Ostas

Lielo darba platformu asfalta segumi Izraēlas kuģu būvētavās cieta no smagas plaisāšanas un nodiluma. To izraisa smilšu grunts pamatnes tukšumi (kas piepilda doka tērauda rāmi) piesātināto jūras apstākļu dēļ. Smago kravu iekraušana no kuģu būvētavas 400 tonnu celtņiem, smagā tehnika un ar konteineriem piekrauti kravas automobiļi apvienojumā ar nepietiekamu konstrukcijas pastiprinājumu izraisīja platformas virsmas un apakšstruktūras slāņu bojājumus.

Viss strukturālais segums bija jāaizstāj ar risinājumu, kas piedāvā ilgstošu pastiprinājumu nestabilajā grunts pamatnē un pietiekamu nestspēju visam kuģu būvētavas darbības diapazonam. Kuģu būvētavu interesēja ātrs un rentabls būvniecības veids, kā ļautu samazināt ekspluatācijas dīkstāvi un iekavēto darbu apjomu.

Parastā pieeja

Tradicionālā pieeja bija 35 cm dzelzsbetona seguma struktūra, kas ir pietiekami stipra, lai veidotu tiltu pār mīkstu grunts pamatni. Tad būtu nepieciešams ne tikai liels daudzums betona un tērauda, bet arī liels daudzums augstas kvalitātes pildvielas 30 cm grunts pamatnei. Aplēstais būvniecības laiks un izmaksas, kas saistītas ar šādu konstrukciju, bija ievērojamas.

Neoloy ģeošūnu risinājums

Lai atjaunotu kuģu piestātnes inženiertehniskās priekšrocības (nestspēja un slodzes sadalīšana, mazāka nosēšanās) un ilgtermiņa projekta izturību, tika izvēlēta Neoloy ģeošūnu norobežošanas sistēma. Vispirms pārmērīgu bojājumu dēļ tika noņemta visa seguma konstrukcija. Tad virs ģeotekstila un sablīvētas smilšu grunts pamatnes tika uzstādīts 20 cm Neoloy ģeošūnu, kas  piepildītas ar vietējām smiltīm. 100% pildvielas sablīvēšanos apstiprināja Nuclear Gauge un Geogauge ierīces. Virs Neoloy tika uzstādīts 12 cm granulēts apakšējais slānis un labi sašķirots 20 cm kopslānis, kas stabilizēts ar 5% cementu. Virsmas slānis sastāvēja no 10 cm standarta betona seguma blokiem uz 3 cm sablīvētu smilšu izlīdzinošās kārtas.

Ieguvumi

• Ātra uzstādīšana
• Palielināta nestspēja un slodzes sadalīšana atbilst kuģu būvētavas prasībām
• Pusciets matracis samazina nevienmērīgu nosēšanos, tādējādi mazinot noārdīšanos
• Lieliska drenāža un ilgizturība piesātinātos apstākļos, kas vislabāk piemēroti jūras platformai
• Vietējo smilšu izmantošana strukturālam pildījumam
• Izturīgs ilgtermiņa kalpošanas laiks
• Rentabls

Izaicinājums

Manzanillo ostā tika plānots jauns 150 000 kvadrātmetru liels daudzfunkcionālais terminālis , kas gadā apkalpotu 2,5 miljonus tonnu vispārējas nozīmes kravu un minerālu beramkravu. Darbuzņēmējs gada laikā bija uzbūvējis piecas 10 000 kv m platformas ar videi draudzīgām ekspluatācijas iekārtām un infrastruktūru. Būvniecība atbilda augstākajiem starptautiskajiem standartiem, un mērķis bija pārsniegt plānoto pārkraušanas jaudu.

Vienīgā problēma bija ekstremālie vietas apstākļi termināla platformai. Augsnē bija piesātinātas dūņainas smiltis ar CBR <2%. Svina un cinka minerālu beramo kravu, kas sakrautas dokā rūdas kalnos, pārkraušana var sasniegt slodzi 35 tonnas/m2. Termināla pamatne tika būvēta uz vertikālām kolonnām, tāpēc pastiprinājuma risinājumam bija jādarbojas arī kā kravas pārkraušanas platformai.

Ekstremālo vietas apstākļu un projekta prasību dēļ Innovator un Ancora Engineering strādāja kopā ar PRS, lai izstrādātu uzticamu projektu ģeošūnu pastiprinātai kravas pārkraušanas platformai.

Parastais risinājums

Betona, hidraulisko vai kompozītmateriālu ģeosintētisko (ģeorežģu) slāņu kravas pārkraušanas platformas bija pārāk dārgas vai nepietiekamas. Nepastiprināta risinājuma biezums būtu bijis daudz biezāks un dārgāks.

Neoloy ģeošūnas risinājums

Neoloy ģeošūnas tika izvēlētas to lieliskā slodzes sadales mehānisma dēļ. Neoloy pastiprinājums darbojas kā stingrs matracis, plaši sadalot vertikālās slodzes un samazinot nosēšanos. Tas efektīvi pārnes piemērotās slodzes tieši uz vertikālām kolonnām.

Vispirms 5 cm darba platformā  tika ieliets viegls betons, lai izveidotu stabilu darba pamatu, pēc grunts pamatnes rakšanas un uzlikšanas.

Tieši virs darba platformas tika uzstādīti divi slāņi Neoloy 330-120 (120 mm augstumā) ar 12 cm 1″ grants aizpildījumu un sablīvēti ar papildu 3 cm pārpildi pa katru slāni. Ar kvalitātes kontrolētu sablīvēšanu ik pēc 15 cm tika ievietots 115 cm kontrolēts grunts pamatnes pazemināts slānis. Grunts pamatnes slānim bija augsts elastības modulis (178 MPa) Neoloy ģeošūnu pastiprinājuma dēļ.

Neoloy ģeošūnu papildu slānis 330-120 tika uzstādīts pamatslānī un piepildīts ar pamatkvalitātes granulveida pildījumu (+3 cm pārsniegums). 20 cm pamatslānim arī bija ļoti augsts modulis, kā rezultāts bija Neoloy pastiprinājums. Platformas virsmas slānis bija 25 cm Portland Conrete Cement plāksne.

Ieguvumi

• Ātra, vienkārša uzstādīšana – 4 nedēļas, lai uzstādītu 10 000 kv. m seguma.
• Moduļa uzlabošanas koeficients – par 2-3x; iespējama grunts pamatnes materiāla izmantošana
• Grunts pamatnes uzlabošana – 3D “matracis” stabilizēja ekstremālos grunts pamatnes apstākļus
• Norobežota drenāžas sistēma – kritiski svarīga, ņemot vērā vietas apstākļus
• Izmaksu ietaupījumi – samazināta grunts pamatnes ieguve, apakšbāzes un betona slāņi

IZAICINĀJUMS

Balticon konteineru termināla operators paplašināja noliktavu jaudu, lai varētu tikt galā ar paplašināšanos Gdaņskas ostā. Seguma noslogojums multimodālās konteineru noliktavas darbībās ir ārkārtējs – Reach krāvēju pacelšanas konteineru dinamiskā slogošana sasniedz 1000 kN uz asi, paceļot konteinerus un sakraujot vienu virs otra pa 5. Ir nepieciešamas stipras seguma konstrukcijas un stabila grunts pamatne.

Vietas augsnes apstākļi bija neviendabīgi, ar piesātinātām smilšu kabatām ar daudziem 300m dziļiem caurumiem, ko izraisa vietējās dārgakmeņu ieguves operācijas. Grunts pamatnes modulis bija 40 MPa. Lai sasniegtu pamata darba slāni, dziļos caurumus vispirms piepildīja ar vietējām smiltīm, un tad augsnes blīvuma palielināšanai tika izmantota dinamiska sablīvēšana.

Lai gan ģeošūnas bija paredzētas, lai uzlabotu grunts pamatnes izturību, tikai Neoloy ģeošūnām bija nepieciešamais moduļa uzlabošanas koeficients – pateicoties to unikālajām inženiertehniskās veiktspējas īpašībām:

• Augsta dinamiskā (elastīgā) stingrība (> 500 MPa @ 60°C) – lielai dinamiskai slodzei ar zemu grambošanas līmeni
• Augsta stiepes izturība (> 19 KN/m perforēta) – drošai slodzes sadalei statiskā slogošanā bez nosēdumiem
• Zema paliekoša deformācija (<3% pēc 75 gadiem) – ilgtermiņa veiktspējai

PARASTAIS RISINĀJUMS

Tika uzskatīts, ka ķīmiskie stabilizatori nav pietiekami grunts pamatnes stabilizācijai. Papildus augstām izmaksām un sarežģītai ieklāšanai tiem ir ierobežota ilgtermiņa uzticamība un tie var noplūst vietējā augsnē vai gruntsūdenī.

NEOLOY ĢEOŠŪNU RISINĀJUMS

Grunts pamatnes/apakšbāzes uzlabošanai tika izvēlēta C kategorijas 330-120 ģeošūna. Neoloy virs bojātās dabiskās augsnes radīja stingru, viendabīgu slāni. Pildījumam tika izmantotas vietējās izbagarētās smiltis no ostas padziļināšanas darbiem un hidrotehniskajām konstrukcijām.

Lai gan projekta mērķis bija 120 MPa, Neoloy stabilizācija uzlaboja grunts pamatnes moduli par vairāk nekā 6 reizēm no 40 līdz 250 MPa. Neoloy grunts pamatnes uzlabošanas koeficients (SIF) tika pārbaudīts, izmantojot statisko plākšņu testēšanu.

Neoloy kompozītu sistēmu veido pusciets matracis, kas darbojas kā plātne. Plātnes efekts samazina vertikālo spiedienu un neitralizē nevienmērīgu nosēšanos, nodrošinot uzticamu konteineru laukuma seguma veiktspēju. Neoloy apakšbāze kalpo arī kā pašdrenējoša sistēma.

Lai gan sākotnējais projekts paredzēja izmantot 30 cm biezas C30/37 klases velmēta betona pamatnes, augsts Neoloy  grunts pamatnes uzlabošanas koeficients ļāva samazināt betona slāni par 33% . Papildu 10 cm betona tika aizstāts ar vietējo smilšu pārbērumu virs Neoloy slāņa. Dilumkārta bija 10 cm betona seguma bloki virs 4 cm cementstabilizētas smilšu gultnes.

IEGUVUMI

• Grunts pamatnes nestspēja uzlabojās 6 reizes – vienlaikus ievērojami uzlabojot strukturālo slāņu moduli virs Neoloy
• Ilgtspējīgi ieguvumi – samazināt būvlaukumu būvniecību un oglekļa pēdas nospiedumus, aizpildījumam izmantojot vietēji bagarētas smiltis, nevis importētu pildvielu
• 30% izmaksu ietaupījums – būvniecības un kopējā dzīves cikla izmaksas
• Vienkārša loģistika, ātra uzstādīšana – 2000 kv.m/dienā
• Uzlabots seguma kalpošanas ilgums – reta apkope