Руководящий документ РД 31.31.38-86 Инструкция по усилению и реконструкции причальных сооружений.
РД 31.31.38-86
ИНСТРУКЦИЯ ПО УСИЛЕНИЮ И РЕКОНСТРУКЦИИ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ
Дата введения 1986-07-01
РАЗРАБОТАН Государственным проектно-изыскательским и научно-исследовательским институтом морского транспорта "Союзморниипроект" Одесский филиал "ЧЕРНОМОРНИИПРОЕКТ"
Заместитель директора по научной работе, руководитель темы канд. техн. наук В.С.Зеленский
Начальник сектора стандартизации и метрологии И.С.Вулихман
Ответственный исполнитель канд. техн. наук Д.А.Шварцман
Исполнители:
канд. техн. наук А.П.Черепахин, И.П.Иванцова, Э.Ф.Шихиева
Главный специалист Союзморниипроекта Г.М.Гидаль
Ленинградский филиал "ЛЕНМОРНИИПРОЕКТ"
Главный инженер В.А.Фирсов
Исполнители:
канд. техн. наук Ж.И.Барамидзе, Г.Н.Гришачева,
канд. техн. наук Ф.А.Мартыненко, Т.И.Шильникова
Одесским институтом инженеров морского флота
Проректор по научной работе канд. техн. наук, проф. П.С.Никеров
Исполнители:
канд. техн. наук Ю.И.Васильевский, В.П.Коротких, Э.Н.Печко
УТВЕРЖДЕН Государственным проектно-изыскательским и научно-исследовательским институтом морского транспорта "СОЮЗМОРНИИПРОЕКТ"
Главный инженер Ю.А.Ильницкий
ВЗАМЕН РТМ 31.3008-75, РД 31.31.02-79, РД 31.31.12-83
Настоящая Инструкция распространяется на проектирование реконструкции и усиления причальных сооружений (далее усиление и реконструкция) морских портов и судоремонтных заводов.
1. Общие положения
1.1. Реконструкция и усиление причальных сооружений осуществляются в целях увеличения пропускной способности причалов, повышения производительности и улучшения условий труда, продления срока службы сооружений, обеспечения требований охраны окружающей среды и т.п. путем увеличения глубины у причала, повышения категории эксплуатационных нагрузок и восстановления несущей способности сооружения и его элементов.
1.2. Реконструкция причальных сооружений включает комплекс мероприятий, обеспечивающих повышение эксплуатационных характеристик физически изношенных и морально устаревших причалов путем изменения конструктивной схемы существующего сооружения.
Усиление причальных сооружений включает комплекс мероприятий, обеспечивающих увеличение или восстановление несущей способности существующего сооружения путем повышения прочностных характеристик его конструктивных элементов, в том числе получивших в процессе эксплуатации повреждения или ослабления.
1.3. Проектирование реконструкции причальных сооружений в соответствии с требованиями настоящей Инструкции осуществляется, когда существующая конструкция или ее элементы оказывают влияние на прочность, устойчивость и деформации элементов реконструкции.
При незначительном влиянии элементов существующего сооружения (неудовлетворительное техническое состояние существующего сооружения, значительный перенос линии кордона в сторону акватории и т.п.) проектирование реконструкции следует выполнять в соответствии с нормативными документами по проектированию вновь возводимых причальных сооружений.
1.4. При реконструкции и усилении необходимо:
максимально использовать в составе реконструированного причального сооружения существующую конструкцию;
отдавать предпочтение вариантам реконструкции, в минимальной степени нарушающим эксплуатационную деятельность порта (завода) и обеспечивающим выполнение строительно-монтажных работ в наиболее короткий срок;
разборку существующих конструкций, а также разуплотнение, находящегося за ними грунта допускать только при специальном обосновании;
максимально использовать существующие индустриальные конструктивные элементы и строительное оборудование.
1.5. При реконструкции и усилении причальных сооружений в сейсмических районах, в зонах распространения вечномерзлых, набухающих и торфяных грунтов, на территориях, подверженных оползням и карстам, и в других особых условиях должны соблюдаться дополнительные требования соответствующих нормативных документов и рекомендации специальных исследований.
1.6. Инструкция содержит указания по проектированию реконструкции и усиления причальных сооружений, выполняемых путем устройства:
оторочек в виде заанкеренного больверка, эстакады, свайного ряда, уголковых стенок;
экранирующих и разгружающих элементов;
закрепления грунта основания и засыпки;
восстановления элементов существующего сооружения.
1.7. Задание на проектирование реконструкции или усиления должно быть составлено в соответствии с требованиями СН 202-81* и содержать следующие данные: цель реконструкции, техническое состояние существующего сооружения, эксплуатационные (технологические) требования, естественные условия и условия производства работ.
1.8. Техническое состояние существующего сооружения и его элементов следует определять на основе результатов специальных обследований, проводимых проектной организацией, с использованием материалов наблюдений порта.
1.10. Класс надежности по назначению причального сооружения определяется в зависимости от степени экономической и социальной ответственности сооружения после реконструкции или усиления в соответствии с требованиями СНиП 2.06.01-86*.
1.12. На реконструируемых и усиливаемых причальных сооружениях или их отдельных участках следует предусматривать установку контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) и знаков геодезической сети для проведения натурных наблюдений за работой сооружений и их оснований как в процессе производства работ по реконструкции, так и при эксплуатации. Отказ от установки КИА и знаков геодезической сети в реконструируемых сооружениях должен быть обоснован.
1.13. При проектировании реконструкции, обеспечивающей увеличение глубины у причала более 3,0 м или повышение нагрузок более чем на 2 категории, следует предусматривать при специальном обосновании выполнение лабораторных испытаний.
2. Оценка технического состояния существующего причального сооружения
2.1. Техническое состояние существующего сооружения должно определяться на основе:
паспорта и проекта сооружения, а также архивных материалов о его строительстве и эксплуатации;
комплексного обследования, включающего работы по уточнению размеров конструкции и ее элементов, проверке прочностных характеристик материалов, обнаружению дефектов и выявлению возможных резервов прочности сооружения;
дополнительных инженерно-геологических изысканий, учитывающих изменение в процессе эксплуатации физико-механических свойств грунтов;
поверочных расчетов конструкции и ее элементов по современным нормативным документам.
2.2. Порядок проведения обследований, состав наблюдений и расчетов должен определяться в зависимости от наличия информации о сооружении и его конструкции, сроках постройки, режиме эксплуатации, инженерно-геологических и гидрологических условий, а также от цели и способа реконструкции или усиления.
2.3. Обследования рекомендуется проводить группой специалистов проектной организации и заказчика. Результаты обследований следует оформлять в виде акта, утверждаемого главным инженером проекта.
2.4. Состав работ по оценке технического состояния отдельных типов конструкций причальных сооружений приведен в табл.2.1, где виды обследований обозначены цифрами, соответствующими порядковым номерам перечня рекомендуемого приложения 1.
Таблица 2.1
Состав работ по оценке технического состояния причальных сооружений
|
|
Конструкция причального сооружения | Вид обследований |
Больверк | 1-6, 8-11, 14-18, 20-23, 29-33, 35, 36 |
Эстакада: |
|
на железобетонных сваях и оболочках | 1-19, 29-36 |
на металлических сваях | 1-12, 14-23, 29-32, 34-36 |
Высокий свайный ростверк с передним или задним шпунтом | 1-23, 29-36 |
Ячеистая набережная | 1-18, 20-23, 29-36 |
Гравитационного типа: |
|
из массивовой кладки | 1-13, 15-18, 29-31, 34-36 |
из массивов-гигантов | 1-18, 29-31, 34-36 |
уголковая | 1-12, 15-18, 23, 29-32, 34-36 |
ряжевая | 1-12, 14, 24-31, 34-36 |
Пал: |
|
стержневой | 1-12, 15-23, 29, 31, 33-36 |
гравитационный | 1-12, 20-23, 29, 33, 35, 36 |
Примечание. При технико-экономическом обосновании допускается включать в программу обследований дополнительные виды работ, не предусмотренные табл.2.1.
2.5. При невозможности оценки действительного состояния конструкции или ее элементов путем отбора образцов, визуального осмотра основных несущих элементов (элементы экрана в экранированном больверке и т.д.), а также при отсутствии опорных измерений допускается выполнять опытную статическую огрузку в соответствии с указаниями РД 31.35.06-81 или проводить статические испытания элементов:
одиночных свай на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок по рекомендациям ГОСТ 5686-78*;
козловых опор и других узлов конструкции.
2.7. Несущая способность существующего причального сооружения по результатам опытной статической огрузки оценивается в соответствии с указаниями РД 31.35.06-81, а при испытании элементов с учетом разброса параметров состояний однотипных элементов конструкции:
при четырех и менее однотипных опытных элементах конструкции по наибольшему значению параметра ее напряженно-деформированного состояния (напряжения, прогиба, смещения и др.) и наименьшим значениям показателей прочности материалов конструкции;
при количестве опытных элементов более четырех по математическому ожиданию измеренных параметров напряженно-деформированного состояния, сложенному с тройным средним квадратичным отклонением.
Параметры прочности материала конструкции следует принимать равными математическому ожиданию за вычетом тройного среднего квадратичного отклонения.
2.8. Действующий в упругой стадии изгибающий момент в стальном шпунте, кН·м, следует определять по результатам измерений напряжений по формуле
2.10. По результатам обследований, включая результаты опытной огрузки, необходимо выполнить поверочные расчеты с целью уточнения несущей способности сооружения и его элементов с учетом изменения физико-механических характеристик грунтов основания и засыпки в процессе эксплуатации.
2.11. Физико-механические характеристики грунта основания и засыпки существующего сооружения следует определять полевыми методами по данным дополнительных инженерно-геологических изысканий.
2.13. При наличии местных повреждений причальных сооружений расчеты рекомендуется выполнять в соответствии с Методическими указаниями по эксплуатации и усилению причальных сооружений, имеющих локальные повреждения (Минречфлот РСФСР).
3. Выбор конструктивных схем реконструкции и методов усиления причальных сооружений
3.1. При выборе конструктивной схемы реконструкции или усиления причального сооружения необходимо учитывать следующие основные технические и эксплуатационные характеристики объекта проектирования:
требуемые новые условия эксплуатации сооружения;
техническое состояние существующего сооружения;
инженерно-геологические и гидрологические условия;
возможность использования конструктивных элементов существующего сооружения в составе реконструированного;
границу возможного переноса линии кордона;
продолжительность вывода и возможность поэтапного вывода сооружения из эксплуатации;
возможные способы производства строительных работ.
3.2. Возможность использования конструктивных элементов существующего сооружения при реконструкции следует устанавливать, исходя из условий предполагаемого назначения его работы в новых условиях.
3.3. Границу возможного расположения линии кордона реконструируемого сооружения следует устанавливать в зависимости от общей компоновки района расположения сооружения, эксплуатационных требований, особенностей конструкции существующего сооружения, результатов расчетов и данных технико-экономического обоснования.
Возможны следующие случаи взаимного расположения линии кордона сооружения до и после его реконструкции:
сохранение существующей линии кордона;
вынос линии кордона в сторону акватории.
3.4. Способы производства строительных работ по реконструкции или усилению причального сооружения должны согласовываться со строительной организацией с учетом возможности их выполнения узким фронтом без нарушения эксплуатационных условий на соседних участках.
3.5. Выбор окончательной схемы реконструкции или усиления производится на основании технико-экономического сопоставления целесообразных в конкретных условиях вариантов. При существенном различии в продолжительности работ по реконструкции или усилению необходимо учитывать экономический эффект от сокращения сроков вывода сооружения или части его из эксплуатации или ввода их в действие.
3.6. Настоящая Инструкция рекомендует схемы реконструкции и усиления конструкций следующих типов причальных сооружений:
больверк (рис.3.1);
Рис.3.1. Схемы реконструкции и усиления больверка путем устройства:
а - оторочки в виде заанкеренного больверка; б - оторочки в виде эстакады; в - оторочки в виде свайного ряда; г - вертикальных экранирующих элементов; д - разгружающей платформы; е - дополнительных анкеров; ж - грунтовых анкеров; з - свайного основания подкрановой балки; и - закрепление грунта; 1 - проектное дно; 2 - существующее дно; 3 - оторочка; 4 - больверк; 5 - узел омоноличивания; 6 - экранирующий элемент; 7 - разгружающая платформа; 8 - тыловая опора; 9 - дополнительный анкер; 10 - грунтовый анкер; 11 - подкрановая балка; 12 - свайное основание; 13 - закрепленный грунт
эстакада (рис.3.2);
Рис.3.2. Схемы реконструкции и усиления эстакады путем устройства:
а - оторочки в виде заанкеренного больверка; б - оторочки в виде эстакады; в - вертикальных экранирующих элементов; г - разгружающей платформы; д - анкеровки; е - дополнительных опор; ж - закрепления грунта; 1 - проектное дно; 2 - существующее дно; 3 - оторочка; 4 - эстакада; 5 - экранирующий элемент; 6 - разгружающая платформа; 7 - свайное основание платформы; 8 - анкер; 9 - дополнительные сваи; 10 - закрепленный грунт
высокий свайный ростверк с передним и задним шпунтом (рис.3.3);
Рис.3.3. Схемы реконструкции и усиления высокого свайного ростверка с передним и задним шпунтом путем устройства:
а, б, в - оторочки в виде заанкеренного больверка; г - оторочки в виде свайного ряда; д - дополнительных опор и усиления ростверка; 1 - проектное дно; 2 - существующее дно; 3 - оторочка; 4 - шпунт; 5 - ростверк; 6 - сваи ростверка; 7 - железобетонная надстройка; 8 - дополнительная козловая опора; 9 - дополнительные сваи; 10 - усиленная плита ростверка
гравитационное (рис.3.4);
Рис.3.4. Схема реконструкции и усиления гравитационных сооружений путем устройства:
а - оторочки в виде заанкеренного больверка; б - оторочки в виде эстакады; в - оторочки в виде свайного ряда; г - оторочка в виде уголковой стенки; д - разгружающей платформы; е - консольный разгружающих плит; ж - анкеровки; з - грунтовых анкеров; и - свайного основания подкрановой балки; к - закрепления грунта; 1 - проектное дно; 2 - существующее дно; 3 - оторочка; 4 - гравитационное сооружение; 5 - разгружающая платформа; 6 - тыловая опора; 7 - упругая прокладка; 8 - разгрузочная плита; 9 - анкер; 10 - грунтовый анкер; 11 - подкрановая балка; 12 - свайное основание; 13 - закрепленный грунт
пирсы и палы (рис.3.5).
Рис.3.5. Схемы реконструкции и усиления пирсов и палов путем устройства:
а - оторочки в виде заанкеренного больверка; б - оторочки в виде эстакады; в - оторочки в виде свайного ряда; г - оторочки в виде уголковой стенки; д - вертикальных экранирующих элементов; е - дополнительных опор; 1 - проектное дно; 2 - существующее дно; 3 - оторочка; 4 - существующее сооружение; 5 - надстройка; 6 - экранирующий элемент; 7 - дополнительные козловые сваи
Реконструкцию причальных сооружений ячеистого типа рекомендуется выполнять путем устройства оторочки в виде заанкеренного больверка.
Реконструкцию гибкого свайного пала при удовлетворительном техническом состоянии рекомендуется выполнять путем добивки его с наращиванием длины существующей конструкции и устройства дополнительно с ним работающего гибкого пала.
3.7. Восстановление элементов существующего сооружения, получивших в процессе эксплуатации те или иные повреждения или ослабления, рекомендуется выполнять путем ремонтных работ.
3.8. Основные условия применения рекомендуемых схем реконструкции и усиления приведены в табл.3.1.
Таблица 3.1
Основные условия применения рекомендуемых схем реконструкции к усиления
|
|
Схема реконструкции и усиления | Основные условия применения |
1. Оторочка:
в том числе - | Необходимость переноса линии кордона в сторону акватории;
необходимость увеличения глубины у причала и (или) повышения устойчивости сооружения; |
заанкеренный больверк (рис.3.1, а, 3.2, а, 3.3, а, б, в, 3.4, а, 3.5, а); | наличие грунтов основания, допускающих погружение свай;
отсутствие ограничений по отраженной волне; |
эстакада (рис.3.1, б, 3.2, б, 3.4, б, 3.5, б) | наличие грунтов основания, допускающих погружение свай;
необходимость переноса линии кордона на расстояние не менее ширины эстакады;
необходимость улучшения волнового режима в акватории; |
в виде свайного ряда (рис.3.1, в, 3.3, г, 3.4, в, 3.5, в) | наличие грунтов основания, допускающих погружение свай; |
уголковая стенка (рис.3.4, г, 3.5, г) | наличие грунтового основания не ниже средней плотности |
2. Экранирующие элементы (рис.3.1, г, 3.2, в, 3.5, д):
в том числе - | Недопустимость переноса линии кордона;
частичный вывод сооружения из эксплуатации;
при отсутствии каменной призмы в засыпке;
наличие берегового оборудования для погружения элементов; |
возводимые способом "стена в грунте" | наличие песчаных и глинистых грунтов основания за исключением слабых илов (  8  10 °); наличие оборудования для производства работ способом "стена в грунте" |
3. Разгружающие элементы:
в том числе - | Недопустимость переноса линии кордона;
необходимость повышения категории эксплуатационных нагрузок и установки нового более тяжелого технологического оборудования;
необходимость увеличения параметров прочности и устойчивости;
необходимость уменьшения напряжений в основании и усилий в элементах существующей конструкции; |
тыловые платформы (рис.3.1, д, 3.2, г, 3.4, д); | наличие грунтов основания, допускающих погружение свай;
наличие берегового оборудования для погружения опор под платформы или для производства работ способом "стена в грунте"; |
консольные плиты (рис.3.4, е); | невозможность забивки свай или прокладки анкеров в конструкциях из массивовой кладки или массивов-гигантов; |
анкерная система (рис.3.1, е, 3.2, д, 3.4, ж) | возможность прокладки анкеров;
необходимость устройства новой или усиление существующей анкерной системы; |
включая | необходимость углубления при достаточной несущей способности лицевой стенки в сооружениях типа "больверк"; |
грунтовые анкера (рис.3.1, ж, 3.4, з); | при наличии специального оборудования; |
дополнительные опоры (рис.3.1, з, 3.2, е, 3.3, д, 3.4, и, 3.5, е) | наличие грунтов основания, допускающих погружение свай |
4. Закрепление грунта (рис.3.1, и, 3.2, ж, 3.4, к) | Наличие специального оборудования; необходимость предотвращения длительных незатухающих деформаций сооружения |
4. Конструктивные требования
4.1. Общие требования
4.1.2. При реконструкции и усилении причальных сооружений необходимо предусматривать мероприятия по обеспечению совместной работы элементов реконструкции или усиления с элементами существующего сооружения путем создания предварительного напряженного состояния в элементах реконструкции (натяжение анкерных устройств, обеспечение начальной деформации элемента реконструкции), полной или частичной разгрузки элементов существующего сооружения (снижение интенсивности эксплуатационной нагрузки, рыхление или частичное удаление обратной засыпки) и т.п.
4.1.3. Конструкция и расположение элементов реконструкции и усиления должны выбираться на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом:
компоновочного решения по реконструкции причала (района);
технического состояния и конструкции существующего сооружения;
необходимости максимального обеспечения целостности его элементов и минимального срока вывода сооружения из эксплуатации;
инженерно-геологических и гидрологических условий;
возможности наиболее полного использования несущей способности и наиболее благоприятного распределения усилий и деформаций между элементами.
4.2. Оторочки
4.2.2. Оторочку перед существующим сооружением типа "больверк" рекомендуется размещать на расстоянии, определяемом п.4.2.1, и жестко связывать с существующей стенкой омоноличивающей балкой. При этом низ реконструируемого больверка должен располагаться за пределами призмы обрушения грунта за оторочкой. Целесообразно также предусматривать дополнительные связи на уровне точек крепления анкерных тяг.
Зону между стенками рекомендуется заполнять песчаным или гравелисто-галечниковым грунтом.
4.2.3. Оторочку в виде заанкеренного больверка перед сооружениями свайного или ячеистого типов рекомендуется размещать на таком расстоянии, при котором подошва свай ростверка (ячейки), располагалась бы ниже плоскости скольжения призмы обрушения грунта за оторочкой; при увеличении только нагрузок на причале - вблизи существующего сооружения на расстоянии, допустимом для выполнения работ по возведению оторочки.
4.2.4. Пролет между оторочкой и передним шпунтом высокого свайного ростверка при значительном выносе линии кордона рекомендуется перекрывать железобетонными плитами, опирающимися на оголовок оторочки и ростверк.
4.2.5. При реконструкции гравитационного сооружения, вызванной необходимостью увеличения глубины или существенного увеличения нагрузок на причале, оторочку рекомендуется размещать на таком расстоянии, при котором подошва гравитационного сооружения находилась бы за пределами призмы обрушения грунта за оторочкой, при этом нагрузку в пределах расстояния между оторочкой и гравитационным сооружением следует по возможности ограничить.
4.2.6. В случае небольшого расстояния между оторочкой и существующим гравитационным сооружением (не более 3,0 м) рекомендуется пролет между ними перекрывать разгрузочной платформой.
При устройстве засыпки между оторочкой и существующим сооружением высоту ее рекомендуется определять по расчету, исходя из условий получения минимального изгибающего момента в оторочке и сохранения или уменьшения нормальных напряжений, действовавших под передней гранью существующей конструкции.
4.2.7. При конструировании оторочек из элементов, не имеющих шпунтового зацепления, их грунтонепроницаемость должна быть обеспечена:
в зоне ниже отметки существующего дна подводным бетонированием методом ВПТ через обсадные трубы; в этом случае допускается также устраивать завесу из плоского стального шпунта или производить цементацию либо силикатизацию грунтов основания от отметки существующего дна до отметки возможного размыва дна у реконструированного причала.
Для снятия гидростатического давления за оторочкой должны быть предусмотрены дренажные выпуски, расположенные ниже минимального уровня воды у причала с учетом зоны промерзания грунтов засыпки.
4.2.8. Анкеровку оторочки необходимо осуществлять за распределительные пояса, а в случае применения крупноразмерных элементов повышенной жесткости - за каждый элемент.
Для уменьшения неравномерности загружения анкерных тяг, а также доведения их деформации до величины, обеспечивающей оптимальный режим работы оторочки, рекомендуется включать в тяги специальные муфты или устройства, обеспечивающие заданную деформацию (а.с. N 367221, 387076, 666246, 700596, 761666).
4.2.9. Для обеспечения совместной работы элементов сооружения, выравнивания усилий в анкерных тягах и выборки люфтов рекомендуется до засыпки грунта за стенку предварительное натяжение анкеров.
4.2.10. Анкерную опору оторочки следует размещать по отношению к существующей анкерной опоре так, чтобы линия скольжения призмы выпора перед опорой оторочки проходила выше верхнего торца анкерной опоры существующего сооружения.
4.2.11. При стесненности территории или невозможности устройства анкерной опоры за пределами высокого свайного ростверка рекомендуется выполнять анкеровку оторочки за дополнительные козловые сваи, в том числе входящие в состав свайного основания сооружения. Не допускается размещение отдельных козловых свай в призме распора существующего сооружения.
В качестве козловых опор следует использовать металлические и железобетонные сваи, при необходимости с утолщениями в нижней части, буронабивные сваи типа Франки, сваи типа MV.
4.2.12. Анкеровка за элементы существующего сооружения допускается в случаях, когда несущая способность анкерных тяг существующего больверка или несущая способность существующего ростверка либо гравитационного сооружения на горизонтальную нагрузку достаточна для восприятия анкерной реакции оторочки.
4.2.13. При устройстве оторочки в виде больверка у существующих конструкций эстакадного типа пространство под ростверком рекомендуется заполнять песчаным грунтом, для чего должно быть предусмотрено устройство специальных окон (люков) в ростверке, через которые производится засыпка грунта. При неполной засыпке откос грунта под ростверком должен быть не круче 1:2. Засыпку грунта под ростверк допускается не производить в случаях достаточной прочности ростверка для работы в новых условиях.
4.2.14. Оторочку с увеличением глубины у причала рекомендуется размещать на расстоянии, обеспечивающем максимальное использование несущей способности существующего сооружения и устойчивость подпричального откоса с учетом указаний п.4.2.1.
При устройстве эстакадной оторочки перед сооружением эстакадного типа необходимо предусматривать берму шириной не менее 3,0 м между подпричальными откосами существующего сооружения и оторочки.
4.2.15. Для повышения устойчивости существующего сооружения типа "больверк" или гравитационного, реконструируемого путем создания оторочки в виде эстакады, рекомендуется выполнять перед ним отсыпку каменной призмы.
4.2.16. Способ повышения несущей способности оторочки на действие горизонтальных нагрузок необходимо выбирать на основе технико-экономического сопоставления следующих вариантов: анкеровка оторочки, в том числе с применением жестких анкеров; устройство козловых свай; увеличение ширины оторочки.
4.2.17. Анкеровка оторочки (при необходимости) должна осуществляться за анкерные опоры, расположенные за пределами существующего сооружения. Необходимо предусматривать предварительное натяжение анкеров с усилием 0,5-0,7 от расчетного анкерного усилия.
4.2.18. При реконструкции пирса, предусматривающей необходимость усиления его верхнего строения, ростверк оторочки следует располагать поверху ростверка или плиты надстройки существующего сооружения и устраивать связь между ними омоноличиванием.
4.2.19. Оторочку в виде свайного ряда перед существующим эстакадным сооружением следует выполнять из вертикальных и наклонных свай, головы которых объединяются продольной железобетонной балкой, омоноличиваемой с ростверком.
4.2.20. Оторочку в виде уголковой стенки перед сооружениями гравитационного типа рекомендуется устанавливать на расстоянии от его передней грани, равном 0,20-0,33 высоты сооружения.
Пространство между стенками следует заполнять песчаной, гравелистой или каменной засыпкой.
4.3. Вертикальные экранирующие элементы
4.3.1. В качестве экранирующих элементов следует принимать составные сваи из сварного шпунта или шпунта типа Ларсен, металлические трубы, железобетонные сваи-оболочки, элементы, возводимые способом "стена в грунте" или буронабивные сваи.
4.3.2. Расстояние между существующим больверком или тыловым рядом свай ростверка и ближайшим к нему рядом экранирующих элементов, а также между экранирующими элементами (стенками) следует назначать на основе расчета с учетом расположения подкрановых путей и конструктивных особенностей тылового сопряжения существующего сооружения. Рекомендуется принимать это расстояние равным 0,15-0,30 глубины у причала до реконструкции, но не менее 1,0 м или ширины разгружающей каменной призмы за существующей конструкцией.
Расстояние между экранирующими элементами в свету вдоль фронта сооружения не должно превышать расстояния до впереди стоящей стенки.
4.3.3. Расстояние между экранирующим элементом и анкерной тягой существующей конструкции рекомендуется принимать не менее 0,5 м, а при погружении элементов на участках анкерных тяг, освобожденных от вышележащего грунта, - не менее 0,25 м.
4.3.4. Сопряжение экранирующих свай с лицевой стенкой больверка допускается выполнять при помощи омоноличивающего их верх ростверка или путем установки между шпунтом и сваями распорного элемента, расположенного выше крепления анкера.
4.3.5. Грунтонепроницаемость реконструируемого больверка с лицевой стенкой из железобетонного шпунта или свай-оболочек ниже отметки существующего дна должна обеспечиваться в соответствии с требованиями п.4.2.7.
4.3.6. Анкеровку экранирующих элементов рекомендуется выполнять:
за собственную опору с дополнительной анкеровкой существующего сооружения за экранирующие элементы;
путем заделки экранирующих элементов в разгрузочной платформе, причем разгрузочная платформа должна свободно упираться в существующее сооружение и располагаться выше отметки крепления анкера.
4.3.7. При конструировании экранирующих элементов, возводимых способом "стена в грунте", дополнительно к требованиям п.4.3 следует выполнять указания РД 31.31.24-81.
4.4. Разгружающие платформы
4.4.1. Положение платформы относительно существующего сооружения следует определять в зависимости от конструктивных особенностей реконструируемого сооружения, технологических требований, задач и целей реконструкции.
При необходимости снижения распорного давления на сооружение гравитационного типа и больверк платформу следует располагать непосредственно за существующим сооружением.
4.4.2. Опирание платформы следует предусматривать на элементы существующего сооружения, если она расположена непосредственно за сооружением, а несущая способность его элементов достаточна для восприятия усилий от платформы, и на дополнительные опоры, расположение которых зависит от конструктивных особенностей реконструируемого сооружения.
4.4.3. При опирании тыловой платформы на существующее сооружение должно быть обеспечено шарнирное сопряжение с сооружением типа "больверк" и свободное опирание на сооружения гравитационного типа. Опирание на массивовую кладку рекомендуется осуществлять таким образом, чтобы давление от тыловой платформы обеспечивало выравнивание напряжений по подошве сооружения.
4.4.4. Расстояние от тыловой грани (тылового ряда свай ростверка) существующего сооружения до лицевого ряда дополнительных опор под платформу следует определять по указаниям п.4.3.2.
4.4.5. Верхнее строение платформы следует выполнять из монолитных, сборно-монолитных или сборных железобетонных плит повышенной жесткости. Толщину плиты необходимо принимать по расчету, но не менее 0,8 м при монолитной конструкции плиты. При требуемой по расчету толщине плиты более 1,2 м рекомендуется предусматривать устройство дополнительного свайного ряда в пролете платформы. Ширина платформы определяется либо колеей перегрузочной машины с учетом зон омоноличивания на тыловых опорах, либо расчетом, учитывающим в зависимости от несущей способности существующего сооружения высоту его зоны экранирования платформой от действия полезной нагрузки.
4.4.6. В качестве дополнительных опор под платформу рекомендуется применять сваи, указанные в п.4.3.1.
В качестве тыловых опор могут применяться также ячейки из плоского шпунта, козловые опоры из призматических свай.
4.4.7. При устройстве разгружающей платформы с опиранием ее на существующее сооружение и расчетном обосновании возможности восприятия нагрузок от навала судна и воздействия льда допускается предусматривать частичное удаление грунта засыпки под платформой.
4.4.8. Для повышения общей устойчивости существующего сооружения или необходимости существенного повышения эксплуатационных нагрузок в тыловой зоне причала тыловую платформу следует располагать в зоне, определяемой положением опасных кривых скольжения или технологическими требованиями, а дополнительные опоры под платформу погружать ниже этих кривых на глубину, обеспечивающую заделку опор.
4.5. Консольные плиты
4.5.1. Консольные плиты следует размещать под вновь сооружаемой надстройкой и связывать их с верхним курсом массивов в конструкциях из массивовой кладки или продольными и поперечными стенами - в конструкциях из массивов-гигантов.
Устройство консольной плиты под верхним курсом массивов допускается при соответствующем обосновании.
4.5.2. Длина консоли плиты устанавливается расчетом, исходя из требуемого по условиям устойчивости выравнивания эпюры напряжений в основании стенки, и ограничивается недопущением растягивающих напряжений с наружной грани связанного с плитой нижележащего массива. Применение консолей длиной более 3,0 м допускается при специальном обосновании.
4.5.3. В качестве консольных плит рекомендуется применять ребристые плиты (ребрами вниз), унифицированные предварительно напряженные панели, плоские плиты толщиной до 1,0 м.
Установка консольных плит производится на свежеуложенный выравнивающий слой бетона.
4.6. Анкерные устройства
4.6.1. Анкерные устройства, включающие стальные анкерные тяги и опоры из плит или свайных рядов, рекомендуется применять для усиления причальных сооружений гравитационного и эстакадного типа, а также при необходимости повышения несущей способности существующих анкерных устройств путем установки дополнительных анкерных тяг и опор.
Допускается применение жестких анкерных тяг из балок или свай и опорных плит при анкеровке краев секций эстакадных конструкций.
4.6.2. Дополнительные анкерные тяги рекомендуется устанавливать в промежутках между существующими. Включение установленных тяг в работу следует осуществлять путем их предварительного натяжения, определяемого необходимой степенью разгрузки существующих тяг.
Натяжение тяг должно производиться ступенями одновременно на всем протяжении реконструируемого или усиливаемого участка сооружения до требуемого значения натяжения.
Выравнивание усилий в тягах должно производиться за счет разгрузки более напряженных тяг.
4.6.3. Предварительное натяжение анкеров при реконструкции сооружений гравитационного и эстакадного типа не должно превосходить 0,5-0,7 от расчетного анкерного усилия и уточняется по расчету. В процессе натяжения анкеров не допускается навал стенки на грунт, превышающий 3 мм.
Величину предварительного натяжения отдельных восстанавливаемых тяг следует определять в соответствии с Методическими указаниями по повышению несущей способности и определению эффективности ремонта и усилению портовых гидротехнических сооружений.
Предварительное натяжение анкеров следует производить после завершения работ по устройству обратной засыпки пазух до уровня анкеров, а у кордона причала - до верха стенки.
4.6.4. Крепление анкеров к существующим сооружениям гравитационного типа следует выполнять за надстройку, при условии ее жесткого соединения со стенкой, или за закладные детали, устраиваемые в элементах стенки (рис.4.1).
Рис.4.1. Схемы крепления анкерных тяг к гравитационному сооружению:
а - из массивовой кладки, в монолитном бетонном массиве; б - то же, в швах между массивами; в - из массивов-гигантов и оболочек большого диаметра (к тонкостенному элементу); г - уголкового типа с контрфорсами; д - эстакадного типа; 1 - монолитный бетон; 2 - деталь шарнирного закрепления тяги; 3 - упорная рама; 4 - стенка оболочки (массива-гиганта); 5 - набетонка; 6 - закладная деталь; 7 - контрфорс; 8 - плита верхнего строения эстакады; 9 - швеллер N 30; 10 - косынка; 11 - подвеска анкерной тяги
В сооружениях из массивовой кладки при шаге анкеров, кратном размеру массива, узел крепления анкерных тяг рекомендуется выполнять путем устройства закладных деталей в швах между курсами массивов или в специально выполненных штрабах либо отверстиях.
Допускается устройство закладных деталей в специальных бетонных массивах, изготовленных после разборки верхних курсов существующей стенки.
В сооружениях из массивов-гигантов или из оболочек большого диаметра закладные детали рекомендуется заделывать в отверстия, устроенные в тыловых стенках сооружения.
В конструкциях эстакадного типа закладные детали должны быть замоноличены в плите верхнего строения.
Крепление дополнительных анкеров в сооружениях типа "больверк" необходимо производить за распределительный пояс существующего анкерного устройства.
4.6.5. Анкерные тяги и узлы крепления их к сооружению и анкерным опорам должны быть расположены выше расчетного горизонта воды.
Крепление анкеров, как правило, должно осуществляться шарнирно. При наличии в основании причала прослоек слабых грунтов или выявленной в процессе эксплуатации существенной деформируемости портовой территории, приводившей к необходимости перекладки плит покрытия, прокладку анкерных тяг следует осуществлять в коробах с учетом запаса на величину ожидаемой осадки.
Опирание жесткого анкерного крепления на ростверк или упорный тыловой массив должно обеспечивать возможность взаимного перемещения жесткого анкера, ростверка и упорного массива. В противном случае необходимо предусматривать прокладку анкера в защитном коробе и его шарнирное соединение с ростверком и упорным массивом.
4.6.6. В качестве грунтовых анкеров рекомендуется применять предварительно напряженные буровые инъекционные цилиндрические анкера с уширением и без уширения при заделке их в плотные грунты.
Анкерные тяги принимаются при действии нагрузок на них до 800 кН из стержневой арматуры классов A-III, A-IV, A-V, при действии больших нагрузок - из проволочных прядей и стальных канатов, образованных высокопрочной проволокой В-II и В-III.
4.6.7. Конструкцию анкеров следует принимать в соответствии с указаниями Руководства по проектированию и технологии устройства анкерного крепления в транспортном строительстве с учетом антикоррозийной защиты от химических воздействий, бактерий, блуждающих токов.
Защита должна выдерживать механические воздействия в процессе транспортировки и монтажа, а также деформации во время работы анкера под нагрузкой.
Стержень анкера с защитой следует вставлять в полиэтиленовую трубу диаметром на 5-6 мм больше диаметра стержня, а пространство между ними должно заполняться антикоррозийным кабельным заполнителем ЛЗ-К1 ТУ 38-10-1-646-76, разогретым до 100-120 °С. Антикоррозийная защита состоит из: лакокрасочного покрытия - грунт АК-070-1 (один слой); эпоксидной эмали ЗП-525 (3 слоя горячей сушки); краски ЗП-755 (3 слоя холодной сушки).
4.6.8. Выбор длины грунтовых анкеров необходимо производить, исходя из следующих условий:
рабочая часть анкера должна быть расположена за призмой обрушения массива грунта;
несущая способность анкера должна быть достаточной для восприятия расчетного усилия;
общая устойчивость сооружения должна быть обеспечена при прохождении поверхности скольжения через середину длины рабочей части анкера.
4.7. Дополнительные опоры
4.7.1. В качестве дополнительных опор рекомендуется применять металлические некондиционные трубы, коробчатые сварные сваи из шпунта типа Ларсен и железобетонные сваи, а также элементы, возводимые способом "стена в грунте".
При соответствующем обосновании допускается использовать кондиционные трубы.
Железобетонные сваи следует применять:
сечением не более 0,35х0,35 м для усиления основания кордонной подкрановой балки в конструкциях типа "больверк";
на участках, где отсутствует или выклинивается каменная призма (подпричальный откос) при толщине слоя камня менее 1,0 м.
4.7.2. Усиление свайного поля существующего эстакадного сооружения рекомендуется выполнять забивкой дополнительных опор через отверстия в плите ростверка с последующим их омоноличиванием.
При установке нового более тяжелого технологического оборудования отверстия в плите ростверка для забивки дополнительных опор рекомендуется устраивать в потерне (с одной стороны подкрановой балки) и в соответствующих базе портала местах тыловой части ростверка или попеременно по обеим сторонам каждой из подкрановых балок с образованием зон их омоноличивания с опорами.
4.7.3. Шаг дополнительных опор в продольном направлении рекомендуется принимать кратным шагу свай в существующем сооружении, но не более 8,0 м, число опор в поперечном ряду устанавливается расчетом.
4.7.4. Дополнительные тыловые козловые сваи в составе свайного основания рекомендуется устраивать при стесненности территории, невозможности устройства анкерной опоры за пределами ростверка.
Для свайных ростверков с задним шпунтом при наличии за ним каменной призмы устройство тыловых козловых опор не рекомендуется. В этом случае козловую опору следует размещать в кордонной части ростверка и выполнять из ряда вертикальных и наклонных свай, головы которых должны объединяться продольной железобетонной балкой, примыкающей к ростверку.
4.7.5. Перед лицевой стенкой существующих сооружений типов гравитационного или "больверк" рекомендуется производить забивку дополнительных опор для повышения общей устойчивости причалов. Расстояние между лицевой стенкой и сваями, а также шаг свай принимаются по указаниям пп.4.3.2, 4.7.3. Глубина забивки дополнительных опор определяется расчетом, исходя из необходимости обеспечения заделки свай в грунтовом основании ниже опасных кривых скольжения.
4.7.6. В конструкциях распорного типа при установке на причале новых кранов с увеличенной нагрузкой на каток или с большим весом основания подкрановых балок следует усиливать путем устройства дополнительных опор, причем для уменьшения распора грунта, вызванного их образованием, рекомендуется проводить предварительное рыхление грунта в зоне контакта с лицевой стенкой, забивать металлические сваи, или выполнять опоры способом "стена в грунте".
4.8. Закрепление грунта
4.8.1. Способ и расположение зоны закрепления грунта следует выбирать в зависимости от несущей способности существующего сооружения и вида грунта основания и засыпки в соответствии с требованиями СНиП 3.02.01-83*.
4.8.2. Эффективность применения метода закрепления в конкретных условиях следует определять способом пробного закрепления в лабораторных или натурных условиях.
4.8.3. Для снижения распорного давления грунта засыпки и повышения несущей способности сооружения гравитационного типа на плоский сдвиг и опрокидывание необходимо выполнять закрепление грунта в зоне, расположенной за вертикалью, проходящей через тыловую грань подошвы сооружения.
4.8.4. Для повышения несущей способности свайного основания закрепление грунта следует производить в межсвайном пространстве.
4.8.5. Для повышения общей устойчивости сооружений закрепление грунта следует выполнять в зоне основания перед сооружением.
4.8.6. Для снижения усилий в лицевой стенке и анкерных тягах уголковых стенок с внутренней анкеровкой необходимо производить закрепление грунта в зоне, расположенной над фундаментной плитой сооружения.
4.8.7. В зависимости от вида грунта рекомендуется применять следующие способы закрепления:
для песчаных грунтов - одно- или двухрастворная силикатизация или цементация с вибродомолом и активизацией цемента;
для глинистых грунтов - электроосмические способы (электроосмос, электросиликатизация, электрохимическая обработка грунта) без инъецирования или с инъецированием в грунт различных солевых растворов;
для илистых - цементом с помощью буросмесительного агрегата;
для скальных грунтов - цементация, цементно-коллоидные и полимер-цементные растворы.
4.9. Восстановление основных конструктивных элементов сооружения
4.9.1. Восстановление основных конструктивных элементов следует производить в соответствии с указаниями РД 31.35.08-84* при следующих видах их повреждения:
поверхностное повреждение элементов (шелушение бетона, мелкие трещины, отколы, каверны, разрушение поверхностного металла коррозией, гниение дерева);
разрушение, связанное с нарушением целостности элементов (глубокие трещины, пробоины, бреши, изломы элементов, разрыв замков, коррозия арматуры, обрыв анкеров, поражение дерева древоточцами).
4.9.2. Ремонт металлических элементов, имеющих незначительные повреждения, следует выполнять электросваркой. При значительных по размеру повреждениях следует предусматривать накладки из металла толщиной не менее толщины ремонтируемого элемента, а при необходимости замену поврежденных участков новыми с усилением дополнительными накладками и сваркой встык.
4.9.3. Повреждения бетонных и железобетонных элементов с небольшими размерами зон разрушения рекомендуется ликвидировать путем заделки их цементно-песчаным или полимерцементным раствором. Заделку глубоких каверн, отколов, брешей следует проводить армированным бетоном в опалубке, предварительно удаляя скоррозировавший бетон. При значительных по глубине и протяженности повреждениях рекомендуется устройство монолитных железобетонных поясов.
4.9.4. Ремонт бетонных и железобетонных элементов в подводной зоне и зоне переменного горизонта рекомендуется выполнять способом подводного бетонирования. Щиты опалубки у поврежденных массивов закрепляются с помощью консольных элементов, основание которых расположено на верхнем строении, или удерживаются установленными под воду массивами. Опалубка у поврежденных свай закрепляется хомутами.
4.9.5. При невозможности восстановления первоначальной несущей способности элементов (наличие глубоких коррозионных повреждений, не позволяющих полностью удалить разрушенный бетон или исправить взаимное положение элементов, отсутствие надежной связи нового бетона со старым, значительные деформации стенки в месте бреши в конструкциях типа "больверк") следует производить их замену:
в конструкциях типа "больверк" - путем погружения дополнительных свай, шпунтин;
в конструкциях эстакады, высокого свайного ростверка с передним и задним шпунтом - путем забивки свай (после удаления изношенных) через выбуриваемые в ростверке "окна" или устройством монолитных плит верхнего строения;
в конструкциях из массивовой кладки - путем перекладки массивов.
4.9.6. Заделку щелей и брешей в лицевых стенках сооружений необходимо осуществлять с помощью бетона в мешках, железобетонных или металлических щитов; грунтонепроницаемость стенок может быть обеспечена и путем искусственного закрепления грунта засыпки.
Заделку брешей больших размеров в гравитационных сооружениях следует производить укладкой подводного бетона в опалубку; установкой в поврежденных отсеках сборных железобетонных элементов, устройством перед разрушенным участком сооружения стенки из заанкеренного шпунта.
4.9.7. Ремонт элементов верхнего строения рекомендуется выполнять путем бетонирования мест разрушения с обеспечением надежной связи старого и нового бетона с помощью анкеровки и армирования.
4.9.8. При значительных повреждениях над водой отдельно стоящих опор (сваи, оболочки и т.п.) восстановление необходимо производить до проектного профиля путем торкретирования по сетке, включая восстановление разрушенной арматуры.
4.9.9. Ремонт бетонных массивных блоков и монолитных элементов сооружений, имеющих значительные трещины по ширине и глубине, следует проводить инъекционным способом - введением в пробуренные скважины под давлением различных растворов: цементных, коллоидно-цементных, карбамидных смол, составов на основе эпоксидных смол.
При этом марка цемента должна быть не ниже 300 и не ниже марки цемента существующей конструкции.
4.9.10. Восстановление разорванных анкеров следует выполнять электросваркой составных элементов тяги. При этом необходимо соблюдать соосность соединения с обязательным усилением места стыка.
Ввод восстановленного анкера в эксплуатацию необходимо производить путем его предварительного натяжения для устранения перегрузки соседних анкеров.
4.9.12. Ремонт деревянных конструкций причальных сооружений рекомендуется выполнять путем замены поврежденных элементов.
Поврежденное гниением и древоточцами верхнее строение причалов из дерева подлежит разборке. Сваи следует спиливать ниже отметки гниения и при сохранении эксплуатационных требований поверх спиленного свайного основания устраивать железобетонный ростверк с надстройкой.
При незначительном поверхностном повреждении деревянных элементов допускается выполнение их ремонта путем нанесения покрытия из бетона, металла, пластика.
4.9.13. При восстановлении подпричального откоса сооружений эстакадного типа следует производить отсыпку песка и камня через отверстия, образованные в плите ростверка.
5. Указания по расчету
5.1. Общие указания
5.1.3. Расчетные усилия в элементах реконструированного сооружения необходимо определять по формулам:
усилие в анкере
максимальный изгибающий момент в элементе лицевой или тыловой стенки
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.