大型重油储罐环墙基础设计

Petrochemical Design

石油化工设计

2019,36(1) 9 〜11

大型重油储罐环墙基础设计

杨卫凯，张维秀

(中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院，吉林吉林132002)

摘要：储罐地基基础是石油化工装置的基本构筑物，特点是体型和荷载庞大，对地基要求较高。由于

C沉降能力、较小占地面积和经济性等方面优势，储

罐基础经常采用这种型式。通过某工程2 x104m3重油储罐基础设计实践，探讨SH/T 3068—2007《石油 化工钢储罐地基与基础设计规范》和GB 50473—2008《钢制储罐地基基础设计规范》在基础计算工况、计

环墙式钢筋混凝土基础具有较大刚度、较强抵抗不均

算公式和参数取值等方面存在的差异，以及对计算结果产生的影响。因储罐荷载较大，且建在软弱地基 上，故采用

CFG桩复合地基取得成功，项目运行多年效果良好。

关键词！ CFG桩复合地基大型重油储罐环墙基础 doi & 10. 3969/j. issn. 1005 - 8168.2019.01.003

$ =%,[(1 -y#)$L&L - ($c -$m)&]

式中：$----环墙

(1)

1工程概况

中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设

宽度，m;%----罐底传给环

计院承担设计的2 x 104 m3钢制重油储罐群，每个 钢储罐自重为5 600 kN、钢储罐直径40 m(高17. 82 m(重油重度9.5 kN/m3、储存的重油操作温度 160〜270 °C、最高油位高度15. 18 m、充水试压高 度17. 82 m、工程所在地抗震设防烈度为7度。罐 区属冲洪积平原区，不存在地震液化、滑坡和崩塌 等地质灾害隐患和不良地质现象。场地类别为III 类，地下水位在地面下4.2 m左右，场地土对基础 中的钢筋有弱腐蚀性。上部10 m内地基土层为 粉土或粉质黏土，各层土地基承载力特征值在90 〜130 kPa，不满足承载力要求，设计拟采用C30 CFG粧复合地基，以下部的粉质黏土层作为持力 层，有效粧长13. 5 m。2

基础设计环墙宽度计算

总图和工艺给出的储罐群平面布置如图1所 7K。罐基础结构设计首先要确定储罐环墙基础苋 度。按照SH/T 3068—2007《石油化工钢储罐地基 与基础设计规范》⑴（下称SH/T 3068—2007)和 GB 50473—2008《钢制储罐地基基础设计规范》[2] (下称GB 50473—2008 &，两本标准环墙宽度计算 公

同，均按式（1&算：

墙顶的罐自重标准值，kN/m ----罐壁深入环墙基础顶面的宽度系数，取0.4〜0.6; $—

使用阶

段罐内储存介质重度，充水试压时，kN/m3;&l---环墙基础顶至最高液面高度，m;$c----环墙基础内各层填料的平均重度，取18 kN/m3; $m—

环墙基础混凝土重度，取25 kN/m3; &——

墙基础高度，m。设计中取0=0. 45,代入计算 得:$ =0. 7 m。

收稿日期：2018 -08 -02。

作者简介：杨卫凯，男，2003年毕业于江汉石油学院土 木工程专业，工学学士，工程师，长期从事结构设计工 作。联系电话 & 0432 - 63959991; -

Email & yangweikai-

hqc@cnpc. com. cn

.10 .石油化工设计2019年第1期（第36卷)

2.2环向拉力

根据SH/T 3068—2007的规定，环墙基础单位高

力设计值，仅需按充水

工况计算：

⑵

'=% TqwTw&w +yq)J)h) KR

式中充

水

时环墙

式中）$0 —

+—

环墙基础重要性系数，取1.0;钢筋抗拉强度，kN/mm2。

若按SH/T 3068—2007的规定计算：* = 4 181.83 mm2;若按 GB 50473 —2008 的规定计算： *. = 3 917. 83 mm2。

按GB 50473 — 2008计算的配筋小于按 SH/T 3068—2007 的配筋值:（4 181. 83 -3 917. 83)/ 3 917.83 = 7% (即配筋值少7%)，这就是按 单位高度环向

力设计值，kN/m' $qw ( $Q)---分别为水、环墙内各层填料自重分项系数，取1. 1和1.0;$w—的重度，kN/m3 ;&w —水

充水试压时环墙基础顶面

至最高水位高度，m;K —

环墙基础侧压力系数;

R—

罐半径，m$

代人各参数值计算得=1 505.46 kN$根据GB 50473—2008的规定，环墙单位高度

环向力设计值应按充水试压和正常使用两种工况 计算，按不利工况设计。

1) 充水试压工况：

'$ = [yQWyw&W + (yQm$m&)/2]KR

%3)

规定$QW、$Qm分别可取1 . 1和1.2。其他系数 取值同 SH/T 3068 —

2007。

代入参数计算得=1 410.42 kN。2) 正常使用工况：

'=[$QL$L&L + % $Qm$m& ) ,2 ] K

(4)

式中：$QU —

内储存介质分项系数，

取1. 30; $—使用阶段罐内储存介质的重度，

kN/m3。

代人各参数值计算得=1 379. 88 kN。由上文可知：1)

按SH/T 3068—2007仅需计算充水试压一 种工况;而按GB 50473 —2008需计算充水试压和 正常使用两种工况；

2) 两本标准设计参数取值略有不同；3)

按GB 50473 —2008计算的环墙基础单位 高度环向力设计值小于按SH/T 3068—2007计算 的同 设 值。

4) 因此认为SH/T 3068—2007《石油化工钢储罐地基与基础设计规范》计算公式的概念更清 楚和明确，也更符合土压力理论。2%

环墙配筋计算

环墙基础单位高度环向钢筋面积按下式计 算：

*=$0'?

(5)

GB 50473—2008《钢制彳储|地基基础设计规范》计算 的环墙单位高

力设计值小的原因造成的。

2.4环墙防腐问题的处理

对于环墙基础的抗裂问题，SH/T 3068—2007 和GB 50473—2008均未作出规定，可能是考虑 GB 50007—2011《建筑地基基础设计规范》[3]未要 求进行基础抗裂计算。由于本工程地基土存在腐

蚀性，其作为纯粹的单向受拉构件的环墙基础长 期处于腐蚀性环境中，基础是不安全的，为此采取 3项应对措施：

1) 采用C30混凝土，提高环墙基础密实性；2) 对环墙基础进行抗裂验算并控制裂缝宽度0. 2 mm ；

3) 在环墙基础表面涂刷沥青冷底子油两道

为防腐层。3

复合地基设计

CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩，以水泥（Ce­ment)、 粉煤灰 （ Fly ash) 和碎石 （ Gravel) 等材料按

比例拌和钻孔浇筑。CFG桩、桩间土和垫层共同 构成CFG桩复合地基，CFG桩平面布置见图2。 加固基本原理概括为 的应力调整作用、CFG

桩体置换作用和桩对桩周土的挤密作用。关于

CFG桩复合地基设

。本简要

介绍复合地基的设计结果。根据上部荷载的计算 要求，CFG桩复合地基承载力需达到240 kPa。采 用！400C30CFG桩、桩距1.4 m，正方形布置，以第 8层粉质黏土层作为持力层，有效桩长13. 5 m。 经估算单桩承载力特征值R+ = 376. 40 kN，复合地 基承载力特征值/sk =256. 77 kPa。施工前做了静 载试验，检测 证明单桩承载力和复合地基承

载力

要求。

2019年第1期（第36卷)

杨卫凯等.大型重油储罐环墙基础设计

• 11 *

&构造设计

经抗裂验算后，储罐基础环向每侧配#22@

2结语

1&按SH/T 3068—2007《石油化工钢储罐地

110，满足最小配筋率0. 40%要求，竖向按构造每 侧0. 15%配筋，配置# 16@ 160。储罐基础配筋见 图3。由于储存高温介质，在基础上面砌筑3层粘 土砖作为隔热层，并砌筑

道。

基与 设计规范》规定储 墙基础仅需按充

需按充

水试压一种工况计算;按GB 50473—2008《钢制储 罐地基基础设计规范》规定，储罐环墙 水试压和正常使用两种工况计算。

2) SH/T 3068—2007 和 GB 50473—2008 两本标准，计算出的储罐环墙基础环向拉力的取值略 有不同，按GB 50473—2008计算的环墙基础单位 高度环向力设计值比SH/T 3068—2007计算的环 向力设计值小，因此配筋也有差异。

3&工程师们认为，SH/T 3068—2007计算环 墙

单位高度环向力设计值公式的概念更清楚4 &本文算例按GB 50473—2008计算的环墙 配筋，比按SH/T 3068—2007计算的配筋小。

5) GB 50473—2008 和 SH/T 3068—2007 虽未有储 缝宽

墙基础做裂缝宽度验算的要求，但地基

墙

行裂

算、控裂缝宽度仍是必要的。

发展要求，应力推广。

和明确。

此部分可二次浇注

土存在腐蚀性的情况下，对储

6& CFG粧以工业废料粉煤灰作为主要材料， 符合绿色环保和可

7& CFG粧复合地基有着明显的技术和经济优 势，加效果明显、工后沉降小、工期短，适宜在罐 区基础工程推广中应用。参考文献：

图3储罐基础配筋

[1] SH/T 3068—2007石油化工钢储罐地基与基础设计规范

[S].北京：中国石油化工出版社，2008.

[2] GB 50473—2008钢制储罐地基基础设计规范[S].北京：中

国计划出版社，2009.

[3 ] GB 50007—2011建筑地基基础设计规范[S].北京：中国建

筑工业出版社，2011.

安全标准化一级企业新增4家

近日，应急管理部发布2019年1号公告，新增苏州诺华制药科技有限公司、天津渤海石化有限公司、阿科玛（中国）投资 有限公司（常熟基地）、中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司4家企业为危险化学品从业单位安全生产标准化一级企业。

截至目前，安全标准一级达标企业共有29家。据了解，申请安全生产标准化一级企业须符合以下条件:一是已通过 安全生产标准化二级企业评审并持续运行2年(含）以上，或者装备设施和安全管理达到国内先进水平，经集团公司推荐、 省级安全监管部门同意;二是至申请之日前5年内未发生人员死亡的生产安全事故（含承包商事故），或者10人以上重伤 事故（含承包商事故），或者1000万元以上直接经济损失的爆炸、火灾、泄漏、中毒事故（含承包商事故）。

〈中国化工报>2019-01 -25

ABSTRACTS

PETROCHEMICAL DESIGN

Started Publication in 1984. Quarterly. 25 Feb. 2019 Yol. 3 6 No. 1*1 •

Jilin，Jilin，132002)Abstract ： The foundation of storage tank is the basic structure in petrochemical plants. Characterized by huge size and load， storage tank has high requirements for its foundation. Ring wall reinforced concrete foundation is often adopted due to its advantages of great stiffness，high resistance to uneven settlement， less land occupation and good economics. Based on the engineering practice of the

this foundation of a 20, 000 m3 heavy oil storage tank，

paper discusses the differences between SH/T 3036—2007 Specification for Design of Steel Storage Tanks Subgrade BRIEF DISCUSSION ON COMMISSIONING MANAGE­MENT OF NO. 2 PP PLANT IN THAILAND PP PROJECT[1]

Gao Jing ! SINOPEC Engineering Incorporation \" Bei­jing\" 100101)

Abstract: Thailand Polypropylene (PP) Project consists of two PP plants. SINOPEC Engineering Incorporation (SEI)，as the EPCC contractor，has successfully completed the design, procurement， construction and commissioning of the project. This is the first overseas project that SEI is fully responsible for the plant commissioning and start-up. The successful commissioning of the project has won SEI a good international reputation and invaluable experienceexpansion which builds a solid foundation commissioning ， for the commissioning practice of the NO. 2 of SEI in overseas market. PP plant in ThailandBased on the ， this management experience of commissioning.paper discusses the tasks， organization structure and K& ey wordcommissioning

s： Thailand PP project； EPCC； pecommissioning APPLICATION OF FHUDS-FZ/SZ COMBINED CATALYSTIN 3. 0 UNIT!]

MT/A NATIONAL V DIESEL HYDROGENATION cal CompanyWangJianjunCSINOPECZhenhaiRefiningandChem-- ，Ningbo, Zhejiang，Abstract315207)：combined catalyst in the new 3. 0 M The application of FHUDS-FZ and FHUDS-SZ unit at SINOPEC Zhenhti Refining t/a diesll hydrogenation is introduced. percentThe unit takes straight run diesel oil and Chemicl Company (57. 71 )，oil has (17. The relatively 88 FCC diesel oil percent) (24. 41 percent) and coker diesel high desulfurization as the raw materialand ， and this catalyst pressure is test run average temperature is 8. 7 results MPashow the space thatdenitrification rate. ， velocity when the is 0. reactor 8 h_1inlet ， 400 than 8 mg/kg，5 1，the sulfur content of 355 V and the hydrogen/oil the refined diesil oil ratio is ， the is lessthe polycyclic aromatic hydrocarbons are less than 7 Xthe cetane number is increased by 4. 5，and ，meeting the fully With high strength, NationilY emission standards for diesel oil. stabilitygood anti-coking performance and high operation of the unit.， this combined catalyst can realize long-period Key words： FHUDS-FZ and FHUDS-SZ combined catalyst； National Y diesel; sulfur content； test run

DESIGN OF RING WALL FOUNDATION FOR LARGE Yang WeikeiHEAVY OIL STORAGE TANKS[9]

ning F Petrochemical ，Zhang Weixiu (PetroChina Northeast Ref-~Engineering Company Limited ，

and FoundationGB 50473—2008 Foundation Code in P for etro chemical Design Industry andformula and parameter values of foundation as well as their in the calculation conditionsof Steel Tank ， calculation effects foundation is on calculation results. CFG pile compositetank built on successfully used for many years.sott soil. The projett for this has heavy been running load storage well Key words：tion cement fly-ash gravel pile； composite founda­； large heavy oil storage tank； ring wall foundationAPPLICATION SYSTEM OF FLARENET SOFTWARE IN [DESIGN OF ETHANOL SYNTHESIS PROJECTFLARE Fan J 2]

ing (Beijing Petrochemical Engineering Co.，Ltd.， BeijingAbstract 100107)：project The flare system of a new network including pressure relief valves ethanol and flare synthesis ，pipe ，calculation is is modeled by using Flarenet software， discharge scenarios. carried out respectively according Mach number of discharge Based on branch the calculation to different and pipes and flare result headerof the ， the Mach size requirements number of pipeline of is all adjusted and checked， so that the During the relief valve calculationspecified in discharge relevant pipes standards can and meet codes. the ，appropriate appropriate valve to meet the relief capacity size is requirementsset for pressure ， and total backpressure to set pressure. type is selected according to the ratio of can Mach number requirements of discharge effectively optimize the pipe sizeUsing Flarenet software ， so as to meet the accurately calculate the totil backpressure of pressure relief pipes. Also it can valves and has a high value of practicil application.Key words： flare pipe network； pressure relief valve；pressure back­； Mach number

ANALYSIS ON EXPLOSION-PROOF AND PRESSURE-RE­LIEF DESIGN OF REFINERY BUILDINGS[16]

Zhang Qiaozhen ( SINOPEC Engineering Incorporation，