В мерзлый грунт люди трубы кладут
Обновлено: 07.07.2024
Вечная мерзлота
Вечная мерзлота (многолетняя криолитозона, многолетняя мерзлота) — часть криолитозоны, характеризующаяся отсутствием периодического протаивания. Общая площадь - 35 млн км².
Распространение — север Аляски, Канады, Европы, Азии, острова Северного Ледовитого океана.
Районы многолетней мерзлоты — верхняя часть земной коры, температура которой долгое время (от 2—3 лет до тысячелетий) не поднимается выше 0 °C.
В зоне многолетней мерзлоты грунтовые воды находятся в виде льда, ее глубина иногда превышает 1 000 м.
Такое явление глобального масштаба, как вечная мерзлота, занимает не менее 25% площади всей суши земного шара.
Одно из первых описаний многолетней мерзлоты было сделано русскими землепроходцами XVII века, покорявшими просторы Сибири.
Впервые на необычное состояние почвы обратил внимание казак Я. Святогоров, а более подробно изучили первопроходцы из экспедиций, организованных С. Дежневым и И. Ребровым.
В специальных посланиях русскому царю они засвидетельствовали наличие особых таежных зон, где даже в самый разгар лета почва оттаивает максимум на 2 аршина.
Ленские воеводы П. Головин и М. Глебов в 1640 г. сообщали: «Земля-де, государь, и среди лета вся не растаивает». В 1828 г. Ф. Шергин начал проходку шахты в Якутске.
За 9 лет была достигнута глубина 116,4 м.
Шахта Шергина шла все время в мерзлых грунтах, не вскрыла ни одного водоносного горизонта.
В 40-х гг. 19 го века А. Ф. Миддендорф измерил температуру до глубины 116 м.
С этого времени вопрос о существовании «вечной мерзлоты» уже всерьез не поднимался.
Термин «вечная мерзлота» как специфическое геологическое явление был введен в научное употребление в 1927 г. основателем школы советских мерзлотоведов М. И. Сумгиным.
Он определял его как мерзлоту почвы, непрерывно существующую от 2 лет до нескольких тысячелетий.
Слово «мерзлота» при этом четкого определения не имело, что и привело к использованию понятия в различных значениях.
Впоследствии термин неоднократно подвергался критике и были предложены альтернативные термины: многолетнемерзлые горные породы и многолетняя криолитозона, однако они не получили широкого распространения.
- кратковременномерзлые породы (часы, сутки),
- сезонномерзлые породы (месяцы),
- многолетнемерзлые породы (годы, сотни и тысячи лет).
65% территории России — районы многолетней мерзлоты.
Наиболее широко она распространена в Восточной Сибири и Забайкалье.
Текст песни Слова РУБЕНА СИМОНОВА Композитор и исполнитель Заслуженный артист России ИГОРЬ КАРТАШОВ - Гимн компании "ТРАНСНЕФТЕПРОДУКТ"
Пусть наш труд и тяжел и груб,
можем реку создать из труб.
Чтобы топливо точно в срок
мог на Запад послать Восток,
и тогда мы идем в тайгу
и в мороз, и в любую пургу,
чтоб бензина текла река
из снегов к раскаленным пескам.
Нам не страшен любой прогноз —
ливень, ветер, жара, мороз.
В мерзлый грунт люди трубы кладут —
это, это — Транснефтепродукт.
Над болотом, на дне реки,
блещут сварщиков огоньки,
чтобы топлива мощный поток
мог на Запад послать Восток.
Трубы тянем мы вновь и вновь,
в них страны пульсирует кровь,
и течет керосина река
из снегов к раскаленным пескам.
Нам не страшен любой прогноз —
ливень, ветер, жара, мороз.
И по просекам трубы ведут, —
это, это — Транснефтепродукт.
Нам не страшен любой прогноз —
ливень, ветер, жара, мороз.
По России трубы идут, —
это, это — Транснефтепродукт.
Нам не страшен любой прогноз —
ливень, ветер, жара, мороз.
По Европе трубы идут —
это, это — Транснефтепродукт.
Это, это — Транснефтепродукт.
В мерзлый грунт люди трубы кладут
Пусть наш труд и тяжел и груб,
можем реку создать из труб.
Чтобы топливо точно в срок
мог на Запад послать Восток,
и тогда мы идем в тайгу
и в мороз, и в любую пургу,
чтоб бензина текла река
из снегов к раскаленным пескам.
Нам не страшен любой прогноз —
ливень, ветер, жара, мороз.
В мерзлый грунт люди трубы кладут —
это, это — Транснефтепродукт.
Над болотом, на дне реки,
блещут сварщиков огоньки,
чтобы топлива мощный поток
мог на Запад послать Восток.
Трубы тянем мы вновь и вновь,
в них страны пульсирует кровь,
и течет керосина река
из снегов к раскаленным пескам.
Нам не страшен любой прогноз —
ливень, ветер, жара, мороз.
И по просекам трубы ведут, —
это, это — Транснефтепродукт.
Мы работаем день и ночь,
и усталость мы гоним прочь,
чтобы топливо точно в срок
мог на Запад послать Восток.
Благодарные своей судьбе
мы работаем на трубе,
это наша течет река
из снегов к раскаленным пескам.
Нам не страшен любой прогноз —
ливень, ветер, жара, мороз.
По России трубы идут, —
это, это — Транснефтепродукт.
Нам не страшен любой прогноз —
ливень, ветер, жара, мороз.
По Европе трубы идут —
это, это — Транснефтепродукт.
Это, это — Транснефтепродукт.
Прокладка труб в вечной мерзлоте
Проблемы
Вечномерзлые, или многолетнемерзлые, грунты широко распространены в северных регионах Российской Федерации. Считается, что вечная мерзлота — это наследие последнего ледникового периода, и она постепенно (в геологическом смысле) тает. Прочностные свойства грунтов связаны с долей льда в них и температурой: чем она ниже, тем их прочностные свойства выше. Содержание льда в них может колебаться в весьма значительных пределах: они могут быть как достаточно сухими, так и весьма льдистыми, вплоть до состояния грязного льда.
Распространение многолетней мерзлоты может быть сплошным, на глубину сотен метров от поверхности, или же прерывистым — в виде отдельных линз. Мерзлота весьма чувствительна к изменениям температурного режима: нарушение слабого поверхностного растительного слоя, например, гусеницами вездеходов или бульдозеров приводит к стремительному таянию мерзлоты, разрушению ее структуры и образованию огромных полей протаивания. Грунты, в мерзлом состоянии служившие надежным основанием, за несколько летних сезонов превращаются в болотную жижу, в которой возможно всплытие трубопроводов, их поперечное смещение и деформация.
Таким образом, при прокладке трубопроводов инженеры сталкиваются с двоякой задачей: им нужно проложить трубопроводы в среде, которая в ненарушенном состоянии обладает высокими прочностными и несущими свойствами, но в случае изменения теплового режима может быстро превратиться в болото. При этом сами трубопроводы могут быть источниками тепла, разрушающего структуру грунтов основания.
Решения
На этапе проектирования необходимо определиться: где на трассе трубопровода будут сохраняться естественные условия залегания мерзлых грунтов, а где допустимо нарушение их залегания. Все решения возможны лишь при тщательном и всестороннем анализе технических возможностей по прокладке трубопровода по выбранной трассе и при всестороннем экономическом сравнении предложенных вариантов.
В частности возможно строительство трубопровода над поверхностью земли, на специальных опорах, укладка его на поверхность земли с созданием специальной грунтовой подушки и траншейным способом. Один трубопровод может иметь самые разные участки прокладки.
Трубопровод на опорах будет испытывать значительные перепады температур, в связи с чем повышаются требования к качеству стали самого трубопровода и его опор. В ряде случаев может потребоваться применение опор особого типа, запасающих холод в зимний период, чтобы сохранить мерзлоту летом, так называемые сезонные охлаждающие устройства — СОУ. Яркий пример нефтепровода на сваях — «Заполярье-Пурпе».
При строительстве насыпей, на которые укладываются трубопроводы, надо использовать так называемый сыпучемерзлый грунт, то есть грунт с низким содержанием частиц льда. Необходимо применять специальные теплоизоляционные материалы и использовать трубы с термоизоляцией заводского производства. При траншейной укладке следует производить отсыпку сыпучемерзлого грунта на дно траншеи и укладывать теплоизоляционные экраны.
Чтобы исключить вероятность всплытия трубопроводов, следует производить их балластировку или укрепление анкерами, в том числе вмораживаемыми на глубину, гарантирующую отсутствие оттаивания. Во всех случаях желательно использовать СОУ, чтобы предотвратить оттаивание мерзлых грунтов, особенно в зоне установки опорных элементов или анкеров.
Прокладка трубопроводов в условиях вечной мерзлоты
В статье рассматриваются различные способы прокладки трубопроводов в условиях вечной мерзлоты. Классические технические методы совершенно не подходят в этом случае, более того они являются экономически не выгодными. Необходимо разрабатывать и внедрять новые технологические решения, учитывая долгосрочные прогнозы температурных режимов грунтов оснований, которые должны быть способны предупредить или же компенсировать отрицательное воздействие тепла для всех трубопроводов, прокладываемых в условиях вечной мерзлоты.
Основными характеристиками температурного режима вечномерзлых грунтов являются температура верхней границы зоны нулевых годовых амплитуд и толщина деятельного слоя. Деятельный слой – поверхностный грунт, который ежегодно оттаивает летом и вновь замерзает зимой. Сезонное оттаивание грунта летом в заполярных районах составляет в среднем от 0,5 до 3м. При переходе грунтов из мерзлого состояния в талое их несущая способность понижается, а для грунтов с высокой льдистостью становится ничтожной.
Применяются два основных принципа:
- Использование грунтов оснований в мерзлом состоянии.
- Использование грунтов оснований в оттаивающем и оттаявшем состоянии.
Строительство по принципу 1 рекомендуется для грунтов, находящихся в твердомерзлом состоянии. Для сохранения грунтов в мерзлом состоянии предусматривается устройство продуваемого холодного подполья с естественной круглогодичной вентиляцией. При низких среднегодовых температурах грунтов (ниже -3) возможно применение вентилируемой подсыпки из крупнообломочных грунтов, так называемого, термоизолирующего слоя.
Строительство по принципу 2 осуществляется при неглубоком залегании скальных грунтов, а также в районах при не сплошном распространении вечномерзлых грунтов. При этом в процессе эксплуатации зданий и сооружений необходимо предусматривать мероприятия по уменьшению неравномерности осадок путем равномерного распределения нагрузок на фундаменты и устройства теплоизолирующей искусственной грунтовой подушки под основанием зданий и сооружений [1].
Прокладка трубопроводов
Существуют следующие виды прокладки водоотводящих коммуникаций: подземная, наземная и надземная (рис.1). Они в свою очередь могут быть одиночными и совмещенными. При проектировании и строительстве сетей канализации следует учитывать взаимную зависимость типа прокладки и условий ее применения [2].
Подземная. По сравнению с другими типами прокладки трубопроводов подземная прокладка обладает некоторыми преимуществами. При подземной прокладке не загромождается территория населенного места, чем достигается максимальное ее благоустройство; уменьшается снегозаносимость; облегчается поверхностный водоотвод атмосферных вод. Кроме того, при подземной прокладке вокруг трубопровода образуется талик, который является аккумулятором тепла и защищающий периодически действующие трубопроводы канализации от замерзания в них жидкости.
В настоящие время в практики строительства известен ряд типов искусственных оснований под трубопроводы, устраиваемых в условиях вечной мерзлоты: свайные, продольно лежневые опоры, “плавающие” – сплошные настилы из пластин, уложенные поперек траншеи, подземные эстакады. Эти конструкции относятся к числу сложных, трудоемких и дорогостоящих решений. Рациональным типом оснований может быть грунтовое основание. Его можно устраивать путем замены местного грунта в основании или предпостроечного оттаивания и уплотнения грунтов основания.
Рис. 1. Виды прокладки трубопроводов
Высота слоя замененного грунта
Степень просадочности грунта, в %
Глубина заложения до верха трубы
Толщина слоя глинобетона под трубопродовом, в см
Высота слоя замененного грунта, в см
Высота слоя замены грунта, приведенная в таблице проверяется тепловым расчетом, которым определяется радиус талого грунта под трубопроводом по известным расчетным формулам А.А. Андрияшего, Д.В. Редозубого,
Одним из видов подземной прокладки трубопроводов в условиях просадочных льдонасыщенных грунтов является совмещенная прокладка всех или нескольких инженерных сетей в проходных железобетонных каналах. Проходные каналы могут быть одноярусными или двухъярусными
Наземная прокладка. Наземная прокладка канализационных трубопроводов в практике строительства встречается значительно реже подземной и может быть осуществлена при наличии достаточно естественного уклона местности (рис.2). Ее следует применять вне застройки населенных мест. При достаточном уклоне местности лучшим способом следует считать прокладку коммуникаций в проветриваемых подпольях под зданиями.
Наземная прокладка трубопроводов имеет перед подземной прокладкой непосредственное в грунте или в непроходных каналах ряд преимуществ: ограниченное тепловое воздействие на вечномерзлые грунты; простота обслуживания и ремонта, а также возможность быстрой ликвидации аварии; как правило, меньшая стоимость строительства и эксплуатации.
Наряду с преимуществами наземная прикладка имеет существенные недостатки: загромождение территории населенного места; сложность пересечения с проездами; повышенные теплопотери; необходимость устройства теплоизоляции и предотвращения тепловых деформаций.
Частота отказа на 1 км трассы при подземном способе – 3, надземном – 0,42, подземном – 0,13. Анализ трассы Соленинское-Месояха-Норильск [3].
Прокладка в земляных валиках. В случае отсутствия теплоизоляционных материалов на месте и при высоком уровне грунтовых вод применяется одиночная прокладка трубопроводов в земляных валиках.
Рис. 3. Прокладка трубопровода в земляном валике
Прокладку трубопроводов в земляных валиках следует осуществлять вне территории населенных мест. Преимуществами прокладки сетей в земляных валиках является:
по сравнению с наземной прокладкой: наличие талика вокруг труб, допускающего более длительный перерыв движения жидкости по ним; отсутствие тепло- и гидроизоляции трубопроводов; простота строительства и экономия капитальных затрат;
по сравнению с подземной прокладкой: простота и экономичность устройства; отсутствие трудоемких и дорогостоящих земляных работ по рытью траншей; значительно легче обнаружить и устранить утечки воды из труб; исключается фильтрация надмерзлотных вод вдоль труб.
В тоже время этот тип прокладки имеет ряд недостатков: загромождается территория; увеличивается ее снегозаносимость; требуются дополнительные устройства по организации отвода поверхностных вод.
Глубина заложения трубопроводов
На глубину заложения канализационных трубопроводов в грунт основное влияние оказывает рельеф местности. Умелое использование рельефа местности при трассировке канализационных сетей может привести к значительному уменьшению их глубины заложения [4].
Влияние на целостность трубопроводов глубины их заложения объясняется физической сущностью тепловых процессов, происходящих в грунте. Между поверхностью грунта и наружным воздухом происходит довольно интенсивный теплообмен, в результате чего верхний слой грунта глубиной 0,5-1 м в период холодного времени года имеет более низкую минимальную температуру, чем нижележащие слон грунта.
Суточные колебания температуры наблюдается только в неглубоком верхнем слое грунта и уже на глубине 0,5-0,6 м затухают. На большей глубине происходит изменение температуры грунта под влиянием внешних факторов, постоянно действующих довольно длительное время от нескольких суток до месяца.
Помимо изложенного следует отметить, что грунт, окружающий трубопровод является своего рода теплоизоляцией и чем более мощным слоем он прикрывает трубопровод, тем меньше тепла уходит через поверхность грунта в воздух. Следовательно, при глубоком заложении большая часть тепла участвует в растеплении грунта вокруг трубопровода, чем при мелком его заложении.
Из сказанного следует, что при глубоком заложении трубопровода вокруг него образуется талая зона грунта (талик) значительно большей величины, чем при мелком заложении. Талик вокруг трубопровода, уложенного во влажных просадочных грунтах, и представляет собой разжиженную массу, которая обладает исключительно малой несущей способностью. Очевидно, что чем меньше размеры талика, тем устойчивее будет трубопровод при эксплуатации. с уменьшением глубины заложения снижается стоимость строительства и ремонта трубопроводов, облегчаются условия их эксплуатации. Оптимальным решением, при достаточной мощности деятельного слоя, является прокладка трубопроводом в этом слое, так как в этом случае может отсутствовать деградация вечной мерзлоты в основании трубопровода и, следовательно, отпадает необходимость устройства искусственного основания под ним.
Следовательно, целесообразно прокладывать трубы на глубине 0,7-1 м. При устройстве самотечных канализационных сетей такая глубина заложения по условиям рельефа местности может быть превышена. Поэтому максимальную глубину заложения можно допускать 2,5-3м. Если этой глубины недостаточно, следует устраивать станцию перекачки [5].
Способ прокладки инженерных коммуникаций зависит от способности грунтов к просадке при оттаивании. Водонесущие коммуникации прокладываются раздельно или совместно в каналах; способ прокладки может быть подземным, наземным или надземным.
При подземной прокладке теплого трубопровода вокруг труб образуются большие ореолы оттаивания и грунт в основании труб проседает, деформируя трубопровод. Кроме того, в результате оттаивания происходит осадка дневной поверхности и это при наличии высокольдистых грунтов или подземного льда может привести к термокарсту. При подземной прокладке холодного трубопровода вокруг труб образуется ореол промерзания. Если ниже труб находится талый грунт, то трубопровод может быть разрушен силами нормального пучения.
Прокладка труб в вечной мерзлоте
Вечномерзлые, или многолетнемерзлые, грунты широко распространены в северных регионах Российской Федерации. Считается, что вечная мерзлота — это наследие последнего ледникового периода, и она постепенно (в геологическом смысле) тает. Прочностные свойства грунтов связаны с долей льда в них и температурой: чем она ниже, тем их прочностные свойства выше. Содержание льда в них может колебаться в весьма значительных пределах: они могут быть как достаточно сухими, так и весьма льдистыми, вплоть до состояния грязного льда.
Распространение многолетней мерзлоты может быть сплошным, на глубину сотен метров от поверхности, или же прерывистым — в виде отдельных линз. Мерзлота весьма чувствительна к изменениям температурного режима: нарушение слабого поверхностного растительного слоя, например, гусеницами вездеходов или бульдозеров приводит к стремительному таянию мерзлоты, разрушению ее структуры и образованию огромных полей протаивания. Грунты, в мерзлом состоянии служившие надежным основанием, за несколько летних сезонов превращаются в болотную жижу, в которой возможно всплытие трубопроводов, их поперечное смещение и деформация.
Таким образом, при прокладке трубопроводов инженеры сталкиваются с двоякой задачей: им нужно проложить трубопроводы в среде, которая в ненарушенном состоянии обладает высокими прочностными и несущими свойствами, но в случае изменения теплового режима может быстро превратиться в болото. При этом сами трубопроводы могут быть источниками тепла, разрушающего структуру грунтов основания.
Решения
На этапе проектирования необходимо определиться: где на трассе трубопровода будут сохраняться естественные условия залегания мерзлых грунтов, а где допустимо нарушение их залегания. Все решения возможны лишь при тщательном и всестороннем анализе технических возможностей по прокладке трубопровода по выбранной трассе и при всестороннем экономическом сравнении предложенных вариантов.
В частности возможно строительство трубопровода над поверхностью земли, на специальных опорах, укладка его на поверхность земли с созданием специальной грунтовой подушки и траншейным способом. Один трубопровод может иметь самые разные участки прокладки.
Трубопровод на опорах будет испытывать значительные перепады температур, в связи с чем повышаются требования к качеству стали самого трубопровода и его опор. В ряде случаев может потребоваться применение опор особого типа, запасающих холод в зимний период, чтобы сохранить мерзлоту летом, так называемые сезонные охлаждающие устройства — СОУ. Яркий пример нефтепровода на сваях — «Заполярье-Пурпе».
При строительстве насыпей, на которые укладываются трубопроводы, надо использовать так называемый сыпучемерзлый грунт, то есть грунт с низким содержанием частиц льда. Необходимо применять специальные теплоизоляционные материалы и использовать трубы с термоизоляцией заводского производства. При траншейной укладке следует производить отсыпку сыпучемерзлого грунта на дно траншеи и укладывать теплоизоляционные экраны.
Чтобы исключить вероятность всплытия трубопроводов, следует производить их балластировку или укрепление анкерами, в том числе вмораживаемыми на глубину, гарантирующую отсутствие оттаивания. Во всех случаях желательно использовать СОУ, чтобы предотвратить оттаивание мерзлых грунтов, особенно в зоне установки опорных элементов или анкеров.
Прокладка трубопроводов в условиях вечной мерзлоты
В статье рассматриваются различные способы прокладки трубопроводов в условиях вечной мерзлоты. Классические технические методы совершенно не подходят в этом случае, более того они являются экономически не выгодными. Необходимо разрабатывать и внедрять новые технологические решения, учитывая долгосрочные прогнозы температурных режимов грунтов оснований, которые должны быть способны предупредить или же компенсировать отрицательное воздействие тепла для всех трубопроводов, прокладываемых в условиях вечной мерзлоты.
Аннотация статьи вечная мерзлота прокладка трубопровода Крайний Север мерзлые грунты Ключевые слова Семенова Дарья Павловна Архитектура, строительство Цитировать Актуальные исследованияОсновными характеристиками температурного режима вечномерзлых грунтов являются температура верхней границы зоны нулевых годовых амплитуд и толщина деятельного слоя. Деятельный слой – поверхностный грунт, который ежегодно оттаивает летом и вновь замерзает зимой. Сезонное оттаивание грунта летом в заполярных районах составляет в среднем от 0,5 до 3м. При переходе грунтов из мерзлого состояния в талое их несущая способность понижается, а для грунтов с высокой льдистостью становится ничтожной.
Применяются два основных принципа:
- Использование грунтов оснований в мерзлом состоянии.
- Использование грунтов оснований в оттаивающем и оттаявшем состоянии.
Строительство по принципу 1 рекомендуется для грунтов, находящихся в твердомерзлом состоянии. Для сохранения грунтов в мерзлом состоянии предусматривается устройство продуваемого холодного подполья с естественной круглогодичной вентиляцией. При низких среднегодовых температурах грунтов (ниже -3) возможно применение вентилируемой подсыпки из крупнообломочных грунтов, так называемого, термоизолирующего слоя.
Строительство по принципу 2 осуществляется при неглубоком залегании скальных грунтов, а также в районах при не сплошном распространении вечномерзлых грунтов. При этом в процессе эксплуатации зданий и сооружений необходимо предусматривать мероприятия по уменьшению неравномерности осадок путем равномерного распределения нагрузок на фундаменты и устройства теплоизолирующей искусственной грунтовой подушки под основанием зданий и сооружений [1].
Прокладка трубопроводов
Существуют следующие виды прокладки водоотводящих коммуникаций: подземная, наземная и надземная (рис.1). Они в свою очередь могут быть одиночными и совмещенными. При проектировании и строительстве сетей канализации следует учитывать взаимную зависимость типа прокладки и условий ее применения [2].
Подземная. По сравнению с другими типами прокладки трубопроводов подземная прокладка обладает некоторыми преимуществами. При подземной прокладке не загромождается территория населенного места, чем достигается максимальное ее благоустройство; уменьшается снегозаносимость; облегчается поверхностный водоотвод атмосферных вод. Кроме того, при подземной прокладке вокруг трубопровода образуется талик, который является аккумулятором тепла и защищающий периодически действующие трубопроводы канализации от замерзания в них жидкости.
В настоящие время в практики строительства известен ряд типов искусственных оснований под трубопроводы, устраиваемых в условиях вечной мерзлоты: свайные, продольно лежневые опоры, “плавающие” – сплошные настилы из пластин, уложенные поперек траншеи, подземные эстакады. Эти конструкции относятся к числу сложных, трудоемких и дорогостоящих решений. Рациональным типом оснований может быть грунтовое основание. Его можно устраивать путем замены местного грунта в основании или предпостроечного оттаивания и уплотнения грунтов основания.
Рис. 1. Виды прокладки трубопроводов
Высота слоя замененного грунта
Степень просадочности грунта, в %
Диаметр трубопровода, в м
Глубина заложения до верха трубы
Толщина слоя глинобетона под трубопродовом, в см
Высота слоя замененного грунта, в см
Высота слоя замены грунта, приведенная в таблице проверяется тепловым расчетом, которым определяется радиус талого грунта под трубопроводом по известным расчетным формулам А.А. Андрияшего, Д.В. Редозубого,
Одним из видов подземной прокладки трубопроводов в условиях просадочных льдонасыщенных грунтов является совмещенная прокладка всех или нескольких инженерных сетей в проходных железобетонных каналах. Проходные каналы могут быть одноярусными или двухъярусными
Наземная прокладка. Наземная прокладка канализационных трубопроводов в практике строительства встречается значительно реже подземной и может быть осуществлена при наличии достаточно естественного уклона местности (рис.2). Ее следует применять вне застройки населенных мест. При достаточном уклоне местности лучшим способом следует считать прокладку коммуникаций в проветриваемых подпольях под зданиями.
Наземная прокладка трубопроводов имеет перед подземной прокладкой непосредственное в грунте или в непроходных каналах ряд преимуществ: ограниченное тепловое воздействие на вечномерзлые грунты; простота обслуживания и ремонта, а также возможность быстрой ликвидации аварии; как правило, меньшая стоимость строительства и эксплуатации.
Рис. 2. Наземная прокладка
Наряду с преимуществами наземная прикладка имеет существенные недостатки: загромождение территории населенного места; сложность пересечения с проездами; повышенные теплопотери; необходимость устройства теплоизоляции и предотвращения тепловых деформаций.
Частота отказа на 1 км трассы при подземном способе – 3, надземном – 0,42, подземном – 0,13. Анализ трассы Соленинское-Месояха-Норильск [3].
Прокладка в земляных валиках. В случае отсутствия теплоизоляционных материалов на месте и при высоком уровне грунтовых вод применяется одиночная прокладка трубопроводов в земляных валиках.
Рис. 3. Прокладка трубопровода в земляном валике
Прокладку трубопроводов в земляных валиках следует осуществлять вне территории населенных мест. Преимуществами прокладки сетей в земляных валиках является:
по сравнению с наземной прокладкой: наличие талика вокруг труб, допускающего более длительный перерыв движения жидкости по ним; отсутствие тепло- и гидроизоляции трубопроводов; простота строительства и экономия капитальных затрат;
по сравнению с подземной прокладкой: простота и экономичность устройства; отсутствие трудоемких и дорогостоящих земляных работ по рытью траншей; значительно легче обнаружить и устранить утечки воды из труб; исключается фильтрация надмерзлотных вод вдоль труб.
В тоже время этот тип прокладки имеет ряд недостатков: загромождается территория; увеличивается ее снегозаносимость; требуются дополнительные устройства по организации отвода поверхностных вод.
Глубина заложения трубопроводов
На глубину заложения канализационных трубопроводов в грунт основное влияние оказывает рельеф местности. Умелое использование рельефа местности при трассировке канализационных сетей может привести к значительному уменьшению их глубины заложения [4].
Влияние на целостность трубопроводов глубины их заложения объясняется физической сущностью тепловых процессов, происходящих в грунте. Между поверхностью грунта и наружным воздухом происходит довольно интенсивный теплообмен, в результате чего верхний слой грунта глубиной 0,5-1 м в период холодного времени года имеет более низкую минимальную температуру, чем нижележащие слон грунта.
Суточные колебания температуры наблюдается только в неглубоком верхнем слое грунта и уже на глубине 0,5-0,6 м затухают. На большей глубине происходит изменение температуры грунта под влиянием внешних факторов, постоянно действующих довольно длительное время от нескольких суток до месяца.
Помимо изложенного следует отметить, что грунт, окружающий трубопровод является своего рода теплоизоляцией и чем более мощным слоем он прикрывает трубопровод, тем меньше тепла уходит через поверхность грунта в воздух. Следовательно, при глубоком заложении большая часть тепла участвует в растеплении грунта вокруг трубопровода, чем при мелком его заложении.
Из сказанного следует, что при глубоком заложении трубопровода вокруг него образуется талая зона грунта (талик) значительно большей величины, чем при мелком заложении. Талик вокруг трубопровода, уложенного во влажных просадочных грунтах, и представляет собой разжиженную массу, которая обладает исключительно малой несущей способностью. Очевидно, что чем меньше размеры талика, тем устойчивее будет трубопровод при эксплуатации. с уменьшением глубины заложения снижается стоимость строительства и ремонта трубопроводов, облегчаются условия их эксплуатации. Оптимальным решением, при достаточной мощности деятельного слоя, является прокладка трубопроводом в этом слое, так как в этом случае может отсутствовать деградация вечной мерзлоты в основании трубопровода и, следовательно, отпадает необходимость устройства искусственного основания под ним.
Следовательно, целесообразно прокладывать трубы на глубине 0,7-1 м. При устройстве самотечных канализационных сетей такая глубина заложения по условиям рельефа местности может быть превышена. Поэтому максимальную глубину заложения можно допускать 2,5-3м. Если этой глубины недостаточно, следует устраивать станцию перекачки [5].
Заключение
Способ прокладки инженерных коммуникаций зависит от способности грунтов к просадке при оттаивании. Водонесущие коммуникации прокладываются раздельно или совместно в каналах; способ прокладки может быть подземным, наземным или надземным.
При подземной прокладке теплого трубопровода вокруг труб образуются большие ореолы оттаивания и грунт в основании труб проседает, деформируя трубопровод. Кроме того, в результате оттаивания происходит осадка дневной поверхности и это при наличии высокольдистых грунтов или подземного льда может привести к термокарсту. При подземной прокладке холодного трубопровода вокруг труб образуется ореол промерзания. Если ниже труб находится талый грунт, то трубопровод может быть разрушен силами нормального пучения.
Как организовать дренаж на вечной мерзлоте?
Впервые столкнулся с такой проблемой, прошу поделиться опытом, идеями.
Задача:
Имеется площадка площадью примерно 1 кв.км на берегу реки на крайнем севере (Якутия, до Северного Ледовитого океана ближе, чем до жилища людей). Согласно данным гидрометизысканий эту площадку затапливает весенними половодьями вероятностью раз в 10 лет и менее. Кроме прочего: в основании гравийно-галечниковый мёрзлый грунт, который в летний период оттаивает на глубину до 4-х метров, зимой (минус 60 градусов) промерзает обратно.
Соответственно нужно защитить эту площадку от затопления и подтопления для ведения на ней хозяйственной деятельности.
Вариантов два:
Первый - поднять всю площадку выше расчётного половодья (очень дорого, т.к. площадь огромная)
Второй - отсыпать защитную дамбу по периметру, чтобы половодье не заливало площадку (более логичный вариант)
Первый вариант понятный, но очень дорогой. Поэтому более внимательно смотрим на второй: площадку оградить защитной дамбой.
Возникают вопросы:
1. Как быть с поверхностным стоком? (получается чаша с площадью водосбора 1.2 кв.км, из которой вода самотёком не уйдёт, т.к. дамбу построили)
2. Будет ли подтапливать площадку в период весеннего половодья? (вроде дамба есть + мёрзлый грунт под ней = отличное препятствие для грунтовых вод, но если мёрзлый грунт оттает - у него коэф.фильтрации просто космический!)
3. Для решения вопросов 1 и 2 предполагаю, что лучше заложить дренажи по всей площадке с насосной откачкой воды. Но как их заставить работать? Они же будут промерзать, как и вся толща грунта?
Профессионал - это тот, кто владеет двумя знаниями: как можно делать и как категорически нельзя! Санкт-Петербург
2. Будет ли подтапливать площадку в период весеннего половодья? (вроде дамба есть + мёрзлый грунт под ней = отличное препятствие для грунтовых вод, но если мёрзлый грунт оттает - у него коэф.фильтрации просто космический!)
На период весеннего половодья грунт не успеет оттаять настолько, чтоб начать пропускать воду. Дамба будет толщиной ну хотя бы метр в верхней части (угадал?), и чтоб ее всю прогреть, нужно нехило так солнцу работать, а это уже за периодом половодья. Процессы замерзания-оттаивания идут в грунте со значительным временным сдвигом.
3. Для решения вопросов 1 и 2 предполагаю, что лучше заложить дренажи по всей площадке с насосной откачкой воды. Но как их заставить работать? Они же будут промерзать, как и вся толща грунта?
Если следовать идее, то лучше не дренажи, а лотки, по которым воду собирать и откачивать наружу. Но это выглядит несколько футуристично, поскольку эти лотки весной не сразу оттают и начнут выполнять свою функцию ближе к лету.
Как вариант возможно организовать все хозяйство на высоких ростверках, в т.ч. и ходовые пути? Тогда и дамба не нужна с ее сложным обслуживанием. Нечто подобное делают в азиатских странах из-за высокого поднятия воды в период тропических ливней
Сваи для вечномерзлых грунтов!
sasch, не вдаваясь в сущность вопроса, я помню, что вы уже задавали подобный вопрос (или искали книги по этому вопросу). Что там ответили?
Если есть конкретный вопрос, то постараюсь ответить. Если просто разобраться, то см.
Докучаев В. В. Свайные фундаменты в вечномерзлых грунтах1972г.
Торгулян Ю.О. Устройство свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах.1978
Может вы уже смотрели
Рекомендации по устройству буронабивных свай в вечномерзлых грунтах (год не помню, но выпускали Норильчане)
ТТК К-1-25 Устройство свайных фундаментов под опоры ВЛ в вечномерзлых грунтах
И инересная для меня, но может вы что-нибудь и найдете для себя из СП 32-101-95 Проектирование и устройство фундаментов опор мостов в районах распространения вечномерзлых грунтов
Последний раз редактировалось topos2, 30.08.2009 в 13:51 . Там никто ничего не ответил.В расчетной схеме учитывать сваи или нет? Свая выходит из грунта на 1 м. И если учитывать, то расчетную длину определять как стойки с переменным сечением или брать от верхнего конца сваи. Свая выходит из грунта на 1 м. И если учитывать, то расчетную длину определять как стойки с переменным сечением или брать от верхнего конца сваи. На сколько я помню, там все зависит на какой момент оттаивания ведется расчет. Сейчас ничего нет под рукой посмотреть. Я помню, все эти схемы и номограммы для определений усилий есть в Справочнике по строительству на вечномерзлых грунтах. свая в салехарде в основном железобетон,труба редко,в основном под теплотрассы идет б\у шка.
лидерная скважина не на метр глубже а а метр меньше.
диаметр бура по геологии берется,как правило равен стороне квадратной сваи.
что за бред про отпаривание грунта,расскажу колегам-поржут.
живу с 85 года в салехарде,такого еще не видел.
считаю в "Фундаменте"
свая из грунта 1 метр..хм.
экспертиза требует по СНиП 1.2 метра от расконвертовки до нижней отметки ростверка,т.е. 12метровая свая колотится на 10 метров по проекту.
удачи.
и кстати иногда и по 2му принципу работаем,бывает мерзлоты нет. но это в Салехарде Подмосковье makarkharp "что за бред про отпаривание грунта,расскажу колегам-поржут.
живу с 85 года в салехарде,такого еще не видел." Уважаемый коллега. Мы здесь общаемся не для того, чтобы "ржать" над мнением других коментаторов, а для того чтобы помогать друг другу.
Отпаривание грунта установкой ППУ выполнялось. ЮЖНИИГИПРОГАЗом (генпроектировщик по промыслам Уренгойскому, Медвежьему, Ямбургскому, Бованенковскому) была даже разработана технологическая карта на погружение трубчатой сваи. Сначала применялась труба с закрытым остроконечным концом. Но при забивке копром происходило смятие тела трубы и тогда перешли на метод отпаривания. Мне, как руководителю строительного предприятия пришлось все это пройти.
Касательно расчета свай на воздействие горизонтальных усилий можно сказать следующее. Горизонтальные нагрузки на сваю возникают только в местах "мертвых" (неподвижных) опор между компенсаторами в средине. Повторюсь - труба на ростверках стальных между компенсаторами лежит на сколязящих опорах.
topos2, кто автор справочника? прога Фундамент считает по I принципу - если зайти на вкладку "расчет ВМГ",а если считать по II принципу, то считать как для обычных грунтов. Это так?
Насчет того, что свая на 1 м выходит - нам прислали требования, что свая должна выходить на 1-2 м - не ниже и не выше.
Последний раз редактировалось sasch, 30.08.2009 в 16:31 . отпаривали может где то в районе Бованенково,но в городах такого не делали и не делают,тем более сейчас.и кстати довольно серьезно сейчас домают насчет свай,по тому же бованенково,стоимость фундаментов дикая из за отсыпки и температурной стабилизации,плита на насыпной подушке дешевле и работает не хуже. topos2, кто автор справочника? прога Фундамент считает по I принципу - если зайти на вкладку "расчет ВМГ",а если считать по II принципу, то считать как для обычных грунтов. Это так?
.
Я сечас далеко от книжного шкафа. На память, он так и называется
Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах 1977 (или 76) авторство толпы народа, в том чиле Велли и Докучаева - раньше настольная книга мерзлотников.
ps Я уже 10 лет не касался северов, но тут на форуме точно есть люди специализирующиеся на мерзлоте.
Расчет по II принципу: все же нужно знать глубину оттаивания, а так все как для обычных свай по СП и Пособию. Разница только в том, что для деревянных и закрытых пустых трубчатых свай нужно учитывать эффект всплытия.
Вбивание прутка в мерзлый грунт
Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!
Войти
Уже есть аккаунт? Войти в систему.
Последние посетители 0 пользователей онлайн
Главная
Активность
- Создать.
Важная информация
Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.
Читайте также: