Фундамент турбоагрегата теплоэлектростанции на стройплощадке из тиксотропных грунтов

Введение. Теплоэлектростанции (ТЭС) в РФ являются ведущими энергогенерирующими комплексами по сравнению с другими комплексами энергетической промышленности и в силу своей независимости от местоположения источника энергии часто располагаются на площадках, характеризуемых грунтами с неудовлетворительными свойствами. Рассматривается соответствующий пример из практики строительства в Санкт-Петербурге на стройплощадке с тиксотропными грунтами.

Материалы и методы. Строительство и работа объектов на площадках с тиксотропными грунтами привлекает внимание исследователей и практиков своей зависимостью от воздействия статических и динамических нагрузок. Предложены разные методы устройства фундаментов (свайные, плитные и др.). Рассмотрена в качестве альтернативы конструкция свайного фундамента для дополнительного турбоагрегата теплоэлектростанции в Санкт-Петербурге, включающая две плиты с виброизоляторами.

Результаты. Проведенные исследования показали, что наличие виброизоляторов предоставляет возможность регулировать высотное положение системы «турбоагрегат – фундамент», а также практически полностью исключает передачу вибраций на грунтовое (свайное) основание и прилегающие строительные конструкции, включая существующие здания. Выполненное геотехническое моделирование (модель «агрегат – опорная плита – свайное основание» (динамический расчет опорной плиты и статический расчет свайного основания) и модель «агрегат – свайное основание» (динамический и статический расчеты свайного основания)) с помощью программного комплекса PLAXIS 3D показали, что на нижнюю плиту конструкции и на оголовки свай уровень вибрации многократно (в 40 раз) меньше уровня 2 мм/с, при котором требуется учитывать снижение несущей способности основания как фундамента, так и соседних к нему.

Выводы. Несмотря на преимущества альтернативного варианта по стоимости и объемам, риски, сопутствующие альтернативной конструкции, побуждают отдать предпочтение варианту конструкции, принятому в проектной документации.

1. Мангушев Р.А., Осокин А.И., Сотников С.Н. Геотехника Санкт-Петербурга. Опыт строительства на слабых грунтах : монография. М. : Издательство АСВ, 2018. 386 с.

2. Ступников В.С., Данчук Е.М., Черкасова Л.И. Тиксотропия глинистых грунтов // Международный журнал прикладных наук и технологий Integral. 2020. № 1. С. 2. EDN ZQOUGR.

3. Поздняков В.А., Пахомов В.Е., Королев В.А. Тиксотропия глинистых грунтов // Современные перспективы развития гибких производственных систем в промышленном гражданском строительстве и агропромышленном комплексе : сб. науч. ст. Всерос. науч.-техн. конф. молодых ученых, аспирантов, магистров и бакалавров. 2023. С. 294–297. EDN IIDUCS.

4. Капустин В.В., Владов М.Л., Вознесенский Е.А., Волков В.А. Оценка воздействия вибрационных нагрузок на грунтовые массивы и сооружения // Вопросы инженерной сейсмологии. 2022. Т. 49. № 4. С. 155–170. DOI: 10.21455/VIS2022.4-11. EDN JXFBLN.

5. Ren Y., Yang S., Andersen K.H., Yang Q., Wang Y. Thixotropy of soft clay : a review // Engineering Geology. 2021. Vol. 287. P. 106097. DOI: 10.1016/j.enggeo.2021.106097

6. Bhattacharya S. Analysis and design of tabletop foundation for turbine generators // Lecture Notes in Civil Engineering. 2019. Vol. 1. Pp. 3–17. DOI: 10.1007/978-981-13-0362-3_1

7. Concrete foundations for turbine generators: analysis. 2018. DOI: 10.1061/9780784414927

8. Тер-Мартиросян А.З. и др. Основы численного моделирования в механике грунтов и геотехнике : учеб.-метод. пособие. М. : МИСИ – МГСУ, 2020. 90 с.

9. Абелев М.Ю., Абелева А.М., Аверин И.В., Чунюк Д.Ю. Строительство сооружений, передающих многократно повторные нагрузки на фундаменты оснований : учебное пособие. М. : АСВ, 2023. 94 с. EDN IQPCXL.

10. Вознесенский Е.А. Поведение грунтов при динамических нагрузках : учебное пособие. М. : Изд-во МГУ, 2017. С. 190–202.

11. Мащенко А.В., Пономарев А.Б., Сычкина Е.Н. Специальные методы механики грунтов и механики скальных пород : учебное пособие. Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2014. С. 56–60.

12. Трофимов В.Т., Королев В.А., Вознесенский Е.А. Грунтоведение. М. : Изд-во МГУ, 2015. С. 538–546.

13. Осипов В.И. Природа прочности и деформационных свойств глинистых грунтов. М. : Изд-во МГУ, 2019. 232 с.

14. Seed H.B., Idriss I.M. Ground motions and soil liquefaction during earthquakes. Oakland, CA. : Earthquake Engineering Research Institute Monograph, 2015.

15. Соколова О.В. Подбор параметров грунтовых моделей в программном комплексе Plaxis 2D // Инженерно-строительный журнал. 2014. № 4 (48). С. 10–16. DOI: 10.5862/MCE.48.2. EDN SFOUPH.

16. Ширяева М.П., Кривонос Е.А. Классификация моделей грунтового основания // Электронный сетевой политематический журнал «Научные труды КубГТУ». 2014. № 3. С. 18–25. EDN TGILJV.

17. Кургузов К.В., Фоменко И.К. Основополагающие математические модели грунтов в практике геотехнического моделирования. Обзор // Естественные и технические науки. 2019. № 5 (131). С. 240–247. DOI: 10.25633/ETN.2019.05.04. EDN KGJTQF.

18. Колесников А.О., Попов В.Н., Костюк Т.Н. Оценка взаимного влияния свай при вертикальных колебаниях фундамента // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2020. Т. 16. № 3. С. 209–218. DOI: 10.22363/1815-5235-2020-16-3-209-218. EDN QKFKCU.