Конструктивно-технологические решения подпорных стен из сварного трубчатого шпунта для транспортного строительства (стр. 6 )

- снижением расхода металла на 15-22 % или около 22 тысяч тонн с начала производства  ШТС в «Тресте Запсибгидрострой»;

- потребностями снижения энергии (кДж) для погружения;

- снижением для каждой шпунтовой сваи трудовых (не менее чем на 6,8 Чел.-ч.) и денежных (от 3,0 до 4,0 тыс. руб.) затрат;

- увеличенной в 2,3-2,6 раза шириной ШТС и, соответственно, наличием меньшего количества замковых соединений, снижением расходов на гидроизоляцию и затрат на организацию отвода фильтрационных вод;

- решением крупной народно-хозяйственной проблемы утилизации практически на месте демонтированных труб продуктопроводов.

  Производство ШТС из труб демонтированных участков продуктопроводов дало реальный экономический эффект более 3 млрд. руб. и уменьшило ежегодные выбросы в атмосферный воздух не менее 35 тонн загрязняющих веществ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

  В диссертации поставлена и решена важная научно-техническая проблема возведения подпорных стен транспортных сооружений из шпунтов трубчатых сварных, которые по моменту сопротивления, шагу профилей в стене и удельному расходу стали, превосходят не только отечественные  шпунтовые сваи, но и некоторые зарубежные аналоги. В ходе её решения автором получены следующие результаты, отличающиеся научной новизной и практической значимостью:

1. В диссертации обобщены и систематизированы материалы о конструкции и технологии возведения подпорных стен из стальных шпунтовых свай.

  Установлено, что подпорные стены на объектах транспортного строительства экономически целесообразно и технически рационально возводить из шпунтов трубчатых сварных, содержащих стальную трубу и приваренные к ней замковые соединения.

  Разработаны конструкции ШТС, обеспечивающие производство сортамента  шпунтов трубчатых сварных с моментом сопротивления W > 20 тысяч см3, шагом профилей В = 2,0 м и удельным расходом стали М = 300ч450 кг/м2.

2. На основании результатов аналитических исследований получены зависимости удельного расхода металла (кг/м2) от момента сопротивления (см3) для проектирования ШТС с оптимальными профилями и соотношениями в них геометрических размеров трубы и замковых соединений, массы, прочности и несущей способности (кН/м).

  Установлено, что в подпорных стенах из оптимального профиля стальная труба обеспечивает 90-95% несущей способности сооружения. Замковые соединения ШТС следует проектировать из условия обеспечения удерживания грунта, регулирования процессов фильтрации воды и в качестве направляющего устройства при погружении шпунтовых свай.

3. Результаты выполненных исследований позволяют рекомендовать сортамент шпунтов трубчатых сварных для проектирования подпорных стен, включающий трубы диаметром от 530 мм до 1420 мм с толщиной стенки от 8 до 30 мм с замковыми соединениями предлагаемых конструкций с сопротивлением на растяжение не менее 1500 кН/п. м.

4. Новизна предлагаемых конструктивных решений ШТС подтверждена 13 патентами.

5. Для рекомендуемого сортамента ШТС, удельный расход металла для возведения 1 м2 подпорной стены из шпунтов трубчатых сварных зависит, в основном, от толщины стенки трубы и ее диаметра.

Отличие в массе 1 м2 подпорной стены для ШТС имеющих различные диаметры труб обусловлены разными удельными долями в них массы замковых соединений. При этом, основная (до 95%) часть несущей способности подпорных стен из ШТС линейно зависит от толщины стенки трубы, но в квадрате от её диаметра.

6. На основании результатов выполненных исследований установлено, что подпорные стены из ШТС имеют повышенную коррозионную стойкость, в сравнении со шпунтовыми сваями традиционных профилей, а также существенно больший период безопасной эксплуатации и долговечности сооружения.

7. Результаты измерений показали, что при заполнении трубчатых элементов ШТС песком интенсивность коррозии металла внутри трубы уменьшается и примерно соответствует значениям её на участке со стороны обратной засыпки подпорной стены.

  Интенсивность коррозионного износа ШТС снижалась и даже полностью прекращалась при послойной засыпке песком внутреннего пространства трубы, уплотнении засыпки и предварительном смешивании с цементом.

8. На основании результатов исследований и натурных измерений рекомендуется для засыпки пазух подпорных стен и внутренней полости труб ШТС использовать непучинистые песчаные грунты средней крупности с углом внутреннего трения φ ≥ 30° и степенью неоднородности Cu =d60/d10 > 3,0. Песок с цементом рекомендуется смешивать в количестве 5:1 по массе и уплотнять до I d ≈ 0,9 ÷ 1,0.

9. Для повышения несущей способности подпорных стен из ШТС и увеличения срока их эксплуатации рекомендуется выемка грунта из внутренней полости трубы шпунтовой сваи и размещение в ней конструкции усиления.

10. На основе анализа результатов натурных исследований рекомендуется в качестве конструкций усиления ШТС и  повышения несущей способности подпорных стен  применять смеси песчаного грунта с цементом, армированный железобетон и охлаждающие устройства воздушного типа или жидкостные с естественной конвекцией теплоносителя, при возведении сооружения в криолитозоне и восстановлении грунтов основания в мерзлом состоянии.

  Установлено, что материал усиления в трубе ШТС, не только повышает в 1,5-3,0 раза жесткость подпорной стены и сопротивление её изгибу, но и замедляет процессы коррозии, повышая срок эксплуатации сооружения.

11. Разработанные и рекомендуемые в диссертационной работе профили ШТС, в соответствии с требованиями сортамента по ГОСТ Р 52664-2010 «Шпунт трубчатый сварной. Технические условия», изготавливают в «Тресте Запсибгидрострой» в г. Сургуте с использованием комплекта специального оборудования и стендов.

  На 2011 год объем производства ШТС составил около 150 тысяч тонн, из которых в различных регионах страны возведены подпорные стены транспортных сооружений различного назначения суммарной протяженностью превышающей 39 км.

12. В диссертации разработаны регламенты и технологические требования, обеспечивающие возможность применения труб с участков демонтированных продуктопроводов при изготовлении ШТС в заводских условиях «Треста Запсибгидрострой», что дало возможность частичного решения проблемы рационального использования вторичных ресурсов в Сибирском регионе страны.

  Производство ШТС из труб демонтированных участков продуктопроводов дало реальный экономический эффект более 3 млрд. руб. и уменьшило выброса в атмосферный воздух загрязняющих веществ.

13. Результаты выполненных исследований позволяют рекомендовать ШТС для проектирования и возведения подпорных стен  транспортных сооружений во всех природно-климатических районах страны, в стеснённых условиях городской застройки, при наличии самых жестких экологических ограничений, а также в любых инженерно-геологических и гидрометеорологических условиях, в том числе на «слабых», скальных и мерзлых грунтах основания.

14. Подпорные стены транспортных сооружений из ШТС архитектурно привлекательны, не требуют дополнительной облицовки, кроме покраски по антикоррозийному слою, ремонтопригодны и менее трудоемки при необходимости утилизации.

15. Накопленный опыт проектирования, строительства и эксплуатации подпорных стен из ШТС позволяет рекомендовать выделение их в транспортные сооружения специального типа, при реализации которых обеспечивается реальный экономический эффект, ресурсосбережение, повышается долговечность и надёжность эксплуатации.

16. В задачу дальнейших исследований входит:

- разработка технологий с дифференцированной защитой от коррозии шпунтовых свай ШТС с учетом неравномерности коррозионных воздействий по их длине и на основании условного деления этих воздействий по участкам;

- разработка расчётных схем для проектирования подпорных стен из сварного трубчатого шпунта, учитывающих специфические особенности конструкции ШТС.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. , , Хасхачих речных причалов в суровых климатических условиях. (Отечественный и зарубежный опыт). Вптитрансстрой, М., 1980, №1, 31с.

2. , , Хасхачих речных портовых сооружений в сложных условиях Западной Сибири. – Транспортное строительство, 1980, №10, 3 с.

3. , , Березин технологии и контроль качества бетонных работ при строительстве причалов на Севере Обь-Иртышского бассейна. – В кн.: Исследования и расчёты по конструкциям и технологии возведения транспортных гидро-технических сооружений. Сб. научн. тр. М.: Транспорт, 1986, с. 59-68. 

4. , , ВСН 43-91 «Правила производства и приемки работ при возведении причальных сооружений из трубчатого сварного шпунта», ЦНИИС, 1993, 30 с.

5. Гончаров научно-технического прогресса в адаптации Запсибгидростроя к условиям рыночной экономики. – Транспортное строительство, 1997, №10, 9-13 с.

6. , , СТП 010-2000. Стандарт предприятия. Правила производства  работ по строительству шпунтовых стен из трубчатого шпунта.  М.,  ЦНИИС, 2000, 84 с.

7. Гончаров сварной шпунт для гидротехнических и транспортных сооружений.–Транспортное строительство, 2000, №3, 9-13 с.

8. , , Ефремов трубчатого сварного шпунта в гидротехническом строительстве. Морские и речные порты Росси. Сборник тезисов докладов, 1-я научно-практическая конференция, Министерство транспорта РФ, М., 2002, 111-113 с.

9.  ,  Ефремов гидротехнические сооружения из трубчатого шпунта. Строительство. Информационный бюллетень, 2002, №3, 8-10 с.

10. , Бройтман гидротехнических сооружений из трубчатого шпунта. – Транспортное строительство, 2004, № 9, 11-15 с.

11. , , Ефремов и эксплуатация причальных сооружений из стального трубчатого шпунта нового типа на Севере. Сборник тезисов докладов, 2-я научно-практи-ческая конференция, Министерство транспорта РФ, М., 2004,70-71 с.

12. , Новицкий сварной шпунт на объектах Ханты-Мансийского автономного округа. – Транспортное строительство, 2004, № 11, 20-23 с.

13. , , и др. Стальной шпунт нового профиля для транспортного, гидротехнического и портового строительства. Научные труды , вып. 227, - М., , 2005, 116 с.

14. , , СТП 010-2000. Стандарт предприятия. Правила производства  работ по строительству шпунтовых стен из трубчатого шпунта. Издание второе дополненное, М., , 2005, 91 с.

15. Гончаров проблемы строительства берегоукрепитель-ных сооружений на севере Западной Сибири. – Транспортное строительство, 2009, № 7, 5- 9 с.

16. в соавторстве. ГОСТ Р 52664-2010 «Шпунт трубчатый сварной. Технические условия», Приказ Росстандарта РФ , от 01.01.2001 г. , 14 с.

17. Гончаров конструктивные решения подпорных стен из сварного трубчатого шпунта. – Транспортное строительство, 2010, № 1, 28- 31 с.

18. , , Ефремов сопровождение разработок конструкций и проектов реализации транспортных сооружений из трубчатого сварного шпунта.– Строительные материалы оборудование технологии ХХI века,  2011, № 8 (151), 40- 43 с.

19. , Дмитриев РФ, № 000. Шпунтовая стенка. Опубликовано: 30.03.1994, бюл. № 6.

20. , Дмитриев РФ, № 000. Причальное сооружение. Опубликовано: 10.06.1997, бюл. № 8.

21. Гончаров РФ, № 000. Шпунтовая стенка. Опубликовано: 10.10.1997, бюл. № 26.

22. Гончаров РФ, № 000. Шпунтовая стенка. Опубликовано: 20.07.2002, бюл. № 28.

23. Гончаров РФ на полезную модель, № 000. Шпунтовая стенка (варианты). Опубликовано: 10.04.2004, бюл. № 10.

24. Гончаров РФ на полезную модель, № 000. Шпунтовая стенка. Опубликовано: 10.04.2004, бюл. № 10.

25. Гончаров РФ на полезную модель, № 000. Шпунтовая стенка. Опубликовано: 10.10.2006, бюл. № 28.

26. Гончаров РФ на полезную модель, № 000. Шпунтовая стенка из сварных трубчатых свай. Опубликовано: 10.12.2006, бюл. № 34.

27. Гончаров РФ, № 000. Шпунтовая стенка Гончарова. Опубликовано: 10.07.2008, бюл. № 19.

28. Гончаров РФ на полезную модель, № 000. Шпунтовая стенка из трубчатых свай с прокатными соединительными элементами. Опубликовано: 10.10.2008, бюл. № 28.

29. Гончаров РФ, № 000. Шпунтовая стенка с металлическими уплотняющими элементами. Опубликовано: 27.09.2009, бюл. № 23.

30. Гончаров РФ, № 000. Подпорная стенка на скальном грунте. Опубликовано: 27.02.2010, бюл. № 6.

31. Гончаров РФ на полезную модель, № 000. Подпорная стенка на скальном грунте. Опубликовано: 10.07.2011, бюл. № 19.