淺析大型儲罐基礎設計與地基處理

摘 要：進入21世紀，我國的儲罐建設得到了飛速發展。大型油罐、化學品儲罐等項目建設日新月異，新工藝、新技術、新材料、新結構不斷出現，國家及相關企業部門對此付出了艱辛的努力。為保障儲罐地基基礎設計做到經濟合理、安全適用、技術先進和保護環境，作者從儲罐基礎選型、特點、設計原則、基礎材料、構造、地基處理等幾個方面闡述了儲罐基礎設計。希望該文能對各位同行提供借鑒與交流，共同促進大型儲罐基礎建設水平更上一層樓。

關鍵詞：儲罐基礎 設計選型 構造材料及原則 地基處理

中圖分類號：TU47 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（b）-0068-02

隨著國民經濟的快速發展，人們對化學品、油品以及清潔燃料的依賴程度超過以往任何時候。因此近年來各地新建、擴建各種化學品庫、油庫、燃料油庫。油庫總容量亦呈上升趨勢。單個儲罐的容量也是越來越大，特別是大型儲罐，直徑、高度大，對地基土的承載能力和變形要求高，影響深度大，尤其是軟土地基、山區地基以及特殊性土地基，地層復雜。

1 大型儲罐基礎的型式選擇

儲罐基礎的選型，應根據儲罐的形式、容積、地質條件、材料供應情況、業主要求及施工技術條件、地基處理方法和經濟合理性等條件綜合考慮。

儲罐基礎一般做法是在緊鄰罐底板之下做一層瀝青砂絕緣層用于阻斷地下潮氣對罐底板的腐蝕，在瀝青砂墊層之下做一層砂墊層，調節罐底板受力狀態，其下是壓實填土層。

儲罐基礎的形式基本上有如下兩種。

1.1 環墻式基礎（圖1）

當地基土為軟土且不滿足承載力的要求、計算沉降及沉降差也不在允許范圍之內或地震作用下地基土有液化時，宜采用環墻基礎。這種基礎是將鋼筋混凝土環墻設在儲罐壁板之下，利用該環墻將罐體傳來的壓力傳至地基。

1.2 護坡式基礎（圖2）

當地基土能滿足承載力設計值和沉降差要求及建罐場地不受限制時，可采用護坡式基礎。護坡式基礎一般用于硬和中硬場地土，多用于固定頂罐，近年來也有用于大型浮頂儲罐的成功實例。

2 大型儲罐基礎的特點與設計原則

大型儲罐的類型很多，下面就簡單介紹儲罐基礎的特點與設計原則。

（1）儲罐基礎的特點不同于一般建筑物的基礎，其基礎特點主要是以下幾方面。

①對于地基承載力的要求不是很高；根據儲罐的容量不同，地基承載力達到80～250 kPa一般就可滿足要求。

②工藝生產對基礎沉降的要求不很嚴格。儲罐基礎均勻沉降30～50 cm時，對工藝生產操作沒有什么影響，有的儲罐甚至沉降大1.5～2 m還可以繼續使用。

③儲罐自重與滿載時的重量相比，要輕的多。因此，基礎的沉降往往要在試水后或投產經過相當一段時間才能完成。如果地基承載力不足，而在試水期或投產初期加荷太快，就有可能產生太大的地基變形，甚至破壞。因此，儲罐基礎事故往往發生在試水期或投產期。

④儲罐本身是柔性結構，在一定程度上能夠適應地基的不均勻沉降。但在設計時要十分重視不均勻沉降對罐體結構的影響。

（2）儲罐基礎的設計原則。要考慮到以下幾點。

①地基應能支撐罐體和儲存液體的重量；

②地基不均勻沉降不應超過儲罐容許值；

③基礎最終沉降量必須滿足工藝管道的使用要求；

④罐基礎應高出地面，以免積水，甚至可能影響使用。

3 儲罐基礎材料與構造要求

儲罐基礎不論采用哪種基礎形式，都離不開鋪填砂墊層和瀝青砂絕緣層這兩種基礎材料。砂墊層是儲罐基礎中普遍采用的一種鋪墊材料，砂宜采用質地堅硬的中、粗砂，亦可采用最大粒徑不超過20 mm的砂石混合物，不宜采用細砂，不得采用粉砂或其它含水冰結砂石（不得采用海砂）。

砂中不得含植物殘體、垃圾等雜質，應級配良好。當使用粉、細砂時，應摻入25%～30%的碎石或石屑。最大粒徑不宜大于20 mm，對濕陷性黃土地基的儲罐基礎，不得選用砂石等滲水材料。瀝青砂絕緣層可采用熱攪拌及冷攪拌兩種方法施工。其中熱攪拌用得較普遍。瀝青砂絕緣層厚度不得小于80 mm，采用中砂，砂中含泥量不得超過5%。

護坡式基礎的護坡坡度宜為1∶1.5，護坡可用混凝土預制板或塊石砌體灌漿，其厚度不宜小于10 cm.環墻式基礎的環墻，一般采用鋼筋混凝土制作。環墻內的環向鋼筋宜采用Ⅱ、Ⅲ級鋼筋，豎向鋼筋宜采用Ⅰ級鋼筋。鋼筋保護層厚度不應小于35 mm，水泥宜采用不低于42.5級的普通水泥；儲罐環墻基礎四周應做出80 cm寬的散水護坡或人行道，以便罐區的排水和生產操作。

4 儲罐基礎的地基處理

儲罐的荷載通過基礎傳給地基，當罐基礎下為軟弱地基、不良地質現象的山區地基、特殊土地基以及地震作用地基土有液化時或地基土的承載力設計值及沉降差不能滿足設計要求時，均應對地基進行處理。根據地基土性質及軟弱地基土層厚度分布情況可分別采用墊層法、振沖法、剛性樁法、強夯法、復合地基法、充水預壓及排水固結法、夯擴樁、CFG樁等多種方法。

參考文獻

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