Гравитационный фундамент морского основания

12.2 Фундаменты гравитационного типа

«СП 369.1325800.2017. Свод правил. Платформы морские стационарные. Правила проектирования» (утв. и введен в действие Приказом Минстроя России от 14.12.2017 N 1670/пр)

12.2 Фундаменты гравитационного типа

12.2.1 При проектировании фундаментов платформ гравитационного типа необходимо выполнять следующие расчеты:

— устойчивости (несущей способности) системы «платформа-основание»;

— вертикальных и горизонтальных перемещений и кренов платформ;

— напряжений, передаваемых от грунтового основания на юбку и днище ОЧП (результаты этих расчетов следует использовать при проектировании элементов подземного контура);

— недопущения отрыва подошвы ОЧП от грунтового основания;

— размывов грунтов дна вблизи платформ с разработкой соответствующих конструктивных мероприятий;

— разжижения примыкающего к подошве ОЧП песчаного слоя грунта при динамических нагрузках с разработкой соответствующих конструктивных мероприятий;

— установки платформ при вдавливании в грунтовое основание юбки.

12.2.2 Требования 12.2.1 могут быть достигнуты благодаря следующим мероприятиям и условиям:

— обеспечение достаточной площади опирания подошвы ОЧП;

— обеспечение достаточной вертикальной нагрузки, передаваемой от платформы на грунтовое основание;

— обеспечение требуемого коэффициента трения подошвы ОЧП по контакту с грунтовым основанием;

— подбор оптимальных геометрических параметров юбки (ее периметр, высоту и площадь сечения);

— устройство вокруг ОЧП пригрузки (например, в виде слоя камня с необходимой толщиной и гранулометрическим составом) для предотвращения размывов и повышения устойчивости;

— подбор конструкционных материалов требуемой прочности для всех элементов подземного контура и др.

12.2.3 При проектировании платформ с юбкой следует учитывать необходимость вдавливания юбки в грунтовое основание на всю высоту юбки. Критерий обеспечения условий вдавливания вычисляют по формуле

(12.7)

где P — расчетная вертикальная сила, передаваемая от платформы или ее отдельных частей на грунтовое основание в момент установки;

— коэффициент надежности. — при определении сопротивления грунта вдавливанию R_b на основе данных статического зондирования; — при определении R_b на основе СП 24.13330 ;

R_b — расчетная сила сопротивления грунта вдавливанию юбки, определяемая расчетными методами с учетом трения по боковой поверхности и сопротивления под нижним концом юбки на основе данных статического зондирования; при их отсутствии допускается использовать таблицы 7.2 и 7.3 СП 24.13330.2011.

Силы сопротивления грунта, полученные расчетными методами, необходимо уточнять на основе натурных и лабораторных исследований путем вдавливания фрагментов ребристой конструкции в грунт основания на площадке предполагаемой установки платформ.

12.2.4 Для исключения опрокидывания платформ при больших эксцентриситетах в приложении нагрузок относительно центра подошвы ОЧП при проектировании необходимо обеспечивать отсутствие отрыва части подошвы от основания. Критерий предельного эксцентриситета вычисляют по формуле

e e_пр, (12.8)

где e — эксцентриситет приложения равнодействующей силы от нагрузок (за исключением бокового давления грунта), действующих на платформы;

e_пр — предельно допустимое значение эксцентриситета равнодействующей силы от нагрузок относительно центра тяжести площади подошвы ОЧП; допускается принимать e_пр = b/6, где b — размер подошвы ОЧП в направлении приложения сдвигающей силы.

12.2.5 Расчеты устойчивости (несущей способности) фундаментов гравитационного типа следует выполнять в соответствии с СП 23.13330. Целью расчетов несущей способности системы «платформа-основание» является определение коэффициента устойчивости k_s, показывающего, во сколько раз должны измениться те или иные условия, чтобы эти изменения стали причиной перехода системы в предельное состояние. В качестве таких изменяющихся условий могут использоваться величины удерживающих сил или моментов, а также внешних сил (или моментов). Минимально допустимую величину коэффициента устойчивости определяют исходя из условий (9.1).

12.2.6 Расчеты устойчивости (несущей способности) фундаментов гравитационного типа следует выполнять как инженерными методами, использующими различные допущения при определении сил предельного сопротивления, так и численными методами расчета, основанными на анализе НДС системы «платформа-основание» и численном моделировании разрушения. Выполнение условия обеспечения несущей способности оценивают путем анализа результатов расчетов по различным методам.

12.2.7 При расчете устойчивости (несущей способности) фундаментов платформ гравитационного типа инженерными методами следует рассматривать различные схемы разрушения согласно СП 23.13330. Типичными схемами разрушения грунтового основания платформ являются:

1) скольжение вдоль нижнего края юбки,

2) скольжение по слабому слою ниже юбки,

3) скольжение по подошве с локальным разрушением около краев юбки;

б) схемы глубинного и смешанного сдвига:

1) потеря несущей способности грунта, глубинная или смешанная, включающая поверхностную и глубинную части,

2) глубинное разрушение в грунте, зависящее от равновесия моментов с центром вращения ниже или выше основания фундамента.

12.2.8 Для поверхностей сдвига, проходящих в пределах расположения юбки, потенциально опасной поверхностью сдвига является поверхность, проходящая на большей своей части по подошве ОЧП с образованием в пределах юбки с верховых сторон призм активного давления, а с низовых — пассивного давления. При этом сила сопротивления R обусловлена суммой сил сопротивления на участках поверхности сдвига, проходящих по подошве, и суммой сил пассивного отпора E_p,tw, действующих в пределах юбки. Силы активного давления E_a,hw, действующие в пределах юбки, учитывают при определении сдвигающей силы F. Величины E_a,hw и E_p,tw определяют по СП 101.13330.2012 . При определении E_a,hw и E_p,tw следует учитывать неравномерность распределения напряжений, передаваемых от платформ на основание, но в том случае, если она понижает степень надежности системы «платформа-основание».

12.2.9 При численном моделировании разрушения в расчетах НДС системы следует пошагово пропорционально увеличивать все внешние нагрузки, действующие на платформу. В таких расчетах свидетельствами наступления разрушения являются:

— резкий рост расчетных смещений платформы или отсутствие сходимости итерационного процесса;

— формирование пластической области (зоны, перешедшей в предельное состояние) в грунтовом основании, полностью отделяющей фундамент ОЧП от основания в результате слияния отдельных зон разрушения в единую область по мере роста сдвигающей нагрузки.

Источник

Основания гравитационного типа (ОГТ)

ОГТ — это платформа, удерживаемая на морском дне за счет собственного веса и связей нижней части морской гравитационной платформы с грунтом.

Бетонное ОГТ может быть монолитным или включающим в себя направляющие колонны для бурения, ячейки-резервуары для хранения нефти или топлива, используемого в качестве энергоносителя, трубопроводы.

Элементы ОГТ доставляются к месту монтажа в виде крупных блоков.

Перед установкой ОГТ морское дно должно быть выравнено, камни — убраны, трещины и впадины — залиты бетоном.

• доступность и малая стоимость исходных материалов,
• малое время установки платформы в море (существенно меньше, чем свайных платформ),
• возможность буксировать ОГТ на большие расстояния и устанавливать их в рабочее положение на месте эксплуатации в море без применения дорогостоящих грузоподъёмных и транспортных средств,
• возможность повторного использования в новом месте,
• повышенные виброустойчивость и огнестойкость, высокая сопротивляемость морской коррозии, незначительная деформация под воздействием нагрузок и более высокая защита от загрязнения моря,
• могут быть построены в районах, где отсутствует соответствующая инфраструктура,
• возможность привлекать местную неквалифицированную рабочую силу во время строительства ОГТ.

Однако их установка технически осуществима и экономически целесообразна до глубин моря примерно 150 м.

• балластная и дренажная системы,
• система удаления воды и воздуха из-под юбки,
• установки для заливки цементирующего раствора под основание,
• электрические установки и оборудование,
• системы безопасности и вспомогательные системы,
• системы доступа и системы транспортировки и загрузки материалов,
• стальные конструкции и т. д.

Источник

ЦСКМС — часть 2: ОГТ — Основание Гравитационного Типа

Морская платформа с основанием гравитационного типа — платформа, удерживаемая на дне за счёт собственного веса и связей нижней части платформы с грунтом. Применяется в районах, в которых имеются или предполагаются мощные силовые воздействия, стремящиеся сдвинуть или опрокинуть платформу (сейсмическая активность, мощное течение, ветер, подвижки льда). Впервые конструкции такого рода установлены в середине 1970-х годов в районе Северного моря. ОГТ может служить несущей основой для нефтяных платформ, ветроэнергетических установок, регазификационных терминалов и пр. Изготавливается из железобетона, либо комбинированными (опоры из металла, основание из железобетона). Бетонная гравитационная платформа может быть монолитной, либо содержать в себе направляющие колонны для бурения, ячейки-резервуары для хранения нефти или топлива, используемого в качестве энергоносителя, трубопроводы. Элементы основания доставляются к месту монтажа в виде крупных блоков. Преимущество платформ с ОГТ — доступность и малая стоимость исходных материалов, малое время установки платформы в море (примерно 24 ч вместо 7 — 12 месяцев, необходимых для установки и закрепления свайных платформ). Собственная плавучесть и наличие системы балластировки позволяют буксировать гравитационные платформы на большие расстояния и устанавливать их в рабочее положение на месте эксплуатации в море без применения дорогостоящих грузоподъёмных и транспортных средств. Также преимуществом является возможность повторного использования платформы в новом месте, повышенные виброустойчивость и огнестойкость, высокая сопротивляемость морской коррозии, незначительная деформация под воздействием нагрузок и более высокая защита от загрязнения моря. #цскмс

Источник