Как забить сваи под водой

Монтаж винтовых свай на воде: мостки и причалы

В последние годы для строительства сооружений, предназначенных для комфортного и безопасного доступа к водоемам, все чаще стали применять современные стройматериалы и новейшие технологии. Теперь можно выбрать: возвести сезонную конструкцию (например, понтон) или капитальный мост на фундаменте, который прослужит много лет.

При выборе способа постройки и типа конструкции учитывают:

• особенности грунта на берегу вблизи реки или озера;
• рельеф берега;
• нагрузки, создаваемые льдом в зимний период и другие факторы.

Пристани используют для купания и швартовки плавсредств. Иногда прямо на поверхности водных сооружений устанавливают беседки для отдыха.

Типы инженерного устройства надводных построек:

• причальные стенки – сооружаются вдоль берега из ж/б конструкций;
• понтоны оборудуют на платформах из легких труб, различных пустых емкостей, пластиковых бочек;
• причалы на сваях;
• пирсы – причалы, расположенные под прямым углом к линии берега.

Причалы на сваях

В любой русской деревне, раскинувшейся на берегу речки или озера, можно увидеть мостики для рыбалки и швартовки простых деревянных и дюралевых лодок. Все эти конструкции выстроены на сваях. В старину в качестве свай использовали лиственные деревья (ольху, дуб). Сегодня чаще применяются более прочные современные конструкции из металла.

Металлические сваи бывают двух типов:

Забивные сваи – это стальные трубы с заостренными наконечниками, которые забивают в грунт специальными машинами – копрами. При устройстве опор на воде забивные сваи почти не используются, поскольку при вбивании нарушается их антикоррозионное покрытие и происходит деформация. Из-за этого сваи зачастую не достигают твердых слоев грунта и не могут служить надежной опорой для причала. Подъезд копров к воде тоже часто затруднен или невозможен.

Другое дело – винтовые конструкции, которые идеально подходят для водных сооружений. Благодаря винту-лопасти они без лишних усилий, плавно вкручиваются в донный грунт с минимальным риском деформаций тела сваи. Длина стальных труб с винтами на конце может достигать 11 метров (при необходимости их можно наращивать либо укорачивать).

Важную роль играет толщина стен ствола и диаметр – чем он больше, тем более значительную массу может выдержать свая.

Технология монтажа

До начала работ рассчитывается количество свай и оптимальное расстояние между ними, подбирается их размер с учетом нагрузки. Длина определяется исходя из состава донного грунта, уровня его промерзания, глубины залегания твердых пород и других важные исходные данных:

• направления весеннего схода льда;
• скорости и направления течения;
• ветровых нагрузок;
• механических нагрузок на фундамент.

Винтовые сваи завинчивают вручную, без использования установок, силами 2-3 строителей. Затем в полость каждой сваи заливается цементный раствор (от М300 и выше), что дает увеличение несущей способности винтовой опоры. Если монтаж производится в зимнее время (сваи ввинчиваются в лед), в бетон добавляют специальные морозостойкие и пластифицирующие добавки.

Важно: зимняя установка свайно-винтовых фундаментов для надводных построек значительно проще технологически, поэтому обходится гораздо дешевле.

Если донный грунт неоднороден по составу или твердые слои залегают на разных уровнях, тогда каждую сваю ввинчивают на необходимую глубину, а после равняют. Затем сваи соединяют в цельную конструкцию швеллером, прикрепляющимся к оголовкам сваркой (обвязка свай). Реже для устройства обвязки используют деревянный брус. Сварочные швы должны быть прочными, поскольку будут находиться в воде. Для этого их покрывают различными составами, преимущественно изготовляемыми из эпоксидной смолы и краски.

Важно: на каменистых донных грунтах монтаж свайно-винтового основания невозможен.

Сваи с винтами пригодны для многоразового использования. Если появляется необходимость переноса мостков или причала на другое место, его можно в короткие сроки демонтировать и переустановить. Единственное ограничение – в этом случае лучше полость свай раствором не заливать. Винтовые конструкции устойчивы, защищены от коррозий несколькими слоями специального покрытия, и могут прослужить не одно десятилетие.

Крепление настила к сваям

Чтобы причал или пирс простоял долго, для настила применяют дерево ценных пород с высоким уровнем водостойкости:

Каждая из этих пород древесины обладает уникальной текстурой, ароматом, цветом. Удешевление монтажа причала возможно с применением водоотталкивающих дерево-полимерных материалов, из которых производят доски для палуб. Эти материалы дешевле натуральных и обладают такими качествами:

• не гниют и не разлагаются;
• не деформируются (не подвержены усыханию, разбуханию, растрескиванию);
• не требуют покраски и вскрытия лаком;
• могут без потерь переносить солнечное излучение и большие перепады температур (не выгорают, не тускнеют);
• устойчивы к механическим повреждениям;
• благодаря нескользящей ребристой поверхности позволяют безопасно двигаться по мокрому пирсу или мосткам.

Монтаж деревянного или полимерного настила на свайно-винтовое основание производится с использованием метода скрытого крепежа. При отделке сооружений устанавливают спуски для купания, перила, швартовые кранцы для лодок и прочие приспособления.

И главный совет. При сооружении небольшого мостика или причала можно попробовать обойтись собственными силами (при наличии 1-2 помощников для завинчивания свай). Если же вы запланировали строительство большого пирса, уходящего от берега вглубь водоема на приличное расстояние, обращайтесь к специалистам, обладающим необходимыми навыками и оборудованием.

Источник

Стройка под водой – как они это делают? Секреты инженерной мысли

Еще со времен возведения египетских пирамид человек был склонен реализовать гениальные – а иногда даже безумные – проекты, которые поражают своей грандиозностью. Чтобы сделать это, приходилось проводить в различных местах и самых сложных условиях, однако заметим: это все происходило на поверхности земли. Зато сегодня технический прогресс позволяет проводить ремонтные и строительные операции… под водой!

Стройка под водой – как они это делают

Подводное строительство – какое оно?

Ремонт сложной техники или возведение огромных зданий сейчас ни у кого удивления не вызывает. Для квалифицированного инженера, опытного строителя, архитектора это не проблема. Но интересовались ли вы тем, как ремонтируют огромный пассажирский лайнер, обслуживают сверхтяжелые современные танкеры, строят мостовые переходы и сооружают подводные объекты? Такие задачи – и без того достаточно серьезные – усложняются тем, что все работы нужно выполнять в воде. И чтобы решать такие задачи, инженеры специально для таких целей создали коффердамы.

Коффердам

Это английское слово, которые многие из вас наверняка слышат впервые, дословно переводится на русский язык как «сундук». В целом, коффердам – это временная конструкция, своего рода водонепроницаемый каркас, который устанавливается в воду там, где нужно выполнить ремонтные, строительные или иные инженерные работы.

Строительство под водой

На заметку! Коффердамы позволяют не только ремонтировать большие круизные лайнеры и сооружать мостовые опоры. Благодаря этим герметичным оболочкам, выполненным из бетона, можно сооружать шлюзы плотин и строить опорные конструкции для трубопроводов, пролегающих под водой.

Что касается технологии создания подобных инженерных конструкций, то она очень сложная и требует много сил, денег, времени. Ведь чтобы посреди реки или моря соорудить из армированного бетона временный каркас, необходимо выполнение целого комплекса работ. Лишь после того, как строительство коффердама завершится, из его внутренней полости с помощью мощных насосов откачивают воду, а специалисты (уже в «сухих» условиях) могут заниматься своим делом – монтировать подводные конструкции либо строить мостовые опоры.

Геотехники не просто опускают такой огромный ящик на дно реки или моря, они также обеспечивают полную водонепроницаемость и надежность всей конструкции

Коффердамы – очень полезные сооружения, они позволяют строить плотины, доки, возводить элементы моста. Ведь в подобных условиях применение традиционных строительных технологий попросту невозможно. Для сооружения коффердама инженерам необходимо проводить сложные расчеты – только так будет обеспечена полная безопасность. Что очень важно, ведь вода обладает общеизвестным свойством просачиваться сквозь бетон, подмывать основы конструкции и медленно их разрушать.

Для строительства коффердама нужно провести сложные расчеты

Цены на цемент М500

Как строятся коффердамы?

В целом, строительство подобных конструкций делится на несколько этапов. В первую очередь, на нужном участке выполняются геодезические исследования, анализируется рельеф дна и морской грунт. Инженеры оценивают вероятность штормов, учитывают температурные колебания. Когда экспертиза завершится, специалисты приступают к выполнению проектных работ.

Далее согласно проекту в нужном месте забиваются огромные сваи. Положение свай определяет специальная сварная металлоконструкция, которая установлена на дне. Ж\б опоры каркаса закладываются с учетом глубины водоема. На требуемую глубину сваи забиваются в подводный грунт для обеспечения надежной фиксации будущей конструкции после сборки. Никаких ошибок быть не должно: если нарушить технологию или ошибиться в расчетах, то коффердам в будущем может разрушиться под давлением воды!

В нужных местах забиваются сваи

После забивки свай начинается непосредственно сборка коффердама. Последний может быть цельным, собранным заранее, либо состоящим из нескольких частей, которые поочередно опускаются на дно. Погруженная в воду оболочка крепится к бетонным сваям. В конце мощные насосы откачивают из огромного «сундука» воду, после чего можно приступать к целевым работам – строительству моста, ремонту судна, ликвидации нефтяной аварии или прокладке трубопровода.

Коффердамы могут заранее полностью собирать

Когда работы закончатся, конструкцию затопят или демонтируют.

Затопление конструкции после завершения работ

На заметку! Элементы коффердама изготавливаются из прочных стальных сплавов. Но прогресс на месте не стоит, поэтому сегодня существуют и надувные коффердамы, которые можно использовать повторно! Это самая современная разработка в сфере строительства мостов и плотин.

Коффердамы на данный момент широко используются как в военном, так и в гражданском строительстве. Именно так строился Керченский мост, расширялся Панамский канал, ликвидировались разливы нефти в мексиканском заливе, возводились мосты через реки Гудзон и Огайо…

Реконструкция бетонных сооружений водосливной плотины на Новосибирской ГЭС

Однако это далеко не все! При помощи коффердамов построили несколько подводных отелей и ресторанов!

Видео – Как строятся подводные объекты?

Источник

Как строят опоры для мостов под водой

Любое строительство моста начинается с комплексного геодезического исследования. Инженеры стараются выбирать наиболее узкое место реки или искусственно сокращают расстояние между берегами с помощью насыпи, когда это возможно.

После создания таких насыпей, для беспрепятственного протока воды строителям иногда приходится прибегать к углублению русла реки с помощью земснарядов. Также для возведения опор стараются использовать отмели, которые дополнительно отсыпают грунтом, создавая искусственные острова.

Концевые опоры мостов возводят непосредственно с берегов рек, используя для этого часть суши. А как построить мост, если опоры нужно возвести прямо посреди глубоководной реки?

Такие промежуточные опоры еще называют «быками» и для их строительства существует несколько способов.

Первый способ – осушить место возведения опор с помощью изменения русла реки. Временное русло в зоне строительства опор прокапывают земснарядами и пускают течение реки в обход.

Второй способ – вбить сваи для опор с борта специального понтона или судна.

Для этого в зоне возведения сначала создают водонепроницаемый каркас из специальных шпунтованных листов Ларсена. Профиль этих листов представляет собой жёлоб c закруглёнными краями боковых стенок и в стыках образует сплошную стену, которая герметизирует внутреннюю полость. Затем такой каркас усиливают изнутри, после чего из конструкции откачивают воду и вбивают сваи по контуру.

После погружения на необходимую глубину сваи сверху «распушивают», а затем обвязывают с помощью ростверка – решетчатой части, объединяющая верхнюю часть свайного фундамента.

Впоследствии конструкция заливается бетоном, образуя монолитную глыбу, а уже затем сверху возводятся железобетонные опоры.

И наконец, третий способ – возведение опор с помощью закрытых (подводных) кессонов. Такой способ устройства оснований называют также пневматическим.

Закрытый кессон — устройство для образования рабочей камеры без воды.

Представляет из себя закрытую конструкцию без дна, которая погружается в воду под собственным весом или с помощью балластных грузов. В ее внутреннее пространство через специальные шлюзы подается сжатый воздух, под действием которого внутри кессона образуется так называемый «воздушный колокол», в котором строители могут свободно перемещаться.

В кессонах имеются специальные шлюзы, через которые извлекается грунт и вводятся материалы для бетонирования опор. Подкапывая дно под краями кессона изнутри, строители постепенно углубляют конструкцию до достижения твердого слоя, который может служить надежной подошвой для будущего сооружения.

Источник