Расчет несущей способности винтовых свай в вечномерзлых грунтах, Чаяндинское нефтегазоконденсатное месторождение

Компания «ГлавФундамент» приняла участие в обустройстве нефтяной оторочки ботуобинской залежи Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения.

Чаяндинское НГКМ – одно из крупнейших на Востоке России. Оно является базовым для формирования Якутского центра газодобычи, а также ресурсной базой для магистрального газопровода «Сила Сибири».

Перед специалистами компании стояла задача по выполнению контрольного расчета по определению несущей способности винтовой сваи (изготовленной по ТУ 25.11.23-004-20882284-2017) в вечномерзлых грунтах.

Инженерно-геологические условия площадки строительства

В соответствии с данными инженерно-геологических изысканий площадка строительства представлена:

• техногенными грунтами уплотненными в природном состоянии;
• суглинками полутвердыми;
• суглинками твердыми, щебенистыми.

Под основанием сваи залегает суглинок мерзлый, нельдистый, незаосленый.

Расчет несущей способности винтовых свай

Под объект были рекомендованы сваи винтовые стальные с многовитковым конусообразным наконечником для вечномерзлых грунтов со следующими геометрическими параметрами:

• диаметр ствола – 219 мм;
• толщина стенки ствола – 8 мм;
• длина сваи – 8 100 мм.

Выбор толщины металлопроката обусловлен степенью коррозионной агрессивности грунтов (КАГ) площадки строительства (данные получены в ходе измерений), а также требованиями к жесткости и прочности (подробнее «Расчет толщины стенки ствола»). Для уточнения правильности подбора данного параметра после выполнения расчета срока службы свай в грунте была выполнена проверка соответствия остаточной толщины стенки ствола проектным нагрузкам и требованиям ГОСТ 27751-2014 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения».

При выполнении расчетов несущей способности специалисты компании основывались на том, что во время установки сваи для минимизации нарушения структуры грунта было выполнено лидерное бурение шнеком, диаметр которого равен 0,8 диаметра ствола сваи, а также контролировались коэффициент завинчивания (в диапазоне 0,8-1,0 шага лопасти) и скорость погружения.

Расчеты были выполнены в системах автоматизированного проектирования (САПР), базирующихся на методе конечных элементов (МКЭ).

Согласно полученным данным расчетная нагрузка, передаваемая на сваю, равна 246,8 кН, тогда как расчетная вертикальная сила на сжатие составляет только 182,0 Кн. Следовательно, условие по обеспечению несущей способности (на сжатие) выполняется с запасом.

В соответствии с п. 7.1.3 СП 25.13330.2012 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» при использовании многолетнемерзлых грунтов по принципу I расчет оснований следует производить по несущей способности. Расчет по II группе предельных состояний не требуется.