Ранее ООО «Морстройтехнология» в номерах №1 (17) 2014, 3 (31) 2017 публиковало статьи о возможности и целесообразности реконструкции причальных сооружений типа больверк посредством изменения характеристик (закрепления) грунтов обратной засыпки. Приводился опыт применения данной технологии при выполнении реконструкции причалов ООО «МГС-Терминал» в порту Санкт-Петербург.
Основываясь на положительных результатах лабораторных и натурных исследований в ходе строительно-монтажных работ и эксплуатации причалов ООО «МГС-Терминал», ООО «Морстройтехнология» распространило практику реконструкции причалов по данной технологии в морском порту Находка.
Описание характеристик причалов и технологии реконструкции
ООО «Морстройтехнология» выступило генпроектировщиком по разработке проектной и рабочей документации на реконструкцию причалов №34 и №35 в морском порту Находка и выполняло авторский надзор за строительством объекта. По разработанной документации были получены положительные заключения ФАУ «Главгосэкспертиза России» по технической и сметной частям.
Основные задачи реконструкции сводились к увеличению проектных отметок дна.
По результатам основных проектных решений был рекомендован вариант реконструкции причалов посредством изменения характеристик (закрепления) грунтов обратной засыпки. Основополагающими критериями выбора данного варианта послужили:
1. Возможность выполнения строительно монтажных работ в условиях действующего предприятия в особо стесненных условиях без вывода причалов из эксплуатации;
2. Меньшая стоимость строительства относительно устройства оторочки из металлического шпунта;
3. Сохранение сушествующей ширины операционной акватории причалов, что являлось не маловажным фактором с учетом того, что терминал располагается в дельте р. Хмыловка, а после реконструкции предполагался прием судов больших габаритов
Конструкция существующих причалов – заанкеренный больверк из металлического шпунта Ларсен V из стали Ст3кп, погруженного до отметки минус 16,92 и 17,92 м БС на причале №34 и №35 соответственно. Анкерная стенка выполнена из металлического шпунта Ларсен V из стали Ст3кп. Высота анкерной стенки 4м. Лицевая и анкерная стенки соединены анкерными тягами из круглой стали ВСт3сп2 диаметром 80 мм с переменным шагом 0,84 м, 1,68 м и 2,52 м. Длина тяг 18,0 м.
Проектными решениями предусматривалось:
• искусственное закрепление грунта оснований причалов №№34-35, с предварительным выделением опытного участка;
• дноуглубительные работы на акватории причалов и на подходном канале до отметки -12,5 БС
Цель выделения опытного участка:
• подбор рецептурных и технологических параметров струйной цементации для обеспечения требуемых характеристик закрепленного массива грунта, принятых в проекте;
• Проведение натурных испытаний в сопровождении с мониторингом
Работы по реконструкции и опытному участку выполнялись подрядной строительной организацией АО «Нью Граунд».
В соответствии с программой работ, опытное закрепления грунтов основания выполнялось на двух участках, расположенных в пределах причалов №34 и №35.
В настоящее время практикуется три способа струйной цементации грунтов, главное отличие между которыми – организация процесса разрушения грунта и создания грунтоцементных свай. Представленное на современном рынке буровое оборудование для Jet Grouting позволяет выполнять разрушение грунта и формирование свай с помощью:
• Подаваемого под напором бетонного раствора (Jet-1);
• Бетонного раствора и воздушной струи (Jet-2);
• Бетонного раствора, воздушной струи и водяной струи (Jet-3).
В нашем конкретном случае выполнялся подбор и анализ по первым двум системам. В пределах каждого из участков было выполнено шесть грунтоцементных колонн по однокомпонентной технологии струйной цементации грунтов jet-1 (№№1-12) и шесть колонн по двухкомпонентной технологии jet-2 (№№13-24) с различными расходами цемента.
Рис. 1 Опытный участок №1. Вид голов грунтоцементных колонн, выполненных по технологии Jet – 1 (диаметр 0,5-0,6 м)
Рис. 2 Опытный участок №1. Вид голов грунтоцементных колонн, выполненных по технологии Jet – 2 (диаметр 1,15-1,3 м)
Рис. 3 Опытный участок №2. Вид голов грунтоцементных колонн, выполненных по технологии Jet – 1 (диаметр 0,5-0,6 м)
Рис. 4 Опытный участок №2. Вид голов грунтоцементных колонн, выполненных по технологии Jet – 2 (диаметр 1,1- 1,3 м)
По факту изготовления грунтоцементных свай был выполнен контроль механических и деформационных характеристик грунтоцемента лабораторным способом.
Рис.5 Вид выбуренных кернов из колонны №13 (опытный участок №2)
Образцы в количестве 98 шт. в возрасте 28 суток испытаны в независимой испытательной лаборатории
Рис.6 Определение предела прочности на сжатие (слева) и растяжение (справа).
Также был выполнен полевой контроль деформативности массива закрепленного грунта посредством штамповых испытаний
Рис.7 Конструкция испытательного стенда
По результатам проведенных опытно-изыскательских работ совместно с подрядной строительной организацией АО «Нью Граунд» были уточнены требования к технологии производства работ для достижения проектных характеристик грунта, а именно: были определены способ закрепления грунта методом стрйной цементации типа Jet-1, расход цемента, диаметр и шаг грунтоцементных свай.
В итоге совместной работы проведена реконструкция действующих причалов без вывода их из эксплуатации, выполнено дноуглубление, причалы сданы в эксплуатацию.
В августе 2020 года была Ростехнадзором было выдано заключение о соответствии реконструированного объекта требованиям технических регламентов и проектной документации
1. Выводы и рекомендации
На очередном объекте была подтвержена работоспособность предлагаемого метода реконструкции причалов. Данный метод, как отмечалось ранее может быть рекомендован к применению в случае:
• невозможности перемещения линии кордона причального сооружения в сторону акватории;
• отсутствия возможности погружения экранирующих элементов;
• необходимости незначительного понижения отметки дна непосредственно перед сооружением.
В том случае, если проектной документацией кроме закрепления грунтов обратной засыпки причалов, не предусмотрены иные строительно-монтажные работ, которые оказывают воздействие на водную среду, возможно значительное сокращение сроков согласования документации в государственных контролирующих органах (ФА по рыболовству, Государственная экологическая экспертиза) и, как следствие сокращения срока получения разрешения на ввод реконструируемого объекта в эксплуатацию.
По результатам нашего анализа стоимостных показателей реконструкции ГТС, средняя стоимость закрепления грунтов ниже, чем другие способы реконструкции причальных сооружений (оторочки, грунтовые анкеры), что также является немаловажным фактором при выборе способа СМР.
Литература:
1. Строительные нормы и правила: Гидротехнические сооружения. Основные положения: СНиП 33 01-2003 / Госстрой России. – Введ. 30.06.2003. – М., 2004.
2. Строительные нормы и правила: Гидротехнические сооружения. Основные положения: СП 58.13330.2012 (Актуализированная редакция СНиП 33 01-2003) / Минрегион России. – Введ. 01.01.2013. – М., 2012.
3. Руководящие документы: Основные положения расчета причальных сооружений на надежность: РД 31.31.35-85 / СОЮЗМОРНИИПРОЕКТ. – Введ. 15.11.1985. – М., 1986.
4. Руководящие документы: Инструкция по усилению и реконструкции причальных сооружений: РД 31.31.38-86 / СОЮЗМОРНИИПРОЕКТ.– Введ. 01.07.1986. – М., 1987.
5. Руководящие документы: Инструкция по проектированию морских причальных и берегоукрепительных сооружений: РД 31.31.55-93/ Федеральная служба морского флота России. – Введ. 01.06.1993. – М., 1996.
6. Рекомендации по проектированию морских портовых гидротехнических сооружений в сейсмических районах при наличии в основании слабых грунтов: Р 31.3.02-98 / АООТ «ДНИИМФ». – Введ. 10.04.98.
7. Костюков В. Д. Надежность морских причалов и их реконструкция. – М.: Транспорт, 1987.
8. Гарибин П. А., Кукуй А. Л., Шабанов В. И. Геоэкологические проблемы при строительстве и эксплуатации причальных гидротехнических сооружений // ГИДРОТЕХНИКА. XXI ВЕК. – 2010. – №3. – С. 44-47.
9. Будин А. Я., Чекренева М. В. Усиление портовых сооружений. – М.: Транспорт, 1983.
10. Романов П. Л. Проектирование и эксплуатация некоторых типов тонкостенных причальных сооружений с учетом технологии строительства и усиления: Дис… канд. техн. наук. – СПб., 2002.
11. Arora S., Kinley J. Jet Grouting for the Re-support of Pier 11A in San Diego, CA // Coastal Engineering Practice / ASCE, 2011.
12. Dennis W. B., Thomas A. P. Super Jet Grouting Repairs and Extends the Life of Ailing Coastal Front Structure // Grouting and Ground Treatment Proceedings of the Third International Conference American Society of Civil Engineers / New Orleans, Louisiana., 2003.
13. Dennis W. B. The Utilization of Jet Grouting and Soil Mixing Methods to repair and Support Bulkhead Structures // Port Development in the Changing World Proceedings of the Ports 2004 Conference American Society of Civil Engineers / Houston, Texas, 2004.
14. Мангушев Р. А., Осокин А. И. Геотехника Санкт-Петербурга. – М.: Издательство АСВ, 2010. – ISBN 978-5-93093-771-8.
15. Малинин А. Г. Струйная цементация грунтов. – Пермь: Пресстайм, 2007. – ISBN 978-5-98975-201-0.
16. George K. Burke и Allen L. Sehn The influence of ground improvement on geotechnical design, ASCE/PENNDOT 20th Central PA //Geotechnical Conference. – 29-31, 2003.
17. Мангушев Р.А., Усманов Р.А., Ланько С.В., Конюшков В.В. Методы подготовки и устройства искусственных оснований. – Москва: Издательство АСВ, 2012. – ISBN 978-5-93093-868-5.
18. Николаевский М. Ю., Горгуца Р. Ю., Соколов А. В. Реконструкция причалов типа больверк путем изменения характера работы сооружения с распорного на гравитационное. // ГИДРОТЕХНИКА. XXI ВЕК. – 2014. – №1. – С. 64.
19. Горгуца Р. Ю., Николаевский А. М. Теория и практика реконструкции причальных сооружений типа больверк посредством изменения характеристик (закрепления) грунтов обратной засыпки. // ГИДРОТЕХНИКА. XXI ВЕК. – 2017 – №3. – С. 56.
20. Гладков И. Л., Жемчугов И. А. Опыт применения технологии струйной цементации грунтов при реконструкции причальных сооружений. // Гидротехника. – 2019. – №4. – С. 36
