Гравитационная платформа с заглубленным фундаментом Советский патент 1993 года по МПК E02B17/02 

Ё

Использование: при строительстве гравитационных платформ, а также других областях морского и речного гидротехнического строительства. Сущность изобретения: ребро-юбка в его нижней части выполнена гребенчатообразной с расстоянием между гребнями, определяемым из выражения В 2dt tg 0 tg p. Ребро-юбка выполнена в горизонтальном сечении гофрированной, причем, ширина гребня назначена равной ширине гофра. Для повышения надежности защиты основания от размывов гребень ребра-юбки выполнен на выступающей части гофра. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к гравитационным платформам. Оно может быть использовано в других областях морского и речного гидротехнического строительства.

Известна платформа гравитационного типа, служащая опорой для размещения надводного эксплуатационного оборудования. Нижняя часть опорного блока платформы - фундамент в виде плоской плиты опирается непосредственно на дно водоема или искусственное основание и поддерживает надводную конструкцию с верхним настилом.

Недостатком гравитационной платформы с фундаментом в виде плоской плиты является низкая сопротивляемость горизонтальным сдвигающим нагрузкам, в частности, ледовым и высокие местные контактные напряжения в подошве плоской плиты. Кроме этого, требуется тщательная планировка естественного или искусственного основания с целью обеспечения необходимого контакта между фундаментом и основанием.

Известна гравитационная платформа, содержащая корпус, фундаментную часть с донной плитой, оборудованной плоскими полосовыми анкерными ребрами-юбками, которые заглубляются в морское дно. Пространство между плитой и морским дном заполняется цементным раствором. Данная платформа имеет ряд преимуществ, в частности, более высокую устойчивость и равномерные контактные напряжения. Причем, конструкция фундаментной части позволяет отказаться от выполнения предварительных. планировочных работ дна водоема или возведения искусственного основания.

Однако, недостаток данной платформы, оборудованной плоскими полосовыми ребрами-юбками, заключается в необходимости создания значительных усилий для

VI

чэ

ел ю со

задавливания их в грунт основания, что приводит либо к ограничению глубины задавливания и недостижению ребрами-юбками прочных слоев грунта и как следствие - снижению несущей способности основания, либо к увеличению размеров балластных емкостей.

Целью изобретения является снижение материалоемкости за счет снижения сил сопротивления задавливанию ребер-юбок в грунт основания при сохранении устойчивости платформы.

Цель достигается за счет того, что в известной гравитационной платформе, содержащей корпус, фундаментную часть с донной плитой, оборудованной полосовыми плоскими анкерными ребрами-юбками, заглубляемыми в грунт морского дна, ребро- юбка в ее нижней части выполнено гребенчатообразным с высотой гребней и расстоянием между гребнями ребра-юбки определяемым из выражения

В 2dt ;tg#-tgp(1) где В - расстояние между гребнями, м;

dt-высота гребней, м;

(р - угол внутреннего трения грунта, град;

$-угол выпирания в град, определяемый из уравнения

,й . чSin2« ,0ч

tg(0 + ) cos27-05(2)

Ребро-юбка в горизонтальном сечении выполнено гофрированным трапецеидальной, синусоидальной или любой другой формы для повышения его изгибной прочности с расположением гребня на выступающей части гофра.

Ширина гребня назначена равной половине ширины гофра.

Новым существенным признаком заяв- ленного технического решения являются: ребро-юбка в его нижней части гребенчато- образное с высотой dtn расстоянием между ними В; гофрированное ребро-юбка; гребень шириной, равной половине ширины гофра; выполнение гребня на выступающей части гофра.

. Совокупность новых существенных отличительных признаков с остальными существенными признаками позволяет решить новую задачу, а именно снизить материало- емкость за счет снижения силы сопротивления задавливанию ребер-юбок в грунт основания при сохранении устойчивости платформы, что в конечном итоге приводит к повышению надежности и долговечности всего сооружения.

На фиг.1 представлена описываемая гравитационная платформа, установленная

на естественное основание; на фиг.2 - план ребер-юбок.

Гравитационная платформа с заглубленным фундаментом имеет корпус 1, фундаментную часть 2 с донной плитой 3, оборудованной ребрами-юбками 4, которые выполнены с гребнями 5. Гребни 5 ребер- юбок 4 расположены на определенном расстоянии друг от друга. Ребра-юбки 4 имеют гофры 6, выполненные в виде трапецеидальной, синусоидальной либо любой другой формы, на выступающих частях 7 которых устроены гребни 5. Зазор 8 между данной плитой 3 морским дном 9 сообщен с источником 10 давления рабочего наполнителя, например, цементного раствора, закачка которого осуществляется по трубопроводу 11. Данная плита 3 фундаментной части 2 оборудована штырями-фиксаторами 12 с целью предотвращения горизонтального перемещения при задавливании ребер- юбок 4 в морское дно 9, верхний грунтйвый слой 13 которого имеет низкие прочностные характеристики по сравнению с подстилающим слоем 14. Угол выпирания обозначен на фиг.1, а угол внутреннего трения на фиг.2. Кроме этого, на фиг.1 приведены обозначения высоты гребней dt и расстояние между ними В.

Работает описываемая гравитационная платформа с заглубленным фундаментом следующим образом. В сухом доке осуществляют строительство опорного корпуса 1, фундаментной части 2 с донной плитой 30 к которой монтируют ребро-юбку 4 с гребнями 5. Высоту ребра-юбки 4 назначают из условия обеспечения общей устойчивости платформы. Высоту гребня 5 ребра-юбки 4 назначают исходя из инженерно-геологических условий морского дна 8, таким образом, чтобы основание гребня 5 опиралось на слой грунта 14, имеющего высокие прочностные характеристики. Гребни 5 располагают на таком расстоянии друг от друга, чтобы призмы выпора, образуемые гребнями 5 при потере несущей способности, находились в пределах слоя грунта 14. Исходя из этого условия расстояние между гребнями определяют по выражению (1). Ребра-юбки, как правило, выполняют гофрированными для повышения их изгибочной прочности. Форму гофра 6 принимают трапецеидальной, синусоидальной или любого другого вида, который определяется в зависимости от технологических возможностей завода-изготовителя. Гребни 5 располагают на выступающей части 7 гофра 6 с шириной равной половине ширины гофра б для улучшения условий защиты морского дна 9 от размыва.

Монтируют источник 10 рабочего наполнителя и подсоединяют к установленному тру- бопроводу 11. Донную плиту 3 фундаментной части 2 оборудуют штырями- фиксаторами 12. Также в условиях сухого дока устанавливают оборудование на корпус 1, которое необходимо для обеспечения строительных и эксплуатационных работ в открытом море. После выполнения регламентных работ в сухом доке платформу вы- водят из дока и транспортируют ее к месту установки. По прибытии на место бурения производят частичное балластирование корпуса 1 платформы и в результате чего платформа опускается, а затем и касается морского дна 9 штырями-фиксаторами 12. После этого позиционирования осуществляют дальнейшую балластировку и задавли- вание гребней 5 ребер-юбок 4 в грунтовый слой 13. Когда ребра-юбки 4 достигнут мор- ского дна 9 основанием гребней 5, производят дополнительную балластировку корпуса

I, которая обеспечивает достижения гребнями 5 ребер-юбок 4 грунтового слоя 14 и задавливания их в грунтовый слой 14. По достижении ребер-юбок 4 основанием гребней 5 грунтового слоя 14 резко возрастают силы сопротивления задавливанию из-за увеличения как лобовой, так и боковой поверхностей ребер-юбок 4, задавливаемых в грунтовой слрй 14, имеющий высокие прочностные характеристики. После этого балластирование прекращают и производят закачку цементного раствора в зазор 8 с помощью источника 10 по трубопроводам

II. Не дожидаясь схватывания цементного раствора, выполняют окончательную балластировку корпуса 1, что создает дополнительное обжатие цементного раствора и более плотное прилегание донной плиты 3 к морскому дну 9.

. 0 5 0

5 5

0

В целом описанное техническое решение, помимо основных достигаемых целей (снижение слоя сопротивления задавливанию и материалоемкости платформы), приводящих к снижению стоимости и сроков возведения гравитационных платформ, позволяет повысить надежность защиты основания от размывов.

Формула изобретения

В 2dt tg в tg tp где dt - высота гребня, м;

р - угол внутреннего трения грунта, град;

О- угол выпирания грунта в град, определяемый из уравнения sin2ff cos 2 ,5

0 tg(0 + p)5UL