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1、第六章 储罐的基础知识,第一节 储罐的分类与构造,一、储罐的分类,1、按建造材料分,非金属储罐：混凝土和预应力钢筋混凝土储罐、砖砌储罐、水封岩洞储罐及塑料、玻璃钢罐等，其中钢筋混凝土储罐和砖砌储罐已经很少使用；金属储罐：钢制储罐、铝制储罐及铝镁合金储罐。,2、按建造位置分,地上储罐地下储罐半地下储罐洞中储罐海中储罐,基础知识,、三相交流电：由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120角的交流电路组成的电力系统，叫三相交流电。、一次设备：直接与生产电能和输配电有关的设备称为一次设备。包括各种高压断路器、隔离开关、母线、电力电缆、电压互感器、电流互感器、电抗器、避雷器、消弧线圈、并联电容器及高压
2、熔断器等。,基础知识,、二次设备：对一次设备进行监视、测量、操纵控制和保护作用的辅助设备。如各种继电器、信号装置、测量仪表、录波记录装置以及遥测、遥信装置和各种控制电缆、小母线等。4、负荷开关：负荷开关的构造与隔离开关相似，只是加装了简单的灭弧装置。它也是有一个明显的断开点，有一定的断流能力，可以带负荷操作，但不能直接断开短路电流，如果需要，要依靠与它串接的高压熔断器来实现。,3、按储罐的结构和外形分,立式圆筒形储罐、卧式圆筒形储罐、球形储罐、储气柜、双曲率（水滴形）储罐及低温双层储罐等。立式圆筒形储罐按其顶部结构的不同可分为拱顶油罐、锥顶油罐、浮顶油罐、内浮顶油罐等四种；储气柜按密封形式的不
3、同可分为低压湿式螺旋储气柜和干式储气柜。,4按储罐盛装介质分,储油罐储气罐石油化工原料罐,5按储罐的用途分,生产罐、储存罐。生产罐亦称“集油罐”，是指那些在开发油田时用来储存原油的储罐。储存罐是为了储存不同油品而设置的储罐。,6按储罐壁板连接方法分,螺栓罐铆接罐焊接罐,7按储存介质温度分,常温储罐和低温及深冷储罐。储存介质温度为-20-100的储罐为低温储罐介质温度在-100以下的储罐为深冷储罐。,8按储存介质压力分,常压储罐、低压储罐和压力储罐（亦称压力容器）。低压储罐压力大于常压而低于0.1MPa。美国API620规定低压储罐压力不超过105kPa，且有无锚栓低压储罐和有锚栓低压储罐之分。
4、,二、立式圆筒形储罐的构造,1.拱顶储罐的构造,（一）罐底1、罐底的排版形式罐底由中幅板和边缘板组成，外周较厚的底板称边缘板，中部较薄的底板称中幅板。罐径小于16.5m采用条形排版，内径大于等于16.5m时罐底采用弓型边缘板。,图6-1-1 罐底板排列图,中幅板的排版形式,中幅板的排版形式有：一字形、人字形、T形和井字形。视储罐内径大小、材料品种和规格以及施工工艺来决定。,图6-1-2 储罐中幅板排列图,罐底边缘板的对接接头,最下圈壁板与罐底边缘板之间必须严密而无间隙，当底板为搭接而无弓形边缘板时，边缘处底板必须设计为对接,图6-1-3 罐底边缘钢板的对接接头,对搭接接头,对搭接接头处三层钢板
5、重叠部分，应将最上层底板切角，长度应为搭接长度的2倍，宽度应为搭接长度的2/3。在上层底板铺设前，应先焊接上层底板覆盖部分的角焊缝,图6-1-4 底板三层钢板重叠部分切角,罐底边缘板与罐壁的连接,连续角焊缝，焊缝高度等于边缘板厚度；边缘板厚度=10mm时，内侧角焊缝为具有圆弧过渡的不等边角焊缝。,底版厚度,中幅板受力较小，可以不考虑强度要求，但应考虑施工焊接变形和罐底腐蚀因素而不能太薄；边缘板受力复杂，其厚度与罐壁底层壁板之间有一一对应关系。,罐底直径,国内取储罐底层壁板中心线与罐底边缘板外缘之间的最小距离60mm；日本规定罐底板伸出罐壁外表面50mm;API650规定罐底板直径为底层壁板外径
6、再加101.6mm。,罐底板坡度,在储液作用下油罐基础会发生不均匀沉降，沉降量为中间大、边缘小，因此，油罐基础的设计坡度一般为1.5%，对软地基不大于3%。,（2）罐壁,套筒式罐壁板环向焊缝采用搭接，纵向焊缝为对接，其优点是便于各圈壁板的对口，特别是采用气吹顶升倒装法施工时十分方便安全；直线式罐壁板环向焊缝为对接，优点是罐壁整体自上而下直径相同，特别适用于浮顶罐，但组对安装要求较高,难度亦较大。,图6-1-5 立式油罐罐体结构型式,搭接要求,拱顶罐壁板环向焊缝若采用搭接，其搭接环缝外侧采用连续焊缝，内侧采用断续焊。搭接宽度不小于钢板厚度的5倍，相邻对接纵焊缝的间距不小于500mm。罐壁板与罐底
7、边缘板相连的丁字焊缝(大角缝)内外侧均为连续焊缝。,（三）罐顶,自支撑式锥顶梁柱式锥顶拱顶,拱顶,形状近似球面，靠拱顶周边支撑于焊在罐壁上的包边角钢上。包边角钢形式有两种。,球面由中心盖板和扇形板组成，扇形板一般设计成偶数，对称安排，板与板之间搭接。搭接宽度不小于5倍板厚，且不小于25mm，实际搭接宽度大多采用40mm。罐顶的外侧应采用连续焊，内侧间断焊。中心盖板搭在扇形板上，搭接宽度一般取50mm,图6-1-8 拱顶罐罐顶板结构图,2.浮顶储罐的构造,图6-1-9 单盘式浮顶罐示意图,图6-1-10 双盘式浮顶罐示意图,双盘式,浮子式,单盘式构造相似，只是单盘中央部分均布有若干个密封的浮室。
8、,图6-1-11 浮子式浮顶罐示意图,（1）罐底,浮顶罐的容积一般都比较大，故其底板结构均如图(b)、(c)、(d)所示。,图6-1-1 罐底板排列图,（2）罐壁,罐壁均采用对接焊缝，并应将焊缝打磨光滑，以防止划损浮顶密封装置。由于浮顶罐上部为敞口，为增加壁板刚度，根据所在地区的风载大小，罐壁顶部需设置抗风圈和加强圈。,（3）浮顶,图6-1-12 单盘结构示意图,图6-1-13 双盘结构示意图,3.内浮顶储罐的构造,图6-1-14 内浮顶罐示意图,第二节 储罐基础设计与施工,一、储罐基础设计应具备的资料,（1）一般地基情况要求提供场地的地形地貌，地质构造（包括断层），不良地质现象，地层成层条件
9、，岩土的物理力学性质，场地的稳定性，岩石的均匀性，地基的承载能力标准值，地下水的特性，土的标准冻结深度，由于工程建设可能引起的工程问题等的结论和建议，并附勘探点平面布置图，工程地质剖面图，地质柱状图以及有关的测试图等。,（2）软土地基,土层的组成，土的分类，分布范围，压缩系数e，压缩模量，e，p关系曲线，垂直方向和水平方向的渗透系数和固结系数，固结压力和孔隙比的关系，三轴固结不排水抗剪强度，无侧限抗压强度，不固结不排水三轴抗剪强度及有效内摩擦角，十字板原位抗剪强度，灵敏度以及地基处理方法的建议,（3）山区地基,一般地基要求还有：建设场地地基的滑坡、岩溶、土洞、崩塌、泥石流等不良地质现象，地基的
10、不均匀性的分布范围以及对地基处理方法的建议等。,（4）特殊土地基,特殊土地基：如湿陷土、膨胀土、多年冻土、盐渍土、混合土、填土、红粘土、污染土等除按一般地基要求外，尚应按有关标准规范要求执行。,（5）地震区,应做场地和地基的地震效应评价，确定有无崩塌，滑坡，液化可能性等不良地质现象存在。,2勘探点数量和勘探孔深度,（1）勘探点数量根据储罐的形式、容积、场地类别等确定，一般布置在储罐的罐中心和边缘。在初探阶段，一个罐区不宜少于35点，详探阶段可按表6-2-1选用。,（2）勘探点深度,与地基情况和储罐容积有关,Dt-储罐底圈内直径（m）,3储运工艺、安装、设备及总图等资料,（1）储罐平面布置及设计
11、，竖向标高，罐中心坐标；（2）储罐的形式、容积、几何尺寸、罐底坡度及中心标高，设计地面标高；（3）储罐内介质最高液面高度、最高温度和重度；（4）储罐的罐前平台、排放口、沟、井、梯子基础等辅助设施的位置和形式；（5）与储罐有关的管道布置、预埋件、螺栓布置及有关的排水设施；（6）储罐的施工安装、试压、检验等对罐基础的要求；（7）对储罐基础的使用要求；（8）球罐基础还应有罐直径，支柱数量，支柱高度，分布圆直径，罐体重，罐内介质重，液压试验时的液体重，保温层重，支柱，拉杆，平台及附件重。（9）卧式油罐还应有罐的外形，支座尺寸，支座标高，支座形式，地脚螺栓个数，直径，布置滑动端。,二、罐基础的选型,罐基
12、础的形式与储罐的形式、容积、地质条件、材料供应情况、业主要求及施工技术条件、地基处理方法和经济合理性等因素有关。按地质条件选型应符合以下规定：,按地质条件选型,当地基土能满足承载力设计值和沉降差要求，以及建罐场地不受限制时，宜采用护坡式或外环墙式（钢筋混凝土）罐基础,护坡式罐基础,外环墙式罐基础,按地质条件选型,当地基土不能满足承载力设计值要求，但计算沉降量不超过允许值时，可采用环墙式外环墙式或护坡式罐基础,护坡式罐基础,外环墙式罐基础,环墙式罐基础,按地质条件选型,当地基土为软土，不能满足承载力设计值要求，且沉降差不能满足规定的允许值或地震作用时地基土有液化可能时，宜对地基处理后再采用环墙式
13、（钢筋混凝土）罐基础。,环墙式罐基础,按地质条件选型,当建罐场地受限制时，宜采用环墙式（钢筋混凝土）罐基础。,环墙式罐基础,按地质条件选型,气柜基础宜采用钢筋混凝土环墙基础。,对于球罐基础，大多采用圆环形基础,卧罐基础一般采用墙式基础，高位的则采用刀式或T型基础,圆筒形立式罐基础,圆柱式立式罐基础,三、储罐基础的计算,1承载力计算（1）罐基础底面处压力的确定。对于天然地基或经处理后的地基，应符合下式要求。（6-2-1）式中 P 罐基础底面（持力层顶面）处的平均压力设计值（kN/m2）；f地基承载力设计值（kN/m2）取1.1，为地基承载力标准值（kN/m2）。,1承载力计算,（2）罐基础底面处
14、的平均压力设计值可作为轴心荷载考虑，按下式计算：式中 F、G上部罐体及储水传至罐基础顶面的竖向力设计值，（kN）；A罐基础底面面积（m2），环墙式基础的计算直径取环墙外直径，护坡式、外环墙式基础的计算直径取罐底圈内直径。,2环墙计算,罐壁位于环墙顶面，环墙式罐基础为等截面。,（1）环墙的截面尺寸,（6-2-2）式中 b环墙宽度，m；g罐壁底端传给环墙顶端的线分布荷载标准值（当有保温层时，尚应包括保温层的荷载标准值），kN/m；罐壁伸入环墙顶面的宽度系数，一般取0.40.6，宜取0.5；罐内使用阶段储存介质的重力密度，kN/m3；环墙顶面至罐内最高液面（介质）高度，m；环墙的重力密度，kN/m3
15、；环墙内各层的平均重力密度，kN/m3；环墙高度，m。,（2）环墙上作用效应,当罐壁位于环墙顶面时，环墙单位高度环向力设计值，可按下式计算 式中 Ft环墙单位高度环向力设计值，kN/m；、分别为水、环墙内各层自重分项系数，可取1.1，可取1.0；、分别为水的重力密度、环墙内各层的平均重力密度(kN/m3)，可取9.80，可取18.00；hw环墙顶面至罐内最高储水面高度，m；K环墙侧压力系数，一般地基可取0.33，软土地基可取0.50；R环墙中心线半径，m。,（3）环梁截面配筋、环墙单位高度环向钢筋的截面积,式中 As环墙单位高度环向钢筋的截面面积，mm2；重要性系数，取1.0；fy钢筋的抗拉强
16、度设计值，kN/mm2。,3稳定性计算,（1）对于软土地基，当采用预压排水固结法加固地基时，在加载各阶段及位于斜坡、陡坎边缘、已填塞或掩埋的旧河道及深坑边缘地带的储罐基础，应进行整体和局部地基抗滑稳定性计算。（2）地基抗滑稳定性。当为均质粘性土坡和软土地基时，可采用圆弧滑动面法进行验算。,（3）采用圆弧滑动面法进行地基抗滑稳定性验算时，抗滑稳定安全系数为最危险滑动面上各力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩之比，其值应符合下式要求。1.2(或1.3)（6-2-5）式中 FS抗滑稳定安全系数，当滑动面为圆弧面时取1.2，为平面时取1.3；MR抗滑力矩标准值，kNm；MS滑动力矩标准值，kNm。,
17、（4）均质粘性土边坡稳定性的抗滑力矩标准值及滑动力矩标准值计算如下：式中 Ci第i条土条滑动面上土的粘聚力标准值，kPa；li第i条土条的弧长，m；qi第i条土条顶面的作用荷载标准值，kPa；bi第i条土条的宽度，m；gi第i条土条的自重（地下水位以下取有效重力密度)，kN/m；i第i条土条弧线中点切线与水平线夹角，。,（5）对于软土地基，当采用预压排水固结法加固地基时，加载各阶段的抗滑力矩标准值及滑动力矩标准值，可按下列公式计算：,m滑弧分段总数（每段对应一垂直土条）；i滑弧分段序号，i=1m；R0滑弧半径，m；Qi第i段滑弧分区的弧度；j分级加荷的级数，其值为1至总级数n；Cmj第j级荷载
18、时地基土的抗剪强度，kN/m2；P填土层填土荷载标准值，kN/m2；Pj第j级加荷完毕时的荷载标准值，kN/m2；b填土层填土的宽度，m；B滑弧起点至位于滑动体上的罐壁之间的距离，m；Sij正常固结状态的粘性土，在荷载Pj作用下，地基滑弧上第i段时间为t时的抗剪强度，kN/m2；S0i 地基滑弧上第i段于加荷前的十字板原位抗剪强度或三轴不排水抗剪强度，kN/m3；考虑剪切蠕动及其它因素对强度影响的折减系数，取0.750.90，对于排水性能好、固结较快的地基土取大值，反之取小值；地基中第i段滑弧处的附加应力系数；Vj预压荷载下对应于荷载Pj、固结时间为t时的地基平均固结度，%；三轴固结不排水试验
19、求得的土的内摩擦角，。,四、储罐基础施工,测量放线土方开挖与回填地基处理钢筋绑扎模板支护砼浇筑级配砂石回填沥青砂面层大罐焊接散水砼。,1.测量放线,用水准仪将站内已知绝对高程点引入施工现场的永久建筑物上，或根据现场情况制作受保护水准点。用经纬仪将站内已知坐标引入施工现场内，并加以保护，以此点作为相对坐标。按照图纸要求确定构筑物位置，然后根据构筑物位置坐标，按照图纸要求用50m钢卷尺配合经纬仪确定罐基础中心点，并在每个罐四个方向上各设置一个控制桩。以每个罐中心点按图纸要求半径加放坡和工作面确定开挖范围，并以石灰粉画线作出标记。,2.土方开挖与回填,根据地质勘察部门给出的水文地质资料、现场实测高程
20、和设计图纸确定开挖方式，根据设计现场平面图纸和现场情况确定开挖顺序及运土方案。土方开挖可采用大开挖施工方案，人工配合施工。储油罐基础环梁施工完毕，模板拆除后，将现场杂物清理干净，开始进行土方回填。每层土的回填厚度在250300mm之间，分层夯实，夯实系数满足设计要求。,3.钢筋绑扎,储罐环梁施工包括：环梁钢筋工程施工、环梁模板工程和环梁混凝土工程施工。环梁钢筋工程施工，即钢筋绑扎。,1）钢筋制作,钢筋弯钩或弯曲 半圆弯钩、直弯钩及斜弯钩 箍筋,2）绑扎与安装,箍筋必须呈封闭型，开口处设置135弯钩，弯钩平直段长度不小于10d。钢筋的数量、规格、接头位置、搭接长度、间距应严格按施工图施工。,3）
21、钢筋绑扎的质量要求,钢筋的品种和质量必须符合设计要求和有关标准规定；钢筋的规格、形状、尺寸、数量、间距、锚固长度、接头位置必须符合设计和规范规定；,4）钢筋连接,焊接前须清除钢筋表面铁锈、熔渣、毛刺残渣及其他杂质等；梁搭接焊采用单面焊，搭接长度不小于钢筋直径的10d；焊接前应先将钢筋预弯，使两钢筋搭接的轴线位于同一直线上，用两点定位焊固定。,4.模板工程,1）支模系统用料在罐中心搭设井架，其高度与环梁顶面标高相同。采用钢模板并配以部分木模板，模板之间缝隙采用泡沫胶条密封，支撑体系采用48钢管及50100mm木方支撑。环梁模板外围采用14圆钢7道、间距400mm，用倒链拉紧焊接，防止混凝土涨模，
22、然后在环梁外围周圈用钢管支撑加固，防止模板整体位移。环梁内模采用三道根据内模弧度预制钢管（48钢管）加固，防止混凝土向内涨模。支撑体系采用三排周圈脚手架，保证整个环梁模板体系的稳定牢固。为防止模板根部涨模。内外模板之间增加铁拉条，竖向间距600mm，水平间距900mm，呈梅花布置，两端根据模板u形卡眼位置在铁条上打眼，与模板用u形卡锁牢，保证环梁截面尺寸。,2）模板支撑图,模板支撑平面图,模板支撑立面图,3）模板工程的质量要求,模板及支撑系统必须具有足够的强度、刚度和稳定性。模板的接缝不大于2.5mm。模板的实测允许偏差如下，其合格率控制在90%以上。,4）模板拆除,先拆除斜拉杆或斜支撑，再拆
23、除纵横龙骨或钢管卡，接着将U型卡或插销等附件拆下，然后用撬棍轻轻撬动模板，使模板离开墙体，模板逐块传下堆放。,5.混凝土浇筑,1）混凝土浇筑要求混凝土自泵车混凝土管口下落的自由倾落高度不得超过2m。浇筑混凝土时应分段分层进行，每层的分层浇筑高度控制在小于500mm。浇筑时，从环梁的一点向两个方向同时推进，最后合并接头，不留施工缝，并振捣密实。振捣时采用梅花状布点，严禁直接振捣模板和钢筋，浇筑过程中严禁在拌合物中加水。使用插入式振动器时应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，按顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实。移动间距不大于振动棒作用半径的1.5倍（一般为300400mm）。振捣上一层时应插入下层
24、混凝土面50mm，以消除两层间的接缝。,1）混凝土浇筑要求,浇筑混凝土应连续进行。如必须间歇，其间歇时间应尽量缩短，并应在前层混凝土初凝之前，将次层混凝土浇筑完毕。间歇的最长时间应按所用水泥品种及混凝土初凝条件确定，一般超过2小时，应按施工缝处理。浇筑混凝土时应派专人经常观察模板钢筋、预留孔洞、预埋件、插筋等有无位移、变形或堵塞情况，发现问题应立即停止浇灌，并应在已浇筑的混凝土初凝前修整完毕。,2）后浇带的设置,后浇带是为在现浇钢筋混凝土施工过程中，克服由于温度、收缩而可能产生有害裂缝而设置的临时施工缝。该缝根据设计要求保留一段时间后再浇筑，将整个结构连成整体。后浇带的设置距离，应考虑在有效降
25、低温差和收缩应力的条件下，通过计算来获得。有关规范对此的规定是：在正常的施工条件下，混凝土若置于露天，则为20m。后浇带的宽度应考虑施工简便，避免应力集中。一般其宽度为70100cm。后浇带内的钢筋应完好保存。后浇带在浇筑混凝土前，必须将整个混凝土表面按照施工缝的要求进行处理。填充后浇带混凝土可采用微膨胀或无收缩水泥，也可采用普通水泥加入相应的外添加剂拌制，但必须要求填筑混凝土的强度等级比原结构强度提高一级，并保持至少15天的湿润养护。,3）混凝土的养护,混凝土浇筑完毕后，应在12小时以内加以覆盖（塑料薄膜、草帘），并浇水养护。每日浇水次数应能保持混凝土处于足够的润湿状态，常温下每日浇水两次。
26、可喷晒养护剂，在混凝土表面形成保护膜，防止水分蒸发，达到养护的目的。采用塑料薄膜覆盖时，其四周应压至严密，并应保持薄膜内有凝结水，养护用水与拌制混凝土用水相同。,6砂（石屑）垫层施工,（1）砂垫层宜采用颗粒级配良好、质地坚硬的中、粗砂，但不得含有草根，垃圾等杂质，含泥量不超过5，可用混合拌匀的碎石和中、粗砂，不得用粉砂或冻结砂，若用石屑，含泥量不得超过7。（2）砂垫层每层铺设厚度为200250mm，分层厚度可用标桩控制，砂垫层的捣实，可选用振实、夯实或压实等方法进行，用平板震动器洒水振实时，砂的最优含水量为1520，亦可用水撼法夯实(湿陷性黄土及强风化岩除外)，砂垫层的厚度不宜小于300mm。
27、（3）砂垫层捣实后，质量检查及检验应按有关要求进行。（4）砂垫层完工后应注意保护。保持表面平整，防止践踏。,7沥青砂绝缘层施工,（1）沥青砂绝缘层用砂应为干燥的中、粗砂，砂中含泥量不得大于5。（2）沥青砂绝缘层所用沥青应符合下列规定：1）当罐内介质温度低于80时，宜采用60号甲(或60号乙)道路石油沥青，也可用30号甲(或30号乙)建筑石油沥青。2）当罐内介质温度在8095时，宜采用30号甲(或30号乙)建筑石油沥青。,（3）沥青砂由9290的中、粗砂和810的热沥青拌和而成，具体施工要求应按设计图纸和现场材料情况通过试验确定，施工时应将砂子加热至100150，石油沥青加热至160180(冬季
28、180200)，并立即在热状态下拌合均匀后使用，集中搅拌的沥青砂，必须用保温车运输。（4）沥青砂亦可采用冷拌，冷拌时应用含硫量不大于0.5的燃料油和砂按现场试验确定的配比搅拌均匀。,（5）沥青砂绝缘层，应分层分块铺设，每层虚铺厚度不宜大于400mm，上下层接缝错开距离不应小于500mm，可按扇形或环形分格，扇形分块时，扇形最大弧长不宜大于12m，环形分块时，环带宽按每带宽约6m确定。沥青砂上下层分块的间隙应错开，施工时块间缝隙用1020mm厚的模板隔开。模板应按沥青砂铺设坡度、标高进行加工，待沥青砂压实烙平冷却后，将模板抽出后灌热沥青并熨平。,沥青砂绝缘层扇形分块示意,沥青砂绝缘层环形分块示意
29、,（6）热拌沥青砂铺设温度不应低于140，用压路机碾压密实，然后用加热烙铁烙平、平板振动器振实，或用火滚滚压平实。（7）热拌沥青砂在施工间歇后继续铺设前，应将已压实的面层边缘加热，并涂一层热沥青，施工缝应碾压平整，无明显接缝痕迹。（8）沥青砂层压实后用抽样法进行检验，抽样数量每200m2不少于1处，但每一个罐基础不少于2处，其压实后的密实度应大于95。,（9）沥青砂绝缘层不得在雨天施工，如必须在雨天施工，必须采取有效措施严加覆盖。(10)沥青砂绝缘层应按设计要求铺设平整，其厚度为80100mm，罐基础顶面由中心向四周的坡度为1535，厚度偏差不得大于-10mm，表面凹凸度不得大于15mm，标高
30、差不得大于7mm。,8散水工程施工,环梁外混凝土散水的施工就是对环梁外的地面进行水泥保护层施工。沥青砂面层铺设、环梁外回填土和砂石垫层回填完毕后进行环梁外混凝土散水的施工。将回填土面层的杂物清理干净并平整好，再撒适量的水将土湿润，将拌合好的混凝土运至施工现场并铺平摊好，并将混凝土拍打密实，在面层上洒上适量的1:2砂灰，用抹子赶光压实，当混凝土初凝后，再对面层进行压光。,五、储罐基础的沉降,1储罐基础的沉降计算（1）沉降的分类罐基础的均匀沉降罐基础的整体倾斜（平面倾斜）罐基础周边不均匀沉降（非平面倾斜）罐中心与罐周边的沉降（罐基础的锥面坡度）。,（2）沉降计算,罐基础处于下列情况之一时应作沉降计
31、算：当天然地基土不满足承载力设计值要求或有软弱下卧层时。当罐基础与相邻基础相距较近，罐基础有可能发生倾斜时。当罐基础下有厚薄不均的土层时；当有特殊要求的储罐基础或大型储罐基础时。,1）地基的最终沉降量计算公式,式中 S地基最终沉降量，mm；s沉降计算经验系数，由规范选取；n 罐地基沉降计算深度范围内所划分的土层数；P0对应于荷载标准值时罐基础计算底面处的附加压力，kPa；Esi罐基础底面下第i层土的压缩模量，按实际应力范围取值，MPa；Zi,Zi-1罐基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离，m。、罐基础底面计算点至第i层土、第i-1层土底面范围内平均附加应力系数，按有关图表计算。,罐基础沉
32、降计算的分层示意图,2）地基沉降计算时计算深度的确定,地基沉降计算深度Zn，应符合下式要求：式中 由计算深度向上取厚度为Z处的土层计算的沉降值。在计算深度范围内，第i层土的计算沉降值。如果确定的深度仍有软弱土层时应继续往下计算。,2地基沉降的允许值,(1)储罐基础顶面高出地面不得小于300mm，排水管应高于地面；(2)边桩水平位移量不应大于4mm/d；(3)任意直径方向的沉降差允许值（mm）不得超过下表规定。,3储罐基础沉降观测,（1）沉降观测的要求1）应及时掌握罐基础在充水预压时的地基变形特征，严格控制基础的不均匀沉降量，并应在整个充水预压和投产使用前期，对罐基础进行地基变形观测。2）沉降观
33、测应包括：罐施工完成后，充水前，充水过程中，充满水后，稳压阶段，放水后等全过程的各个阶段。3）充水预压地基除进行沉降观测外，对软土地基宜进行水平位移观测、倾斜观测及孔隙水压力测试等，防止加压过程中土体突然失稳破坏。4）沉降观测应设专人定期进行，每天不少于1次，并认真作好记录，测量精度宜用级水准测量。5）充水预压过程中如发现罐基础沉降有异常，应立即停止充水，待处理后方可继续充水。,（2）沉降观测点的布置,1）每台罐基础，应按要求设置沉降观测点，进行沉降观测。2）罐基础的沉降观测点，宜沿罐周长约10m设置一点，并沿圆周方向对称均匀设置，沉降观测点的设置，应按设计要求进行，当设计无要求时可按下表设置
34、。,六、储罐基础的倾斜与修复,1罐基础须进行修复的条件罐基础在试水沉降完成后，如出现下列情况之一时需对基础进行修复。（1）基础最终沉降量超过设计允许值或环墙顶面高出地面小于300mm。（2）基础不均匀沉降量大于前述基础沉降差允许值的规定时。（3）罐基础沿罐壁圆周方向任意l0m弧长内沉降差超过25mm，且影响储罐使用时。（4）罐底板碟形沉陷超过允许值。,2罐基础修复方法,（1）将罐体整体或局部顶起(吊起)，在基础上喷射或灌筑施工法。用千斤顶(或吊车)按图示方法将罐体的全部或局部顶起(吊起)再用灌筑或喷射沥青砂(或干砂)将罐底板下的凹陷充填好，达到设计要求。这种方法仅适用于较小的罐。,整体或局部顶
35、起罐体,（2）整体移位修复法,1）把罐整体移位到其他地方或吊(顶)起，高度一般不宜小于1.5 m，且有可靠的安全措施(如搭道木垛等)。2）当用起重机将罐吊起移位时，吊耳应经过计算，罐体加固起吊方式应不致使罐体产生整体或局部变形。3）此法移动和复位都比较困难，施工费用高，工期也较长。应加强施工中的检测，严格控制及杜绝基础倾斜。,（3）调平法,把基础高处凿掉，使它与低处相平，此法费用虽低，但凿掉后基础往往难以保证使用要求。,（4）半圆周挖沟法,此法的要点是根据罐基下土质情况和罐体倾斜方向来决定挖沟的位置、长度和深度、再辅以抽水进行倾斜校正，详细见下列各条：1）挖沟位置距离罐壁远就要挖深，距罐壁近就
36、要浅挖，且不得影响罐基础内的砂垫层流失，一般可取离罐壁300500mm。2）沟长宜以最小沉降点为中心，各向两侧沿周长延伸1/4周长。,3）沟深应根据罐基础的土质情况、离罐壁距离、荷载大小和时间长短等因素决定，一般当储罐地基为软土时，可按下式计算挖沟深度。式中 S离罐壁的距离，mm；tg=h/s随土质情况和荷载大小具体情况而定，一般取45。a常数，通常取400500mm。,5）沟宽：一般沟上宽为5001000mm，沟底宽3001000mm；6）沟断面：宜挖成里边直(靠罐壁的一边)外壁带坡，塌落到沟底的土应及时清理沟内积水液面不得超过环墙(梁)的底部。,挖沟长度与位置,沟断面,（5）气垫法,此法的
37、原理是将气垫船的气垫顶升原理应用于油罐，其特点是将类似气垫船围裙的东西套在油罐外壁下部，并往围裙内送压缩空气，油罐在气压作用下就升浮起来，不费多大力气就可将油罐浮升、移位，这种办法目前在国外已开始用于工程实践，据介绍一台1000030000m3油罐，如果用老法移位校正，需要11.5个月，而用气垫法只要23天就可完成，这是一种十分有效又快速的方法。,第三节 储罐地基处理,定义,当天然地基不能满足建（构）筑物对地基的要求时，需对天然地基进行加固改良，形成人工地基，以满足建（构）筑物对地基的要求，保证其安全与正常使用。这种地基加固改良称为地基处理（ground treatment或ground im
38、provement）。,地基处理的目的,1提高地基土的抗剪强度。2降低地基土的压缩性。3改善地基土的透水特性。4改善地基的动力特性。5改善特殊土的不良地基特性。,二、地基处理方法分类及应用范围,1换填垫层法换填垫层法的基本原理是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实换填材料。垫层按换填的材料可分为砂（或砂石）垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土（灰土）垫层等。换填垫层法可提高持力层的承载力，减少沉降量；消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性；防止土的冻胀作用及改善土的抗液化性。常用机械碾压、平板振动和重锤夯实方法进行施工。该法常用于基坑面积宽大和开挖土方较大的回填土方工程，处理深度一般为23m。
39、适用于处理浅层非饱和软弱土层、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土、素填土和杂填土。,2振密、挤密法,振密、挤密法的基本原理是采用一定的手段，通过振动、挤压使地基土体孔隙率减小，强度提高，达到地基处理的目的。,（1）表层压实法。,采用人工（或机械）夯实、机械碾压（或振动）对填土、湿陷性黄土、松散无粘性土等软弱或原来比较疏松的表层土进行压实。也可采用分层回填方法压实加固。这种方法适用于含水量接近于最佳含水量的浅层疏松粘性土、松散砂性土、湿陷性黄土及杂填土等。,（2）重锤夯实法。,利用重锤自由下落时的冲击能来击实浅层土，使其表面形成一层较为均匀的硬壳层。此法适用于无粘性土、杂填土、非饱和粘性土及湿陷性黄
40、土。,（3）强夯法,利用强大的夯击能，迫使深层土液化和动力固结，使土体密实，用以提高地基土的强度并降低其压缩性，消除土的湿陷性、胀缩性和液化性。此法适用于碎石土、砂土、素填土、杂填土、低饱和度的粉土与粘性土及湿陷性黄土。,（4）振冲挤密法。,振冲挤密法一方面依靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化，颗粒重新排列，孔隙率减小；另一方面依靠振冲器的水平振动力，形成垂直孔洞，在其中加入回填料，使砂层挤压密实。此法适用于砂性土和粒径小于0.005mm的粘粒含量低于10%的粘性土。,（5）土桩与灰土桩法,利用打入钢套管（或振动沉管、炸药爆破）在地基中成孔，通过挤压作用，使地基土变得密实，然后在孔中分层填入
41、素土（或灰土）后夯实而成土桩（或灰土桩）。此法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、新近堆积黄土、素填土和杂填土。,（6）砂桩,在松散砂土或人工填土中设置砂桩，能对周围土体产生挤密作用或同时产生振密作用，可以显著提高地基强度，改善地基的整体稳定性，并减小地基沉降量。此法适用于处理松砂地基和杂填土地基。,（7）爆破法,利用爆破产生振动使土体产生液化和变形，从而获得较大的密实度，用以提高地基承载力和减小沉降量。此法适用于饱和净砂、非饱和但经灌水饱和的砂、粉土和湿陷性黄土。,3排水固结法,基本原理是软土地基在附加荷载的作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙率减小，产生固结变形。随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散
42、，土的有效应力增加，地基抗剪强度相应增加，并使沉降提前完成或提高沉降速率。排水固结法主要由排水和加压两个系统组成。排水可以利用天然土层本身的透水性，也可设置砂井、袋装砂井和塑料排水板之类的排水体。加压主要采用地面堆载法、真空预压法和井点降水法。,（1）堆载预压法,在建造建（构）筑物以前，通过临时堆填土石等方法对地基加载预压，预先完成部分或大部分地基沉降，并通过地基土固结提高地基承载力，然后撤除荷载，再建造建（构）筑物。临时的预压堆载一般等于建（构）筑物的荷载，但为了减小由于次固结而产生的沉降，预压荷载也可大于建（构）筑物荷载，这称为超载预压。此法适用于软粘土地基。,（2）砂井法,在软粘土地基中
43、，设置一系列砂井，在砂井之上铺设砂垫层或砂沟，人为地增加土层固结排水通道，缩短排水距离，从而加载固结，并加速强度增长。砂井法通常辅以堆载预压，称为砂井堆载预压法。此法适用于透水性低的软弱粘性土，但对于泥炭土等有机质沉积物不适用。,（3）真空预压法,在粘性土层上铺设砂垫层，然后用薄膜密封砂垫层，用真空泵对砂垫层及砂井抽气和抽水，使地下水位降低，同时在大气压力作用下加速地基固结。此法适用于能在加固区形成（包括采取措施后形成）稳定负压边界条件的软土地基。,（4）降低地下水位法,通过降低地下水位使土体中的孔隙水压力减小，从而增大有效应力，促进地基固结。此法适用于地下水位接近底面而开挖深度不大的工程，特
44、别适用于饱和粉砂、细砂地基。,（5）电渗排水法,在土中插入金属电极并通以直流电，由于直流电场作用，土中的水从阳极流向阴极，然后将水从阴极排出，且不让水在阳极附近补充，借助电渗作用可逐渐排除土中水。在工程上常利用它来降低粘性土中的含水量或降低地下水位以提高地基承载力或边坡的稳定性。此法适用于饱和软粘土地基。,4置换法,置换法的基本原理是以砂、碎石等材料置换软土，与未加固部分形成复合地基，达到提高地基强度的目的。,（1）振冲置换法（碎石桩法）。,碎石桩法是利用一种单向或双向振动的振冲器，在粘性土中边喷高压水流边下沉成孔，然后边填入碎石边振实，形成碎石桩。桩体和原来的粘性土构成复合地基，从而达到提高
45、地基承载力和减小沉降的目的。此法适用于地基土的不排水抗剪强度大于20kPa的淤泥、淤泥质土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基。对不排水强度小于20kPa的软粘土地基，采用碎石桩时必须慎重。,（2）石灰桩法。,在软弱地基中利用机械或人工成孔，填入作为固化剂的生石灰（或生石灰与其他活性掺合料粉煤灰、煤渣等）并压实形成桩体，利用生石灰的吸水、膨胀、放热作用以及土与石灰的物理化学作用，改善桩体周围土体的物理化学性质；由于石灰与活性掺合料的化学反应导致桩体强度提高，桩体与土形成复合地基，从而达到地基加固的目的。此法适用于软弱粘性土地基。,（3）强夯置换法。,对厚度小于7m的软弱土层，边强夯边填碎石，形
46、成深度37m、直径为2m左右的碎石墩体，碎石墩与周围土体形成复合地基。此法适用于软粘土地基。,（4）水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩法）,将碎石、石屑、粉煤灰和少量水泥加水拌和，用振动沉管桩机或其他成桩机具制成的一种具有一定粘结强度的桩。在桩顶铺设褥垫层，桩、桩间土和褥垫层一起形成复合地基。此法适用于粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。,5加筋法,加筋法的基本原理是通过在土层中埋设强度较高的土工合成材料、拉筋、受力杆件等提高地基承载力、减小沉降、维持建（构）筑物或土坡稳定。,6胶结法,胶结法的基本原理是在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆以及石灰等固化物，形成加固体，与未加固部分形成
47、复合地基，以提高地基承载力和减小沉降。,（1）灌浆法。,此法是用压力泵把水泥或其他化学浆液灌入土体，以达到提高地基承载力、减小沉降、防渗、堵漏等目的。此法适用于处理岩基、砂土、粉土、淤泥质土、粉质粘土、粘土和一般人工填土，也可加固暗浜和在托换工程中应用。,（2）高压喷射注浆法。,将带有特殊喷嘴的注浆管，通过钻孔置入要处理土层的预定深度，然后将水泥浆液以高压冲切土体，在喷射浆液的同时，以一定的速度旋转、提升，形成水泥土圆柱体；若喷嘴提升而不旋转，则形成墙状固结体。该法可以提高地基承载力，减少沉降，防止砂土液化、管涌和基坑隆起。此法适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土等地基。对
48、既有建（构）筑物可进行托换加固。,（3）水泥土搅拌法。,利用水泥、石灰或其他材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂（水泥或石灰的浆液或粉体）强制搅拌，形成坚硬的拌和柱体，与原地基土共同形成复合地基。此法适用于正常固结的淤泥、淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。,7冷热处理法,（1）冻结法。此法是通过人工冷却，使地基温度降低到孔隙水的冰点以下，使之冷却，从而具有理想的截水性能和较高的承载能力。此法适用于饱和的砂土或软粘土地层中的临时处理措施。（2）烧结法。此法是通过渗入压缩的热空气和燃烧物，并依靠热传导，将细颗粒土加热
49、到100以上，从而增加土的强度，减小变形。此法适用于非饱和粘性土、粉土和湿陷性黄土。,三、地基处理方法的选用原则,建（构）筑物的类型、刚度、结构受力体系、建筑材料和使用要求，荷载大小、分布和种类，基础类型、布置和埋深，基底压力、天然地基承载力、稳定安全系数、变形容许值，地基土的类别、加固深度、上部结构要求、周围环境条件、材料来源、施工工期、施工队伍技术素质与施工技术条件、设备状况和经济指标等。,确定地基处理方案的步骤,1搜集详细的工程地质、水文地质及地基基础的设计资料。2根据结构类型、荷载大小及使用要求，结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、周围环境和相邻建（构）筑物等因素，初步选定几
50、种可供考虑的地基处理方案。另外，在选择地基处理方案时，应同时考虑上部结构、基础和地基的共同作用，也可选用加强结构措施（如设置圈梁和沉降缝等）和处理地基相结合的方案。,3对初步选定的各种地基处理方案，分别从处理效果、材料来源及消耗、机具条件、施工进度、环境影响等方面进行认真的技术经济分析和对比，根据安全可靠、施工方便、经济合理等原则，因地制宜地选择最佳的处理方法。值得注意的是，每一种处理方法都有一定的适用范围、局限性和优缺点。必要时也可选择两种或多种地基处理方法组成的综合方案。,4对已选定的地基处理方法，按建（构）筑物重要性和场地复杂程度，在有代表性的场地上进行相应的现场试验和试验性施工，并进行
