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石油儲罐區(qū)鋼儲罐基礎(chǔ)設計探析

文檔作者：韓健文檔來源：沈陽石油化工設計院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月18日
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坦
石油儲罐區(qū)鋼儲罐基礎(chǔ)設計探析
韓健沈陽石油化工設計院
摘要：鋼儲罐用以儲存原油、中間產(chǎn)品油和成品油等石油化工產(chǎn)品；罐基礎(chǔ)是指將罐體及罐內(nèi)介質(zhì)的重量傳到地基持
力層上的部分。本文以內(nèi)蒙古某原油商業(yè)儲備庫的石油罐區(qū)鋼儲罐基礎(chǔ)設計為研究對象，結(jié)合工程案例，對鋼儲罐基礎(chǔ)設計
中遇到的問題與矛盾進行了分析與探討。
關(guān)鍵詞：鋼儲罐基礎(chǔ)；混凝土環(huán)墻；計算；構(gòu)造；材料
1 工程概況
內(nèi)蒙古某能源集團公司新建30000m3成品油庫，本文僅
以其中一個5000 m3柴油鋼儲罐基礎(chǔ)為研究對象。鋼儲罐罐
底直徑22．85m，高度為12．68m，設備滿水總重量為424噸。
本工程抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為
0．109，設計分組為第一組；擬建場地為II類場地，結(jié)構(gòu)設計使
用年限為50年，地基基礎(chǔ)的設計等級為丙級。本工程場地標
準凍深為2．50m，在該場地內(nèi)未遇見地下水，本工程采用鋼筋
混凝土環(huán)墻式罐基礎(chǔ)。
場地地層結(jié)構(gòu)及巖性特征如下：
①人工填土：雜色，o．7—1．Om。②淤泥質(zhì)粘土：灰黑色，
層厚o．5—0．8m，地基承載力特征值為90kPa。③中砂：黃褐
色，層厚0．6—0．9m，地基承載力特征值為170kPa。④角礫：黃
褐色，層厚2．9—3．8m，地基承載力特征值為230kPa。
⑤全風化泥巖：黑褐，灰褐，灰綠色，未揭穿，地基承載力
特征值為280l【Pa。
本工程持力層采用④角礫層，地基承載力特征值為
230Kpa。
20
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環(huán)墻瞄圈
2環(huán)墻式罐基礎(chǔ)分析與計算
2．1 環(huán)墻式罐基礎(chǔ)等截面的寬度按下式計算
^= 墨!
”(1一／3)'r。h。一◇。一’，。)五
式中：6—環(huán)墻寬度，m；
g廣罐壁底端傳至環(huán)墻頂端的線分布荷載標準值，
KN／m；
B二罐壁伸入環(huán)墻頂面寬度系數(shù)；可取0．4～0．6，宜取0．5；
1c_一環(huán)墻的重度，KN／m3；
7廣罐內(nèi)使用階段儲存介質(zhì)的重度，KN／m3；
^ym．環(huán)墻內(nèi)各層的平均重度，KlN／m3；
h廣一環(huán)墻頂面至罐內(nèi)最高儲液面高度，rn；
h一環(huán)墻高度，m．
2．2環(huán)墻單位高環(huán)向設計值按下式計算
Ft=O口．nh。+y加y。慟j(R 式中：嘲墻單位高環(huán)向設計值寬度，KN／m；
協(xié)和拍Ⅲ_—分別為水和環(huán)墻內(nèi)各層自重分項系數(shù)，1卵可
取1．1，1QⅢ可取1．0；
1，和1Ⅲ-一分別為水的重度和環(huán)墻內(nèi)各層的平均重度，
KN／m3；1w可取9．8，1Q_可取18。0；
h廣?。簤斆嬷凉迌?nèi)最高儲水面高度，m；
鼻，_側(cè)壓力系數(shù)，一般地基可取0．33；軟土地基可取0．5； 腳墻中心線半徑，m．
2．3環(huán)墻單位高環(huán)向鋼筋的截面面積按下式計算
艫等
式中：As．一環(huán)墻單位高環(huán)向鋼筋的截面面積，IXLFI,12； 橢要性系數(shù)，取1．0；
辦—普通鋼筋的抗拉強度設計值，KN／mm2；
114 2016．01
1J
萬方數(shù)據(jù)
2．4地基承載計算
(1)罐基礎(chǔ)底面處壓力的確定，對于天然地基或處理后
的地基，應符合下式要求
m≤正
式中：pf一相當于荷載效應標準組合時，基礎(chǔ)底面的平均
壓力值，KN／m2； 櫛正后的地基承載力特征值，KNIm2．
(2)罐基礎(chǔ)底面處的平均壓力設計值可作為軸心荷載考
慮，按下式計算： 臚學
式中：R一相當于荷載效應標準組合時，上部結(jié)構(gòu)傳至
基礎(chǔ)頂面的豎向力值，KN；
C,,,----基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重，KN；
A一罐基礎(chǔ)底面面積，m2．
2．5罐基礎(chǔ)地基變形計算
本工程地基基礎(chǔ)的設計等級為丙級，地基土均勻且無軟
弱下臥層故根據(jù)《石油化工鋼儲罐地基與基礎(chǔ)設計規(guī)范》可
不做地基變形計算。
3罐基礎(chǔ)構(gòu)造措施與材料選用
3．1罐基礎(chǔ)構(gòu)造措施
(1)罐基礎(chǔ)頂面應自中心向周邊做成1．5％～3．5％的坡
度。當?shù)鼗休d力及變形能滿足要求或儲罐容積較大時取
較小坡度；不能滿足要求或儲罐容積較小時，取較大坡度。
(2)罐基礎(chǔ)頂面應設置瀝青砂絕緣層，其厚度宜為
80mm～150ram，中砂與石油瀝青按重量的配比宜為93：7。瀝
青砂絕緣層下面設置中粗砂墊層，其厚度不宜小于300mm。
(3)環(huán)墻式罐基礎(chǔ)環(huán)墻的埋深不宜小于600ram；在地震
區(qū)，當?shù)鼗劣幸夯赡軙r，埋深不宜小于1000ram；在寒冷
地區(qū)罐基礎(chǔ)埋深宜滿足凍土深度要求，若不能滿足凍土深度
要求則應采取處理措施。
(4)鋼筋混凝土環(huán)墻寬度不宜不于250ram，環(huán)墻頂面應
在罐壁內(nèi)20mm處做成1：2的坡度，罐壁至環(huán)墻外緣尺寸不
宜小于100mm，環(huán)墻底部不應放腳擴寬。
(5)罐基礎(chǔ)應設置沉降觀測點進行沉降觀測，本工程儲
罐公稱容積為5000m3，根據(jù)《石油化工鋼儲罐地基與基礎(chǔ)設
計規(guī)范》須在環(huán)墻上設置不少于8個沉降觀測點，觀測點采用
qb20的鋼筋直埋且沿罐周邊均勻布置。
(6)鋼筋混凝土環(huán)墻應設置泄漏孔。泄漏應沿罐周邊均
勻設置，其間距宜為10m一15m，孔徑為50ram，其進口處孔底
宜與砂墊層底標高相同，并以不小于5％的坡度坡向環(huán)墻外
側(cè)。泄漏孔進口處應設置由礫石和粒徑為20ram～40mm的卵
石組成反濾層和鋼筋濾網(wǎng)，出口應高于設計地面。
(7)鋼混凝土環(huán)墻長度大于40m時，宜留寬度為900ram～
坦
1000mm后澆帶，在保證鋼筋連續(xù)的原則下分段澆注，后澆帶
應采用提高一個強度等級的微膨脹混凝土澆灌并搗實。
(8)當儲罐內(nèi)儲存介質(zhì)最高溫度高于900C時，與罐底接
觸的罐基礎(chǔ)表面采取隔熱措施。
(9)儲罐底板外周邊應封口，是為了防止雨水滲入而腐
蝕罐底板。封口應采用能適應罐底板變形的構(gòu)造措施及材
料(例如橡膠瀝青一玻璃絲布復合防水層)，并應在儲罐充水
試壓完畢罐體未保溫前進行。
3．2材料選用
(1)填料層的回填土不得用淤泥、耕土、膨脹土、凍土及
有機雜質(zhì)含量超過5％的土料。回填土應為最優(yōu)含水量，需
分層夯實，壓實系數(shù)不應小于97％
(2)砂墊層宜采用質(zhì)地堅硬的中、粗砂，也可采用最大粒
徑不超過20mm的砂石混合料；不宜采用細砂，不得采用粉砂
或冰結(jié)砂，不得含有草根等有機雜質(zhì)，含泥量不得超過5％
(3)瀝青砂絕緣層，應采用中砂配制，含泥量不得超過
5％。瀝青砂絕緣層所用的瀝青材料，當罐內(nèi)介質(zhì)溫度低于
80。C時，宜采用60號甲道路石油瀝青或30號甲建筑石油瀝
青；當罐內(nèi)介質(zhì)溫度等于或高于81YC時，宜采用30號甲建筑
石油瀝青。
4結(jié)束語
本工程投入使用六年有余，罐基礎(chǔ)實際情況在設計控制
范圍之內(nèi)，此基礎(chǔ)的設計符合相關(guān)規(guī)范及實際使用的要求。
本文通過工程實例設計，結(jié)合本人在工作中遇到的常見問題
做出了探討和總結(jié)，希望工程人員能在處理類似工程項目時
思路清晰，構(gòu)造清楚確保工程質(zhì)量。
參考文獻：
【1】1 SH／'r3068-2007石油化工鋼儲罐地基與基礎(chǔ)設計規(guī)范【s】
萬2方01數(shù)6．據(jù)01 1 1 5

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