СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК E02B3/06 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способу возведения оградительных и причальных сооружений гравитационного типа из оболочек большого диаметра, преимущественно на слабых, в том числе на илистых, грунтах.

Как известно при строительстве гидpотехнических сооружений, состоящих из двух оболочек разного диаметра, размещенных вертикально и эксцентрично одна относительно другой и загруженных материалом заполнителя, когда возведение сооружения ведется способом, включающим установку оболочек на поверхность грунта основания, заглубление наружной оболочки в грунт основания и последовательное заполнение, начиная от уровня поверхности грунта основания внутренней оболочки в грунт основания и последовательное заполнение, начиная от уровня поверхности грунта основания внутренней оболочки грунтом засыпки и кольцевой полости между стенками внутренней и наружной оболочек монолитным бетоном, в случае слабых грунтов основания возможны неравномерные осадки сооружения.

Такие неравномерные осадки сооружения будут происходить из-за несимметричного распределения нагрузок от его собственного веса в плоскости подошвы сооружения, перекос которого может вызвать нарушение его общей устойчивости и, тем самым, снизить его надежность.

За прототип принят способ возведения комбинированного глубоководного пала гравитационного типа в виде двух оболочек разного диаметра соосно расположенных относительно вертикальной оси, в котором первоначально погружают ниже отметки поверхности грунта основания жесткую внутреннюю оболочку большого диаметра, далее, также ниже указанной отметки, погружают наружную оболочку, затем грунтом засыпки выше отметки поверхности грунта основания заполняют частично полость внутренней оболочки и полностью кольцевую полость между стенками внутренней и наружной оболочек, после чего устраивают верхнее строение, перекрывающее верхние торцы стенок наружной и внутренней оболочек (авт.св. N 977556, кл. Е 02 В 3/22, 1978).

Недостатком указанного способа возведения пала является низкая его надежность, особенно в случае слабых грунтов основания, так как в таком случае под нижними торцами стенок оболочек окажется недостаточно прочный грунт, в результате чего во время эксплуатации пала, подвергающегося частому воздействию горизонтальных нагрузок от швартующихся к нему судов, может возникнуть наклон пала и вследствие этого произойти нарушение общей устойчивости сооружения.

Задачей изобретения является повышение надежности гидротехнического сооружения.

Для решения указанной задачи в известном способе возведения гидротехнического сооружения, включающем установку на дно водоема двух оболочек большого диаметра, размещенных одна в другой соосно относительно вертикальной оси и с зазором между их стенками, из которых внутренняя оболочка имеет большую высоту, чем наружная оболочка, погружение обеих оболочек в грунт основания на проектную глубину, послойное заполнение грунтом засыпки полости внутренней оболочки и кольцевой полости между стенками внутренней и наружной оболочек с послойным уплотнением грунта засыпки и последующий монтаж верхнего строения на верхней части внутренней оболочки, при выполнении работ по заполнению обеих оболочек грунтом засыпки первоначально засыпают полость внутренней оболочки, далее производят перемешивание грунта основания с грунтом засыпки в полости внутренней оболочки, а также ниже отметки нижнего ее торца на расчетную глубину, обеспечивающую возможность перемешивания грунтов, с одновременным уплотнением образовавшейся грунтовой смеси путем использования виброустановки для глубинного уплотнения грунтов, затем заполняют грунтом засыпки кольцевую полость между стенками внутренней и наружной оболочек, производят перемешивание грунта основания с грунтом засыпки в кольцевой полости и ниже до глубины, достигнутой под нижним торцом внутренней оболочки с одновременным уплотнением образовавшейся грунтовой смеси с помощью виброустановки для глубинного уплотнения грунтов, причем процесс перемешивания и уплотнения указанных грунтов продолжают вплоть до создания в основании сооружения под нижними торцами обеих оболочек единой подушки из уплотненной грунтовой смеси и, наконец, досыпают полость внутренней оболочки грунтом засыпки с одновременным его уплотнением.

На фиг.1 а,б,в,г,д; на фиг.2 е,ж,з показаны последовательные этапы возведения на слабых грунтах гидротехнического сооружения в виде пала гравитационного типа, представленного в поперечном разрезе (на фиг.2 и дано сечение А-А на фиг.1 а).

Для реализации данного способа возведения гидротехнического сооружения используются две оболочки большого диаметра, свыше 10,0 м, размещаемые в сооружении соосно относительно вертикальной оси и с зазором между их стенками, из которых внутренняя оболочка имеет большую высоту, чем наружная оболочка.

При этом предусматривается возможность следующих вариантов выполнения наружной оболочки:
наружная оболочка снабжена изнутри радиально расположенными вертикальными контрфорсами, которыми она жестко скреплена с наружной стороной внутренней оболочки;
наружная оболочка также снабжена изнутри контрфорсами, которые в отличие от первого варианта не связаны с внутренней оболочкой и служат только для достижения соосности расположения наружной и внутренней оболочек при их установке;
наружная оболочка не имеет контрфорсов, поскольку внутренняя и наружная оболочки устанавливаются независимо друг от друга.

Далее рассмотрен способ возведения гидротехнического сооружения применительно к первому варианту исполнения наружной оболочки, когда она своими контрфорсами жестко скреплена с внутренней оболочкой.

Способ осуществляется следующим образом.

Сначала на дно 1 водоема устанавливают внутреннюю оболочку 2 вместе с наружной оболочкой 3, которая своими контрфорсами 4 жестко скреплена с внутренней оболочкой 2 в нижней ее части (фиг.1а и фиг.2).

Затем производят совместное погружение обеих оболочек в грунт основания 5 до проектной отметки известным способом, например путем задавливания (фиг. 1б). После этого приступают к работам по заполнению обеих оболочек грунтом засыпки 6, которым первоначально засыпают полость внутренней оболочки 2 (фиг.1в).

Далее производят перемешивание грунта основания 5 с грунтом засыпки 6 в полости внутренней оболочки 2, а также ниже отметки нижнего ее торца на расчетную глубину, обеспечивающую возможность перемешивания грунтов под нижним торцом внутренней оболочки 2, с одновременным уплотнением образовавшейся грунтовой смеси 7 путем использования виброустановки 8 для глубинного уплотнения грунтов (фиг.1 г).

Затем заполняют грунтом засыпки кольцевую полость между стенками внутренней 2 и наружной 3 оболочек (фиг.2 з).

После этого производят перемешивание грунта основания 5 с грунтом засыпки 6 в кольцевой полости и ниже до глубины, достигнутой под нижним торцом внутренней оболочки 2, с одновременным уплотнением образовавшейся грунтовой смеси 7 с помощью виброустановки 8 для глубинного уплотнения грунтов, причем процеcc перемешивания и уплотнения указанных грунтов продолжают вплоть до создания в основании сооружения под нижними торцами обеих оболочек единой подушки из уплотненной грунтовой смеси 7 (фиг.2 е).

Далее досыпают полость внутренней оболочки 2 грунтом засыпки 6 с одновременным его уплотнением (фиг.2 ж).

Завершают возведение сооружения монтажом на верхней части внутренней оболочки 2 верхнего строения, состоящего из круглой плиты 9 и кольцевого оголовка 10 (фиг.2 з).

В связи с тем, что при применении предлагаемого способа возведения гидротехнического сооружения предусматривается погружение наружной оболочки 3 в грунт основания 5 и заполнение кольцевой полости уплотненной грунтовой смесью 7, создается возможность предотвратить размыв грунта основания 5 вокруг внутренней оболочки 2 под воздействием волнения, течений и работы судовых винтов.

Кроме того, создание единой подушки из уплотненной грунтовой смеси 7 в основании сооружения под нижними торцами внутренней 2 и наружной 3 оболочек приводит к тому, что при воздействии на сооружение внешних нагрузок уменьшаются величины напряжений в его основании и снижается опасность возникновения значительных по величине осадок и горизонтальных смещений сооружения.

Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в способах возведения оградительных и причальных сооружений гравитационного типа из оболочек большого диаметра, преимущественного на слабых, в том числе, илистых грунтах. Сущность: при возведении гидротехнического сооружения после установки на дно водоема внутренней и наружной оболочек их погружают в грунт основания на проектную глубину. Затем грунтом засыпки частично загружают полость внутренней оболочки, перемешивают грунт основания с грунтом засыпки в полости внутренней оболочки, а также ниже отметки ее нижнего торца на расчетную глубину и одновременно уплотняют образовавшуюся грунтовую смесь с помощью виброустановки для глубинного уплотнения грунтов. Далее загружают грунтом засыпки кольцевую полость между стенками внутренней и наружной оболочек, в которой аналогичным образом до той же глубины перемешивают грунт основания с другим грунтом засыпки и уплотняют образовавшуюся смесь. За счет того, что наружная оболочка погружена в грунт основания, а кольцевая полость заполнена уплотненной грунтовой смесью, предотвращается размыв грунта основания вокруг внутренней оболочки. Так как в основании сооружения под нижними торцами обеих оболочек создается единая подушка из уплотненной грунтовой смеси, то при воздействии на сооружение внешних нагрузок уменьшаются величины напряжений в его основании и снижается возможность возникновения значительных по величине осадок и горизонтальных смещений сооружения. Далее послойно заполняют полость внутренней оболочки грунтом засыпки, который также уплотняют послойно. Заканчивают возведение сооружения монтажем верхнего строения на верхней части внутренней оболочки. 2 ил.

СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ, включающий установку на дно водоема двух оболочек большого диаметра, размещенных одна в другой соосно относительно вертикальной оси и с зазором между их стенками, из которых внутренняя оболочка имеет большую высоту, чем наружная оболочка, погружение обеих оболочек в грунт основания на проектную глубину, послойное заполнение грунтом засыпки полости внутренней оболочки и кольцевой полости между стенками внутренней и наружной оболочек с послойным уплотнением грунта засыпки и последующий монтаж верхнего строения на верхней части внутренней оболочки, отличающийся тем, что при выполнении работ по заполнению обеих оболочек грунтом засыпки первоначально засыпают полость внутренней оболочки, далее производят перемешивание грунта основания с грунтом засыпки в полости внутренней оболочки, а также ниже отметки нижнего ее торца на расчетную глубину, обеспечивающую возможность перемешивания грунтов под нижним торцом внутренней оболочки, с одновременным уплотнением образовавшейся грунтовой смеси путем использования виброустановки для глубинного уплотнения грунтов, затем заполняют грунтом засыпки кольцевую полость между стенками внутренней и наружной оболочек, производят перемешивание грунта основания с грунтом засыпки в кольцевой полости и ниже до глубины, достигнутой под нижним торцом внутренней оболочки, с одновременным уплотнением образовавшейся грунтовой смеси с помощью виброустановки для глубинного уплотнения грунтов, причем процесс перемешивания и уплотнения указанных грунтов продолжают вплоть до создания в основании сооружения под нижними торцами обеих оболочек единой подушки из уплотненной грунтовой смеси, после чего досыпают полость внутренней оболочки грунтом засыпки с одновременным его уплотнением.