ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΛΙΜΕΝΙΚΑ ΕΡΓΑ

Transcript

1 ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΛΙΜΕΝΙΚΑ ΕΡΓΑ ΕΡΓΑ ΜΕ ΠΡΑΝΗ Η πλέον συνήθης μέθοδος κατασκευής εξωτερικών λιμενικών έργων, ιδιαίτερα στην Ελλάδα, είναι με λιθορριπές που διατάσσονται σε τραπεζοειδή πρισματική μορφή με πρανή. Πλεονεκτήματα των εξωτερικών έργων από λιθορριπές έναντι των έργων με κατακόρυφο μέτωπο: 1. Η κεκλιμένη προς το πέλαγος παρειά συνιστά μηχανισμό απορρόφησης της ενέργειας των κυματισμών μέσω της θραύσης που προκαλεί. Αντιθέτως, το κατακόρυφο μέτωπο προκαλεί μόνιμο εξ ανακλάσεως κυματισμό. 2. Παρουσιάζουν ευκαμψία μορφής: σε μερική αστοχία του έργου, η μορφή του μεταβάλλεται ομαλά από τις δυνάμεις του περιβάλλοντος και η επισκευή της διατομής είναι σχετικά εύκολη. 3. Σχετική ευκολία θεμελίωσής τους. Βασικό μειονέκτημα, ο μεγάλος όγκος υλικών που απαιτείται, λόγω των μεγάλων διαστάσεων του έργου η βάση του οποίου μπορεί εύκολα να φθάσει τα 100 m.

2

3

4

5 Η συνήθης διατομή με πρανή παρουσιάζει ύφαλο κια έξαλο τμήμα. Η στέψη του έργου καθορίζεται από το ποσοστό υπερπήδησης κυματισμών που δεχόμεθα προς πλευρά λειμενολεκάνης. Διακρίνουμε τους εξής τύπους έργων με πρανή (από άποψη μορφής της διατομής τους): ΕΡΓΑ ΜΕ ΠΡΑΝΗ (συνέχεια) (α) συμβατικής μορφής, όπου οι λιθορριπές τοποθετούνται σε επάλληλες στρώσεις που διαμορφώνουν και τη στέψη του έργου, (β) με στηθαίο και πλάκα επικάλυψης για διαμόρφωση της στέψης, (γ) σύνθετης μορφής, όπου συνυπάρχουν πρανή στην προσήνεμη πλευρά και κατακόρυφο μέτωπο στην υπήνεμη. Το τελευταίο μπορεί να διαμορφωθεί από προκατασκευασμένο μονολιθικό κιβώτιο (caisson) για να εξυπηρετήσει ανάγκες πρόσδεσης σκαφών στην υπήνεμη πλευρά.

6 ΕΡΓΑ ΜΕ ΠΡΑΝΗ (ΣΥΝΕΧΕΙΑ) Η στέψη του έργου συχνά διαμορφώνεται με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι δυνατή η προσπέλαση στα μηχανήματα που είναι απαραίτητα για τη συντήρηση και επισκευή του έργου (συμπλήρωση ογκολίθων, λιθορριπών, κ.λ.π.). Το σώμα της διατομής μορφώνεται από διαβαθμισμένες λιθορριπές και η εξωτερική στρώση από φυσικούς ογκολίθους εφόσον είναι δυνατόν. Σε περίπτωση μη διαθεσιμότητας φυσικών ογκολίθων κατάλληλου βάρους τότε η εξωτερική στρώση μπορεί να διαμορφωθεί από τεχνητούς ογκολίθους (προκατασκευασμένους ογκολίθους από σκυρόδεμα σε τυποποιημένες μορφές που εξασφαλίζουν αλληλεμπλοκή και ικανοποιητική απόσβεση της κυματικής ενέργειας.

7 ΑΝΑΡΡΙΧΗΣΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΜΑΤΙΣΜΟΥ Το ποσό της αναρρίχησης είναι απαραίτητο να είναι γνωστό προκειμένου να ορισθεί η στέψη του έργου σύμφωνα και με την υπερπήδηση που είναι αποδεκτή για την κάθε περίπτωση. Η αναρρίχηση R, που ορίζεται γραφικά στο σχήμα 4.2, εξαρτάται κυρίως από την κλίση θ του πρανούς του έργου, το υλικό θωράκισης και τα χαρακτηριστικά του κύματος. Στη συνέχεια δίδεται διάγραμμα υπολογισμού της αναρρίχησης σε πρανή διαπερατών εξωτερικών έργων από λιθορριπές (σχ. 4.3). Το γραμμοσκιασμένο χωρίο είναι το πεδίο τιμών των πειραματικών αποτελεσμάτων, στο οποίο μπορούμε να λαμβάνουμε τις μικρότερες τιμές εφόσον έχουμε θωράκιση μεγάλου πορώδους, όπως από τεχνητούς ογκολίθους. Αλλιώς συνιστάται να λαμβάνονται τιμές προς το άνω όριο του χωρίου του σχήματος 4.3.

8

9

10 ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΙ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ ΕΡΓΟΥ (α) Γενικά Με τον όρο «εξωτερικά λιμενικά έργα με πρανή» εννοούμε κατασκευές που διαμορφώνονται από επάλληλες στρώσεις λιθορριπών και προστατεύονται εξωτερικά με θωράκιση φυσικών ή τεχνητών ογκολίθων. Η θωράκιση μπορεί να είναι τυχαίας ή μη τοποθέτησης. Η τελευταία εξασφαλίζει καλύτερη αλληλοεμπλοκή των λίθων θωράκισης και αυξημένη αντίσταση σε μετακίνησή τους από την κυματική δράση. Σύμφωνα με τις νεότερες έρευνες για την κατανόηση του μηχανισμού αστοχίας της θωράκισης, σημαντικός παράγων στην ευστάθεια του έργου είναι η σχέση μεταξύ των συχνοτήτων ταλάντωσης του νερού στο πορώδες της διατομής και έξω από αυτήν. Αυτό βέβαια έχει άμεση συνάρτηση με την κυρτότητα του επερχομένου κυματισμού, ενώ ως πλέον επικίνδυνη ζώνη περιγράφεται η θέση της ισάλου στο πρανές και συγκεκριμένα κατά τη φάση καθόδου του κύματος, οπότε εξέρχεται η μάζα του νερού από το εσωτερικό του έργου προς το πέλαγος. Έχει βρεθεί πως τότε εμφανίζονται οι δυσμενέστερες υποπιέσεις, που αυξάνουν τον κίνδυνο παράσυρσης των ογκολίθων. Ο μεγαλύτερος κίνδυνος εμφανίζεται για τιμές 2 < ξ < 3, όπου ξ = εφθ/(h/l O ) 1/2, όπως στο Σχ. 4.3 για τον υπολογισμό της αναρρίχησης R σε διαπερατά πρανή κυματοθραυστών.

11 ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΙ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ ΕΡΓΟΥ (α) Γενικά (συνέχεια) Εκτός από την άμεση τοπική καταστροφή της στρώσης θωράκισης υπάρχουν και άλλοι μηχανισμοί αστοχίας του έργου, όπως: γενικότερη ολίσθηση, κυρίως λόγω αδυναμίας του εδάφους θεμελιώσεως να παραλάβει διατμητικές τάσεις υπερβολικές καθιζήσεις λόγω κακής ποιότητας του υπεδάφους, σεισμική επιβάρυνση, κ.λ.π. Η συνήθης πρακτική που ακολουθείται για επιδιόρθωση των ζημιών σε τέτοια έργα περιλαμβάνει σχεδόν αποκλειστικά συμπλήρωση των διατομών με παρόμοια υλικά μέχρι να αποκατασταθεί ισορροπία του έργου με το φυσικό περιβάλλον του.

12 ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΙ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ ΕΡΓΟΥ (β) Παράμετροι σχεδιασμού Για το σχεδιασμό της διατομής με πρανή είναι απαραίτητος ο καθορισμός μερικών βασικών παραμέτρων, όπως: η στάθμη της θάλασσας, το ύψος κύματος, το μήκος κύματος, ή το φάσμα ενέργειας στην περιοχή των συχνοτήτων Το βάθος του νερού στη θέση του έργου παίζει πρωτεύοντα ρόλο στον καθορισμό του είδους της φόρτισης της διατομής από θραυόμενους ή μη θραυόμενους κυματισμούς. Θα πρέπει να γίνει προσεκτική αναγνώριση του βάθους της θάλασσας σε όλο το μήκος του έργου για διερεύνηση των πλέον δυσμενών συνθηκών φόρτισης. Σε υπερβατά έργα η θωράκιση της στέψης και ενδεχομένως ενός μέρους της εσωτερικής παρειάς υπόκειται σε θραυόμενους κυματισμούς. Το ύψος κύματος καθορίζει ουσιαστικά τις διαστάσεις του έργου και τα βάρη των λίθων θωράκισης των υποστρώσεων. Συνιστάται να λαμβάνεται ως ύψος κύματος σχεδιασμού το H 1/10 ή έστω το χαρακτηριστικό ύψος H s εάν πρόκειται για μικρής σπουδαιότητας έργο.

13 ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΙ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ ΕΡΓΟΥ (γ) Σχεδιασμός θωράκισης Η ευστάθεια των λίθων θωράκισης απέναντι στις φορτίσεις των κυμάτων διασφαλίζεται στην πράξη με χρήση ημιεμπειρικών σχέσεων που δίνουν το βάρος των ογκολίθων. Αναφέρεται στη συνέχεια ο τύπος του Hudson που αναπτύχθηκε μετά από εργαστηριακή έρευνα στο Waterways Experiment Station των ΗΠΑ κατά τη δεκαετία του Η σχέση αυτή, που έχει τύχει προκαταρκτικής επιβεβαίωσης σε ορισμένες περιπτώσεις κατασκευών σε φυσική κλίμακα, είναι η ακόλουθη Β = γη 3 / [Κ D (δ-1) 3 σφθ], όπου Β το απαιτούμενο μέσο βάρος του ογκολίθου στη στρώση θωράκισης, με περίπου 50% του πλήθους των λίθων να ζυγίζουν πάνω από Β, γ ειδ. Βάρος του πετρώματος των ογκολίθων, Η το ύψος κύματος σχεδιασμού, Κ D συντελεστής ευστάθειας, που εξαρτάται κυρίως από το σχήμα των ογκολίθων και τη δυνατότητα αλληλοεμπλοκής των μονάδων θωράκισης, το θραυόμενο ή μη των κυματισμών και τη θέση της διατομής στο ακρομώλιο ή τον κορμό του έργου. Χαρακτηριστικές τιμές του Κ D δίνονταισ τον Πίνακα 4.1. δ ο λόγος ειδ. βαρών γ/γ υ, γ υ ειδ. βάρος νερού στην περιοχή έργου, θ η γωνία του πρανούς ως προς την οριζόντιο. Τιμές της σφθ μικρότερες του 1.5 δεν συνιστώνται, ενώ ελάχιστες τιμές γύρω στο 2 είναι καταλληλότερες για προσήνεμα πρανή σοβαρών έργων.

14

15 ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΙ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ ΕΡΓΟΥ (δ) Τύποι τεχνητών ογκολίθων πάνω από 40 τύποι προκατασκευασμένων ογκολίθων διαφόρων σχημάτων. Οι τεχνητοί ογκόλιθοι της στρώσης θωράκισης παρουσιάζουν καλύτερη αλληλοεμπλοκή και γι αυτό ο συντελεστής ευστάθειας είναι μεγαλύτερος από των φυσικών ογκολίθων. Λόγω όμως της μορφής τους είναι πιο ευαίσθητοι στον κίνδυνο θραύσης στη θέση τους λόγω της εναλασσόμενης κυματικής φόρτισης. Η κύρια αιτία που μας υποχρεώνει να καταφύγουμε στη λύση των τεχνητών ογκολίθων θωράκισης είναι η απαίτηση για βάρος λίθων πάνω από τις δυνατότητες των τοπικών λατομείων. Προκατασκευάζονται συνήθως από άοπλο σκυρόδεμα σε τυποποιημένα σχήματα που έχουν δοκιμασθεί στο εργαστήριο. Ο πρώτος τύπος τέτοιου ογκολίθου ονομάσθηκε τετράποδο (tetrapod) και αναπτύχθηκε στη Γαλλία το Από τότε έχουν παρουσιασθεί

16

17

18

19

20

21

22 Caradon Cornwall, South-west peninsula of the island of Great Britain

23

24

25 ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΙ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ ΕΡΓΟΥ (ε) Σχεδιασμός διατομής Tα εξωτερικά λιμενικά έργα με πρανή διαμορφώνονται από στρώση εδράσεως, κεντρικό πυρήνα από κοκκώδη υλικά που περιβάλλεται από στρώσεις ολοένα μεγαλύτερων λίθων κατάλληλης διαβάθμισης μέχρι τη εξωτερική στρώση θωράκισης από φυσικούς ή τεχνητούς ογκολίθους. Δίνονται δύο προτεινόμενες τυπικές διατομές που μπορούν να εφαρμοσθούν στην πράξη με κατάλληλη διαβάθμιση του βάρους των λίθων κάθε στρώσης ώστε να αποφεύγεται ο κίνδυνος της απόπλυσης του υποκείμενου υλικού μέσω των κενών της υπερκείμενης στρώσης. Η πρώτη διατομή (Σχ. 4.13) αναφέρεται σε συνθήκες μη θραυόμενου κυματισμού και μικρής υπερπήδησης ενώ η δεύτερη (Σχ.4.14) σε συνθήκες θραυόμενου κυματισμού μέτριας υπερπήδησης ή σε περιπτώσεις προσβολής του έργου και από τις δύο πλευρές, όπως στα ακρομώλια.

26

27

28

29

30

31

32

33 Θέματα κατασκευής Τα έργα προστασίας με λιθορριπές συνήθως ογκώδη απαιτούν διακίνηση εκατοντάδων χιλιάδων τόννων υλικού. Προγραμματισμός κατασκευής και σωστή οργάνωση εργοταξίου, απαραίτητα στοιχεία για έντεχνη και οικονομική υλοποίηση έργου. Γενικό θέμα: Μέθοδος κατασκευής από θάλασσα ή από ξηρά; Η απόφαση έχει σημαντικές επιπτώσεις στο μηχανικό εξοπλισμό που θα απαιτηθεί για την κατασκευή του έργου καθώς και στην όλη οικονομία του.

34 Θέματα κατασκευής (συνέχεια) Από θάλασσα κατασκευή Εξαρτάται πιο άμεσα από τις καιρικές συνθήκες που επικρατούν κατά τη διάρκεια των εργασιών. Υπάρχει δυνατότητα για προώθηση του έργου σε δύο ή περισσότερα μέτωπα (σύμπτυξη χρόνου κατασκευής συμπίεση κόστους, δεδομένης της υψηλής δαπάνης πλωτών μέσων. Αναγκαστική σε περιπτώσεις που στη διατομή του έργου περιλαμβάνονται και οριζόντιες στρώσεις λιθορριπών (berms). Επίσης αναγκαστική στη διαμόρφωση κυματοθραυστών που δεν συνδέονται με την ξηρά (εκτός και αν προβλεφθεί προσωρινή σύνδεση του έργου με την ξηρά). Μηχανικά μέσα: φορτηγίδες, πλωτοί γερανοί, αυτοανυψούμενες πλωτές εξέδρες, κλπ. Οι φορτηγίδες αναλαμβάνουν τη μεταφορά και απόθεση των πάσης φύσεως λιθορριπών. Μπορεί να είναι τύπου ανοιγόμενου πυθμένα, με μηχανισμό ανατροπής, κλπ.

35 Θέματα κατασκευής (συνέχεια) Οι πλωτοί γερανοί με αρπάγη μπορούν να υποβοηθούν τη διάστρωση του υλικού παραλαμβάνοντας το από φορτηγίδες που προσεγγίζουν στο γερανό. Η μέθοδος εφαρμόζεται σε μικρά βάθη θάλασσας πάνω από τη στέψη του έργου, όπου δεν μπορούν να λειτουργήσουν τα κλαπέ. Οι γερανοί χρησιμοποιούνται κυρίως για την τοποθέτηση των ογκολίθων θωράκισης (απαιτείται πεπειραμένος χειριστής για να επιτυγχάνεται καλή εμπλοκή των λίθων μεταξύ τους). Στους τεχνητούς ογκολίθους προβλέπονται εγκοπές ή άγκιστρα ανάρτησης εάν η μορφή τους δεν προσφέρεται για απλή ανάρτηση από συρματόσχοινο γερανού.

36 Θέματα κατασκευής (συνέχεια) Κατασκευή μώλων από στεριά Απαιτεί φορτηγά αυτοκίνητα, προωθητήρες, γερανούς ξηράς. Θα πρέπει η στέψη του πυρήνα του έργου να βρίσκεται εν ξηρώ, κατά προτίμηση για την ανώτατη στάθμη της θάλασσας, ώστε να μπορούν να κινηθούν τα αυτοκίνητα. Σημαντικό πλάτος βατής στέψης, όπου θα γίνεται η διακίνηση των φορτηγών. Παράγοντας καιρικών συνθηκών να μην υποτιμάται. Η υπερπήδηση έργου πριν ανύψωση στέψης προκαλεί διακοπή εργασιών και ενδεχόμενα καταστροφή τμήματος του έργου. Ανάγκη για ολοκλήρωση τμημάτων κατασκευής, ή τουλάχιστον εξασφάλισή της με θωράκιση, ώστε να ελαχιστοποιείται κίνδυνος από κακοκαιρία.

37 Κατασκευή μώλων από στερηά Θέματα κατασκευής (συνέχεια) Η θωράκιση τοποθετείται με γερανούς που κινούνται στη στέψη έργου. Οι γερανοί μπορεί να είναι ερπυστριοφόροι ή ακόμη να κινούνται σε σιδηροτροχιές. Για την τελευταία περίπτωση, πρέπει να προβλέπεται στη στέψη πλάκα από σκυρόδεμα, που το απαιτούμενο τμήμα της για την έδραση των σιδηροτροχιών κατασκευάζεται πριν από τη διάστρωση της θωράκισης.

38 Θέματα κατασκευής (συνέχεια) Στην πράξη τις περισσότερες φορές γίνεται μικτή χρήση των μεθόδων κατασκευής από στερηά και από θάλασσα. Μια τυπική περίπτωση δίνεται στο σχηματικά στο παρακάτω σχήμα όπου οι αριθμοί δηλώνουν διαδοχή κατασκευής.

39

40

41

42

43

44 Έργα με Κατακόρυφο Μέτωπο Βασική διαφορά υδροδυναμικής φύσεως από έργα με πρανή: Οι κυματισμοί ανακλώνται στο μέτωπο ενώ στην περίπτωση του πρανούς θραύονται και απορροφάται η ενέργειά τους. Η ανάκλαση δημιουργεί στάσιμο κυματισμό και υψηλές ταχύτητες μπροστά από κατακόρυφο μέτωπο, με συνέπεια αυξημένο κίνδυνο υποσκαφής πόδα έργου. Σοβαρότερα μέτρα για ασφαλή θεμελίωση του έργου, επειδή τυχόν υποχώρησή του συνεπάγεται ζημιές που δεν επιδιορθώνονται τόσο εύκολα όσο στα έργα με πρανή. Πρόσθετος λόγος για ασφαλή θεμελίωση: Τα συμπαγή έργα λόγω μειωμένου πλάτους και αυξημένου φαινόμενου βάρους τους μεταφέρουν μεγαλύτερες τάσεις στο έδαφος θεμελίωσης από τα πρίσματα λιθορριπών. Το κόστος έργου με κατακόρυφο μέτωπο αυξάνει δυσανάλογα με βάθος. Προκρίνεται μικτή διατομή, η οποία περιλαμβάνει πρίσμα λιθορριπών επάνω στο οποίο εδράζεται το έργο με κατακόρυφο μέτωπο.

45 Έργα με Κατακόρυφο Μέτωπο (συνέχεια) Στις μικτές διατομές χρειάζεται να δίδεται ικανό βάθος στο κατακόρυφο μέτωπο, πάνω από 2H, ώστε να αποφεύγεται πρόκληση θραύσης επερχόμενων κυματισμών λόγω ρήχωσης. Η μόρφωση διατομής με κατακόρυφο μέτωπο γίνεται συνήθως : 1. Με προκατασκευασμένους ογκολίθους 2. Με κιβώτια οπλισμένου σκυροδέματος (caissons) 3. Με πασσαλοσανίδες Στην πρώτη περίπτωση, πρέπει να εξασφαλίζεται μονολιθικότητα κατασκευής για να μην αποδιοργανώνεται έργο από υδροδυναμική φόρτιση. Οι ογκόλιθοι μπορεί να είναι συμπαγείς ή με εσωτερικό κενό που συμπληρώνεται εκ των υστέρων με σκυρόδεμα.

46 Έργα με Κατακόρυφο Μέτωπο (συνέχεια) Τα κιβώτια από οπλισμένο σκυρόδεμα μπορεί να είναι με ή χωρίς πυθμένα. Το εσωτερικό τους συμπληρώνεται με αμμοχάλικο, λιθοσύντριμμα, κλπ.

47

48

49

50

51 ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ Οι ογκόλιθοι μόρφωσης του κατακόρυφου μετώπου κατασκευάζονται από σκυρόδεμα με τουλάχιστον 250 kg τσιμέντου ανά m 3 έτοιμου σκυροδέματος. Τσιμέντο με χαμηλό σημείο πήξεως, για να περιορίζεται συρρίκνωση. Το βάρος ογκολίθων καθορίζεται από διαθέσιμα ανυψωτικά μηχανήματα (σπανίως ξεπερνά 400 t). Το μεγάλο μέγεθος ογκολίθων επιβάλλει προσεκτική οργάνωση εργοταξίου παραγωγής ελαχιστοποίηση μεταφορών. Παραγωγή σε κρηπίδωμα πλεύρισης πλωτού γερανού μεταφοράς ογκολίθων. Τοποθέτηση με γερανό μεταφοράς, ή με γερανογέφυρα που στηρίζεται σε δύο φορτηγίδες εκατέρωθεν του έργου. Διαδικασία τοποθέτησης κατευθύνεται από δύτη που ελέγχει και την οριζοντίωση της στάθμης θεμελίωσης με τη βοήθεια ειδικών οδηγών.

52

53 ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ (συνεχεια) Αρχικά τοποθετούνται οι ογκόλιθοι μέχρι ενός βάθους έστω Η, οπότε διακόπτεται η τοποθέτηση για να γίνουν πρώτα οι συνήθεις καθιζήσεις. Κατόπιν συμπληρώνεται το έργο με τις υπόλοιπες στρώσεις ογκολίθων και την κατασκευή της στέψης από επί τόπου σκυρόδεμα. Σε αυτήν αφήνονται αρμοί ανά 10 m περίπου, που συμπηρώνονται με ασφαλτική μαστίχη.

54 ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ (συνεχεια) Λόγω των εξαιρετικά ισχυρών δυναμικών φορτίσεων που δέχονται τα εξωτερικά έργα από θραυόμενους κυματισμούς γίνεται πάντοτε προσπάθεια να τοποθετούνται σε περιοχές μη θραυόμενων κυματισμών. Σε τέτοιες περιοχές η PIANC προτείνει την ακόλουθη τυπική διατομή σαν μια πρώτη διαστασιολόγηση του έργου.

55 ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ (συνέχεια) Σύμφωνα με PIANC, πρέπει να δίδεται προσοχή στο ύψος του ύφαλου τμήματος του κατακορύφου μετώπου, στο πλάτος του έργου, στο ύψος του τεχνητού ογκολίθου ποδός, στο πλάτος στέψης λιθορριπής έδρασης και στάθμη στέψης έργου. Ενδείξεις διαστάσεων στο σχήμα Η προς το λιμάνι στέψη διατομής καθορίζεται ανάλογα με χρήση εσωτερικού μετώπου, όπως για παραβολή σκαφών, κ.λπ. Στα ακρομώλια, πλάτος τοίχου κατ αρχήν να διπλασιάζεται, λιθορριπή έδρασης να διαμορφώνεται με πιο ήπιες κλίσεις ή και με βαρύτερους ογκολίθους σε ένα μήκος 4-5 φορές το πλάτος της τυπικής διατομής.

56 ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ (συνέχεια) Συνθήκες εδάφους θεμελίωσης πρέπει να διερευνώνται με προσοχή, λαμβάνοντας υπόψη πως η ανάκλαση κυμάτων στο κατακόρυφο μέτωπο μπορεί να διπλασιάσει τις ταχύτητες των υγρών μορίων κοντά στον πυθμένα. Αυτό συμβαίνει ιδιαίτερα σε απόσταση L/2 από το μέτωπο, L μήκος κύματος, και για αυτό προτείνεται η προστασία του χαλαρού πυθμένα με λίθους ή συρματοκιβώτια βάρους 0.2t έως 0.5t, κατά προτίμηση σε εκσκαφή και σε απόσταση μέχρι 0.75L από το εξωτερικό έργο. Το πάχος της στρώσης κυμαίνεται από 0.5 m ως 1.5 m. Προστασία έναντι υποσκαφής πρέπει να ισχυροποιείται στον πόδα του έργου, όπου υπάρχουν έντονες δυνάμεις υποσκαφής λόγω των αυξημένων κατακόρυφων ταχυτήτων του νερού. Έχουν μετρηθεί βάθη υποσκαφής λεπτόκοκκου υλικού πυθμένα εμπρός από κατακόρυφο μέτωπο της τάξης του 0.7h, h αρχικό βάθος νερού. Έτσι δημιουργείται κίνδυνος κλίσης έργου προς υπήνεμη πλευρά παρά τις ισχυρές φορτίσεις με αντίθετη φορά.

57 ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ (συνέχεια) Η προστασία ποδός ισχυροποιείται με πρόβλεψη ογκολίθου ποδός που μπορεί να τοποθετηθεί σύμφωνα με τις διατάξεις του σχήματος Η τελευταία διάταξη του σχήματος 4.45 συνηθίζεται σε σοβαρά έργα με βάρος ογκολίθου 10t ως 40t. Ανάλογα με τις συνθήκες δυνατόν να προβλέπεται ογκόλιθος και στην εσωτερική πλευρά του έργου.

58 ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ (συνέχεια) Βασικό μέτρο έντεχνης κατασκευής εξωτερικού έργου με κατακόρυφο μέτωπο η εξασφάλιση μονολιθικότητας, απαραίτητου στοιχείου των έργων αυτών. Η μονολιθικότητα επιτυγχάνεται με καλή συνεργασία των ογκολίθων μέσω τόρμων και εντορμιών, κατάλληλης διάταξης των ογκολίθων ή σπονδυλωτών στοιχείων (σχ. 4.46, 4.47).

59 ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ (συνέχεια) Οι επάλληλοι σπόνδυλοι σχηματίζουν κατακόρυφες στήλες που γεμίζουν με ύφαλο σκυρόδεμα, ενώ τοποθετούνται και μεταλλικά στοιχεία, όπως διατομής διπλού ταυ, που ενσωματώνονται στο χυτό σκυρόδεμα της ανωδομής.

60 ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ (συνέχεια) Εάν οι σπονδυλωτοί ογκόλιθοι έχουν κενά μεγάλων διαστάσεων ονομάζονται κυψελωτοί ογκόλιθοι και οι σχηματιζόμενες στήλες πληρούνται με σκυρόδεμα. Στην περίπτωση αυτή το ύφαλο σκυρόδεμα ή λιθόδεμα καλείται να αναλάβει ένα μεγάλο μέρος των συνολικών καταπονήσεων. Επειδή η κατασκευή του ύφαλου χυτού σκυροδέματος πολλές φορές αμφίβολης ποιότητας, συνιστάται η κατά το δυνατόν αποφυγή των κυψελωτών ογκολίθων σε κατασκευές εξωτερικών λιμενικών έργων.

61 ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ (συνέχεια) Εκτός από διαμόρφωση τοίχου εξωτερικού έργου από ογκολίθους που δομούνται μεταξύ τους, είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν κιβώτια μεγάλων διαστάσεων (caissons) ύψους ίσου με το ύψος του κατακόρυφου μετώπου. Τα κιβώτια αυτά γεμίζουν μετά την πόντισή τους με λιθόδεμα ή λιθορριπή για να αποκτήσουν το απαραίτητο βάρος. Κατασκευάζονται από οπλισμένο ή προεντεταμένο σκυρόδεμα και είναι συνήθως κλειστού αλλά και ανοικτού τύπου ανάλογα με το αν διαθέτουν ή όχι πυθμένα. Κατασκευάζονται σε νεωλκό ή μόνιμη δεξαμενή στην ακτή και κατόπιν καθελκύονται, ρυμουλκούνται και ποντίζονται στην ακριβή θέση τους. Έχει προηγηθεί κατάλληλη προετοιμασία του εδάφους, συήθως με λιθορριπή έδρασης.

62 ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ (συνέχεια) Στα ανοιχτά κιβώτια ο πυθμένας κατασκευάζεται επί τόπου από χυτό σκυρόδεμα, ενώ στα κλειστά μπορεί να χρησιμοποιηθούν και τσιμεντενέσεις για «διόρθωση» της θεμελίωσης μετά την τοποθέτηση του κιβωτίου. Η πλήρωση των κιβωτίων γίνεται με αδρανή υλικά ή λιθόδεμα. Η ανωδομή διαμορφώνεται από προκατασκευασμένα στοιχεία ή από επί τόπου χυτό σκυρόδεμα. Η κατασκευή με πλωτά κιβώτια παρουσιάζει ταχύτητα, αλλά και ευαισθησία των κιβωτίων σε κακοκαιρία κατά τη ρυμούλκηση ή μετά την πόντιση αλλά πριν την πλήρωσή τους, επειδή ο υπολογισμός των τοιχωμάτων τους γίνεται συνήθως λαμβανομένου υπόψη και του υλικού πληρώσεως. Στις σύγχρονες κατασκευές μεγάλων διαστάσεων τα κιβώτια έχουν βρει μεγάλη εφαρμογή. Παράδειγμα παλαιότερης κατασκευής του λιμένα Κορίνθου στο σχήμα 4.51.