Плитный фундамент под резервуар

Авторы патента:

E02D27/38 - фундаменты и основания для больших стационарных резервуаров, например для нефтехранилищ

Владельцы патента RU 2655457:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) (RU)

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении плитных фундаментов под вертикальные стальные цилиндрические резервуары для жидкостей, в том числе нефти и нефтепродуктов, на естественных грунтовых основаниях. Плитный фундамент под резервуар состоит из сплошной железобетонной плиты и компенсирующей прокладки переменной толщины из легкосжимаемого материала между плитой и грунтовым основанием в периферийной зоне. Осадки и прогибы фундаментной плиты выравниваются путем уменьшения жесткости грунтового основания за счет укладки демпфирующих прокладок расчетной толщины в периферийных зонах. Технический результат состоит в увеличении срока эксплуатации и улучшении эксплуатационных качеств емкости за счет уменьшения прогибов днища резервуаров, в снижении внутренних усилий в фундаментной плите и, как следствие, материалоемкости фундамента при сохранении простоты и технологичности производства плитных фундаментов. 2 ил.

Фундамент состоит из фундаментной плиты и компенсирующей прокладки переменной толщины из легкосжимаемого материала между плитой и грунтовым основанием, обеспечивающей снижение жесткости грунтового основания в направлении от центра к краям плиты.

Известен фундамент цилиндрических резервуаров в виде сплошной железобетонной плиты [1]. Однако в указанном фундаменте наибольшие осадки и прогибы претерпевают центральные части днища [2]. При этом осложняется эксплуатация емкости: не обеспечивается полный слив нефтепродуктов, накапливаются подтоварные воды, что часто приводит к ускоренной коррозии металла и возможному разрыву днища. Также неравномерность осадок центра и края плитного фундамента может превышать допустимые нормативные значения [3].

Известно основание цилиндрического резервуара, состоящее из послойно уплотненной грунтовой подушки переменной толщины, зависящей от сжимаемости основания, армированной слоями георешетки/геотекстиля с жесткими кольцевыми элементами для их натяжения [4]. Технический результат изобретения заключается в выравнивании вертикальных деформаций днища резервуара за счет повышения жесткости основания центральной зоны. Недостатком данного изобретения является усложнение технологии производства работ, увеличение объемов земляных работ, значительный расход дорогостоящих материалов на устройство армирования подушки.

Известен фундамент резервуара, включающий круглую опорную плиту, расположенную на грунтовой подушке, выполненной в форме усеченного конуса и расположенной в конусообразном углублении основания [5]. Техническим результатом указанного изобретения является уменьшение прогибов днища резервуара за счет устройства грунтовой подготовки переменной жесткости. Недостатком этого фундамента является увеличения объемов земляных работ, необходимость разработки котлована сложной формы, существенные транспортные, материальные и трудовые затраты на устройство грунтовой подушки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является плитно-ребристый фундамент управляемого воздействия с грунтовым основанием. [6] Фундамент состоит из жестких лент, ориентированных по силовым осям здания и тонких плит, формирующих пролетную часть. Между плитной частью и грунтовым основанием предусмотрена демпфирующая прокладка в виде пористого легкосжимаемого материала, обеспечивающая более позднее включение в работу пролетной зоны. Однако область применения изобретения ограничивается фундаментами под сооружения с каркасной или стеновой конструктивной схемой.

Задача изобретения заключается в снижении внутренних усилий и прогибов фундаментной плиты за счет выравнивания жесткости грунтового основания по подошве фундамента.

Технический результат изобретения заключается:

- в увеличении срока эксплуатации и улучшении эксплуатационных качеств емкости за счет уменьшения прогибов днища резервуаров;

- в снижении материалоемкости фундамента за счет снижения внутренних усилий в фундаментной плите;

- в сохранении простоты и технологичности производства плитных фундаментов.

Поставленная задача решается путем устройства компенсирующих прокладок из легкосжимаемых материалов с толщиной, увеличивающейся в направлении от центра к краю плиты.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема работы плитного фундамента при отсутствии (левая часть) и наличии (правая часть) компенсирующего слоя. На фиг. 2 представлен общий вид в ортогональной проекции.

Плитный фундамент под резервуар состоит из сплошной железобетонной плиты (1) и компенсирующей прокладки переменной толщины из легкосжимаемого материала (2) между плитой и естественным грунтовым основанием (3).

Известно, что при загружении круглой гибкой плиты равномерной нагрузкой центр дает осадку, в 1.24-1.57 раз большую, чем края [7]. Соответственно, коэффициент жесткости грунтового основания, определяемый согласно контактной модели Винклера-Фусса, у края плиты достигает максимального значения («короткие пружинки») и постепенно уменьшается к центру до минимального значения («длинные пружинки»). В итоге равномерно загруженная плита в расчетной модели Винклера-Фусса опирается на опоры переменной жесткости, что определяет значительный прогиб ƒ₁ и появление существенных изгибающих моментов M₁ в самой плите.

В изобретении предлагается между сплошной железобетонной плитой (1) и естественным грунтовым основанием (3) ввести прокладки (2), компенсирующие неравномерную сжимаемость грунтового основания. Толщина прокладок (2) подбирается исходя из решения задачи по выравниванию коэффициентов жесткости грунтового основания. Прокладки предлагается выполнять из плитных легкосжимаемых материалов на основе пенополистирола толщиной 20-100 мм. В итоге снижается прогиб ƒ₂ и внутренние усилия М₂ в фундаментной плите

Новизна изобретения состоит в выравнивании осадок и прогибов фундаментной плиты путем уменьшения жесткости грунтового основания в периферийных зонах за счет укладки компенсирующих прокладок расчетной толщины, что исключает устройство сложных конструктивных элементов и минимизирует материальные и трудовые затраты.

Устройство плитного фундамента под резервуар осуществляется следующим образом. Разрабатывается котлован до планировочной отметки естественного основания. По естественному грунтовому основанию (3) укладываются и крепятся компенсирующие прокладки расчетной толщины (2). Во избежание повреждения прокладок (2) при последующих строительных работах по ним выполняется защитная стяжка из тощего бетона. Выставляется опалубка и производится армирование сплошной железобетонной плиты (1). Выполняется бетонирование сплошной железобетонной плиты (1) и уход за бетоном во время твердения.

Источники информации

1. Тетиор А.Н. Фундаменты: учебное пособие для студентов учреждений высшего проф. образования / А.Н. Тетиор. - М.: Издательский центр "Академия", 2010. - 400 с.

2. Димов Л.А. Деформированное состояние плитных фундаментов резервуаров для нефти и нефтепродуктов. / Л.Я Димов // Геотехника. - 2015. - №1 - С. 9

3. СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83* / Минрегион России. М.: ОАО "ЦПП", 2011.

4. Пат. 2437988 Российская Федерация, МПК E02D 27/38. Основание цилиндрического резервуара / Ещенко О.Ю., Волик Д.В.; заявитель и патентообладатель Кубанский государственный аграрный университет (RU). - №2010119896; заявл. 18.05.2010; опубл. 27.12.2011, Бюл. №36.

5. Пат. 2439248 Российская Федерация, МПК E02D 27/38. Фундамент резервуара на слабом основании / Ещенко О.Ю.; заявитель и патентообладатель Кубанский государственный аграрный университет (RU). - №2010119894; заявл. 18.05.2010; опубл. 10.01.2012, Бюл. №1.

6. Пат. 2561441 Российская Федерация, МПК E02D 27/12. Плитно-ребристый фундамент мелкого заложения. / Пронозин Я.А., Киселев Н.Ю.; ФГБОУ ВПО Тюменский государственный архитектурно-строительный университет (RU).

7. Горбунов-Посадов М.И., Маликова Т.А., Соломин В.И. Расчет конструкций на упругом основании. - М.: Стройиздат, 1984. - 679 с.

Плитный фундамент под резервуар, состоящий из сплошной железобетонной плиты и компенсирующей прокладки переменной толщины из легкосжимаемого материала между плитой и грунтовым основанием в периферийной зоне, отличающийся тем, что осадки и прогибы фундаментной плиты выравниваются путем уменьшения жесткости грунтового основания за счет укладки демпфирующих прокладок расчетной толщины в периферийных зонах.

Изобретение относится к строительству, а именно к устройству подземных резервуаров, преимущественно для хранения сжиженных газов. Способ устройства подземных резервуаров заключается в рытье котлована под резервуар, установке фундамента, установке резервуара в котлован и креплении его к фундаменту, испытании смонтированного резервуара, размещении на дне котлована вокруг резервуара сборной перемещаемой опалубки, снабженной элементами для захвата и перемещения опалубки в верхней части и засыпке пространства между резервуаром и котлованом.

Фундамент для вертикального стального резервуара // 2599109

Изобретение относится к резервуаростроению, в частности к возведению крупных стальных вертикальных резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов на слабонесущих грунтах.

Пространственная фундаментная опора резервуара на мерзлом основании // 2572319

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству фундаментов на сложных основаниях в суровых природно-климатических условиях. Пространственная фундаментная опора резервуара на мерзлом основании включает свайный фундамент с ростверком, охлаждающую систему из ряда трубчатых элементов, уложенных на основании, проветриваемое подполье, микрохолодильники Пельтье и теплоизоляцию.

Способ устройства плитного фундамента на сваях для резервуара с низкотемпературным продуктом // 2552253

Изобретение относится к строительству, а именно к области сооружения оснований и фундаментов резервуаров в вечномерзлых грунтах. Способ устройства плитного фундамента резервуара с низкотемпературным продуктом в слабом вечномерзлом грунте, опирающегося на свайное поле, охлаждаемое дополнительным промораживанием массива вечномерзлого грунта, отличается тем, что дополнительное промораживание массива вечномерзлого грунта со сваями осуществляют глубинными термоэлементами методом принудительной регулируемой подачи в них хладагента заданной температуры от внешнего источника его охлаждения по закольцованным распределительным магистралям, а для замораживания грунтового основания под плитой в процессе хранения продукта используют его собственную отрицательную температуру, при этом через определенное время, когда ореол промерзания грунтового основания от воздействия низкотемпературного продукта в резервуаре достигнет расчетных температур, дополнительное принудительное промораживание глубинными термоэлементами частично или полностью прекращают.

Способ монтажа подземных вертикальных цилиндрических резервуаров // 2495196

Изобретение относится к строительству, а именно к способам монтажа вертикальных цилиндрических резервуаров преимущественно для хранения сжиженных газов. Способ монтажа подземных вертикальных цилиндрических резервуаров, заключающийся в рытье котлована под резервуар, установке фундамента, установке резервуара в котлован и креплении его к фундаменту, испытании смонтированного резервуара и засыпку пространства между резервуаром и котлованом.

Сооружение для хранения жидкостей больших объемов на неоднородном основании // 2489549

Изобретение относится к строительству, в частности к сооружениям для хранения жидкостей больших объемов, расположенных на неоднородном основании, как правило, горных склонах.

Основание для линейной группы резервуаров // 2478756

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при подготовке оснований для линейной группы вертикальных стальных резервуаров, в первую очередь возводимых на однородном сжимаемом основании.

Основание для близко расположенных резервуаров // 2478755

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при подготовке оснований для близко расположенных вертикальных стальных резервуаров, в первую очередь возводимых на однородном сжимаемом основании.

Способ подготовки основания цилиндрических резервуаров на сжимаемых грунтах // 2475596

Изобретение относится к области строительства, а именно к возведению резервуаров малой емкости на сжимаемых грунтах. .

Фундамент резервуара на слабом основании // 2439248

Изобретение относится к строительству, в частности к фундаментам крупных резервуаров. .

Способ герметизации пространства под днищем резервуара и устройство для его осуществления // 2657074

Изобретение относится к способам и устройствам для герметизации пространства между внешней (опорной) поверхностью днища резервуара и фундаментом и может применяться в строительстве при монтаже вертикальных стальных резервуаров любого типа. Предложен способ герметизации пространства под днищем резервуара, установленного на фундаменте, путем размещения герметизирующего состава. На верхней поверхности фундамента под днищем резервуара создают зоны, в которые вводят под давлением жидкий герметизирующий состав с обеспечением проникновения жидкого герметизирующего состава в зазоры, образовавшиеся при строительстве резервуара, выдерживают зоны под давлением до полного застывания герметизирующего состава, после чего отключают зоны от источника подачи жидкого герметизирующего состава и зоны заглушают. Технический результат состоит в повышении надежности герметизации пространства между внешней поверхностью днища резервуара и фундаментом и, следовательно, противокоррозионной защиты внешней поверхности днища резервуара. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 пр., 5 ил.