储罐桩基基础环墙的计算及配筋
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关键词 ：石油库 储罐 桩基 环墙 计 算 配筋
理 时 ，工程 中一 般采 用桩 基基 础 制 储 罐 地 基 基 础 设 计 规 范》中对 储 罐 基 础 型 式 进 行 了分 类 ，给 出 了 各 种 基础 的适用情况 ，并分别在第 ４章和第 ７章 内给 出 了基础 环墙 的设 计 方 法 ，但 未 能 直 接 说 明 桩基 基础 环墙 的计 算 内容 Ｌｌ Ｊ，在规 范 给 出 的基 础 环墙 设计 计算 公 式 中 ，计 算 环墙 内各 层 填 充 材 料 对 环 墙产 生 的环 向力 时 ，对 整 个 环 墙 高 度 取 用 了平 均 值 ，没有 体现 基 础 环墙 截 面上 下 范 围 内配 筋 面 积 的差 异 ，而根 据环 墙实 际受 力情 况 ，环墙 截 面在 不 同高度范 围处 的 内力并不 相 同 Ｊ。另外根据 实 测数 据及 理论 分 析 ，罐 壁 的径 向位 移 远 比环墙 的 径 向位移 大 ，环 墙底 截 面 的变 化 对 环 墙 的径 向位 移 、侧 向压 力 的分 布 和 环 向力都 有 影 响 Ｊ。在桩 基础 环墙 计算 中 ，环 墙 高度 取 值 直 接 影 响 到环 向 力 的计算 和环 墙环 向钢筋 的配 置 。本 文从 桩 基基 础环 墙受 力角 度进 行分 析 ，按 照 规范 要求 ，给 出桩 基基础环墙高度的取值建议 ，结合工程实例 ，比较 了高 度取 值对 环 向 内力 设 计 值 的影 响 ，并 根据 工 程经 验 提 出 了 桩 基 基 础 环 墙 竖 向 钢 筋 配 置 的 建议 。
１ 桩 基基 础环 墙 受力 分析 当天 然地 基 承 载 力 特 征 值 小 于 基 底 平 均 压
力 、地 基变 形 不能满 足 规范规 定 的允许 值 、地震 作 用下地基有液化土层 ，且地基处理 困难 或不做处
图 １ 桩 基 基 础
根 据 图 １可 知 ，环 墙 内通 常 回填 中粗 砂 ，钢 罐 罐 壁放 置在 环 墙 上方 ，上部 竖 向和 水 平 荷 载 通 过 环墙和筏板构成的整体结构 向下传递 ，再通过桩 或桩 与筏 板传 递 给大 地 。通过 上 面储 罐桩 基 传 力 途径 分 析可 知 ，环 墙 对储 罐 桩 基 能 够 有 效 传 递 上 部荷 载 至关 重 要 ，其 设 置 的 目的 主要 是 能 够 保 证 环墙 与筏 板 构 成 一个 有 效 的整 体 ，从 而 能 够有 效 地传 递 上部荷 载 。
竖向的约束荷 载，筏板 或桩对环墙转动的约束荷 载。其他作用包括温度作用 、收缩 、徐变 、筏板基 础不 均匀 沉 降 引 起 的局 部 作 用 等 ，如 图 ２。上 述 作 用 中 ，对 环墙 设 计 环 向力 起 主要 控 制 作 用 的 为 储罐 内介 质 自重 引起 的侧 向荷载 。罐 壁传 递 至环 墙 的竖 向荷 载主要 用 于确定 环墙 宽度 。根 据试 验 资料 ，其 他作 用 均 能 引起 外 部 荷 载 产 生 内力 的 降 低或 衰减 Ｊ，故 规 范 中通 常通 过 构 造 设计 来 考 虑 其他作用 的影响。筏板或桩对环墙的约束荷载对 环墙 受力 有 利 ，规 范 未 规定 其 直 接 计 算 方 法 。笔 者认 为 ，在环 墙设 计 中 ，厚度 较小 的筏 板可 以忽 略 该约 束 的影 响 ，保 守 地按 照 规 范 规 定 方 法进 行 环 墙设计 。
环墙 承受 的主 要 作用 力 为 自重 荷 载 ，储罐 内 介质 自重引起 侧 向荷 载 ，环 墙 内填 料 自重 荷 载 引 起侧 向荷 载 ，钢 制储 罐底 板 与环 墙 径 向变 形 差 引 起 的侧 向荷 载 ，罐 壁 传 递 至 环 墙 的 竖 向 荷 载 ，筏 板对环墙基础的径 向约束荷载 ，筏板 或桩对环墙
石 油 库 与 加 油 站 第２７卷 第２期总第１５６期 ２０１８年４月出版
ＯＩＬ ＤＥＰＯＴ ＡＮＤ ＧＡＳ ＳＴＡＴＩＯＮ ＶＯＬ．２７ ＮＯ．２ ＮＯ．１５６ ｔｏｔａｌｌｖ Ａｏｒ ２０．２０１８
储 罐 桩 基 基 础 环 墙 的计 算 及 配筋
常广勋 刘建平 李 鹏 杨 蕊 李韫 慧
收稿 日期 ：２ｏ１８—０２—１５。 作 者简介 ：常广勋 （１９７９一），男 ，高 级工 程师 ，毕业 于 北京 工 业 大 学 ，现从 事冷库 、油 库 、棉花库 等方 面设 计及管 理工作 。
· ｌ ·
· 常 广 勋 刘 建 平 李 鹏 杨 蕊 李 韫 慧 ·储 罐 桩 基 基 础 环 墙 的 计 算 及 配 筋
目目国 中心线半 径 ；ｈ ，ｈ。．分 别 为 环 墙 顶 面 至 最 高 储 水
面 高度或储 液 面高度 ；ｈ为 环墙 高度 。 环目墙月高月度目对环 墙 拉 力 设 计值 有 一 定 的影 响 ，
环墙 高度 越 高 ，环 向拉 力 设 计 值 越 大 。下 面 通 过 对一 座 ２ ０００ ｍ。钢 油 罐 桩 基 环 墙 分 析 对 比环 墙 高度 对 环 墙 拉 力 的影 响 ，具 体 计 算 参 数 为 ：Ｒ＝
［１华商 国际工程 有限公司 北京 １０００６９；２中国航 油陕西石油有限公司 陕西西安 ７１００８２］
摘 要 ：对 ＧＢ５０ ４７３－２００８（钢 制储罐地 基基 础设 计规 范》，在 给 出的基础环墙设计方 法 中未 能直接说 明桩 基基 础环墙 的计算 内容 ，在进 行 受力情况 分析 的基础 上，提 出 了储罐桩基 基础环墙计算可 以按 照 ＧＢ ５０４７３－２００８规范 要 求进行 ；环墙 高度 可 以根 据筏 板 与环墙 厚度 比值 取含 筏板 厚度 或不含 筏板 厚度 ；比较 了高度取 值对 环 向内力 设计值 的影响，并根 据 工程 经验提 出桩 基 基础 环墙 竖 向 钢筋配置 的建议 。
理 时 ，工程 中一 般采 用桩 基基 础 制 储 罐 地 基 基 础 设 计 规 范》中对 储 罐 基 础 型 式 进 行 了分 类 ，给 出 了 各 种 基础 的适用情况 ，并分别在第 ４章和第 ７章 内给 出 了基础 环墙 的设 计 方 法 ，但 未 能 直 接 说 明 桩基 基础 环墙 的计 算 内容 Ｌｌ Ｊ，在规 范 给 出 的基 础 环墙 设计 计算 公 式 中 ，计 算 环墙 内各 层 填 充 材 料 对 环 墙产 生 的环 向力 时 ，对 整 个 环 墙 高 度 取 用 了平 均 值 ，没有 体现 基 础 环墙 截 面上 下 范 围 内配 筋 面 积 的差 异 ，而根 据环 墙实 际受 力情 况 ，环墙 截 面在 不 同高度范 围处 的 内力并不 相 同 Ｊ。另外根据 实 测数 据及 理论 分 析 ，罐 壁 的径 向位 移 远 比环墙 的 径 向位移 大 ，环 墙底 截 面 的变 化 对 环 墙 的径 向位 移 、侧 向压 力 的分 布 和 环 向力都 有 影 响 Ｊ。在桩 基础 环墙 计算 中 ，环 墙 高度 取 值 直 接 影 响 到环 向 力 的计算 和环 墙环 向钢筋 的配 置 。本 文从 桩 基基 础环 墙受 力角 度进 行分 析 ，按 照 规范 要求 ，给 出桩 基基础环墙高度的取值建议 ，结合工程实例 ，比较 了高 度取 值对 环 向 内力 设 计 值 的影 响 ，并 根据 工 程经 验 提 出 了 桩 基 基 础 环 墙 竖 向 钢 筋 配 置 的 建议 。
１ 桩 基基 础环 墙 受力 分析 当天 然地 基 承 载 力 特 征 值 小 于 基 底 平 均 压
力 、地 基变 形 不能满 足 规范规 定 的允许 值 、地震 作 用下地基有液化土层 ，且地基处理 困难 或不做处
图 １ 桩 基 基 础
根 据 图 １可 知 ，环 墙 内通 常 回填 中粗 砂 ，钢 罐 罐 壁放 置在 环 墙 上方 ，上部 竖 向和 水 平 荷 载 通 过 环墙和筏板构成的整体结构 向下传递 ，再通过桩 或桩 与筏 板传 递 给大 地 。通过 上 面储 罐桩 基 传 力 途径 分 析可 知 ，环 墙 对储 罐 桩 基 能 够 有 效 传 递 上 部荷 载 至关 重 要 ，其 设 置 的 目的 主要 是 能 够 保 证 环墙 与筏 板 构 成 一个 有 效 的整 体 ，从 而 能 够有 效 地传 递 上部荷 载 。
竖向的约束荷 载，筏板 或桩对环墙转动的约束荷 载。其他作用包括温度作用 、收缩 、徐变 、筏板基 础不 均匀 沉 降 引 起 的局 部 作 用 等 ，如 图 ２。上 述 作 用 中 ，对 环墙 设 计 环 向力 起 主要 控 制 作 用 的 为 储罐 内介 质 自重 引起 的侧 向荷载 。罐 壁传 递 至环 墙 的竖 向荷 载主要 用 于确定 环墙 宽度 。根 据试 验 资料 ，其 他作 用 均 能 引起 外 部 荷 载 产 生 内力 的 降 低或 衰减 Ｊ，故 规 范 中通 常通 过 构 造 设计 来 考 虑 其他作用 的影响。筏板或桩对环墙的约束荷载对 环墙 受力 有 利 ，规 范 未 规定 其 直 接 计 算 方 法 。笔 者认 为 ，在环 墙设 计 中 ，厚度 较小 的筏 板可 以忽 略 该约 束 的影 响 ，保 守 地按 照 规 范 规 定 方 法进 行 环 墙设计 。
环墙 承受 的主 要 作用 力 为 自重 荷 载 ，储罐 内 介质 自重引起 侧 向荷 载 ，环 墙 内填 料 自重 荷 载 引 起侧 向荷 载 ，钢 制储 罐底 板 与环 墙 径 向变 形 差 引 起 的侧 向荷 载 ，罐 壁 传 递 至 环 墙 的 竖 向 荷 载 ，筏 板对环墙基础的径 向约束荷载 ，筏板 或桩对环墙
石 油 库 与 加 油 站 第２７卷 第２期总第１５６期 ２０１８年４月出版
ＯＩＬ ＤＥＰＯＴ ＡＮＤ ＧＡＳ ＳＴＡＴＩＯＮ ＶＯＬ．２７ ＮＯ．２ ＮＯ．１５６ ｔｏｔａｌｌｖ Ａｏｒ ２０．２０１８
储 罐 桩 基 基 础 环 墙 的计 算 及 配筋
常广勋 刘建平 李 鹏 杨 蕊 李韫 慧
收稿 日期 ：２ｏ１８—０２—１５。 作 者简介 ：常广勋 （１９７９一），男 ，高 级工 程师 ，毕业 于 北京 工 业 大 学 ，现从 事冷库 、油 库 、棉花库 等方 面设 计及管 理工作 。
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· 常 广 勋 刘 建 平 李 鹏 杨 蕊 李 韫 慧 ·储 罐 桩 基 基 础 环 墙 的 计 算 及 配 筋
目目国 中心线半 径 ；ｈ ，ｈ。．分 别 为 环 墙 顶 面 至 最 高 储 水
面 高度或储 液 面高度 ；ｈ为 环墙 高度 。 环目墙月高月度目对环 墙 拉 力 设 计值 有 一 定 的影 响 ，
环墙 高度 越 高 ，环 向拉 力 设 计 值 越 大 。下 面 通 过 对一 座 ２ ０００ ｍ。钢 油 罐 桩 基 环 墙 分 析 对 比环 墙 高度 对 环 墙 拉 力 的影 响 ，具 体 计 算 参 数 为 ：Ｒ＝
［１华商 国际工程 有限公司 北京 １０００６９；２中国航 油陕西石油有限公司 陕西西安 ７１００８２］
摘 要 ：对 ＧＢ５０ ４７３－２００８（钢 制储罐地 基基 础设 计规 范》，在 给 出的基础环墙设计方 法 中未 能直接说 明桩 基基 础环墙 的计算 内容 ，在进 行 受力情况 分析 的基础 上，提 出 了储罐桩基 基础环墙计算可 以按 照 ＧＢ ５０４７３－２００８规范 要 求进行 ；环墙 高度 可 以根 据筏 板 与环墙 厚度 比值 取含 筏板 厚度 或不含 筏板 厚度 ；比较 了高度取 值对 环 向内力 设计值 的影响，并根 据 工程 经验提 出桩 基 基础 环墙 竖 向 钢筋配置 的建议 。