石化项目中场地条件受限时的基础设计.pdf

宁波化工 Ningbo Chemical Industry 2023年第3期 -34-34-宁波化工 【工程设计工程设计】石化项目中场地条件受限时的基础设计 林诗朦 镇海石化工程股份有限公司 浙江 宁波 315042【摘【摘 要】要】本文结合两个具体的工程实例，简述了在石油化工行业中，当基础设计遇到了场地受限这类问题时可以采取的解决方案及相关思路。【关键词】【关键词】石油化工；基础设计；场地受限 中图分类号：中图分类号：TB21 文献标识码：文献标识码：A 1 引言引言 常言道：求木之长者，必固其根本，对于建（构）筑物而言，基础便是它的根本。基础将直接影响建（构）筑物的安全性及其使用价值，因此在结构设计的整个过程中，合理的基础设计尤为重要。然而在日常的工作中，常常会遇到因场地限制使得基础布置出现问题的情况，本文旨在以实际工程为例，为解决此类问题提供一点思路。2 工程案例一：构筑物布置密集的火炬区基础设计工程案例一：构筑物布置密集的火炬区基础设计 2.1 项目简介项目简介 该项目基础设计的内容包括：一个高约 100米的火炬塔架和 2 个质量为 18 吨的火炬筒体、2台火炬气加热器、2 台气动泵、2 台分液罐、1个缓冲罐、2 个点火盘、8 榀管架及 2 个平台。火炬塔架位于该场地的建南侧，平面形式为正三角形，三角形的边长为 18 米，高耸的塔架通过3 个塔脚，以地脚螺栓的形式与基础相连，其余相关设备则分布于场地的建北侧。2.2 基础设计的重点基础设计的重点 部分设备与塔脚之间距离相近，且该区域设备分布集中，容易出现桩间距无法满足规范要求、基础相碰的问题，如何能避免这些问题且合理布置塔架基础与该区域的设备基础成为了本项目基础设计中的重点。2.3 最终基础布置形式（显示部分区域）最终基础布置形式（显示部分区域）如上图所示，火炬塔架及设备基础均采用了桩基，但在桩径的选择上却做出了区分，其中火石化项目中场地条件受限时的基础设计 2023年第3期 宁波化工 -35-35-炬塔架部分采用了直径为 800mm 的钻孔灌注桩，而设备、管架部分采用了直径为 600mm 的钻孔灌注桩。一些承受荷载较小的基础则通过承台、基础梁的灵活布置，直接支承于梁上，如气动泵、点火盘，从而避免了桩间距不符合规范的问题。2.4 相关思路及要点相关思路及要点 在遇到空间有限且基础较多的情况时，首先可以根据各个构筑物的重要性，荷载的大小，人为的区分一下主次关系。在本项目中，火炬塔架作为一种特种结构，风荷载起到了决定性作用，桩布置由倾覆计算来控制，对单桩的抗压抗拔承载力均有要求，同时对基础的沉降也较为敏感，因此塔架基础是最主要的部分，设计时，不仅选用了较大直径的桩，更是适当提高了后期对桩的完整性及竖向承载力检测要求。设备基础较塔架基础为次，故选用较小桩径，可以减少浪费，更为经济。其次，该区域其余设备、管架及平台基础均通过联合承台、搭设地梁的方式来布置，如联合T 型架 04、05 的承台用以搭接支承缓冲罐基础的梁；联合 2 台加热器基础并调整底板尺寸，设置基础梁支承平台 010 钢柱等，使桩间距均能满足要求且无基础碰撞。3 工程案例二：老厂区系统管廊基础设计工程案例二：老厂区系统管廊基础设计 3.1 项目简介项目简介 该段系统管廊为东西走向，每榀管架跨度均为 5 米。本文取其最西侧的第一、二榀管架（J-401、J-402）分析，J-401 的建西侧有一段南北走向的原有管廊，管道自 J-401 的建西侧，跨过较低的原有管廊，与该段新建管廊相接。根据上游专业提供的初版条件，J-401 上设有 3 层管道，顶层横梁标高 10.500m，J-402 上设有 2 层管道，顶层横梁标高 7.500m，两榀管架之间相距 4.5 米，J-402 与其建东侧管架 J-403a 之间相距 6 米。3.2 基础设计的重点基础设计的重点 按上游专业所提的管架位置进行基础设计完成 0 版图纸后，在施工阶段，现场开挖发现此处有两条给排水的管道和一个集水井，且无法移除，将桩位和承台现场放样，新建管架基础根本无法施工。然而 J-401 建西侧有原有管廊，建南侧为一条平行管廊的现有道路，建北侧有原有建筑，若再往建东侧移动，则建西侧管架之间跨度较大，管道无法自跨。因此，此处管架基础的设计成为了一个难点。3.3 最终基础布置形式最终基础布置形式 经现场实测、分析，最终解决方法如下：1）两条管道埋深约 1.5m，故将此处承台和基础梁抬高，减小短柱高度，防止承台与管道相碰，并在承台底与管道顶之间适当留有空间以应宁波化工 Ningbo Chemical Industry 2023年第3期 -36-36-宁波化工 对基础沉降。2）保持管架上部结构 5 米跨度不变，如基础平面布置图所示，建北侧基础向北移动400mm以避开集水井，设刚度较大的基础梁连接南北两侧承台来平衡弯矩并支承管架钢柱。3）如平面图所示，两榀管架一起向建西侧移动 2.2m，使桩位能避开管道，同时管架 J-401上部设 ZJ-1 来满足管道自跨的要求。4）将 J-401 和 J-402 的基础联合，并将 J-402加高，通过侧梁与斜撑（见图 1-1），与 J-401 形成一个整体，来一同承受悬挑部分管道荷载引起的弯矩。3.4 相关思路及要点相关思路及要点 在老厂区的系统管廊设计过程中，受原有地下管线、基础等影响无法打桩的情况时有发生，当现场制约因素较多，且通过简单的基础移动、基础梁搭接仍不能满足要求时，可以与提出条件的上游专业设计人员充分沟通，在满足他们设计需求的条件下，适当调整上部结构来解决基础设计的问题 4 结束语结束语 无论是新建还是改造项目，当基础的设计遇到问题时，应结合具体问题具体分析，充分发挥设计的创造性，保证基础设计的可靠性、可行性及经济性。参考文献参考文献 1石油化工排气筒和火炬塔架设计规范S.SH/T 3029-2014.北京：中国石化出版社，2015-05 2石油化工管架设计规范S.SH/T 3055-2017.北京：中国石化出版社，2018-06 （上接第40页）汽轮机出入口管线应力分析及配管优化 施敬慈 李刚 朱周军 镇海石化工程股份有限公司 浙江 宁波 315042 4 运行效果运行效果 某炼厂313万吨/年硫磺回收装置的汽轮机按照上述配管方案进行安装，在装置投产后，一直平稳运行，无振动或噪音等问题。5 结语结语 目前，随着国家及行业对节能减排的日益重视，汽轮机在硫磺装置中的应用也逐步增加，为保障硫磺装置这一炼厂排放终端的平稳运行，必须对汽轮机配管进行优化。本文的优化方向不仅可以作为类似管线的配管思路，也可以作为该类型管线继续优化的基础。参考文献参考文献 1鲁皓.管道对汽轮机接口推力和力矩评判方法J.湖北电力,2011,35(04):74-76.2张保申.浅谈硫回收装置透平鼓风机的配管设计J.河南化工,2021,38(05):49-51.3席佳.汽轮机进口管道应力分析J.广东化工,2012,39(05):188-189.4 NEMA SM 23-1991(R1997，R2002)，Steam Turbines for Mechanical Drive Service 5张德江，张发有，修长征全国压力管道设计和审批人员培训教材M北京：中国石化出版社，2020