專利名稱：一種大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐樁基礎(chǔ)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種樁基礎(chǔ)的制作方法，特別是關(guān)于ー種大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐樁基礎(chǔ)的制作方法。
背景技術(shù)：
液化天然氣(LNG)是天然氣在常壓下冷卻至_162°C吋，由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，體積約為同量天然氣體積的1/600,密度約為450kg/m3。液化天然氣無色、無味、無毒且無腐蝕性，泄露后可以直接蒸發(fā)。儲(chǔ)罐樁基礎(chǔ)制作是儲(chǔ)罐建造的重要組成部分，它的制作優(yōu)化是儲(chǔ)罐建造工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)，現(xiàn)在很多城市都展開了陸上液化天然氣接收站的建設(shè)，但是現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐樁基礎(chǔ)的選型依據(jù)、樁數(shù)確定、安全設(shè)計(jì)優(yōu)化等關(guān)鍵問題的研究仍然還不是很清楚，沒有完整的樁基礎(chǔ)制作理論，尤其是針對(duì)嵌巖樁的制作方法，目前國(guó)內(nèi)、國(guó)外的理論研究存在技術(shù)空白，因此迫切需要開發(fā)ー種適用于大型液化天然氣儲(chǔ)罐的新型樁基礎(chǔ)的制作方法，這對(duì)于保證液化天然氣儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)安全性、降低工程造價(jià)、節(jié)省エ期都有著非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供ー種工程造價(jià)低且能夠有效保證儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)安全性的大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐樁基礎(chǔ)的制作方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案1、ー種大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐樁基礎(chǔ)的制作方法，包括以下步驟1)根據(jù)實(shí)際所需承載的大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐的重量和外部條件，確定待制作樁基礎(chǔ)所需承受的總載荷；2)選擇樁型，并根據(jù)所選擇樁的樁徑和入巖深度確定單樁所能承受的載荷；3)灌注前對(duì)樁的混凝土保護(hù)層厚度進(jìn)行校核，以保證樁內(nèi)鋼筋不被腐蝕；4)利用樁基礎(chǔ)所承受的總載荷除以單樁所能承受的載荷初歩得到樁
數(shù)；5)確定布樁原則；6)確定實(shí)際樁數(shù)所滿足的安全條件〃 >ブ~7ノ，式中,η為樁數(shù)，μ為安
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全系數(shù)，V0為總豎向力，Rad為液化天然氣全容儲(chǔ)罐單樁豎向承載カ特征值；7)在各エ況下計(jì)算并校核單樁的豎向承載力，當(dāng)計(jì)算得到的單樁豎向承載カ小于單樁承載カ特征值時(shí)Vdl，Vd2〈Rad，認(rèn)為此樁豎向承載在結(jié)構(gòu)上是安全的，則進(jìn)入步驟8);如果單樁豎向承載カ不滿足驗(yàn)算要求，則返回步驟6)増大安全系數(shù)，重新確定樁數(shù)，直到單樁豎向承載カ滿足驗(yàn)算要求，其中，Vdl和Vd2為單樁豎向力，Rad為液化天然氣全容儲(chǔ)罐單樁豎向承載カ特征值；8)在各エ況下計(jì)算并校核單樁的水平承載力，當(dāng)YtlHi < HhRha，認(rèn)為單樁水平承載カ滿足驗(yàn)算要求，進(jìn)入步驟9)，如果單樁水平承載カ不滿足驗(yàn)算要求，則返回步驟6)増大安全系數(shù)，重新確定樁數(shù)，直到單樁水平承載カ滿足驗(yàn)算要求，其中，Y eft是計(jì)算得到單樁所受到的水平力，HhRha是樁本身所具有的水平承載カ；9)對(duì)承受抗拔カ的樁進(jìn)行抗拔驗(yàn)算，如果抗拔驗(yàn)算不滿足要求，則返回步驟6)，増大安全系數(shù)，重新調(diào)整樁數(shù)，直到滿足驗(yàn)算要求，則進(jìn)入步驟10);10)根據(jù)實(shí)際工程地質(zhì)類型，分別計(jì)算摩擦樁和嵌巖樁的儲(chǔ)罐基礎(chǔ)沉降量，與實(shí)際工程要求規(guī)定的沉降量值進(jìn)行比較，若大于規(guī)定的沉降量值，則返回步驟6)増大安全系數(shù)，重新確定樁數(shù)，直到摩擦樁和嵌巖樁的儲(chǔ)罐基礎(chǔ)沉降量滿足驗(yàn)算要求，進(jìn)入步驟11); 11)根據(jù)樁身內(nèi)力公式對(duì)摩擦樁和嵌巖樁分別進(jìn)行配筋計(jì)算，得到單樁的鋼筋配筋面積As，并進(jìn)
一歩得到單樁所需的鋼筋數(shù)量，其中，As是通過
權(quán)利要求
1.ー種大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐樁基礎(chǔ)的制作方法，包括以下步驟 1)根據(jù)實(shí)際所需承載的大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐的重量和外部條件，確定待制作樁基礎(chǔ)所需承受的總載荷； 2)選擇樁型，并根據(jù)所選擇樁的樁徑和入巖深度確定單樁所能承受的載荷； 3)灌注前對(duì)樁的混凝土保護(hù)層厚度進(jìn)行校核，以保證樁內(nèi)鋼筋不被腐蝕； 4)利用樁基礎(chǔ)所承受的總載荷除以單樁所能承受的載荷初歩得到樁數(shù)； 5)確定布樁原則； 6)確定實(shí)際樁數(shù)所滿足的安全條件《とチ·/z，式中，η為樁數(shù)，μ為安全系數(shù)，V。為總 Qd豎向力，Rad為液化天然氣全容儲(chǔ)罐單樁豎向承載カ特征值； 7)在各エ況下計(jì)算并校核單樁的豎向承載力，當(dāng)計(jì)算得到的單樁豎向承載カ小于單樁承載カ特征值時(shí)Vdl，Vd2〈Rad，認(rèn)為此樁豎向承載在結(jié)構(gòu)上是安全的，則進(jìn)入步驟8);如果單樁豎向承載カ不滿足驗(yàn)算要求，則返回步驟6)増大安全系數(shù)，重新確定樁數(shù)，直到單樁豎向承載カ滿足驗(yàn)算要求，其中，Vdl和Vd2為單樁豎向力，Rad為液化天然氣全容儲(chǔ)罐單樁豎向承載カ特征值； 8)在各エ況下計(jì)算并校核單樁的水平承載力，當(dāng)YtlHi< JlhRha，認(rèn)為單樁水平承載カ滿足驗(yàn)算要求，進(jìn)入步驟9)，如果單樁水平承載カ不滿足驗(yàn)算要求，則返回步驟6)增大安全系數(shù)，重新確定樁數(shù)，直到單樁水平承載カ滿足驗(yàn)算要求，其中，YtlHi是計(jì)算得到單樁所受到的水平力，HhRha是樁本身所具有的水平承載力； 9)對(duì)承受抗拔カ的樁進(jìn)行抗拔驗(yàn)算，如果抗拔驗(yàn)算不滿足要求，則返回步驟6)，增大安全系數(shù)，重新調(diào)整樁數(shù)，直到滿足驗(yàn)算要求，則進(jìn)入步驟10)； 10)根據(jù)實(shí)際工程地質(zhì)類型，分別計(jì)算摩擦樁和嵌巖樁的儲(chǔ)罐基礎(chǔ)沉降量，與實(shí)際工程要求規(guī)定的沉降量值進(jìn)行比較，若大于規(guī)定的沉降量值，則返回步驟6)増大安全系數(shù)，重新確定樁數(shù)，直到摩擦樁和嵌巖樁的儲(chǔ)罐基礎(chǔ)沉降量滿足驗(yàn)算要求，進(jìn)入步驟11)； 11)根據(jù)樁身內(nèi)力公式對(duì)摩擦樁和嵌巖樁分別進(jìn)行配筋計(jì)算，得到單樁的鋼筋配筋面積As，并進(jìn)一歩得到單樁所需的鋼筋數(shù)量，其中，As是通過M<^axf/sm^a + fyAsrs S1_ + Sm^求解得到，式中，M是樁身彎矩，f。為混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，fy為縱向鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，r為樁截面半徑，rs為縱向鋼筋重心所在圓周的半徑，α為對(duì)應(yīng)于受壓區(qū)混凝土截面面積的圓心角與2 π的比值，a i為系數(shù)，a t為縱向受拉鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋截面面積的比值； 12)根據(jù)樁數(shù)和配筋面積進(jìn)行布樁，完成基礎(chǔ)樁的制作。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐樁基礎(chǔ)的制作方法，其特征在于所述步驟5)確定布樁原則包括布樁形狀和樁距，其中，布樁形狀是將儲(chǔ)罐最外兩圈或三圈樁環(huán)形布置，內(nèi)部樁十字型布置， 群樁繞中心對(duì)稱布置；樁距又=./在儲(chǔ)罐承臺(tái)半徑為R。的儲(chǔ)罐承臺(tái)內(nèi)按照Sa進(jìn)行布樁，η為樁數(shù)，儲(chǔ)罐承臺(tái)面積< =^。
3.如權(quán)利要求I或2所述的ー種大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐樁基礎(chǔ)的制作方法，其特征在于所述步驟7)中單樁豎向力為V Vd2 = Y0Zn± {Mo+ (1+ ^ Xh)/(2X ￠) XH0}/Zg, 式中，V0為總豎向力，n為樁數(shù)，M0為彎矩，H0為水平力，@為樁特征值，h為底板架空高度，Zg為群樁截面模量，其中
4.如權(quán)利要求3所述的一種大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐樁基礎(chǔ)的制作方法，其特征在于所述彎矩M0包括兩種情況基于OBE情況的總彎矩Mtl, 0BE和基于SSE情況的總彎矩V。，SSE ;其中，Mq’qbe — M^qbe+Maqbe+M^qbe+M 內(nèi),QBE，式中，Mube 為底板弓矩，M2,qBE 為外弓矩，M3, qBE 為混凝土頂彎矩，M3j0be 為混凝土頂彎矩，M&QBE 為內(nèi)罐彎矩；VQ,SSE = V1；SSE+V2；SSE+V3；SSE+Vrt；SSE,V1j5se為底板豎向力，V2j5se為外墻豎向力，V3j5se為混凝土頂豎向力，V內(nèi),SSE為內(nèi)罐豎向力。
5.如權(quán)利要求I或2或4所述的一種大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐樁基礎(chǔ)的制作方法，其特征在于所述步驟10)中嵌巖樁的儲(chǔ)罐基礎(chǔ)沉降量為
6.如權(quán)利要求3所述的一種大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐樁基礎(chǔ)的制作方法，其特征在于所述步驟10)中嵌巖樁的儲(chǔ)罐基礎(chǔ)沉降量為
7.如權(quán)利要求I或2或4或6所述的一種大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐樁基礎(chǔ)的制作方
8.如權(quán)利要求3所述的ー種大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐樁基礎(chǔ)的制作方法，其特征在于所述步驟11)中摩擦樁的配筋面積As計(jì)算中，Af =年-1，其中,K = ab^a是各土層厚度A1是樁的計(jì)算寬度邱是地基土的比例系數(shù)ゾ是各土層中點(diǎn)距地面的距離，I為樁長(zhǎng)，H是樁頂水平荷載；嵌巖樁的配筋計(jì)算中，M = O. 0655frkd · (O. 7h)2，式中，frk是巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，h是樁入巖深度，d是樁徑。
9.如權(quán)利要求5所述的ー種大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐樁基礎(chǔ)的制作方法，其特征在于所述步驟11)中摩擦樁的配筋面積As計(jì)算中，Af = ·^···^·| ~j-~l J，其中，K = ab^z^是各土層厚度A1是樁的計(jì)算寬度邱是地基土的比例系數(shù)ゾ是各土層中點(diǎn)距地面的距離，I為樁長(zhǎng)，H是樁頂水平荷載；嵌巖樁的配筋計(jì)算中，M = O. 0655frkd · (O. 7h)2，式中，frk是巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，h是樁入巖深度，d是樁徑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐樁基礎(chǔ)的制作方法，包括以下步驟1)確定待制作樁基礎(chǔ)所需承受的總載荷；2)選擇樁型；3)灌注前對(duì)樁的混凝土保護(hù)層厚度進(jìn)行校核；4)初步得到樁數(shù)；5)確定布樁原則；6)確定實(shí)際樁數(shù)所滿足的安全條件；7)在各工況下計(jì)算并校核單樁的豎向承載力；8)在各工況下計(jì)算并校核單樁的水平承載力；9)對(duì)承受抗拔力的樁進(jìn)行抗拔驗(yàn)算；10)根據(jù)實(shí)際工程地質(zhì)類型，分別計(jì)算摩擦樁和嵌巖樁的儲(chǔ)罐基礎(chǔ)沉降量，與實(shí)際工程要求規(guī)定的沉降量值進(jìn)行比較；11)根據(jù)樁身內(nèi)力公式對(duì)摩擦樁和嵌巖樁分別進(jìn)行配筋計(jì)算，得到單樁的鋼筋配筋面積As，并進(jìn)一步得到單樁所需的鋼筋數(shù)量；12)根據(jù)樁數(shù)和配筋面積進(jìn)行布樁，完成基礎(chǔ)樁的制作。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐樁基礎(chǔ)的制作中。
文檔編號(hào)E02D33/00GK102677692SQ201210164709
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者單彤文, 唐令力, 張超, 李牧, 鐘曦, 陳銳瑩 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司