ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПЛОЩАДКИ ИЗЫСКАНИЙ ПОД СТРОИТЕЛЬСТВО ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ ФЕДОРОВСКОГО НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА

ENGINEERING AND GEOLOGICAL CONDITIONS OF THE SURVEY SITE FOR THE CONSTRUCTION OF THE POWER PLANT OF THE FEDОROVSKY OIL AND GAS CONDENSATE FIELD OF THE KHANTY-MANSIYSK AUTONOMOUS OKRUG

Khuzin Dinar Ildarovich

Master's student of 2 years of study, Kazan (Volga Region) Federal University,

Kazan, Russia

Sofinskaya Oksana Aleksandrovna

Scientific supervisor, PhD. Biol. sciences, Associate Professor, Kazan (Volga Region) Federal University,

Kazan, Russia

АННОТАЦИЯ

В данной работе оценивались инженерно-геологические условия площадки изысканий под строительство дизельной электростанции на Федоровском месторождении Ханты-Мансийского автономного округа и был выполнен расчет несущей способности и осадки сваи, пучинистости и расчет устойчивости свайного фундамента на воздействие касательных сил морозного пучения. Результатом исследования стала оценка пригодности площадки изысканий для строительства дизельной электростанции.

ABSTRACT

In this work, we evaluated the engineering and geological conditions of the survey site for the construction of a diesel power plant at the Fedorovskoe field of the Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug. Here, we determined the bearing capacity of the foundation. The subsidence of the pile calculated and stability of the pile foundation under the influence of tangential forces of frost heaving. The result of our study, an assessment of the suitability of the survey site for the construction of a diesel power plant.

Ключевые слова: инженерно-геологические условия, расчет свайного типа фундамента, расчет устойчивости сваи на воздействие сил морозного пучения, инженерно-геологические процессы, свойства грунтов, Федоровское нефтегазоконденсатное месторождение, Сургут, Ханты-мансийский автономный округ.

Keywords: engineering and geological conditions, calculation of the pile type of foundation, calculation of pile stability to the effects of frost heaving, engineering and geological processes, soil properties, Fedorovskoye oil and gas condensate field, Surgut, Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug.

Введение

Перед началом строительства объекта, находящегося на Федоровском месторождении Ханты-Мансийского автономного округа, во избежание негативных последствий в процессе и после строительства, необходимо подробно изучить инженерно-геологические условия площадки изысканий.

Целью работы является оценка инженерно-геологических условий площадки изысканий и ее пригодности для строительства дизельной электростанции, с определением предпочтительного типа фундамента, его осадки и устойчивости на воздействие касательных сил морозного пучения.

Изучаемые инженерно-геологические условия и рассчитываемые параметры являются актуальными как для проектирования конкретного сооружения, так и для развития изысканий в целом. Обнародование результатов инженерно-геологических изысканий позволяет повышать внимание деталей к отдельным частям работ изысканий, пересматривать методы расчетов необходимых параметров, учитывая технологическое развитие, и повышать качество и количество сделанных выводов по результатам изысканий

Физико-географический очерк, геологическое строение и инженерно-геологические условия изучаемого объекта

Район работ расположен в лесной зоне правобережья Средней Оби на водосборе реки Моховая (приток первого порядка р. Тромьеган).

В соответствии с инженерно-геологическим районированием Западно-Сибирской плиты участок работ относится к инженерно-геологической области первого порядка – области позднечетвертичных аллювиальных и озерно-аллювиальных террасовых равнин, сложенных многолетнемерзлыми и талыми сильноувлажненными породами. Как область второго порядка – Среднеобская северная область (2 мА⁹_Г) [3].

В геоморфологическом отношении территории изысканий приурочены к поверхности III надпойменной террасе р. Обь.

Геологический разрез исследуемой площадки изысканий изучен до глубины 16,0 м и представлен озерно-аллювиальными отложениями позднечетвертичного возраста, которые перекрыты современными органическими озерно-болотными отложениями и техногенными насыпными грунтами [2].

Озерно-аллювиальные отложения в геологическом разрезе исследуемой территории представлены песками пылеватыми и мелкими средней плотности и плотными, а также мягкопластичным суглинком и пластичной супесью и органическими грунтами [1].

В результате выполненных инженерно-геологических полевых и лабораторных работ на участке изысканий и обработки полученных данных методом математической статистики в соответствии с ГОСТ 20522-2012 было выделено 8 инженерно-геологических элементов (ИГЭ).

Специфические грунты

К специфическим грунтам на исследуемой территории, в соответствии с СП 47.13330.2016 и СП 11-105-97 часть III, относятся техногенные (насыпные) грунты (ИГЭ-17) и современные органические отложения (торф) (ИГЭ №4).

Техногенные (насыпные) использованы при отсыпке территории и представлены песками мелкими влажными, которые ниже уровня подземных вод являются водонасыщенными, средней плотности, местами до плотных. Мощность отсыпки 1,5 м.

Под насыпными грунтами вскрыт торф искусственно погребенный, уплотненный, сильноразложившийся, мощность 0,6 м.

Нормативные значения модуля деформации (Е), удельного сцепления (С) и угла внутреннего трения (φ) погребенного торфа приняты по табл. И.2 приложения И СП 22.13330.2011 равными 3,0 МПа (30 кгс/см2), 30 кПа (0,30 кгс/см2) и 10 град. соответственно.

Коррозионная активность подземных вод

Коррозионная активность подземных вод по отношению к свинцовой оболочке кабеля от низкой до средней по водородному показателю рН, высокая по общей жесткости, низкая – по массовой доле нитрат-иона (согласно РД от 15.10.1979 №34.20.508, табл. П11.2).

Коррозионная активность подземных вод по отношению к алюминиевой оболочке кабеля низкая по водородному показателю рН, от низкой до средней по массовой доле иона железа и по массовой доле хлор-иона (согласно РД от 15.10.1979 №34.20.508, табл. П11.4).

Определение пучинистости

На территории Западной Сибири широко развиты процессы морозного пучения. Территория изысканий – не исключение, этот процесс здесь развит повсеместно.

На территории строительства в пределах глубины сезонного промерзания-оттаиванию в большей степени развиты песчаные грунты. Характеристика их пучинистости исследуется согласно п.6.8.8 СП 22.13330.2016 через показатель дисперсности D, полученный расчетным методом (табл. 1).

Таблица 1.

Характеристика пучинистости песчаных грунтов

В расчетах различных фундаментов для проектируемых сооружений рекомендуется использовать характеристики пучинистости песчаных грунтов, отмеченных выше в таблице 1, которые были установлены расчетным методом по показателю дисперсности D.

Определение несущей способности сваи

Рассматриваемый тип фундамента для дизельной электростанции – свая-труба квадратного сечения размерами 0,3 х 0,3 м, нагрузка на сваю до 3,0 т. Исходя из наличия верхней части разреза слабых грунтов, принимаем длину сваи l, м, равную 8.

Расчет несущей способности сваи производится согласно п 7.4 СП 24.13330.2021.

 В результате расчета (табл. 2), одна свая с квадратным сечением 0,3 м и длиной 8 м несет нагрузку в 29,4 кН (почти 3 тонны).

Таблица 2.

Результаты по определению несущей способности свайного фундамента

Как видно по таблице 2 свая отлично выдерживает необходимую нагрузку.

Расчет осадки одиночной сваи

Расчет осадки одиночной сваи был выполнен согласно СП.24.13330-2021. В ходе определения осадки одиночной сваи был получен результат, равный 0,11 мм, что не превышает допустимого значения (10 см) согласно СП.22.13330.2016 (табл. 3).

Таблица 3.

Результаты расчетов осадки одиночной сваи

Расчет устойчивости свайного фундамента на воздействие касательных сил морозного пучения

На исследуемом участке в период отрицательных температур и сезонного промерзания грунтов на свайный фундамент действуют силы выпучивания, которые направленны вертикально вверх и стремятся «выдернуть» фундамент. В связи с этим глубина заложения свай должна проверяться расчетом устойчивости на действие сил морозного пучения.

Таблица 4.

Результаты расчетов устойчивости сваи на воздействие сил морозного пучения

Расчет устойчивости свайного фундамента на воздействие касательных сил морозного пучения выполняется согласно приложению «Г» СП СП.24.13330-2021.

По результатам расчета, силы, сдерживающие фундамент, компенсируют силы выпучивания со значительным запасом (табл. 4).

Заключение

1. Согласно приложению «Г» СП 47.13330.2016 инженерно-геологические условия площадки относятся к II категории сложности.

2. Уровень грунтовых вод по результатам бурения вскрыт на глубинах 0,9 м и более.

3. К опасным инженерно-геологическим процессам на площадке изысканий относится подтопление. Поэтому необходимо проведение защитных мероприятий.

4. На территории изысканий в пределах слоя сезонного промерзания-оттаивания в основном выявлены слабопучинистые грунты.

5. Негативное влияние на свайный фундамент со стороны морозного пучения не выявлено и строительство объекта возможно без проведения противопучинистых мероприятий.

6. Все вышеперечисленное свидетельствует о том, что территория изысканий является благоприятной для строительства дизельной электростанции.

7. Необходимо экономически выгодное и целесообразное использование органических грунтов площадки изысканий.

Список литературы:

1. Закономерности пространственной изменчивости инженерно-геологических условий Западно-Сибирской плиты. В. Т. Трофимов. - Москва: Изд-во Моск. ун-та, 1977. - 278 с.
2. Геологическое строение и полезные ископаемые Западной Сибири. Т. I. Геологическое строение. МПР РФ. ОАО "Новосибирскгеология", РАН СО ОИГГМ; Науч. ред. чл.-кор. РАН А. В. Каныгин, канд. геол.-мин. наук В. Г. Свиридов. Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1999.228 с.
3. Жеро О.Г., Сурков В.С. Фундамент и развитие платформенного чехла Западно-Сибирской плиты: Недра, Москва, 1981 г., 143 стр.
4. ГОСТ 20522-2012. Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний.
5. СП 47.13330.2016 "Инженерные изыскания для строительства. Основные положения".
6. СП 11-105-97 Часть III. Правила производства работ в районах распространения специфических грунтов.
7. СП 28.13330.2017 Защита строительных конструкций от коррозии.
8. СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83* (с Изменениями N 1, 2, 3).
9. СП 24.13330.2021 «СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты».