Фундамент для цилиндрического резервуара
Изобретение относится к области строительства, в частности, к фундаментам для большеобъемных вертикальных цилиндрических резервуаров в районах со слабыми и неоднородно сложенными грунтовыми основаниями. Техническим результатом является повышение надежности путем обеспечения равномерности передачи нагрузки на фундамент и уменьшение краевых напряжений в сварном узле сопряжения днища и стенки резервуара. Фундамент включает уплотненную песчаную подушку 1 под днищем резервуара 2, монолитное железобетонное кольцо 3 под стенку емкости, смещенное относительно стенки резервуара на 1/10 его ширины, щебеночную подушку 5 и кольцевой свайный фундамент 6, смещенный относительно стенки резервуара на величину, равную ширине железобетонного кольца 3.
Изобретение относится к области строительства резервуаров, а точнее к конструкциям фундаментов для вертикальных стальных цилиндрических резервуаров с плавающей крышей. Оно может быть также использовано при возведении большеобъемных стальных вертикальных цилиндрических резервуаров в районах со слабыми и неоднородно сложенными грунтовыми основаниями.
Известен фундамент для стального цилиндрического резервуара, выполненный в виде расположенного в грунте цилиндрического элемента, внутренний диаметр которого превышает наружный размер резервуара. Цилиндрический элемент выполнен в виде размещенных на расстоянии одна от другой свай, объединенных поверху кольцевым ростверком, отметка верха которого ниже отметки низа стенки резервуара на величину не менее 1,2 величины расчетной осадки основания, причем глубина заложения свай составляет 0,6-0,7 высоты стенки резервуара (А.С. СССР №887737, Б.И. №45 от 1981, Е 02 D 27/38).
Недостатком указанной конструкции фундамента является невозможность передачи нагрузки от стенки резервуара на фундамент, в результате чего возможно развитие недопустимой неравномерности осадок по периметру емкости. Кроме указанного, при таком расположении ростверка не представляется возможным выполнить исправление крена сооружения.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению по сущности и достигаемому результату является кольцевой свайный фундамент (Иванов Ю.К., Коновалов П.А., Мангушев Р.А, Сотников С.Н. Основания и фундаменты резервуаров. / М.: Стройиздат, 1989. с.20-21). Данная конструкция образована уплотненной песчаной подушкой под днищем резервуара, кольцевым монолитным железобетонным фундаментом
по периметру емкости, щебеночной подушкой, монолитным железобетонным ростверком и жестко заделанными в нем сваями.
Недостатком известной конструкции является неравномерность передачи нагрузки на сваи и развитие дополнительных краевых напряжений в сварном узле сопряжения днища и стенки. В составе данного фундамента внутренняя свая испытывает значительные усилия и, в общей сложности, воспринимает нагрузку больше расчетно допускаемой, в то время как внешняя свая оказывается недогруженной. За счет этого внутренний и внешний ряды свай получают неравномерную осадку в составе единой конструкции, что и обуславливает развитие дополнительных краевых напряжений в сварном узле. В результате возникновения недопустимых для сварного шва величин напряжений может быть нарушена целостность самого резервуара.
Основной задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности путем обеспечения равномерности передачи нагрузки на сваи и уменьшение краевых напряжений в сварном узле сопряжения днища и стенки, снижение материалоемкости фундамента.
Сущность изобретения заключается в том, что в фундаменте для вертикального стального цилиндрического резервуара, выполненном в виде песчаной подушки под днищем резервуара, монолитного железобетонного кольца по периметру емкости, щебеночной подушки и кольцевого свайного фундамента, образующим кольцевую обойму, монолитное железобетонное кольцо смещено относительно стенки резервуара на 1/10 его ширины, а кольцевой свайных фундамент смещен относительно стенки резервуара на величину равную ширине железобетонного кольца.
Расчетным методом установлено, что при смещении на величину большую, чем 1/10 ширины монолитного железобетонного кольца, возможен отрыв указанной конструкции от основания. Смещение на величину меньшую, чем 1/10 ширины монолитного железобетонного кольца - возможно, но при этом не происходит равномерного перераспределения усилий на сваи, что способно
привести к развитию недопустимых краевых напряжений в сварном узле сопряжения днища и стенки.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен разрез фундамента.
Фундамент состоит из уплотненной песчаной подушки l под днищем резервуара 2; монолитного железобетонного кольца 3 шириной b под стенку емкости 4, смещенного на величину 
=1/10·b; щебеночной подушки 5; кольцевого свайного фундамента 6, смещенного на величину b, и жестко заделанных в нем свай 7.
Работа по возведению фундамента осуществляется следующим образом: производится планировка грунтового основания, затем забиваются сваи 7 до проектной отметки, расположение которых определятся в зависимости от прочностных и деформационных характеристик грунтового основания, нагрузок от конструкции и количества рядов свай в ростверке. По оголовкам свай устраивается кольцевой свайный фундамент 6, производится отсыпка щебеночной подушки 5, поверх которой бетонируется монолитное железобетонное кольцо 3. Выполняется планировка и отсыпка песчаной подушки под днище емкости l, после чего осуществляется монтаж металлических конструкций резервуара (2, 4).
Фундамент для цилиндрического резервуара, выполненный в виде песчаной подушки под днищем резервуара, монолитного железобетонного кольца по периметру емкости, щебеночной подушки и кольцевого свайного фундамента, образующим кольцевую обойму, отличающийся тем, что железобетонное кольцо смещено относительно стенки резервуара на 1/10 его ширины, а кольцевой свайный фундамент смещен относительно стенки резервуара на величину равную ширине железобетонного кольца.
