[实用新型]一种筏板基础结构

说明书

本实用新型公开了一种筏板基础结构，特别适用于承载若干通过管道连接的大型设备，尤其是空气分离装置，该筏板基础结构包含至少两个独立的筏板基础，通过管道连接的大型设备分别位于独立的筏板基础上，且不同独立筏板基础的筏基沉降值相近，本实用新型可以减少筏板面积、混凝土用量及桩数，同时调整不均匀沉降，减少管道拉裂。

技术领域

本实用新型涉及一种可用于承载若干通过管道连接的大型设备的筏板基础结构，特别适用承载空气分离装置的若干设备，根据上部荷载，采用筏基沉降值相近的至少两块独立的筏板基础，减少筏板面积的同时调整地基的不均匀沉降导致管道拉裂，进一步地，还可以减少水平方向应力对通过管道连接的大型设备的影响。

背景技术

筏板基础（raft foundation），当建筑物上部荷载较大而地基承载能力又比较弱时，用简单的独立基础或条形基础已不能适应地基变形的需要，这时常将墙或柱下基础连成一片，使整个建筑物的荷载承受在一块整板上，这种满堂式的板式基础称筏板基础。筏板基础由于其底面积大，故可减小基底压强，同时也可提高地基土的承载力，并能更有效地增强基础的整体性，很好地抵抗地基不均匀沉降。当建筑物有大型储液结构时，结合使用要求，可采取筏板基础；在风荷载或地震荷载其主要作用的高层建筑，要求基础有足够刚度和稳定性时，可采取筏板基础。筏板基础分为平板式和梁板式，一般根据地基土质、上部结构体系、柱距、荷载大小及施工条件等确定。平板式筏板基础的底板是一块厚度均匀的钢筋混凝土平板，板厚一般在0.5~2.5m之间。平板式筏板基础适用于柱荷载不大、柱距较小且等柱距的情况，其特点是施工方便、建造快，但混凝土用量大。

随着石油、化工、冶金、轻工等工业的迅速发展，建造的大型工业设备越来越多，如蒸汽重整装置、空气分离装置等。其中空分装置的规模不断增大，从1500-90000Nm³/h。空分装置中的关键设备即精馏塔，设置在冷箱内，其功能为待空气液化后在塔内对其进行精馏，利用氧气和氮气的不同沸点（O₂为-183℃，N₂为-195℃），可以获得纯氧和纯氮，用于石油、化工、炼钢、玻璃等工业生产原料、催化和安全等用途。由于精馏塔在低温条件下操作，故对基础有特殊的要求，主要是：尽量避免基础的不均匀沉降；采取有效的隔冷、防水、排水措施，以防止地基发生冻胀和基础破裂；基础应尽量选在地势较高、地下水位低的地方；在基础顶面至隔冷层底面的范围内，严禁采用易燃易爆的材料。

设置有精馏塔的主冷箱的荷重不仅包括精馏塔总重、分离器、换热器、管道和仪表的重量，还包括由多根钢柱组合而成的钢框架结构，总高可达六十几米，四面用钢板封闭，并附有多层钢操作平台，箱内设有较多设备和管道，并用珠光砂充填。由于工艺对主冷箱的地基沉降有严格要求，倾斜率不得超过千分之一，故对软土地基要求进行处理，一般可采用预压或打桩等措施进行地基加固。基础设计时要选择好的桩尖持力层，上海地区一般选用第六层暗绿、草黄色粘土层，桩长为26米左右，基础设计除满足强度和沉降要求外，尚需复核设备及基础的重心与桩形心的重合。当地基允许承载力等于或大于15*10⁴Pa（15t/m²），且满足地基强度和沉降要求时，亦可采用天然地基。

空分装置有大型储液结构，且精馏塔高度较高，需同时考虑风荷载对主冷箱的影响，因此要求地基有足够刚度和稳定性。空气分离装置中各个设备通过管道连同，为了防止基础不均匀沉降导致的管道拉裂，目前空分装置的地基一般采用一体式的筏板基础。空分装置的各个设备重量差异较大，且高度不一，采用一体式的筏板基础，即主冷箱、氩冷箱、透平膨胀机、换热器冷箱、泵等设备都设置在同一块筏板基础上，需要按其中最大荷载的设备进行地基设计，以保证筏板基础的桩中心和上部设备组合的中心足够接近（3%-5%的距离误差），这样增加了整个筏板厚度和桩的数量。当一些地区土壤承载层为坚硬土层时，仍采用一体式筏板基础，会造成施工成本的浪费。

发明内容