湿式燃气储气罐地基和水槽安全性的检测.doc

湿式燃气储气罐地基和水槽安全性的检测1概述大连煤气公司车家村2.2104m3湿式燃气储气罐水槽为圆筒形预应力钢筋砼结构，筒内径为37624mm，水槽靠近底部和中上部的壁厚分别为400mm和300mm，筒高为11565mm。水槽的施工利用地形，大部分筑于地下，水槽的顶端走台在7轴处与地面持平，向两端逐渐下降，分别在11轴和12轴中间和1轴与2轴中间修筑挡土墙，进出气管及地下阀室建于1轴和12轴之间(储气罐水槽平面见图1)。该水槽建成后经多年使用，局部出现渗漏，有的漏点渗出含有铁锈的水。20世纪90年代曾进行过堵漏维修，后又产生渗漏，且有日趋严重的趋势。为全面了解该储气罐的安全可靠性，我公司联合专业单位对该储气罐水槽进行了安全性检测。储气罐水槽的检测工作主要存在以下问题：该燃气储气罐为生产厂的缓冲罐，考虑到供气形势紧张，无法停产，只能在储气罐运行过程中进行动态检测。由于储气罐处于工作状态，且所储存介质易燃易爆，因此检测过程不能对储气罐结构造成破坏。按照现行的国家标准，大型燃气储气罐水槽只有钢结构一种，已无钢筋砼结构。根据以上情况，我们采用相关国家标准对地基、水槽槽壁承载能力进行了检测。Fig1Planofwatertankofwater-sealedgasholder2储气罐地基检测检测标准a民用建筑可靠性鉴定标准(GB502921999)；b建筑结构检测技术标准(GB/T503442004)。检测设备主要检测设备有水准仪、塔尺。检测方法利用水准仪检测水槽12个壁柱的相对标高，测定槽壁顶端的水平度和不均匀沉降变形，由此判断水槽的地基是否产生过大不均匀或不稳定的沉陷。检测数据水槽12个壁柱检测数据见表1。表1水槽壁柱检测数据Tab1Inspectiondataofwallcolumnsofwatertank测点123456789101l12相对标高/mm15751577158015831584l585158115871590157915741569高程差/mm5.33.30.3-2.7-3.7-4.7-0.7-6.7-9.71.36.311.3注：高程差为测点相对标高与所有测点相对标高平均值的差。检测结果分析按照建筑物总高hg小于24m的建筑物整体允许倾斜值小于总高的0.4计算，该水槽总高hg=12m，允许倾斜值应小于48mm。由检测结果可知，检测的最大沉降差(6轴与12轴)为16mm，水槽地基整体倾斜符合相关技术标准。3水槽槽壁承载能力检测31水槽槽壁砼强度检测检测标准a建筑结构检测技术标准(GB/T503442004)；b回弹法检测砼抗压强度技术规程(JGJ/T232001)；c钻芯法检测砼强度技术标准(CECS03：88，审查稿)检测设备主要检测设备有砼回弹仪、钢筋位置测定仪、钻芯机。检测方法利用非损伤方法回弹法检测，推测水槽槽壁及进出气管承座的抗压强度。由于砼的龄期超过JGJ/T232001回弹法检测砼抗压强度技术规程规定的时限，因此利用钻芯法进行修正。检测数据水槽砼强度检测数据见表2、3。表2回弹法检测数据Tab2Inspectiondatausingresiliencemethod构件名称砼抗压强度检测数据/MPa原设计强度平均值最小值/MPa水槽槽壁30.629.028.0进出气管承座21.318.818.0表3钻芯法检测数据(在进出气管承座上承样)Tab3Inspectiondatausingborecoremethod(samplinginbellofinletandoutletpipe)试样编号直径/mm高度/mm高径比试样测试最大压力/MPa抗压强度换算值/MPa抗压强度平均值/MPa168.369.71.0288.424.124.0268.270.11.0387.524.0对应样本修正系数loc=试样抗压强度平均值/试样抗压强度检测值=24.0/213=1.127。检测结果现龄期砼的抗压强度基本符合原设计等级C18技术标准。32水槽槽壁钢筋及预应力钢筋强度检测检测标准民用建筑可靠性鉴定标准(GB502921999)。槽壁钢筋检测结果经检测，槽壁钢筋主要是16、12两种，设计计算强度为193MPa，为普通热轧钢筋。按此强度计算优于现国家标准中Q215级，即属于强度较低的普通热轧钢筋，因此，可以认为原设计有效，施工符合原设计要求，除钢筋锈蚀另行考虑外，其性能没有严重退化。预应力钢筋检测结果预应力钢筋原设计是每根预应力钢筋由18根5钢丝组成，钢丝屈服极限为1370MPa，施工前检测的抗拉强度大于1470MPa。根据GB500102002混凝土结构设计规范第422条，钢筋的抗拉强度标准值为1470MPa，故预应力钢筋符合规范要求，其性能也符合GB/T52231995(预应力混凝土用钢丝质量试验检测技术标准要求。预应力钢筋采用锥塞式锚具固定，锥形锚塞硬度t50HRC，锚环采用3545号钢，淬火处理，锚垫板厚度为20mm，该水槽预应力钢筋采用的锥塞式锚具性能基本符合现行锚具的设计标准(略低于现行锥形锚塞的硬度设计值，设计值为5561HRC)。预应力钢筋的张拉和锁定施工方法符合GB502042002混凝土结构工程施工质量验收规范。设计张拉控制应力为920MPa，符合GB500102002混凝土结构设计规范第613条的规定。槽壁砼强度等级为C28，略低于GB500102002混凝土结构设计规范第412条“预应力砼结构的砼强度等级不应低于C30”的规定，不符合“当采用钢丝作预应力筋时不宜低于C40”的规定。布筋情况：用电磁感应钢筋探测仪探测预应力筋的分布，基本与设计相同。33水槽槽壁表面砼裂缝检测检测标准民用建筑可靠性鉴定标准(GB502921999)。检测设备读数显微镜、放大镜、卡尺、钢尺。检测方法通过检测砼表面情况，找出不适于继续承载的裂缝，评定水槽的安全性等级。检测结果现龄期水槽裂缝控制技术指标略低于GB500102002(混凝土结构设计规范第811条的要求。该水槽经长期使用，预拉应力逐渐减小，槽壁在水压的作用下开始产生裂缝，由于砼冻融的影响和其他偶发因素使得裂缝不断扩展，形成现在的局部渗水的贯穿性裂缝。槽壁的其他部位(311轴)由于土压的作用，抵消了部分静水压力，使得该部位承受的荷载比检测部位小。由于外层土体对槽壁砼的保护作用，使其温度应力、冻融影响、碳化深度都没受到大的影响，因此311轴槽壁砼要优于检测部位。根据检测，裂缝宽度0.10mm的裂缝多于20条，其中受力主筋轴拉方向裂缝7条。渗水的贯穿裂缝总共有20条，其中锈蚀钢筋(钢丝)的锈水点8个，另有一处预应力钢丝保护层脱落，预应力钢丝束严重锈蚀(长达2m，其中2根锈断)。4水槽现状评估从检测结果分析，水槽一处预应力钢丝保护层脱落，且严重锈蚀，槽壁20余处产生贯穿性裂缝渗水或渗锈水。依据GB502921999民用建筑可靠性鉴定标准评为du级，安全性不能满足规范要求，必须采取措施，维修加固。地基符合地基变形允许值的规定；水槽槽壁承载能力符合GB500102002混凝土结构设计规范，槽顶未产生不适于继续承载的侧向位移；现龄期砼强度、钢筋强度、预应力钢丝强度符合设计要求；大部分钢筋保护层砼还未完全碳化，可以保护钢筋，除渗漏点外，大部分钢筋锈蚀不严重。因此，该水槽槽壁具有维修后继续使用的价值。5水槽维修方案51裂缝修补对槽壁表面小裂缝，可用钢丝刷和压力水刷洗表面，再涂水泥浆或用1:2或1:2.5水泥砂浆抹平。对于中等宽度裂缝，可将裂缝表面凿成凹槽，用水泥砂浆、膨胀砂浆或树脂砂浆填充。对于较深裂缝，可用压力注浆法将水泥浆或化学浆灌入砼缝内。52槽壁加固外砌挡土墙，