Монтаж вертикальных емкостей стальных фламакс на фундамент
Обновлено: 28.04.2024
5.1.1. Рекомендуется, что перечень исходных данных для проектирования основания и фундамента под резервуар входят данные инженерно-геологических изысканий (для районов распространения многолетнемерзлых грунтов - данные инженерно-геокриологических изысканий).
СП 11-105-97 "Инженерно-геологические изыскания для строительства" одобренный письмом Госстроя РФ от 17 февраля 2004 года N 9-20/112 устанавливает состав, объемы, методы и технологию производства инженерно-геологических изысканий для обоснования проектной подготовки строительства, а также инженерно-геологических изысканий, выполняемых в период строительства, эксплуатации и ликвидации сооружения.
5.1.2. Материалы инженерно-геологических изысканий площадки строительства содержат следующие сведения о грунтах и грунтовых водах:
- литологические колонки;
- физико-механические характеристики грунтов (плотность грунтов p, удельное сцепление грунтов с, угол внутреннего трения φ, модуль деформации Е , коэффициент пористости е , показатель текучести IL и др.);
- расчетный уровень грунтовых вод с учетом прогноза изменения гидрогеологического режима грунтовых вод на период срока службы резервуаров без учета их объемов.
В районах распространения многолетнемерзлых грунтов проводятся изыскания с целью получения сведений о составе, состоянии и свойствах мерзлых и оттаивающих грунтов, криогенных процессов и образованиях, включая прогнозы изменения инженерно-геокриологических условий проектируемых резервуаров с геологической средой.
5.1.3. Число геологических выработок определяется проектной организацией с учетом наличия ранее проведенных инженерно-геологических изысканий. В случае строительства резервуара на месте демонтированного осуществляется подтверждение ранее проведенных изысканий бурением одной скважины на периметре с исследованием геологии грунтовых вод и проведением расчетов с использованием геодезических наблюдений за маркерами в период эксплуатации демонтированного резервуара.
5.1.4. При разработке проектной документации оснований и фундаментов рекомендуется руководствоваться положениями СП 22.13330.2011 "Свод правил "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений", утвержденного приказом Минрегиона РФ от 28 декабря 2010 года N 823, СП 24.13330.2011 "Свод правил "СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты", утвержденного приказом Минрегиона РФ от 27 декабря 2010 года N 786, СНиП 2.02.04-88 "Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах", утвержденного Приказом Минрегиона РФ от 29 декабря 2011 года N 622, СП 14.13330.2011 "Свод правил "СНиП II-7-81* Общие правила производства работ. Строительство в сейсмических районах", утвержденного приказом Минрегиона РФ от 27 декабря 2010 года N 779, СНиП 3.02.01-87 "Земляные сооружения, основания и фундаменты", утвержденного приказом Минрегиона РФ от 29 декабря 2011 года N 635/2 и рекомендациями настоящего Руководства по безопасности.
5.2. Рекомендации к проектным решениям оснований
5.2.1. Грунты, деформационные характеристики которых обеспечивают допустимые осадки резервуаров, рекомендуется использовать в естественном состоянии как основание для резервуара.
5.2.2. Для грунтов, деформационные характеристики которых не обеспечивают допустимые осадки резервуаров, предусматривают инженерные мероприятия по их упрочнению либо устройство свайного фундамента.
5.2.3. Для просадочных грунтов рекомендуется предусматривать устранение просадочных свойств в пределах всей просадочной толщи или устройство свайных фундаментов, полностью прорезающих просадочную толщу.
5.2.4. При проектировании оснований резервуаров, возводимых на набухающих (пучинистых) грунтах, в случае, если расчетные деформации основания превышают предельные, предусматривают проведение следующих мероприятий:
- полная или частичная замена слоя набухающего (пучинистого) грунта ненабухающим;
- применение компенсирующих песчаных или гравийных подушек;
- устройство свайных фундаментов.
5.2.5. При проектировании оснований резервуаров, возводимых на водонасыщенных пылевато-глинистых, биогенных грунтах и илах, в случае если расчетные деформации основания превышают допустимые, рекомендуется предусматривать проведение следующих мероприятий:
- устройство свайных фундаментов;
- для биогенных грунтов и илов - полная или частичная замена их песком, щебнем, гравием и т.д.;
- предпостроечное уплотнение грунтов временной пригрузкой основания (допустимо проведение уплотнения грунтов временной нагрузкой в период гидроиспытания резервуаров по специальной программе).
5.2.6. При проектировании оснований резервуаров, возводимых на подрабатываемых территориях, в случае если расчетные деформации основания превышают допустимые, рекомендуется предусматривать проведение следующих мероприятий:
- устройство сплошной железобетонной плиты со швом скольжения между днищем резервуара и верхом плиты;
- применение гибких соединений (компенсационных систем) в узлах подключения трубопроводов;
- устройство приспособлений для выравнивания резервуаров.
5.2.7. При проектировании оснований резервуаров, возводимых на закарстованных территориях, предусматривают проведение следующих мероприятий, исключающих возможность образования карстовых деформаций:
- заполнение карстовых полостей;
- прорезка карстовых пород глубокими фундаментами;
- закрепление закарстованных пород и (или) вышележащих грунтов.
Размещение резервуаров в зонах активных карстовых процессов не допускается.
5.2.8. При применении свайных фундаментов концы свай заглубляют в малосжимаемые грунты и обеспечивают требования к предельным деформациям резервуаров.
Свайное основание может быть как под всей площадью резервуара - "свайное поле", так и "кольцевым" - под стенкой резервуара.
5.2.9. Если применение указанных мероприятий согласно подпунктам 5.2.7, 5.2.8 не исключает возможность превышения предельных деформаций основания проектная организация предусматривает специальные устройства (компенсаторы) в узлах подключения трубопроводов, обеспечивающие прочность и надежность узлов при осадках резервуаров, а также устройство для выравнивания резервуаров.
5.2.10. При строительстве в районах распространения многолетнемерзлых грунтов при использовании грунтов основания по первому принципу (с сохранением грунтов в мерзлом состоянии в период строительства и эксплуатации) предусматривается их защита от воздействия положительных температур хранимой в резервуарах нефти и нефтепродукта. Это достигается устройством проветриваемого подполья "Высокий ростверк" или применением теплоизоляционных материалов в сочетании с принудительным охлаждением грунтов - "термостабилизацией".
5.2.11. Грунтовые подушки выполняются из послойно уплотненного при оптимальной влажности грунта, модуль деформации которого после уплотнения составляет не менее 15 МПа, коэффициент уплотнения - не менее 0,90.
Уклон откоса грунтовой подушки рекомендуется выполнять не более 1:1,5.
Рекомендованная ширина горизонтальной части поверхности подушки за пределами окрайки:
- 0,7 м - для резервуаров объемом не более 1000 м 3 ;
- 1,0 м - для резервуаров объемом более 1000 м 3 и для площадок строительства с расчетной сейсмичностью 7 и более баллов (независимо от объема) по шкале MSK-64 "Шкала сейсмической интенсивности MSK-64".
Поверхность подушки за пределами периметра резервуара (горизонтальная и наклонная части) защищается отмосткой.
5.3. Рекомендации к проектным решениям фундаментов
5.3.1. В качестве фундамента резервуара рекомендуется использовать грунтовую подушку (с железобетонным кольцом под стенкой и без него) либо железобетонная плита.
5.3.2. Для резервуаров объемом 2000 м 3 и более под стенкой резервуара устанавливается железобетонное фундаментное кольцо шириной не менее 0,8 м для резервуаров объемом не более 3000 м 3 и не менее 1,0 м - для резервуаров объемом более 3000 м 3 . Толщина кольца принимается не менее 0,3 м.
5.3.3. Для площадок строительства с расчетной сейсмичностью 7 баллов и более по шкале MSK-64 "Шкала сейсмической интенсивности MSK-64" фундаментное кольцо рекомендуется устраивать для всех резервуаров, независимо от объема, шириной не менее 1,5 м, а толщину кольца принимать не менее 0,4 м. Фундаментное кольцо рассчитывается на основное, а для площадок строительства с сейсмичностью 7 баллов и более по шкале MSK-64 "Шкала сейсмической интенсивности MSK-64" также на особое сочетание нагрузок.
5.3.4. Под всем днищем резервуара рекомендуется предусматривать гидроизолирующий слой, выполненный из песчаного грунта, пропитанного нефтяными вяжущими добавками, или из рулонных материалов. Рекомендуется применять песок и битум без содержания коррозионно-активных агентов.
5.3.5. При устройстве фундамента резервуара рекомендуется предусматривать проведение мероприятий по отводу грунтовых вод и атмосферных осадков из-под днища резервуара.
5.4. Рекомендуемый расчет нагрузок на основание и фундамент резервуара
5.4.1. Нагрузки, передаваемые с корпуса на основание и фундамент резервуара, определяются в зависимости от конструктивных, технологических, климатических, сейсмических нагрузок и их сочетаний, приведенных в таблице 19 настоящего Руководства по безопасности.
Таблица 19. Сочетания воздействий для расчета нагрузок на фундаменты
| Вид нагрузки | Сочетание воздействий для расчета нагрузок на фундаменты | ||
|---|---|---|---|
| 1, 2 | 3 | 4 | |
| Условия эксплуатации и гидравлических испытаний | Проверка на опрокидывание пустого резервуара | Условия землетрясения | |
| Вес продукта (или воды) | + | - | + |
| Вес корпуса и крыши резервуара | + | + | + |
| Вес стационарного оборудования | + | + | + |
| Вес теплоизоляции | + | + | + |
| Внутреннее избыточное давление | - | + | + |
| Вакуум | + | - | - |
| Снеговая нагрузка | + | - | + |
| Ветровая нагрузка | + | + | - |
| Сейсмическая нагрузка | - | - | + |
5.4.2. В состав нагрузок, передаваемых по контуру стенки резервуара на его фундамент, входят нагрузки двух типов.
Нагрузки первого типа, обеспечивающие осесимметричное распределение усилий по контуру стенки, включают:
- вес резервуара с учетом оборудования и теплоизоляции, за вычетом центральной части днища;
- снеговую нагрузку;
- избыточное давление и разрежение в газовом пространстве резервуара.
Нагрузка второго типа возникает от ветрового воздействия на корпус резервуара и создает кососимметричное распределение усилий по контуру стенки.
Ветровая нагрузка вызывает появление опрокидывающего момента, вычисляемого относительно точки, расположенной на оси симметрии опорного контура стенки с подветренной стороны резервуара. Нагрузки первого типа создают момент, препятствующий опрокидыванию резервуара.
5.4.3. Перечень рекомендуемых расчетов:
- определение нагрузок на центральную часть днища в условиях эксплуатации, гидро- и пневмоиспытаний и при сейсмическом воздействии;
- расчет максимальных и минимальных нагрузок по контуру стенки в условиях эксплуатации и при сейсмическом воздействии;
- проверку на отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего избыточного давления на пустой резервуар;
- проверку на опрокидывание пустого резервуара путем сравнения опрокидывающего момента и момента от удерживающих сил;
- проверку резервуара с продуктом на опрокидывание в условиях землетрясения;
- расчет анкеров, если происходит отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего давления на пустой резервуар;
- расчет анкеров, если устойчивость пустого резервуара от опрокидывания не обеспечена;
- расчет анкеров, если устойчивость резервуара с продуктом от опрокидывания при землетрясении не обеспечена.
5.4.4. Расчет нагрузок на основание и фундамент резервуара при землетрясении рекомендуется производить специализированными организациями.
5.4.5. Опрокидывающий момент Mw, МН·м, действующий на резервуар в результате ветрового воздействия, рекомендуется вычислять по формуле:
где опрокидывающий момент от действия ветра на стенку Mws, МН·м, определяется по формуле:
Опрокидывающий момент от действия ветра на крышу определяется по формуле:
(43)
где b0=10m- базовый параметр;
Yn- коэффициент надежности по опасности;
Hs- высота стенки, м;
D- диаметр резервуара, м;
Pw- нормативное значение ветрового давления, МПа.
5.4.6. Расчетная погонная нагрузка по контуру стенки характеризуется максимальным и минимальным значениями, соответствующими диаметрально противоположным участкам фундамента в соответствии с рисунок 28 настоящего Руководства по безопасности. Максимальная и минимальная нагрузки определяются соответственно, как сумма и разность максимальных нагрузок первого и второго типа (с учетом знаков). Расчетная нагрузка по контуру стенки в основании резервуара рекомендуется определять по формулам:
Рисунок 28
5.4.7. Расчетная вертикальная нагрузка Qmax, МН на фундамент резервуара, соответствующая расчетному сочетанию нагрузок 1 (см. таблицу 19), составляет:
где Yn- коэффициент надежности по опасности;
Gr- вес листов настила крыши, МН;
Gs- вес стенки, МН;
Gs0- вес оборудования на стенке, МН;
Gr0- вес оборудования на крыше, МН;
Gst- вес теплоизоляции на стенке, МН;
Gr- вес крыши, МН;
Grt- вес теплоизоляции на крыше, МН;
ps- расчетная снеговая нагрузка на поверхности земли, МПа, определяемая по СП 20.13330.2011 "Свод правил "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия", утвержденному приказом Минрегиона РФ от 27 декабря 2010 года N 787;
pv- нормативное значение вакуума, МПа;
ce= 0,85 при D≤60 м;
ce= 1,0 при D>100 м;
ce= 0,85 + 0,00375•( D- 60) - в промежуточных случаях;
D- диаметр резервуара, м;
ψ1, ψ2, ψ3- коэффициенты сочетаний для длительных нагрузок, назначаемые в соответствии с СП 20.13330.2011 "Свод правил "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия", утвержденным приказом Минрегиона РФ от 27 декабря 2010 года N 787, (пп.6.2, 6.3) для основной по степени влияния нагрузки ψ=1, для остальных ψ=0,95.
5.4.8. Нагрузки на центральную часть днища определяются исходя из величины внутреннего избыточного давления, максимального проектного уровня налива и плотности продукта (эксплуатация) или воды (гидро- и пневмоиспытания). Эту нагрузку рекомендуется определять по формулам:
а) нагрузка pf, МПа, на основание под центральной частью днища при эксплуатации:
б) нагрузка pfg, МПа, на основание под центральной частью днища при гидро- и пневмоиспытаниях:
где Yn- коэффициент надежности по ответственности;
g- ускорение свободного падения, м/с 2 ;
p- плотность продукта, т/м 3 ;
pg- плотность воды, используемой для гидравлических испытаний, т/м 3 ;
ps- плотность металла, т/м 3 ;
H- высота налива продукта при эксплуатации, м;
Hg- высота налива воды при гидравлических испытаниях, м;
p- нормативное избыточное давление в газовом пространстве, МПа;
tbc- номинальная толщина центральной части днища резервуара, м.
5.4.9. Рекомендации по установке анкеров
5.4.9.1. Анкеровка корпуса резервуара рекомендуется если:
- происходит отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего избыточного давления;
- момент от сил, вызванных ветровым воздействием, превышает момент от вертикальных удерживающих сил, действующих на пустой резервуар.
5.4.9.2. В случаях, указанных в подпункте 5.4.9.1, стенка резервуара прикрепляется к фундаменту анкерными устройствами, шаг установки и размеры которых определяются расчетом.
5.4.9.3. Рекомендуется установка анкеров, если выполняются следующие неравенства, соответствующие условиям подпункта 5.4.9.1:
, (48)
Левая часть второго неравенства представляет момент от удерживающих сил, а правая - опрокидывающий момент, определяемый по пункту 5.4.5.
5.4.9.4. Подъемная сила Fwvr, MН, от действия ветра на крышу рекомендуется определять по формуле:
где Yn- коэффициент надежности по опасности;
r- радиус резервуара, м;
pw- нормативное значение ветрового давления, МПа, определяется по СП 20.13330.2011 "Свод правил "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия", утвержденному приказом Минрегиона РФ от 27 декабря 2010 года N 787, (таблица 11.1).
Для конических крыш с углом наклона ar≥5 и сферических крыш высотой fr≥0,1D, а также для резервуаров с плавающими крышами следует принять Fwvr =0.
5.4.9.5. Расчетную минимальную вертикальную нагрузку на фундамент резервуара Qmin, MН, рекомендуется вычислять для расчетного сочетания нагрузок 3 (см. таблицу 19) составляет:
где Yn- коэффициент надежности по опасности;
r- радиус резервуара, м;
Gs- вес стенки, МН;
Gr- вес стенки, МН;
Gs0- вес оборудования стенки, МН;
Gr0- вес оборудования крыши, МН;
Gst- вес теплоизоляции на стенке, МН;
Grt- вес теплоизоляции на крыше, МН;
p- нормативное избыточное давление в газовом пространстве, МПа.
5.4.9.6. Расчетное усилие Na, MH, в одном анкерном болте рекомендуется определять по формуле:
В этой статье мы затронем основные этапы проектирования фундаментных оснований по строительстве сборно-разборных наземных стальных резервуаров FLAMAX. Эти емкости предназначены для хранения больших объемов воды пожарного, питьевого и технического назначения объемом от 300 м3.
Одним из первых этапов монтажа вертикального стального резервуара РВС является строительство фундаментного основания. Данный этап является весьма ответственным, поскольку ошибки, допущенные при проектировании фундамента, или некачественное выполнение работ приведет к нарушению устойчивости и надежности всей конструкции РВС.
СОДЕРЖАНИЕ:
1. Особенности фундаментов под резервуары
Фундамент является частью всего сооружения. На него передается нагрузка от общего веса сооружаемого объекта на грунты основания и распределяется на такую площадь основания, при которой давления по подошве не превышают расчетных.
Проектируемое сооружение следует рассматривать совместно с основанием, на котором оно покоится, так как под воздействием веса сооружения и других всевозможных эксплуатационных воздействий грунты основания испытывают дополнительное давление, деформируются (уплотняются, оседают) и в свою очередь оказывают воздействие на сооружение.
Изготовление фундаментов под резервуары – весьма затратное и очень ответственное мероприятие! От качества фундамента зависит устойчивость и долговечность всего сооружения емкости в целом, в том числе монтируемого резервуара для хранения воды различного назначения. А в случае со сборными резервуарами FLAMAX фундаментная основа должна еще иметь идеально ровную поверхность, так как она является своего рода днищем всей конструкции.
Приступая к работе, необходимо определиться с параметрами и техническими данными сооружения. Немаловажную роль играет месторасположение объекта.
Поэтому успешному решению задачи может оказать помощь удачное местоположение объекта строительства. Кроме того, нужно получить как можно больше информации о грунте, на котором будет сооружаться строение.
Какие параметры необходимо учитывать при проектировании и строительстве фундамента под резервуары?
- При сооружении фундаментного основания под резервуары первостепенное значение имеет схема расположения почвенного и насыпного слоев. Самыми подходящими видами грунта для сооружения фундамента являются: нетронутый (целинный) песок, гравийные или песчано-каменистые смеси.
- Немаловажно учитывать уровень грунтовых вод на месте возведения емкостей. Это позволит освободить фундамент от нагрузок, связанных с сезонными деформациями грунта. Если уровень воды располагается близко к поверхности земли, объемы земляных работ возрастут, так как котлован под фундамент придется копать на глубину промерзания грунта. К примеру, в северо-западном регионе России грунт промерзает на глубину до 1.2 м.
- Место под резервуар на объекте. Резервуары и, соответственно, фундаменты под них, следует располагать на объекте так, чтобы ничего не мешало прокладке коммуникаций на участке.
Работы, связанные с устройством оснований и фундаментов под резервуары, регулируются положениями СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. Указанный нормативный документ рекомендует при сооружении фундаментов под резервуары использовать следующие конструктивные решения:
- грунтовую подушку;
- кольцевой железобетонный фундамент;
- сплошную железобетонную плиту.
Основным критерием выбора типа основания и фундамента резервуара является его деформация. Поверочный расчет основания по деформациям производится из условия недопущения превышения деформации основания предельных величин, установленных СП 22.13330.2016.
Предельные деформации основания резервуара устанавливаются технологическими и конструктивными требованиями сооружения по следующим видам:
- максимальная абсолютная осадка;
- относительная осадка основания под днищем, равная отношению разности осадок двух смежных точек и расстоянию между ними;
- разность осадок под центральной частью днища и под стенкой;
- крен фундамента.
Предельные и расчетные величины деформаций указываются в проекте для полного срока эксплуатации и периода гидроиспытаний резервуара.
При проектировании резервуаров FLAMAX в качестве фундаментного основания используются кольцевой железобетонный фундамент либо сплошная железобетонная плита, а при необходимости - свайные фундаменты.
2. Проектирование фундаментов под сборно-разборные РВС для воды
Проектирование основания и фундаментов под резервуар должно выполняться специализированной проектной организацией с учетом положений ГОСТ Р 52910-2008 или СТО-СА-03-002-2009 (если данный стандарт принят в организации), СП 24.13330.2011; СП 25.13330.2012 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. Актуализированная редакция СНиП 2.02.04-88 и ряда дополнительных требований.
Поэтому мы сами не занимаемся проектированием фундаментов под резервуары FLAMAX. Данный вид проектных работ осуществляет подрядная организация со стороны Заказчика. Мы со своей стороны выдаем ТЗ для расчета фундаментных нагрузок с исходными данными: размерами нашего изделия и создаваемыми при эксплуатации нагрузками. Данное ТЗ используется в последующем для проектирования фундамента, выполняемого специалистами в строительстве.
2.1. Техзадание для расчета фундаментных нагрузок
ТЗ на фундаментные нагрузки – это свод информации, которую мы выдаем Заказчику, где указано, какое оборудование мы будем ставить на данное основание, его геометрические размеры, его нагрузку на фундамент. Это наиболее важные показатели! При этом нагрузку мы указываем максимальную (она превышает нагрузку полезного объема воды резервуара) с учетом любой аварийной ситуации, а также снеговую и ветровую нагрузку.
ТЗ на фундамент прикрепляется в приложении к Договору на Поставку и сборку резервуаров
Нагрузки, передаваемые с корпуса на основание и фундамент резервуара, определяются в зависимости от конструктивных, технологических, климатических, сейсмических нагрузок и их сочетаний.
Сборные резервуары FLAMAX - это уникальная инженерная конструкция с технологией быстрой сборки на прочных болтовых соединениях, позволяющая получить простое и надежное решение для хранения воды питьевого и противопожарного назначения.
Резервуары питьевого запаса
Резервуары совмещенного запаса воды
Переработка сточных вод
Хранение жидкого навоза
Хранение деминерализованной воды
Хранение абразивных веществ
Хранение сыпучих веществ
Хранение химических веществ
Крыши
для резервуаров
Каждый резервуар FLAMAX является единичным изделием, спроектированным с учетом необходимого объема воды, выделенной площади под застройку, требований к технологической обвязке и автоматизации, а также характерного для конкретного региона температурного режима, снеговой, ветровой и сейсмической нагрузок.
Стальные листы резервуаров и элементы их конструкции, вплоть до болтовых соединений, защищены от коррозии гальваническим покрытием, а для обеспечения идеальной герметичности применяется высокопрочная армированная ПВХ мембрана.
Сборные резервуары FLAMAX имеют современный и эстетичный внешний вид за счет пропорциональных элементов конструкции и однородной фактуры листов гальванизированной низкоуглеродистой стали. Листы резервуаров могут быть окрашены в цвета, сочетающиеся с окружающей застройкой, а также в фирменные цвета предприятия заказчика.
Сборка резервуаров осуществляется без работ на высоте, сварочных работ и привлечения тяжелой спецтехники. Технология сборки позволяет производить монтаж в любое время года и в максимально короткие сроки (1000 м3 за 5-7 дней). Резервуары могут быть установлены как на улице, так и внутри здания/сооружения в очень стесненных условиях. Резервуары возможно разобрать и повторно собрать на новом месте.
Доставка резервуаров осуществляется любым видом транспорта, т.к. все комплектующие являются габаритными и упаковываются на стандартные евро-паллеты. Это позволяет доставить груз к площадкам строительства находящихся в труднодоступных локациях. Разгрузку можно осуществлять обычным погрузчиком. Герметичная и компактная упаковка не требует создания специальных условий для хранения оборудования до начала монтажа. В результате стоимость доставки, разгрузки и хранения значительно ниже по сравнению с аналогичными работами для резервуаров другого типа.
Все элементы резервуаров FLAMAX изготавливаются при помощи высокоточного оборудования и только в заводских условиях, после чего проходят строгий выходной контроль. Благодаря этому достигается максимальная надежность конструкции по сравнению с изделиями, произведёнными на строительной площадке.
Саратовский резервуарный завод выполняет монтаж вертикальных резервуаров, а также емкостного оборудования для любого объекта нефтегазовой промышленности (резервуарные парки, терминалы, пожарные станции, нефтехранилища, нефтебазы и т.д.). Мы предлагаем услуги по строительству резервуаров собственного производства и шеф-монтаж.
Этапы монтажа резервуаров
Условно монтаж состоит из двух основных этапов:
- подготовка площадки строительства и фундамента
- монтаж непосредственно металлоконструкций
- испытания
Все работы производятся в соответствии с технологической картой, проектом производства работ ППР и проектом строительства, который является частью рабочей документации. Основными исполнительными документами, которыми оформляются все этапы монтажа, являются журналы и акты выполненных работ, испытаний и освидетельствований, исполнительные схемы.
Проект производства работ ППР разрабатывается на основании проекта КМ. В ППР содержится информация о порядке и правилах проведения всех монтажно-сварочных работ с применением необходимого оборудования, испытаний, о мероприятиях по обеспечению требуемой точности и качеству сварки и сборки элементов металлоконструкций, безопасности на объекте и т.д.
При выборе способа монтажа резервуара мы руководствуемся действующей нормативной базой РФ:
- ВСН 311-89 "Монтаж резервуаров вертикальных стальных для хранения нефти и нефтепродуктов объемом от 100 до 50000 м 3 "
- ГОСТ 31385-2016 "Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия"
- СТО-СА-03-002-2009 "Правила проектирования, изготовления и монтажа вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов"
К тому же, на выбор влияет конструкция самого резервуара (вертикальный, горизонтальный, шаровой, наземный, подземный) и месторасположение объекта, его удаленность и доступность для тяжелой техники.
Подготовка фундамента под вертикальные резервуары и емкости
Перед началом монтажа самой емкости подготавливается площадка строительства, возводятся необходимые сооружения, подводятся транспортные пути, подсоединяются инженерные сети.
Устройство основания и фундамента - важный этап, так как именно он влияет на скорость и равномерность усадки металлоконструкций, а, значит, на сохранение его геометрии и устойчивости. Технология подготовки фундамента и основания зависит от массы металлоконструкций и качества грунта. Если почва не обладает достаточной несущей способностью, производится усиление грунта, его уплотнение или даже замена вместе с отводом грунтовых вод.
Традиционно резервуары объемом до 5000 м 3 устанавливаются на грунтовое основание под уклоном 1:50 от центра к периферии с песчаной подушкой (толщиной до 2 м) и гидрофобным (гидроизоляционным) слоем из смеси грунта, битума, дегтя, гудрона или мазута (толщиной до 200 мм)
Резервуары объемом более 10000 м 3 монтируются дополнительно на кольцевой железобетонный фундамент, располагающийся по периметру стенки для восприятия нагрузок от нее.
Для слабых грунтов возможно устройство свайных оснований, которые сверху покрываются железобетонными плитами.
Только после приемки основания и фундамента осуществляется непосредственно монтаж емкостей.
Монтаж резервуаров РВС методом рулонирования
Рулонный способ заключается в доставке на строительную площадку стенки, свернутой в рулон. Днище может поставляться также в рулонном виде (диаметром до 12 м) или, как крыша, укрупненными элементами. Предварительная сварка металлоконструкций стенки, днища и крыши производится на Заводе, что значительно сокращает сроки работ.
Сначала на бетонное или грунтовое основание устанавливаются, крепятся и свариваются элементы днища: сначала окрайки (т.е. периферийные листы), а затем центральная часть. Далее в вертикальное положение устанавливается стенка. В центре крепится постоянная или временная расчалка (стойка) для монтажа стационарной крыши: постоянная для РВС до 5000 м 3 , временная - для РВС объемом 10000-20000 м 3 . Затем стенка разворачивается по периметру и сваривается вертикальными и двухсторонними тавровыми швами, при этом соблюдается проектное положение стенки и ее устойчивость путем фиксации при помощи фиксаторов-упоров из прокатных уголков. Параллельно осуществляется монтаж щитов стационарной крыши. Плавающая же крыша и понтон монтируются сразу после установки днища. При необходимости по периметру верхней кромки резервуара устанавливаются кольца жесткости.
Все подъемные работы осуществляются с применением тяжелой техники: тракторной, тягачей, самоходных и гусеничных кранов.
Монтаж резервуаров РВС полистовой сборкой
Полистовой способ заключается в поэтапной сборке отдельных элементов стенки размером 2000х8000 мм или 1500х6000 мм. Сборка поясов начинается с нижнего пояса. Возможно предварительное укрупнение элементов уже на строительной площадке: например, два листа свариваются сначала между собой на стенде, а затем привариваются к уже смонтированной стенке.
Монтаж резервуаров на болтовых или заклепочных соединениях
Одним из вариантов полистового способа является болтовое соединение элементов стенки. Такой метод очень выгоден для монтажа в районах, куда сложно или практически невозможно организовать доступ крупной строительной техники. При выборе такого метода стенка резервуара поставляется на строительную площадку в разобранном виде и представляет собой необходимое количество прямоугольных металлических заготовок нужного размера. Фундамент под резервуар подготавливается также, как и для монтажа методом рулонирования.
Монтаж стенки данным способом осуществляется методом подращивания или наращивания поясов. Сначала сваривается первый пояс. Затем в зависимости от разработанного проекта возможно два варианта:
- следующий пояс наваривается сверху первого: таким образом, каждый последующий пояс будет располагаться выше предыдущего
- каждый последующий пояс сваривается под предыдущим, то есть первый сваренный пояс по окончании монтажа становится последним (то есть будет располагаться непосредственно под крышей)
При болтовом и заклепочном соединении металлоконструкций резервуаров большое внимание уделяется качеству стыкуемых поверхностей, прочности болтов, заклепок, гаек и шайб, так как именно от их прочности зависит сохранение герметичности всей конструкции на протяжении всего срока службы.
Как рассчитать стоимость монтажа вертикального резервуара?
Для того, чтобы узнать стоимость монтажных работ по строительству РВС, Вы можете:
Преимуществом сотрудничества с нашим Заводом является возможность заказать выполнение всех работ, помимо монтажа, у наших специалистов, а именно: проектирование металлоконструкций резервуаров, их изготовление, доставку. Комплексный заказ резервуаров "под ключ" позволит сэкономить Вам время и деньги, так как нет необходимости искать подрядные организации для выполнения каждого отдельного вида работы.
10.1.1. Проектирование основания и фундаментов под резервуар должно выполняться специализированной проектной организацией с учетом положений ГОСТ Р 52910-2008, СНиП 2.02.01-83*, СНиП 2.02.03-85; СНиП 2.02.04-88; СНиП II-7-87 и дополнительных требований настоящего Стандарта.
10.1.2. Материалы инженерно-геологических и гидрологических изысканий площадки строительства должны содержать следующие сведения о грунтах и грунтовых водах:
- литологические колонки под пятно резервуара, количество, глубина и расположение которых должны обеспечить построение достоверных разрезов вдоль контурной окружности основания и по ее диаметрам;
- физико-механические характеристики грунтов, представленных в литологических колонках (удельный вес γ, угол внутреннего трения φ, сцепление С, модуль деформации Е, коэффициент пористости ε);
- расчетный уровень грунтовых вод с прогнозом гидрологического режима на ближайшие 20 лет для резервуаров объемом до 10000 м 3 и на 50 лет для резервуаров объемом более 10000 м 3 .
Кроме того, если сжимаемая толща представлена слабыми грунтами (модуль деформации менее 10 МПа), то для каждой грунтовой разности должны быть приведены значения коэффициента фильтрации.
Для величин физико-механических характеристик грунтов должны приводиться однозначные расчетные значения.
При проектировании фундаментов резервуаров в сложных инженерно-геологических условиях инженерные изыскания должны выполняться специализированными организациями и содержать данные для выбора типа оснований и фундаментов с учетом возможного изменения (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно-геологических и гидрологических условий площадки строительства.
10.1.3. Расчет основания по деформациям предусматривает определение расчетных значений величин, характеризующих абсолютные и относительные перемещения фундаментных конструкций и элементов стальной оболочки резервуара с целью их ограничения, обеспечивающего нормальную эксплуатацию резервуара и его долговечность.
10.1.4. Расчет осадок основания резервуара следует выполнять, как правило, с использованием расчетной схемы основания в виде линейно-деформируемой среды: полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи или слоя конечной толщины.
В случае, если расчетные значения деформаций основания превышают предельные значения, следует выполнить расчет осадок с учетом совместной работы оболочки резервуара и основания, рассматривая расчетную схему основания, характеризуемую коэффициентами жесткости, в качестве которых принимаются отношения давления на основание к его расчетным осадкам в различных точках поверхности согласно рекомендациям СНиП 2.01.09.
Расчет системы «резервуар-основание» может быть выполнен также с использованием существующих вычислительных комплексов по определению осадок фундаментов с учетом взаимодействия основания и оболочки резервуара.
10.1.5. Проектная высота расположения днища резервуара определяется технологическим заданием, однако, эта высота должна превышать максимальный уровень окружающей спланированной поверхности земли минимум на 0.5 м, а после достижения основанием расчетных осадок высота днища над уровнем окружающей земли должна быть не менее 0,15 м.
10.1.6. В проекте КМ должно быть представлено задание для проектирования основания и фундаментов под резервуар, включающее расчетные реактивные усилия (нагрузки), передаваемые от корпуса резервуара на его фундамент, а также величины допустимых деформаций основания.
10.2. Расчет нагрузок на основание и фундамент резервуара
10.2.1. Реактивные усилия, передаваемые с корпуса на основание и фундамент резервуара, определяются в зависимости от конструктивных, технологических, климатических, сейсмических нагрузок и их сочетаний, приведенных в таблице П.4.6 Приложения П.4.
10.2.2. В состав нагрузок, передаваемых по контуру стенки резервуара на его фундамент, входят нагрузки двух типов.
Нагрузки первого типа, обеспечивающие осесимметричное распределение усилий по контуру стенки, включают:
- вес резервуара с учетом оборудования и теплоизоляции, за вычетом центральной части днища;
- избыточное давление и разрежение в газовом пространстве резервуара.
Нагрузка второго типа возникает от ветрового воздействия на корпус резервуара и создает кососимметричное распределение усилий по контуру стенки.
Ветровая нагрузка вызывает появление опрокидывающего момента, вычисляемого относительно точки, расположенной на оси симметрии опорного контура стенки с подветренной стороны резервуара. Нагрузки первого типа создают момент, препятствующий опрокидыванию резервуара.
10.2.3. Перечень необходимых расчетов включает:
- определение нагрузок на центральную часть днища в условиях эксплуатации, гидро- пневмоиспытаний и при сейсмическом воздействии;
- расчет максимальных и минимальных нагрузок по контуру стенки в условиях эксплуатации и при сейсмическом воздействии;
- проверку на отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего избыточного давления на пустой резервуар;
- проверку на опрокидывание пустого резервуара путем сравнения опрокидывающего момента и момента от удерживающих сил;
- проверку резервуара с продуктом на опрокидывание в условиях землетрясения;
- расчет анкеров, если происходит отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего давления на пустой резервуар;
- расчет анкеров, если устойчивость пустого резервуара от опрокидывания не обеспечена;
- расчет анкеров, если устойчивость резервуара с продуктом от опрокидывания при землетрясении не обеспечена.
Расчет нагрузок на основание и фундамент резервуара при землетрясении приведен в п. 9.6.6.
10.2.4. Опрокидывающий момент, действующий на резервуар в результате ветрового воздействия, вычисляется по формуле:
10.2.5. Расчетная погонная нагрузка по контуру стенки характеризуется максимальным и минимальным значениями, соответствующими диаметрально противоположным участкам фундамента (рис. 10.1). Максимальная и минимальная нагрузки определяются соответственно, как сумма и разность максимальных нагрузок первого и второго типа (с учетом знаков). Расчетная нагрузка по контуру стенки в основании резервуара определяется по формулам:
Рис. 10.1. Нагрузки на фундамент, передаваемые по контуру стенки резервуара
10.2.6. Расчетная вертикальная нагрузка на фундамент резервуара, соответствующая 1-му расчетному сочетанию нагрузок (таблица П. 4.6 Приложения П.4), составляет:
10.2.7. Если теплоизоляция, или вакуум, или снеговая нагрузка отсутствуют, формула 10.2.6 должна быть приведена в соответствие с полученным сочетанием нагрузок.
10.2.8. Коэффициент fs назначается согласно указаниям п. 9.2.3.1.7.
10.2.9. Нагрузки на центральную часть днища определяются исходя из величины внутреннего избыточного давления, максимального проектного уровня налива и плотности продукта (эксплуатация) или воды (гидро- пневмоиспытания). Эту нагрузку следует определять по формулам:
pf = γn[0,001g(ρH + ρstbc) + 1,2p],
Pfg = γn[0,001g(ρgH0g + ρstbc) + 1,25p].
10.2.10. Требования по установке анкеров
10.2.10.1. Анкеровка корпуса резервуара требуется если:
- происходит отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего избыточного давления;
- момент от сил, вызванных ветровым воздействием, превышает момент от вертикальных удерживающих сил, действующих на пустой резервуар.
10.2.10.2. В случаях, указанных в п. 10.2.10.1, стенка резервуара прикрепляется к фундаменту анкерными устройствами, шаг установки и размеры которых определяются расчетом.
10.2.10.3. Требуется установка анкеров, если выполняются следующие неравенства, соответствующие условиям п. 10.2.10.1:
Левая часть второго неравенства представляет момент от удерживающих сил, а правая - опрокидывающий момент, определяемый по формуле п. 10.2.4.
10.2.10.4. Подъемная сила от действия ветра на крышу определяется по формуле:
Для конических крыш с углом наклона αr ≥ 5° и сферических крыш высотой fr ≥ 0,1D, а также для резервуаров с плавающими крышами следует принять Fwvr = 0.
10.2.10.5. Расчетная минимальная вертикальная нагрузка на фундамент резервуара вычисляется для 3-го расчетного сочетания нагрузок (таблица П. 4.6 Приложения П.4) и составляет:
Qmin = γn[(Gs + Gr) + 0,95(Gs0 + Gr0 + Gst + Grt) - 1,2·0,95р π r2].
10.2.10.6. Если теплоизоляция или избыточное давление отсутствуют, формула 10.2.10.5 должна быть приведена в соответствие с полученным сочетанием нагрузок.
10.2.10.7. Расчетное усилие в одном анкерном болте определяется по формуле:
10.3. Конструктивные решения фундаментов
10.3.1. Устройство фундаментов под резервуары рекомендуется выполнять с применением следующих конструктивных решений:
- грунтовая подушка (рис. 10.2);
- кольцевой железобетонный фундамент (рис. 10.3);
- сплошная железобетонная плита (рис. 10.4).
10.3.2. Для устройства грунтовой подушки используются чистые и прочные сыпучие материалы - песок и щебень.
Рис. 10.2. Грунтовая подушка
Формирование подушки осуществляется слоями толщиной около 150 мм с утрамбовкой слоев катками массой от 5 до 10 тонн. Высота подушки должна составлять не менее 0,5 м.
По верху подушки устраивается гидрофобный слой из битумно-песчаной смеси толщиной не менее 50 мм, состоящей из формованной в горячем состоянии смеси следующих компонентов: 9 % битума, растворенного в чистом керосине, 10 % портландцемента и 81 % чистого песка.
Дренаж грунтовой подушки и контроль протечек через возможные повреждения днища обеспечивается путем установки по периметру фундамента на расстоянии не более 5 м друг от друга радиальных дренажных трубок диаметром 75 мм, закрытых с торцов пластиковой сеткой 10 × 10 мм.
Рис. 10.3. Кольцевой железобетонный фундамент
10.3.3. Кольцевой железобетонный фундамент используется при наличии значительных контурных нагрузок по периметру стенки или при необходимости установки анкеров.
Ширина кольцевого фундамента должна быть не менее 0,8 м для резервуаров объемом до 3000 м 3 и не менее 1,0 для резервуаров объемом свыше 3000 м 3 . Толщина железобетонного кольца принимается не менее 0,3 м. При строительстве резервуаров в сейсмических районах наличие кольцевого железобетонного фундамента является обязательным. Ширина кольца должна быть не менее 1.5 м, а толщина не менее 0,4 м.
Рис. 10.4. Сплошная железобетонная плита
10.3.4. Фундамент в виде сплошной железобетонной плиты рекомендуется для резервуаров диаметром не более 15 м на немерзлых грунтах, для всех резервуаров на мерзлых грунтах, а также для всех резервуаров при хранении в них этилированных бензинов, реактивного топлива или иных ядовитых продуктов. Для обнаружения возможных протечек продукта железобетонная плита должна иметь уклон не менее 1 % от центра к периметру, а также радиально расположенные дренажные канавки.
Читайте также: