Tipos de fundação de tanques: Ringwall vs. Slab vs. Fundações profundas

Uma superfícieTanque de armazenamentoEnquanto a casca de aço e o telhado capturam a maior atenção, o design da fundação do tanque é o cavalo de trabalho silencioso mantendo a unidade em nível e livre de vazamento por sua vida útil de trinta ou quarenta anos.

Escolher a base certa não é apenas um item de linha; é um equilíbrio crítico de realidade geotécnica e necessidade estrutural projetado para evitar uma falha ambiental ou mecânica catastrófica.

Por que escolher o tipo certo de fundação do tanque

Abaixando o específicoFundação TanqueO design no início do ciclo de vida do projeto é muito mais do que apenas gerenciar o orçamento inicial.É uma escolha de engenharia fundamental que determina como o tanque lida com o enorme peso do produto e a natureza imprevisível do solo do local.

• Riscos de liquidação (uniforme vs. diferencial):Quando um lado cai mais rápido do que o outro, você corre o risco de um tanque inclinado, o que leva a telhados flutuantes ligados à casca ou, em casos extremos, a uma casca de casca completa.
• Distorção de Shell e Stress de Bottom Plate:Se o suporte é desigual, essas placas de fundo flexão e tensão. Eventualmente, isso leva a fadiga, soldaduras rachadas e falhas no chão que são pesadelos para reparar uma vez que o tanque está em serviço.
• Custos operacionais e de reparação a longo prazo:Investir em tipos adequados de fundação de tanques no início poupa-o dos enormes custos de futuros jacking, nivelamento de precisão ou tratamento especializado de instalação de fundação de tanques, que muitas vezes anão o custo de construção original.

Tipos principais de fundação de tanques

Fundação Tank Ring Wall

Para tanques com mais de 20 pés de diâmetro ou onde o relatório do solo sugere a possibilidade de resolução diferencial, a fundação da parede do anel do tanque é a solução ideal da indústria.Você verá isso especificado em todos os lugares, desde refinarias até fazendas de tanques, por uma razão: ele lida com a transferência de carga de forma inteligente.

Em vez de apoiar todo o fundo do tanque, uma parede de anel de concreto reforçado carrega a carga pesada da casca do tanque e do telhado. Funciona como uma base contínua colocada precisamente sob o perímetro do tanque.

Este design permite que o peso do produto armazenado seja distribuído uniformemente em toda a área do fundo do tanque, o que reduz significativamente o risco de colocação na borda onde a casca se encontra com o chão.

Ao longo da vida útil da instalação, essas estruturas exigem manutenção, o que pode incluir reparação de rachaduras e, em alguns casos, releveling se o solo subjacente não era tão previsível como inicialmente pensado.

Fundação Slab

Esta é muitas vezes a rota preferida para tanques menores, tipicamente aqueles com menos de 20 pés de diâmetro, ou para tanques de armazenamento de água enrolados onde uma placa de concreto selado pode realmente servir como o fundo do tanque em si.

Enquanto uma chapa oferece uma plataforma sólida, é importante entender suas limitações em relação ao assentamento. Como uma fundação de solo compacto, uma chapa plana padrão pode não proteger inerentemente contra o assentamento de borda sob a casca do tanque pesado. O comportamento estrutural aqui é diferente de uma parede de anel. Se o subgrado é estável e fornece suporte uniforme, uma chapa funciona admiravelmente. Mas se o solo é suspeito, a chapa é apenas tão boa quanto o que está debaixo dela.

Enquanto pequenas rachaduras de encolhimento geralmente não são uma preocupação estrutural para o tanque em si, rachaduras desiguais causadas por má drenagem de águas subterrâneas ou suporte de solo inadequado podem levar a problemas na estrada.

Fundações profundas

Quando você está lidando com condições de solo pobres, pense em depósitos de sedimentos marinhos, solos de turfa macia ou argila subconsolidada, uma fundação superficial está fora da mesa. É aqui que fundações profundas, ou pilhas, entram em jogo. fundações de pilha são usadas para transferir as cargas do tanque através das camadas superiores fracas para baixo para uma camada de suportes competente.

Existem dois drivers primários para ir com pilhas. O primeiro é a mitigação de assentamentos. Em locais com solos comprimidos, pilhas podem reduzir drasticamente tanto o assentamento total quanto o diferencial. O segundo é o desempenho sob carga. Para grandes tanques de armazenamento em locais específicos, como terminais de combustível a granel, pilhas também podem ser projetadas para lidar com forças de elevação significativas de eventos sísmicos ou mesas de alta água.

O projeto de uma fundação de parede de anel suportada por pilha é complexo. Nestes sistemas, a parede de anel suporta a casca, enquanto as pilhas / pilhas transferem as cargas da fundação através de camadas fracas para uma camada de rolamento competente. É uma solução cara, mas em um local pobre, é muitas vezes a única maneira de garantir a estabilidade a longo prazo. Para solos muito macios, os sistemas de pilha ou pilha são muitas vezes a maneira mais confiável de controlar o assentamento.

Critérios de Engenharia para Seleção

Selecionar os tipos corretos de fundação do tanque não é um jogo de adivinhação; é um processo de correspondência das propriedades mecânicas da fundação com as realidades físicas do local.

Capacidade do solo e risco de colonização

Tudo começa com o solo. Uma investigação geotécnica completa definirá a capacidade de colocação do solo e sua propensão a se estabelecer. O objetivo é evitar a colocação diferencial, onde um lado do tanque se estabelece mais do que o outro, pois isso pode distorcer a casca e estressar as placas de fundo. Os limites de colocação aceitáveis são estabelecidos cedo, e a fundação é projetada para garantir que a pressão do solo sob a parede do anel ou placa não exceda a capacidade de colocação segura.

Tamanho do tanque e características de carga

Você não pode projetar uma fundação sem saber exatamente o que ela vai segurar. O diâmetro e a altura do tanque ditam a carga hidrostática exercida na base. Tanques de grande diâmetro criam concentrações significativas de tensão angular no perímetro, que é por isso que a fundação da parede do anel do tanque é tão eficaz; ele coloca concreto de alta resistência exatamente onde essas tensões são mais altas. Para tanques menores, a carga é menos concentrada, tornando uma placa uma opção viável.

Fatores ambientais e locais

Finalmente, o ambiente escreve os requisitos finais. Em zonas sísmicas, a fundação deve ser projetada para lidar com as forças convectivas e impulsivas do líquido deslizante dentro do tanque, conforme descrito em padrões como o API 650. Em climas mais frios, a profundidade do peso da geada deve ser considerada para impedir o solo de levantar e distorcer o tanque.

Assentamentos e problemas de depressão

Soluções Tank Foundation Depressão

Quando pequenas depressões ou vazios são detectados, muitas vezes sob o fundo do tanque em si, o objetivo é restaurar o suporte.Uma solução eficaz de depressão da fundação do tanque é preencher o vazio.Isso envolve perfurar através do anel de concreto ou placa e injetar uma lama para preencher as lacunas entre o fundo de aço e a fundação.

Em um caso documentado envolvendo grandes tanques de óleo, uma mistura cuidadosamente formulada de cimento, cinzas de mosca e aditivos foi usada para preencher esses vazios, efetivamente restabelecendo contato e transferindo a carga de volta para o chão.

Tratamento de Residência da Fundação Tanque

Quando a colocação progride para além das tolerâncias aceitáveis, pode ser necessário um tratamento de colocação de fundamentos de tanques direcionados.A colocação sob pressão pode melhorar as condições de colocação abaixo de vazios localizados, enquanto as técnicas de apoio podem restaurar o suporte de nível abaixo de áreas críticas.

Em casos mais graves, sistemas de retrofit de pilha podem ser introduzidos para transferir cargas para camadas mais profundas.O método apropriado depende do perfil do solo, tamanho do tanque e restrições operacionais.

Tank Foundation Engenharia Melhores Práticas

O desempenho bem-sucedido em todos os tipos de fundação de tanques depende da execução disciplinada das melhores práticas de engenharia de fundação de tanques:

• Preparação adequada para o substrato

A escavação, compactação e classificação devem estar alinhadas com as recomendações geotécnicas. as camadas de drenagem de gravel devem ser instaladas e compactadas para evitar o acúmulo de umidade.

• Verificação de Capacidade

As pressões do solo sob as paredes ou placas de anel devem ser verificadas em relação aos valores permitidos.

• Verificação sísmica e eólica

Os controlos de estabilidade sob carga eólica e sísmica, incluindo componentes impulsivos e convectivos, devem ser realizados de acordo com o apêndice E da API 650.

• Drenagem Detalhe

A má drenagem continua a ser um dos contributores mais comuns para a colonização e a erosão a longo prazo.

Conclusão: Um quadro prático de decisão

Ao avaliar seus relatórios de solo, definir seus requisitos de carga específicos e aplicar os padrões de engenharia certos, seja API 650 ou AWWA D-103, você pode construir uma base que resista ao teste do tempo.