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Construction d'une fondation de réservoir de stockage

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EuroTankWorks Département Construction & Assemblage réalise l'ensemble des travaux de construction de réservoirs de stockage verticaux. La première étape de ce processus est la construction de la fondation. Cette étape est très responsable, car des erreurs commises ou un travail de mauvaise qualité entraîneront une violation de la stabilité et de la fiabilité de l'ensemble de la structure du réservoir.

Dans le même temps, la fabrication de fondations pour réservoirs est un événement coûteux, par conséquent, l'estimation de l'ensemble de la construction dépendra grandement du type de fondation choisi.

Par conséquent, lors de la construction des installations de production, le moyen optimal pour le Client d'organiser la construction du parc de réservoirs sera de commander toute la gamme des travaux à un entrepreneur professionnel. EuroTankWorks possède l'expérience, l'équipement et le personnel nécessaires de spécialistes qui aiment et savent travailler.

1. Exploration géologique pour la conception de la fondation du réservoir

1.1. Recherche géologique et hydrogéologique:

Lors de la planification du projet de fondation d'un réservoir, il est essentiel d'étudier la structure géologique du chantier et les conditions hydrogéologiques.

La profondeur d'exploration du sol, en ce qui concerne ceux situés en bas de la fondation, dépend de la pression, portée par la construction au sous-sol. La profondeur est acceptée comme étant égale ou supérieure à la profondeur de la zone active du sous-sol (épaisseur compressible du sol du sous-sol).

L'enquête sur le sol est effectuée par piqûres et poinçonnage.

Le trou de mine est soit une mine verticale ou inclinée fonctionnant (tunnel) jusqu'à 40 m de profondeur, qui est réalisée à partir de la surface du sol à des fins d'exploration de minéraux fossiles, de ventilation, de drainage minier, de transport de matériel, de descente et d'ascension de personnes, etc. La surface de section est égale à 0,8 - 4 m². La section transversale du trou de grenaillage peut être circulaire, rectangulaire ou carrée.

Le poinçonnage est le processus d'aménagement d'une mine dirigée, longue mais de petit diamètre. Le début du trou à la surface du sol est appelé tête de puits, le fond est appelé trou de fond.

Les avantages des piqûres sont à voir dans le fait que les échantillons de sol, prélevés dans le trou de tir, ont une structure intacte; il est possible de déterminer la nature du sol, l'épaisseur de chaque couche et leur stratification croisée le long des parois du trou de tir, et il est possible de faire des tests de résistance à la compression au fond du trou de tir.

La portée et le type d'étude du sol dépendent de la monumentalité de l'installation, de la nature et de la stratification du sol et du niveau des eaux souterraines.

Au cours de la perforation, des trous de grenaillage sont réalisés dans des zones importantes et la résistance à la compression du sol est testée par une charge d'essai.

L'emplacement et la quantité des trous ou des trous de grenaillage sont déterminés dans chaque cas en fonction de la forme et des dimensions prévues de l'installation, ainsi que de la finesse du sol.

En règle générale, les trous sont pratiqués à proximité du périmètre de l'installation et de ses parties les plus importantes. Les trous et les trous de tir sont destinés à tracer une grille sur le plan du site avec des tailles carrées moyennes de 25-30 m. Une enquête plus détaillée est menée à l'intérieur des limites de l'installation.

À la suite de la recherche, le plan et les coupes géologiques sont établis, indiquant la nature du sol, la stratification croisée et le niveau des eaux souterraines. Sur la base des caractéristiques physiques et mécaniques, les paramètres de résistance estimés sont définis et le caractère raisonnable de l'utilisation du site pour la construction est déterminé.

Dans l'ensemble, l'étude des sols permet de collecter les informations suivantes sur les sols et les eaux souterraines:

  • Colonnes lithologiques;
  • Caractéristiques physiques et mécaniques du sol (masse volumique ρ, cohésion spécifique с, angle de résistance au cisaillement φ, module de déformation Е, rapport de porosité е, indice de liquidité IL, etc.);
  • Niveau d'eau souterraine estimé.

La quantité de tunnels géologiques (trous) est déterminée par la taille carrée du réservoir et ne doit pas être inférieure à quatre (un au centre et trois près du mur, soit 0,9-1,2 du rayon du réservoir).

En plus des trous, il est également possible d'explorer le sol par sondage statique.

Au cours de la recherche en ingénierie, il faut fournir l'étude du sol à la profondeur de la zone active (environ 0,4-0,7 du diamètre du réservoir) dans la partie centrale du réservoir et pas moins de 0,7 de la zone active dans la partie du mur de le tank. Dans le cas de la fondation sur pieux, elle est effectuée à la profondeur de la zone active inférieure à la base de la fondation contingente (point de pieu).

Pour les domaines du pergélisol, l'ingénierie des sols et la recherche géocryologique sont généralement effectuées. Ceci est destiné à fournir des informations sur la composition, l'état et les caractéristiques du sol gelé et fondant, les processus cryogéniques, y compris les prévisions des changements d'ingénieur et les conditions géocryologiques pour la construction du réservoir prévu.

1.2. Prise en compte de l'impact sismique sur les fondations des réservoirs

Les zones à haut niveau d'activité sismique nécessitent une étude géophysique du sol de fondation.

Le résultat de l'enquête avant la conception du sous-sol du réservoir de pétrole permet de calculer la résistance sismique de la fondation dans le premier groupe de l'état limite extrême sous charge maximale dans leur connexion spéciale à la partie la plus chargée de la fondation naturelle. Sa stabilité doit être garantie sous le bord extérieur de la fondation circulaire au niveau de la sismique forceecrest et la valeur standard de l'indice de sécurité, égale à 1,2.

2. Construction du sous-sol du réservoir

La construction prévue doit être considérée avec son sous-sol, car le poids de l'installation et d'autres impacts possibles sur le fonctionnement font subir au sol du sous-sol une pression supplémentaire, se déforment (condensé et affaissé) et influencent ainsi l'ensemble de l'installation.

Le sous-sol de fondation peut être représenté par l'un des deux types: fondation en terre et fondation artificielle.

2.1. Fondation Terre (base naturelle)

Cela comprend les sous-sols avec le sol situé sous la base de la fondation dans leur occurrence naturelle.

Fondation Terre (base naturelle)

Seul un sol avec une résistance à la compression suffisante (endurance et densité de masse) peut être utilisé comme base de réservoir d'huile naturelle, à condition que sa distorsion (affaissement) ne dépasse pas la valeur de coupure sous la charge d'installation à travers la base de fondation.

Afin de fournir la stabilité et l'endurance nécessaires à l'installation construite, le sol de la fondation en terre doit présenter les caractéristiques de base suivantes:

Compressibilité faible et uniforme, c'est-à-dire densité de masse élevée, garantissant un affaissement faible et uniforme de l'installation;
Doit se dissoudre sous l'influence de l'eau souterraine, de la pluie et de la fonte.

Au cours de l’exploitation du réservoir, alors que la densité du sol du sous-sol augmente, l’affaissement de la fondation a lieu. Si la déformation de la base de la fondation dépasse la résistance estimée, le sol du sous-sol reçoit des congestions intermittentes et la fondation a un rapport d'affaissement différent en ses différents points. Cet affaissement peut être extrêmement important et entraîner la perte de stabilité de la partie sur les fondations de l'installation ou atteindre le niveau limite d'endurance extrême.

Afin de déterminer l'influence de l'affaissement sur l'installation, un calcul technique des sous-sols et des fondations est effectué. Les calculs d'estimation du sous-sol comprennent la détermination de la pression (contrainte) du sol sous la base de la fondation et du niveau d'affaissement du sol du sous-sol, qui peut être indiqué sous cette contrainte.

Si des taux prohibitifs sont reçus pour l'affaissement, des mesures spéciales devraient être prises pour réduire la souche et ramener l'affaissement à des limites acceptables. Cette dernière peut être réalisée par l'élargissement de la base de la fondation ou par le choix d'une fondation artificielle.

2.2. Fondations en terre avec couche d'assise

Pour assurer la fiabilité et l'efficacité économique du cadre de construction, un schéma intermédiaire est souvent utilisé - celui entre une base naturelle et une fondation artificielle. Il s'agit d'une fondation en terre avec une couche de sable ou de terre (coussin) fournie sous la forme d'un lit de fondation au sous-sol.

Il est également possible de disposer un anneau en béton sous la paroi du réservoir. (Voir photo 1.).

Le cours de literie au sous-sol vise à fournir les éléments suivants:

  • Répartition de la pression des charpentes métalliques du réservoir sur le sous-sol;
  • Drainage inférieur;
  • Assurer les fonctions préventives de corrosion inférieure.

Le matériel suivant peut être utilisé pour le cours de literie:

  • Sable grossier compacté;
  • Pierre concassée;
  • Gravier;
  • Mélange de sable et de gravier.

La protection préventive contre la corrosion du fond est assurée par une couche hydrophobe avec des liants, placée au-dessus de la couche de litière.

En règle générale, la hauteur de la couche de litière est égale à 0,2 - 2,5 m. Cela dépend des résultats de l'ingénierie et de l'exploration géologique du chantier.

La surface de l'assise est inclinée du centre vers les bords. Il est destiné à équilibrer la subsidence inégale du réservoir et à assurer l'afflux du produit stocké vers les dispositifs de pompage. En pratique, l'affaissement du fond du réservoir peut atteindre 2 m, c'est pourquoi le soulèvement de sa partie centrale peut devenir le facteur clé de la longue durée de vie de la construction.

Si le chantier a un sol mou ou soulevant à peu de profondeur (jusqu'à 3 m), ce qui est caractéristique des zones à gel de sol saisonnier profond, il est possible de les remplacer par une densification locale de sol sableux ou argileux. Si la couche de sol mou est plus épaisse, cette méthode ne présente pas souvent une efficacité économique, car le coût actuel du nivellement du réservoir augmente.

2.3. Base de réservoir d'huile artificielle (fondation)

La fondation artificielle comprend:

  • Sol de sous-sol renforcé artificiellement (soit par densification, fixation chimique ou pose de pieux en béton ou en sable);
  • Sous-sols empilés et fondations profondes, distribuant la charge de construction au sol plus durable au niveau le plus profond de la surface du sol;
  • Autres.

2.3.1. Types de fondation artificielle pour différents types de sols mous

L'affaissement du sol exige l'élimination des éléments affaissants dans toute l'épaisseur de l'affaissement ou la disposition des fondations empilées qui traversent toute l'épaisseur de l'affaissement.

Le sol dilatateur exige les mesures suivantes, si la déformation estimée du sous-sol dépasse les paramètres extrêmes:

  • Remplacement total ou partiel du sol dilatif par le sol non dilatif;
  • Application de coussins de sable d'équilibrage;
  • Organisation de la fondation sur pieux.

Au cours de la conception des sous-sols des réservoirs de pétrole pour les limons limoneux saturés d'eau et les sols et les boues biogènes, un certain ensemble de procédures devrait être impliqué si la déformation estimée du sous-sol dépasse les paramètres supposés:

  • Aménagement de fondations empilées;
  • Remplacement total ou partiel du sol biogène par du sable, de la pierre concassée ou du gravier, etc .;
  • Densification du sol avant la construction par une charge supplémentaire temporaire (il est autorisé d'effectuer une densification du sol par une charge temporaire au cours de l'hydro-test des réservoirs selon le programme spécial).

Au cours de la conception des sous-sols des réservoirs de pétrole pour les sols anthropiques, les procédures suivantes doivent être fournies si la déformation estimée du sous-sol dépasse les paramètres supposés:

  • Aménagement d'une dalle fer-béton complète avec joint coulissant entre le fond du réservoir et le haut de la dalle;
  • Application de joints flexibles (systèmes d'équilibrage) aux points de jonction;
  • Disposition des dispositifs de mise à niveau du réservoir.

Lors du développement de la conception de la fondation du réservoir de stockage de pétrole pour les territoires carstifiés, il est nécessaire d'effectuer les procédures, destinées à éviter la déformation karstique:

  • Remplissage de sacs creux karstiques;
  • Coupe du karstland par fondation profonde;
  • Fixation du karstland ou / et du sol d'altitude.

L'installation de réservoirs dans les zones de processus karstiques actifs n'est pas autorisée.

Dans les fondations sur pieux, les extrémités des pieux sont mises à la terre dans un sol peu compressible et répondent aux exigences de déformation extrême du réservoir. La fondation empilée peut être placée sous tout le corps du réservoir - «champ de pieux» ou «circulaire» - sous la paroi du réservoir.

Si ces mesures ne permettent pas d'éviter de dépasser la déformation extrême du sous-sol ou si elles semblent déraisonnables, il est nécessaire de prévoir des dispositifs spéciaux (tuyaux de compensation) aux points de jonction et des dispositifs de nivellement du réservoir qui permettent la stabilité et la fiabilité des joints dans le cours de l'affaissement du réservoir.

Dans les zones où le sol est pergélisol tout en les utilisant selon le premier schéma (en gardant le sol gelé pendant la période de construction et d'exploitation), il est essentiel de les protéger des températures supérieures à zéro du produit stocké. Ceci est réalisé en faisant de l'espace sous le plancher aéré («grillage surélevé») ou en utilisant des matériaux calorifuges combinés à un refroidissement forcé du sol - «thermostabilisation».

2.3.2. Méthodes de renforcement du sol du sous-sol du réservoir d'huile

Les chantiers de construction avec une forte épaisseur de sol mou peuvent montrer une subsidence inégale suffisante du sous-sol, ce qui influence le fonctionnement ultérieur du réservoir. C'est pourquoi des préparations spéciales du sous-sol doivent être effectuées lors de l'installation des réservoirs sur un sol mou.

La litière du sol doit être constituée d'un sol compressé à l'humidité optimale par couche avec un module de déformation après renforcement d'au moins 15 méga Pascal et un coefficient de consolidation d'au moins 0,90.

L'inclinaison de la litière de sol ne doit pas dépasser 1: 1,5. La largeur de la partie horizontale de la surface de la litière à l'extérieur des bords doit être de:

  • 0,7 m - pour les réservoirs d'une capacité de chargement ne dépassant pas 1000 m³;
  • 1,0 m - pour les réservoirs de plus de 1000 m³;
  • 1,0 м. - indépendamment de la capacité de chargement pour les chantiers de construction d'une activité sismique estimée à 7 boules et plus évaluée à l'échelle de Richter.

La surface de la litière à l'extérieur du périmètre du réservoir (parties horizontales et inclinées) doit être protégée par du pavage.

Il existe différentes méthodes de renforcement du sol du sous-sol (sans son remplacement).

2.3.2.1. Méthode de remplissage provisoire du réservoir

Le remplissage provisoire (parfois partiel) du réservoir est utilisé comme l'une des méthodes relativement souvent appliquées pour renforcer le sol du sous-sol et améliorer ses caractéristiques de construction. Cette méthode est assez simple et peu coûteuse, car la charge utile du réservoir au sous-sol est plus élevée que celle du poids des charpentes de construction et elle peut être rapidement appliquée et retirée.

Il convient de noter que, avec un coût relativement faible, l'utilisation de cette méthode implique certaines difficultés technologiques et prend du temps, elle n'est donc raisonnable que si la disponibilité en temps est suffisante.

2.3.2.2. Méthode de rabattement en eau profonde

En tant que moyen de compression du sous-sol du réservoir d'huile, cette méthode peut être appliquée avec succès sur les sites avec des couches de sol, montrant une perte d'eau élevée. Cette méthode est particulièrement efficace dans l'installation de réservoirs dans les zones de conditions climatiques sévères, car le pompage de l'eau peut être effectué toute l'année à partir des couches de sol, situées plus bas le niveau de pénétration saisonnière du gel.

L'installation de prélèvement d'eau comprend des puisards, dont l'un est généralement situé au centre du sous-sol et d'autres - le long du bord. La baisse maximale du niveau de la nappe phréatique s'est élevée à 8 m, le pompage a été effectué avant l'installation et pendant la période des essais hydrauliques.

2.3.2.3. Méthode de compression du sous-sol avec digue

Le sous-sol du réservoir d'huile peut être comprimé par le poids d'une digue de plusieurs mètres de haut. La charge est conservée plusieurs semaines avant de démarrer l'installation. Les diguettes sont parfois constituées de hauteurs variables pour tenir compte des écarts d'épaisseur du sol mou afin de s'assurer que l'affaissement sera uniforme.

Cette méthode peut donner des résultats positifs à condition que le poids d'équilibre soit 1,5 à 2 fois supérieur à la charge d'un réservoir plein. C'est pourquoi au cours de la préparation du sous-sol pour les grands réservoirs, il sera nécessaire de fabriquer des douves de hauteur suffisante (jusqu'à 8-10 m) et la période de maintien de la charge peut durer plusieurs mois. Il sera également nécessaire de disposer le bund sur une zone plus grande que celle de l'installation exacte du réservoir pour s'assurer que le sous-sol du mur reçoit la compression nécessaire. Ainsi, l'utilisation de cette méthode assez efficace est liée à un large éventail de travaux de terrassement, ce qui est particulièrement difficile dans les zones de conditions climatiques sévères et de longue période de gel.

Avec le développement de la construction des réservoirs, les méthodes de compression du sol du sous-sol sont souvent utilisées en combinaison avec le drainage vertical. Dans ce cas, des mécanismes spéciaux et des schémas technologiques sont utilisés pour permettre la disposition de canaux de drainage verticaux en carton ou en plastique, ainsi que des canaux de drainage de tas de sable dans différentes conditions de sol.

2.3.2.4. Méthode de compression de falsification importante

Lors de la préparation du sous-sol d'un sol qui s'affaisse, il est souvent possible d'utiliser la méthode de la falsification importante. Dans ce cas, une lourde charge est déposée sur le site à partir de la hauteur de plusieurs dizaines de mètres. Cette méthode de préparation du sous-sol est considérée comme compétitive lorsqu'un groupe de grands réservoirs est installé.

2.3.2.5. Méthodes de fixation chimique et thermique du sol

Dans la construction pratique, il y avait des situations où le sol était fixé par injection de substances chimiques, par exemple une fixation électrochimique avec du chlorure de calcium liquide. Cette méthode est assez coûteuse et son application sur des sites ayant un sol mou à une profondeur suffisante a évidemment peu de perspectives.

Le sol mou peut également être brûlé à une profondeur suffisante (10 m et plus). Comme la combustion thermique est liée à une grande consommation de carburant (80-100 kg de masut pour 1 m de longueur de trou), le niveau actuel des prix du carburant rend cette méthode extrêmement coûteuse et déraisonnable pour son application.

3. Construction de la fondation du réservoir

Organisation de la fondation

La fondation est la partie de la construction qui transfère la charge du poids de l'installation sur le sol du sous-sol et distribue la charge sur une telle zone du sous-sol, ce qui permet à la pression de la base de la fondation de ne pas dépasser les niveaux estimés. Le plan de conception peut impliquer différents types de fondation: plaques complètes (dalles) sous toute la structure, fondation en bandes - uniquement sous les murs et fondation de pilier sous la forme de structures de support distinctes. Le choix du type de fondation dépend de la résistance du sol à la compression, de ses propriétés de soulèvement en cas de gel saisonnier, de la profondeur de son occurrence, de la forme prévue de la construction, ainsi que des paramètres de charge pondérale et du schéma de son transfert au sous-sol.

Lors de l'aménagement de la fondation du réservoir, il convient de prévoir des mesures spéciales pour assurer le détournement des eaux souterraines et des précipitations sous le fond du réservoir.

Toutes les dispositions de fondation doivent être prises avant de commencer son installation. Il est recommandé d’installer le périmètre de marche du sous-sol (pavage), les fondations de la cage d’arbre et les piliers des pipelines après avoir assemblé les charpentes métalliques du réservoir.

Il existe une grande variété de types de fondations de réservoirs dans la pratique de la construction moderne. Le choix du type le plus efficace dépend de la capacité de chargement et des conditions géotechniques. L'utilisation de fondations sur base naturelle, partiellement ou totalement sans pieux sous le fond du réservoir, semble être la plus préférable en raison de son faible coût.

 

3.1. Fondation de réservoir circulaire (annulaire)

La fondation de poutre (mur) est souvent appliquée en combinaison avec la couche de fondation du sous-sol. La litière de sol (avec et sans anneau en fer-béton sous la paroi du réservoir) peut être utilisée comme fondation de réservoir… Un anneau de fondation en béton-fer est installé sous la paroi du réservoir pour les réservoirs d'une capacité de charge supérieure à 2000 m³. L'anneau ne doit pas faire moins de 0,8 m de large pour les réservoirs d'une capacité de chargement inférieure à 3000 m³, et il ne doit pas être inférieur à 1,0 m pour les réservoirs d'une capacité supérieure à 3000 m³. L'épaisseur de l'anneau ne doit en aucun cas être inférieure à 0,3 m (voir fig.1.-b).

Fondation de réservoir circulaire (annulaire)

Comme le montre l'expérience pratique, cette construction de la fondation n'assure que la stabilité de l'assise, tout en n'augmentant pas la rigidité de la jonction de la paroi du réservoir et de son fond. Cette construction n'affecte pas non plus l'inégalité de l'affaissement du sous-sol du réservoir.

Dans certaines conditions, la fondation sous forme de mur circulaire est également efficace. Il traverse les couches supérieures du sol du sous-sol et peut transférer la charge vers les couches denses sous-jacentes.

Les exigences des normes exigent d'installer des anneaux de fondation pour tous les réservoirs, quelle que soit la capacité de chargement installée dans les zones d'activité sismique estimée égale et supérieure à 7 billes évaluées sur l'échelle de Richter.La largeur est censée être d'au moins 1,5 m, l'épaisseur de l'anneau est impliquait pas moins de 0,4 m.

L'anneau de fondation est conçu pour une combinaison de contrainte (charge) de base. Dans le cas de chantiers de construction dans des zones sismiques (7 boules et plus à l'échelle de Richter), une combinaison de contraintes spécifiques est également envisagée.

Il est également pratique d'utiliser des fondations circulaires de gravier ou de pierre concassée avec le lit de pose; et également des fondations circulaires en fer et béton, situées directement sous la paroi du réservoir, ainsi que des fondations sous la forme d'une paroi de poitrine en béton et fer, situées dans l'espace extérieur du réservoir. (photo 2)

Tout en disposant l'anneau sous la forme d'une paroi mammaire, la couche de litière est constituée d'un mélange de sable et de gravier ou de gravier.

Les fondations en béton armé sont généralement en béton armé coulé à section rectangulaire.

Parfois, la fondation est faite sur une base naturelle avec un anneau en pierre concassée sous le mur. Une telle fondation est efficace en cas d'affaissement prévu ne dépassant pas 15 sm. C'est sa principale particularité: la pierre concassée est utilisée à la place du sable directement sous le mur pour disposer de la pierre concassée ou du gravier d'une hauteur d'au moins 60 cm avec une largeur supérieure de 1 à 2 m. (voir photo 3)

La pierre concassée est posée en couches de 20 cm chacune, soigneusement falsifiée. Directement sous le fond sur son carré plein la couche de pierre concassée est disposée (6), pas moins de 10 cm. Des tuyaux de drainage d'environ 9 cm de diamètre sont également installés.

Les schémas de construction suivants peuvent être appliqués pour les réservoirs larges: un lit de sable est disposé sous le fond et une fondation circulaire en béton de fer ou en pierre concassée est installée sous le mur, en fonction des conditions du sol. (voir photo 4)

La couche de fondation sous le mur à l'extérieur de la fondation est installée avec une légère pente de 1: 5, qui est soutenue par la paroi du sein dans sa partie inférieure.

Le bund est équipé de tuyaux de drainage et protégé par la couche d'asphalte (dope).

Il y a une couche d'asphalte amortissante d'au moins 20 sm entre le fond et la surface en béton de fer de la fondation de l'anneau.

Des mesures supplémentaires de renforcement des fondations sont constamment développées pour augmenter la sécurité des grands réservoirs.

Certains d'entre eux sont illustrés sur la photo. 4.

Le coussin de sable et de gravier est recouvert d'un mélange de sable, de pierre concassée, d'émulsion d'asphalte et de ciment, comprimé par roulement après. La surface reçue enlève une partie de la charge du coussin, la transférant à l'anneau fer-béton.

La fondation peut également être réalisée sous forme de dalles fer-béton. Dans ces cas, le réservoir repose sur une dalle de fer et de béton, installée soit sur la surface du sous-sol, soit en abaissant l'élévation du nivellement. Le mur de fer-béton le long du périmètre de la plaque est mis à la terre en bas de son lit de fondation et sert à réduire le déplacement latéral du sol.

3.2. Fondations sur pilotis

3.2.1. Approche traditionnelle de la disposition des fondations sur pieux

Organisation de la fondation

Ce type de fondation est assez souvent utilisé sur des sites à sol mou (voir photo 5). L'expérience de la construction dans le bâtiment industriel et civil montre que dans la plupart des cas, les pieux peuvent aider à atteindre le niveau acceptable d'affaissement de la construction. Cependant, la pratique de la fondation empilée dans la construction de réservoirs montre qu'elle n'aide pas toujours à obtenir le résultat souhaité. Parallèlement à cela, ce type de fondation est assez coûteux et le niveau des dépenses en capital est presque égal au coût des charpentes métalliques lui-même.

Il n'a pas été enregistré pour une fois que les réservoirs sur fondation empilée présentaient un affaissement plus élevé que prévu lors des essais hydrauliques, soit la moitié du niveau d'affaissement prévu pour toute la durée de vie du réservoir.

L'utilisation inefficace des fondations sur pieux dans la construction des réservoirs peut s'expliquer par ce qui suit: dans le cas de grands réservoirs, les pieux d'une longueur habituelle de 0,25 du diamètre du réservoir et moins, sont situés dans la zone de contrainte verticale maximale au sous-sol du réservoir. C’est pourquoi la réduction de la tension en rendant la fondation plus profonde n’a pas une influence suffisante sur la subsidence d’une telle fondation.

L'utilisation de fondations sur pieux peut même être dangereuse lorsqu'il y a des couches de compressibilité plus élevée à grande profondeur au sous-sol du réservoir. Il n'est pas toujours possible de révéler de telles couches en raison de difficultés techniques liées au poinçonnage et au prélèvement d'échantillons de sol en profondeur.

Les spécialistes ont tendance à penser que les fondations sur pieux avec grillage monolithique représentent une construction suffisamment rigide. Il existe certains résultats de relevés d'affaissement pour les réservoirs à fondation empilée, qui nient de manière convaincante ce point de vue.

3.2.2. Fondations avec pieux sous tout le fond et avec grillage fer-béton

Fondation sur pieux

À la suite de nombreuses années d’expérience dans la construction de réservoirs sur des sols saturés d’eau douce, il existe plusieurs mesures efficaces de préparation du sous-sol. Le principal objectif de ces mesures est de comprimer le sol mou avant de commencer les procédures de construction, ce qui vise à améliorer les caractéristiques physico-mécaniques du sol.

Ceci est supposé être réalisé par l'utilisation de pieux entraînés prismatiques de différentes longueurs et sections en combinaison avec des grillages et des dalles. Les pieux sont, en règle générale, installés sous tout le fond sous la forme du champ de pieux complet, chaque pieu étant à une distance de 1 m de l'autre.

Des fondations à pieux sous tout le fond et à litière intermédiaire sont également utilisées. Ici, une couche de pierre concassée ou de matériau granulaire est placée sur les pieux et sert à la place de la couche de fer et de béton.

3.2.3 Fondation à pieux annulaires

C'est une solution efficace pour les sites à sol mou. Sa jonction et sa vue complète sont illustrées sur la photo. 8.

La fondation monolithique en fer-béton annulaire prend la charge de la paroi du réservoir et la transfère au sol dense de faible compressibilité par l'un des schémas suivants:

  • Coussin en pierre concassée,
  • Matelas de fondation en béton
  • Grillage monolithique fer-béton,
  • Deux rangées de pieux solidement fixés.

Cette structure permet de réduire l'inégalité de l'affaissement du sous-sol sous la paroi du réservoir.

3.2.4. Fondation à pieux annulaires avec déplacement (déplacement):

Il est utilisé comme une version améliorée de la fondation à pieux annulaires.

Le déplacement de l'anneau monolithique fer-béton et de la fondation à pieux annulaires par rapport à la paroi du réservoir est considéré comme l'une des solutions aux problèmes d'affaissement du réservoir. Le taux de déplacement est déterminé en fonction des caractéristiques locales du sous-sol du sol, de la charge de construction et du nombre de rangées de pieux dans le grillage.

Cela peut entraîner une diminution suffisante de l'inégalité de l'affaissement le long du périmètre du réservoir et de toute la structure au cours de la durée de vie opérationnelle.

Au cours de la mise en place de ce type de fondation, le sous-sol est prévu, les pieux sont installés au point prévu, leur emplacement est déterminé en fonction des caractéristiques locales du sous-sol, de la charge de la structure et du nombre de rangées de pieux dans le grillage. La grille monolithique en fer et béton est installée sur des pieux, après quoi la litière en pierre concassée est disposée, sur laquelle est placé l'anneau monolithique en fer et béton. Le coussin de sable est prévu et disposé sous le fond du réservoir, puis les charpentes métalliques du réservoir sont assemblées.

3.3. CONCEPTION DE LA FONDATION DU RÉSERVOIR DE STOCKAGE D'HUILE POUR LES CONDITIONS GÉOLOGIQUES DIFFICILES:

3.3.1. Fondation en béton armé

Il est raisonnable de considérer la rigidité de la fondation de l'anneau en cas de sol mou et épais afin de garantir une subsidence inégale suffisante de la base naturelle. Dans cette situation, il est possible d'utiliser des fondations massives en fer-béton sous la paroi du réservoir, ce qui confère une rigidité supplémentaire à la structure le long de son périmètre.

La hauteur de la fondation est déterminée en fonction de la réduction de la base de la fondation du niveau de gel saisonnier du sol.

Il peut être raisonnable de disposer un coussin en pierre concassée afin de réduire la hauteur de la fondation et de transférer la charge du réservoir à la fondation. Comme la charge dans ce cas est faible, la surface de la section transversale de la fondation peut être relativement petite. Les côtés de la fondation sont recouverts d'un matériau anti-gel.

Si une subsidence inégale suffisante se produit le long du périmètre, une telle fondation donne la possibilité de niveler le bord du réservoir. Pour ce faire, il est possible d'aménager un puisard (dibhole) dans le coussin en pierre concassée, destiné à placer le dispositif de traction (par exemple, extracteur ou cric), sur la base de la fondation en béton de fer. Après avoir remonté le bord du réservoir au niveau requis, le dispositif de traction est retiré et le puisard est rempli à nouveau.

L'utilisation d'éléments fer-béton unitisés permet de réduire la quantité de processus humides au cours de l'exécution des travaux et d'augmenter l'efficacité du travail des travaux de construction initiaux (cycle «zéro»).

3.3.2. Anneau en fer et béton au contour extérieur du mur

Anneau en fer et béton au contour extérieur du murLors du remplissage des réservoirs de grand volume, un moment commun apparaît au point de jonction du mur vers le bas. Ce moment de jointure équivaut à une taille suffisante et influence l'état de déformation du fond et de son sous-sol. Pour réduire le moment de torsion (moment de torsion) et augmenter la rigidité du joint «mur-fond», il est suggéré d'utiliser un anneau de fer-béton, disposé sur le contour extérieur de la paroi du réservoir avec des anneaux de raidissement métalliques en forme d'angle bretelles (voir photo 6). Leur nombre est déterminé par la construction ou le calcul, qui dépend de la capacité de chargement du réservoir.

3.4. CONCEPTION DE LA FONDATION DU RÉSERVOIR DE STOCKAGE SUR PILE POUR LES ZONES SISMIQUES

Les fondations sur pieux dans les zones sismiques sont appliquées de la même manière que dans les zones qui ne présentent aucune activité sismique. Il est nécessaire de répondre aux exigences de la СП 50-102-3003 «Conception technique et disposition des fondations sur pieux», en particulier - partie 12 «Caractéristiques spécifiques de la planification de la conception des fondations sur pieux dans les zones sismiques» et compléter le D «Calcul des pieux pour le combiné impact des forces et moments verticaux et horizontaux ».

Les extrémités inférieures des pieux doivent être basées sur un sol rocheux, un sol macrofragmentaire, un sol sablonneux de haute et moyenne densité, un sol dur et rigide, un sol argileux à faible plasticité. Il est interdit de placer les bords inférieurs des pieux dans des zones sismiques sur du sable saturé d'eau lâche, de l'argile plastique, un sol de haute plasticité et de consistance fluide.

Le support des pieux par des étagères inclinées de roche dure et de roche psephitique n'est autorisé que lorsque la stabilité à l'impact sismique du sol n'est pas assurée par la fondation empilée et s'il n'y a aucune chance que les bords inférieurs des pieux glissent.

Il est permis de poser les tas sur du sable saturé d'eau de haute et moyenne densité. Leur capacité portante en même temps doit être déterminée sur la base des résultats des essais sur le terrain des pieux pour l’impact sismique simulé. Les pieux dans les zones sismiques doivent être enfoncés dans le sol sur au moins 4 m, à l'exception des cas où ils sont supportés par un sol de roche dure.

Les pieux coulés sur place dans les zones sismiques doivent être disposés dans un sol cohérent de faible humidité avec un diamètre des pieux d'au moins 40 cm. La ration de leur longueur au diamètre ne doit pas dépasser 25. Il est nécessaire d'avoir un contrôle qualité strict, organisé pour la production des pieux.

Il est exceptionnellement autorisé de couper les couches de sol saturé d'eau avec des tuyaux amovibles (tuyaux d'entraînement) et de la boue d'argile. En cas de sol coulé en place, les pieux coulés en place ne peuvent être utilisés qu'avec des tuyaux de cas, laissés dans le sol.Le renforcement des pieux coulés en place est essentiel, le taux de renforcement est accepté au moins 0,05.

Le calcul de la fondation empilée en impact sismique est effectué aux états extrêmes du premier groupe. Il comprend généralement:

  • Déterminer la capacité portante des pieux à la charge verticale;
  • Tester les pieux pour la résistance du métal à l'action conjointe de la force normale nominale du moment de déviation et de la force de cisaillement;
  • Vérification de la résistance des pieux à la limitation de la pression, transférée au sol par les bords latéraux des pieux.

Lorsque la stabilité du sol autour du pieu est vérifiée, l'angle estimé de résistance au cisaillement est pris diminué des taux suivants:

  • 2 ° pour l'activité sismique de 7 billes,
  • 4 ° pour l'activité sismique de 8 billes,
  • 7 ° pour l'activité sismique de 9 billes.

Pour les fondations avec un grillage à pieux élevés, les taux calculés des forces sismiques doivent être déterminés comme pour les bâtiments avec une partie inférieure flexible.Le facteur dynamique doit être augmenté de 1,5 fois dans les cas où la période de vibrations naturelles du ton de base est égale à 0,4 et plus.

À condition qu'il existe un raisonnement technico-économique acceptable, il est possible d'utiliser des fondations sur pieux avec un coussin intermédiaire de matériaux meubles - pierre concassée, gravier, sable grossier. La possibilité de transférer la charge horizontale de la construction vibrante au pieu est pratiquement éliminée. C'est pourquoi les calculs de la charge sismique horizontale ne sont pas effectués et la structure des pieux est acceptée de la même manière que dans les zones non sismiques.

Le bloc de fondation, installé sur le coussin intermédiaire, est prévu comme grillage d'une fondation sur pieux ordinaire conformément aux normes de conception technique des constructions en béton et en béton armé.

La disposition de têtes de pieux fer-béton peut aider à augmenter la zone de contact.

Les fondations sur pieux à coussin intermédiaire, appliquées dans les zones sismiques, doivent répondre aux exigences des évaluations de déformation. Le coussin intermédiaire doit être disposé en couches ne dépassant pas 20 cm chacune, comprimé au poids volumique d'au moins 1,9 m. L'épaisseur du coussin intermédiaire au-dessus des têtes de pieux dépend de la charge estimée et s'élève à 40-60 cm².

Les calculs des fondations empilées sur un sol en voie de disparition devraient tenir compte des caractéristiques du sol humide au cas où il y aurait une possibilité d'augmentation du niveau des eaux souterraines.

Construction d'une fondation de réservoir de stockage
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