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不鏽鋼儲罐基礎設計選型-《儲罐基础工程手册》

作者:鎮田機械 时间:2019-04-21 07:54
第二節不鏽鋼儲罐基礎設計選型 一、不鏽鋼儲罐基礎破壞模式 不鏽鋼儲罐基础质量的好坏,直接影响到座落在该基础上的不鏽鋼儲罐能否正常地投入安全一本到在线视频观看,是不鏽鋼儲罐建造中的一个重要 信息摘要:

第二節不鏽鋼儲罐基礎設計選型

一、不鏽鋼儲罐基礎破壞模式

不鏽鋼儲罐基础质量的好坏,直接影响到座落在该基础上的不鏽鋼儲罐能否正常地投入安全一本到在线视频观看,是不鏽鋼儲罐建造中的一个重要环节。从大量不鏽鋼儲罐事故发生的原因分析,一般皆可归纳为罐底板的脆性破裂、地震破坏和罐底基础破坏,有的是发生在装料后,有的是充满水时发生破坏,其破坏的原因主要为连锁反应所引起。开始时可能是由于罐底角焊缝的破裂而导致罐内一本到在线视频观看漏出,漏出的物料冲走罐底的土壤或使土壤充液而失去支承能力;罐底裂缝继续发展,漏失量和含水的土壤体积也会相继增加;最后,在罐荷载作用下,部分罐基础及其下面的材料受到侧向剪切而破坏,部分罐底就由于失去支承而破裂,罐内储液也就更加大量地泄漏。

不鏽鋼儲罐基礎設計選型-《儲罐基础工程手册》

如果在不鏽鋼儲罐罐壁下地基出现过大的沉降差,那么对于浮顶罐往往会出现罐壁圆度的改变,使呈椭圆形,影响浮顶的升降;而对于固定顶罐则可以造成罐壁的局部失稳,罐壁产生翘曲,或使罐壁产生过大的局部应力集中现象,威胁不鏽鋼儲罐安全。

當然,如果基礎有良好的滲透性,能排泄相當量的漏液並不會引起罐底失去支承及出現過大的沈降差的話,那麽,上述破壞將不會發生(顯然,罐底板材料本身也必須要求具備必要的延性,以使底板不致于在比材料拉力強度低得多的應力下就發生破裂)。

总之,对不鏽鋼儲罐提供一个良好的基础,将是极为重要的。

二、不鏽鋼儲罐基础选型原则

不鏽鋼儲罐基礎設計選型应根据不鏽鋼儲罐类型、容量、工艺一本到在线视频观看要求、地形地貌、地质条件和施工条件等因素合理选择基础型式。当不鏽鋼儲罐基础建在山区时,可按图2-5三种方案处理,基础垫层可采用当地的粘性土。但必须做好截水与排水措施。当地基承载力或者沉降量不满足设计要求时,应根据地基土具体条件,可采用砂垫层预抬高充水预压法、排水固结法如砂井排水、振冲碎石桩与桩基等方法。罐内介质最高温度高于100℃时,与罐底接触的基础表面,应采取隔热措施。

當地基中應力不超過l.5倍地基承載力時,隔熱層可按圖2-7處理。

三、不鏽鋼儲罐基礎設計選型

步骤通常从建筑场地的工程地质条件入手,主要考虑罐体对地基的允许承载力和变形要求,还要结合抗震设防,材料供应情况等,从而选出安全可靠、技术经济合理的基础方案。--般基础选型步骤按图2-8进行。不鏽鋼儲罐基础选型应考虑下列要求,如不鏽鋼儲罐的安全性、适用的地质条件、调整不均匀沉降的性能、基础工程造价以及对施工技术要求等,详见表2-1。

不鏽鋼儲罐基礎設計選型-《儲罐基础工程手册》

四、不鏽鋼儲罐基础构造

不鏽鋼儲罐基础构造主要包括基础顶面绝缘防腐层,罐壁支承结构,边缘档土结构,砂(或碎石、石屑)垫层,隔酒及防水层,漏酒信号管及其他构造部分。

(一)基礎頂面絕緣防腐層

基頂絕緣防腐層系指基頂表面鋪築的瀝青砂墊層或瀝青砼墊層等、用于隔斷地下毛細水、潮氣和雜散電流對罐底板的化學腐蝕和電腐蝕,並使基礎頂面保持設計要求的平整度和坡度。

瀝青砂墊層一般采用中粗砂=1:9(質量比),熱拌合施工,厚度爲80mm~100mm。當中粗砂缺少時,可在80mm~100mm厚瀝青砼基層上再做20mm厚瀝青砂找平層;瀝青砼宜采用細粒式或中粒式,具體作法可參照甲級路面的要求。

設計時主要應從該層的作用考慮,並要使膠結材料具有易施工性、柔性和一定的熱穩定性,且骨料粒度宜適中,便于壓實和保證基礎表面平整度、標高、尺寸符合規範要求。

(二)罐壁支承結構

图2-3所示基础的罐壁支承结构是钢筋砼环梁。该罐壁支承结构有三个特点:表面平整度高,平面抗弯刚度大,结构本身刚硬(竖向抗力刚度系数可视为极大)。图2-3所示基础的罐壁支承结构是碎石环梁(墙)。该罐壁支承结构在表面平整度和平面抗弯刚度方面不如钢筋砼环梁,但其结构本身不那么刚硬(竖向抗力刚度系数一般为200N/cm7)。罐壁支承结构的作用是,作为罐壁连同其下环板的安装支座,确保安装精度;调整地基不均匀沉降,确保不鏽鋼儲罐筒壁在施工过程中乃至投人运营后始终保持规定的圆度和垂直度,以使浮顶升降功能正常无阻;作为罐体下节点受力支承体,与下节点相互作用共同工作,以其固有的力学性能(承载力和竖向抗力刚度等)影响下节点的实际变形状态,进而影响其静动力反应的强弱程度。因此,罐壁支承结构是不鏽鋼儲罐基础的关键结构部位,必须认真对待。该部位设计关键是因地制宜、因材选用。要着力分析建罐地点的工程地质状况,注意地震烈度和建材性能。一般来说,从调整地基不均匀沉降的角度看,钢筋砼环梁好于碎石环梁;从适应罐体结构特点、改善下节点受力状况的角度看,碎石环梁好于钢筋砼环梁;从抗震角度看,外环梁柔性基础的碎石环梁不但结构稳固且对罐体有减震作用,钢筋砼环梁本身虽牢固但对罐体下节点的静动力反应却不利;从经济性看,外环梁柔性基础一般优于钢筋砼环梁基础,但当砂及碎(卵)石极短缺昂贵时例外。因此,当地质情况良好或不良地质经充分处理后(承载力与沉降值均满足罐体要求时),宜采用图2-2的碎石环梁来支承罐壁(非地震区亦可采用图2-2的碎石环墙);当在软土地基上建罐,事先地基未经充分处理,准备以罐体分级充水预压来达到加固上质的目的时,应采用钢筋砼环梁来支承罐壁,以利用其较大的平面抗弯刚度来调整地基不均匀沉降。

罐壁支承結構頂面(罐壁正下方)標高的確定一般考慮三個因素:

(1)輸酒工藝要求的最低標高;(2)罐基礎沈降需要的預擡高;

(3)防止地面積水倒灌需要的高差,一般高于地面0.3m~0.5m。

通常在(1)的標高上疊加(2),再複核是否滿足(3)。

罐壁支承結構底面埋深的確定一般考慮的因素有不小于最大凍結深度,深于自然地面下

0.5m,滿足罐壁正下方基礎地基局部穩定性要求,即應深于局部穩定計算得到的最危險面的深度,且使局部穩定安全系數不小于1.2。

鋼筋砼環梁厚度在圖2-3中一般不小于300mm,砼強度等級不低于C20,環向受拉主配率宜不小于1%,二級鋼筋直徑不小于18mm;箍筋間距不大于300mm,直徑不小于8mm。

碎石環梁的構造設計,預和底面標高確定原則已如前述。頂面寬度不宜小于3m,其中罐內爲2m左右,罐外爲1m左右,罐內寬應大于罐底環板徑向寬度,罐外寬度應使工人站在其中能順利進行罐體安裝、防腐保溫等操作。碎石環梁宜用碎(卵)石加中粗砂分層鋪築,每層虛鋪厚度不宜大于0.3m,所用碎(卵)石粒徑不宜大于40mm,壓實後應達到的承載力和豎向抗力剛度系數值需經計算確定,砂石級配和壓實遍數等施工參數,應依設計技術參數要求(承載力和豎向抗力剛度系數)、壓實機具、粒料狀況和虛鋪厚度等由現場試配試壓確定。

(三)基礎邊緣檔護結構

大型不鏽鋼儲罐基础主要由砂石土等散粒材料铺筑而成,为使这些散粒材料在静力或地震作用下保持稳固,不会离散崩坍,丧失地基承载能力,需要设置基础边缘档护结构。图2-4外环梁柔性基础的钢筋砼外环梁是典型的边缘档护结构,其作用是挡护其内的砂石土料,使之成为一体,共同工作。图2-3的钢筋砼环梁是罐壁支承结构兼做边缘挡护结构;图2-2的基础边缘挡护结构是护坡,无论由砼浇筑还是毛石砌筑,地震时均难免酥碎破坏,失去挡护作用,所以它不宜用在地震区,尤其高烈度区。

鋼筋砼外環梁頂面標高-般低于罐壁正下方基礎頂面0.2m~0.3m,使基礎頂面在罐外的環形走道具有1:20的坡度,底面標高與罐壁支承結構一致或略淺,梁厚一般不小于300mm;其余要求與鋼筋砼環梁相同。

(四)砂石墊層

罐基礎中的碎石墊層、砂墊層、灰土和素土墊層等合稱爲砂石土墊層。它承受罐底及其上儲液的靜力和地震作用,並將這些作用分散傳給地基。它所承受的上部作用約占總作用的80%左右,它的工程量一般占基礎總體積的80%以上。因此,它是罐基礎的主體,不容忽視。

最上層的砂墊層厚一般不小于0.3m,使用中粗砂鋪築,當砂子質量不佳時應改用碎石加砂。其定量設計與檢驗可按規範進行,灰土及素土墊層設計按常規的壓實系數控制。

(五)隔酒及防水層

该层构造并不是所有不鏽鋼儲罐基础都需要设置的,仅用于怕酒水浸泡的地基,如湿陷土、膨胀土和盐渍土地基等。当地基透水性较大(如砂石地基)时,亦应设置隔酒及防水层。该层常用灰土、粘土、沥青砂或沥青砼铺筑在漏酒信号管下部10cm~20cm,有时也放在土垫层底部。灰土或粘土厚一般不小于30cm,沥青砂或砼厚一般10cm左右。

(六)漏酒信號管及其他構造

漏酒信號管是沿環向每隔10m~15m埋在鋼筋砼環梁或外環梁中的鋼管或聚乙烯管(直徑50mm左右),其作用是便于檢查人員及時發現漏酒事故,避免更大損失。其外端需高出地面10cm~20cm(基礎沈降穩定後),內端高于外端3cm左右。

不鏽鋼儲罐基础的其他构造还有散水、护坡、沉降观测点等。近年来,由于罐体技术不断进步和发展,罐基础程序设计方法也相继出现。罐体型式不同,地质条件变化和地方建筑材料供应情况有很大差异,因此不鏽鋼儲罐基础设计应因地制宜进行。

不鏽鋼儲罐基础各部分构造的作用和作法详见表2-2。

不鏽鋼儲罐基礎設計選型-《儲罐基础工程手册》

 

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