Порты

Асфальтовые покрытия доков с большими рабочими платформами на израильских верфях сильно растрескались и износились. Это было вызвано пустотами в песчаном основании (которые заполняют стальную раму дока) в результате насыщенных морских условий. Тяжелая нагрузка от 400-тонных кранов верфи, тяжелой техники и грузовиков с контейнерами в сочетании с недостаточным усилением конструкции вызвала разрушение поверхности платформы и слоев основания.

Все структурное покрытие необходимо было заменить решением, обеспечивающим прочное армирование нестабильного грунтового основания с достаточной несущей способностью для всего спектра работ верфи. Верфь была заинтересована в быстрых и экономичных методах строительства для сокращения времени простоя и незавершенных работ.

Традиционный подход

Традиционный подход представлял собой 35-сантиметровую железобетонную конструкцию дорожного покрытия, достаточно прочную, чтобы образовать мост через мягкое земляное полотно. Это потребовало бы не только большого количества бетона и стали, но и большого количества высококачественного заполнителя для 30-сантиметрового подстилающего слоя. Предполагаемое время строительства и затраты, связанные с такой структурой, были значительными.

Решение Neoloy Geocell

Система удержания Neoloy Geocell была выбрана для реконструкции причала из-за ее технических преимуществ (несущая способность и распределение нагрузки, меньшая осадка) и долговечной проектной прочности. Вся конструкция дорожного покрытия была сначала удалена из-за ее чрезмерного повреждения. Затем поверх геотекстиля и уплотненного песчаного основания уложили 20-сантиметровый слой Neoloy Geocell, заполненный местным песком. 100-процентное уплотнение заполнения было подтверждено приборами Nuclear Gauge и GeoGauge. Поверх Neoloy был уложен 12-сантиметровый слой основания из гранулированного материала и 20-сантиметровый слой заполнителя с хорошей градацией, стабилизированный 5% цементом. Поверхностный слой состоял из стандартных бетонных блоков толщиной 10 см на выравнивающем слое из утрамбованного песка толщиной 3 см.

Преимущества

• Быстрая установка
• Повышенная несущая способность и распределение нагрузки соответствуют требованиям верфи
• Полужесткий матрац снижает дифференциальную осадку, тем самым сводя к минимуму деградацию
• Превосходный дренаж и долговечность в насыщенных условиях лучше всего подходят для морских платформ
• Использование местного песка для структурного заполнения
• Длительный срок службы
• Экономическая эффективность

Задача

в порту Мансанильо был запланирован новый многоцелевой терминал (MUT) площадью 150 000 кв. м для обработки 2,5 миллионов тонн грузов общего назначения и сыпучих полезных ископаемых в год. Подрядчик должен был в течение года построить пять площадок площадью 10 000 кв. м с экологически безопасным действующим оборудованием и инфраструктурой. Строительство должно было соответствовать самым высоким международным стандартам с целью превышения запланированной грузоподъемности.

Единственной проблемой были экстремальные условия площадки для платформы терминала. Почва представляла собой насыщенный илистый песок с CBR <2%. Массовая перевалка свинцовых и цинковых минералов, сложенных в горы руды на пристани, могла достигать нагрузки 35 т/м2. Фундамент терминала построен на вертикальных колоннах; поэтому решение по армированию должно было также функционировать как платформа для передачи нагрузки.

Из-за экстремальных условий на площадке и требований проекта компании Innovator и Ancora Engineering работали вместе с PRS над разработкой надежной конструкции платформы передачи нагрузки (LTP), армированной геоячейками.

Стандартное решение

Платформы передачи нагрузки из бетонных, гидравлически связанных или композитных геосинтетических (георешетчатых) слоев были слишком дорогими или недостаточными. Толщина неармированного решения была бы намного больше и дороже.

Решение Neoloy Geocell

Геоячейки Neoloy были выбраны за их превосходный механизм распределения нагрузки. Армирование Neoloy действует как жесткий матрас, широко распределяя вертикальные нагрузки и уменьшая осадки. Это эффективно передает прилагаемые нагрузки непосредственно на вертикальные колонны.

Сначала была залита 5-сантиметровая рабочая платформа из легкого бетона для создания стабильного рабочего основания после земляного полотна и покрытия.

Два слоя Neoloy 330-120 (высота 120 мм) с 12-сантиметровой засыпкой из 1-дюймового гравия были уложены непосредственно над рабочей площадкой и уплотнены дополнительными 3-сантиметровыми пересыпками поверх каждого слоя. Слой 115-сантиметровой контролируемой подрезки земляного полотна был уложен с контролируемым уплотнением через каждые 15 см. Слой земляного полотна благодаря армированию Neoloy Geocell имел высокий модуль упругости (178 МПа).

Дополнительный слой Neoloy Geocell 330-120 был установлен в базовый слой, заполненный гранулированным заполнителем базового качества (переполнение +3 см). 20-сантиметровый базовый слой также имел очень высокий модуль упругости благодаря армированию Neoloy. Поверхностный слой платформы представлял собой плиту из портландцемента толщиной 25 см.

Выгоды

• Быстрая и простая установка – 4 недели для укладки 10 000 кв. м дорожного покрытия.
• Коэффициент улучшения модуля – в 2-3 раза; разрешено использование материала земляного полотна
• Улучшение грунтового основания – трехмерный «матрас» стабилизировал экстремальные условия грунтового основания.
• Замкнутая дренажная система – критически важная задача с учетом условий площадки
• Экономия средств – меньшее извлечение грунтового основания, подстилающего слоя и слоев бетона

ЗАДАЧА

Оператор контейнерного терминала Balticon расширял складские мощности, чтобы справиться с ростом потребностей предприятия в порту Гданьск. Нагрузка на дорожное покрытие на интермодальных контейнерных площадках является экстремальной – динамическая нагрузка поднимающих контейнеры ричстакеров достигает 1000 кН на ось при подъеме контейнеров и штабелировании в 5 ярусов. Требуются прочная конструкция дорожного покрытия и стабильное земляное полотно.

Почвенные условия участка были неоднородными, насыщенный песок с многочисленными скважинами глубиной 300 м, образовавшимися в результате местной деятельности по добыче драгоценных камней. Модуль грунтового основания составлял 40 МПа. Для получения основного рабочего слоя глубокие ямы сначала засыпались местным песком, а затем применялось динамическое уплотнение для увеличения плотности грунта.

При рассмотрении геоячеек для повышения прочности грунтового основания, только георешетки Neoloy имели требуемый коэффициент улучшения модуля из-за их уникальных технических характеристик:

• Высокая динамическая (упругая) жесткость (>500 МПа при 60°C) – для тяжелых динамических нагрузок с низким уровнем колейности
• Высокая прочность на растяжение (>19 кН/м с отверстиями) – для надежного распределения нагрузки при статической нагрузке без осадок
• Низкая остаточная деформация (<3% за 75 лет) – для долговременной работы

СТАНДАРТНОЕ РЕШЕНИЕ

Химические стабилизаторы были сочтены недостаточными для стабилизации земляного полотна. Помимо высокой стоимости и сложного применения, они имеют ограниченную долгосрочную надежность и могут просачиваться в местную почву или грунтовые воды.

РЕШЕНИЕ NEOLOY GEOCELL Neoloy

Для улучшения земляного полотна/основания был выбрано решение Geocell 330 120 категории C. Решение Neoloy создало плотный однородный слой на поврежденной природной почве. Для засыпки использовался местный песок из портовых углублений и гидротехнических сооружений.

Хотя целью проектирования было 120 МПа, стабилизация Neoloy улучшила модуль упругости грунтового основания более чем в 6 раз с 40 до 250 МПа. Коэффициент улучшения грунтового основания (SIF) Neoloy был подтвержден статическими испытаниями плиты.

Композитная система Neoloy образует полужесткий матрас, который действует как плита. Эффект плиты снижает вертикальное давление и нейтрализует дифференциальную осадку, обеспечивая надежную работу дорожного покрытия на контейнерной площадке. Основание Neoloy также служит в качестве самодренирующейся системы.

Хотя первоначальный проект предусматривал использование катаного бетонного основания толщиной 30 см класса C30/37, высокий коэффициент Neoloy SIF позволил уменьшить слой бетона на 33%. Дополнительные 10 см бетона были заменены засыпкой местным песком над слоем Neoloy. Поверхностный слой представлял собой 10-сантиметровые бетонные блоки для мощения поверх 4-сантиметрового слоя песка, стабилизированного цементом.

ПРЕИМУЩЕСТВА

• Несущая способность грунтового основания увеличена в 6 раз при значительном улучшении модуля структурных слоев над Neoloy.
• Устойчивые преимущества – сокращение строительных площадок и уменьшение углеродного следа за счет использования в качестве наполнителя добытого на месте песка вместо импортируемого заполнителя.
• 30%-ная экономия затрат – в строительстве и общих затрат в течение жизненного цикла
• Простая логистика, быстрый монтаж – 2000 кв.м/день
• Увеличенный срок службы дорожного покрытия – низкие эксплуатационные расходы

Read the Testimonial for this project by INGEO Sp. z o.o.