Монолитные фундаменты под резервуары для нефтепродуктов
Как всем известно, фундамент представляет собой основу любого строительства. От качества фундамента зависит долговечность и надежность всего сооружения, в том числе монтируемого резервуара для нефти и нефтепродуктов. Поэтому, приступая к работе, необходимо определиться с параметрами и техническими данными сооружения. Немалую роль играет месторасположение нашего объекта.
Все это необходимо учитывать во избежание сюрпризов в процессе эксплуатации резервуара. Поэтому успешному решению нашей задачи может оказать помощь удачное местоположение объекта строительства. Кроме того, нужно получить как можно больше информации о грунте, на котором будет сооружаться строение.
В этом вопросе первостепенное значение имеет схема расположения почвенного и насыпного слоев. Для того чтобы определить вид почвы, можно обойтись без бурения и геологических изысканий. Нужно отрыть яму на глубину чуть больше одного метра. Подравняв ее стенки, уже можно приступать к изучению структуру вскрытого грунта.
Самыми подходящими видами грунта для стройки считаются грунт, представляющий собой нетронутый (целинный) песок, также гравийные или песчано-каменистые смеси, на таких грунтах возведение планируемого объекта будет совсем несложной задачей. Место под резервуар следует выбирать также такое, чтобы оно не мешало прокладке коммуникаций на участке.
Если нам с грунтом повезло, и к тому же в вырытой яме не появилась вода, то без особых подготовительных работ можно начинать сооружать монолитный фундамент под резервуар. Для этого потребуется убрать плодородный слой почвы на всей поверхности участка, где разместится наш будущий объект, а это не такие уж большие объемы работ, т.к. плодородный слой почвы на северо-западе России бывает от 0.1 до 0.4 м.
Однако в случаях, когда уровень грунтовых вод находится высоко к поверхности, объемы земляных работ сразу возрастают, поэтому котлован под фундамент необходимо копать на глубину промерзания грунта (что касается северо-западного региона России, грунт здесь промерзает на глубину до 1.2 м). Это позволит освободить фундамент от нагрузок, связанных с сезонными деформациями грунта.
Работы, связанные с устройством оснований и фундаментов под резервуары, необходимо увязывать с положениями СНиП 3.02.01-83. Этим документом рекомендуется при сооружении фундаментов под резервуары использовать следующие конструктивные решения:
- грунтовую подушку;
- кольцевой железобетонный фундамент;
- сплошную железобетонную плиту.
Фундамент в виде монолитной сплошной железобетонной плиты вполне приемлем под резервуары диаметром не более 15 м. Статическая нагрузка на основание резервуара определяется в зависимости от максимального проектного уровня налива воды для гидро испытаний.
Нагрузка на фундамент под резервуар с нефтепродуктами, будь то вертикальный или горизонтальный цилиндрический резервуар, равна величине гидростатического давления на днище резервуара, которое передается на фундамент, к этому еще следует добавить полный вес резервуара, который включает вес оборудования резервуара, теплоизоляцию и снеговую нагрузку.
Началом работ принято считать выполнение инструментальной разбивки параметров площади под монтаж резервуара. Далее на глубину промерзания убираем грунт и перемещаем его в отвал за пределами стройки. Обязательно площадка под резервуар должна быть с уклоном для стока вод хотя бы 0,005. Выровняв дно котлована, производим отсыпку подушки из песчано-щебеночной смеси и ее трамбовку.
Далее создается прослойка из бетона. На нее укладывают арматуру, после чего заливается в котлован бетонный раствор. Затем делается гидроизоляция и бетонная или асфальтовая стяжка. Общая толщина бетонной заливки допускается не менее 25 см с двухслойной укладкой арматуры диаметром в 14 мм сеткой шагом прутов 200 мм.
Для возможности обнаружения протечки жидкости на железобетонной плите делаются радиального направления дренажные канавки с уклоном не менее 1 % от центра до периметра. Такой фундамент отлично выдерживает нагрузки, распределяя их по всей огромной площади (до 0,1 кгс/см2), он может выдержать вес резервуаров объемом до 3000 куб.м.
Необходимо запомнить следующие правила: заливать котлован бетоном нужно за один раз, причем без перерывов. В жаркую погоду только что залитый фундамент нужно поливать водой, а если сыро, то накрывать его фанерой. Дайте затвердеть фундаменту перед гидроизоляцией и стяжкой в течение, как минимум, трех недель при хорошей погоде, иначе поспешность может привести потом к необходимости дорогостоящего ремонта фундамента.
Основание резервуара необходимо защитить от размыва атмосферными осадками, для чего необходимо создать для них беспрепятственный отвод. Недопустимо, когда нижняя часть резервуара погружается в грунт, вследствие чего скапливается дождевая вода по контуру резервуара.
Монолитный фундамент — оптимальный вариант для участков с преобладающей пучинистой почвой, с высоким залеганием грунтовых вод. Такая форма фундамента хорошо распределяет и нивелирует возможные перемещения грунта по горизонтали и вертикали. Завод «ВолНА» осуществляет весь комплекс работ, как по изготовлению стальных резервуаров, так и его монтажу.
Источник
Правила устройства монолитного фундамента для нефтяного резервуара. Продолжение
Возможно самостоятельное изучение состава грунта на строительной площадке. Для этого копается яма глубиной чуть больше метра, выравниваются стенки и изучаются слои пород. Таких ямок, или геологических выработок, может быть четыре. Одна в центре и три в районе стенки резервуара. Обязательно надо убедиться, что в ямке не появилась вода.
Если все соответствует, то надо убирать плодородный слой земли, обычно это 40см грунта, и выровнять участок. При выравнивании необходимо помнить о том, чтобы обеспечить уклон для стока вод.
В случаях, если состав грунта вызывает сомнение или в ямке появилась вода, необходимо убирать грунт на глубину промерзания, вывозя его за пределы строительной площадки в отвал. В этом случае фундамент освобождается от сезонных нагрузок.
4. Площадка подготовлена. Можно приступать к сооружению фундамента. Согласно СНиП порядок действий такой:
— производится отсыпка грунтовой подушки
— затем заливка монолитной железобетонной плиты
Монолитная железобетонная плита применяется под нефтяные резервуары диаметром 15 метров и меньше.
Итак, по порядку.
На подготовленной площадке производится отсыпка подушки из смеси песка и щебенки. Особое внимание уделяется трамбовке, с тем, чтобы обеспечить высокую плотность подушки и недопущения смещений при заливке фундамента. При устройстве грунтовой подушки каждый насыпаемый слой уплотняется, необходимо следить, чтобы грунт был не слишком сухой и не слишком влажный. Модуль деформации грунта должен быть не менее 15 МПа, коэффициент уплотнения — не менее 0,90.
Для отвода атмосферных вод следить чтобы уклон составлял не более 1:1,5. За периметром резервуара сооружается отмостка. Далее осуществляют заливку монолитной бетонной плиты. При этом делается шов скольжения между плитой и днищем резервуара. Толщина бетонной заливки 0,25м, не меньше — на такие объемы поставщики, чья специализация производство бетона в спб и любых других городах РФ, дают большие скидки, так что возведение подобных фундаментов экономически целесообразно. Арматура укладывается в два слоя, диаметр арматуры 14мм, устраивается сетка с окном 200мм.
Для контроля протечек жидкости на бетоне делается дренаж в виде канавок с уклоном от 1% от центра к стенкам резевуара.
Распределяя нагрузки по всей площади фундамента он выдерживает вес нефтяного резервуара объемом до 3000кубических метров. Не ранее чем через три недели поверх бетона укладывается слой гидроизоляции. И затем обязательная стяжка, бетонная или асфальтовая.
5. При сооружении монолитной бетонной плиты следить, чтобы в местах подключения трубопроводов, было обеспечено применение гибких соединений и установка механизмов для выравнивания сооружения.
Устанавливая фундамент объекта проводятся работы по отводу грунтовых и дождевых вод из-под днища резервуара. Нельзя допускать погружения нижней части резервуара в грунт.
Монтаж фундамента под нефтяной резервуар это важная и серьезная работа, она требует ответственного подхода к каждому этапу и безусловного соблюдения установленных нормативов.
Источник
3. Основания и фундаменты
3.1 Проектирование оснований и фундаментов стальных вертикальных резервуаров выполняется в соответствии с действующими нормативными документами, приведенными в приложении Д и настоящими Нормами.
(Измененная редакция, Изм. 2005 г.)
3.2 Исходными данными для проектирования основания резервуара должны быть результаты инженерно-геологических изысканий, выполненные в соответствии с требованиями СНиП 11-02-96 и СП 11-105-97 и не позднее, чем за 1,5 года до начала проектирования.
3.3 По совокупности свойств инженерно-геологические условия площадки для строительства резервуаров подразделяются на благоприятные, неблагоприятные и весьма неблагоприятные.
3.4 Неблагоприятными для устройства оснований и фундаментов резервуаров являются:
— грунты с модулем деформации Е 0,40;
— зоны тектонических разломов;
— участки распространения оползневых, карстовых, мерзлотных и др. опасных геологических процессов.
3.6 В благоприятных инженерно-геологических условиях под фундаменты резервуаров делают выработки, согласно п. 8.4 СП 11-105-97. Для резервуаров вместимостью до 5000 м 3 включительно число выработок должно быть 3. Для резервуаров вместимостью свыше 5000 м 3 — не менее 5, с расположением одной выработки в центре, а остальные — должны быть равномерно распределены по периметру основания на расстоянии не более 2 м от предполагаемого положения стенки резервуара. Скважины проходятся на глубину не менее 0,5 диаметра резервуара, а в центре — не менее 0,75 диаметра, но не менее 30 м.
Для резервуаров вместимостью более 5000 м 3 необходимо выполнять полевые испытания грунтов — штамп.
3.7 При производстве инженерно-геологических изысканий в неблагоприятных условиях в районах развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов (склоновых процессов, карста, переработки берегов водных объектов), а также в районах развития специфических грунтов (просадочных, набухающих, засоленных, многолетнемерзлых и др.) состав, объемы, методы и технология работ устанавливаются в соответствии с СП 11-105-97 (части II, III и IV).
3.8 На основании полных инженерно-гидрогеологических изысканий принимаются варианты решений по водопонижению грунтовых вод с устройством различных типов дренажей.
Следует использовать вертикальный дренаж, компактный и маневренный.
На застроенных территориях, сложенных глинистыми грунтами, для снижения уровня подземных вод надлежит применять дренажные завесы, которые выполняются в виде ряда пересекающихся вертикальных скважин, заполненных хорошо фильтрующим материалом.
Применение водопонижения, особенно в глинистых грунтах и пылеватых песчаных, влечет за собой уплотнение и осадку осушаемой толщи грунтов. Это явление следует учитывать при проектировании дренажа.
3.9 Расчет несущей способности основания резервуара следует выполнять в случаях и по методике, предусмотренных СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений. При этом рассчитывается 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 рассчитывается на монтажные и эксплуатационные нагрузки.
3.10 Основным критерием выбора типа основания и фундамента резервуара является его деформация. Поверочный расчет основания по деформациям производится из условия недопущения превышения деформации основания предельных величин, установленных СНиП 2.09.03-85. Предельные деформации основания резервуара устанавливаются технологическими и конструктивными требованиями сооружения по следующим видам: максимальная абсолютная осадка; относительная осадка основания под днищем, равная отношению разности осадок двух смежных точек и расстоянию между ними; разность осадок под центральной частью днища и под стенкой; крен фундамента. Предельные и расчетные величины деформаций указываются в проекте для полного срока эксплуатации и периода гидроиспытаний резервуара.
(Измененная редакция, Изм. 2005 г.)
3.11 При благоприятных грунтовых условиях, фундамент резервуара представляет собой уплотненную подушку из среднезернистого песка с кольцевым железобетонным фундаментом под стенку.
Минимальная толщина подушки принимается по СНиП 2.02.01-83, а также из условия расположения в теле фундамента анодных заземлителей. Подстилающий слой под подушку должен быть горизонтальным с допуском на планировочные работы. Частичное опирание подушки на насыпные грунты не допускается. Работы по устройству подушки производить в соответствии со СНиП 3.02.01-87, не допуская разуплотнения поверхностного слоя при замачивании и промораживании.
Минимальный диаметр песчаной подушки должен превышать диаметр стенки резервуара не менее чем на 3 м, а величина откоса песчаной подушки должна быть не менее 1:1,5.
Деформационные швы в кольцевом железобетоном фундаменте устраиваются в соответствии со СНиП 2.03.01-84*, бетонные работы производятся согласно СНиП 3.03.01-87.
Поверх подушки и фундамента устраивается гидрофобный слой для защиты днища резервуара от коррозии. Толщина гидрофобного слоя на поверхности подушки не менее 50 мм, на поверхности кольцевого фундамента — не более 20 мм.
3.12 При благоприятных грунтовых условиях, для резервуаров объемом по строительному номиналу менее 2000 м 3 допускается основание резервуара выполнять на песчаной подушке без кольцевого железобетонного фундамента. Отсыпку подушки производить слоями 15-20 см с тщательным уплотнением при лабораторном контроле до достижения объемного веса скелета грунта 1,65 т/м 3 . До начала отсыпки необходимо произвести опытное уплотнение грунта.
3.13 При неблагоприятных грунтовых условиях применяются следующие мероприятия по защите основания и фундаментов от недопустимых осадок:
— замена слоя слабого, просадочного, набухающего грунта менее сжимаемым грунтом;>
— устройство свайных фундаментов-стоек (в т.ч. грунтовых) с ростверком (железобетонным, щебеночным и т.д.), причем опирание свай-стоек допускается согласно п. 8.4 СНиП 2.02.03-85*;
— искусственное закрепление грунтов;
— в условиях вечной мерзлоты рекомендуется применение I принципа использования ВМГ (с сохранением мерзлоты), однако при соответствующем технико-экономическом обосновании возможно применение и II принципа (без сохранения мерзлоты).
Необходимость анкерного крепления резервуара к фундаменту в районе сейсмичностью более 6 баллов определяется расчетом с учетом технических решений, принятых в Типовых проектах резервуаров вертикальных стальных для нефти строительным номиналом 1000-50000 м 3 , утвержденных ОАО «АК «Транснефть». Фундамент рассчитывается согласно пособию к СНиП 2.02.01-83*.
(Измененная редакция, Изм. 2007 г.)
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. Поверх оголовников устраивается щебеночная подушка высотой не менее расстояния между сваями.
Когда площадка строительства резервуара сложена значительной толщей слабых грунтов и применение свайного фундамента является неэкономичным, следует выполнять уплотнение грунтов временной нагрузкой с устройством вертикальных дрен для уменьшения продолжительности консолидации грунтов.
3.14 Строительство резервуаров при весьма неблагоприятных грунтовых условиях не рекомендуется.
3.15 Для наблюдения за осадкой резервуара в процессе эксплуатации на фундаментах должны предусматриваться геодезические марки, а на расстоянии не менее двух диаметров резервуара, в местах, где отсутствует влияние других сооружений, предусматриваются базовые репера. При необходимости в непосредственной близости от резервуаров предусматриваются рядовые репера. Наблюдение за осадкой и состоянием фундаментов резервуаров проводится в соответствии с требованиями РД 153-39.4-078-01 и должно быть включено в мероприятия по проведению планово-предупредительных ремонтов эксплуатирующей организацией.
3.16 Для защиты фундаментов от атмосферных осадков вокруг резервуаров выполняется бетонная отмостка из бетона марки не менее В15 шириной 1 м, которая должна отвечать следующим требованиям:
— срок службы не менее 10 лет;
— легкость демонтажа и восстановления;
— устойчивость под воздействием дождевых и капельных вод, падающих с крыши резервуара;
— морозостойкость согласно СНиП 2.03.01-84*.
Отвод атмосферных вод из каре резервуаров предусматривается в систему производственно-дождевой канализации.
Источник