1、1大型工业钢储罐环墙式基础的设计及实例摘要： 通过大型工业钢储罐环墙式基础的工程设计，简述钢储罐环墙式钢筋混凝土基础工程中的注意事项及计算方法。 关键词：储罐 环墙基础 钢储罐环墙基础与一般房屋建筑的基础的区别，房屋建筑整个上部结构都是靠基础传递和扩散到地基上去的，基础是整栋建筑不可少的组成部分；钢储罐环墙式基础是墙内各垫层构成的柔性基础与环墙共同工作。环墙只承受储罐壁（浮顶罐）或罐壁、顶（固定顶罐）和小部分介质的荷载，而大部分的介质或浮船荷载是由环墙内各垫层直接传到地基上。 1 以下三种情况需设置环墙 SH3068-2007石油化工企业钢储罐地基与基础设计规范规定下列地质条件宜采用钢筋混凝土
2、环墙式基础。 （1） 当地基土不能满足承载力设计要求，但计算沉降差不超过规范 8.3 条的允许值时； （2） 当地基土为软弱土，地基土不能满足承载力设计值要求，且沉降差不满足规范 8.3 条的允许值时或地震作用地基土有液化； （3） 当建筑场地受限制时。 3 设置环墙的作用 （1）减少罐周边土的不均匀沉降。钢筋混凝土环墙平面抗弯刚度大，2能很好地调整在地基下沉过程中出现的不均匀沉降，减少罐壁的变形，避免浮顶或内浮顶罐发生浮顶不能上浮的现象。 （2）罐体荷载传递给地基的压力分布较为均匀。 （3）增强基础的稳定性，抗震性能好。防止由于冲刷、侵蚀等造成环墙内各垫层土的流失，保持罐底下垫层基础的稳定。
3、 （4）利于罐壁安装。环墙为罐壁底端提供了一个平整而坚实的表面，为校平储罐基础面和保持外形轮廓提供有利条件； （5）有利于事故的处理。当罐体出现较大倾斜时，可用环墙进行顶升调整； （6）起防潮作用。钢筋混凝土环墙顶面不积水，减少罐底的潮气和对罐底板的腐蚀； （7）比护坡式罐基础减少占地。 4 环墙宽度的确定 环墙宽度是按环墙底压强与环墙内同一水平面地基上压强相等（标准值）的条件而求得的（图 1） 。主要是为了使环墙内基础沉降不至于产生突变，即规范 6.1.1： 式中，b 为环墙的宽度 m； gK 罐壁底端传给环墙的线分布荷载标准值（当有保温层时尚应包括保温层的标准值）KN/m； 罐壁伸入环墙顶
4、面宽度系数，一般可取 0.40.6，宜取 0.5；L 使用阶段储存介质的重度 KN/m3；hL 环墙顶面至罐内最高储液面（介质）高度 m；c 环墙的重度 KN/m；m 环墙内各垫层的平均重度 KN/m3；h 环墙的高度 m。 关于罐壁底端传给环墙的线分布荷载标准值，当为浮顶罐时，仅为3罐壁的重量，当为固定顶时，应包括罐壁和罐顶的重量。 环墙的宽度的计算可先假定 值求出 b，再根据选用的 b 值适当调整 值，规范在构造中规定钢筋混凝土环墙宽度不宜小于 250?。 环墙调节地基局部变形的能力与环墙截面刚度的大小和地基土的好坏有关，选择截面尺寸是设计环墙的关键，一般当土质均匀性很差时，环墙的刚度适当
5、加大，当土质很均匀沉降量很小时，环墙刚度可取得较小，有的基础可以不做环墙，环墙的刚度是有限的，调整差异沉降的能力也是有限的，利用它来调整差异沉降很大的局部地基变形不经济，设计环墙式基础不应盲目加大环墙截面和配筋。 5 环墙环向力计算方法 目前在设计环墙时，当罐壁位于环墙顶面时，即规范 6.2.3： Ft=（QWWhSW+Qmmh）KR （2） 式中，Ft 环墙单位高环向应力设计值 KN/m；QW、Qm 分别为水、环墙内各层自重的分项系数，QW 取 1.1，Qm 取 1.0；W、m 分别为水的重力密度，环墙内各层的平均重度， W 可取 9.8、m 可取18.0；hw 为环墙顶至罐内最高贮水面高度
6、 m；h 为环墙截面的高度；Ft环墙单位高环向应力设计值；K 为环墙侧压力系数，一般地基可取0.33，软土地基可取 0.50；R 为环墙中心线半径 m。 6 环墙竖向力计算 规范中 6.2.2 条规定，环墙可仅进行环向力计算。即对环墙不做竖向力计算，主要是因环墙的径向位移沿竖向的分布趋近于直线，所以环墙的竖向弯矩很小。 47 环墙截面配筋计算 环墙单位高环向钢筋的截面面积，按下式计算，即规范 6.3.1： 式中，As 为环墙单位高环向钢筋的截面面积?2；0 为结构的重要系数 1.0；fy 为普通钢筋的抗拉强度设计值 N/?2。 环向受力钢筋的最小配筋率不应小于 0.4%，环向受力钢筋的接头应采
7、用焊接或机械连接。在软土、软硬不一地基上的储罐，环墙顶端、底端宜各增加两圈附加环向钢筋，直径与环墙环筋相同。竖向钢筋构造配置，竖向钢筋的截面最小配筋率不应小于 0.15%（每侧） 。钢筋直径宜为12?18?，间距宜为 150200?，其上下两端宜为封闭式。 1 条件 工程地质为软弱地基，采用振冲碎石桩进行地基处理，经处理后的复合地基承载力特征值 fSPk=220Kpa。罐底直径 30.1m，罐体直径30.00m，大罐总高 18.98m，罐体高 15.7m，大罐自重 2430KN，充水重107500KN，介质容重 7.20KN/m3，基础顶面到罐内最高液面高度为15.70m，灌底标高为 1.000m，罐区地面相对标高0.00m，高差为 1m，地基土最大冻结深度 1.2m，罐壁平均厚为 10?。 2 基础类型及基础断面选择 考虑基础用钢筋混凝土环墙式基础。 根据规范法 钢筋混凝土环墙式基础等截面环墙的宽度可按下式计算：3 地基承载力验算 由于采用环墙式基础，基础埋深要在地面冻土层以下 1.2m，环墙高5h 则为环墙顶面至罐区地坪加上埋深，即：h=1.0+1.2=2.2m。 4 根据规范计算环墙环向力 5 环墙配筋 参考文献 1 ?广民 大型钢储罐环墙式基础的设计探讨， 化工设计2005. 1
