Построй Меня, пожалуйста! Строительство и ремонт своими руками видео инструкции. Фундамент резервуара

Устройство фундаментов под вертикальные резервуары

08 мая 2016 г.

При проектировании и расчете фундаментов под вертикальные резервуары (РВС) необходимо учитывать эпюру распределения давления на грунт, которая распределяется не по вертикальным линиям, а по кривым — изобарам. Связано это с тем, что нагрузка на фундамент распределяется неравномерно по площади основания. Общая нагрузка на основание фундамента состоит из суммы нагрузок от действия масс: резервуара, жидкости, фундамента и снега на крыше резервуара. Нагрузка от массы жидкости распределяется равномерно по площади основания и зависит от высоты резервуара, точнее, от максимального уровня жидкости и ее плотности. Нагрузка от днища также распределяется равномерно по площади, а сумма нагрузок от массы корпуса и крыши резервуара и снеговая нагрузка концентрируется по образующей линии корпуса резервуара.

На рисунке показана эпюра распределения давления на основание фундамента РВС.

Эпюра распределения давления на основание вертикального резервуара

Если принять равномерное распределение нагрузки на основание фундамента от днища РВС, и считать резервуар как одно целое сооружение, то давление заполненного резервуара с максимальной снеговой нагрузкой можно определить по формуле:

P = H*p + (Gpeз + Gcф + Gcн)/F,

где Р — давление на основание фундамента, кг/см2;

Н — высота резервуара, см;

р - плотность жидкости, кг/см3;

Gрез — вес резервуара, кг;

Ссф — вес фундамента, кг;

Gcн — вес снега на крыше резервуара, кг:

F — площадь основания фундамента, см2.

При сооружении фундаментов под РВС допустимая нагрузка на грунт под основанием фундамента должна быть не более 2,0 кг/см2, то есть резервуары строить на грунтах, имеющих несущую способность (допустимое давление на грунт) менее 2,0 кг/см2 без дополнительного его упрочнения не допускается. Таким образом, условие устойчивости резервуара определяется формулой:

р = Н • р + (Gрез + Gсф + Ссн) / F ≤Рдоп = 2 кг/см2.

В таблице приведены допустимые давления на некоторые виды грунтов, на которых сооружаются резервуары.

Фундаменты для наземных РВС емкостью до 5000 м3 включительно строятся, как правило, земляными. Фундаменты для резервуаров большей емкости выполняются с устройством железобетонного кольца под утором резервуара.

Допустимое давление на грунты оснований при заложении фундаментов на глубине 2 м ниже поверхности земли при расчете на основные силовые воздействия

На рисунке показаны разрезы фундаментов под РВС, сооружаемых на различных грунтах.

Основания наземных вертикальных резервуаров

а - из песчаных и супесчаных грунтов, б - из глины, суглинков.

1 - срезка растительного слоя, 2 - местный грунт, 3 - песчаная подушка с гидрофобным слоем, 4 - резервуар

На рисунке показан разрез земляного фундамента под резервуар РВС-10000 с устройством железобетонного кольца по периметру корпуса резервуара.

Разрез фундамента под РВС-10000 с устройством железобетонного кольца

На рисунке показано устройство фундаментов под РВС на склонах косогорных участков местности. Главное условие при строительстве фундаментов на косо горных участках — это предупредить сползание фундамента по склону и обеспечить отвод ливневых и талых вод от площадки резервуарного парка. Поэтому рекомендуется делать на косогоре горизонтальную полку путем срезки грунта и производить строительство фундамента на горизонтальной поверхности. При больших склонах допускается срезка косогора ступенями высотой 25-30 см. Водоотводной лоток (нагорная канава) с бетонным покрытием строится на склоне выше полки, на расстоянии, которое определяется при проектировании и указывается в рабочих чертежах проекта строительства резервуара.

Устройство насыпных оснований фундаментов вертикальных резервуаров на косогорных участках местности

1 - резервуар, 2 - бровка, 3 - откос, 4 - нагорная канава,

5 - песчаная подушка с гидрофобным слоем, 6 - подсыпка местным грунтом

Фундаменты по высоте бывают нормальными в пределах 0,35—0,5 метра и высотными. Например, на распределительных нефтебазах для самотечного налива нефтепродуктов в автоцистерны фундаменты под РВС до 1000 м3 допускается строить высотой до 2-х метров.

При сооружении фундамента необходимо руководствоваться следующими требованиями:

1. Строительная площадка должна быть предварительно спланирована до проектных отметок.

2. Верхний растительный слой необходимо срезать на полную его глубину (25-30 см), как не дающий надлежащей связи, и для предупреждения прорастания растительности под фундаментом. Размеры площади срезки грунта принимаются с учетом того, что по верху радиус фундамента должен быть больше радиуса резервуара на 0,7 м и крутизна откоса должна быть 1:1,5, то есть:

Rфунд = Rрвс +0,7+l,5hф ,

где Rфунд — радиус подошвы фундамента, м;

Rpвс - радиус резервуара, м;

hф - высота фундамента, м.

3. Разработанное ложе основания фундамента должно быть спланировано, засыпано песком или щебнем в зависимости от прочности материка грунта на высоту не менее 0,2 м и утрамбовано.

4. Основное основание фундамента допускается строить из местного грунта — из суглинков, супеси, кроме торфяного грунта.

5. При сооружении фундамента из местных грунтов разнородный грунт необходимо укладывать горизонтальными слоями или перемешивать до однородности состава до укладки в фундамент. Толщина каждого слоя должна быть в пределах 0,2 м и трамбоваться дорожными катками с шипами или ручными трамбовками. Уплотнение основания гусеничными тракторами запрещается по причине их малой удельной нагрузки на грунт, что не обеспечит требуемую плотность основания и в дальнейшем даст недопустимую осадку резервуара.

6. До укладки грунта необходимо проверить его влажность. При применении глинистых грунтов естественная влажность в момент укладки не должна превышать для супесчаных фунтов 9—14%, суглинистых 16—22% и глинистых 18—24%. Увлажнение или подсушивание грунта должно производиться до укладки его в фундамент. Степень влажности грунта должна определяться лабораторным способом. В полевых условиях степень влажности грунта можно определить при отсутствии специальных лабораторных приборов следующим способом:

а) при проведении металлической пластинкой по поверхности шарика диаметром 3—4 см, скатанного из разрыхленного грунта, не должно наблюдаться налипания его на пластинку;

б) скатанный из шарика жгут диаметром 3—4 мм и длиной 3—5 см не должен крошиться.

7. После устройства основания из местного грунта поверх его укладывается и трамбуется песчаная подушка толщиной 20-35 см из крупнозернистого песка. Песчаная подушка должна иметь уклон от центра, равный 1,5%.

8. Поверх песчаной подушки укладывается гидроизоляционный (гидрофобный) слой толщиной 8-10 см, для защиты днища резервуара от коррозии. Гидрофобный слой изготавливается из смеси песка с битумом или отработанными маслами и темными нефтепродуктами. Обычно смесь готовится в строительных растворомешалках.

9. Отмостка и откосы фундамента должны укрепляться от воздействия атмосферных осадков и выветривания песка и грунта из фундамента. Для покрытия отмостки и откосов могут применяться различные материалы: булыжник; монолитный бетон и железобетонные тонкостенные плиты (толщиной 6-8 см). Практичнее всего покрывать отмостку резервуаров тротуарными плитами размером 1,0x0,5x0,06 м, а откосы канальными плитами 2,5x1,5x0,08 м, так как при ремонте фундаментов их можно снимать и после устранения дефектов ставить на место. При хранении этилированных нефтепродуктов по санитарным требованиям покрытие отмостки и откосов должно выполняться из монолитного бетона.

10. После устройства фундамента по периметру его основания должен быть сооружен лоток с бетонным покрытием для отвода ливневых вод и предохранения фундамента от подмыва.

11. В процессе эксплуатации, особенно в течение первого года, необходимо вести наблюдение за осадкой резервуара и фундамента. При осадке резервуара обычно возникают разрывные усилия в его в корпусе в местах подключения технологических трубопроводов. В этом случае возможен разрыв задвижки или появление вогнутости или выпуклости в корпусе резервуара. Для предупреждения аварии при наземном монтаже трубопроводов на опоры устанавливаются временные раздвижные клинья, которые по мере осадки резервуара раздвигаются и трубопровод опускается. Подземные трубопроводы с резервуарами в первый год эксплуатации соединяются с помощью резиново-тканевых рукавов. При неравномерной осадке резервуара производятся его подъем и подбивка песком.

ros-pipe.ru

Фундаменты резервуаров на естественном основании

В обычных инженерно-геологических условиях естественные основания пол фундаменты стальных вертикальных цилиндрических резервуаров широко используются в отечественной и зарубежной практике как наиболее экономичные при относительно благоприятных грунтовых условиях. Часто они используются в сочетании с песчаными или грунтовыми подушками и выполняются в виде подсыпки на основание (рис. 16).

Подсыпка на основание призвана обеспечить распределение давления от резервуара на основание, дренирование днища и его антикоррозионную защиту. Подсыпки устраиваются из уплотненного крупного песка, щебня, гравия или гравийно-песчаной смеси. По верху подсыпки укладывают гидрофобный слой с добавкой водоотталкивающих вяжущих на основе нефти или ее продуктов. Высота подсыпки зависит в основном от инженерно-геологических условий площадки строительства и может изменяться от 0,2 до 2,5 м.

Рисунок 16 – Типовые основания резервуаров:

а) – насыпь; 6)– насыпь в сочетании с песчаной подушкой; в) – железобетонное кольцо под стенкой; / – щебеночная или песчаная насыпь; 2– основание; 3– песчаная подушка;

4– слабый грунт, 5 – железобетонное кольцо; 6– стенка; 7 – днище

Поверхность подсыпки обычно имеет уклон от центра к периферии. Основное назначение уклона состоит в компенсации неравномерных осадок в пределах площади резервуара и обеспечении свободного притока хранимого продукта к откачивающим устройствам.

Отмечен случаи (Р.Е. Хант, 1967), когда осадка центра днища резервуара в процессе эксплуатации достигла почти 2 м, однако заранее выполненный подъем центральной части днища обеспечил нормальную работу резервуара в течение длительного периода.

Когда на поверхности на небольшую глубину залегают фунты с низкими прочностными и деформационными свойствами или требуется замена пучинистых грунтов для обеспечения нормальной эксплуатации резервуаров в районах с глубоким сезонным промерзанием фунтов, производится замена слабого слоя местным уплотненным (привозным) песчаным или глинистым фунтом.

Этот метод эффективен при неглубоком залегании слабых грунтов (до 3,0 м) при наличии местных или привозных песчаных грунтов. При большой толщине слабых грунтов (более 5–6 м) этот метод является неэкономичным. Отечественный и зарубежный опыт эксплуатации показывает, что резервуары, возведенные на таких основаниях, часто имеют большие неравномерные осадки, которые превышают величины, регламентируемые нормами, и требуют дополнительных расходов для их выравнивания.

Для повышения жесткости узла сопряжения стенки и днища, а также для выравнивания местных неравномерных осадок под стенкой резервуара устраиваются ленточные фундаменты.

Фундаменты под стенку, рекомендованные в типовых проектах, представляют собой тонкую монолитную или сборно-монолитную кольцевую плиту шириной 1 м и толщиной не более 20 см. Такая конструкция фундамента обеспечивает устойчивость только при фундаментного слоя (подсыпки), практически не увеличивая жесткости узла сопряжения днища со стенкой, и не влияет на неравномерность осадки основания резервуара.

В определенных условиях рационален фундамент в виде кольцевой стенки, который, прорезая слабые и сезонномерзлые грунты, может обеспечить передачу нагрузки на подстилающие плотные слои грунта.

В Польше при возможном развитии значительных осадок оснований совместно с подсыпками используются кольцевые фундаменты из гравия или из щебня, железобетонные кольцевые фундаменты, расположенные непосредственно под стенкой, и фундаменты в виде железобетонной подпорной стенки, находящейся за пределами резервуара (рис .17).

В последнем случае подсыпка выполняется из песчано-гравийной смеси или гравия. Железобетонные фундаменты выполняют из монолитного железобетона, а поперечному сечению придают прямоугольную форму. Польским стандартом установлены допуски на точность изготовления кольцевых фундаментов: наибольшее отклонение от проектного уровня +6 мм, наибольшая разность отметок точек поверхности фундамента, удаленных на 10 м длины кольца, ±3мм.

Рисунок 17 – Фундаменты под резервуары, применяемые в Польше:

а)и в)–гравийные; б)– в виде железобетонного кольца; г)– в виде подпорной стенки; 1 – подсыпка из гравия; 2– стенка; 3– днище; 4 – уплотненный песок; 5– песчаная засыпка; б – грунт основания; 7 – железобетонное кольцо; 8– асфальт; 9– подсыпка; 10–выравнивающий слой; // –дренажное отверстие; 12 – полнвинилхлоридная пленка;

13– железобетонная плита

В США под резервуары диаметром 30 м и более разработан и применяется фундамент на естественном основания со щебеночным кольцом под стенкой (рис. 18).

Такой фундамент эффективен при ожидаемой осадке более 15 см. Конструктивная особенность фундамента состоит в том, что непосредственно под стенкой вместо песка используют щебень для создания кольцевой щебеночной или равниной насыпки высотой не менее 60 см, шириной по верху 1–2 м. Щебень укладывают слоями по 20 см и тщательно трамбуют. Непосредственно под днищем по всей его площади устраивают щебеночный слой толщиной не менее 10 см и дополнительно закладывают дренажные трубки диаметром около 9 см.

Рисунок 18 – Кольцевая полушка из щебня пол стенкой резервуара (США):

1 – дренажные трубки; 2– кольцевая подушка; 3– асфальт; 4– гидроизоляция; 5– стенка; 6– подсыпка из щебня; 7– песок; 8– песчаная подушка

В Японии устройство фундаментов регламентировано «Предварительным проектом по строительству фундаментов для нефтяных резервуаров». Разработаны проекты для резервуаров вместимостью более 1000 м3 с высотой стенки более 10 м. Под днищем устраивают песчаный фундамент-подсыпку, а под стенкой, в зависимости от грунтовых условий, – кольцевой фундамент двух типов: железобетонный или щебеночный (рис. 19).

Подсыпку с внешней стороны фундамента под стенку устраивают с пологим откосом 1:5, который в нижней части поддерживается невысокой подпорной стенкой. Насыпь оборудуют дренажными трубками и защищают асфальтовым покрытием. Между днищем и опорной поверхностью железобетонного кольцевого фундамента имеется амортизационный асфальтовый слой толщиной не менее 20 см.

Серьезная авария резервуара японской корпорации «Мицубиси» послужила поводом к выработке целой серии технических мероприятий, в том числе к созданию новых типов фундаментов на естественном основании.

Некоторые схемы конструкций запатентованных в Японии фундаментов показаны на рис. 20.

Рисунок 19 – Кольцевые фундаменты пол стенку резервуара (Япония):

а)– железобетонный; б)– щебеночный

Рисунок 20 – Фундаменты под резервуары большой вместимости (Япония):

а)– кольцевые; б) и в)– плитные; – резервуар; 2– кольцевые фундаменты;

3– цементно-песчаный слой; 4– подушка; 5 – железобетонная плита;

6– кольцевая стенка

Песчано-гравийную подушку покрывают материалом, являющимся смесью песка, щебня, асфальтовой эмульсии и цемента, и уплотняют укатыванием. Таким образом, нагрузка от резервуара перелается не только на подушку, но и на железобетонное кольцо. На рис. 20, 21 неприведены схемы фундаментов в виде сборных железобетонных плит. В этих случаях конструкции резервуара опираются на железобетонные плиты, установленные либо на поверхности основания, либо ниже планировочной отметки. Железобетонная стенка по периметру плиты заглубляется ниже ее подошвы и служит для уменьшения бокового перемещения грунта.

В России успешно были применены сплошные фундаментные плиты под резервуары вместимостью до 5 тыс.м3. Основание площадки было сложено слабыми ленточными глинами с модулем деформации 0,5–1 МПа. И хотя осадки резервуаров на плитах толщиной 0,5 м достигли 0.5 м, они были равномерными, что позволило нормально эксплуатировать резервуары. Вместе с тем сплошные фундаментные плиты, являясь весьма массивными и материалоёмкими, часто не обеспечивают допустимой осадки и в практике строительства используются редко.

Во Франции, в порядке эксперимента, для площадок со слабыми грунтами разработан и использован железобетонный фундамент, имеющий в алане форму трех- или четырехветвевой спирали, сходящейся в центре. Такой фундамент дополнен наложенными металлическими балками, а пространство между балками и ветвями спирали заполнялось песком. Таким образом, эта конструкция совместно с материалом подсыпки образовывала единый фундамент, назначение которого – обеспечить равномерное перемещение днища по всей площади основания. Эксперименты, проведенные на двух резервуарах, показали, что осадка такого фундамента значительно равномернее, чем фундамента-подсыпки без спирали.

Следует отметить, что эти фундаменты малотехнологичны и применение их возможно лишь для резервуаров малых размеров.

Свайные фундаменты достаточно широко применяются на площадках, сложенных слабыми грунтами.

При наличии в основании проектируемого резервуара больших толщ сильносжимаемых грунтов вполне естественным является желание использовать свайные фундаменты. Опыт строительства на свайных фундаментах других промышленных и гражданских сооружений показывает, что во многих случаях с помощью свай удается обеспечить необходимые требования по допускаемым осадкам таких сооружений. Однако использование свайных фундаментов при строительстве резервуаров не всегда приводит к желаемым результатам. К тому же стоимость таких фундаментов становится сопоставимой со стоимостью самого резервуара. Надежды на то, что при использовании свайных фундаментов осадки резервуаров будут незначительными, также не оправдываются.

Примером может служить опыт применения фундамента из набивных свай системы «Франки» при строительстве резервуара вместимостью 22 тыс. м3 для хранения жидкого аммиака.

Изотермический резервуар наружным диаметром 41,6 м, высотой 17,4 м рассчитан на хранение жидкого аммиака при температуре -34 °С.

Резервуар возведен на свайном фундаменте из 217 набивных свай длиной около 34 м, диаметром 0,5 м. После изготовления всех свай их верхние концы были объединены железобетонным ростверком толщиной 50 см в центре и 40 см по периметру для обеспечения уклона. С целью предотвращения возможности промерзания грунтов под влиянием отрицательных температур сжиженного аммиака низ плиты был расположен на высоте около 1 м над поверхностью фунта. Испытания одиночных свай показали, что при статической нагрузке 0,78 МН осадка сваи не превышала 1,1 мм, а при максимальной нагрузке 1,43 МН — 1,63 мм. Упругий подъем испытанной сваи достигал 0,95 мм после полного снятия нагрузки. Геологический разрез площадки строительства и схема фундамента резервуара показаны на рис. 21.

Рисунок 21 – Свайный фундамент изотермического резервуара (Индия)

1 – резервуар; 2 – плита ростверка; 3 – слабая морская глина; 4 – плотная глина

Вопросы для самоконтроля:

· Сооружение оснований и фундаментов.

· Изготовление элементов стальных резервуаров на специализированных заводах.

· Монтаж из рулонных заготовок.

· Монтаж полистовым способом.

· Сварка резервуаров.

· Особенности сооружения железобетонных резервуаров

Разновидности фундаментов резервуаров методы их монтажа особенности / Новости

Статья расскажет о возможных разновидностях фундаментов резервуаров и их монтаже. Резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов являются достаточно большими сооружениями, поэтому перед их монтажом в обязательном порядке закладывается фундамент. Само сооружение всегда необходимо проектировать параллельно с фундаментом под него. Вес резервуара является очень большим, поэтому под ним может уплотняться и продавливаться грунт, что неизбежно приводит к деформации самого резервуара. Чтобы избежать таких неприятных последствий под резервуар необходимо устанавливать фундамент. Основания под резервуары бывают двух видов: естественные и искусственные. Сегодня мы расскажем вам об их особенностях и монтаже.

Естественные основания под резервуары

Естественные основания – это грунты, которые находятся непосредственно под самим фундаментом. Важно знать, что для естественного основания пригодны только те грунты, которые соответствуют заявленным характеристикам и отвечают требованиям прочности для того или иного резервуара. Грунты должны обладать достаточным сопротивлением, чтобы их проседание и деформация не превышали допустимых норм.

Чтобы сооружение, которое планируется возвести на объекте, нормально функционировало, не деформировалось и не проседало, естественные основания должны обладать следующими характеристиками:

сжимаемость грунта должна быть не только малой, но и равномерной, чтобы обеспечить ровную осадку;
грунт не должен растворяться и размываться под действием сточных вод и атмосферных явлений.

Когда резервуар уже установлен и эксплуатируется компанией, происходит постепенная осадка естественного основания. Если во время этого процесса нагрузка на фундамент неравномерна, то грунт проседает по-разному, что может привести к разрушению резервуара, потере прочностных характеристик или устойчивости. Все это может привести к возникновению аварийной ситуации и дополнительным финансовым тратам, что подтверждает необходимо проведения точных расчетов.

Если в процессе измерений рабочие получают недопустимые данные, то в том случае они переходят к искусственному основанию или к тому, чтобы расширить площадь воздействия резервуара на грунт, тем самым, уменьшая удельный вес конструкции.

Для того, чтобы сделать всю конструкцию наиболее надежной, могут использоваться также естественные основания с подсыпкой. Можно сказать, что эта мера является переходным состоянием между естественным и искусственным основанием. Такая подсыпка необходима для выполнения следующих функций:

распределение давления сооружения на основание;
осуществления дренажа дна;
обеспечение защиты дна резервуара от коррозии.

В качестве подсыпки могут быть использованы следующие материалы: песок, гравий, щебень и смеси этих компонентов.

Как известно, металл подвержен коррозии при контакте с землей. Поэтому во избежание разрушения и деформации емкости необходимо использовать антикоррозийную защиту. В случае с фундаментом из естественных материалов в качестве такой защиты могут выступать различные вяжущие на основе продуктов нефтяной промышленности или другие материалы, обладающие гидрофобными свойствами. Высота подсыпки, как правило, составляет от 20 сантиметров до 2,5 метров, в зависимости от характеристик грунта, на котором устанавливается сооружение.

Поверхность грунта или подсыпки, на который будет установлен резервуар, делают с уклоном от центра к краям, чтобы обеспечить наиболее равномерную осадку конструкции и не допустить деформаций. Практика строительства вертикальных резервуаров для хранения больших объем нефти и нефтепродуктов показывает, что осадка таких конструкций может достигать двух метров. В этом случае подъем центральной части естественного фундамента может стать ключевым фактором для длительного срока службы всей конструкции.

Бывают ситуации, когда на месте возведения резервуара на небольшой глубине залегают слабые или пучинистые грунты. В этом случае необходимо более тщательно уплотнение грунта. Если финансовые затраты на подсыпку и выравнивание становятся слишком высокими, используется искусственное основание, как более устойчивое и дешевое.

Искусственные основания

К таким основаниям можно отнести следующие.

Грунты, которые упрочняются искусственными способами. Это может быть изменение химического состава почвы, а также вбивание свай из песка или бетон.
Фундаменты, передающие нагрузку на более прочные грунты, которые залегают на глубине. Как правило, в этих целях используются сваи или заглубленные фундаменты. Выбор должен исходить из затрат на производство и дальнейшую эксплуатацию таких сооружений.
Индивидуальные проекты фундаментов, которым вообще нет числа. Как правило, их разрабатывают в исключительных случаях, чтобы делать конструкцию максимально прочной и при этом сэкономить значительную часть финансовых средств компании.

Если на месте установки сооружения имеют место слабые грунты, то рабочие укрепляю грунт и устраняют его негативные свойства в отношении строительства. Этот процесс может осуществляться при помощи полной или частичной замены слабого грунта более прочным, а также при помощи возведения свайных фундаментов или песчаных подушек, компенсирующих просадку.

В случае возведения таких сооружений на илистом, биогенном или глинистом грунте происходит полная замена грунта песком, гравием, щебнем или их смесью, а также обустройство свай, опирающихся на более прочные грунты, залегающие на глубине. Важно помнить о том, что существуют места, где актуальны карстовые полости. В этом случае эти полости либо заполняются, либо строительство резервуара на этом месте не допускается вовсе, так как это может привести к потере оборудования и ценного продукта.

При выборе основания под резервуар необходимо исходить из его индивидуальных характеристик, а также из свойств грунта, где планируется возведение. Только так можно добиться высокой надежности конструкции.

oilgasnews.ru

Фундаменты (основания) резервуаров - типы, особенности и устройство. / Новости

Устройство фундаментов резервуаров. Особенности возведения оснований под резервуары. Независимо от того, какой тип резервуара будет использоваться, его качество во многом зависит от качества его основания.Фундамент резервуара должен соответствовать всем требованиям СНиПов в отношении таких конструкций. В расчетах также учитываются как дополнительные динамические нагрузки, действующие на такие сооружения, так и результаты действия на них низких температур. А еще – особенности хранимого продукта и возможности его коррозионного воздействия. Словом, проектирование и устройства фундамента – это очень серьезный и ответственный этап, и доверить его можно только профессионалам.

Проектирование основания

Фундамент под резервуар невозможно выполнить без проектирования. А создание проекта начинается с инженерно-геологических изысканий, которые включают в себя:

оценку физико-механических характеристик грунтов,
уровень грунтовых вод,
прогноз гидрологического режима на ближайшие 20 лет (или даже на 50 лет, если речь идет о резервуаре объемом более 10 тысяч кубометров).

Если речь идет об устройстве фундамента под резервуар в местности со сложными инженерно-геологическими условиями, все изыскания должны выполняться исключительно специализированными организациями, сотрудники которых знакомы со всеми нюансами данных типов грунтов и других внешних факторов.

Из каких материалов может быть выполнен фундамент? Это зависит от конкретных климатических условий. В целом же все материалы должны быть такими, чтобы хорошо переносить перепады температуры. Они также изначально должны быть рассчитаны на возможное промерзание. Глубина, на которую закладывается фундамент, должна быть такой, чтобы полностью исключить возможность перекосов или даже более серьезных повреждений, причиненных морозным вспучиванием грунта.

Как формируется грунтовая подушка?

При устройстве фундамента очень важно правильное формирование грунтовой подушки. Оно может осуществляться послойно. При этом каждый слой трамбуется катками. При толщине слоя около 150 мм используются катки массой в 5-10 тонн. Общая высота грунтовой подушки должна составлять не менее 50 см. По верху такой подушки обязательно устраивается слой гидроизоляции, обычно из битумно-песчаной смеси. Его толщина должна быть не менее 50 мм.

Для грунтовой подушки нужен дренаж – для этого на определенном расстоянии устанавливаются специальные трубки. Они позволяют и контролировать возможные протечки.

Устройство фундамента и его особенности

Согласно действующим правилам, установка фундаментов любых резервуаров может выполняться только на плотный или должным образом утрамбованный грунт (в некоторых случаях допускается и песчаная подушка). Если необходимо установить резервуар в пучинистом грунте, то последний заменяется песком, причем на всю глубину его промерзания.

Устройство фундамента должно быть таким, чтобы исключить возможность неравномерной осадки. Ведь в последнем случае может возникнуть нарушение герметичности швов, а это, в свою очередь, может привести к образованию течи. Даже самые качественные фундаменты должны периодически проверяться. Регулярность таких проверок указана в нормативных документах. Также отражена и возможная нивелировка нижних окраек днища.

oilgasnews.ru

Нормальные фундаменты под резервуары

Фундаменты под резервуары являются наиболее ответственной частью всего сооружения, так как принимают на себя гидростатическое давление Жефтепродукта в резервуаре, что позволяет резко уменьшить толщину листов днища. Неправильно спроектированный фундамент может быть причиной неравномерной осадки резервуара, вследствие чего в корпусе и днище появляются трещины, а в некоторых случаях происходит полное его разрушение. Площадки, на которых возводятся резервуары, следует выбирать так, чтобы давление на грунт р было бы меньше допускаемого рдоп:

где Н — высота резервуара; ρ— плотность самого тяжелого нефтепродукта.

Нормальныёфундаменты строят" из крупнозернистых материалов (песка, гальки, гравия, щебня и других), которые передают давление на большую площадь и дают небольшую равномерную осадку. Они выгодно отличаются от монолитных фундаментов тем, что благодаря отсутствию связанности между отдельными частями крупнозернистых материалов обладают эластичностью и перераспределяют усилия, передающиеся грунту при неравномерной осадке, локализуя тем самым ее вредное влияние на резервуар. Поэтому такие фундаменты незаменимы, когда резервуар строится на насыпных грунтах, насыщенных водой. В этом случае в первый момент времени нагрузка от резервуара будет целиком передаваться на грунтовую воду, заключающуюся в порах грунта. Напор грунтовых вод увеличится и начнется фйльтрйря: воды из-под дна резервуара по направлению к свободной поверхности земли. Токи фильтрации будут иметь вид, показанный на рис. 3.36, а.

Рис. 3.36. Токи фильтрации в грунте.

а — под резервуаром, не имеющим песчаное основание; б — под резервуаром, имеющим песчаное основание

Наибольший напор грунтовых вод будет в точке 0. Затем величина напора будет падать вдоль линии фильтрации до нуля на поверхности земли за пределами основания резервуара. Таким образом, под резервуаром возникает гидродинамическое давление на грунтовый скелет, стремящееся выдавить грунт на поверхность. Ввиду малой сопротивляемости грунтового скелета сдвигу при значительных нагрузках может произойти разрушение основания вследствие размыва грунта. В таких случаях наличие под резервуаром подушки из крупнозернистых материалов изменяет направление токов фильтрации, так как подушка не оказывает существенного сопротивления фильтрации грунтовой воды (рис. 3.36, б). Размыва грунта при этом не происходит, потому что дренирующая воду подушка предохраняет целостность грунта в течение всего процесса фильтрации. Нормальный фундамент под резервуары (рис. 3.37, а) состоит из грунтовой подсыпки, подушки из крупнозернистых материалов и гидроизолирующего слоя.

Рис. 3.37. Нормальный фундамент для вертикального стального резервуара.

а — объемом 5000 м3; б — объемом 10 000 м3.

Примечание. Размеры указаны в метрах.

Грунтовая подсыпка производится после срезки и удаления растительного слоя толщиной 15—30 см. Для грунтовой подсыпки лучше использовать щебенистые, гравийные и песчаные грунты. Допускаются глинистые и суглинистые грунты влажностью не более 15%. На макропористых грунтах для подсыпки лучше использовать суглинистые грунты естественной влажности (без дренирующих примесей). Подсыпку желательно выполнять из однородных грунтов горизонтальными слоями толщиной 15—20 см с тщательным послойным уплотнением. Толщина слоя подсыпки 0,5— 2,0м.

Подушку фундамента устраивают толщиной 20—25 см из зернистых материалов. Максимальный поперечник частиц не должен превышать 10% от толщины подушки. Радиус подушки на 0,7 м. больше радиуса резервуара. Поскольку наибольший напор грунтовых вод наблюдается под центром днища резервуара, верхнюю полость подушки целесообразно делать, с уклоном от центра основания. Высота конуса в центре 0,015Д. Конус также разгружает днище от термических напряжений и позволяет полнее удалять из резервуара подтоварную воду. Подушка укладывается с откосами 1 : 1,5, поверх Нее из крупнозернистых материалов устраивают гидроизолирующий слой толщиной 80—100 мм (на макропористых грунтах толщина слоя должна быть увеличена, в 2—2,5 раза). Гидроизолирующий слои прёдохраняет металл днища от коррозии под действием грунтовых вод, а макропористые осадочные грунты от увлажнения в случае утечки воды через днище резервуара. Гидроизолирующий слой изготовляют путем тщательного перемешивания супесчаного грунта (90% объема смеси) с вяжущим веществом (10%) — жидкие битумы, каменноугольные дегти, полугудроны и мазуты. Супесчаный грунт должен быть влажностью не более 3% и иметь следующий гранулометрический состав: 60—85% по объему песка размером песчинок 0,1-2мм, 15-40% песчаных пылевидных и глинистых частиц размером менее 0,1мм. Гидроизолирующий слой следует укладывать без подогрева, равномерно по всей поверхности подушки с уклоном от центра к краям при последующем уплотнении дорожными катками.

Готовый фундамент должен иметь вокруг резервуара бровку шириной 0,7 м. и откосы с уклоном 1 : 1,5 и 1 : 2, замощенные булыжником или бетонными плитами. Для отвода вод вокруг основания устраивается кювет с уклоном i=0,005 к приемнику ливневой канализации. Для резервуаров объемом 10 000 м3 и более при проектировании фундамента необходимо предусматривать бетонное кольцо шириною 1м и высотой 0,2м (рис. 3.37, б).

studfiles.net

11.1.7. Особенности расчета и конструирования оснований и фундаментов стальных вертикальных резервуаров

Расчет оснований резервуаров по несущей способности необходимо выполнять в случаях, предусмотренных п. 2 гл. СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений». При этом рассчитываются общая устойчивость основания резервуара и местная устойчивость грунта под подошвой кольцевого фундамента. При назначении расчетных характеристик сопротивления грунтов сдвигу следует учитывать быстрое увеличение нагрузок на основание при заполнении резервуаров. Расчеты основания необходимо выполнять на характеристики сопротивления грунтов сдвигу в состоянии незавершенной консолидации. Местная устойчивость грунта под подошвой кольцевого фундамента резервуара, а также прочность конструкции кольцевого фундамента рассчитываются на монтажные и эксплуатационные нагрузки.

Расчет оснований и фундаментов резервуаров по деформациям выполняется согласно гл. 5 Справочника. Расчетные деформативные характеристики грунтов основания следует принимать с учетом циклического воздействия нагрузок.

Предельно допустимая деформация основания устанавливается технологическими и конструктивными требованиями проекта по следующим видам: абсолютная осадка любой точки края днища; разность осадок двух смежных точек краев днища; разность осадок центра краев днища; крен.

Абсолютные осадки точек краев днища, отмеченные в период проведения гидравлических испытаний резервуара, в расчет не принимаются.

Расчетная осадка основания резервуара определяется как для круглого гибкого фундамента, загруженного равномерно распределенной, нагрузкой с интенсивностью, равной давлению столба жидкости, хранимой в резервуаре. Расчетная схема основания принимается в виде линейно деформируемого полупространства.

Для резервуаров с плавающей крышей, предназначенных для хранений жидкостей, принимается s3 = 0.

Осадка центра днища резервуара s0 определяется как осадка центра круглого фундамента, загруженного равномерно распределенной нагрузкой интенсивностью, равной весу столба жидкости. Аналогично определяется осадка любой точки днища резервуара.

Рис. 11.7. Резервуар на подушке

1 — резервуар; 2 — гидроизоляционный слой; 3 — кольцевой железобетонный фундамент; 4 — отмостка; 5 — песчаная подушка; 6 — грунтовая подушка; 7 — несущий грунт; 8 — торф

Площадки строительства резервуаров можно классифицировать по характерным грунтовым условиям:

1) сверху на глубину до 4 м залегает торф либо сильно заторфованные грунты, далее залегают относительно прочные грунты;

2) в слое слабых грунтов толщиной до 10 м имеется прослойка торфа толщиной более 0,5 м;

3) слой слабых водонасыщенных грунтов имеет толщину до 10 м, далее залегают относительно прочные грунты;

4) слой слабых водонасыщенных грунтов залегает на большую глубину (свыше 10 м).

В первом случае наиболее экономичным является замена торфа на подушку из послойно уплотненного местного грунта (рис. 11.7). Резервуар устанавливается на уплотненную песчаную подушку, а под краями для снижения концентрации напряжений устраивается кольцевой железобетонный фундамент. В целях защиты днища от коррозии под ним выполняется гидроизоляционный слой из смеси супесчаного грунта с вяжущими веществами в соотношении 10 : 1 по объему. Супесчаный грунт должен иметь влажность не более 3 % и следующий гранулометрический состав: частицы крупностью 2—20 мм — не более 25%; частицы крупностью 0,1—2 мм — от 60 до 85%; частицы крупностью менее 0,1 мм — от 15 до 40%; глинистые частицы — не более 5%. В качестве вяжущего вещества рекомендуется применять: жидкие битумы по ГОСТ 11955–82 «Битумы нефтяные жидкие дорожные»; каменный деготь по ГОСТ 4641-80 «Дегти каменноугольные дорожные»; мазут по ГОСТ 10585-75 «Топливо нефтяное». В вяжущем веществе не должно быть кислот и свободной серы.

Во втором случае экономичным является применение свайных фундаментов (рис. 11.8). Тип, размеры и число свай принимаются по общепринятым принципам. Ростверк может выполняться в различных вариантах. По верху ростверка для создания технологического уклона днища резервуара устраивается набетонка из тощего бетона. Верх бетонки обмазывается горячим битумом за два раза.

Рис. 11.8. Резервуар на свайном фундаменте

1 — резервуар; 2 — набетонка из тощего бетона; 3 — железобетонный ростверк, 4 — отмостка; 5 — песчаная засыпка; 6 — железобетонные сваи; 7 — слабый слой грунта; 8 — торф; 9 — несущий слой грунта

Рис. 11.9. Резервуар на свайном фундаменте с промежуточной подушкой

1 — резервуар; 2 — гидроизоляционный слой; 8 — кольцевой железобетонный фундамент; 4 — отмостка; 5 — железобетонные оголовки; 6 — забивные железобетонные сваи; 7 — песчаная подушка; 8 — щебеночная подушка; 9 — слабый слой грунта; 10 — несущий слой грунта

Рис. 11.10. Резервуар на основании, уплотненного вертикальными дренами

1 — резервуар; 2 — гидроизоляционный слой; 3 — кольцевой железобетонный фундамент; 4 — отмостка; 5 — песчаная подушка; 6 — песчаные дрены; 7 — слабый слой грунта; 8 — несущий слой грунта

Если площадка строительства сложена толщей слабых водонасыщенных грунтов мощностью до 10 м и не имеет прослоек торфа, наиболее экономично применение свайного фундамента с промежуточной подушкой (рис. 11.9). Поверх оголовников устраивается щебеночная подушка высотой не менее расстояния между сваями. Далее устраивается песчаная подушка. Остальные конструкции выполняются, как и в первом случае.

Когда площадка строительства резервуара сложена значительной толщей слабых грунтов и применение свайного фундамента является неэкономичным, следует выполнять уплотнение грунтов временной нагрузкой (насыпью) с устройством вертикальных дрен для уменьшения продолжительности консолидации грунтов (рис. 11.10). Далее работы выполняются так же, как и в первом случае.

Окончательный выбор типа фундамента и метода упрочнения основания производится на основе, материалов инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий и технико-экономического обоснования.

xn--h1aleim.xn--p1ai

Фундамент и основание под резервуарыПострой Меня, пожалуйста! Строительство и ремонт своими руками видео инструкции

sto61

Фундамент представляет важную и основную часть строения. Следовательно, очень важно соблюсти технологии при изготовлении фундамента под резервуары, потому, что они подвержены воздействию разных агрессивных жидкостей. Кроме того, это опасно и тем, что высыхая, из за образования кристаллов, ускоряются коррозионные процессы. В таких условиях следует применять многослойную изоляцию. В основном рекомендуется выполнение всего фундамента из стойких химических материалов, к примеру, в выполненных виде клинкерной кладки.

При выполнении кирпичного основания, стойкого химически, нужно проводить облицовку вплоть до кирпичной кладки. В таком случае, под подошву основания необходимо уложить изоляцию, которая является непроницаемым подслоем. После этого, по ней следует установить установку кирпича, с функциями кислоупорного. В такой кладке оставляют специальные отверстия для анкерных креплений, далее которые заполняют стойкой мастикой. Для больших по объёму резервуаров кислоупорный кирпич обычных размеров получается не прочным для того, чтобы соответствовать требованиям. В этом случае применяют блоки.

Фундаменты для резервуаров часто делают бетонные с облицовкой в последствии. Для подгонки такой основы, перед началом работы, на поверхность наносят слой стойкой химически мастики, имеющим толщину 10 – 20 миллиметров. Такая мастика долго стягивается, но обеспечивает идеальное уплотнение, прижимаясь резервуаром. Важно правильно подобрать ширину заливаемого фундамента, и знать как правильно его залить.

Бывает, что штучные материалы заменяются стеклопластиками. Что касается популярности в последнее время, то выигрывает полимербетон.

Основания для горизонтальных резервуаров часто выполняют и в виде опор, верхняя часть у которых должна соответствовать по форме самому резервуару. А вот станки могут быть сделаны из бетона, при этом защищенного облицовкой. Но наилучший результат получается тогда, когда всё полностью основание выполнено с использованием бетона, а вот верхняя его часть состоит из кирпича, устойчивого к химическим воздействиям. Кладка кирпича производится только после того, как резервуар установлен на временные опоры, так как в таком случае можно подогнать как можно точнее поверхность основания к формам резервуара. Что бы это стало возможным, между поверхностью «седла» и непосредственно резервуаром выкладывается слой из листового свинца. Такой слой предохраняет фундамент от изменений температур.

Фундамент под тяжёлый резервуар и абсорбционные башни следует делать со специальными разъёмами, которые обеспечивают возможный доступ к ним, а также контроль за состоянием их днища. Такие основания следует защитить от коррозии с соблюдением всех правил и норм.

buildmeplease.com