Нефть - главное богатство
России

Основания и фундаменты металличских резервуаров


Основаниями наземных резервуаров, воспринимающими давление резервуара и нефтепродукта, залитого в него, являются насыпные подушки из песка, а фундаментами, называют несущие строительные конструкции, передающие нагрузку от резервуара на грунт.

Резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов представляют собой сооружения с большими пространственными формами, сохраняющие ценные продукты, поэтому вопросам их устойчивости должно уделяться большое внимание. Гарантировать целостность резервуара и сохранность в нем нефтепродукта можно только устойчивым основанием или фундаментом. Неправильно спроектированное основание или фундамент может привести к значительным или неравномерным осадкам резервуара, появлению в нем трещин, течи, а иногда и к деформациям корпуса и обрушению покрытий.

Нагрузка от резервуаров на грунт

Нагрузка от резервуаров на грунт слагается из веса резервуара и веса нефтепродукта или воды, применяемой при испытании резервуара. На изображении приведены кривые распределения давлений в грунте под дном резервуара 1. На этом графике изображены кривые одинаковых давлений 2, называемые изобарами, позволяющие определить величину испытываемого грунтом давления в любой его точке. Цифры, стоящие на изобарах, показывают величину давления, передаваемого резервуаром грунту.

Наилучшим материалом для изготовления оснований являются средне- и крупнозернистые пески, а также галька и гравий, которые равномерно распределяют нагрузку от резервуара и дают небольшую, быструю и равномерную осадку.

Основания и фундаменты для резервуаров

Целесообразность применения песка в качестве основания под резервуары подтверждается также малой высотой капиллярного поднятия влаги, которая для средне- и крупнозернистых песков не превышает 15 см. Основание из песка с высотой над уровнем земли более 15 см предохраняет днище резервуара от корродирующего воздействия на него грунтовой воды.

При применении песчаных оснований исключается опасность вспучивания основания при замерзании, что часто имеет место в суглинках и глинистых грунтах. Песок, применяемый для оснований, должен быть чистым и не содержать глины более 10-15%.

Основания и фундаменты строятся двух видов — нормальные и высотные.

Нормальные фундаменты для резервуаров

Нормальное основание представляет собой песчаную, гравийную или галечную подушку толщиной 40 —100 см и возвышающуюся над поверхностью земли на 20—50 см. Толщина основания зависит от характера и несущей способности материкового грунта, толщины растительного слоя, который должен быть полностью удален, а также от вертикальной планировки площадки и проектной отметки днища резервуара. Высотное основание представляет собой подушку из песка, гравия, гальки или других грунтов высотой над уровнем земли более 50 см. Обычно высота таких оснований не превышает 2 м.

Насыпные основания для резервуаров

Насыпные основания состоят из трех частей: нижней — грунтовой подсыпки, отсыпаемой из грунтов, имеющихся на месте строительства, верхней песчаной подушки, отсыпаемой из песка средней крупности и гидроизолирующего слоя, толщиной 8-10 см, укладываемого непосредственно на песчаное основание. Если грунты на площадке строительства песчаные, нижняя грунтовая подсыпка фундамента не делается.

Для изолирующего слоя под днищами резервуаров считается оптимальной смесь из песка крупностью от 0,1 до 2 мм в количестве 60—85% и частиц крупностью менее 0,1 мм от 40 до 15%; допускается содержание и смеси 5 % глинистых частиц и гравия крупностью до 20 мм не более 25%. Для придания влагонепроницаемости грунтовой смеси применяются вяжущие вещества (жидкие битумы М-1 и М-2, мазут, торфяной и каменноугольный деготь) в количестве 8—10% от объема грунтовой смеси. Влажный грунт перед смешиванием предварительно просушивается на воздухе, с тем чтобы остаточная влажность не превышала 5%. Грунты, смешанные с вяжущими веществами, не смачиваются водой и являются преградой для капиллярного движения воды из грунта к днищу резервуара.

 

Основания под вертикальный цилиндрический резервуар: а — основные размеры основания; б — деталь покрытия высотного основания бетоном; в — грунтовой фундамент-противовес для резервуара повышенного давления.1 — изоляционный слой; 2 — песчаная подушка; з — насыпь из местного грунта, утрамбованная слоями толщиной по 25 см; 4 — грунт ненарушенной структуры (материковой); 5 — булыжная от мостка; 6 — бетонное покрытие.

Насыпные основания имеют вокруг резервуара бровку шириной О,1м. Откосы основания выполняются с заложением 1 : 1,5, а в некоторых случаях 1 : 2. Бровки и откосы основания укрепляются замощением булыжным камнем или покрываются бетоном. Верхняя поверхность песчаной подушки отсыпается с уклоном от центра в 1,5%.

Основание под резервуары с повышенным давлением в газовом пространстве, с закреплением резервуара анкерами, показано на изображении выше (в).

 

 Насыпные основания на косогорных участках: а - низкое основание; б - грунт планируется уступами; в - высокое основание.

В целях удешевления строительства насыпных оснований могут в некоторых случаях применяться, особенно при расположении на косогорных участках, местные связные грунты (фиг. 29), за исключением торфа, растительных грунтов и других, характеризуемых длительной и неравномерной осадкой. Верхняя часть основания высотой не менее 20 см обязательно должна делаться из песка. Местный грунт хорошо уплотняется и укладывается выше уровня планировочной отметки.

Фундаменты под небольшие резервуары

Фундаменты под небольшие резервуары-мерники выполняются высотой до 2—3 м, чтобы обеспечить самотечный слив нефтепродуктов. Они изготовляются из различных строительных материалов (кирпича, бута, бетона, железобетона и др.). По форме фундаменты бывают (фиг. 30) ленточные, кольцевые с проходом внутрь кольца для наблюдения за днищем резервуара или в виде, отдельно стоящих колонн, на которые опирается железобетонная площадка, служащая основанием для резервуара.

Резервуар устанавливается на балочный настил, уложенный на фундамент. Балки укладываются на фундамент параллельно между собой с таким расчетом, чтобы днище между балками не получало под влиянием гидростатического давления прогиб более ощутимого.

Профиль и размер балок, поддерживающих резервуар, подбираются по моменту сопротивления балки.

Давление на грунт от фундамента не должно превышать допустимых величин.