環牆基礎，指的是將儲罐壁板直接擱置在環牆上。
基本介紹
- 中文名：環牆基礎
- 外文名：無
- 特點：將儲罐壁板直接擱置在環牆上
- 作用：防潮作用
設計條件,作用,作用及優點,趨勢和問題,
設計條件
對場地受限或當土質較差、地基承載力不足、基礎沉降較大的儲罐基礎，可採用環牆式基礎或外環牆式基礎。其特點是將儲罐壁板直接擱置在環牆上，環牆一般採用鋼筋混凝土結構。環牆內鋪設的砂墊層和瀝青砂等材料的構造和做法，與護坡式基礎基本上相同。在進行環牆設計時，如何更加合理地選擇截面尺寸，是較為關鍵的問題，對於土質均勻性較差的、沉降較大地基時，設計環牆基礎的剛度也應適度進行加大；反之對於土質較均勻或基礎的沉降不大的地基，環牆基礎的剛度設計時可設計得較小些；總之設計時，環牆中心線的直徑應儘量與儲罐的直徑保持一致。油罐基礎設計應滿足穩定和變形要求: 在使用過程中即不被壓壞, 總沉降量不超過允許值, 不均勻沉降也不超過允許值。
作用
貯罐的環牆基礎與一般房屋建築的基礎是有區別的, 整個上部結構的荷載都是靠基礎傳遞和擴散到地基上去的, 因此房屋建築的基礎是整幢建築物必不可少的組成部分,但貯罐環牆基礎則不然, 它不是貯罐本體的組成部分, 貯罐的荷重極大部分也不是靠環牆傳遞的, 只有在沿貯罐壁板下的地基出現不均勻沉降的情況時, 設定環牆才能發揮其作用。環牆作為罐壁和地基土之間的中間體,使地基的局部變形不直接反映到罐壁上來,而是通過環牆的調整緩解後再反映到罐壁,其結果就能使該點的沉降減少, 或使該點土的沉降速率減慢, 由於環牆的存在就促進了貯罐在加荷過程中周邊沉降前後左右搖擺下沉的現象, 這種搖擺過程實則是地基、環牆、罐壁三者不斷取得變形協調一致的過程, 將環牆下面可能出現的集中變形不斷向兩側沿環牆擴散, 使罐壁避免局部應力集中現象。從實測貯罐的沉降資料中可以看到凡是採用足夠剛度的環牆罐周邊沉降幾乎成一平面傾斜, 如沿罐周邊將沉降展開, 則相當按近一正弦曲線。這就顯示出環牆在沉降過程中所起的重要作用。環牆調節地基局部變形的能力, 取決於環牆截面剛度的大小和地基土的好壞, 因此,合理選擇截面尺寸是設計環牆的關鍵, 一般當土質均勻性很差時, 環牆剛度適當加大, 當土質很均勻, 沉降量很小時, 則環牆剛度可取得較小, 有的甚至可以不做環牆直接將壁板建在天然地基上或稍加鋪碎石處理, 但應該說明, 環牆的剛度畢竟是有限的, 調整差異沉降的能力也是有限的, 而且利用它來調整差異沉降很大的局部地基變形也是不經濟的, 因此, 設計環牆時不應盲目加大環牆截面和配筋。環牆與內側經過壓密的砂墊層共同組成的圓柱形組合式的彈性塊體, 作為貯罐的基礎, 如果環牆高度越大, 則整個圓柱形的組合式彈性塊體的空間剛度也越大, 足以影響和調整軟土地基的差異沉降, 起到了減少沉降差和底板的撓曲變形。若環牆高度越高, 地基變形模量越低, 使組合彈性塊體與地基的剛度比越大, 則影響和調整地基的差異沉降的作用就越明顯。高環牆可以比採用其他形式的基礎減少占地面積, 根據不少實測資料說明採用環牆要以減少周圍土的地面沉降,減少貯罐基礎之間由於地基沉降產生的相互。
儲罐正日益朝著大型化趨近，由原先的幾十上百立方米，漸變成今天的幾千上萬立方米。因此，儲罐基礎的設計也顯的尤為重要。在儲罐基礎的多種選型中，環牆基礎套用的越來越多。因此，本文將結合自身的設計施工經驗，對鋼筋混凝土環牆基礎進行探討。鋼筋混凝土環牆基礎不同於一般建築的條形基礎，環牆基礎本身承載的荷載很小，對於浮頂罐，只承受罐壁重量，對於固定頂罐，只承受罐壁及罐頂的重量和小部分介質的重量。而絕大部分的重量則由環牆內的各個墊層直接承受並傳到地基。環牆基礎一般套用於中軟、軟或較不均勻的場地，適用於大型儲罐、高位儲罐和浮頂罐等。
作用及優點
（1）因鋼筋混凝土環牆剛度大，在不均勻及軟場地可以平衡地基出現的不均勻沉降，減小罐壁的變形；
（2）可以將上部罐體傳來的荷載均勻的傳遞到地基上；
（3）環牆基礎像一道擋土牆可以保護內部墊層不被沖刷、侵蝕。保持罐底墊層的穩定性。另環牆的抗震性能較好；
（4）混凝土環牆基礎為罐壁的安裝提供了一個平整堅實的表面，利於罐壁的安裝；
（5）當罐體出現不均勻沉降時，可以通過對環牆的調整來平衡不均勻沉降。因此環牆的設定有利於事故的處理；
（6）起防潮作用；
（7）相比其他罐基礎，可以減少占地面積環牆基礎的作用及優點。
趨勢和問題
大型儲罐地基基礎的特點是荷載大、底面積大，地基處理與基礎所占投資比例也很大。從國內外的儲罐工程事故分析來看，多由罐基礎不均勻沉降導致儲罐的變形破壞，造成的經濟損失十分嚴重。另一方面，由於設計中對儲罐地基變形機理認識不清，計算方法不切合實際，有時過高估計了基礎沉降值。從大慶油田近50 年建罐經驗看，各種規模的罐基礎沉降的實際觀測值都比計算值小，僅有極少數罐基礎因基礎沉降過大而影響正常使用，因此有理由認為現行規範提供的設計計算方法不能完全適用於大慶地區罐基礎設計，需要進行研究。準確預測地基沉降的重要性在於：過高或過低估算地基的最終沉降量將會影響大型儲罐的正常使用甚至造成嚴重的工程事故，而錯誤估算地基固結度和沉降速率，施工中充水預壓方案採用過高的載入速率可能造成地基不均勻沉降過大甚至導致地基失穩破壞，採用過低的載入速率會大大延長工期，提高工程費用，影響工程投產，造成不必要的經濟損失。地基沉降是土力學中的重要研究課題之一。自從太沙基（K. Terzaghi）的一維固結理論問世以來，地基的沉降理論研究已經取得了長足的進步，並且在工程建設中發揮了巨大的指導作用。然而，從工程建設的發展與要求來看，沉降的預測比一般的土工計算更具技術性，預測最終沉降及沉降與時間關係的能力仍然相當差。誠然，地基沉降是很複雜的課題，時至今日，地基沉降課題仍然困擾著土木工程技術人員。地基沉降的理論分析方法可歸納為兩種類型：一類是理論公式法；另一類是數值分析法。理論公式法建立在太沙基等人創立的經典土力學基礎上，其中引入了許多簡化假定。這類方法具有簡便、直觀、計算參數少且易於取得等優點，
儲油罐地基基礎在儲罐單項工程造價中占有相當大的比重，地基基礎也直接影響儲油罐的安全可靠運行。儲罐地基與基礎設計內容包括工程地質勘察、罐基礎的選型、 環牆計算、地基承載力及穩定性計算、地基變形計算、罐基礎構造設計、罐體試水預壓與沉降控制等內容。從國內外的工程實例分析來看，儲罐工程事故多是由於罐基礎沉降過大影響儲罐正常使用或不均勻沉降過大導致儲罐的變形甚至破壞，造成的經濟損失十分嚴重；另一方面，由於設計中對儲罐地基變形機理認識不清，過高估計了基礎沉降值，因而採用了不恰當的地基處理方法甚至盲目採用樁基礎，造成了巨大的浪費。由於儲罐容積越大，單位容積的鋼材耗用指標越低，同時罐區總占地面積也會越小，建罐投資相對節約，由此促使國際上鋼儲罐的建設不斷向著大型化的方向發展。由於大型儲油罐底面積大，地基壓縮層深度一般在一倍直徑左右。例如:浮頂罐直徑達 80m，地基壓縮層深度在 60~80m 之間，即使地基土能滿足承載力要求（基礎底面平均壓力 250kPa 左右），地基的最終沉降量也會很大。因此,儲罐地基沉降的預測與控制是儲罐地基基礎設計中的一項非常重要內容。大型儲罐地基沉降計算包括兩個主要內容：一是地基最終沉降量計算，二是充水預壓及投產使用期間罐基礎地基沉降隨載入—時間變化關係（沉降速率）計算。儲罐地基變形特徵可分為罐基沉降量、罐基整體傾斜（平面傾斜）、罐基周邊不均勻沉降（非平面傾斜）及罐中心與罐周邊的不均勻沉降（罐基礎錐面坡度）。規範中對地基的不均勻沉降有明確的限制，超過允許值儲罐將不能正常使用，甚至造成儲罐嚴重變形以致損壞。
