摘要：近年来，随着我国经济水平的提高，石油化工业企业的建设发展迅速，大型储罐应用规模非常广泛，先后兴建了一大批各种容量的储油罐。储油罐的特点是直径大、负荷重，由于对地基和基础设计有特别的要求。文章首先介绍目前常见的储油罐类型，然后根据储油罐特点和对基础的设计要求，结合储油罐基础的特点，最后探讨工程上常见基础形式的特点及适用范围，结果表明：基础形式的选择应综合考虑上部结构的荷载形式和地基土体的承载力。
关键词：储油罐；基础特点；荷载形式；土体承载力
引言
大型储油罐因为覆盖面积大、使用期间荷载大，天然地基的额外应力亦较大，诸多因素产生的基础差异沉降时有发生，致使罐体倾斜。常见有平面倾斜、基础四周沉降、碟形沉降。基础是连接油罐上部结构和地基的载体，且基础将上部结构荷载传递给下部的持力层，从平面上可知，竖向结构体系既可为集中力也可是分布力，但成为最终支承体系的地基是某种分布的承载能力。
1大型储油罐基础形式设计的基本要求
大型储罐的特点是直径大、荷载重，因而对地基和基础设计有特殊要求。一般来说，大型储罐结构均为钢板焊成的薄壁容器结构，具有柔性大、刚度小的特点，因而能经受起一般建筑物、构筑物所不能经受的地基沉降变形。有的储罐基础即使产生沉降，只要是均匀沉降，仍然不影响储罐的使用。由于储罐的外形是直径大，高度低的“矮胖”型结构，所以风力的影响很小，只有在台风或地震作用下，并且它又是空罐时，才会产生移动。所以在风级大于10级地区或9度地震区建设储罐时，要充分考虑储罐与基础的锚固问题。总之，储罐基础进行设计时，应考虑以下要求：首先，要考虑地基应满足大型储罐的自重和试水重量的总荷重，在不能满足的情况下，必须选择合适的地基处理方法对地基进行处理，以达到储罐对地基承载力要求。其次，要关注地基沉降和变形问题。储罐地基的总沉降和不均匀沉降都必须满足储罐允许沉降和倾斜的基本要求，但有时也有可能超过基本允许值，但也不影响储罐的正常使用。
2储油罐常用基础形式
2.1储油罐特点
（1）密闭性严
储油罐作为结构，必须能够经得住所储存油品的液体压力，因此需具有足够的密闭性用于存装各类油品。
（2）柔性大而刚度小
是由焊成的结构，其特点是柔性大、刚度小，通常承受普通建筑物和构筑物所不能承受的地基变形，哪怕基础沉降较大，只要匀称沉降均不影响其正常工作。
（3）与持力层有明确的传力途径
薄罐底使发生沉降时不和基础分离，故而使荷载均布于地基上，有明确的传力途径。
（4）风荷载影响较小
罐形属于直径大、高度低的“矮胖”型结构，故而风荷载对其作用很小，只有台风或地震作用且仅为空罐时才可能产生移动，因此只有大于10级风或设防烈度为9度区建罐时，才考虑储油罐与基础的锚固问题。
（5）自重相对满载而言要小得多
储油罐自重与满载重量相比要小很多，由于水密度大于油密度，所以若地基承载力不足时，可利用试水阶段的荷载来预压地基，而且若储油罐基础出现事故，一般是因为无预先试水预压，使基础产生较大的不均匀沉降。
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2.2储油罐对基础的要求
基于储油罐特点，对基础设计时需满足：（1）地基应首先满足储油罐自重和试水重量的总重量，若不能确定其稳定性时，必须预先进行试水预压；（2）地基总沉降和差异沉降均须符合要求，若沉降可能超过其值，但一定不能影响储油罐正常工作；3）罐底一定作中间高、四周低的预起拱，旨在底板变形后不破坏其焊缝；（4）若在地基变形较大的地区建罐时，基础必须预抬高安装标高，目的是使最终沉降稳定后的罐基础必须高出四周地面，以免出现积水现象影响储油罐的使用；（5）若储油罐基础建立在土质较差地区，故而会产生较大沉降，因此必须采取措施增强储油罐与管线的连接接触，如采用柔性管接头或波纹管连接。
2.3储油罐基础设计特征
储油罐基础具有“三大一高”特征。“三大”：罐直径大可达100m；地基设计的附加压力大，可达到300kN/m2；基础沉降量大，一般土质达几十厘米，软土上可达200cm；“一高”：差异沉降要求高。而且对常用的大型浮顶式储油罐而言，其上部结构均采用钢制薄壁容器制作，顶盖均随储量的大小而上下升降，若此时基础有较大不均匀沉降，就直接影响储油罐的正常使用，故而储油罐基础形式的选择需综合斟酌诸多因素。
2.4常用储油罐基础型式
选择储油罐基础型式，必须根据储油罐特点及储油罐所在地区的工程地质条件、土性、地基承载力，选择和设计恰当的形式，必要时还需估算预计沉降量，据文献统计，储油罐基础的型式如下。
2.4.1护坡式基础
该基础是在储油罐底面四周用石块或混凝土预制块筑成护坡基础，即碎石灌浆、石砌和混凝土护坡等。多用于较好土质的天然地基，如用于固定顶储油罐基础和容积较小的浮顶罐基础；若地层表面有较薄的软弱土层时则须经地基处理后再使用，一般均可满足地基承载力和沉降差要求。该优点是成本低且施工方便，但缺点是不宜用于地基沉降较大地区，若基础出现大量沉降，周围砌体破裂，罐底砂垫常会在大雨后流失，会造成地基局部掏空。
2.4.2环台式基础
该基础是在储油罐壁板底部用碎石压实筑成梯状环基。常用于地基承载力较高的地区，其优点是造价低，但缺点是储油罐四周环台易松动，故而目前国内应用较少。
2.4.3外环墙式基础
该基础（即护圈式基础）是将护圈墙离开储油罐壁板100mm~200mm，如采取钢筋混凝土环墙式基础、板桩环墙做护圈或厚为240mm~370mm红砖砌护圈墙。其优点是节约用地，一般用于土质较好、基础沉降较小的地区，常用于车间内部容积在1000m3的原料储油罐，且可局部降低储油罐底板温度，故宜用于高温介质储油罐。
2.4.4环墙式基础
该基础是将储油罐壁板直接搁置在环墙上，而环墙用钢筋混凝土现浇或预制装配而成，环墙内铺设砂垫层和沥青砂的材料制作而成。一般用于土质差、土体承载力低、基础沉降大的基础；且该基础大部分用在软弱土或高压缩性的土层上建活动浮顶的大型储油罐，因而对地基沉降和倾斜的要求比较严格。实践证明：储油罐直接搁置在环墙式基础上，可以防止环墙内砂垫层的侧向变形，增强地基抵抗塑性区开展的能力，防止地基边缘局部剪切破坏或冲切破坏，减少罐周的不均匀沉降，并便于调整贮罐基础中心和边缘的差异沉降[7]，且便于施工安装储油罐和生产操作，并可降低维修费用，故而大型储油罐基础均采用环墙式基础，且环墙设计的关键是截面尺寸的确定。
2.4.5装配式环墙基础
该基础优点是施工快、模板用量少，亦可防止因大体积混凝土引发温差与收缩应力的环墙裂缝问题。除了上述几种储油罐基础的形式外，在软弱地基上建造储油罐时，也有个别的设计或施工部门采用带有钢筋混凝土承台的桩基的基础形式、PHC管桩基础形式[7]、人工挖孔灌注桩基础的形式；用于特殊构造的基础：抗水平力基等；此外选择基础时还应注意环境问题。
结束语
本文首先介绍目前常用储油罐类型，然后根据油罐上部结构、基础和地基的之间的关系，总结了储油罐对基础的要求，最后归纳总结了储油罐常见基础型式的特点和适用性。
参考文献：
[1]徐胜增，李绍文，杨继建.CFG桩复合地基在储油罐地基处理中沉降分析[J].青岛理工大学学报，2011，32（5）：49-53
[2]姜俊荣.2万m3立式钢制储油罐基础不均匀沉降掏土法纠偏实例分析[J].石油工程建设，2011，37（4）：92-95
[3]陈昕，陶纯洁.人工挖孔混凝土灌注桩在储油罐基础中的应用[J].粮食与食品工业，2014，21（4）：85-87
论文作者:李青青
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/14
标签：储油罐论文; 基础论文; 地基论文; 荷载论文; 储罐论文; 形式论文; 结构论文; 《基层建设》2017年第34期论文;