Перспективы выявления и освоения месторождений газа, конденсата и нефти на шельфе морей России (Сборник научных трудов), страница 38

Перспективы выявления и освоения месторождений

_________ . газа, конденсата и нефти на шельфе морей России_______________________________

ВНИИГАЗ                                                                                   1998

С.И.Шибакин

ЛЕДОСТОЙКИГ ГРАВИТАЦИОННЫЕ ПЛАТФОРМЫ

С ФУНДАМЕНТОМ РЕБРИСТОЙ КОНСТРУКЦИИ

И МЕТОДЫ ИХ РАСЧЕТА

Значительные нагрузки, действующие на ледостойкие морские нефтегазопромысловые сооружения, и наличие слабых грунтов на по­верхности морского дна вызвали необходимость в разработке специ­альных технических решений но конструкции фундаментов. При этом естественным является стремление передать основные усилия на бо­лее прочные нижние слои основания, что достигается устройством дополнительных анкерующих элементов (свай) или применением ребристых конструкций. В настоящее время в инженерной практике нашли наиболее широкое применение фундаменты ребристой конст­рукции. Использование ребристых элементов (юбок) в фундаментах гравитационных платформ [1] связано с тем, что, по сравнению со свайным креплением, это решение не существенно меняет техноло­гию установки платформы и сроки введения ее в эксплуатацию. Кро­ме того, ребра выполняют сразу несколько функций по улучшению работы основания:

-  заглубление поверхности сдвига в более прочные слои грунто­
вого основания и тем самым, повышение обшей устойчивости соору­
жения;

-  понижение поверхности сдвига с восприятием реактивного
давления перед ребристыми элементами;

-  обеспечение защиты основания платформы от размыва тече­
ниями и волнами;

-  предотвращение перегрузки плиты днища фундамента во время
установки и обеспечение равномерного и плотного контакта ее с ос­
нованием за счет создания закрытых полостей, заполняемых цемент­
ным или песчаным раствором;

-  обеспечение установки сооружения на естественное основание
(без возведения традиционных в морском строительстве постелей под

85

гравитационные сооружения);

- обеспечение вертикальности сооружения во время его установ­ки даже при неровном основании.

Большинство гравитационных платформ, как возведенных, так и проектируемых, имеют ребра от коротких железобетонных до тонких длинных металлических. Высота ребер изменяется от 0,4 до 4 м и бо­лее, что создает относительное заглубление фундамента h/B в преде­лах 0,0043-0,065.

Металлические ребра нашли в фундаментах более широкое при­менение. При относительно небольших нагрузках они изготавлива­ются из плоских листов стали толщиной 0,02-0,04 м (рис. 1). для обеспечения прочности и устойчивости которых используются тавро­вые или двутавровые профили, заделываемые одним конном в плиту днища фундамента. Ребра располагаются в перпендикулярных плос­костях, создавая квадратные ячейки. Для обеспечения наибольшей несущей способности расстояние между соседними ребрами прини­мается l<7,5h, где h - высота ребра [2]. В этом случае поверхность сдвига проходит по нижним концам ребер. Однако на малых глуби­нах воды до 20 м не удается создать установочный вес, необходимый для задавливания ребер в грунт основания на заданную глубину. В этом случае применяется конструкция фундамента с увеличенным расстоянием между основными ребрами l>7,5h. Для того, чтобы обес­печить прохождение поверхности сдвига в грунте, а не по контакту "плита днища - грунтовое основание", устанавливаются дополнитель­ные промежуточные ребра меньшей высоты на расстоянии l]<7,5h (рис. 2). В этом случае достигается большая несущая способность по сравнению с тем, когда поверхность сдвига хотя бы частично прохо­дит по контакту "плита днища - грунтовое основание".

При значительных нагрузках, действующих на ребра, предлага­ется использовать ребра в виде профилированного (гофрированного) листа (рис. 3). В этом случае из-за высокой изгибной прочности тако­го сечения можно обойтись без тавровых и двутавровых подкреп­ляющих профилей. Хотя длина гофрированных ребристых элементов увеличивается, но силы сопротивления, как правило, не превосходят те, которые имели место при плоских ребрах. Очень важно при разра­ботке конструкции гофрированных ребристых элементов достичь оп­тимального решения как по изгибной прочности, так и по силам со­противления задавливанию. Исходя из этого, гофры могут быть в