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摘要：在储配站的设计中，设备基础主要是罐池和储罐基础的设计。基础设计主要采用钢筋混凝土结构，设计中不仅要核对总图、工艺的相关说明还要结合相关结构规范的有关规定。本文主要讨论了储罐基础在埋地情况下的设计与处理。
关键词：钢筋混凝土 罐池 储罐 基础
中图分类号：TU37 文献标识码：A文章编号：
一、钢筋混凝土的优点
1、取材容易：混凝土所用的砂、石一般易于就地取材。
2、合理用材：钢筋混凝土结构合理地发挥了钢筋抗拉和混凝土抗压的性能，与砖基础相比有更高的承载力。
3、耐久性：密实的混凝土有较高的强度，同时由于钢筋被混凝土包裹，不易锈蚀，维修费用也很少，所以钢筋混凝土结构的耐久性比较好。
4、耐火性：混凝土包裹在钢筋外面，火灾时钢筋不会很快达到软化温度面导致结构整体破坏。与裸露的木结构、钢结构相比耐火性要好。
5、可模性：根据需要，可以较容易地浇筑成各种形状和尺寸的钢筋混凝土结构。
6、整体性：浇筑或装配整体式钢筋混凝土结构有很好的整体性，有利于抗震，抵抗振动和爆炸冲击波。
二、设备基础的一般规定
1、基础宜采用钢筋混凝土结构（若使用砖基础，砖和砂浆共同作用时会使砖承载力降低，100m3的储罐重量一般在13吨左右，罐中液化石油气重量一般在7吨左右，储罐重量和液化石油气重量之和可能会超出砖基础承载力，使基础上砖体压碎），混凝土强度等级不宜低于C20，素混凝土垫层强度等级不宜低于C15，基础混凝土应一次浇灌完毕，不留施工缝；钢筋宜采用Ⅰ、Ⅱ级热轧钢筋，构造钢筋宜采用Ⅰ级钢筋，钢筋保护层厚度有垫层时取40mm，无垫层时取70mm(同柱下独立基础的设计)。
2、储罐一般都用地脚螺栓固定。地脚螺栓的材质除特殊说明外，应采用未经冷加工的Q235-A、F钢，并按设备要求设置。一般情况下地脚螺栓采用预留孔埋置，预留孔的大小要有足够大，可为螺栓直径的3-5倍，以防由于定位误差储罐不能在基础上定位或定位以后储罐位置与总图不对应。预留孔的二次灌浆宜采用强度等级高于基础本体一级的细石混凝土。
三、地下储罐的设计
1、罐池的设计
总图中设计储罐时会考虑间距问题，当场地有足够间距时会考虑采用地上储罐，便于储罐的维修和管理。当间距不够时会考虑地下储罐，地下储罐的间距要求比地上储罐的间距要减小一半，但是地下储罐要求设置在钢筋混凝土槽内，槽内应填充干沙，且储罐之间应设置隔墙。这样一来，在结构设计时不仅要确定储罐基础的尺寸及配筋还要计算罐池的配筋，且两者都要考虑所填沙子的影响。
为了简化计算，罐池可视为一般挡土墙，计算时按挡土墙的有关规定进行配筋计算，即罐池的配筋只与所填沙子的深度和地面活荷载有关。假定池壁和池底受到的恒载为q1，地面活荷载为q2，则q1=αγHK0；q2=βqK0 (α为恒荷载分项系数；β为活荷载分项系数；γ为罐池内回填沙子的重度；q为地面活荷载值；H为填沙深度；K0为沙子对池壁的侧压力系数（可取为0.5）)。池底弯矩可分两部分计算，一部分是均布荷载作用下的弯矩，另一部分是三角形荷载作用下的弯矩，计算后迭加。将叠加后的弯矩作为配筋弯矩使用，有了弯矩，罐池的配筋计算就简单了。
2、储罐基础的设计
（1）配筋计算
储罐基础的设计可参照框架结构中柱下独立基础的设计。查看地址勘察报告，获得场地所在地区地质情况，大至可确定地基承载力设计值f和基础埋置深度d。先假定基础为轴心受压，由公式A≥F/f-γGd可确定基础的底面尺寸A，根据实际情况A值可适当放大（在地基承载力很弱的情况下，需用加大基础埋深或加大基础底面积的方法来减小地基承载力，此时储罐基础可以采用连体基础）。储罐基础上的主要荷载F为沙子的重力F1、罐体自重F2及基础自重设计值和基础上的土重标准值G，其中沙子自重值占主导地位。安全起见，暂假定池中所有的沙子重力都由基础承担,则F= F1+ F2+G（G=γGAd，γG为基础与基础台阶上土的平均重度，可近似按20KN/m3计算）。由此可得钢筋面积As=FH/0.9h0fy(H为基础顶面至基础底面的高度；h0为基础的有效高度；fy为钢筋的抗拉强度设计值)。
（2）抗冲切验算
储罐基础属于局部受压，若基础高度不够会产生冲切破坏。沿基础台阶变截面处发生近似45°方向的斜拉裂缝，形成冲切角锥体。故必须进行抗冲切验算。抗冲切验算是在冲切角锥体以外的地基净反力（不计基础自重引起的地基反力）引起的冲切荷载Qc应小于基础冲切可能破坏面上的混凝土的抗冲切强度Q即Qc≤Q。
（3）遇软弱下卧层时基础的处理
土层大都是成层的，通常，土层的强度随深度而增加，而外荷载引起的附加应力则随深度而衰减，因此只要基出地面持力层满足设计要求即可以。但也有不少情况，持力层不厚，在持力层以下受力层范围内存在软弱土层，软弱下卧层的承载力比持力层小得多，这时，要求传递到软弱下卧层顶面的附加应力和土的自重应力之和不超过软弱下卧层的承载力设计值，若经验算达不到要求时，基础应尽量浅埋，以增加基底到软土层顶面的距离；也可以通过加大基础底面积的方法减小基底压力。
（4）遇湿陷性黄土时基础的处理
湿陷性是黄土最主要的工程特征。所谓湿陷性就是黄土浸水后在外荷载或自重作用下发生下沉的现象。这种现对基础的安全使用很不利，湿陷性黄土基础的设计和施工，除必須遵循一般基础的设计和施工原则外，还应针对湿陷性特点采用适当的工程措施，包括以下三方面：①处理地基，以消除产生湿陷性的内在原因；②防水和排水防止产生引起湿陷性的外界条件；③采取结构措施，改善建筑物对不均匀沉降的适应性和抵抗能力。
a、地基处理
湿陷性黄土地基处理的原理，主要是破坏湿陷性黄土的大孔结构，以便全部或部分消除地基的湿陷性。目前常用的方法有垫层法、夯实法、挤密法、桩基法、预浸水法、单液硅化或碱液加固法等。
b、防水措施
尽量选择排水畅通或利于场地排水的地形条件，避开受洪水或水库等可能引起地下水位上升的地段，确保管道和贮水构筑物不漏水。场地内应设置排水沟等；罐池内、外必须有排水措施，池内的给水，排水管道应尽量明装；施工场地应平整，做好临时性防洪、排水设施。大型基坑开挖时应防止地面水流入，坑底应保持一定坡度便于集水和排水，尽量缩短基坑暴露时间。
c、结构措施
加强罐池的整体性和空间刚度（罐池和储罐基础采用钢筋混凝土整体浇注）。
在湿陷性黄土地基的设计中，应根据建筑物的类别，场地湿陷类型、结合当地的建筑经验、施工与维护管理等条件综合确定。
四、结论
为确保基础的安全使用，在埋地储罐的设计中不仅要通过人为计算来确定基础的各项参数还要参考相关的规范规定。
参考文献：
[1]《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
[2]《化工设备基础设计规定》HG/T 20643-98
[3]《城镇燃气设计规范》GB50028-2006
[4]高大钊，土力学与基础工程[J]. 同济大学，2009
关键词：钢筋混凝土 罐池 储罐 基础
中图分类号：TU37 文献标识码：A文章编号：
一、钢筋混凝土的优点
1、取材容易：混凝土所用的砂、石一般易于就地取材。
2、合理用材：钢筋混凝土结构合理地发挥了钢筋抗拉和混凝土抗压的性能，与砖基础相比有更高的承载力。
3、耐久性：密实的混凝土有较高的强度，同时由于钢筋被混凝土包裹，不易锈蚀，维修费用也很少，所以钢筋混凝土结构的耐久性比较好。
4、耐火性：混凝土包裹在钢筋外面，火灾时钢筋不会很快达到软化温度面导致结构整体破坏。与裸露的木结构、钢结构相比耐火性要好。
5、可模性：根据需要，可以较容易地浇筑成各种形状和尺寸的钢筋混凝土结构。
6、整体性：浇筑或装配整体式钢筋混凝土结构有很好的整体性，有利于抗震，抵抗振动和爆炸冲击波。
二、设备基础的一般规定
1、基础宜采用钢筋混凝土结构（若使用砖基础，砖和砂浆共同作用时会使砖承载力降低，100m3的储罐重量一般在13吨左右，罐中液化石油气重量一般在7吨左右，储罐重量和液化石油气重量之和可能会超出砖基础承载力，使基础上砖体压碎），混凝土强度等级不宜低于C20，素混凝土垫层强度等级不宜低于C15，基础混凝土应一次浇灌完毕，不留施工缝；钢筋宜采用Ⅰ、Ⅱ级热轧钢筋，构造钢筋宜采用Ⅰ级钢筋，钢筋保护层厚度有垫层时取40mm，无垫层时取70mm(同柱下独立基础的设计)。
2、储罐一般都用地脚螺栓固定。地脚螺栓的材质除特殊说明外，应采用未经冷加工的Q235-A、F钢，并按设备要求设置。一般情况下地脚螺栓采用预留孔埋置，预留孔的大小要有足够大，可为螺栓直径的3-5倍，以防由于定位误差储罐不能在基础上定位或定位以后储罐位置与总图不对应。预留孔的二次灌浆宜采用强度等级高于基础本体一级的细石混凝土。
三、地下储罐的设计
1、罐池的设计
总图中设计储罐时会考虑间距问题，当场地有足够间距时会考虑采用地上储罐，便于储罐的维修和管理。当间距不够时会考虑地下储罐，地下储罐的间距要求比地上储罐的间距要减小一半，但是地下储罐要求设置在钢筋混凝土槽内，槽内应填充干沙，且储罐之间应设置隔墙。这样一来，在结构设计时不仅要确定储罐基础的尺寸及配筋还要计算罐池的配筋，且两者都要考虑所填沙子的影响。
为了简化计算，罐池可视为一般挡土墙，计算时按挡土墙的有关规定进行配筋计算，即罐池的配筋只与所填沙子的深度和地面活荷载有关。假定池壁和池底受到的恒载为q1，地面活荷载为q2，则q1=αγHK0；q2=βqK0 (α为恒荷载分项系数；β为活荷载分项系数；γ为罐池内回填沙子的重度；q为地面活荷载值；H为填沙深度；K0为沙子对池壁的侧压力系数（可取为0.5）)。池底弯矩可分两部分计算，一部分是均布荷载作用下的弯矩，另一部分是三角形荷载作用下的弯矩，计算后迭加。将叠加后的弯矩作为配筋弯矩使用，有了弯矩，罐池的配筋计算就简单了。
2、储罐基础的设计
（1）配筋计算
储罐基础的设计可参照框架结构中柱下独立基础的设计。查看地址勘察报告，获得场地所在地区地质情况，大至可确定地基承载力设计值f和基础埋置深度d。先假定基础为轴心受压，由公式A≥F/f-γGd可确定基础的底面尺寸A，根据实际情况A值可适当放大（在地基承载力很弱的情况下，需用加大基础埋深或加大基础底面积的方法来减小地基承载力，此时储罐基础可以采用连体基础）。储罐基础上的主要荷载F为沙子的重力F1、罐体自重F2及基础自重设计值和基础上的土重标准值G，其中沙子自重值占主导地位。安全起见，暂假定池中所有的沙子重力都由基础承担,则F= F1+ F2+G（G=γGAd，γG为基础与基础台阶上土的平均重度，可近似按20KN/m3计算）。由此可得钢筋面积As=FH/0.9h0fy(H为基础顶面至基础底面的高度；h0为基础的有效高度；fy为钢筋的抗拉强度设计值)。
（2）抗冲切验算
储罐基础属于局部受压，若基础高度不够会产生冲切破坏。沿基础台阶变截面处发生近似45°方向的斜拉裂缝，形成冲切角锥体。故必须进行抗冲切验算。抗冲切验算是在冲切角锥体以外的地基净反力（不计基础自重引起的地基反力）引起的冲切荷载Qc应小于基础冲切可能破坏面上的混凝土的抗冲切强度Q即Qc≤Q。
（3）遇软弱下卧层时基础的处理
土层大都是成层的，通常，土层的强度随深度而增加，而外荷载引起的附加应力则随深度而衰减，因此只要基出地面持力层满足设计要求即可以。但也有不少情况，持力层不厚，在持力层以下受力层范围内存在软弱土层，软弱下卧层的承载力比持力层小得多，这时，要求传递到软弱下卧层顶面的附加应力和土的自重应力之和不超过软弱下卧层的承载力设计值，若经验算达不到要求时，基础应尽量浅埋，以增加基底到软土层顶面的距离；也可以通过加大基础底面积的方法减小基底压力。
（4）遇湿陷性黄土时基础的处理
湿陷性是黄土最主要的工程特征。所谓湿陷性就是黄土浸水后在外荷载或自重作用下发生下沉的现象。这种现对基础的安全使用很不利，湿陷性黄土基础的设计和施工，除必須遵循一般基础的设计和施工原则外，还应针对湿陷性特点采用适当的工程措施，包括以下三方面：①处理地基，以消除产生湿陷性的内在原因；②防水和排水防止产生引起湿陷性的外界条件；③采取结构措施，改善建筑物对不均匀沉降的适应性和抵抗能力。
a、地基处理
湿陷性黄土地基处理的原理，主要是破坏湿陷性黄土的大孔结构，以便全部或部分消除地基的湿陷性。目前常用的方法有垫层法、夯实法、挤密法、桩基法、预浸水法、单液硅化或碱液加固法等。
b、防水措施
尽量选择排水畅通或利于场地排水的地形条件，避开受洪水或水库等可能引起地下水位上升的地段，确保管道和贮水构筑物不漏水。场地内应设置排水沟等；罐池内、外必须有排水措施，池内的给水，排水管道应尽量明装；施工场地应平整，做好临时性防洪、排水设施。大型基坑开挖时应防止地面水流入，坑底应保持一定坡度便于集水和排水，尽量缩短基坑暴露时间。
c、结构措施
加强罐池的整体性和空间刚度（罐池和储罐基础采用钢筋混凝土整体浇注）。
在湿陷性黄土地基的设计中，应根据建筑物的类别，场地湿陷类型、结合当地的建筑经验、施工与维护管理等条件综合确定。
四、结论
为确保基础的安全使用，在埋地储罐的设计中不仅要通过人为计算来确定基础的各项参数还要参考相关的规范规定。
参考文献：
[1]《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
[2]《化工设备基础设计规定》HG/T 20643-98
[3]《城镇燃气设计规范》GB50028-2006
[4]高大钊，土力学与基础工程[J]. 同济大学，2009