Меню

Закладные детали фундаментов для резервуаров



10. Основания и фундаменты

10.1. Основные положения

10.1.1. Проектирование основания и фундаментов под резервуар должно выполняться специализированной проектной организацией с учетом положений ГОСТ Р 52910-2008, СНиП 2.02.01-83*, СНиП 2.02.03-85; СНиП 2.02.04-88; СНиП II-7-87 и дополнительных требований настоящего Стандарта.

10.1.2. Материалы инженерно-геологических и гидрологических изысканий площадки строительства должны содержать следующие сведения о грунтах и грунтовых водах:

— литологические колонки под пятно резервуара, количество, глубина и расположение которых должны обеспечить построение достоверных разрезов вдоль контурной окружности основания и по ее диаметрам;

— физико-механические характеристики грунтов, представленных в литологических колонках (удельный вес γ, угол внутреннего трения φ, сцепление С, модуль деформации Е, коэффициент пористости ε);

— расчетный уровень грунтовых вод с прогнозом гидрологического режима на ближайшие 20 лет для резервуаров объемом до 10000 м 3 и на 50 лет для резервуаров объемом более 10000 м 3 .

Кроме того, если сжимаемая толща представлена слабыми грунтами (модуль деформации менее 10 МПа), то для каждой грунтовой разности должны быть приведены значения коэффициента фильтрации.

Для величин физико-механических характеристик грунтов должны приводиться однозначные расчетные значения.

При проектировании фундаментов резервуаров в сложных инженерно-геологических условиях инженерные изыскания должны выполняться специализированными организациями и содержать данные для выбора типа оснований и фундаментов с учетом возможного изменения (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно-геологических и гидрологических условий площадки строительства.

10.1.3. Расчет основания по деформациям предусматривает определение расчетных значений величин, характеризующих абсолютные и относительные перемещения фундаментных конструкций и элементов стальной оболочки резервуара с целью их ограничения, обеспечивающего нормальную эксплуатацию резервуара и его долговечность.

10.1.4. Расчет осадок основания резервуара следует выполнять, как правило, с использованием расчетной схемы основания в виде линейно-деформируемой среды: полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи или слоя конечной толщины.

В случае, если расчетные значения деформаций основания превышают предельные значения, следует выполнить расчет осадок с учетом совместной работы оболочки резервуара и основания, рассматривая расчетную схему основания, характеризуемую коэффициентами жесткости, в качестве которых принимаются отношения давления на основание к его расчетным осадкам в различных точках поверхности согласно рекомендациям СНиП 2.01.09.

Расчет системы «резервуар-основание» может быть выполнен также с использованием существующих вычислительных комплексов по определению осадок фундаментов с учетом взаимодействия основания и оболочки резервуара.

10.1.5. Проектная высота расположения днища резервуара определяется технологическим заданием, однако, эта высота должна превышать максимальный уровень окружающей спланированной поверхности земли минимум на 0.5 м, а после достижения основанием расчетных осадок высота днища над уровнем окружающей земли должна быть не менее 0,15 м.

10.1.6. В проекте КМ должно быть представлено задание для проектирования основания и фундаментов под резервуар, включающее расчетные реактивные усилия (нагрузки), передаваемые от корпуса резервуара на его фундамент, а также величины допустимых деформаций основания.

10.2. Расчет нагрузок на основание и фундамент резервуара

10.2.1. Реактивные усилия, передаваемые с корпуса на основание и фундамент резервуара, определяются в зависимости от конструктивных, технологических, климатических, сейсмических нагрузок и их сочетаний, приведенных в таблице П.4.6 Приложения П.4.

10.2.2. В состав нагрузок, передаваемых по контуру стенки резервуара на его фундамент, входят нагрузки двух типов.

Читайте также:  Пример расчета фундамента для бани

Нагрузки первого типа, обеспечивающие осесимметричное распределение усилий по контуру стенки, включают:

— вес резервуара с учетом оборудования и теплоизоляции, за вычетом центральной части днища;

— избыточное давление и разрежение в газовом пространстве резервуара.

Нагрузка второго типа возникает от ветрового воздействия на корпус резервуара и создает кососимметричное распределение усилий по контуру стенки.

Ветровая нагрузка вызывает появление опрокидывающего момента, вычисляемого относительно точки, расположенной на оси симметрии опорного контура стенки с подветренной стороны резервуара. Нагрузки первого типа создают момент, препятствующий опрокидыванию резервуара.

10.2.3. Перечень необходимых расчетов включает:

— определение нагрузок на центральную часть днища в условиях эксплуатации, гидро- пневмоиспытаний и при сейсмическом воздействии;

— расчет максимальных и минимальных нагрузок по контуру стенки в условиях эксплуатации и при сейсмическом воздействии;

— проверку на отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего избыточного давления на пустой резервуар;

— проверку на опрокидывание пустого резервуара путем сравнения опрокидывающего момента и момента от удерживающих сил;

— проверку резервуара с продуктом на опрокидывание в условиях землетрясения;

— расчет анкеров, если происходит отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего давления на пустой резервуар;

— расчет анкеров, если устойчивость пустого резервуара от опрокидывания не обеспечена;

— расчет анкеров, если устойчивость резервуара с продуктом от опрокидывания при землетрясении не обеспечена.

Расчет нагрузок на основание и фундамент резервуара при землетрясении приведен в п. 9.6.6.

10.2.4. Опрокидывающий момент, действующий на резервуар в результате ветрового воздействия, вычисляется по формуле:

10.2.5. Расчетная погонная нагрузка по контуру стенки характеризуется максимальным и минимальным значениями, соответствующими диаметрально противоположным участкам фундамента (рис. 10.1). Максимальная и минимальная нагрузки определяются соответственно, как сумма и разность максимальных нагрузок первого и второго типа (с учетом знаков). Расчетная нагрузка по контуру стенки в основании резервуара определяется по формулам:

Рис. 10.1. Нагрузки на фундамент, передаваемые по контуру стенки резервуара

10.2.6. Расчетная вертикальная нагрузка на фундамент резервуара, соответствующая 1-му расчетному сочетанию нагрузок (таблица П. 4.6 Приложения П.4), составляет:

10.2.7. Если теплоизоляция, или вакуум, или снеговая нагрузка отсутствуют, формула 10.2.6 должна быть приведена в соответствие с полученным сочетанием нагрузок.

10.2.8. Коэффициент fs назначается согласно указаниям п. 9.2.3.1.7.

10.2.9. Нагрузки на центральную часть днища определяются исходя из величины внутреннего избыточного давления, максимального проектного уровня налива и плотности продукта (эксплуатация) или воды (гидро- пневмоиспытания). Эту нагрузку следует определять по формулам:

pf = γn[0,001g(ρH + ρstbc) + 1,2p],

Pfg = γn[0,001g(ρgH0g + ρstbc) + 1,25p].

10.2.10. Требования по установке анкеров

10.2.10.1. Анкеровка корпуса резервуара требуется если:

— происходит отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего избыточного давления;

— момент от сил, вызванных ветровым воздействием, превышает момент от вертикальных удерживающих сил, действующих на пустой резервуар.

10.2.10.2. В случаях, указанных в п. 10.2.10.1, стенка резервуара прикрепляется к фундаменту анкерными устройствами, шаг установки и размеры которых определяются расчетом.

10.2.10.3. Требуется установка анкеров, если выполняются следующие неравенства, соответствующие условиям п. 10.2.10.1:

Qmin 3 и не менее 1,0 для резервуаров объемом свыше 3000 м 3 . Толщина железобетонного кольца принимается не менее 0,3 м. При строительстве резервуаров в сейсмических районах наличие кольцевого железобетонного фундамента является обязательным. Ширина кольца должна быть не менее 1.5 м, а толщина не менее 0,4 м.

Читайте также:  Ямобур ручной под фундамент

Рис. 10.4. Сплошная железобетонная плита

10.3.4. Фундамент в виде сплошной железобетонной плиты рекомендуется для резервуаров диаметром не более 15 м на немерзлых грунтах, для всех резервуаров на мерзлых грунтах, а также для всех резервуаров при хранении в них этилированных бензинов, реактивного топлива или иных ядовитых продуктов. Для обнаружения возможных протечек продукта железобетонная плита должна иметь уклон не менее 1 % от центра к периметру, а также радиально расположенные дренажные канавки.

Источник

Кольцевые фундаменты

В сочетании с подсыпкой на основание часто практикуется фундамент под стенку. Так, в соответствии с ГОСТ 52910-2008 «…в качестве фундамента резервуара может быть использована грунтовая подушка (с железобетонным кольцом под стенкой и без него).

Рис.2: Фундаменты РВС: а),в) гравийные; б) в форме железобетонного кольца; г) в виде подпорной стенки; 1 — подсыпка из гравия; 2 — стенка РВС; 3 — днище РВС; 4 — уплотненный песок; 5 — песчанная засыпка; 6 — грунт основания; 7 — железобетонное кольцо; 8 — асфальт; 9 — подсыпка; 10 — выравнивающий слой; 11 — дренажное отверстие; 12 — ПВХ-пленка; 13 — ж/б плита

Для резервуаров объемом 2000 м 3 и более под стенкой резервуара устанавливают железобетонное фундаментное кольцо шириной не менее 0,8 м для резервуаров объемом не более 3000 м 3 и не менее 1,0 м — для резервуаров объемом более 3000 м 3 . Толщина кольца принимается не менее 0,3 м.». (см. рис.1.-в)

При этом, исходя из практического опыта, такая конструкция фундамента обеспечивает устойчивость только прифундаментного слоя (подсыпки), практически не увеличивая жесткости узла сопряжения днища со стенкой. Также данная конструкция не влияет на неравномерность осадки основания резервуара.

В определенных условиях эффективен фундамент в виде кольцевой стенки, которая, прорезая слабые верхние слои грунта основания, может передать нагрузку на подстилающие плотные слои.

Также по требованию ГОСТ для площадок строительства с расчетной сейсмичностью 7 баллов и более фундаментное кольцо устраивают для всех резервуаров, независимо от объема, шириной не менее 1,5 м, а толщину кольца принимают не менее 0,4 м.

Фундаментное кольцо рассчитывают на основное, а для площадок строительства с сейсмичностью 7 баллов и более — также на особое сочетание нагрузок.

Существует практика совместно с подсыпками использовать кольцевые фундаменты из гравия или щебня, железобетонные кольцевые фундаменты, расположенные непосредственно под стенкой, а также фундаменты в виде железобетонной подпорной стенки, находящейся за пределами резервуара (рис 2).

При устройстве кольца в виде подпорной стенки подсыпка выполняется из песчанно-гравийной смеси или гравия.

Железобетонные фундаменты выполняют из монолитного железобетона, а поперечному сечению придают прямоугольную форму.

Также практикуется конструкция фундамента на естественном основании со щебеночным кольцом под стенкой. Такой фундамент эффективен при ожидаемой осадке не более 15 см. Его особенность состоит в том, что непосредственно под стенкой используется не песок, а щебень для создания щебеночной или гравийной насыпи высотой не менее 60 см, шириной по верху 1-2 м. (См. рис 3.).

Читайте также:  Как вымерить фундамент лазерным уровнем

Щебень укладывают слоями по 20 см и тщательно трамбуют. Непосредственно под днищем по всей его плоскости устраивают щебеночный слой (6) толщиной не менее 10 см и дополнительно закладывают дренажные трубки диаметром около 9 см.

Для широких резервуаров применяют следующие конструкции: под днищем устанавливают песчаный фундамент-подсыпку, а под стенкой — либо железобетонный, либо щебеночный кольцевой фундамент (в зависимости от грунтовых условий) (См. рис.4.).

Подсыпку под стенку с внешней стороны фундамента устанавливают с пологим откосом 1:5, который в нижней части поддерживается подпорной стенкой.

Насыпь оборудуют дренажными трубками и защищают асфальтовым покрытием.

Между днищем и железобетонной поверхностью железобетонного кольцевого фундамента имеется амортизационный асфальтовый слой толщиной не менее 20 см.

Рис.3. Подушка из щебня под стенкой РВС. 1 — дренажные трубки; 2 — кольцевая подушка; 3 — асфальт; 4 — гидроизоляция; 5 — стенка; 6 — подсыбка из щеюня; 7 — песок; 8 — песчанная подушка

Для больших резервуаров с целью повышения безопасности постоянно разрабатываются дополнительные меры укрепления фундамента. Некоторые из них показаны на рис. 4.

Песчано-гравийную подушку покрывают смесью песка, щебня, асфальтовой эмульсии и цемента, затем уплотняют укатыванием. Получившаяся поверхность, в результате, снимает часть нагрузки с подушки и передает ее на железобетонное кольцо.

Также устраивают фундаменты в виде железобетонных плит. В этих случаях резервуар опираются на железобетонную плиту, установленную либо на поверхности основания, либо ниже планировочной отметки. Железобетонная стенка по периметру плиты заглубляется ниже ее подошвы и служит для снижения бокового перемещения грунта.

Источник

Фундаменты под резервуары

Страница 1 из 2 1 2 >

Нужно запроектировать фундаменты под три резервуара для воды, рядом с сущ. зданием. Емкости резервуаров — 2 по 250 м3 и 1 — 100 м3.
Фундаменты существующего здания на глубине 1.8 метра от поверхности земли.
По заданию поставщиков резервуаров — нужно выполнить опорную железобетонную плиту с расставленными закладными.
Грунты основания:
1.5 м — насыпной
1. 2 м — суглинок с IL=0.9
5 м — песок средней крупности

Вопросы такие.
1. Устройство искусственного основания из песка средней крупности. Предполагается отрывка котлована глубиной 1.5 метра. Смущает наличие рядом здания. Как могут сказаться работы по уплотнению основания на конструкциях существующего здания, учитывая, что работы ведутся практически вплотную?
2. Если обойтись без песчаной подушки, то какие могут быть другие варианты? Мне видятся два. Первый — ленточный фундамент по кольцу, плюс ленточный фундамент по осям резервуара крестиком, сверху плита, рассчитываемая как плита перекрытия. Второй — ленточный фундамент по кольцу, плита днища внутри этого кольца, работает как поршень. По первому варианту вертикальная нагрузка приходится через плиту днища на подошвы ленточных фундаментов, во втором случае вертикальная нагрузка давит на плиту днища, а лента по контуру воспринимает растягивающие радиальные напряжения от бокового давления грунта. Насколько жизнеспособны такие решения? Опыт проектирования подобных сооружений небольшой, не хотелось бы изобретать велосипед.
3. Расположение подошвы фундамента резервуара выше подошвы существующих фундаментов очевидно будет хуже, нежели расположение фундаментов в одном уровне. Вопрос в том — насколько хуже?

Источник