储罐基础设计的合理性随着国民经济的发展，人们物质生活的提高，对能源及化工用品的需求量增大，化工行业得到蓬勃发展，各种石油产品储罐以及化工行业的气罐、液体原料罐日益增多，成为设计人员经常碰到的课题。
罐基础设计的合理与否直接影响到储罐是否能安全，正常的工作，从事故发生的原因来看一般反应在以下几个方面。
基础的选型是设计是否能达到安全、经济、合理的关键，基础的选型应根据储罐的形式、容积、储存的介质，地质条件、业主所能提供的材料情况以及当地的施工技术条件。
1，当储罐直径小于等于6米时，可采用整板基础，采用此基础的优点是基础整体性好，沉降均匀，由于没有了环墙内夯土，所以施工进度快且质量易得到保证，缺点是混凝土和钢筋用量较大，施工时要采取减小大体积混凝土带来不利影响的措施2，当储罐直径大于6米时可采用环墙基础，外环墙式和护坡式基础，优点是混凝土和钢筋用量较省，缺点是由于储罐底部夯土较深，施工时间较长且需采取冲水试压等措施，基础沉降量大，环墙的宽度必须和地基以及罐底压强相协调，否则会照成环墙和罐底沉降差过大，以致罐底钢板拉裂或顶破。
3，存储低温介质的钢储罐基础必须采用深基础，其罐底做架空板，板底与地面留有空隙（约800mm）以防止罐内低温介质作用于土壤，形成冻土。
4，存储高温介质钢储罐要根据介质温度的不同采用不同的隔热措施，当介质温度高于95度时，与罐底接触的罐基础表面应采取隔热措施，一般可采用平铺三层浸渍沥青砖，罐底面和砖顶面应刷冷底子油两遍。
5，存储剧毒，酸，碱腐蚀介质的钢储罐应做成实体架空基础（自地面300mm 以下做成整板基础，其上部做架空基础），目的是若罐内介质泄露，介质会顺着架空基础的槽内流出，容易被及时发现，且介质不会流入土壤中，对其产生腐蚀，影响地基承载力。
钢储罐基础应设置沉降观测点，具体要求详见《石油化工企业钢储罐地基与基础设计规范》SHT3068-2007.在基础施工完成后要进行充水试压，目的是对基础及储罐进行检测，同时对地基进行预压，充水预压时要注意控制充水速度及预压时间，以免认为的对基础和罐体照成破坏。
基础可以根据具体的地基情况而比较常见的采用环墙基础、筏板基础、桩基础和地基处理，地基处理在钢储罐基础设计中是经常遇见的，下面介绍一个工程实例：该工程位于南京市六合区，由于以前为丘陵地域，所以场地高低起伏较大，经厂区平整后有些地区不可避免的有较厚的素、杂填土，具体场地土层分布情况如下：①层杂填土：灰色，黄灰色，稍湿，表层夹较多植物根茎，局部含少量砼块、石子等，主要成份为粘性土，为近期人类活动填积形成，性质极不均匀。
该层最大厚度6.30～10.80m，平均8.11m。
②-1层粉质粘土：灰黄色，黄色，稍湿，可塑状态，含少量铁锰质浸斑及灰白色粘土条带，中等偏高压缩性，无摇振反应，切面光滑，稍有光泽，干强度中等，韧性较高。
该层厚度9.30～13.90m，平均11.55m；层顶标高5.19～11.09m，平均9.20m，层顶埋深6.30～10.80m，平均8.11m。
②-2层粉质粘土：黄色，黄褐色，暗紫色，湿，可～硬塑，含铁锰质结核，局部夹砂粒，中等压缩性，无摇振反应，切面光滑，稍有光泽，干强度高，韧性较高。
该层厚度1.60～11.00m，平均5.79m；层顶标高-4.71～0.05m，平均-2.35m，层顶埋深16.80～21.20m，平均19.66m。
③-1层强风化粉砂质泥岩，棕红色，暗红色，密实，局部夹薄层卵石，母岩风化强烈，原有组织结构大部分已被破坏，矿物成份已发生明显变化，风化裂隙发育，岩芯呈砂土状，手捏易碎，水冲易散，干钻很难钻进。
该层厚度1.20～4.80m，平均2.16m；层顶标高-15.27～-2.06m，平均-8.13m，层顶埋深19.20～31.00m，平均25.45m。
③-2层中风化粉砂质泥岩，棕灰色，棕色，致密，原有组织结构部分已被破坏，矿物成份已部分发生部分变化，岩芯较完整，呈长柱状，岩芯钻方可钻进，锤击易碎，岩体基本质量等级为V级。
该层未钻穿，最大控制深度5.80m；层顶标高-16.47～-6.15m，平均-10.29m；层顶埋深23.30～32.20m，平均27.61m。
根据分析①层杂填土不可作为基础持力层，因此浅基础不适用于该工程，该层土层厚度为6.30～10.80m，平均8.11m，所以亦不适用于桩基础，决定采用砂石桩法对地基进行处理以②-1层粉质粘土，地基承载力特征值220Kpa为持力层，具体计算过程如下：一、设计资料1.1地基处理方法：砂石桩法1.2基础参数：基础类型：矩形基础基础长度L：28.00m基础宽度B：28.00m褥垫层厚度：300mm基础覆土容重：20.00kN/m31.3荷载效应组合：标准组合轴力Fk：56000.00kN标准组合弯矩Mx：630.00kN•m标准组合弯矩My：63.00kN•m准永久组合轴力Fk：56000.00kN1.4桩参数：布桩形式：矩形X向间距：0.80m，Y向间距：0.80m桩长l：10.00m，桩径d：300mm桩体承载力特征值：200.00kPa桩土应力比：2.501.5地基变形计算参数：自动确定地基变形计算深度自动确定地基变形经验系数1.6复合地基计算公式：《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002 J220－2002）式（7.2.8-1）fspk = m fpk + (1- m)fsk1.7地基处理设计依据《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002 J220－2002）《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）1.8土层参数天然地面标高：0.00m水位标高：-8.00m桩顶标高：-5.00m土层参数表格层号土层名称厚度m 容重kN/m3 压缩模量MPa 承载力kPa d 桩侧阻力kPa 桩端阻力kPa1 粉质粘土8.00 18.00 20.00 100.00 1.00 20.00 1000.002 粉质粘土30.00 18.00 20.00 220.00 1.00 20.00 1000.00 注:表中承载力指天然地基承载力特征值桩侧阻力指桩侧阻力特征值(kPa)、桩端阻力指桩端阻力特征值(kPa)桩在土层中的相对位置土层计算厚度(m) 容重kN/m3 压缩模量MPa1 3.00 18.00 20.002 7.00 18.00 20.00二、复合地基承载力计算2.1桩体承载力特征值桩体承载力特征值fpk= 200.00 kPa2.2面积置换率计算由”建筑地基处理技术规范”式7.2.8-2m = d2de2 计算d--桩身平均直径,d=0.30mde-- 一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径de=1.13s1s2=1.13×0.80×0.80=0.90ms1、s2--桩X向间距、Y向间距,s1=0.80m、s2=0.80mm =d2de2 = 0.3020.902 =11.012.3复合地基承载力计算《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002 J220－2002）式（7.2.8-1）fspk = mfpk + (1- m)fskfspk--砂石桩复合地基承载力特征值（kPa）fpk--桩体承载力特征值，fpk=200.00kPafsk--处理后桩间土承载力特征值（kPa），取天然地基承载力特征值，fsk=100.00kPam--面积置换率，m=11.01fspk= 0.1101200.00+(1-0.1101)100.00 = 111.01kPa经砂石桩处理后的地基，当考虑基础宽度和深度对地基承载力特征值进行修正时，一般宽度不作修正，即基础宽度的地基承载力修正系数取零，基础深度的地基承载力修正系数取1.0。
经深度修正后砂石桩复合地基承载力特征值fa 为fa = fspk+0(d-0.50)上式中0为基底标高以上天然土层的加权平均重度，其中地下水位下的重度取浮重度0= ∑ihi∑hi = 18.00×5.005.00 = 18.00kN/m3基础埋深，d=5.00mfa = 111.01+18.00×(5.00-0.50)=192.01kPa轴心荷载作用时Gk = GAd = 20.00 × 28.00 × 28.00 × 5.00 = 78400.00 kNpk = Fk+GkA = 56000.00+78400.00784.00 = 171.43kPa pkfa,满足要求偏心荷载作用时pkmin = Fk+GkA - MkyWy - MkxWx = 56000.00+78400.00784.00 - 63.003658.67 - 630.003658.67= 171.24kPa pkmin> 0,满足要求pkmax = Fk+GkA + MkyWy + MkxWx = 56000.00+78400.00784.00 +63.003658.67+ 630.003658.67= 171.62kPa pkmax1.2fa,满足要求三、变形计算3.1计算基础底面的附加压力荷载效应准永久组合时基础底面平均压力为：Gk = GAd = 20.00 × 28.00 × 28.00 × 5.00 = 78400.00 kNpk = F+GkA = 56000.00+78400.00784.00 = 171.43kPa基础底面自重压力为：pc= 0d=18.005.00=90.00kPa基础底面的附加压力为：p0=pk-pc=171.43 - 90.00 = 81.43kPa3.2确定z按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）表5.3.6：由b=28.00 得z=1.003.3确定沉降计算深度沉降计算深度按”地基规范”式5.3.6由程序自动确定zn = 25.00 m3.4计算复合土层的压缩模量换算系数换算系数复合土层的分层与天然地基相同，各复合土层的压缩模量按《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002 J220－2002）式(7.2.9)确定Esp = [1 + m(n - 1)]Es令 = 1 + m(n - 1)，即复合土层的压缩模量换算系数 = 1 + 0.1101×(2.50 -1) = 1.1653.5计算分层沉降量根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）表K.0.1-2可得到平均附加应力系数，计算的分层沉降值见下表：《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）的分层总和法沉降计算表z(m) l1/b1 z/b1  zzii - zi-1i-1 Esi(MPa) si = p0(zii - zi-1i-1)/Esi ∑si(mm)0 1.00 0 4×0.25=1.00 03.00 1.00 0.21 4×0.2496=0.9982 2.9947 2.9947 23.30 10.4610.46410.00 1.00 0.71 4×0.2382=0.9528 9.5277 6.5330 23.30 22.8333.29224.00 1.00 1.71 4×0.1882=0.7527 18.0650 8.5373 20.00 34.7668.05125.00 1.00 1.79 4×0.1847=0.7387 18.4672 0.4022 20.00 1.6469.688上表中l1 = L/2 = 14.00m, b1 = B/2 = 14.00mz = 25.00m范围内的计算沉降量∑s = 69.69 mm, z = 24.00m至25.00m(z为 1.00m), 土层计算沉降量s’n = 1.64 mm ≤ 0.025∑s’i = 0.025 × 69.69 = 1.74 mm，满足要求。