储罐基础设计的合理性

储罐基础设计的合理性

随着国民经济的发展，人们物质生活的提高，对能源及化工用品的需求量增大，化工行业得到蓬勃发展，各种石油产品储罐以及化工行业的气罐、液体原料罐日益增多，成为设计人员经常碰到的课题。

罐基础设计的合理与否直接影响到储罐是否能安全，正常的工作，从事故发生的原因来看一般反应在以下几个方面。

基础的选型是设计是否能达到安全、经济、合理的关键，基础的选型应根据储罐的形式、容积、储存的介质，地质条件、业主所能提供的材料情况以及当地的施工技术条件。

1，当储罐直径小于等于6米时，可采用整板基础，采用此基础的优点是基础整体性好，沉降均匀，由于没有了环墙内夯土，所以施工进度快且质量易得到保证，缺点是混凝土和钢筋用量较大，施工时要采取减小大体积混凝土带来不利影响的措施

2，当储罐直径大于6米时可采用环墙基础，外环墙式和护坡式基础，优点是混凝土和钢筋用量较省，缺点是由于储罐底部夯土较深，施工时间较长且需采取冲水试压等措施，基础沉降量大，环墙的宽度必须和地基以及罐底压强相协调，否则会照成环墙和罐底沉降差过大，以致罐底钢板拉裂或顶破。

3，存储低温介质的钢储罐基础必须采用深基础，其罐底做架空板，板底与地面留有空隙（约800mm）以防止罐内低温介质作用于土壤，形成冻土。

4，存储高温介质钢储罐要根据介质温度的不同采用不同的隔热措施，当介质温度高于95度时，与罐底接触的罐基础表面应采取隔热措施，一般可采用平铺三层浸渍沥青砖，罐底面和砖顶面应刷冷底子油两遍。

5，存储剧毒，酸，碱腐蚀介质的钢储罐应做成实体架空基础（自地面300mm 以下做成整板基础，其上部做架空基础），目的是若罐内介质泄露，介质会顺着架空基础的槽内流出，容易被及时发现，且介质不会流入土壤中，对其产生腐蚀，影响地基承载力。

钢储罐基础应设置沉降观测点，具体要求详见《石油化工企业钢储罐地基与基础设计规范》SHT3068-2007.在基础施工完成后要进行充水试压，目的是对基础及储罐进行检测，同时对地基进行预压，充水预压时要注意控制充水速度及预压时间，以免认为的对基础和罐体照成破坏。

基础可以根据具体的地基情况而比较常见的采用环墙基础、筏板基础、桩基础和地基处理，地基处理在钢储罐基础设计中是经常遇见的，下面介绍一个工程实例：

该工程位于南京市六合区，由于以前为丘陵地域，所以场地高低起伏较大，经厂区平整后有些地区不可避免的有较厚的素、杂填土，具体场地土层分布情况如下：

①层杂填土：灰色，黄灰色，稍湿，表层夹较多植物根茎，局部含少量砼块、石子等，主要成份为粘性土，为近期人类活动填积形成，性质极不均匀。该层最大厚度6.30～10.80m，平均8.11m。

②-1层粉质粘土：灰黄色，黄色，稍湿，可塑状态，含少量铁锰质浸斑及灰白色粘土条带，中等偏高压缩性，无摇振反应，切面光滑，稍有光泽，干强度中等，韧性较高。该层厚度9.30～13.90m，平均11.55m；层顶标高5.19～11.09m，平均9.20m，层顶埋深6.30～10.80m，平均8.11m。

②-2层粉质粘土：黄色，黄褐色，暗紫色，湿，可～硬塑，含铁锰质结核，局部夹砂粒，中等压缩性，无摇振反应，切面光滑，稍有光泽，干强度高，韧性较高。该层厚度1.60～11.00m，平均5.79m；层顶标高-4.71～0.05m，平均-2.35m，层顶埋深16.80～21.20m，平均19.66m。

③-1层强风化粉砂质泥岩，棕红色，暗红色，密实，局部夹薄层卵石，母岩风化强烈，原有组织结构大部分已被破坏，矿物成份已发生明显变化，风化裂隙发育，岩芯呈砂土状，手捏易碎，水冲易散，干钻很难钻进。该层厚度1.20～4.80m，平均2.16m；层顶标高-15.27～-2.06m，平均-8.13m，层顶埋深19.20～31.00m，平均25.45m。

③-2层中风化粉砂质泥岩，棕灰色，棕色，致密，原有组织结构部分已被破坏，矿物成份已部分发生部分变化，岩芯较完整，呈长柱状，岩芯钻方可钻进，锤击易碎，岩体基本质量等级为V级。该层未钻穿，最大控制深度5.80m；层顶标高-16.47～-6.15m，平均-10.29m；层顶埋深23.30～32.20m，平均27.61m。

根据分析①层杂填土不可作为基础持力层，因此浅基础不适用于该工程，该层土层厚度为6.30～10.80m，平均8.11m，所以亦不适用于桩基础，决定采用砂石桩法对地基进行处理以②-1层粉质粘土，地基承载力特征值220Kpa为持力层，具体计算过程如下：

一、设计资料

1.1地基处理方法：砂石桩法

1.2基础参数：

基础类型：矩形基础

基础长度L：28.00m

基础宽度B：28.00m

褥垫层厚度：300mm

基础覆土容重：20.00kN/m3

1.3荷载效应组合：

标准组合轴力Fk：56000.00kN

标准组合弯矩Mx：630.00kN•m

标准组合弯矩My：63.00kN•m

准永久组合轴力Fk：56000.00kN

1.4桩参数：

布桩形式：矩形

X向间距：0.80m，Y向间距：0.80m

桩长l：10.00m，桩径d：300mm

桩体承载力特征值：200.00kPa

桩土应力比：2.50

1.5地基变形计算参数：

自动确定地基变形计算深度

自动确定地基变形经验系数

1.6复合地基计算公式：《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002 J220－2002）式（7.

2.8-1）

fspk = m fpk + (1- m)fsk

1.7地基处理设计依据

《建筑地基处理技术规范》

（JGJ 79-2002 J220－2002）

《建筑地基基础设计规范》

（GB 50007-2002）

1.8土层参数

天然地面标高：0.00m

水位标高：-8.00m

桩顶标高：-5.00m

土层参数表格

层号土层名称厚度

m 容重

kN/m3 压缩模量

MPa 承载力

kPa d 桩侧阻力kPa 桩端阻力kPa

1 粉质粘土8.00 18.00 20.00 100.00 1.00 20.00 1000.00

2 粉质粘土30.00 18.00 20.00 220.00 1.00 20.00 1000.00 注:表中承载力指天然地基承载力特征值

桩侧阻力指桩侧阻力特征值(kPa)、桩端阻力指桩端阻力特征值(kPa)

桩在土层中的相对位置

土层计算厚度(m) 容重

kN/m3 压缩模量