Details

Объект исследования: морское причальное сооружение №12 на черноморском побережье РФ, введённое в эксплуатацию в 1978 году, — заанкеренная лицевая стенка из железобетонных шпунтовых свай с верхним строением и обратной засыпкой, III класс ответственности. Цель работы: разработать и обосновать проектные решения по реконструкции причала №12 с учётом его фактического технического состояния, характеристик грунтового основания и действующих нормативных требований. Необходимость реконструкции обусловлена длительным сроком эксплуатации объекта в условиях агрессивной морской среды: накопленные дефекты снизили несущую способность конструкции ниже уровня современных требований. Проверка устойчивости существующего сооружения показала, что при расчётных нагрузках и сейсмических воздействиях действующие нормы не выполняются в полной мере, а увеличение эксплуатационной нагрузки до 50 т/м² допустимо лишь при значительном удалении зоны складирования от тыловой части причала. В работе рассмотрены два сценария реконструкции акватории с проектными отметками дна у кордона минус 12,6 м и минус 9,7 м. Для каждого сценария разработаны конструктивные решения: оторочка с двухрядной свайной системой и экранирующим рядом (Вариант 1) и заанкеренный больверк из трубчатых свай (Вариант 2). По результатам сравнительного анализа объёмов работ и эксплуатационных характеристик принят Вариант 1 с отметкой дна минус 12,6 м: он обеспечивает приём судов с большей осадкой, повышает несущую способность и снижает деформации лицевой стенки. Нагрузки на сооружение определены в соответствии с действующими нормативными документами. В состав расчётных воздействий включены постоянные нагрузки (собственный вес, давление грунта засыпки), кратковременные (волновые нагрузки, нагрузки от навала и швартовки судна длиной 190 м) и особые (сейсмика). Численное моделирование системы «сооружение – основание» выполнено в PLAXIS 2D с применением элементов Plate и Node-to-node anchor. По четырём расчётным сочетаниям нагрузок проверены прочность трубошпунтовой стенки и анкерных тяг, общая устойчивость и деформации. Все нормативные условия выполнены: коэффициент использования анкерных тяг — 0,72 (при допустимом 1,0); минимальный коэффициент запаса устойчивости — 1,020 (при нормативном 0,95); максимальный прогиб стенки — 234,8 мм (предельное значение 273,2 мм). Полученные проектные решения могут быть применены при реконструкции аналогичных причальных сооружений больверкового типа в схожих природно-климатических и инженерно-геологических условиях.

Object of research: marine berthing structure No. 12 on the Black Sea coast of the Russian Federation, commissioned in 1978 — an anchored front wall of reinforced concrete sheet piles with an upper structure and backfill, Class III responsibility. Purpose of the work: to develop and justify design solutions for the reconstruction of berth No. 12, accounting for its actual technical condition, foundation characteristics, and current regulatory requirements. The reconstruction is necessitated by the accumulated deterioration of structural elements during prolonged operation in an aggressive marine environment. Stability analysis of the existing structure revealed non-compliance with current standards under design loads and seismic actions. An increase in operational load to 50 t/m² is permissible only at a considerable distance from the rear part of the berth. Two reconstruction scenarios were developed for waterbasin bottom elevations of minus 12.6 m and minus 9.7 m, each with two structural options. Based on comparative analysis of construction volumes and operational characteristics, Option 1 (minus 12.6 m, double-row pile system with screen row) was selected, as it accommodates vessels with larger draught, increases load-bearing capacity, and reduces deflections of the front wall. Loads were determined per applicable codes: permanent (self-weight, backfill pressure), short-term (wave loads, berthing and mooring forces for a 190 m vessel), and special (seismic) actions. Numerical modelling in PLAXIS 2D using Plate and Node-to-node anchor elements confirmed compliance with all requirements across four load combinations: anchor tie rod utilization 0.72 < 1.0; minimum stability factor 1.020 > 0.95; maximum wall deflection 234.8 mm < 273.2 mm (allowable limit). The design solutions developed in this work are applicable to the reconstruction of similar sheet-pile bulkhead berthing structures under comparable natural-climatic and geotechnical conditions.