Оценка деформаций грунтового основания грунтового основания нефтяных резервуаров и технологических эстакад

Клименко М.Ю, Скибин Е.Г.

В данной статье рассматривается вопрос деформаций несущих строительных конструкций нефтяных резервуаров и технологических эстакад, расположенных на участке морского порта Тамань. Приведены результаты обследования строительных конструкций и инженерно-геологических изысканий по результатам которых зафиксированы перемещения железобетонных ростверков и фундаментов эстакад.

Участок Морского порта Тамань расположен на равнинной части северо-западного склона г. Зеленская, между населенными пунктами Волна и Тамань Темрюкского района Краснодарского края, на высоте 85 метров над уровнем моря, в 2,5 км от уреза воды акватории Черного моря. Участок представляет собой территорию прямоугольной формы размером 250х580 м, расположенную по длине с запада на восток.

На основании материалов инженерно-геологических изысканий, на данной площади выделено 10 инженерно-геологических элементов (ИГЭ), включая насыпной слой, свойства которого не изучались. Анализируя представленные данные можно сделать следующие выводы: все глинистые грунты слагающие основание, находясь в твердом и полутвердом состоянии, обладают высокой пористостью и степенью влажности (близкой к полному водонасыщению, что свидетельствует о их высокой влагоемкости; грунты в естественном состоянии малосжимаемы (модуль деформации 26-48 мПа), и обладают высоким сцеплением. Указанные обстоятельства свидетельствуют о том, что вода в грунтах, в основном, находится в связном состоянии, образуя с твердым частицами достаточно прочные водноколоидные связи. К специфическим грунтам на исследуемой площади следует отнести все вскрытые глинистые грунты, обладающие набухающими свойствами, засоленные и диатомиты.

Эстакада под технологические трубопроводы выполнена из металлических конструкций на монолитных железобетонных ростверках по буронабивным сваям и расположена с северной стороны от резервуаров нефти.

 По данным геодезических измерений, в ходе проведения работ по устройству свайного поля под резервуары (забивка свай), произошло смещение опорных конструкций эстакад под существующие трубопроводы. При этом смещение опор вдоль оси трассы трубопроводов (ось Y), при условии свободного опирания трубопроводов, не приводит к существенному изменению схемы загружения опорных конструкций, изменение расчетной схемы связано в основном со смещениями опор в направлении перпендикулярном оси трассы трубопроводов (ось X). Максимальные смещения вдоль оси X зафиксированы 180 мм. Указанные смещения привели к изменению схем загружения опорных конструкций.

 По данным геодезических наблюдений за период с 05.08.2010 по 02.06.2014 установлено: дополнительных вертикальных перемещений ростверков на момент наблюдения в июне 2014 г. не выявлено; ростверки фундаментов под опоры получили значительные смещения в плане, при этом увеличение перемещений зафиксированы по мере приближения к емкостям; максимальное суммарное горизонтальное перемещение достигло 460 мм; за последние циклы наблюдений отмечено затухание горизонтальных перемещений ростверков. По данным поверочных расчетов опор получивших наибольшие смещения, несущая способность их элементов достаточна для восприятия эксплуатационных нагрузок.

Выявлено, что деформациями грунтового основания произошли по нескольким причинам и под влиянием следующих факторов: перемещения динамически неустойчивых, слоев основания, были вызваны динамическими нагрузками, возникшими при забивке свай под резервуары; перемещениям способствовал рельеф вертикальной планировки, изначально спроектированный так, что имеется свобода перемещения толщи основания на север; перемещениям способствовало крутопадающее сложение слоев толщи основания и азимут падения (угол падения 50° и азимут падения 5-10° совпадающий с вектором перемещения).

Общий анализ результатов инженерно-геологических изысканий и данных технического обследования  не выявил зон разуплотнения грунтового основания (плотность скелета не меньше значений представленных в предыдущих отчетах) и все образцы грунта находились в твердой консистенции, не смотря на их полное водонасыщение. Был сделан вывод, что грунты основания восстановили свои первоначальные свойства и способны воспринимать эксплуатационные нагрузки; деформационные процессы стабилизировались и носят затухающий характер.