СПОРУДЖЕННЯ ФУНДАМЕНТІВ ПІД БУРОВЕ ОБЛАДНАННЯ

1. Призначення фундаментів і вимоги до них.

2. Основні типи фундаментів.

3. Розрахунок фундаментів під бурові вежі.

1. Будівництво споруд, монтаж агрегатів, машин і обладнання безпосередньо на поверхні площадок без спорудження фундаментів неможливе внаслідок того, що поверхневі ґрунти не витримують навантажень, які виникають в процесі роботи споруд і агрегатів. Тому фундаменти є опорою для споруди, агрегату та машини і на них передаються всі виникаючі в процесі роботи статичні й динамічні зусилля.

Вимоги до фундаментів під вежі і бурове обладнання такі:

1) Маса фундаменту повинна бути достатньою для сприймання вібраційних навантажень і перекидних моментів.

2) Питомий тиск на грунт не має бути більшим від допустимого для даного виду породи (глина, суглинок, пісок, гравій, щебінь, земля, торф).

3) Фактичне напруження стиску матеріалу фундаменту при найбільшому навантаженні не повинне перевищувати допустимого для даного матеріалу.

4) Фундамент повинен бути жорстким: розхитуючі зусилля, які виникають у процесі роботи, не мають впливати на стійкість фундаменту і його міцність.

5) Матеріал фундаменту повинен бути стійким до температурної й іншої атмосферної дії.

6) Фундамент має бути міцним і спорудженим із мінімальними затратами праці, матеріалів та часу.

7) Фундаменти під бурові вежі повинні дозволяти встановлювати противикидне обладнання.

Розміри фундаменту й глибина його закладання визначаються перш за все видом обладнання і глибиною свердловини.

2. Залежно від призначення свердловини та типу обладнання для спорудження фундаменту використовують лісоматеріали, бетон і металоконструкції. Конструкції фундаментів визначаються розмірами, масою обладнання й термінами роботи.

Залежно від характеру використання фундаменти поділяються на стаціонарні і пересувні. Стаціонарні фундаменти непрактичні внаслідок їх одноразового використання. Виготовлення їх вимагає великих затрат часу, в результаті чого термін спорудження свердловини значно збільшується.

Пересувні фундаменти, які являють собою комплекс блоків із різних матеріалів, можуть бути використані багаторазово. Час, який затрачається на їх спорудження, значно скорочується.

Під бурові вежі та обладнання фундаменти можна поділити на 4 типи:

1) бетонні або бутобетонні;

2) із готових бетонних або залізобетонних блоків;

3) на дерев’яних брусах на піщаній подушці;

4) пальові.

Рисунок 2.1 – Схема бетонного або бутобетонного фундаменту

Бетонні або бутобетонні фундаменти виготовляють в основному для глибоких свердловин із великою тривалістю буріння. Монолітні бетонні фундаменти мають кращу взаємодію із ґрунтами, у зв’язку з чим утворюються менші осадки основ у процесі роботи. Для бетонних фундаментів у ґрунті риють відповідні котловани або траншеї і в них заливають бетонну суміш.

Бетон – це штучний камінь, який отримують у результаті затвердіння суміші із зв’язуючої речовини, води, дрібних і крупних інертних наповнювачів. Завдяки хімічній взаємодії проходить зчеплення зв’язуючої речовини із заповнювачами й утворюється цементний камінь. У якості зв’язуючої речовини використовується цемент, а інертні наповнювачі – пісок, гравій, щебінь та бутовий камінь.

Гравієм називається матеріал залягань міцних гірських порід, які утворені в результаті їх природного руйнування. За крупністю гравій поділяється на дрібний (5-20 мм), середній (20-40 мм) і крупний (40-150 мм). Щебінь отримують шляхом штучного дроблення міцних гірських порід на обломки від 5 до 150 мм.

За щільністю бетон поділяється на:

- важкий;

- полегшений;

- легкий.

Інертні заповнювачі:

- для важкого бетону – щебінь, гравій і пісок;

- для полегшеного – цегляний щебінь;

- для легкого – шлак, керамзит, туф тощо.

Для фундаментів в основному використовують важкий бетон. Найпоширенішою зв’язуючою речовиною для важкого бетону є портландцемент.

Рисунок 2.2 – Схеми фундаментів із готових бетонних або залізобетонних блоків

Рисунок 2.3 – Схема фундаменту із дерев’яних брусів на бетонному блоці

Рисунок 2.4 – Схема фундаменту із дерев’яних брусів на піщаній подушці

Найекономічнішими є фундаменти із готових бетонних або залізобетонних блоків, які можна використовувати багаторазово. Для таких фундаментів риють котлован, у який насипають піщану подушку і на неї укладають відповідні фундаментні блоки. Для витягування блоків за допомогою крана вони мають спеціальні петлі із пруткового заліза.

При глибині закладання фундаментів більше від висоти бетонних блоків фундамент можна виконувати в комбінації з дерев’яними брусами ступеневі: на основі укладають фундаментні блоки, а зверху блоків – бруси.

Із дерев’яних брусів можна виготовляти фундаменти для буріння свердловин невеликої глибини, в щільних стійких ґрунтах. Під бруси риють невеликі заглиблення в ґрунті і насипають піщану подушку.

Піщана подушка в усіх випадках служить для вирівнювання основи, її роблять із крупних і середньої крупності пісків, пісок відсипають шарами з ущільненням укаткою або трамбуванням.

Рисунок 2.5 – Схема свайного фундаменту

При виконанні земляних робіт для виготовлення фундаментів не допускається погіршення властивостей ґрунтів і якості підготовленої основи внаслідок неорганізованого замочування, розмиву ґрунтовими і поверхневими водами, пошкодження механізмами, промерзання й вивітрювання. Дно котлована зачищають безпосередньо перед спорудженням фундаменту.

На нестійких ґрунтах споруджують свайні фундаменти. Необхідна кількість свай і глибина їх забивання визначається залежно від навантаження на опору та несучої здатності ґрунту.

При використанні крупноблокового монтажу великі розміри основи блока приводять до зменшення плеча горизонтальних сил, а збільшення опорної площадки монолітної металоконструкції основи вигідно збільшує момент сил реакції ґрунту. Велика маса й монолітність металоконструкції протистоять вібраційним впливам машин і механізмів БУ. Тому ці фактори дозволяють значно спростити фундаменти під спорудження БУ.

3. На фундамент діють постійні і тимчасові навантаження, які передаються від надфундаментних споруд. До постійних навантажень відносять вагу споруди, машини й укриття, до тимчасових – усі корисні навантаження, а також тиск вітру, снігу та ін.

Постійні і тимчасові навантаження визначають згідно з указівками СНіП, а також із вимогами галузевих нормативних документів.

Для розрахунку необхідно знати максимально можливі навантаження на основу фундаменту і нормативні тиски (розрахункові опори) ґрунтів основи. За основу розрахунку приймають таку умову: середній тиск фундаменту Р не повинен перевищувати розрахункових опорів ґрунтів R_н;

, (2.1)

де Q – максимально можливі навантаження на основу фундаменту;

F – опорна поверхня підошви фундаменту.

Спочатку проводимо попередній розрахунок, а потім кінцевий.

Мета попереднього розрахунку – визначити опорну площадку фундаменту за умовою

, (2.2)

де F^’ – розрахункова площа підошви фундаменту по ґрунту основи;

Q^’– максимально можливі навантаження на фундамент від надфундаментних споруд.

Розміри (довжину і ширину) фундаменту вибирають конструктивно залежно від опор обладнання або його основи, на якій змонтовано і через яку передаються навантаження на фундамент. Спочатку задаються довжиною, а потім за відомою площею визначають ширину. При зосередженому навантаженні на фундамент (нога вежі) довжину і ширину його приймають однаковими, а при розподіленому (полоз основи) задаються шириною, а потім визначають конструктивні елементи фундаменту (бетонні або залізобетонні блоки, дерев’яні бруси та ін.), причому опорна площа цих елементів повинна бути трохи більше від розрахункової.

Після цього виконують перевірний розрахунок фундаменту, при якому максимально можливі навантаження на основу фундаменту приймаються з урахуванням ваги фундаменту.

Перевірний розрахунок вважається задовільним, якщо середній тиск на основу фундаменту не перевищує розрахункових опорів ґрунту (нормативних тисків) з урахуванням коректування їх коефіцієнта при глибині закладання фундаменту < 1 м:

(2.3)

Матеріал для фундаменту (порода деревини, марка бетону) визначається також із умови, що середній тиск Р^’ повинен бути < нормативних опорів відповідного матеріалу:

, (2.4)

де f – площа опори надфундаментної конструкції, якою передається навантаження на фундамент;

R_н.м. – нормативний тиск на матеріали.

Лекція 3

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: