Технология устройства фундаментов под резервуары

Стальные вертикальные резервуары опираются на фундаменты, которые передают нагрузку от веса сооружения на основание. Основанием называют толщу грунта, находящуюся ниже подошвы фундамента и воспринимающую передаваемое им давление. Основания могут быть естественными и искусственными. Последние устраивают в том случае, если грунт строительной площадки не отвечает требованиям строительства (по несущей способности, просадочности и т. п.).

Основания под стальные резервуары воспринимают нагрузку от веса хранящегося в резервуаре продукта и собственного веса резервуарных конструкций. Исходя из этих условий, стальные вертикальные резервуары сооружают на скальных, полускальных, песчаных, крупнообломочных, глинистых и макропористых грунтах. В последнем случае принимаются меры по укреплению грунта и предохранению его от замачивания. На черноземных и подзолистых грунтах сооружают резервуары объемом до 300 м3. Нельзя использовать в качестве основания под резервуар насыпные грунты с органическими включениями, торф и плывуны. В этих случаях фундаменты под резервуары строят по специальным проектам, предусматривающим повышение несущей способности основания одним из существующих способов.

В качестве основных способов закрепления грунтов в основаниях резервуаров можно назвать: замену грунта; уплотнение просадочных грунтов тяжелыми трамбовками с последующей защитой от замачивания; цементизацию и битуминизацию (для переувлажненных песчаных или гравелистых грунтов); термическое закрепление грунта путем обжига массива грунта через пробуренные скважины (для просадочных макропористых грунтов).

Несмотря на то, что обычно под строительство резервуарных парков площадку выбирают со спокойным рельефом местности, в некоторых случаях строительство приходится вести на участках со значительными уклонами и даже на склонах отдельных небольших гор, холмов или сопок. В этих случаях на косогорных участках группы резервуаров или отдельные резервуары размещают в полувыемках и на полунасыпях. При этом резервуары по возможности ставят на материковый грунт. Если это невозможно, то выемку под фундамент резервуара углубляют и тогда весь резервуар располагается на насыпном грунте. Это обусловлено различной деформацией материкового и насыпного грунтов.

Рисунок 15 - Фундамент под резервуары

1 – грунтовая подсыпка; 2 – песчаная подушка; 3 – отмостка

Для резервуаров объемом до 5000 м3 включительно основание представляет собой грунтовую подсыпку с уложенной по верх нее песчаной подушкой (рис. 15). Грунтовую подсыпку выполняют обычно из местного грунта, укладываемого слоями 15–20 см с уплотнением каждого слоя. Общая толщина грунтовой подсыпки зависит от состава подстилающих грунтов. Поверхность подушки имеет уклон =1:50 от центра к краям. Диаметр песчаной подушки на 1,4 м больше диаметра резервуара. Количество глинистых частиц (размером менее 0,005 мм) в грунте не должно превышать 5% от объема всего грунта. Бермы подушки имеют уклон i – 1:10 от резервуара. Бермы и откосы замащивают булыжником или бетонируют. Вокруг основания устраивают водосборную канавку с выходом в приемный колодец ливневой канализации.

При сооружении резервуаров объемом 10 000 м3 и более нагрузка на основание в месте примыкания стенки к днищу значительно возрастает, поэтому в данных случаях по периметру основания устраивают кольцевой железобетонный фундамент. Кольцевую плиту делают или монолитной, или из отдельных железобетонных плит. В зависимости от объема резервуара ширина кольца может быть 1000 – 1400 мм, толщина – 200 – 300 мм. Кольцо позволяет распределить сосредоточенную нагрузку от веса стенки, покрытия резервуара и снега, а также от давления ветра по большей площади и тем самым уменьшить осадку всей конструкции.

Поверх песчаной подушки укладывают гидрофобный слой толщиной 80 –100 мм (для макропористых грунтов – 200 мм), предназначенный для предотвращения коррозии днища. Смесь для устройства гидрофобного слоя приготовляют из песка или супесчаного грунта с влажностью не более 3%, перемешанного с 10% (по объему) вяжущего вещества. В качестве вяжущего применяют жидкие битумы, каменноугольные дегти, полугудроны, мазуты в количестве 8 – 10% от объема смеси.

Основа индустриальной технологии сооружения резервуаров – метод изготовления элементов их конструкций на специализированных заводах. При использовании индустриального метода на площадку поставляют элементы конструкций в виде укрупненных блоков: части стенки и днища резервуара, сваренные в полотнища и свернутые в рулоны, щиты или части щитов покрытия, короба понтонных колец и т. д.

Для сборки и сварки рулонированных листовых конструкций листовой металл, поступающий с металлургических заводов на завод монтажных заготовок, проходит специальную обработку. Вначале листы правят на листоправильных вальцах. После правки листы поступают на разметочную площадку, где их размечают по стационарным шаблонам. Чистовые размеры листовых заготовок должны выдерживаться с допуском ±0,5 мм по ширине и ±2,0 мм по длине. Продольные кромки листов обрабатывают на кромкострогальных станках. Для этого листы собирают в пакеты общей массой до 5 т. По короткой кромке пакеты закрепляют струбцинами и затем прострачивают сначала с одной стороны, потом с другой (с перекантовкой). Короткие кромки листов обрезают по разметке на гильотинных ножницах. Здесь же обрабатывают листовые заготовки фасонных очертаний – в виде трапеции или многоугольника. Обработанные листы укладывают в контейнеры и передают на сортировочную площадку, где проводят комплектовки пакетов по толщинам. В процессе комплектовки пакетов листы металла проходят тщательный контроль с тем, чтобы на сварочный стан не попали листы с расслоениями, трещинами, раковинами и другими металлургическими дефектами.

Полистовым способом сооружают только крупные резервуары объемом 50 000 м3 и выше, причем днища и плавающие крыши изготавливают на заводах и поставляют на площадку в виде рулонных заготовок. Стенку резервуара монтируют из отдельных листов, так как толщины поясов стенки не позволяют свернуть ее в рулон.

Листы для монтажа стенки резервуара поступают на площадку с заводов вальцованными по проектному радиусу. По краям листов приваривают монтажные шайбы. Маркировку листов ведут по поясам, т. е. каждый пояс состоит из листов одной марки. Перестановка листов даже одинаковой толщины из пояса в пояс недопустима, так как листы каждого пояса проходят прострожку продольных кромок в одном пакете и, следовательно, имеют одинаковую высоту.

Перед началом монтажа стенки резервуара днище, собранное и сваренное, как при индустриальном способе монтажа, размечают, нанося на него из центра кольцевые риски, соответствующие окружностям наружного края стенки, коробов понтонного кольца, центральной части плавающей крыши. Помимо этого методом засечек или с помощью теодолита размечают места приварки опорных плит стоек плавающей крыши. На днище закатывают рулоны центральной части плавающей крыши, но не разворачивают их до установки первого пояса стенки. По риске соответствующей наружной поверхности стенки резервуара приваривают ограничители из отрезков уголка. В намеченных местах приваривают опорные плиты.