大型钢制球形储罐地基基础施工及验收检验规范

《大型钢制球形储罐地基基础施工及验收检验规范》

编制说明

一、任务来源

本项目来源于广东省质量检验协会团体标准制修订计划，项目计划编号：GDAQI2019005号。项目名称为“大型钢制球形储罐地基基础施工及验收检验规范”。本项目计划完成时间为2019年7月。（详见文件：广东省质量检验协会关于组建《金属管道沉降应力磁记忆检测方法》等四项团体标准起草工作组的通知(粤质检协函〔2019〕10号)

二、编制背景、目的和意义

2014年1月1日起施行的《中华人民共和国特种设备安全法》第三十七条明确规定，与特种设备安全相关的建筑物、附属设施，应当符合有关法律、行政法规的规定。同时，《特种设备安全法（释义）》中第三十七条也指出，承压设备与工程建筑等都是离不开的，因此与特种设备安全相关的建筑物、附属设施的设计、建造和施工应满足建筑法、消防法、建筑安全生产监督管理规定、建设工程施工现场管理规定、实施工程建设强制性标准监督规定等内容。而球形储罐的基础正是属于与特种设备安全相关的建筑物。

近年来，随着我国经济的不断增长，小型储罐已渐渐满足不了工业生产的要求，我国在石油化工、合成氨、城市燃气建设中，也可作为压缩气体（空气、氧气、氮气）的储罐。球形储罐有如下几点优点：

1、球形储罐与立式圆筒形储罐相比，在相同容积和相同压力下，球罐的表面积最小。故所需钢材面积小；

2、在相同直径情况下，球形储罐内应力最小，而且均匀，其承载能力比圆筒形容器大1倍，故球罐的板厚只需相应圆筒形容器壁板厚度的一半。由此可见，采用球形储罐，可大幅度减少钢材的消耗，一般可节省钢材30%~45%。综上所述，大型球形储罐的使用将会给工业生产带来不可估量的经济效益。目前，球形储罐在全国范围有数千台，体积最大已达30000m3，且以20%的数量逐年递增，其必将成为储存容器的新常态。但由于其经常用于储存易燃易爆、具有对环境产生污染的介质，一旦发生安全事故将产生严重的经济损失，并对生态造成严重的破坏，具备一定的危险性，很多国家都将其视为重点监控设备，在其设计、制造，施工、使用、检验等环节都制定了相关的标准规范。这些标准规范中，对材料、焊接、热处理等都做了较为严格的控制，但对基础的施工及验收却寥寥无几，一笔带过。“根基不牢、地动山摇”，可见基础的破坏对球罐的安全生产也起到很大的作用，不良基础在生产过程中也给我们带来了血淋淋的教训。

例如，1974年12月8日日本三菱公司水岛炼油厂发生一次50000m3油罐破坏事故，油从罐壁与底板之间的角焊缝处冲出约43000m3，冲跑立梯、冲开防油堤，污染地面148000m3，泼及日本冈山县、香川县、德岛县等内海东部一带，大约有7500~9600m3的油流到海面，使厂方蒙受1.5亿美元以上的损失；

又比如广东省珠海市的中海石油（中国）有限公司深圳分公司的球罐支柱在使用过程中，由于基础桩基未连接好，出现了断桩的现象，使球罐整体发生倾斜，虽然未发生重大安全事故，但该隐患将影响球罐的使用寿命及安全。

这两次事件正是由于基础的不均匀沉降导致的，这不得不让我们对基础的施工质量引起重视，而球形储罐其自重大，对基础的要求较高，特别是我国广东省珠三角的

工业化生产，其基础大多为软弱地基，它具有强度低、压缩性大等不良特性，在这类土上建设大型球形储罐，由于其支座一般由8-12根柱子组成，其不均匀沉降会导致球罐产生剪切破坏。对大型球形储罐的威胁主要来自于基础的不均匀沉降和支座的垂直度偏差，以及支座与球罐连接角焊缝不均匀受力，产生较大的剪应力，造成剪切破坏，而沿海地区正是我国工业发达地区，是我国经济的命脉所在，保障其安全生产，责任重大。所以在广东省特种设备检测研究院的质量体系文件中对球罐的支柱垂直度有明确的要求，在定期检验和年度检查时，都有要求对球罐支柱进行垂直度的检测。

由此可见，球形储罐的基础施工质量尤为重要，但关于球形储罐的基础施工及验收相关方面的标准确没有，仅仅在钢制球型储罐（GB12337-2014）中的附录G提到了场地的类型划分，在选择建筑场地时，应选择对建筑抗震有利的地段；如果不能保证基础的施工质量，不能保证设备的安全生产，更不能保障人民的生命和财产安全，因此，为了大型钢制球形储罐能够安全的使用，减少其基础的不均匀沉降，提高工业生产效率，保障人民生命财产安全，满足《特种设备安全法》关于与特种设备安全相关的建筑物、附属设施，应当符合有关法律、行政法规的规定。制定《大型钢制球形储罐基础施工及验收规范》刻不容缓、意义尤为重要。

三、编制思路和原则

（一）编制思路

根据《石油化工球罐基础设计规范》SH/T3062-2007中第5.1的规定，球罐基础型式，宜采用圆环形钢筋混凝土基础；采用钢筋混凝土独立基础或承台时应加系梁，当采用桩基时，应按现行有关规范进行设计。本标准紧紧围绕该设计规范的基础型式，充分结合广东省的地质和水文情况进行编制，主要从以下几个方面进行编写：

1、地基与基础施工及验收标准；

2、基础完工验收；

3、球罐灌水试水沉降观测及标准；

4、相关交工技术文件的要求。

本规范主要依据：

中华人民共和国特种设备安全法（中华人民共和国主席第第4号）

特种设备安全监察条例（国务院令第549号）

GB 50484 石油化工建设工程施工安全技术规范

GB 50094 球形储罐施工规范

GB 12337 钢制球形储罐

JGJ 94 建筑桩基技术规范

H/T 3608 石油化工设备混凝土基础工程施工技术规程

SH/T 3510 石油化工设备混凝土基础工程施工质量验收规范

SH/T 3503 石油化工建设工程项目交工技术文件规定

SH/T 3062 石油化工球罐基础设计规范

（二）编制原则

本标准制定遵循以下原则：

1 、基础性原则

本标准的主要内容来源于特种设备法律法规及特种设备相关技术规范中关于球形储罐的地基与基础要求，石油化工设备混凝土地基基础相关施工及验收规范、建筑相关施工及验收规范，具有基础性强，覆盖面广，且有较强的操作性。

2 、协调性原则

本标准符合国家的政策，贯彻国家的法律法规，与特种设备及建筑的相关标准协调一致、衔接配套，符合球形储罐地基与基础的基本要求，能够满足其施工及验收的相关规定。

3 、合理性原则

本标准从全局出发，综合考虑广东省的地质和水文状况，结合现行的相关规范要求，满足球形储罐地基与基础施工及验收的需求，合理可行，便于实施与监督。

4 、规范性原则

本标准按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1 部分：标准的结构和编写》规定的格式进行编写。

四、编制过程与内容的确定

1、2019年2月底，珠海检测院成立标准起草组，拟定了标准起草组的组长为黄桂林、组员为陆龙星、蔡勤、罗汇果、陈韶斌、杨新健。小组确定了各成员之间的分工，并就调研的情况进行了探讨。为更好的保障标准的框架、协调性、规范性，珠海检测院与珠海市标准与编码所签订合作协议，获得标准编制的技术支持。

2、2019年3月初，珠海检测院黄桂林、陆龙星、蔡勤、罗汇果、陈韶斌、杨新健，珠海市标准与编码所陈稞、林霖（以下简称项目组）对标准的主要内容基本要求进行了讨论，确定标准框架为：前言；1范围；2规范性引用文件；3术语和定义；4总则；5地基施工；6基础施工；7基础检查验收；8灌水试水与沉降观测；9交工技术文件；10附录。

3、2019年3月中旬，项目组对珠海中冠石油化工有限公司进行现场调研。与其土建施工单位中石化第四建设有限公司进行现场交流，熟悉球罐土建施工的方案，施工流程，施工难点及注意事项，为标准的编写积累了宝贵的经验。

4、2019年3月下旬，项目组对珠海华城环保科技有限公司进行现场调研，对其球罐的施工图纸进行分析，熟悉其设计图纸的设计依据，基础的施工方案的编制依据，施工方法。

5、2019年3月底，项目组编写完全部的标准内容，形成标准讨论稿，并先后在组内进行四次讨论，对标准的内容逐条分析更改，形成标准征求意见稿，并提交给广东省质量检验协会。2019年4月12日，广东质检协会正式发文征求意见。

五、内容说明

（一）关于标准的适用范围

本标准规定了钢制球形储罐地基与基础施工及验收标准、基础完工验收、球罐灌水试水沉降观测标准及相关交工技术文件的要求等有关内容。本标准桔瓣式或混合式以支柱支承的碳素钢和合金钢钢制焊接球形储罐地基与基础施工及验收。

（二）有关条款的说明（可酌情取舍）

本规范规定了钢制球形储罐地基与基础施工及验收标准、基础完工验收、球罐灌水试水沉降观测标准及相关交工技术文件的要求。

1.总则

本章对地基与基础施工所需的文件资料、施工资质、材料、施工准备工作及安全技术及劳动保护等内容作了阐述，为地基与基础的施工及验收的基础部分，为下文的编制作铺垫。

2.地基施工

本章将地基的型式归纳为四种，分别是天然地基、处理土地基、复合地基及基桩。地基的施工应符合广东省地方标准DBJ15-38及JGJ94的相关规定。地基验收部分中5.2.3重新作了规定，主要考虑到施工成本的因素，故将一个球形储罐作为一个单位工程，并对每单位工程地基强度或承载力检测点数量作了规定。对地基验收的检验项目与质量标准，本标准只列出高压喷射注浆地基、水泥土搅拌桩地基、水泥粉煤灰碎石桩复合地基、刚性桩复合地基四种，原因是高压喷射注浆地基的钻孔垂直度、水泥

土搅拌桩地基的桩径和垂直度、水泥粉煤灰碎石桩复合地基的桩身完整性、刚性桩复合地基的要求在广东省地方标准DBJ15-38比国家标准GB50202要求更严格，故采用DBJ15-38的要求，其他地基的检验项目均参照GB50202的规定执行。

3.基础施工

1、桩基础

根据广东省的地质及水文条件，将桩基础的施工主要分为混凝土预应力混凝土管桩及混凝土灌注桩施工两大类，并分别对其施工方法、施工检查内容、桩位偏差、质量验收标准、灌注桩平面位置和垂直度等作了相关规定，并对桩的检测数量作了要求。

2、土方开挖及回填

土方开挖前应测量放线定位，并按批准的施工技术文件进行开挖。为保证土方的开挖及回填质量，采用机械与人工配合开挖，并考虑施工降排水的要求，对基槽开挖工程质量标准、回填土分层铺设厚度及压实遍数、基槽回填工程的质量标准作了规定。

3、垫层及承台

本节根据大量的施工方案、设计图纸及施工经验，总结出垫层的厚度不宜小于100mm，并根据HGT20643的要求垫层混凝土强度不得低于C10。承台的施工应符合JGJ94的要求。

4.钢筋、模板及支架的施工

主要规定了钢筋的等级、变更程序；钢筋加工、钢筋连接、钢筋安装的施工与验收及其质量标准；模板及支架要求有一定的强度、刚度和稳定性，规定了在模板上安装预埋件和预留孔洞的允许偏差及检验方法，模板及支架的安装及拆除的施工及验收允许偏差及检验方法。

5.混凝土施工

提出了混凝土采用的是预拌混凝土，混凝土强度等级不应低于C25，规定了混凝土从原材料、配合比、拌制、运输、浇筑、养护及试件的要求，对混凝土拆模后基础位置和尺寸偏差作了规定。

6.基础检查验收及灌水与沉降观测

本节基础检查验收主要参照GB12337的规定，灌水与沉降观测参照GB50094的规定，并依据HGT20643对观测阶段进行阐述。

（四）与现有相关标准的关系

目前，还没有关于球形储罐地基与基础施工及验收的国家标准和行业标准，本标准弥补了国家标准、行业标准在此方面的缺失。

（五）标准技术水平的说明（可酌情取舍）

本标准在省内具有领先水平。

（六）贯彻标准的要求和措施建议

本标准实施后，由广东省质量技术监督局推荐给广东省内特种设备检验、检测单位，球形储罐地基与基础设计、施工单位中使用。本标准实施后，标准起草单位可会同标准化技术机构组织广东省内的部分特种设备检验、检测单位，特种设备使用单位，球形储罐地基与基础设计、施工单位对本标准进行宣贯，推荐各单位积极使用本标准，扩大标准的影响力和使用范围。

《大型钢制球形储罐地基基础施工及验收检验规范》起草组

2019年3月25日