化工設備基礎設計規定

2021/6/271一般規定1.本規定所列設備基礎的安全等級宜取二級，200kW以下的機泵類設備基礎的安全等級宜取三級。抗震按丙類構筑物設計。2.基礎螺栓預留孔內和頂面的二次灌漿宜微膨脹或采用無收縮灌漿料。基礎頂面二次灌漿層的厚度30~50mm，或按設備制造廠的規定。當其厚度小于等于30mm時，宜采用1:2水泥砂漿；當厚度大于30mm時，宜采用強度等級高于基礎本體一級的細石混凝土。注：提出條件專業無要求時：基礎頂面二次灌漿層厚度為50mm無收縮灌漿料，找平層厚度為30厚細石混凝土。3.基礎受力鋼筋的混凝土保護層厚度宜取50mm。2021/6/272一般規定4.基礎的地腳螺栓的材質除特殊要求外，應采用未經冷加工的Q235-A、F鋼（現在大廠一般不生產沸騰鋼）。5.埋置深度：對于帶彎鉤（或直鉤）的地腳螺栓，應不小于20d；對于帶錨板的地腳螺栓，應不小于15d；構造螺栓不受此限，但不小于300mm。地腳螺栓彎鉤尺寸見（圖一），直鉤及錨板等構造尺寸詳見行業標準《地腳螺栓（錨栓）通用圖》（HG/T21545-2006）。注：通用圖中的螺栓用于受拉時錨固長度偏小，建議螺栓用于受拉時錨固長度按《混凝土設計規范》定。2021/6/273一般規定6.當地腳螺栓為埋入式時，其中心至基礎邊緣距離不應小于4d，且不應小于100mm（當d>20時不應小于150mm）和不小于錨板寬度一半加50mm。地腳螺栓地面下混凝土凈厚度不應小于50mm。詳見（圖二）。7.當地腳螺栓采用預留孔埋置時，預留孔邊至基礎邊緣距離不應小于100mm，預留孔低至基礎底面不應小于100mm。當不滿足要求時，宜配置直徑為6～8mm，間距為100～

150mm的鋼筋網。地腳螺栓底端至預留孔底的距離不得小于50mm。詳見圖三。

2021/6/274一般規定2021/6/275一般規定2021/6/276一般規定2021/6/277一般規定8.帶彎鉤（或直鉤）的地腳螺栓預留孔尺寸可按下表確定。地腳螺栓預留孔尺寸螺栓規格孔口尺寸，長X寬（aXb）（mm）孔深h（mm）M12、M14140X120350M16140X120400M18、M20160X120450M22160X120500M24180X120550M27180X120600M30200X1206502021/6/278一般規定9.設備基礎不宜設置溫度縫。當底板邊長（或直徑）、環形基礎周長超過40m時，應預留后澆帶。后澆帶寬度宜為

500～1000mm，配筋為原配筋的1.2倍，待底板澆灌28天后采用較基礎高一級的無收縮混凝土澆灌，也可在混凝土中摻加膨脹劑，而不預留后澆帶。10.重要的壓縮機、大型氣柜、儲罐、球罐、工業爐、冷箱等基礎，應根據工藝要求在基礎頂面設置沉降觀測點并在設計說明中要求在施工、生產過程中定期觀測。11.基礎混凝土宜一次澆灌完成，不留施工縫。當施工要求必須留施工縫時，應嚴格遵守施工縫的構造、操作要求。當混凝土強度達到70%以上時，方可安裝設備。12.基礎外露表面可用1:2水泥砂漿抹平。2021/6/279機泵類設備基礎

1.本章適用于可不作動力計算的各類工業泵、鼓風機、透平壓縮機和活塞式壓縮機等各類容積式壓縮機的大塊式基礎設計。不作動力計算的條件為：

a.功率小于500kW的對稱平衡型活塞式壓縮機；

b.功率小于80kW的臥式、L型、角度活塞式壓縮機（立式壓縮機除外）；

c.除活塞式壓縮機以外的容積式壓縮機；

d.功率小于500kW的各類工業泵、鼓風機和透平壓縮機。2021/6/2710機泵類設備基礎

2.設計機泵類設備基礎時，應取得下列資料：

a.機泵類設備的型號、轉速、功率、規格及輪廓尺寸圖等；

b.機器自重及重心位置，或壓縮機、電動機及輔助設備的質量分布圖；

c.基礎模板圖、基礎頂面的設計標高、二次灌漿層厚度、地腳螺栓（或地腳螺栓孔）的位置、規格（尺寸）；

d.設備基礎在生產裝置中的坐標位置；

e.建設場地的工程地質和水文地質勘察資料。2021/6/2711機泵類設備基礎

3.機泵類基礎宜采用塊式基礎，機器底座邊緣至基礎頂面邊緣的距離不宜小于100mm。基礎底板尺寸按下列規定確定，底板懸臂長度不宜大于2.5倍的板厚。基礎底板尺寸宜由以下三個條件確定：

a.基礎質量應大于機器質量的3~5倍；

b.P≤(0.5~0.7)fP-------基礎地面除平均靜壓力設計值，kPa；

f--------地基承載力設計值，kPa；

c.基組的總重心與基礎地面形心應位于同一鉛垂線上，其相對偏心不應超過3%。2021/6/2712機泵類設備基礎

4.基組總重心按下列各式計算：

x0=∑mixi/∑miy0=∑miyi/∑miz0=∑mizi/∑mix0、y0、z0-----基組總重心的x、y、z向的坐標，m；

mi-----基礎、基礎上的機器及底板上填土的分質量，t；

xi、yi、zi------基礎、基礎上的機器及底板上填土在x、y、z向的坐標，m。

注：坐標系的原點可設定在基礎底板面角點。2021/6/2713機泵類設備基礎

5.基礎混凝土體積小于20m3時可不配表面構造鋼筋；混凝土體積為20~40m3時，應在基礎表面配置直徑為10mm、間距為200mm的鋼筋網；混凝土體積大于40m3時，尚應在基礎四周和頂、底配置直徑為10~14mm、間距為

200~300mm的鋼筋網。6.基礎底板懸臂部分應按強度計算配置上、下側鋼筋。當底板懸臂長度小于底板厚度時，可不必配筋。7.地腳螺栓宜采用直鉤式，埋置方法宜采用預留孔。2021/6/2714槽、儲罐類設備基礎氣柜基礎（制低壓濕式氣柜基礎設計）鋼制立式圓筒形儲罐基礎（常壓）球罐基礎2021/6/2715槽、儲罐類設備基礎(鋼制立式圓筒形儲罐基礎)1.適用于儲存各種液態的化工原料、中間產品或成品的常壓鋼制立式圓筒形儲罐基礎的設計。2.設計鋼制立式圓筒形儲罐基礎時，應取得下列資料：

a.儲罐直徑、高度等幾何尺寸、總重心標高、基礎頂面中心標高、罐底拱升值；b.儲罐自重與物料重、物料名稱與濃度（當物料有腐蝕性時）、罐底溫度；c.儲罐基礎的總圖坐標位置；建設場地的工程地質和水文勘察資料等。每個儲罐詳勘點不得少于2個，勘探深度不宜小于儲罐半徑并不得小于10m或鉆至硬堅土層還應給出土層中是否存在有利于排水的條件；d.預埋螺栓的位置、規格（或尺寸）。2021/6/2716槽、儲罐類設備基礎(鋼制立式圓筒形儲罐基礎)3.鋼制立式圓筒形儲罐基礎選型宜遵守下列規定：a.護坡式基礎(圖四）：用于地基為硬、中硬的場地，當承載能力與沉降差能滿足要求且場地不受限制時采用。b.環墻式基礎(圖五）：罐壁直接支承在鋼筋混凝土環墻基礎上。用于地基為中軟、軟或較不均勻的場地。4.儲罐基礎計算應考慮下列荷載基本組合：a.永久荷載：鋼儲罐自重（包括保溫層及附件重）基礎自重，分項系數取1.2。b.可變荷載：物料重、液壓試驗的水重，分項系數取1.2。2021/6/2717槽、儲罐類設備基礎

(鋼制立式圓筒形儲罐基礎)2021/6/2718槽、儲罐類設備基礎

(鋼制立式圓筒形儲罐基礎)2021/6/2719槽、儲罐類設備基礎

(鋼制立式圓筒形儲罐基礎)2021/6/2720槽、儲罐類設備基礎(鋼制立式圓筒形儲罐基礎)5.基礎構造宜遵守下列規定：a.基礎頂面應自罐中心預先起拱，起拱高度宜為（15‰~35‰）R或按設備要求取值。b.鋼筋混凝土環墻寬度不宜小于250，罐壁宜置于環墻頂面中心處。c.鋼筋混凝土環墻應延罐周每隔10~20m均勻設置Ф30的檢漏管，從干鋪黃砂層中穿越環墻，出口處應設置卵石過濾層和塑料過濾網。該檢漏管以不小于5%的坡度坡向外側，出口應高于地面出口應高于地面。d.地震作用或風荷載較大地區，應沿罐底四周邊埋設錨固螺栓，未設鋼筋混凝土環墻時應在罐底設鋼筋混凝土板固定錨固螺栓。當儲罐內儲存物料的最高溫度高于95℃

或有隔冷保溫要求時，應在罐底設置保溫絕緣層。e.儲罐基礎沉降觀測點宜沿儲罐圓周約10m間距均勻布置，注意在充水預壓及投產使用期間及時進行沉降觀測。2021/6/2721槽、儲罐類設備基礎(球罐基礎)1.適用于化工

、石油化工行業儲存各種氣態、液態物料、由鋼柱和斜拉桿支承的鋼制球形儲罐基礎的設計。2.球罐基礎時應取得一下資料：

a.基礎的總圖坐標位置、基礎頂面的設計標高、物料名稱和濃度（當物料有腐蝕性時）；

b.建設場地的工程地質和水文地質勘察資料；

c.有設備專業提供的基礎柱墩頂面荷載（包括豎向荷載和水平荷載），或提供下列數據按本規定附錄A計算：球罐各部分幾何尺寸，支承方式；球罐自重（包括附件及支承重、保溫重）、物料重、液壓試驗時的水重。2021/6/2722槽、儲罐類設備基礎(球罐基礎)3.球罐基礎選型宜遵守下列規定：a.當地基為硬、中硬場地，抗震設防烈度不高于7度時，宜采用在每個鋼柱下設獨立鋼筋混凝土基礎。b.當不滿足上述條件時，宜采用鋼筋混凝土多邊形或環形基礎；也可采用由連梁連接的獨立基礎。c.采用樁基時，應與支柱同軸布樁，避免偏心，樁承臺用連梁連接。2021/6/2723槽、儲罐類設備基礎(球罐基礎)4.球罐基礎計算應考慮下列荷載：a.永久荷載：球罐自重（包括保溫重、支柱和拉桿重、附件重）、基礎自重、基礎上的土重；分項系數取1.2。b.可變荷載：物料重、液壓試驗時的水重，分項系數取

1.2；風荷載、雪荷載，分項系數取1.4；雪荷載的罐頂積雪分布系數取0.4。c.水平地震作用，按抗震計算水準B計算（7度

αmax=0.25），分項系數取1.05；風荷載和地震荷載作用應分別考慮A、B兩個水平方向的作用。注：抗震計算水準見《構筑物抗震設計規范》（GB50191－93）2021/6/2724截面抗震驗算的水平地震影響系數最大值特征周期根據場地指數按下式計算：

Ts=0.65-0.45μ0.42021/6/2725槽、儲罐類設備基礎

(球罐基礎)2021/6/2726槽、儲罐類設備基礎

(球罐基礎)5.風荷載可按下式計算：

WK=1/4*πD0βZμSμCμZW06.球罐基礎可不考慮豎向地震作用。水平地震作用可按單質點單自由度體系計算：

FEK=α1GE2021/6/2727槽、儲罐類設備基礎(球罐基礎)7.球罐基礎計算宜考慮下列荷載的基本組合：a.正常操作條件下：由永久荷載、物料重、雪荷載、風荷載組合；風荷載組合系數取1.0。b.液壓試驗條件下：由永久荷載、液壓試驗時的水重、風荷載組合；基本風壓值取0.15kN/m2。c.地震作用條件下：由永久荷載、物料重、水平地震作用、風荷載組合；風荷載組合系數取0.25。2021/6/2728槽、儲罐類設備基礎(球罐基礎)8.球罐基礎的計算應包括地基承載力計算、地基變形計算、基礎內力與配筋計算。9.地震作用條件下，圓環形基礎底面與地基土之間零應力區面積不應大于基底面積的1/4，驗算方法見附錄B。10.多邊形或環形基礎可按基底均布荷載作用下的倒置圓弧連續梁計算，梁上荷載即地基靜反力（扣除基礎自重和土重）。基礎柱墩承載力應按偏心受壓構件計算。2021/6/2729槽、儲罐類設備基礎(球罐基礎)11.球罐基礎構造除滿足前面一般規定外，應符合下列規定：a.基礎埋深不宜小于1.5m（基巖除外）；b.基礎柱墩截面中心應與球罐支柱中心重合；c.基礎柱墩豎向鋼筋不宜小于Ф14，間距不宜大于

200mm。箍筋直徑宜采用Φ8，在地腳螺栓埋置范圍內間距應采用100mm，其它部位為200mm。抗震烈度≥7度的地區箍筋間距均應采用100mm。d.當采用環形基礎時，底板邊緣厚度不得小于250mm，懸挑長度與根部厚度之比應不大于2.5。2021/6/2730換熱器基礎1.適用于臥式換熱器基礎設計，對于類似結構的噴淋式蛇管換熱器、套管式換熱器的基礎設計也可參照使用。2.設計換熱器基礎時，應取得下列資料：a.換熱器及附件的自重、操作重、充水重和重心標高；b.抽芯力或管束自重（即清洗抽拉時的重量）；c.換熱器滑動端和固定端支座輪廓圖（即模板圖）、基礎頂面設計標高、地腳螺栓位置、規格、二次灌漿層厚度；d.換熱器滑動端底板及基礎滑動墩頂部預埋板的材質及接觸面加工要求；e.換熱器基礎在裝置中的坐標；f.建設場地的工程地質和水文地質勘察資料。2021/6/2731換熱器基礎3.換熱器基礎由兩個支墩（固定墩、滑動墩）和底板構成，基礎選型宜符合下列要求：a.當固定墩和滑動墩相距較遠，底板承受的水平力及力拒較小時可采用分離式基礎；b.當固定墩和滑動墩相距較近，底板承受的水平力及力拒較大時可采用整體式基礎；c.當固定墩和滑動墩相距較遠，底板承受的水平力及力拒較大時可采用分離式基礎并用聯系梁連接（下稱連梁式基礎）。d.當換熱器基礎由三個支墩和底板構成時，可設計為整體式基礎。基礎型式詳見（圖八）2021/6/2732換熱器基礎2021/6/2733換熱器基礎4.換熱器基礎的計算包括地基承載力計算和基礎支墩、底板及連梁各部件的承載力計算。5.換熱器基礎計算應考慮下列荷載：a.永久荷載：換熱器自重（含管束、配管、保溫材料和梯子平臺等附件重）、基礎自重、基礎底板上的填土重，分項系數取1.2；b.可變荷載：換熱器內物料重、充水重、設備脹縮引起的摩擦力，分項系數取1.2；風荷載，分項系數取1.4；抽芯力，分項系數取1.1；c.水平地震作用，按抗震計算水平A計算，分項系數取1.05。2021/6/2734換熱器基礎6.換熱器脹縮摩擦力Pt標準值按下式確定：

Pt=(G1+Q1)μ/2G1------換熱器自重標準值，kN；

Q1------正常操作時，換熱器內物料重標準值，kN；

μ------換熱器滑動端底板與基礎滑動墩頂部預埋鋼板之間的摩擦系數。鋼板與鋼板見取μ=0.3；潮濕地區取μ=0.4

當采用其它材質時，按實際情況取值。脹縮摩擦力Pt為一對大小相等、方向相反，作用于基礎滑動墩和固定墩頂面支座處。2021/6/2735換熱器基礎7.抽芯力Pb標準值按下式確定：

Pb=*GbGb------設備檢修時，被抽拉的管束自重標準值，kN；當由適當的抽拉設備具有經驗時抽芯力Pb可按下式確定：

Pb=（0.3~0.4）Gb

重疊布置的換熱器，僅考慮最上一臺設備的抽芯力。抽芯力Pb作用于設備中心線，全部由固定墩基礎承擔，并對兩個支墩產生一對豎向力Nb。

Nb=Pbh’/Lh’------設備中心線與基礎支墩頂面的距離，m；

L------兩個支墩間的距離，m。2021/6/2736換熱器基礎2021/6/2737換熱器基礎8.換熱器基礎計算時應考慮下列荷載的基本組合：a.正常操作條件下，由永久荷載、物料重、設備脹縮摩擦力、側向風荷載組合，可變荷載組合系數取0.85；b.檢修條件下，由永久荷載抽芯力組合；c.充水試壓條件下，由永久荷載、充水重、風荷載（W=0.15kN/m2）組合；d.地震作用條件下，由永久荷載、物料重、水平地震作用組合。2021/6/2738換熱器基礎9.整體式基礎和連梁式基礎在驗算地基承載力時，可不考慮設備脹縮摩擦力。10.基礎支墩應按偏心受壓構件計算于配筋，最小配筋率為

0.2%(建議不小于混凝土規范)。11.基礎連梁的內力計算按（圖十）進行，連梁配筋應按偏拉或偏壓構件進行計算。12.整體式基礎底板內力可參照（圖十）計算。2021/6/2739換熱器基礎2021/6/2740換熱器基礎12.換熱器基礎構造應滿足下列要求：a.支墩截面寬度應比設備支座底板兩側各長100mm，且不小于300mm。b.支墩頂部宜設置埋入式地腳螺栓，螺栓型式宜采用直鉤式、爪式和錨板式。c.固定墩頂面應設置二次灌漿層，活動墩頂面應預埋厚度小于10mm的鋼板或按設備要求設計。d.基礎底板連梁截面尺寸宜大于梁的跨度L的1/6。2021/6/2741工業爐基礎1.適用于管式爐、裂解爐、轉化爐、氣化爐等各類工業爐基礎的設計。2.設計工業爐基礎時，應取得下列資料：a.在豎向荷載、風荷載、地震作用和溫度分別作用下，通過爐體支柱柱腳傳遞與基礎頂面的效應值（豎向力、水平力和彎矩）；b.爐體基本自振周期(s)；c.工業爐基礎在裝置中的坐標位置，基礎頂面的設計標高，基礎頂面的溫度；d.建設場地的工程地質和水文地質勘察資料。2021/6/2742工業爐基礎3.工業爐基礎可采用下列三種型式：a.爐架支柱由設有連梁的單獨基礎支承；b.爐架支柱由環形基礎或十字型條形基礎支承；c.爐架支柱由筏板式基礎（方形、矩形或圓形）支承。4.工業爐基礎選型除按照設備要求外宜遵守下列規定：a.于抗震設防烈度為8度、9度地區的軟弱地基上建造工業爐基礎時，宜采用筏板基礎或樁基（加連梁）；b.于抗震設防烈度為6度地區、地基承載力標準值不小于

200kPa時，可采用獨立基礎。2021/6/2743工業爐基礎5.工業爐基礎計算應考慮下列荷載：a.永久荷載：豎向荷載，分項系數取1.2，當荷載效應對基礎結構有利時，其分項系數取1.0；b.可變荷載：風荷載、溫度作用，分項系數分別取1.4、

1.2；c.地震作用，按抗震水準B計算，分項系數取1.05。6.工業爐基礎計算應考慮下列荷載的基本組合：a.正常操作條件下，由豎向荷載、風荷載和溫度作用組合。b.地震作用下，由豎向荷載、20%風荷載、溫度作用和地震作用組合。立式爐（箱式爐）應在兩個主軸方向分別考慮水平地震作用。2021/6/2744工業爐基礎7.工業爐基礎的計算包括地基承載力計算和基礎構件承載力計算；當地基承載力標準值小于130kPa或均勻性較差時，應進行地基變形計算。8.地震作用條件下，基礎地面于地基土之間零應力區面積不應大于基底面積1/4；環形基礎驗算方法見附錄B。9.柱下環形或十字型條形基礎可按基底均布荷載作用下的倒置圓弧或直線連續梁計算。柱下筏板基礎可按倒置樓蓋或彈性地基板計算。梁板上的荷載即地基凈反力（扣除基礎自重和土重）。基礎柱墩承載力按偏壓計算。2021/6/2745工業爐基礎10.筏板基礎底板厚度不得小于500mm，懸挑長度不宜大于

1.5m，板宜采用雙層配筋；基礎埋深及其他構造同球罐基礎。11.工業爐基礎四周，地面應有排水設施，排水坡度不應小于

0.01。12.當基礎頂面設有煙道等高溫設施時，應由相關專業提出對基礎材料的要求。2021/6/2746空分裝置冷箱基礎1.適用于有冷量導出的空分裝置冷箱基礎的設計。2.設計冷箱基礎時，應取得下列資料：a.工藝條件圖。包括設備布置、冷箱幾何尺寸和箱底標高、冷箱設備總重、物料重、配管附件重、隔冷填料重、冷箱底的溫度、地腳螺栓的位置和規格、安裝要求等；b.冷箱基礎在裝置中的坐標位置、基礎頂面的設計表高；c.建設場地的工程地質和水文地質勘探資料。

2021/6/2747空分裝置冷箱基礎3.基礎選型宜遵守下列規定：a.大塊式實體基礎，宜設置在非凍脹性地基上，如基巖或砂卵石、中粗砂等土層上；b.地下設置通風孔和強制通風系統的基礎，適用于應工藝要求基礎頂面必須布置于地下的情況。在裝置運轉過程中，強制通風系統應經常開啟。c.地面上設置通風孔的基礎，在實體基礎高出地面范圍設置若干孔徑不小于200mm的通風孔，也可安裝強制通風系統，在事故狀態下送熱風。d.鋼結構架空式基礎，在實體基礎上，用型鋼將冷箱加起，型鋼間形成通風通道。e.框架式基礎，框架柱支承于鋼筋混凝土底板上，該底板頂位于地面以下1.5m，并用粗砂填至地面。

f.柱墩架空式基礎，基礎地面以上用柱墩架空冷箱。2021/6/2748空分裝置冷箱基礎4.冷箱基礎宜建造在非凍脹土地區或地基土含水量較少的位置，不宜建在低洼積水和地下水位較高的位置。當冷箱基礎建造于高壓縮性地基上時，應采用樁基等地基處理措施，防止有害的沉降及偏沉。5.冷箱基礎計算應考慮下列荷載：

a.永久荷載：設備重、隔冷填料重、基礎自重，分項系