Lösung zur Setzungskontrolle von Fundamenten großer Rohöltanks in tropischen Gebieten

Die Setzungskontrolle von Fundamenten großer Rohöltanks in tropischen Gebieten erfordert den Einsatz von Verbundbodenverbesserungsverfahren, die auf hohe Temperaturen und hohe Luftfeuchtigkeit, starke Regenfälle und weiche Bodenverhältnisse zugeschnitten sind. Zunächst wird die Verteilung der weichen Schichten durch geologische Radarmessungen ermittelt. Anschließend erfolgt eine Verbundverstärkung mit Schottersäulen (Säulendurchmesser 0,8 m, Abstand 1,5 m) und Zementmischsäulen (Säulenlänge 20 m), wodurch die Tragfähigkeit des Bodens auf über 200 kPa erhöht wird. Der Tankboden wird mit einem Gefälle von 0,5 % und einem ringförmigen Entwässerungsgraben versehen, in Kombination mit einer HDPE-Dichtungsbahn (Durchlässigkeitskoeffizient ≤ 1×10⁻¹² cm/s), um das Eindringen von Regenwasser und die Aufweichung des Bodens zu verhindern. Das Fundament besteht aus einer Bodenplatte + Ringbalkenstruktur, wobei die Bewehrungsrate des Ringbalkens ≥ 0,6 % beträgt, um den durch ungleichmäßige Setzungen verursachten Biegemomenten zu widerstehen. Die Setzungsdifferenz wird innerhalb von 0,003D (D ist der Tankdurchmesser) gehalten.

Das Setzungsüberwachungssystem integriert faseroptische Bragg-Gitter-Sensoren und Beidou-Ortungstechnologie. Entlang des Tankumfangs sind 24 Messpunkte angeordnet, die in Echtzeit Setzungs- und Neigungsdaten erfassen (Genauigkeit ± 0,1 mm) und diese drahtlos an eine Cloud-Plattform übertragen. Ein adaptiver PID-Algorithmus wird verwendet, um die Injektionsparameter dynamisch anzupassen. Wenn die lokale Setzungsgeschwindigkeit 2 mm/Monat überschreitet, wird automatisch eine Hochdruck-Düsenstrahlinjektion (Suspensionswasser-Zement-Verhältnis 0,8:1) zur Kompensationsverstärkung ausgelöst. In der Betriebsphase werden vierteljährlich dreidimensionale Laserscans durchgeführt, die in Kombination mit einem BIM-Modell die Setzungstrends vorhersagen. Die Genauigkeit der Frühwarnung beträgt über 95 %.

Dieses Konzept bietet durch die dreifache Absicherung "Bodenverstärkung - intelligente Überwachung - dynamische Korrektur" eine Verlängerung der Lebensdauer des Tanks in tropischen Extremumgebungen auf 30 Jahre. In der Bauphase wird eine modulare Vorfertigungstechnik aus Beton verwendet, die die Bauzeit um 40 % verkürzt und den Stahlverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen Konzepten um 12 % reduziert. Die Betriebskosten werden um 25 % gesenkt, wodurch die Anforderungen der Doppelstandards API 650 und GB 50341 umfassend erfüllt werden.