Начинается...

Охлаждаемые основания сооружений как эффективное и экономное техническое решение при обустройстве объектов на вечномерзлых грунтах

Охлаждаемые основания сооружений как эффективное и экономное техническое решение при обустройстве объектов на вечномерзлых грунтах

В настоящее время многие заказчики обеспокоены необходимостью повышения эффективности строительства объектов на Севере и минимизации затрат на их возведение. С этой целью прорабатываются вопросы устройства фундаментов, каркасов зданий, доставки оборудования и материалов до объекта, удешевления монтажа.

В этой ситуации обходится вниманием такой важный для северного строительства элемент, как грунты основания. А это именно тот элемент, который влияет:

  • и на металлоемкость фундамента;
  • и на размещение зданий;
  • и на объем земляных и буровых работ (а это разработка мерзлого грунта);
  • и на схему и стоимость доставки материалов;
  • и на сроки и стоимость монтажа.

Стоимость строительства на 40% и более складывается из затрат на возведение нулевого цикла. Грамотный выбор технического решения по укреплению грунтов позволяет сэкономить бюджет до 50%, сокращая затраты на всех последующих этапах, а также вдвое ускорить ввод объекта.


Системы температурной стабилизации ООО НПО «Фундаментстройаркос» успешно применены на 29 месторождениях Крайнего Севера: Бованенковском НГКМ, Ванкорском НГКМ, Харасавейском ГКМ, Уренгойском НГКМ, Северо-Уренгойском ГКМ, Юбилейном НГМ, Ямбургском НГКМ, Заполярном НГКМ, Самбургском НГКМ, Южно-Русском НГКМ, Медвежьем ГКМ, Варандейском НМ, ЮжноХыльчуюском НГМ, Южно-Тамбейском ГКМ, Новопортовском НГКМ, ЕнЯхинском НГКМ, Сандибинском НМ, Юрхаровском НГКМ, Мессояхском НМ, Пякяхинском НГКМ, Чаяндинском НГКМ, Хаканджинском ЗСМ, Верхнечонском НГКМ и др. месторождениях.

Наиболее старое и традиционное техническое решение по строительству оснований на вечномерзлых грунтах является проветриваемое подполье. Но оно очень неэффективно в сложных условиях пластично-мерзлых грунтов и совершенно не управляемо в нестандартных ситуациях.

Эффективность подполья может быть в значительной степени повышена дополнительным применением одиночных термостабилизаторов, но неуправляемость остается. Кроме того, проветриваемое подполье имеют большую материалоемкость за счет большого количества свай и перекрытия, а, следовательно, и большую стоимость (фото 1).

Здание с проветриваемым подпольем и одиночными термостабилизаторами в основании

Фото 1. Здание с проветриваемым подпольем и одиночными термостабилизаторами в основании

Еще одним негативным фактором применения проветриваемого подполья является увеличение его высоты из-за технологии подготовки нефти и газа. Так, чтобы минимизировать воздействие технологических объектов на вечномерзлые грунты дренажные емкости выносят из грунта на поверхность, а это влечет за собой увеличение высоты технологических установок до двух метров, а резервуаров до 4-х м. Естественно такое увеличение высоты приводит к увеличению нагрузок, следовательно, удлинению свай и стоимости фундаментов (рис. 1).

Существенно сократить затраты на строительство фундаментов и сооружений позволяют охлаждающие горизонтальны и вертикальные системы «ГЕТ» и «ВЕТ», которые состоят из подземных охлаждающих труб и надземного теплообменника (рис. 2, 3).

Система охлаждения горизонтальная – ГЕТ

Рис. 2. Система охлаждения горизонтальная – ГЕТ

Система охлаждения вертикальная – ВЕТ

Рис. 3. Система охлаждения вертикальная – ВЕТ

Тогда дренажные емкости устанавливаются на коротких сваях под землей с размещенными вокруг термостабилизаторами. Технологические установки могут располагаться в одном технологическом модуле, где короткие сваи применяются под каркас и тяжелое технологическое оборудование, а резервуары устанавливаются на насыпное охлаждающее основание с системами «ГЕТ» или «ВЕТ» (рис. 4).

Таким образом значительно сокращается материалоемкость фундаментов, транспортные затраты на доставку свай и затраты на их установку.

Традиционное техническое решение строительства оснований с применением проветриваемого подполья

Рис. 1. Традиционное техническое решение строительства оснований с применением проветриваемого подполья

Современное техническое решение строительства оснований по грунту с системами охлаждения

Рис. 4. Современное техническое решение строительства оснований по грунту с системами охлаждения

Кроме того, проветриваемые подполья имеют ограниченную ширину и не позволяют строить сблокированные здания на вечномерзлых грунтах. Применение при строительстве оснований систем «ГЕТ» и «ВЕТ» позволяет строить сблокированные здания с шириной до 108 м.

Это позволяет существенно сократить площадь застройки, длину дорог, технологических трубопроводов, а также эксплуатационные затраты. Помимо этого, уменьшается объем карьеров на возведение насыпи, затраты на рекультивацию карьеров и затраты на ликвидацию объекта.

При отсутствии подполья отпадает необходимость в огромных пандусах для гаражей и пожарных депо, а также других сооружений, в которых предусматривается заезд транспорта. Такие пандусы зачастую в длину превышают размер самого сооружения. Отказ от этих пандусов или существенное сокращение их длины также приводит к уменьшению требуемой площади застройки.

Блокирование зданий с применением систем температурной стабилизации ГЕТ дало существенную экономию и ускорение строительства в проектах обустройства опорных баз промысла на Ванкорском, Харасавейском и Бованенковском месторождениях (фото 2, 3).

Сблокированные здания с применением систем ГЕТ. Бованенковское НГКМ

Фото 2. Сблокированные здания с применением систем ГЕТ. Бованенковское НГКМ

Сблокированные здания с применением систем ГЕТ. Ванкорское НГКМ

Фото 3. Сблокированные здания с применением систем ГЕТ. Ванкорское НГКМ

Для эффективного внедрения технических решений на основе промораживания грунта требуется активная позиция заказчика, поскольку проектные институты, выступающие генеральными проектировщиками, не всегда проявляют достаточную компетенцию в этих вопросах, особенно в том случае, если проектирование сооружений на вечномерзлом грунте не является их специализацией. В таком случае, вместо поиска оптимального решения согласования технологических процессов с возможностью блокирования зданий и отказа от проветриваемого подполья, институт может заняться поиском противоречий с противопожарными нормами, обсуждением сжатых сроков проектирования и вопросов оплаты дополнительного времени на изучение проблемы. Штамповать аналоги всегда проще.

Технико-экономические сравнения применения оснований с системами температурной стабилизации грунтов приведены в таблице, из которой видно, что применение систем ГЕТ позволяет сократить затраты на строительство оснований до 50%, при этом в разы сократить сроки строительства (см. таблицу).

 

Скачать статью в формате pdf →

625014, Тюмень,
ул. Новаторов, д. 12А
☎ +7 (3452) 27-11-25
fsa@npo-fsa.ru
www.npo-fsa.ru


Читайте также: