Способ строительства военно-морской базы на открытом участке воды Российский патент 2023 года по МПК E02B1/00 E02B17/00 

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, а именно к способу строительства военно-морской базы на открытом участке воды, что позволяет при соответствующем применении сформировать развитую систему пунктов базирования Военно-морского флота.

Из существующего уровня техники известен ряд решений, применение которых позволяет построить гидротехнические сооружения различного функционального назначения.

Известно изобретение «Пирс и способ его строительства» (по патенту Российской Федерации на изобретение RU 2034951 С1 от 5.10.1995 г.). Строительство данного сооружения заключается в устройстве двух взаимно заанкеренных стен и обратной засыпки между ними, в том числе в установке двух монтажных свайных эстакад, навешивании на эстакады ригелей, попарно соединяемых между собой шарнирно крепящимися параллельными анкерными тягами, установке на нижние опорные выступы ригелей стеновых панелей, устройстве поверх стеновых панелей и ригелей объединяющего оголовка. Недостатком указанного изобретения является отсутствие возможности гарантированного обеспечения проектного положения низа сооружения после устройства обратной засыпки в течение длительного периода эксплуатации. Таким образом, при эксплуатации сооружения, возведенного данным способом, вдали от прибрежной зоны увеличивается вероятность его опрокидывания при значительной скорости перемещения водных масс.

Известен «Способ строительства портового гидротехнического сооружения» (по патенту Российской Федерации на изобретение RU 2656399 С1 от 5.06.2018 г.), который реализуется посредством устройства заанкеренных стен и обратной засыпки между ними с установкой двух монтажных свайных эстакад, навешиванием на эти эстакады ригелей, попарно соединенных между собой связями, установки между смежными ригелями каждой эстакады стеновых панелей, устройства поверх стеновых панелей и ригелей объединяющего их оголовка, навешивания на эстакады ригелей и соединяющих их связей в виде единой жесткой геометрически не изменяемой рамной конструкции, закрепления расстояния между монтажными свайными эстакадами фиксаторами опорных элементов ригелей, опирания стеновых панелей, устанавливаемых между смежными ригелями каждой эстакады, на грунтовое основание.

Недостатком указанного способа строительства гидротехнического сооружения являются сложность процесса монтажа и стыковки строительных конструкций, а также необходимость специальной подготовки рабочего персонала. Кроме этого, попеременное воздействие воды на стеновые панели, оголовки из пустотелых блоков, заполненных цементным камнем, вызывает вымывание песка, а также изменение химического состава цементного камня, что не позволяет использовать данное техническое решение при строительстве на открытом участке воды.

Известен «Способ образования новой территории суши на дне морей и океанов» (по патенту Российской Федерации на изобретение RU 2044117 С1 от 20.09.1995 г.), принятый в качестве прототипа заявленного технического решения. Способ реализуется посредством ограждения планируемого к осушению участка морской или океанической акватории в нейтральных водах многоконтурной опорной замкнутой плотиной по периметру высотой выше максимально возможного уровня вод, при этом плотина с внешней боковой поверхности, подошве и в межконтурье имеет открываемые приемно-испускающие отверстия, соединенные с радиальной и вертикальной системой каналов, внутри плотины связанные в местах пересечения управляемыми заслонками, позволяющими перераспределять токи морских течений и грунтовых вод относительно среднего направления их движения, направляя их по прежнему маршруту, с последующим полным удалением воды. При этом для уменьшения турбулизации течений по глубинам на боковой поверхности тела плотины параллельно плоскости дна установлены управляемые радиальные оребрения, а для создания «тихой воды» к внешней боковой поверхности плотины прикреплен эластичный волногаситель поверхностных вод, образующий также акваторию гидроаэродрома. Недостатком указанного способа образования новой территории является установка многоконтурной плотины на морское или океаническое дно, что усложняет доставку ограждающей конструкции к месту осушения территории, а также требует специальной подготовки рабочего персонала. Кроме этого, массивная ограждающая конструкция требует специально подготовленный фундамент, что вызывает необходимость проведения работ непосредственно в воде.

Предложенное авторами изобретение позволяет устранить выявленные недостатки известного технического решения.

Технический результат заключается в исключении использования массивной ограждающей конструкции, а именно многоконтурной опорной замкнутой плотины, путем установки свай-оболочек, что приводит к сокращению количества используемого для монтажа специализированного оборудования, плавсредств и рабочего персонала, а также в повышении устойчивости конструкций к гидродинамическому воздействию при строительстве на морском или океаническом дне за счет помещения гидротехнического бетона во внутреннее пространство свай-оболочек.

Указанный технический результат достигается следующим образом. Общими признаками прототипа и заявляемого способа является то, что для строительства военно-морской базы ограждается периметр морского или океанического дна, проводится полное удаление воды из огражденного участка, выполняется дренажная система отвода грунтовых вод осушаемой территории.

Отличительными признаками заявляемого способа являются:

1. использование в качестве ограждающей конструкцией свай-оболочек, установленных вплотную выше максимального уровня воды под прямым углом к морскому или океаническому дну;

2. заполнение внутреннего пространства свай-оболочек гидротехническим бетоном;

3. удаление верхнего слоя морского или океанического дна;

4. устройство цементно-песчаной подушки, поверх которой выполняется засыпка и уплотнение грунта для равномерного распределения нагрузки от проектируемых зданий и сооружений;

5. устройство свайного поля под проектируемые здания и сооружения военно-морской базы для обеспечения несущей способности фундаментов указанных объектов;

6. удаление воды из огражденного участка насосами вспомогательного судна.

Совместное применение в заявляемом способе указанных отличительных признаков позволяет получить положительный эффект, который заключается в том, что повышается долговечность, прочность и устойчивость возводимого объекта на открытом участке воды, обеспечивается технологичность выполнения строительно-монтажных работ в условиях открытого водного пространства.

Предложенный способ пояснен чертежами.

На фиг. 1 представлена схема установки свай-оболочек.

На фиг. 2 представлена схема удаления воды из огражденного участка насосами вспомогательного судна.

На фиг. 3 представлена схема удаления верхнего слоя морского или океанического дна для укладки цементно-песчаной подушки.

На фиг. 4 представлена схема размещения цементно-песчаной подушки в огражденном пространстве.

На фиг. 5 представлена схема укладки грунта засыпки в огражденное пространство;

На фиг. 6 представлен общий вид военно-морской базы на открытом участке воды в разрезе.

На представленных фигурах используются следующие обозначения арабскими цифрами:

1 - морское или океаническое дно;

2 - уровень воды;

3 - свая-оболочка;

4 - вспомогательное судно с копровым оборудованием;

5 - вспомогательное судно с насосной станцией;

6 - насосная станция;

7 - насосный шланг;

8 - выходной патрубок;

9 - мини-экскаватор;

10 - вспомогательное судно с крановым оборудованием;

11 - грунт морского или океанического дна;

12 - верхний песчаный слой;

13 - цементно-песчаный раствор;

14 - грунт засыпки;

15 - здания и сооружения военно-морской базы.

Применение способа строительства военно-морской базы на открытом участке воды осуществляется следующим образом.

Перед началом выполнения строительных работ осуществляется подбор места будущего размещения военно-морской базы с применением воздушного или водного транспорта (например, вертолета или разведывательного судна). Проведению строительно-монтажных и гидротехнических работ предшествует выполнение геологических изысканий для определения степени пригодности строительства военно-морской базы. Границы участка определяются на карте по системе координат.

Первый этап строительных работ по возведению военно-морской базы на открытом участке воды заключается в установке ограждающей конструкции. Для этого на выбранный участок морского или океанического дна (1) отправляется вспомогательное судно с копровым оборудованием (4) и вспомогательное судно (на фигурах не показано), перевозящее сваи-оболочки (3).

Копер вспомогательного судна (4) помещает сваю-оболочку (3) в направляющие и за счет действия дизель-молота, вбивает сваи-оболочки (3) вплотную друг к другу выше максимального уровня воды (2) под прямым углом к морскому или океаническому дну (1). После их устройства во внутреннее пространство свай-оболочек (3) помещается гидротехнический бетон с использованием специализированного оборудования для подачи цементной смеси, находящего на вспомогательном судне (например, на судне (4).

Второй этап строительных работ заключается в полном удалении воды из огражденного участка и монтаже дренажной системы отвода грунтовых вод осушаемой территории. Вода удаляется в открытое морское или океаническое пространство путем действия насосной станции (6), находящийся на вспомогательном судне (5); принцип действия насосной станции (6) основан на использовании центробежной силы, которая в свою очередь выталкивает поступающую воду из насосного шланга (7) в выходной патрубок (8). Дренажная система является сетью взаимосвязанных каналов, образующих узел в углах огражденного участка, представляющий емкость с насосом, удаляющий грунтовую воду за пределы огражденного участка.

Следующий этап строительных работ по возведению военно-морской базы на открытом участке воды заключается в устройстве цементно-песчаной подушки. Для этого на осушенную поверхность опускают мини-экскаватор (9) (землеройная машина массой до 10 т) для среза грунта верхнего слоя морского или океанического дна (11) с последующим его удалением за пределы огражденного участка путем его перемещения вспомогательным судном с крановым оборудованием (10). На срезанный участок устраивается цементно-песчаная подушка до уровня морского или океанического дна (1), поверх которой засыпается и уплотняется грунт для равномерного распределения нагрузки от проектируемых зданий и сооружений военно-морской базы в следующем порядке: в огражденное пространство слоями укладывают цементно-песчаный раствор (13); затем укладывают верхний песчаный слой (12), который в последующим разравнивается, при этом каждый слой тщательно трамбуется уплотняющими машинами, помещенными на огражденный участок со вспомогательного судна (10). Поверх песчаного слоя (12) укладывается грунт засыпки (14). На верхний уплотненный слой грунта засыпки (14) укладывается гидроизоляционный материал, чтобы уберечь фундаментные сваи проектируемых зданий и сооружений военно-морской базы (15) от влаги.

Пятый этап строительных работ заключается в устройстве свайного поля для обеспечения несущей способности фундаментов зданий и сооружений военно-морской базы (15). Для этих целей используются винтовые сваи. На огражденный участок с помощью вспомогательного судна (10) помещают копер для завинчивания свай с необходимым оборудованием.

Использованные источники

1. Патент на изобретение РФ RU 2034951 С1 от 5.10.1995, «Пирс и способ его строительства».

2. Патент на изобретение РФ RU 2656399 С1 от 5.06.2018, «Способ строительства портового гидротехнического сооружения».

3. Патент на изобретение РФ RU 2044117 С1 от 20.09.1995, Способ образования новой территории суши на дне морей и океанов» - прототип.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, а именно к способу строительства военно-морской базы на открытом участке воды, что позволяет при соответствующем применении сформировать развитую систему пунктов базирования Военно-морского флота. Способ заключается в ограждении по периметру участка морского или океанического дна, в полном удалении воды из огражденного участка насосами вспомогательного судна, выполнении дренажной системы отвода грунтовых вод осушаемой территории. Согласно изобретению ограждающей конструкцией являются сваи-оболочки 3, установленные вплотную выше максимального уровня воды 2 под прямым углом к морскому или океаническому дну 1, после устройства которых во внутреннее пространство свай-оболочек 3 помещается гидротехнический бетон. После полного удаления воды из огражденного участка и выполнения дренажной системы отвода грунтовых вод осушаемой территории удаляется верхний слой морского или океанического дна 1, устраивается цементно-песчаная подушка, поверх которой засыпается и уплотняется грунт для равномерного распределения нагрузки от проектируемых зданий и сооружений 15. Под проектируемые здания и сооружения 15 военно-морской базы устраивается свайное поле для обеспечения несущей способности фундаментов указанных объектов. Технический результат заключается в исключении использования массивной ограждающей конструкции, а именно многоконтурной опорной замкнутой плотины, путем установки свай-оболочек, что приводит к сокращению количества используемого для монтажа специализированного оборудования, плавсредств и рабочего персонала, а также в повышении устойчивости конструкций к гидродинамическому воздействию при строительстве на морском или океаническом дне за счет помещения гидротехнического бетона во внутреннее пространство свай-оболочек. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ строительства военно-морской базы на открытом участке воды, заключающийся в ограждении по периметру участка морского или океанического дна, в полном удалении воды из огражденного участка, выполнении дренажной системы отвода грунтовых вод осушаемой территории, отличающийся тем, что ограждающей конструкцией являются сваи-оболочки, установленные вплотную выше максимального уровня воды под прямым углом к морскому или океаническому дну, после устройства которых во внутреннее пространство свай-оболочек помещается гидротехнический бетон, а после полного удаления воды из огражденного участка и выполнения дренажной системы отвода грунтовых вод осушаемой территории удаляется верхний слой морского или океанического дна, устраивается цементно-песчаная подушка, поверх которой засыпается и уплотняется грунт для равномерного распределения нагрузки от проектируемых зданий и сооружений, под проектируемые здания и сооружения военно-морской базы устраивается свайное поле для обеспечения несущей способности фундаментов указанных объектов.

2. Способ строительства военно-морской базы на открытом участке воды по п. 1, отличающийся тем, что удаление воды из огражденного участка осуществляется насосами вспомогательного судна.