Реферат: Берегозащитные сооружения их значения, и модернизация в пределах г.Сочи

Волноотбойные стены и бермы

Волноотбойные стены сооружаются для защиты от волнения береговых уступов или земляного полотна примор­ских железных и автомобильных дорог, поэтому часто такие стены называются подпорно-волноотбойными. Волноотбой­ные стены допускается, по возможности, возводить под защи­той пляжа шириной, достаточной для гашения расчетных волн, в комплексе с бунами или волноломами. При проекти­ровании волноотбойных стен, кроме требований данного раз­дела, следует учитывать рекомендации действующих строи­тельных норм и правил по проектированию подпорных стен.

При назначении планового положения волноотбой­ных стен должно учитываться не только современное состоя­ние берега, но и ожидаемые его изменения в будущем. Поло­жение волноотбойных стен в плане должно совпадать с лини­ей, за которую дальнейший размыв берега не допустим по ус­ловиям эксплуатации защищаемых объектов и сооружений.

При проектировании волноотбойных стен следует учитывать, что вызываемое стенами отражение волн, в осо­бенности на берегах с дефицитом наносов и узкими пляжами, приводит к усилению размыва пляжевой полосы как непо­средственно перед стенами, так и на низовом участке берега. Поэтому в проекте должны быть предусмотрены мероприятия по сохранению и расширению пляжа перед стеной с помощью бун или подводных волноломов с траверсами.

Если ширина пляжа перед стеной не обеспечивает волногашение и не возможно обеспечить ее увеличение, необ­ходимо принимать меры по защите стен от подмыва выклад­кой прислоненных к стене волногасителей в виде призм из фасонных массивов или камня, возведением берм, шпунтовых ограждений и др.

Отметка верха стены должна соответствовать расчет­ным значениям уровня моря и элементов волн (см. табл. 6.1), а также с учетом высоты надвига льда. Возвышение гребня стены Zv, м над расчетным уровнем моря рекомендуется при­нимать по формуле:

где: гс - запас, принимаемый для сооружений II класса капи­тальности - 1,5, III класса - 1,0, IV класса - 0,7 м.

В условиях открытых приглубых берегов бесприливных мо­рей величину Zv для всех классов капитальности в первом приближении следует принимать не менее 3,5 м.

7.9.6. Для уменьшения высоты наката штормовых волн и устранения переливов воды через гребень волноотбойной сте­ны ее морской части (лицевой грани) следует придать плавное криволинейно очертание с горизонтальным заложением :

где Zk - высота криволинейной части профиля

Нижний отрезок криволинейного профиля не должен быть круче 35°. Верхняя часть лицевой грани должна быть с волноотражающим карнизом.

Рисунок 2 - Волнозащитная стена с волноотбойным устройством:

а - очертание передней грани стены; б - облицовка передней грани

стены; 1 - средний уровень моря

Волноотбойные стены с поперечным сечением, при­нятым в соответствии с требованиями, долж­ны быть устойчивыми под воздействием расчетных волновых нагрузок в случае отсутствия пляжа и засыпки за их береговой гранью в процессе строительства.

Эффективность работы волноотбойных стен и волногасящих вспомогательных прикрытий перед стеной в ответствен­ных случаях должна быть проверена на гидравлической моде­ли.

Глубину заложения подошвы фундамента волноот­бойных стен следует назначать в зависимости от класса капи­тальности сооружения в соответствии.

Лицевые (морские) грани волноотбойных стен, под­вергающиеся волновым ударам, следует защищать облицовкой из высокопрочных материалов с обеспечением стойкости швов. Облицовка стен, сооружаемых на галечных берегах, при ширине пляжа менее расчетной в зависимости от местных ус­ловий должна выполняться на высоту не менее 0,5 высоты волны над средним уровнем моря и на глубину 0,2 высоты волны ниже этого уровня моря. Если облицовка передней грани не выполняется, то марка бетона должна быть не ниже 300 и В-6.

Засыпку пазух за волноотбойными стенами следует выполнять по возможности обломочным дренирующим мате­риалом. При этом, непосредственно у задней грани стены должна быть уложена дренирующая призма (обратный фильтр), а в теле стены через каждые 5 - 10 м должны быть предусмотрены отверстия 10x10 см для выпуска грунтовых вод. Особое внимание должно быть обращено на тщатель­ность укладки обратного фильтра у выпускных отверстий во избежание выноса засыпки при волнении.

Для обеспечения возможности свободных осадок и уменьшения опасности образования температурных трещин по длине стены (не реже чем через 10 м) необходимо устраи­вать температурно-осадочные швы с прокладкой досок для предупреждения выноса застенной засыпки.

При создании набережных на берегах с песчаными наносами в целях устранения или уменьшения волноотражения вместо волноотбойных стен рекомендуется использовать свайные эстакады в комплексе с откосным укреплением или волногасящие прикрытия сквозной конструкции с волновой камерой, совмещенной с набережной.

Применение берм для защиты существующих стен целесообразно на мысовидных выступах береговой линии, в зонах низовых размывов и при экономической нецелесооб­разности искусственного пляжеобразования. Бермы делятся на два вида: узкие и широкие . Узкие бермы предназначены для предохране­ния бетонных поверхностей стен от истирания галечными на­носами. Широкие бермы возводятся для уменьшения заплеска волн на откосы, снижения воздействия волн на стены. Бермы заглубляются в грунт основания в соответствии с расчетными показателями .

Ширина и высота бермы должны исключать возмож­ность наката волн выше отметки гребня стены.

Ширину бермы Вб, перед волноотбойной стеной, не за­щищенной пляжем, в четвертой волновой зоне следует опре­делять, исходя из условия:

Рисунок 3 - Защитные прикрытия (бермы): а) узкая на скальном основании; 6) широкая; 1 - бетонный блок-берма; 2 - бетонная плита; 3 - рваный или булыжный камень; 4 - каменная постель; 5 - волноотбойный барьер

Высота бермы рассчитывается, исходя из условия вы­соты наката расчетных волн на откосы сложного очертания, и затем уточняется исследованиями на гидравлической модели.

Буны

Буна является поперечным пляжеудерживающим со­оружением, прерывающим вдольбереговое перемещение нано­сов и накапливающим его на берегу. Строительство бун пре­дусматривается в том случае, когда создание искусственных свободных пляжей по технико-экономическим условиям не­целесообразно или невозможно. Строительство бун преду­сматривается в целях:

удержания наносов из естественного их вдольберегового потока и образования за счет этого пляжа необходимой ши­рины;

сохранения или замедления размыва искусственного пля­жа, созданного отсыпками или намывами пляжевого материа­ла, доставляемого извне;

стабилизации ширины пляжа, подверженного периодиче­ским штормовым и сезонным размывам;

сокращения интенсивности вдольберегового перемещения наносов путем приведения уреза моря к направлению, близ­кому к нормали относительно лучей расчетных волн.

Применение бун для образования и защиты пляжей должно быть предусмотрено Генсхемой берегозащитных ме­роприятий, разработанной для литодинамической системы в целом и при надлежащем тщательном технико-экономичес­ком и природоохранном обосновании.

При проектировании бун следует учитывать:

господствующее направление и годовой объем вдольберего­вого перемещения наносов;

значимость и протяженность низового участка размыва бе­рега и общий объем размыва, который может образоваться в результате постройки бун;

экономические преимущества строительства бун с отсып­ками пляжевого материала в межбунных отсеках по сравне­нию с берегозащитой, основанной на искусственных свобод­ных пляжах и периодическом их пополнении пляжеобразующим материалом, доставленным извне, или по сравнению с подводными волноломами с траверсами;

необходимость соблюдения соответствия выбранной конст­рукции бун инженерно-геологическим условиям защищаемого участка берега;

необходимость соответствия материала и конструкции бун экономическим требованиям.

На участках берега, где естественное поступление наносов недостаточно для образования пляжа требуемой ши­рины, следует прибегать к искусственному заполнению межбунных отсеков пляжеобразующим материалом для того, что­бы обеспечить пропуск наносов на низовой участок берега, а также отсыпками непосредственно на низовом участке.

Буны подразделяются:

по конструкции и роду материалов, из которых они возво­дятся (деревянные и железобетонные из свай и пластин, из фасонных массивов и камня, на колоннах-оболочках, грави­тационных бетонных массивов и т.д.);

по способу пропуска наносов (сквозные, уменьшающие скорость перемещения вдольбереговых наносов, и непрони­цаемые, пропускающие вдольбереговой поток наносов только через гребень и в обход конструкции);

по высоте (низкие, высокие и регулируемой высоты, кон­струкция которых позволяет наращивать либо понижать их гребень).

Ввиду различий в процессах транспорта галечных и песчаных наносов вдоль и поперек берега и, соответственно, в формировании пляжей, а также крутизной подводного склона при проектировании следует рассматривать отдельно: а) буны на берегах с песчаными наносами; б) буны на берегах с пес-чано-галечными и галечными наносами.

а) Буны на берегах с песчаными наносами

При проектировании искусственного песчаного пля­жа или расширении естественного с применением бун необ­ходимо учитывать следующее:

под воздействием бун будет полностью прервано или вре­менно приостановлено вдольбереговое перемещение песка в полосе, расположенной между верхней границей наката волн и линией, соединяющей головы бун;

степень воздействия бун на вдольбереговой поток песчаных наносов зависит от высоты, длины, сквозности и количества бун в системе;

при значительной высоте и длине бун вдольбереговое пе­ремещение песка может оказаться сдвинутым на глубины, мо­ристее головных частей бун;

транзитный поток наносов после прохождения вдоль ли­нии голов бун достигает низового участка берега только на некотором расстоянии от последней буны, в связи с чем за последней буной всегда возникает низовой размыв;

система, состоящая из непроницаемых бун, расположенных близко друг от друга (S/L < 1, где S - расстояние между бунами, L - длина бун), способствует отклонению потока наносов от берега и сокращению интенсивности образования пляжа в межбунных отсеках;

буны следует располагать под прямым углом к линии бе­рега.

На песчаных побережьях для расширения естест­венного пляжа при наличии насыщенного вдольберегового потока наносов или создания искусственного пляжа при от­сутствии естественного потока наносов могут применяться:

буны из фасонных массивов или наброски камня однород­ной крупности;

буны из наброски с ядром и защитным покрытием (ядро буны может выполняться из камня разнородной крупности);

гравитационные непроницаемые буны из сборных бетон­ных массивов.

Применение той или иной конструкции бун определяется надлежащим технико-экономическим обоснованием, которое включает в себя:

анализ гидро- и литодинамического режима прибрежной зоны моря в пределах защищаемого участка побережья и со­седних с ним;

анализ геоморфологических характеристик надводной и подводной частей берегового склона, в том числе мощности и протяженности песчаных отложений;

гидравлическое и математическое моделирование для опре­деления оптимального варианта конструкции бун, их геомет­рических размеров, количества и расположения в плане на защищаемом участке побережья.

Длину L, буны и ее продольный профиль, а также расстояние S, между ними следует назначать с учетом:

планов рефракции, построенных для расчетных волн;

господствующего направления и объемов перемещения песчаных наносов;

положения линии обрушения расчетных волн;

средней ширины пляжа в межбунных отсеках, необходимой для защиты от волн прилегающей территории и обеспечения курортных потребностей;

естественного профиля пляжа, существовавшего до размы­ва в районе предполагаемого строительства бун;

гранулометрического состава пляжеобразуюшего материала;

профиля проектируемого пляжа с верховой стороны буны.

При проектировании бун следует исходить из сле­дующих условий:

накопление наносов с верховой стороны буны приводит к отклонению линии уреза от естественного направления к ус­тойчивому ее положению нормально к направлению луча гос­подствующего румба расчетной волны;

перераспределение площади естественного пляжа в межбунных отсеках таково, что величины площадей о и б равны между собой);

положение уреза проектируемого пляжа принимается па­раллельным естественному урезу, изменившему свое направ­ление под воздействием бун.

Основные размеры искусственных песчаных пля­жей, создаваемых под защитой бун, назначаются согласно ре­комендаций раздела 7.2. При этом, профиль буны должен соответствовать профилю поверхности искусственного пляжа. В связи с этим по длине буны различают три части: береговую (корневую), переходную и головную (морскую).

Рисунок 4 - Схема профиля буны на берегу с песчаными наноса­ми: 1 - гребень буны; 2 - профиль проектного пляжа с верховой сто­роны буны, 3 - то же с низовой стороны буны

Длина береговой горизонтальной части буны складывается из длины заделки в коренной берег и размера проектируемой бермы пляжа. Отметка гребня корневой части буны определя­ется необходимой высотой бермы пляжа.

Переходная часть буны сооружается с наклоном гребня па­раллельно поверхности проектируемого пляжа. Перелом в продольном профиле буны совмещается с бровкой бермы пляжа. Морская часть буны сооружается с горизонтальным гребнем, расположенным на 0,5 м выше от­метки среднего многолетнего уровня моря с учетом ветро-волнового нагона. Голову буны следует располагать на глуби­не не более 1,0-1,5 м, считая от отметки уровня моря 50% обеспеченности из наинизших за год. При этом желательно, чтобы голова буны достигала изобаты первого подводного ва­ла.

Расстояние между бунами принимается равным не менее одной длины буны.

В целях улучшения пропуска наносов на низовой участок берега длины бун на концевом участке системы необходимо плавно уменьшать в направлении господствующего переме­щения потока наносов. Угол отклонения головных частей бун в сторону берега принимается в пределах 6-10°. При этом длина последней буны на переходном участке должна быть не менее половины расчетной длины буны.

На берегах, где сильные волнения подходят с обеих сторон системы, переходные участки с укороченными бунами устраи­ваются с двух сторон.

Строительство бун должно осуществляться с мини­мальным ущербом для низовых участков берега. В связи с этим искусственное заполнение межбунных отсеков пляжеобразующим материалом необходимо выполнять одновременно со строительством бун.

Рисунок 5 - Схема уменьшения длины буны на концевых участках

системы в условиях песчаных пляжей: 1 - берег; 2 - буна;

 - угол отклонения линии головных частей бун

Строительство системы из нескольких бун следует начи­нать с низового участка навстречу господствующему потоку наносов. Строительство последующих бун может быть начато только после заполнения наносами пространства между по­строенными бунами.

Каменно-набросные буны следует рассматривать как деформируемые сооружения, требующие периодического эксплуатационного ремонта. Для защитных покрытий ядра буны используется штучный постелистый камень, бетонные блоки фасонной или кубической формы и другие элементы. Защитное покрытие должно иметь толщину не менее чем в 1,5-3 элемента (камня, блока и т. д.). Вес защитных элементов определяется в соответствии с п. 1.17 СНиП /1/. Откосы бун из каменной наброски устраиваются с уклоном не круче 1:3. Ширину гребня каменно-набросной буны следует принимать не менее 3 м. Головные части каменно-набросных бун дово­дятся до изобаты 1-1,5 м, считая от отметки уровня моря 50% обеспеченности из наинизших за год.

Гравитационные непроницаемые буны из сборных бетонных массивов в условиях песчаных пляжей следует при­менять только после обоснования специальными исследова­ниями на гидравлических и математических моделях. Ширина гребня гравитационных бун устанавливается, исходя из усло­вий устойчивости бун при различных волнениях. Головным частям гравитационных бун следует придавать скошенное очертание с уклоном в сторону моря 1:1,4 и положе.

Страницы: 1, 2, 3, 4