванию оболочек со сборными ригелями, бетонированию монолитной части и продольных швов между плитами и балками. Перед омоноличиванием швов между плитами снизу плит подвешивали опалубку из одиночных досок на проволочных скрутках и устанавливали арматуру омоноличивания. Омоноличивание выполняли пионерным способом с подвозкой бетонной смеси в самосвалах по смонтированному строению.

Общая схема монтажа причала (рис. 99) включает следующие работы: погружение оболочек (I), срубку голов оболочек (II), отсыпку подпричальной призмы (III), монтаж ригелей и плит верхнего строения (IV), монтаж коробов тылового сопряжения (V), монтаж отбойных рам и швартовных тумб (VI). Соблюдение требований безопасности труда при монтаже конструкций приводится в специальной литературе.

Назначение и классификация причальных сооружений

Причальные сооружения предназначены для надежной швартовки судов при перегрузочных работах, при бункеровке, снабжении, ремонте.

Причальные сооружения классифицируются по следующим признакам:

Расположение в плане.

Набережные - сооружения, которые на всем своем протяжении примыкают к берегу.

Пирсы – причальные сооружения, расположенные под углом к берегу и имеющие двусторонний доступ для судов.

Рейдовые причалы – причальные сооружения, устраиваемые на открытых и закрытых акваториях на значительном удалении от берега и предназначенные для швартовки, как правило, крупнотоннажных судов.

Плавучие причалы – причальные сооружения, не имеющие стационарного основания и выполняемые в виде понтонов различной конструкции. Применяют их при значительных колебаниях уровня воды в водоеме, недостаточной для подхода судов глубины у стационарных причалов, а также при небольших грузооборотах. Плавучие причалы можно успешно применять для погрузки и разгрузки лихтеров.

Расположение в плане причальных сооружений

1 – береговая линия; 2 – пирс; 3 – набережная; 4 – акватория; 5 – рейдовый стационарный причал; 6 – плавучий причал

Конструктивные признаки.

Классификация причальных сооружений по конструктивным признакам

а – гравитационные; б – типа тонкой стенки (больверки); в – с высоким свайным ростверком; г – смешанные, на специальном основании.

Гравитационные (а) – причальные сооружения, устойчивость которых на сдвиг и опрокидывание обеспечивается их собственной массой.

Больверк (б) – сооружение в виде сплошной стенки из металлического шпунта, свай-оболочек, и т.д., сверху обычно имеется надстройка из бруса. Больверк может иметь анкерное устройство или не иметь. Устойчивость сооружения типа “больверк” обеспечивается сопротивлением грунта, расположенного перед стенкой и анкерной опорой. При отсутствии анкерной опоры устойчивость стенки достигается защемлением ее основания в грунте.

Причальные сооружения с высоким свайным ростверком (в) – сооружения на свайном основании, у которых плита ростверка находится выше уровня воды. Устойчивость свайных сооружений обеспечивается защемлением свай в грунте.

Сооружения смешанного типа, на специальных основаниях (г) – сооружения, в состав которых входят ряд элементов, характерных для нескольких конструкций причальных сооружений.
Материал причального сооружения.

По материалам причальные сооружения классифицируются на: деревянные, металлические, бетонные, железобетонные и смешанные. Наибольшее распространение имеют бетонные и железобетонные причальные сооружения. В последние годы в связи со значительным ростом водоизмещения судов и необходимостью строительства глубоководных причалов (глубина до 20-25 м и более) в мировой практике получают распространение набережные и пирсы с использованием металла – стальных труб диаметром 1 – 3 м, мощного шпунта и т.п.
Срок службы.

По срокам службы причальные сооружения подразделяются на постоянные и временные. Постоянные сооружения рассчитаны на длительный период эксплуатации, т.е. обычно до физического или морального износа. Временные сооружения предназначены для кратковременного периода эксплуатации, например на период строительства или ремонта основного сооружения.
Класс капитальности.

В зависимости от размеров действующих нагрузок и последствий от нарушения нормальной работы причальные сооружения подразделяются на классы капитальности. Причальные сооружения высотой более 25 м относятся к 1 классу капитальности, высотой 20 – 25 м - ко 11 классу капитальности, менее 20 м - к 111 классу капитальности.

Род перерабатываемого груза.

Учитывая конструктивные особенности причалов для обслуживания нефтетанкеров, рудовозов и др. подобных судов, эти причалы иногда выделяют в группу специализированных, которые обычно представляют собой узкие пирсы или рейдовые причалы.

Гравитационные причальные сооружения

Гравитационные причальные сооружения состоят из трех основных частей:

1. 
   Искусственное основание (постель) выполняется из наброски камня и устраивается для выравнивания поверхности грунтового основания, уменьшения поверхностной нагрузки на него, передаваемой от сооружения, а также для защиты сооружения от подмыва волнением, течением и от воздействия работы винтов.
2. 
   Подводная часть сооружения устраивается различными методами (из кладки массивов, ряжевые конструкции, массивы-гиганты и т.д.).
3. 
   Надстройка – возводится, как правило, насухо, конструктивно может быть выполнена более легкой, а иногда из материалов, используемых для подводной части сооружения.

Гравитационные причальные сооружения можно возводить на любых грунтах, в том числе и на слабых грунтах, специально закрепленных для восприятия расчетных нагрузок, что вызывает дополнительные затраты.

Некоторые типы этих сооружений успешно эксплуатируются в тяжелых гидрометеорологических условиях, в частности ледовых, и в агрессивной морской среде. Гравитационные причальные сооружения в зависимости от конструкции можно применять практически при любых глубинах, необходимых для эксплуатации современных крупнотоннажных судов.
Причальные сооружения из кладки массивов.

Выполняются из правильной кладки массивов массой 25-100 т, которые укладываются горизонтальными рядами – курсами с перевязкой швов. Наибольшее распространение получили набережные трапецеидального профиля из правильной массивной кладки. (пять рядов бетонных массивов массой по 30-50 т каждый). Основанием является каменная постель, выравниваемая водолазами или подводными планировщиками.

С тыловой стороны стенки для уменьшения горизонтального усилия засыпают каменную призму с фильтром из гравия для предотвращения вымывания песчаной засыпки через швы массивной кладки.
Рациональный профиль сооружений из кладки массивов массой около 100 т был предложен Союзморниипроектом, В нем были разработаны типовые проекты набережных для глубин 4,5 – 11,5 м. Благодаря ступенчатой форме кладки достигается более равномерное распределение поверхностной нагрузки у основания при обеспечении устойчивости сооружения в целом.

Н

абережная трапециидальной формы

Набережная конструкции Союзморниипроект
Набережная инженера Равье выполнена из трех курсов массивов по 45 т каждый. Массивы снабжены гребнями и пазами, увеличивающими их устойчивость на сдвиг один относительно другого. Массивы верхнего курса имеют двутавровую форму, остальные тавровую.

Набережная Равье

Пустотелые массивы изготавливаются для уменьшения массы сооружения и заполняются песком. Поверх песка для предотвращения его вымывания через швы между массивами был насыпан слой гравия толщиной 25 см. Масса массивов двух нижних курсов (с заполнителем) составляет около 50 т, верхнего курса 60 т.

Набережная из пустотелых массивов в порту Клайпеда

Причальные сооружения ряжевой конструкции.

Изготавливаются из дерева, сравнительно широко применялись в северных районах. В настоящее время практически не применяются. Ряжевые причальные сооружения целесообразно применять при наличии на месте строительства леса, местного камня, пригодного для гидротехнического строительства, и если в воде отсутствуют древоточцы. Дерево под водой сохраняется долго, а в зоне переменного горизонта устраивают бетонную надстройку.

При строительстве ряжевых сооружений не требуется дорогостоящего оборудования, дефицитных материалов, можно ограничиться грубым выравниванием постели. В причальных сооружениях из ряжей глубина у кордона, как правило, не превышает 10 м. Максимальная высота ряжей зависит от прочности древесины и не может превышать 17 м.

В практике портового строительства делались попытки создания ряжевых набережных из железобетонных элементов, однако распространения они не получили из-за высокой трудоемкости монтажных работ.

Причальные сооружения из массивов – гигантов.

М

ассивы-гиганты для набережных изготавливают в виде тонкостенных плавучих ящиков, которые буксируют на место, затапливают и затем заполняют песком или камнем. Массивы-гиганты могут быть в поперечном разрезе симметричной или несимметричной формы. Устанавливаются на глубинах 25 м и более. Из-за высокой стоимости сооружения из массивов-гигантов целесообразно лишь при большом объеме работ.

Сборные уголковые набережные.

По виду эти сооружения различаются:

1. 
   С внешней анкеровкой . На заранее выровненную водолазами каменную постель плавучим краном устанавливаются фундаментные плиты 1. Затем собирают лицевые плиты 2, а также тыловые анкерные плиты 4, закрепляющие лицевые при помощи анкерных тяг 3. С лицевой стороны причала подвешивают отбойное устройство из резиновых труб для амортизации ударных усилий, возникающих при подходе судов к причалу. По окончании сборки засыпают песок до проектной отметки.
2. 
   С внутренней анкеровкой . Отличаются от стенок с внешней анкеровкой тем, что в данном случае анкерные тяги 3 крепят непосредственно к фундаментным плитам 1. Благодаря этому значительно сокращаются длины анкерных тяг и отпадает необходимость в тыловых опорных плитах.

Недостаток этих обоих сооружений – довольно сложная технология подводного монтажа анкерных тяг.


Уголковые стенки

а – с внешней анкеровкой; б – с внутренней анкеровкой; в - контрфорсная
Набережные из оболочек большого диаметра.

Оболочки диаметром от 5 до 19 м, Масса 76 т. с толщиной стенок 0,15 м. При помощи плавкрана устанавливают вплотную одна к другой. Щели между оболочками заделывают подводным бетоном. Для возможности использования крана при монтаже иногда оболочки разрезают по высоте на кольца.

Конструкции свайных набережных в виде тонких стенок (больверков)

В прошлом тонкостенные причалы, строившиеся из деревянных свай, служили для приема мелкосидящих судов. В дальнейшем в связи с внедрением железобетона и проката длинных металлических шпунтовых свай большое распространение в портовом строении получили тонкие стенки из железобетона и металла.

Широкое применение стального шпунта в морском гидротехническом строительстве началось у нас в основном в послевоенное время. Опыт строительства показал, что применяя стальной шпунт, можно в короткие сроки с наименьшими затратами труда возводить причальные сооружения, удовлетворяющие современным требованиям. Больверки в ряде случаев оказываются и в экономическом отношении целесообразнее других конструкций.
Н

абережные из металлического шпунта и железобетонных элементов
а, б – больверки из металлического шпунта; в – ячеистые конструкции; г,д,е – больверки из железобетонных элементов
На рисунке а) показан больверк из металлического шпунта с одноярусной анкеровкой, возведенной в 1955 г. в одном из отечественных портов. Учитывая значительную свободную высоту, шпунт анкеруют металлическими тягами к тыловому анкерному ряду, выполненному из обрезков шпунта. При отсутствии обрезков анкерный ряд заменяют железобетонными плитами.

Коррозия шпунтов в подводной зоне значительно меньше, чем в зоне переменных уровней, поэтому для обеспечения защиты в верхней части устроена шапочная балка из сборных железобетонных плит-оболочек. При небольшой высоте стенки анкеровка больверка не требуется. Однако подобные конструкции в причальных сооружениях встречаются редко.

В больверках с анкером весьма ответственным узлом являются анкерные устройства, сохранность и правильная работа которых во многом определяют долговечность сооружения. Поэтому предусматривается их защита специальным антикоррозийным составом, а для равномерного натяжения тяг, расположенных через 1,5-4 м, применяются специальные муфты – талрепы.

Следует отметить, что в тонкостенных конструкциях под воздействием бокового давления засыпки (распора), усиленного эксплуатационными нагрузками (от веса складируемого груза, подвижного состава, перегрузочных машин и т.д.), образуются значительные изгибающие моменты. Для уменьшения изгибающих моментов используется двухъярусная анкеровка шпунтовых стенок (рис. б). При небольших глубинах иногда применяют ячеистые конструкции (рис. в). Из плоских шпунтовых свай образуют отдельно замкнутые ячейки, заполняемые грунтом.

Недостаток металлических больверков – значительный расход стали длинномерного проката. Поэтому сталь часто заменяют железобетоном, требующим значительно меньшего расхода металла и обладающим к тому же повышенной коррозийной стойкостью. Применение свай из обычного железобетона в глубоководных больверках нецелесообразно из-за его малой трещиностойкости.

С внедрением предварительно напряженного железобетона в портовом строении появились новые возможности широкого применения

больверков рациональной конструкции. В этом отношении заслуживает внимания разработанный в 1957 г. в Ленморниипроекте типовой проект больверка из плоского железобетонного предварительно напряженного шпунта (рис. г).

При больших высотах стенок обычно целесообразно переходить от плоского шпунта к тавровому (рис. д) или сваям-оболочкам диаметром 1,2 – 1,6 м (рис. е).

В настоящее время считается рациональным возводить больверки из железобетона на глубинах до 13 м, а свыше 13 м - из мощных металлических свай.
Конструкции сквозных причальных сооружений
Отличительной особенностью сквозных причальных сооружений является отсутствие у них сплошной стенки в подводной части. Верхнее строение таких сооружений опирается на отдельно стоящие сваи или бычковые опоры, погружаемые в грунт на определенную глубину. В связи с отсутствием сплошной стенки сквозные причалы воспринимают меньше по сравнению с причальными сооружениями сплошной конструкции и обычно являются более легкими сооружениями.

Сквозные причальные сооружения в зависимости от расположения свай подразделяются на две группы:

1. 
   Эстакады.

В эстакадах сваи размещают более или менее равномерно по всей длине, образуя так называемое свайное поле. Этот тип сооружения применяется наиболее часто.

1. 
   Мостового типа .

В конструкциях мостового типа сваи забивают группами в виде отдельных бычковых опор, пространство между которыми перекрывается пролетным строением. Сами бычковые опоры могут иметь сквозную или сплошную конструкции.

Под общим понятием морское или речное гидротехническое сооружение подразумевается объект, рассчитанный на взаимодействие с водной средой в разнообразии ее состояний (соленость воды, значительное ветровое волнение, приливные явления, паводки, ледовые воздействия и др.).

Гидротехническое сооружение, предназначенное для обеспечения стоянки около него судна на швартовах, называется причальным сооружением. Причальные сооружения образуют причальный фронт для стоянки судов, выполнения перегрузочных работ, снабжения, отстоя и других операций. Причальная линия отображает плановую конфигурацию расположения причальных сооружений в причальном фронте. Причалом называется участок причальной линии, отведенный для обслуживания одного судна определенных размерений (габаритной длины и осадки в грузу).

Причальные сооружения классифицируются по назначению, расположению в плане, типу конструкций, материалу изготовления, способу строительства.

По эксплуатационному назначению причальные сооружения специализируются в зависимости от рода перерабатываемых грузов, направления грузопотока, типа и размерений швартующихся судов и других специальных факторов.

По расположению в плане причальные сооружения могут быть разделены на набережные, пирсы, плавучие и рейдовые причалы.

Набережными называются причальные сооружения, сопрягающие берег с акваторией фронтально линии уреза воды. Набережная стенка представляет собой конструкцию в виде сплошной подпорной стенки. Сквозная, или эстакадная, набережная - это безраспорное сооружение, сопрягаемое с берегом при помощи отдельно стоящих опор (свай, свай-оболочек). При возведении набережных требуется выполнение сравнительно небольших объемов строительных работ, имеется возможность применения метода поточного строительства, облегчается маневрирование судов технического и специального флота строителей. Значительные тыловые территории за набережными могут быть использованы для временных сооружений строителей.

Пирсы - это причальные сооружения с двусторонним доступом для судов, выступающие с берега в акваторию под углом, по отношению к урезу воды часто прямым. Пирсовая система требует меньшего удельного объема дноуглубительных работ из расчета на причал. Корневые части пирсов примыкают к участкам берега, на которых затруднено расположение временных сооружений строителей из-за отсутствия тыловых территорий.

Плавучие причалы применяют при значительных колебаниях уровня ливных морей, паводковых и ливневых колебаниях рек, недостаточных глубинах у стационарных причалов порта как временные для переработки эпизодического грузопотока и легко убираемые при ледоходах.

Рейдовые причалы устраивают на значительных глубинах защищенных и недостаточно защищенных от волнения акваторий порта, а также на открытых рейдах.

Способы производства работ при возведении причальных сооружений можно классифицировать по важнейшему признаку - степени использования акватории и берега.

Строительство причалов может производиться с воды, с берега, на берегу, комбинированным способом.

При строительстве с воды (рис. 1) применяют плавучие средства. Строительство с берега или на берегу выполняют без участия плавсредств. Строительство с берега может производиться пионерным способом (рис. 2, а-в), применяемым для пирсовых конструкций. Примерами строительства на берегу являются способы: «стена в грунте» (рис. 3); за временными земляными дамбами (рис. 4); шпунтовыми и другими видами перемычек (иногда требующими проведения водоотлива или водопонижения); забивкой стального и железобетонного шпунта в стенки больверков на берегу, а также при опускании колодцев и кессонов на суше. При комбинированном способе строительства временные конструкции устраивают с воды, а постоянные возводят с берега (рис. 5). Деревянные подмосточные сваи для устройства на них нитки рельсового пути под катучую металлическую тележку забивают плавучим копром. Железобетонные сваи основной конструкции погружают при помощи копра, установленного на катучей тележке.

Любой из этих способов требует в заключительной фазе строительства работы дноуглубительных снарядов для образования необходимых глубин на подходных к причалам акваториях и каналах.

Строительство деревянных мостков и причалов всегда организуется с целью обеспечения удобного и безопасного доступа людей к воде. С течением времени к способам возведения данных надводных сооружений, добавляются новые технологии, основанные на применении современных строительных материалов. Сейчас можно выбирать, построить деревянный причал на свайном фундаменте, который прослужит не один год, или возвести за пару дней понтонную конструкцию для сезонного использования. На выбор конструкции причала и способа ее возведения оказывают влияние особенности грунта в прибрежной зоне водоема, рельеф береговой линии, скорость течения реки, а также нагрузки, создаваемые в весенний период таящим ледовым панцирем. Габариты сооружения зависят от его назначения и интенсивности эксплуатации.

Пристани и причалы можно использовать для купания и загорания, швартовки маломерных судов (весельных и моторных лодок, катамаранов, водных мотоциклов, катеров), романтического отдыха на воде в беседках, установленных прямо на деревянном настиле.

Участок берега водоема, оборудованный специальными приспособлениями для швартовки маломерных судов, а также их стоянки, ремонта и технического обслуживания, называют причалом. С точки зрения инженерного устройства данные сооружения подразделяются на следующие подвиды:

• причальные стенки, возводящиеся вдоль берега водоема из габионов и железобетонных изделий;
• понтонный причал, устраивающийся на плавучей платформе из пластиковых бочек, труб, специальных емкостей;
• причал на деревянных или металлических винтовых сваях, вбитых или вкрученных в дно водоема;
• пирс – причал, располагающийся перпендикулярно к береговой линии водного объекта.

Оформление спуска к водоему с помощью сооружения пристаней и причалов увеличивает привлекательность места отдыха и обеспечивает необходимый уровень безопасности

В русских деревнях, раскинувшихся по берегам полноводных рек, можно увидеть деревянные причалы для рыбацких лодок, построенных на свайном фундаменте. Ранее в качестве свай использовались твердые породы дерева. Чаще всего в ход шли лиственничные, дубовые или ольховые бревна. В настоящее время предпочтение больше отдается металлическим сваям, которые могут быть забивными и винтовыми. Данные виды свай отличаются друг от друга строением, а также способом установки.

Вариант #1 – забивные сваи

Забивные сваи изготавливают в виде стальных труб, снабженных заостренным наконечником. В грунт данные сваи забиваются копрами (сваебойными машинами). Подобный способ монтажа может негативно отразится на состоянии металла. Сваю может «повести» и даже скрутить спиралью. В случае такой деформации металла свая не дойдет слоя твердого грунта, а значит, не сможет быть полноценной опорой для сооружаемого причала. Не всегда спецтехника может подъехать к месту строительства причального сооружения. Поэтому при устройстве свайного фундамента своими руками используют винтовые сваи.

Вариант #2 – винтовые сваи

Винтовая свая, как и забивная, изготавливается из металлической трубы. Около ее нижнего конусообразного конца приваривается лопасть определенной конфигурации, а на другом конце – оголовок, необходимый для крепления основы будущего причала. Благодаря этой лопасти-винту свая легко вкручивается в донный грунт, при этом не приходится прикладывать слишком больших физических усилий. Во время плавного вращения винтовая свая равномерно входит в грунт. Риск деформации стенок трубы при этом минимален. Длина винтовых свай может достигать 11 м. При необходимости труба может наращиваться или, наоборот, обрезаться.

Монтаж деревянного причала сложной формы в зимнее время существенно упрощает ведение работ. По льду можно легко добраться до любого места строительства

Чем большую нагрузку должна выдерживать свая, тем больше должен быть диаметр ее ствола. При этом имеет значение и толщина ее стенок.

Правила монтажных работ

Перед началом монтажных работ необходимо рассчитать точное количество свай, подобрать нужный диаметр с учетом нагрузки. Вычислить минимальное расстояние между соседними сваями, при котором материал ростверка не будет провисать. Длина свай подбирается исходя из типа грунта и глубины его промерзания в данной местности.

После завинчивания винтовой сваи на определенную глубину в полость ее ствола заливают бетон (марка М300 и выше). Этот прием увеличивает несущую способность опорного элемента. При монтаже свайного фундамента в зимнее время в бетонный раствор добавляют специальные присадки. Кстати, установку свай для причала предпочтительнее проводить зимой. На льду гораздо удобнее и дешевле проводить работы, чем в воде. Если грунт неоднороден по структуре, то сваи устанавливают на различную глубину, после чего выравнивают по заданному уровню.

Схематичное изображение деревянного причала, построенного на свайном фундаменте. Длина винтовых свай определяется методом пробного бурения, во время которого можно узнать глубину залегания твердых слоев грунта

Винтовые сваи подходят для многоразового использования. Их можно вкручивать, а при необходимости демонтажа надводной конструкции – выкручивать. Правда, при этом заливать бетоном ствол сваи не рекомендуется. Прослужить винтовые сваи могут несколько десятилетий, особенно, если их поверхность обработана специальным химическим составом. Это значит, что причал, возведенный на свайном фундаменте, можно будет эксплуатировать в течение длительного времени.

Отдельно стоящие сваи объединяют в единую конструкцию с помощью швеллера, приваренного к их оголовкам. Иногда в качестве связующего звена используется брус. Все сварочные швы нуждаются в обработке специальной составом, изготовленным на основе эпоксидной смолы, эмали или краски. Данное покрытие защищает швы, находящиеся во влажной среде, от коррозии.

На грунтах из скальных пород монтаж свайного фундамента произвести невозможно. В этом случае рассматриваются иные варианты устройства причалов и пирсов.

В качестве материалов, используемых для укладки настилов на причалах и пирсах, применяется водостойкая древесина ценных пород (лиственница, акация, ипе, кумару, гарапа, бангирай, массарандуба, мербау). Каждый сорт дорогостоящей древесины обладает своим неповторимым цветом и особенной текстурой. Удешевить строительство можно за счет использования современных водоотталкивающих полимерных и древесно-полимерных материалов, на основе которых изготавливаются специальные палубные и террасные доски. Эти материалы идеально подходят для строительства надводных сооружений, так как:

• не поддаются процессу гниения и разложения от воздействия влажности и атмосферных осадков;
• не подвержены деформации, потому что не усыхают, не разбухают, не выгибаются и не перекашиваются, не коробятся и не растрескиваются (в отличие от многих сортов натуральной древесины);
• способны без потерь декоративных качеств переносить значительные перепады температур, воздействие ультрафиолетового излучения;
• обладают высокой стойкостью к истиранию;
• выдерживают большие ударные нагрузки;
• имеет нескользящую рифленую поверхность, позволяющую безопасно передвигаться по причалу во время или после дождя.

Полимерная палубная доска, используемая для монтажа настилов на причалах и пирсах, не нуждается в защите лаками и маслами, что значительно упрощает уход за ее поверхностью.

Монтаж деревянного настила на жесткий каркас, закрепленный на свайном фундаменте. Обработка досок защитными составами, предохраняющими их от преждевременного износа

Монтаж деревянного настила проводят путем использования технологии скрытого крепежа. При отделке готового причала устанавливают перильные ограждения, спуски в воду, а также швартовые кранцы и другие приспособления, необходимые для эксплуатации маломерных судов.

Пример сборки простейшего понтонного причала

Для построения небольшого причала понтонного типа приобретают деревянный брус, строганные доски, гвозди, саморезы, металлические уголки, 200-литровые бочки и веревки для их закрепления. Квадратный каркас конструкции собирают из бруса сечением 100 на 50 мм на берегу. Длина стороны квадрата равна 2,5 метра. Рама усиливается по углам с помощью деревянных брусков, устанавливаемых дополнительно. Углы рамной конструкции должны быть прямыми (90 градусов).

Конструкция, собранная из деревянного бруса и герметичных бочек, является примером простейшего причала понтонного типа, обеспечивающего подход к водоему

Плавучесть причала обеспечивается четырьмя 200-литровыми бочками, используемыми ранее для хранения нефтепродуктов. Бочки должны быть абсолютно герметичными. Для обеспечения этого требования вокруг пробок наносят герметик или силикон, предотвращающий попадание вовнутрь емкостей воды. Для лучшего крепления бочек к рамной конструкции используйте дополнительные бруски (50 на 50 мм), которые прикрепите к основному каркасу с помощью металлических уголков. В данных брусках сверлят отверстия, через которые протягивают веревки для надежного закрепления бочек, расположенных по обеим сторонам каркаса, параллельно друг другу.

Перевернутая рама, готовая к спуску на воду, переносится в водоем без настила, который утяжелит ее вес в несколько раз

Затем деревянную раму прямоугольной формы переворачивают, при этом бочки оказываются снизу сооружения. В таком положении конструкция устанавливается в водоеме около берега. Для ее крепления используется якорная система. Можно также привязать конструкцию к свае, ввинченной в грунт на берегу водоема, или столбу, вкопанному в землю и забетонированному. На последнем этапе прибивается к каркасу настил из строганных досок. Также сооружается небольшой мостик, обеспечивающий доступ к причалу с берега водоема.

Окончательный вид понтонного причала, используемого в летний период. С наступлением холодов надводное сооружение разбирается и убирается на хранение до следующего сезона

Еще один вариант устройства мостков

Из грузовых автошин, отработавших свой срок, сооружают столбы. Для этого резиновые покрышки связывают друг с другом тросами или прочными веревками. Затем связанные шины закатывают в воду и устанавливают на дно водоема. Импровизированные столбики должны торчать из воды. Устойчивость столбов в воде обеспечивается с помощью речных булыжников, закидываемых внутрь покрышек. Затем на сооруженные столбы устанавливают деревянные мостки.

Что делать, если ваш причал уплыл?

Простые надводные сооружения владелец участка, выходящего к реке или озеру, может построить своими силами. Пирсы, уходящие на несколько метров от берега вглубь водоема, должны возводить компании, располагающие компетентными специалистами и профессиональным оборудованием. Если сэкономить на проектировании и строительстве причала, пригласив сомнительные фирмы для выполнения работ, то можно «потерять» надводное сооружение. Оно просто уплывет от берега.