Menu

Проблемы и методы стабилизации моноопоры в морском дне

В схеме бурения с трубчатой моноопоры предусмотрено предварительное погружение ее нижней части в породы морского дна. Это погружение осуществляют обычно ударным или вибрационным способом.

Моноопора, при недостаточной глубине погружения ее в породы морского дна, может: проворачиваться в них под воздействием реактивного крутящего момента, создаваемого при вращательном бурении; опрокинуться (завалиться) в результате действия на нее сил волнения, течений и дрейфа плавоснования; извлечься из них (выдавиться) реактивной подъемной силой, возникающей при статическом зондировании и вдавливании буровых керноприемных снарядов в породы забоя; погрузиться глубже (осадка) при ее нагружении дополнительными силами, возникающими в процессе выполнения некоторых технологических операций при бурении, например, при рас- хаживании или извлечении прихваченного в скважине бурового снаряда.

Необходимая глубина погружения моноопоры в грунт морского дна должна быть тем больше, чем слабее этот грунт и чем выше крутящий момент и силы нагружения моноопоры: волновая, тяжести буровых механизмов, вдавливания в породы забоя и извлечения из скважины буровых снарядов. Зависимость необходимой глубины погружения моноопоры в грунт морского дна от силы тяжести ее и установленных на ней механизмов неоднозначна.

Большая величина силы тяжести моноопоры и установленных на ней буровых механизмов препятствует ее выдавливанию из грунта при вдавливающем способе бурения, но может привести к ее изгибу и опрокидыванию. Малое значение силы тяжести моноопоры и установленных на ней механизмов повышает ее устойчивость и уменьшает возможность опрокидывания, но не в состоянии предотвратить выдавливания ее из грунта при, например, статическом зондировании.

Прочность грунтовой заделки в большой степени зависит от способа погружения в нее моноопоры. Исследования авторов [11] показали, что несущая способность железобетонных трубчатых свай, погруженных в пылеватые водонасыщенные супеси средней плотности вибропогружателем, длительное время после погружения остается значительно меньше несущей способности свай, погруженных молотом (примерно на 35 % меньше после 20 дневного "отдыха"). Минимальное нарушение свойств грунта происходит при погружении в него сваи способом вдавливания.

Прочность структурных связей глинистого грунта при вибрации изменяется намного больше, чем при ударном и вдавливающем способах погружения моноопоры. Однако по истечении некоторого времени разница в несущей способности моноопоры, погруженной указанными выше способами, уменьшается. Следовательно, на несущую способность грунтовой заделки существенно влияет время нахождения в ней моноопоры. На эту возможность повышения несущей способности моноопоры следует обратить внимание для выработки правильной организации работ по ее стабилизации и непосредственно бурению с нее.

Несущая способность и минимально необходимая глубина погружения моноопоры в грунт зависят также от условий ее работы в грунте. Моноопора для бурения на море воспринимает постоянно меняющиеся во времени значения горизонтальных нагрузок от сил давления волн и течений, а также меняющиеся в процессе выполнения технологических операций значения осевых сил. Работающие в таких условиях сваи диаметром до 0,8 м рекомендуется погружать в грунт на глубину не менее 4 м, а в расчетах параметров грунтовой заделки учитывать коэффициент условий работы сваи Y = 0,8 [26].

Свойства и геологические характеристики грунтов из интервала, на который погружают моноопору, представляют для геологии и инженерной геологии практическую ценность. Поэтому после погружения моноопоры в грунт из нее извлекают керн, применяя известные способы и технические средства. Однако плотность, структура, другие свойства и качества поступившего в моноопору грунта после двойного механического воздействия на него (первый раз при погружении в него моноопоры, второй - при отборе керна из нее) далеки от фактических, т.е. не соответствуют его природным характеристикам.

Керн из моноопоры желательно извлекать только после ее погружения одним рейсом на глубину, при которой моноопора надежно стабилизирована и любые выполняемые в ней операции, в том числе извлечение из нее керна, не нарушат ее положения. Необходимая рейсовая величина погружения моноопоры при стабилизации ее в сильно обводненных илистых и песчаных грунтах может достигать 8 м.

В то же время при большой рейсовой глубине погружения моноопоры в грунт часть его вообще не поступает в нее из-за усиления влияния свайного эффекта, а отбираемый впоследствии из моноопоры керн сильно уплотнен и качество его существенно нарушено. Общеизвестно, что чем меньше глубина погружения колонны труб в грунт, тем качественнее извлекаемый из нее керн. По опыту работы однорейсовыми пробоотборниками приемлемое качество отбираемых образцов донных грунтов обеспечивается при длине рейса до 3-4 м.

Поэтому важной задачей при стабилизации моноопоры в грунте морского дна является также уменьшение искажения геологической информации из интервала погружения ее в грунт. Решение этой задачи возможно двумя путями: 1) использованием для стабилизации моноопоры эффективных способов погружения ее в грунт и отбора из нее керна; 2) уменьшением глубины погружения моноопоры в грунт морского дна.

Для стабилизации моноопоры с использованием первого пути перспективны способы ударного бурения и устройства для их осуществления с одновременным погружением в грунт моноопоры и зафиксированного в ней керноприемника. Совмещение процессов погружения моноопоры в грунт и отбора из нее керна повышает также производительность стабилизации, так как существенно сокращает затраты времени на отбор керна.

Простые конструктивные решения по второму направлению могут быть особенно эффективными для стабилизации моноопоры на участках с близким расположением от дна моря скальных пород, так как в этом случае трудно погрузить трубчатую моноопору на сравнительно большую необходимую глубину. Однако уменьшение глубины погружения моноопоры в грунт потребует, по-видимому, определенного увеличения диаметра части ее труб, погружаемой в грунт. Наибольший эффект стабилизации моноопоры в грунте морского дна может быть достигнут при одновременном использовании технологических и технических решений по разным направлениям.

Таким образом, вопрос надежной, качественной и производительной стабилизации буровой трубчатой моноопоры в грун-

те морского дна является комплексным. Он включает множество задач, основные из которых следующие:

  • расчет параметров грунтовой заделки - получение математических зависимостей необходимой глубины погружения в грунт нижней части моноопоры от ее физических и геометрических характеристик, параметров нагружения и свойств грунтов, при которых не будет опрокидывания, выдавливания, осадки и проворачивания моноопоры;
  • проектирование грунтовой заделки моноопоры - определение конкретного необходимого диаметра нижней части моноопоры, погружаемой в грунт с известными свойствами на заданную глубину, т.е. определение конструкции моноопоры;
  • обоснование рациональных способов монтажа и погружения моноопоры в грунт морского дна;
  • выбор рациональной технологии и технических средств для отбора керна из моноопоры.

Важный показатель эффективности разведочного бурения на акваториях с трубчатой моноопоры - возможность ее быстрого извлечения из грунта используемыми буровыми механизмами. В связи с этим заслуживает внимания также разработка эффективных способов и технических средств для извлечения моноопоры из грунта и ее демонтажа.

Оставьте свой комментарий

Оставить комментарий от имени гостя

0
  • Комментарии не найдены

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:2433 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:4968 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:2389 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Наши рекомендации

Еще материалы

Применение карт базисной поверхности при…

Для получения хороших результатов при сейсморазведке большое значение имеет определение глубины залегания подошвы малых скоростей. Важно также, чтобы взрыв был выполнен в водоносном горизонте или хотя бы в горизонте, пропитанном...

18-08-2010 Просмотров:4506 Морфометрический метод.

Перечень основных работ текущего ремонта…

Фундаменты и стены подвальных помещений Заделка и расшивка швов, трещин, восстановление местами облицовки фундаментных стен со стороны подвальных помещений, цоколей. Устранение местных деформаций путем перекладки и усиления стен. Восстановление отдельных участков гидроизоляции стен...

13-02-2010 Просмотров:7506 Эксплуатация жилых зданий

Введение в вулканологию

Вулканология изучает основные проблемы вулканизма. Она исследует строение вулканических областей, закономерности образования вулканов и их структуру, вулканические породы и полезные ископаемые, источники энергии, порождающие вулканические извержения, генезис и глубину образования...

19-08-2010 Просмотров:2114 Структурная вулканология