Железобетонные фундаменты для нефтегазовых объектов: проектирование и монтаж

Проектирование железобетонных фундаментов для нефтегазовых объектов осуществляется после завершения объемно-планировочных работ. Это нужно, чтобы ЖБИ соответствовали проекту и особенностям местности. Железобетонные фундаменты проектируются с учетом физических, механических свойств грунтов, включая плотность, пористость, текучесть, удельное сцепление.

Особенности проектирования железобетонных фундаментов для нефтегазовых объектов

Для строительства нефтегазовых объектов обустраиваются фундаменты следующих типов:

• столбчатые – обустраиваются при неравномерной нагрузке;
• свайные – обустраиваются при нестабильности грунтов;
• ленточные – обустраиваются при равномерной нагрузке;
• монолитные. Используются для строительства небольших объектов, которые не создают высокие нагрузки на грунт;
• плитные – обустраиваются на слабых грунтах, обеспечивают равномерное распределение нагрузки;
• комбинированные.

На этапе проектирования определяется, какой тип фундамента будет использован. Разрабатываются дренажные системы для отведения грунтовых, сточных вод.

Железобетонные фундаменты для нефтегазовых объектов проектируются в соответствии с нормативами ГОСТ. Они должны выдерживать различные типы нагрузок, включая:

• динамические;
• статические;
• переходные;
• повторяющиеся.

Просчитываются и снеговая, а также избыточные нагрузки. Для резервуаров рассчитывается ветровая нагрузка.

Нагрузка на фундамент рассчитывается по следующей формуле:

В ней P – давление на фундамент, N – общая нагрузка от здания и оборудования, A – площадь фундамента, q – нагрузка от веса самого фундамента.

На этапе проектирования железобетонных фундаментов для нефтегазовых объектов определяются характеристики бетона, из которого производятся ЖБИ. Это касается класса прочности, а также:

• класса водонепроницаемости;
• морозостойкости;
• плотности;
• устойчивости к химическим соединениям.

Характеристики бетона для производства ЖБИ определяются в соответствии с нормативами ГОСТ 26633-91 и 7473-2010. Вид, марка цемента подбирается с учетом эксплуатационных, технических характеристик объекта, свойств почв и климатических условий. Отраслевым стандартам должно отвечать и армирование.

Для свайных фундаментов в проекте указывается способ погружения свай. Зачастую для этого используется бурение с заполнением пазух грунтовым или грунтово-цементным раствором. В вечномезлых грунтах не рекомендуется использовать буронабивные и забивные сваи.

ЖБИ, используемые для обустройства фундаментов нефтегазовых объектов, должны проходить приемку в соответствии с нормативами ГОСТ. Это нужно для подтверждения характеристик бетона, армирования, точности размеров изделий.

Важно, чтобы количество сторонних примесей не превышало допустимые нормативы. Иначе снизится прочность бетона, качество поверхности ЖБИ, активизируются коррозийные процессы.

На этапе проектирования рассчитывается влияние на ЖБИ температурных перепадов. Это необходимо для предупреждения образования трещин. Использование для обустройства фундаментов балок, плит, свай из низкотермических цементов снижает риск возникновения термических напряжений.

Фундаменты мелкого и глубокого заложения проектируются так, чтобы исключить критические деформации объектов, их вибрацию. Для эффективного решения этих задач учитываются все факторы, воздействующие на железобетонные конструкции.

При расчете площади подошвы фундамента учитывается глубина промерзания почвы. Для точного определения несущей способности грунтов проводятся модельные или нагрузочные испытания. Они нужны и в следующих случаях:

1. При высокой степени неопределенности поведения конструкции под воздействием различных типов нагрузок.
2. Для обустройства железобетонных фундаментов планируется использовать новые технологии.
3. Нестандартной конфигурации фундамента.

Модельные и нагрузочные испытания дают возможность рассчитать поведение конструкций. Также на этапе проектирования рассчитывается устойчивость фундаментов. При этом учитываются механизмы разрушения оснований. Обязательно определяется глубина залегания грунтовых вод. Разрабатывается защита от подтопления.

Требования к монтажу железобетонных фундаментов для нефтегазовых объектов

Незаглубленные фундаменты обустраиваются из железобетонных плит. Из них образуются замкнутые и полузамкнутые структуры. На таком основании возводятся газораспределительные станции.

Перед монтажом фундаментов для строительства нефтегазовых объектов подготавливается площадка. Затем с помощью специального оборудования она размечается для точного размещения железобетонных элементов. Также проводятся земляные работы для прокладки коммуникаций.

Отраслевые стандарты предписывают производить уплотнение просадочных грунтов, обустройство свайных фундаментов. Они должны располагаться на всю глубину просадки почвы. Перед монтажом ЖБИ на набухающих грунтах выполняются следующие работы:

• обустраивается компенсационная подушка из песка;
• набухающие почвы полностью удаляются, вместо них насыпаются не набухающие грунты;
• набухающие грунты удаляются частично.

Если нефтегазовые объекты строятся на илистых почвах, то они полностью удаляются. Вместо них насыпается песок или щебень. Подушка обустраивается послойно. Она должна выходить за край объекта на 0,7–1.0 метр. Точное значение зависит от параметров сооружения.

При возведении объектов на карстовых породах используются фундаменты глубокого заложения. Имеющиеся в них полости заполняются, производится укрепление. Водонасыщенные грунты уплотняются. Модуль их деформации не должен быть меньше 15 МПа.

Отраслевые стандарты разрешают использовать грунтовую подушку в качестве основания нефтегазовых объектов. Горизонтальная и наклонная ее часть должна быть защищена отмосткой.

Под стенками объектов могут размещаться железобетонные кольца. Их ширина варьируется от 0.3 до 1.0 метра. Если строительство ведется в зоне, где сейсмическая активность превышает 7 баллов, то ширина железобетонных колец не должна быть меньше 1.5 метра, при толщине от 0.4 метра.

Под днищами резервуаров для нефтепродуктов обустраивается гидроизоляционный слой. Его толщина в центральной части емкости не должна быть меньше 50 мм, а по краям, – не менее 20 мм. Гидроизоляционный слой создается из асфальтобетона, который соответствует ГОСТ 9128, песчаного грунта, пропитанного вяжущими составами на нефтяной основе. Боковая поверхность фундаментов из ЖБИ покрывается специальными составами для снижения разрушающего воздействия влаги.

Разрешается обустраивать фундаменты из железобетонных опорных балок. Они должны обеспечивать вентилирование основания. Недопустимо расположение ЖБИ, при котором затрудняется или невозможен визуальный осмотр конструкции.

Расстояние между балками рассчитывается с учетом требований к деформационной устойчивости и отраслевых стандартов. Для их монтажа разрешается использовать нахлесточные или стыковые соединения.

Ростверки с повышенной несущей способностью сокращают до двух раз количество свай, используемых для монтажа фундамента. С их помощью обустраиваются незаглубленные основания.

Железобетонные фундаменты для нефтегазовых объектов, спроектированные, смонтированные опытными специалистами в соответствии с отраслевыми стандартами – гарантия длительной, безопасной эксплуатации.