Проектирование и строительство оснований зданий нефтегазовых месторождений на вечномерзлых грунтах
Снижение затрат и сроков проектирования и строительства оснований зданий УКПГ (установка комплексной подготовки газа), ЦПС (центральный пункт сбора нефти) и ОБП (опорная база промысла) на вечномерзлых грунтах является актуальной проблемой при обустройстве нефтегазовых месторождений. Сократить стоимость и сроки строительства оснований на вечномерзлых грунтах возможно при применении систем замораживания и температурной стабилизации грунтов (ТСГ).
В качестве таких систем ТСГ применяются горизонтальная естественно-действующая система ГЕТ (рис. 1) и вертикальная естественно-действующая система ВЕТ (рис. 2).
Рис. 1. Система ГЕТ (горизонтальная естественнодействующая трубчатая)
Рис. 2. Система ВЕТ (вертикальная естественнодействующая трубчатая)
Сокращение стоимости и сроков строительства оснований достигается за счет:
- применения зданий и сооружений с полами по грунту;
- применения сблокированных зданий с шириной до 108 м.
Рассмотрим каждый этап.
Применение зданий с полами по грунту снижает стоимость строительно-монтажных работ за счет:
- использования серийных каркасов зданий;
- уменьшения количества свай;
- исключения балочного перекрытия проветриваемого подполья;
- уменьшения длины свай, за счет исключения надземной части и снижения нагрузок на сваи;
- исключения пандусов и сокращение площади застройки;
- применения металлических свай из стали 10-20 вместо 09Г2С;
- снижения объемов работ по утилизации после завершения срока эксплуатации.
Процесс проектирования оснований зданий с применением систем ТСГ состоит в следующем. Первоначально задаются размеры фундаментов (для свай – количество, диаметр и глубина заложения сваи) и температура вечномерзлых грунтов, которая обеспечивает требуемую несущую способность фундаментов. Требуемую температуру грунтов должны обеспечить системы ТСГ.
При этом целесообразно перевести грунты в твердомерзлое состояние для отсутствия деформаций фундаментов и полов. Производятся проверочные расчеты, в результате которых определяются окончательные размеры фундаментов, температура вечномерзлых грунтов и характеристики систем температурной стабилизации грунтов.
Применение сблокированных зданий с шириной до 108 м с полами по грунту приводит к значительному сокращению площади застройки, поэтому дополнительно сокращаются затраты на возведение насыпи, устройство инженерных коммуникаций, а также на разработку и рекультивацию карьеров, уменьшения экологического воздействия и экологических платежей. Кроме того, значительно сокращаются эксплуатационные затраты на содержание и отопление зданий (рис. 3 и 4).
Рис. 3. Пример оптимизации ГП для площадке ОБП. Вар. 2 - Традиционный
Рис. 4. Пример оптимизации ГП для площадке ОБП. Вар. 2 - Оптимизированный
Преимущества ОБП с укрупненными объектами:
- снижение площади генплана и отсыпки грунта;
- уменьшение площади внутриплощадочных дорог и технических проездов;
- сокращение протяженности инженерных сетей: теплоснабжения, водоснабжения, канализации, электросетей;
- снижение затрат на отопление.
Экономический эффект от применения оснований с системами температурной стабилизации ГЕТ и полами по грунту рассмотрим на примере пяти зданий ОБП (табл. 1). В качестве аналога принято проветриваемое подполье. Экономия расходов на строительство оснований включает в себя разницу капитальных затрат, и составила 124,68 млн. руб.
Таблица. 1. Сравнительная таблица затрат на строительство оснований каркасных зданий
Таким образом применение сблокированных зданий с полами по грунту и системами «ГЕТ» в основании позволило снизить затраты более чем на 62%.
Строительство оснований с системами ГЕТ и ВЕТ производится следующим образом:
- Первоначально целесообразно выполнить насыпь под укладку систем температурной стабилизации грунтов с послойным уплотнением грунтов до отметки укладки систем. Если насыпь выполнена на проектную отметку, то производиться устройство котлована. При устройстве котлована в летнее время необходимо предусмотреть мероприятия по водоотливу для исключения затопления котлована.
- Производиться установка свай с вывозом выбуренного грунта.
- Параллельно после установки 50% свай и планировки поверхности грунта начинаются работы по устройству систем ТСГ.
- После монтажа систем и проверки на герметичность производится засыпка систем с послойным уплотнением, укладка тепло- и гидроизоляции и засыпка до уровня устройства ростверков.
- После монтажа ростверков производиться подсыпка до уровня укладки полов.
Ориентировочное время монтажа одной системы около 3 дней, работы ведутся параллельно с возведением здания. Предлагаемый метод проектирования и строительства применен при обустройстве Самбургского, Ванкорского, Бованенковского и других месторождений.
Рис. 5. Сблокированные здания с применением систем. Ванкорское месторождение
Рис. 6. Сблокированные здания с применением систем ГЕТ. Бованенковское месторождение
Все это должно быть учтено на ранних этапах проектирования, в т. ч. на стадии генплана. Важнейшую роль при этом играет проектный институт. Именно от специалистов генпроектной организации зависит – будут ли получены описанные выгоды заказчиком или нет.
Статья в формате pdf →
- 625014, Тюмень,
- ул. Новаторов, д. 12А
- ☎ +7 (3452) 27-11-25
- fsa@npo-fsa.ru
- npo-fsa.ru
