При этом должна быть обеспечена устойчивость и прочность первой экранирующей стенки.
ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ НА СЛАБЫХ ГРУНТАХ
8.68. К слабым грунтам в соответствии со СНиП 1.02.07-87 относят водонасыщенные глинистые и илистые грунты, характеризующиеся наличием хотя бы одного из перечисленных ниже признаков:
степень влажности Sr??0,8 и модуль общей деформации Е??5000 кПа;
показатель текучести JL??0,75; коэффициент динамической вязкости ?? менее 105 кПа??сут, при нормальном напряжении ????100 кПа.
8.69. Особенности расчета причальных сооружений на слабых грунтах заключаются в оценке допустимых деформаций, вызванных вязкой ползучестью слабых грунтов.
8.70. Величина общих длительных деформаций должна определяться только в тех случаях, когда обеспечение условий общей устойчивости сооружения приводит к необходимости значительных изменений в конструкции проектируемого сооружения, неприемлемых по техническим или экономическим соображениям.
8.71. Величину общих длительных деформаций сооружения рекомендуется определять по процедуре расчета общих длительных деформаций, входящей в программу расчета общей устойчивости по круглоцинлиндрической поверхности скольжения KRMAJN.
8.72. Расчетная величина общих длительных деформаций определяется как глубинный сдвиг массива грунта за расчетный срок службы сооружения по формуле
,(8.15)
где j - индекс точки на лицевой стенке, для которой определяется деформация;
v - линейная скорость деформации, м/сут, по касательной к дуге поверхности скольжения сдвигаемого массива;
t - период времени сут., соответствующий расчетному сроку службы сооружения;
rj - величина радиуса, м, до j-той точки, в которой определяется деформация;
r - радиус сдвигаемого массива, м.
8.73. Коэффициенты вязкости слоев слабого грунта ??, кПа??сут и коэффициенты, характеризующие изменение вязкости с глубиной ??, , необходимые для определения линейной скорости деформации, допускается определять:
коэффициент вязкости ?? - по графикам на черт. 8.4;
коэффициенты, характеризующие изменение вязкости с глубиной ??, по формуле
??=??redtg??,(8.16)
где ??red - средневзвешенное значение удельного веса вышележащих слоев грунта, кН/м3;
?? - углы наклона касательных в точках графикой (см. черт. 8.4), соответствующих значениям вязкости грунтов по линии поверхности глубинного сдвига с учетом порового давления и нагрузки.
В особо ответственных случаям коэффициенты ?? и ?? рекомендуется определять опытным путем по результатам испытания образцов грунта ненарушенной структуры по консолидированно-дренированной схеме при нормальных напряжениях, соответствующих весу вышележащих слоев грунта с учетом эксплуатационной нагрузки.
Черт. 8.4
8.74. При проектировании причальных сооружений на слабых основаниях рекомендуется, как правило, предусматривать предпостроечную техническую мелиорацию слабых грунтов основания (статическое или динамическое уплотнение, дренирование, закрепление и т.п.).
8.75. В случаях, когда кровля слабых грунтов расположена выше отметки глубины промерзания, а пучение может вызвать разрушение или значительные деформации конструкций сооружения, слабые грунты в указанной зоне следует удалить, при необходимости - заменить непучинистым грунтом.
Во всех других случаях замена слабых грунтов должна быть обоснована технико-экономическими расчетами.
9. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ЭСТАКАДНОГО ТИПА
ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
9.1. К причальным сооружениям эстакадного типа относятся конструкции набережных и пирсов, опирающиеся на свайные опоры.
Конструкции эстакадного типа следует подразделять:
в зависимости от конструкции верхнего строения и расположения опор - на сооружения эстакадного и мостового типов;
в зависимости от расположения на акватории и сопряжения с берегом - набережные-эстакады, перекрывающие подпричальный откос по всей длине сооружения, пирсы, включающие узкие рейдовые причалы;
в зависимости от конструкции верхнего строения и опор - со сборным, сборно-монолитным, и монолитным верхним строением, на призматических сваях, сваях-оболочках, металлических трубах, оболочках большого диаметра и на опорах из кладки массивов.
9.2. Ширина ростверка набережных, размеры соединительных эстакад пирсов назначаются на основе технологических, в соответствии с Нормами технологического проектирования морских портов, расчетно-конструктивных требований с учетом факторов, характеризующих естественные условия строительной площадки.
Увеличение ширины верхнего строения для обеспечения устойчивости подпричального откоса допускается при неблагоприятных грунтовых условиях и требует обоснования целесообразности по сравненью с другими способами (замена или закрепление грунтов основания, уменьшение шага опор, применение анкерующих устройств и т.д.).
Под неблагоприятными грунтовыми условиями подразумеваются илы, слабые водонасыщенные глины и суглинки с коэффициентом водонасыщения Sr??0,85, показателем текучести JL??0,75, модулем деформации Е??5000 кПа при коэффициенте консолидации Сv??1??107 см2/год.
9.3. Уклон каменной отсыпки подпричального откоса набережных при высоте волн h на акватории до 1,0 м, отсутствии течений и выполнении условий общей устойчивости рекомендуется принимать 1:1,5.
Допускается применение уклонов 1:1,25 - 1:1,3 в спокойной воде (h??0,3-0,5 м) и глубине причала до 8,25 м, а также на переходных участках от основной эстакадной конструкции к берегоукреплению.
Уклоны до 1:1,8 допускаются при необходимости размещения кранового оборудования в пределах ростверка и глубинах до 8,25 м; при высоте волн на акватории до 1,50 м; действии постоянных течений; на торцевых причалах широких пирсов.
Уклоны подпричального откоса 1:2 и менее следует принимать при специальном обосновании на недостаточно защищенных акваториях при высоте волн h>1,50 м либо при невыполнении условий общей устойчивости сооружения при больших уклонах откоса.
9.4. Перед тыловым сопряжением необходимо устраивать бермы шириной 1,0-1,75 м. В торцовых причалах широких пирсов и на недостаточно защищенных акваториях ширина бермы может быть 2,5-3,5 м и должна, наряду с конструкцией тылового сопряжения, уточняться по данным экспериментальных исследований; при этом камень подпричального откоса в пределах бермы и частично на откосе должен прикрываться щелевыми железобетонными плитами.
Рекомендуется располагать берму на 1,0-1,5 м ниже нуля порта. Большие значения принимаются при обосновании.
9.5. Свайное основание причального сооружения следует проектировать с учетом положения подкрановых и железнодорожных путей, эксплуатационного оборудования, при условии наиболее выгодной передачи временных нагрузок на опоры; из условия минимальной суммарной стоимости свай и верхнего строения при обеспечении оптимального использования их несущей способности и устойчивости подпричального откоса.
При использовании индустриальных сборных и сборно-монолитных конструкций верхнего строения расстояния между осями продольных и поперечных свайных рядов должны приниматься в соответствии с типо-размерами сборных элементов.
9.6. Расстояние в поперечном направлении между осями вертикальных свай lр, воспринимающих горизонтальные нагрузки, рекомендуется принимать не менее 6D (где D - большая сторона прямоугольного сечения свай или наружный диаметр сваи-оболочки).
При lр=(3-6)D необходимо учитывать взаимодействие свай; значения lр<3D не допускаются.
Шаг свай из железобетонных оболочек и стальных труб диаметром более 0,60 м в продольном направлении рекомендуется принимать не менее 5D, а для железобетонных призматических свай и стальных труб меньшего диаметра - не менее 2,5-3,0 м.
В безребристых конструкциях железобетонных ростверков максимальный шаг свай в продольном направлении не должен превышать 4,0-5,0 м.
Расстояние между осями вертикальных и наклонных висячих свай в плоскости их нижних концов должно быть не менее 3D, а свай-стоек - не менее 2,5D.
9.7. Необходимость применения наклонных или козловых опор следует рассматривать в следующих случаях:
при свайном основании из призматических свай сечением 400??400 мм и 450??450 мм в конструкциях набережных-эстакад для глубин 8,25 м и более, в конструкциях судоремонтных и пассажирских пирсов для глубин 6,50 м и более, а также в рейдовых причалах;
при действии горизонтальных нагрузок (наклонные сваи забиваются в кордонном ряду);
в сейсмических районах.
9.8. Основание технологической площадки узких пирсов следует устраивать из вертикальных и наклонных металлических свай. Количество свай и козловых опор устанавливается по расчету.
В местах расположения на технологической площадке неподвижных опор трубопроводов, стационарных трап-сходен, швартовных устройств и другого оборудования, передающего на верхнее строение сосредоточенные горизонтальные, вертикальные и моментные нагрузки, необходимо устраивать опоры, усиленные дополнительными козловыми и вертикальными сваями.
9.9. Количество свайных опор в поперечном сечении соединительной эстакады пирса необходимо принимать по расчету, но не менее двух вертикальных или наклонных в сторону кордона свай при ширине эстакады до 10 м и не менее четырех при большей ширине эстакады. В последнем случае две крайние опоры должны быть вертикальными, а средняя опора должна быть козловой.
9.10. При глубинах у кордона свыше 11,50 м либо при наличии значительной толщи слабого грунта (более 5 м) ниже отметки дна причала рационально использовать опоры повышенной несущей способности.
В качестве опор повышенной несущей способности рекомендуется применять: железобетонные сваи-оболочки диаметром 1,20 и 1,60 м; оболочки большого диаметра; при глубинах более 13,0 м или действии повторно переменной либо сейсмической нагрузок, в суровых климатических условиях, сварные коробчатые сваи из шпунта, а также сварные стальные структуры.
9.11. При плотных грунтах основания, когда погружение сваи затруднено, допускается опирание их на башмаки, уложенные на специально устроенную каменную постель.
Кордонный башмак должен быть полностью заглублен ниже уровня дна. В конструкциях набережных допускается располагать башмаки среднего и типового свайных рядов выше отметки низа кордонного башмака, однако наклон линии, соединяющей центры башмаков, должен быть положе наклона подпричального откоса.
9.12. Нижний конец сжатых трубчатых свай в зависимости от грунтовых условий и требуемой несущей способности может оставляться открытым, снабжаться остриём (для металлических труб диаметром не более 530 мм) или закрываться бетонной пробкой.
Повышение несущей способности металлических свай достигается также устройством на их концах открылков из прокатных профилей при отсутствии трудностей забивки, а при их наличии - увеличением толщины низа свай путем приварки металлических полос - ножей. Расстояние в свету между сваями или их уширениями должно быть не менее 1 м.
9.13. В сваях, погружаемых с выемкой грунта из внутренней полости, необходимо предусматривать устройство в основании бетонной пробки высотой не менее двух диаметров сваи. Необходимо принять конструктивные меры, обеспечивающие передачу нагрузок от стенок сваи на пробку, такие как придание искусственной шероховатости свае или удаление туфообразного слоя бетона в центрифугированных сваях-оболочках.
Класс бетона при образовании пробок или заполнении внутренних полостей свай должен быть принят по расчету, но не ниже класса В 15.
9.14. Соединение звеньев при сборке ствола железобетонной или стальной трубчатой сваи следует осуществлять с помощью сварных соединений, равнопрочных основному сечению сваи, с соблюдением конструктивных требований и положений расчета СНиП II-23-81*.
9.15. Для сокращения количества и длины сваи в основаниях глубоководных конструкций эстакадного типа, а также повышения несущей способности и устойчивости свай, особенно при наличии слабых грунтов, рекомендуются следующие конструктивные меры:
передача горизонтальных и, прежде всего, судовых нагрузок на отдельные конструкции (отбойные и швартовные палы, анкерные устройства), не связанные с конструкцией причального сооружения;
повышение отметки дна под конструкцией путем устройства ограждающих стенок или грунтовых откосов в конструкциях пирсов;
устройство подводных связей между сваями в виде диафрагм и пространственных металлических структур;
применение наклонных свай;
повышение жесткости свай путем усиления существующих свай и создание новых рациональных типов их сечений, заполнения свай-оболочек на необходимую по расчету высоту бетоном;
устройство уширений на стволе сваи или уширенной пяты в основании сваи;
забуривание нижних концов свай-стоек в скальный грунт с анкеровкой или без анкеровки с заполнением цементным раствором околосвайного пространства;
устройство металлических бурозаливных свай, усиленных анкерами, установленными в полость сваи, при слабых грунтах основания;
замену слабого грунта в основании грунтом с хорошими строительными свойствами в образованном в результате дноуглубления котловане или замену грунта в предварительно погруженных сквозь толщу слабого грунта до прочных его слоев цилиндрических оболочках большого диаметра;
защиту дна у сооружений от возможного размыва в случае значительных скоростей течения, особенно при наличии легкоразмываемых грунтов на поверхности основания;
анкеровка верхнего строения и береговом грунтовом массиве.
Выбор указанных конструктивных мер или их сочетания необходимо производить путем технико-экономического сопоставления вариантов, наиболее приемлемых для конкретных условий строительства.
9.16. В конструктивном отношении верхние строения эстакад следует подразделять на безреберные, поперечно-ригельного и продольно-ригельного типов.
