Слайд 1 - Фундаментпроект

Замораживание грунтов
оснований зданий и
сооружений системами
круглогодичного действия
Авторы: к.т.н. Н.Б.Кутвицкая, Е.А.Мельникова,
к.г-м.н. А.В.Рязанов, Ю.А. Кайнов, В.В. Стеценко,
к.г-м.н. М.А. Магомедгаджиева
Докладчик:
Е.А. Мельникова
Москва, 2014
«Факторы, обуславливающие применение
в качестве замораживающих устройств
систем круглогодичного действия»
1. Инженерно-геологические:
- распространение высокотемпературных ММГ и охлажденных
грунтов с низкими прочностными характеристиками;
- наличие напорного фронта грунтовых вод, что обуславливет
фильтрационный поток.
2. Климатические:
- высокие среднезимние температуры наружного воздуха;
- частые кратковременные колебания температур;
- малые скорости ветра.
3. Конструктивные:
- габаритный размер в плане (по одному из измерений) более
70 м;
- конструкция «полы по грунту».
4. Эксплуатационные:
- сжатые сроки строителстьва и пуска в эксплуатацию;
- технологическое оборудование, не допускающее осадок и
крена опорных рам.
«Области применения систем
круглогодичного действия»
Технически реализовано:
1. Противофильтрационные мерзлотные завесы в теле плотин
2. Укрепление стенок котлованов при разработке
неустойчивых грунтов
3. Стабилизация радиуса растепления устьев нефтяных и
газовых скважин
4. Площадное и глубинное промораживание грунтов в
основании зданий
Перспективное направление для технической реализации:
- обеспечение устойчивости нефтяных платформ при
разработке месторождений на шельфе
«Анализ инженерно-геокриологических условий
и выбор принципа использования грунтов»
Зона 1 в осях А-Д и 1-4:
ММГ слив. типа,
распространен торф
мощностью до 2,5 м,
температура на глубине
10,0 м от -0,8 до -2,0 градС.
Зона 2 в осях А-Д и 5-11:
ММГ неслив. типа,
распространены пески
мелкие водонасыщенные и
супеси (суглинки) текучие,
температура на глубине
10,0 м -0,1 градС.
ПРИНИМАЕТСЯ ПРИНЦИП I
Ситуационный план с выделением двух типов ИГУ для анализа изменения несущей
способности свай.
«Требуемый комплекс расчетов при проектировании систем
круглогодичного действия»
1. Прогнозные теплотехнические расчеты с определением
теплового потока «грунт — система охлаждения»
1.1 Этап — формирование
темп. режима под влиянием
отсыпки насыпи
0
-1
-2
-3
-0.2
-0.2
-4
-0.3
-0.3
-5
-6
-0.4
-0.4
-7
-8
-0.5
-9
0 -0.5
-10
-1
-11
-2 -0.6
-0.6
-12
-3
-0
-0.2
-0.9
-13
-4
.4
-0.3
-5
-14
-6
-15
-0.4
-0.9
-7
-16
-8
-17
-0.5
-9
-18
-0.6
-10
-19
-11
-20
-0.6
-0.6
-12
-21
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920212223242526272829303132333435363738
-13
-14
-15
-16
-17
-18
-19
-20
-21
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920212223242526272829303132333435363738
-0.6
1.2 Этап — формирование
темп. режима в результате
работы термостабилизаторов
-0.5
1.3 Этап — формирование темп.
режима в результате работы
системы круглогодичного
действия — результат:
- требуемый температурный
режим эксплуатации системы
круглогодичного действия
(ниже -18 град);
- тепловой поток от грунта к
теплоносителю системы (12 Вт/м).
2. Прогноз изменения несущей способности сваи с выбором
технического решения и порядка производства работ (выполняется
одновременно с прогнозными теплотехническими расчетами)
Зона 1 в осях А-Д и 1-4:
ММГ слив. типа,
распространен торф
мощностью до 2,5 м
Зона 2 в осях А-Д и 5-11:
ММГ неслив. типа,
распространены пески
мелкие водонасыщенные и
супеси (суглинки) текучие,
торф в талом состоянии
распространен участками
мощностью до 1,5 м
2.1 Ситуационный план с выделением двух типов ИГУ для анализа изменения
несущей способности свай.
2.2 График изменения несущей способности для зоны 1 (без погребенного торфа)
2.3 График изменения несущей способности для зоны 2 (с распространением
погребенного торфа)
3. Расчеты для определения режима работы установки охлаждения и
выбора оборудования установки охлаждения
3.1 Гидравлические расчеты системы, результатом которых являются:
- подбор теплоносителя по свойствам;
- потери на трассе;
- скорости движения теплоносителя;
- сечения труб обвязки;
- тип насосоного оборудования с режимом его эксплуатации;
- толщина и свойства метериала теплоизоляции надземного участка прокладки
трассы.
3.2 Расчет требуемой холодопроизводительности системы , результатом которых
являются:
- полезная и полная холодопроивзодительность системы;
- определяется марка и режим работы компрессорного оборудования;
- определяются характеристики теплообменного оборудования установки
охлаждения.
3.3 Расчеты аварийного режима установки охлаждения:
- определяется допустимый период неработоспособности установки в первый год,
в установившемся режиме эксплуатации;
- определяются составляющие установки для резервирования.
«Реализация технического решения»
1. Выполнение работ по разработке котлована с выторфовкой —
разработка котлована и выторфовка выполнены осенью, котлован
открыт на весь зимний период.
2. Предпостроечное объемное промораживание грунтов основания с
помощью парожидкостных вертикальных сезоннодействующих
термостабилизаторов — термостабилизаторы установлены к декабрю
2012 года в полном объеме в осях А-Д и 5-11.
Рисунок 2.1 - Термостабилизаторы
установлены у свай основания для
формирования единого
температурного режима в
основании здания
Результат реализации этапа 2 — понижение температур грунта до 4,0...-6,0 градС к марту 2013 года
3. Выполнение работ по устройству горизонтальной системы
круглогодичного действия — все работы выполнены в 2012-2013 году.
Система прошла пневматические испытания на прочность и
плотность.
4. Консервация температурного режима, сформировавашегося до
начала эксплуатации системы за счет укладки теплоизоляции в конце
зимы 2013 года.
3. Результат реализации этапа 2.
«Сложности и их причины при реализации
технического решения»
1. Выбор субподрядчика на выполнение работ по монтажу систем
термостабилизации по условиям тендера без учета наличия опыта
работы по монтажу подобных систем.
Определяющий фактор — минимальная стоимсть производства
работ.
Результат — неоднократные нарушения по технологии производства
работ.
Рисунок 1.1
Обратная засыпка
котлована комковатым
сильнольдистым
грунтом
2. Отказ от услуг по шеф — монтажу со стороны производителя
оборудования установки охлаждения жидкости и
ОАО «Фундаментпроект».
Рисунок 2.1
Нарушения
технологии
сварки
Рисунок 2.2
Нарушения по
прокладке трассы
коллекторов
3. Невыполнение требований проектной документации по инженерной
защите площадки строительства
Рисунок 3.2 Затопление трассы
коллекторов
Рисунок 3.1 Отсутствие водоотводных
мероприятий на площадке
Таблица 2.
4. Нарушение сроков пуска системы в эксплуатацию и как следствие
– повышение температурного режима природных грунтов, который
был сформирован в результате реализации этапа 1.
Таблица 4.1 Результаты замера температур
№ скв.
Дата
замера
Глубина от отметки чистого пола первого этажа, м
6,5
7,5
8,5
9,5
10,5
11,5
12,5
21.02.13г. -12,1
-11,3
-9,9
-8,8
-7,3
-5,7
-4,3
-3,2
31.05.14г. -1,2
-1,4
-1,6
-1,7
-1,8
-1,9
-2,1
-2,1
ТС-19
31.05.14г. -0,8
-1,1
-1,4
-1,5
-1,9
-2,1
-2,4
-2,6
ТС-15
31.05.14г. -0,3
-0,4
-0,7
-0,8
-1,1
-1,2
-1,5
-1,6
ТС-5
22.04.13г. -6,8
-9,0
-8,6
-7,2
-5,9
-4,9
-4,2
-3,2
31.05.14г. -0,1
-0,3
-0,7
-0,9
-1,2
-1,3
-1,4
-1,5
27.03.13г. -14,1
-12,6
-11,2
-9,8
-7,9
-6,1
-4,4
-3,1
31.05.14г. -0,1
-0,2
-0,3
-0,4
-0,7
-0,9
-1,1
-1,0
21.02.13г. -6,9
-5,9
-4,6
-3,4
-2,1
-1,1
-0,6
-0,4
31.05.14г. -0,3
-0,5
-0,6
-0,8
-0,9
-1,2
-1,4
-1,6
21.02.13г. -12,3
-11,6
-10,6
-9,3
-7,8
-6,3
-4,7
-3,4
31.05.14г. -1,6
-1,7
-1,9
-2,1
-2,1
-2,2
-2,4
-2,5
ТС-11
ТС-7
ТС-9
ТС-10
5,5
Путь решения — реализация комплексного
технического решения одной орагнизацией по
программе —
РАСЧЕТЫ + ДОКУМЕНТАЦИЯ + МОНТАЖ +
АВТОРСКИЙ НАДЗОР В ПЕРИОД
СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ =
НАДЕЖНОСТЬ СООРУЖЕНИЯ НА ВЕСЬ ПЕРИОД
ЭКСПЛУАТАЦИИ
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ