JP2021127619A - Semi-underground tank structure and method of building semi-underground tank - Google Patents

Semi-underground tank structure and method of building semi-underground tank Download PDF

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Abstract

To provide a semi-underground tank structure and a method of building the semi-underground tank that make it possible to ensure stability without being limited to local conditions.SOLUTION: There is provided a LNG tank structure including a bottom slab 2 and a side wall 3 erected on the bottom slab 2. The bottom slab 2 has a planar shape that projects outward from the outer surface of the side wall 3, and is located below the ground surface GL. Therefore, an embankment 6 is placed on the edge of the bottom slab 2, the lower part of the side wall 3 is buried in the ground, and the other parts of the side wall 3 project above the ground surface GL.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、半地下タンク構造および半地下タンクの構築方法に関する。 The present invention relates to a semi-underground tank structure and a method for constructing a semi-underground tank.

地上ＬＮＧタンクや地下ＬＮＧタンク（以下、「地上ＬＮＧタンク」と「地下ＬＮＧタンク」を区別しない場合は、単に「ＬＮＧタンク」という）では、天然ガスを冷却し、液化した状態で貯蔵している。このようなＬＮＧタンクの基礎構造として、支持層が深い場合には、杭基礎構造を採用するのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。一方、支持地盤が浅い場合には、直接基礎構造を採用するのが一般的である。
地上ＬＮＧタンクでは、底版の上面を最終基盤面（タンク周辺の地盤面）よりも上に位置させ、底版に敷設する底部ヒーター管を底版の側面から外部に引き出す（地上に配設する）のが一般的である。一方、最終基盤面よりも高い位置に底版を突出させると、躯体の仕上がり高さが大きくなり、その結果、水平外力による影響が大きくなるため、転倒モーメントや滑動力に対する安定性を確保するための対策工を講じる必要がある。
そこで、特許文献２のＬＮＧタンクでは、半地下タンク構造として、躯体の仕上がり高さを小さくしている。また、特許文献２の半地下タンク構造は、底版施工時の掘削法面をすべり線に沿うように形成することで人工的なすべり面を形成し、このすべり面上の盛土の土圧をタンク躯体の外周面に作用させることでタンク躯体を拘束し、転倒モーメントや滑動力に対する安定性を確保している。
特許文献２の半地下タンク構造は、地盤を掘削することで人工的なすべり面を形成する必要があるため、原地盤が最終基盤面（最終的なタンク周辺の地盤面）よりも低い場合など、掘削を要しない施工個所には不向きであった。 In above-ground LNG tanks and underground LNG tanks (hereinafter, when the "above-ground LNG tank" and "underground LNG tank" are not distinguished, they are simply referred to as "LNG tanks"), natural gas is stored in a cooled and liquefied state. .. When the support layer is deep, a pile foundation structure is generally adopted as the foundation structure of such an LNG tank (see, for example, Patent Document 1). On the other hand, when the supporting ground is shallow, it is common to directly adopt the foundation structure.
In the above-ground LNG tank, the upper surface of the bottom slab is positioned above the final base surface (ground surface around the tank), and the bottom heater pipe laid on the bottom slab is pulled out from the side surface of the bottom slab (arranged on the ground). It is common. On the other hand, if the bottom slab is projected to a position higher than the final base surface, the finished height of the skeleton becomes large, and as a result, the influence of horizontal external force becomes large, so that stability against overturning moment and sliding power is ensured. It is necessary to take countermeasures.
Therefore, in the LNG tank of Patent Document 2, the finished height of the skeleton is reduced as a semi-underground tank structure. Further, in the semi-underground tank structure of Patent Document 2, an artificial slip surface is formed by forming the excavation slope at the time of bottom slab construction along the slip line, and the earth pressure of the embankment on this slip surface is applied to the tank. By acting on the outer peripheral surface of the skeleton, the tank skeleton is restrained and stability against overturning moment and sliding power is ensured.
In the semi-underground tank structure of Patent Document 2, since it is necessary to form an artificial slip surface by excavating the ground, the original ground is lower than the final basement surface (ground surface around the final tank), etc. , It was not suitable for construction sites that do not require excavation.

特開２００４−０４４７１２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-044712 特開２００５−０８２９７６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-082976

本発明は、現地状況に限定されることなく、安定性を確保することを可能とした半地下タンク構造および半地下タンクの構築方法を提案することを課題とする。 An object of the present invention is to propose a semi-underground tank structure and a method for constructing a semi-underground tank that can ensure stability without being limited to the local situation.

前記課題を解決するために、本発明の半地下タンク構造は、底版と、前記底版に立設された側壁とを備えており、前記底版は、前記側壁の外面よりも外側に張り出す平面形状を有しているとともに地盤面（タンク周辺の地盤面）よりも下側に位置していて、前記側壁の少なくとも一部は前記地盤面よりも上方に突出している。なお、本明細書における「地盤面」は、地盤の表面（地表面）の他、舗装面、土間コンクリート面等も含むものとする。
また、本発明の半地下タンクの構築方法は、底版を構築する底版構築工程と、前記底版の上面に側壁を立設させる側壁構築工程と、前記側壁の下部周囲に盛土を行う盛土工程とを備えている。前記底版構築工程では、縁部が前記側壁の外面よりも外側に張り出す前記底版を構築し、前記盛土工程では、前記底版の縁部の上に盛土を行う。
かかる半地下タンク構造および半地下タンクの構築方法によれば、底版が側壁の外側に張り出しているため、底版に上載された盛土がカウンターウェイトとして作用し、半地下タンク構造の滑動や転倒に対する抵抗力が向上する。また、人工的なすべり面を形成する必要が無いため、掘削を要しない場所であっても、安定性を確保した半地下式のＬＮＧタンクを構築することができる。
なお、前記底版の底面縁を起点としたすべり面よりも上側の盛土材に固化材が混合されていれば、側壁に作用する受動土圧の低減化を図ることができる。
また、既設基礎版が存在する場所にＬＮＧタンクを構築する場合には、前記底版を既設基礎版の上面に接合するのが望ましい。前記底版を前記既設基礎版に接合することにより、安定性能が向上し、地震や津波等に起因する想定外の外力が作用した際の耐力が向上する。 In order to solve the above problems, the semi-underground tank structure of the present invention includes a bottom slab and a side wall erected on the bottom slab, and the bottom slab has a planar shape protruding outward from the outer surface of the side wall. And is located below the ground surface (ground surface around the tank), and at least a part of the side wall projectes above the ground surface. In addition, the "ground surface" in this specification shall include not only the surface of the ground (ground surface) but also the pavement surface, the concrete surface between soils, and the like.
Further, the method for constructing a semi-underground tank of the present invention includes a bottom slab construction step for constructing a bottom slab, a side wall construction step for erection of a side wall on the upper surface of the bottom slab, and an embankment step for embankment around the lower portion of the side wall. I have. In the bottom slab construction step, the bottom slab is constructed so that the edge portion projects outward from the outer surface of the side wall, and in the embankment step, embankment is performed on the edge portion of the bottom slab.
According to the semi-underground tank structure and the method for constructing the semi-underground tank, since the bottom slab projects to the outside of the side wall, the embankment placed on the bottom slab acts as a counterweight and resists sliding and falling of the semi-underground tank structure. Power improves. Further, since it is not necessary to form an artificial slip surface, it is possible to construct a semi-underground LNG tank that ensures stability even in a place where excavation is not required.
If the solidifying material is mixed with the embankment material above the slip surface starting from the bottom edge of the bottom slab, the passive earth pressure acting on the side wall can be reduced.
Further, when constructing an LNG tank in a place where an existing foundation slab exists, it is desirable to join the bottom slab to the upper surface of the existing foundation slab. By joining the bottom slab to the existing foundation slab, the stability performance is improved, and the proof stress when an unexpected external force due to an earthquake, tsunami, etc. is applied is improved.

本発明の半地下タンク構造および半地下タンクの構築方法によれば、現地状況に限定されることなく、安定性を確保することが可能となる。 According to the semi-underground tank structure and the method for constructing the semi-underground tank of the present invention, it is possible to ensure stability without being limited to the local situation.

本発明の実施形態に係る半地下タンクを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semi-underground tank which concerns on embodiment of this invention. 半地下タンク底版の構築方法の各工程を示す断面図であって、（ａ）は準備工程、（ｂ）は底版構築工程、（ｃ）は側壁構築工程、（ｄ）は盛土工程である。It is sectional drawing which shows each step of the method of constructing a semi-underground tank bottom slab, (a) is a preparation step, (b) is a bottom slab construction step, (c) is a side wall construction step, and (d) is an embankment step. 半地下タンク構造の安定性の照査に使用したモデルの断面図である。It is sectional drawing of the model used for checking the stability of a semi-underground tank structure.

本実施形態では、半地下式の液化天然ガス（ＬＮＧ）タンクを構築する場合について説明する。本実施形態では、ＬＮＧ受け入れ基地において、既設のＬＮＧタンクを撤去した跡地に新たにＬＮＧタンク１（半地下タンク構造）を構築する。本実施形態のＬＮＧタンク１は、いわゆるメンブレン方式により形成されており、図１に示すように、底版２と、底版２に立設された側壁（防液堤）３と、底版２と側壁３により囲まれた空間に設けられたタンク本体４とを備えている。ここで、図１は、半地下タンク構造（ＬＮＧタンク１）の断面図である。なお、本実施形態の半地下タンク構造は、ＬＮＧ受け入れ基地に予め設けられた既設基礎版５上に形成する。既設基礎版５は、所定の厚さを有したコンクリート構造体（いわゆる耐圧マット）であって、最終的な地盤面ＧＬの仕上がり高さ（最終基盤面）よりも下に位置している。 In this embodiment, a case of constructing a semi-underground liquefied natural gas (LNG) tank will be described. In the present embodiment, at the LNG receiving terminal, a new LNG tank 1 (semi-underground tank structure) is constructed on the site where the existing LNG tank has been removed. The LNG tank 1 of the present embodiment is formed by a so-called membrane method, and as shown in FIG. 1, the bottom slab 2, the side wall (liquid barrier) 3 erected on the bottom slab 2, the bottom slab 2 and the side wall 3 It is provided with a tank body 4 provided in a space surrounded by. Here, FIG. 1 is a cross-sectional view of a semi-underground tank structure (LNG tank 1). The semi-underground tank structure of the present embodiment is formed on the existing foundation plate 5 provided in advance at the LNG receiving terminal. The existing foundation plate 5 is a concrete structure (so-called pressure-resistant mat) having a predetermined thickness, and is located below the finished height (final base surface) of the final ground surface GL.

底版２は、タンク本体４の下面を覆うように形成された平面視円形のコンクリート構造体である。底版２の上面は、中央から外側に向かうにしたがって低くなる水切り用の勾配が形成されている。底版２の上面の勾配の大きさは限定されるものではないが、本実施形態では１／２００とする。また、底版２の内部には、鉄筋（図示せず）と、底部ヒーター８１とが埋設されている。ここで、底部ヒーター８１は、底版２内に配設された管路である。底部ヒーター８１の内部に熱媒（例えば、不凍液等）を循環させることにより、タンク本体４内の温度による基礎地盤の凍結が防止される。底部ヒーター８１は、管材（ヒーター部材）８を連結することにより形成されている。本実施形態の底部ヒーター８１は、コイル状に配設されている。なお、底部ヒーター８１の構成は限定されるものではなく、例えば、電熱線により構成してもよい。
底版２は、側壁３の外面よりも外側に張り出す平面形状を有しているとともに、地盤面ＧＬ（地盤の表面、舗装面、土間コンクリート面等を含む、タンク周辺の最終的な地表面）よりも下側に位置している。底版２の縁部（側壁３から張り出した部分）の上面には、盛土６（盛土材）が上載されている。なお、底版２の平面形状は、円形に限定されるものではなく、側壁３（タンク本体４）の形状に応じて適宜決定すればよい。
また、底版２は、既設基礎版５に上載されている。底版２は、複数のアンカー７を介して既設基礎版５の上面に接合されている。底版２を既設基礎版５に接合することにより、ＬＮＧタンク１の安定性能が向上している。本実施形態では、底版２の下面に対して、所定の間隔をあけて配設された複数のアンカー７が全体的に配設されている。なお、アンカー７の配設ピッチは限定されるものではなく、適宜決定すればよい。また、アンカー７の配置は限定されるものではなく、例えば、底版２の縁部のみに配置してもよい。 The bottom slab 2 is a concrete structure having a circular shape in a plan view so as to cover the lower surface of the tank body 4. The upper surface of the bottom slab 2 is formed with a draining gradient that decreases from the center to the outside. The magnitude of the gradient on the upper surface of the bottom plate 2 is not limited, but is 1/200 in the present embodiment. Further, inside the bottom slab 2, a reinforcing bar (not shown) and a bottom heater 81 are embedded. Here, the bottom heater 81 is a conduit arranged in the bottom slab 2. By circulating a heat medium (for example, antifreeze liquid or the like) inside the bottom heater 81, freezing of the foundation ground due to the temperature inside the tank body 4 is prevented. The bottom heater 81 is formed by connecting a pipe material (heater member) 8. The bottom heater 81 of this embodiment is arranged in a coil shape. The configuration of the bottom heater 81 is not limited, and may be configured by, for example, a heating wire.
The bottom slab 2 has a flat shape that projects outward from the outer surface of the side wall 3, and has a ground surface GL (final ground surface around the tank, including the ground surface, pavement surface, soil concrete surface, etc.). It is located below. An embankment 6 (embankment material) is placed on the upper surface of the edge portion (the portion protruding from the side wall 3) of the bottom slab 2. The planar shape of the bottom slab 2 is not limited to a circular shape, and may be appropriately determined according to the shape of the side wall 3 (tank body 4).
Further, the bottom plate 2 is mounted on the existing basic plate 5. The bottom slab 2 is joined to the upper surface of the existing foundation slab 5 via a plurality of anchors 7. By joining the bottom slab 2 to the existing foundation slab 5, the stability performance of the LNG tank 1 is improved. In the present embodiment, a plurality of anchors 7 arranged at predetermined intervals are generally arranged on the lower surface of the bottom plate 2. The arrangement pitch of the anchor 7 is not limited, and may be appropriately determined. Further, the arrangement of the anchor 7 is not limited, and for example, the anchor 7 may be arranged only at the edge of the bottom plate 2.

側壁３は、底版２の周縁よりも内側において、底版２の上面に立設されたコンクリート構造体である。本実施形態の側壁３は、平面視円形（円筒状）を呈している。なお、側壁３の壁厚、壁高および平面形状は限定されるものではなく、タンク本体４の形状や規模などに応じて適宜決定すればよい。側壁３の脚部（例えば、壁高の半分以下）の外周囲は盛土６により覆われていて、側壁３のその他の部分は地盤面ＧＬよりも上方に突出している。側壁３の下部（盛土６に埋設された部分）には、側部ヒーター８２が埋設されている。側部ヒーター８２は、側壁３に配設された管路である。側部ヒーター８２の内部に熱媒（例えば、不凍液等）を循環させることにより、ＬＮＧタンク１内の温度による周辺地盤の凍結が防止される。側部ヒーター８２は、管材（ヒーター部材）８を連結することにより形成されている。本実施形態の側部ヒーター８２は、底部ヒーター８１と連結されている。側部ヒーター８２は、地盤面ＧＬよりも上側において、側壁３の側面から外部に引き出されている（地上に配設されている）。なお、側部ヒーター８２は、底部ヒーター８１とは別に配管してもよい。また、側部ヒーター８２を配置する代わりに、側壁３の内側に設置する保冷材の性能を向上させることにより、周辺地盤の凍結の防止を行ってもよい。 The side wall 3 is a concrete structure erected on the upper surface of the bottom slab 2 inside the peripheral edge of the bottom slab 2. The side wall 3 of the present embodiment has a circular shape (cylindrical shape) in a plan view. The wall thickness, wall height, and planar shape of the side wall 3 are not limited, and may be appropriately determined according to the shape and scale of the tank body 4. The outer circumference of the legs of the side wall 3 (for example, less than half of the wall height) is covered with the embankment 6, and the other parts of the side wall 3 project above the ground surface GL. A side heater 82 is embedded in the lower part of the side wall 3 (a portion buried in the embankment 6). The side heater 82 is a conduit arranged on the side wall 3. By circulating a heat medium (for example, antifreeze liquid or the like) inside the side heater 82, freezing of the surrounding ground due to the temperature inside the LNG tank 1 is prevented. The side heater 82 is formed by connecting a pipe material (heater member) 8. The side heater 82 of the present embodiment is connected to the bottom heater 81. The side heater 82 is pulled out from the side surface of the side wall 3 (disposed on the ground) above the ground surface GL. The side heater 82 may be piped separately from the bottom heater 81. Further, instead of arranging the side heater 82, the peripheral ground may be prevented from freezing by improving the performance of the cold insulating material installed inside the side wall 3.

タンク本体４は、液化天然ガスを貯留するための容器である。タンク本体４は、円筒状の壁部４１と、壁部４１によって囲まれた空間の下面を覆う底部４２と、壁部４１によって囲まれた空間の上面を覆う屋根部４３とにより構成されている。タンク本体４の形状は限定されるものではなく、例えば平面視矩形状にするなど、適宜決定すればよい。また、タンク本体４の構成は、所定の断熱性と密閉性を有していれば限定されるものではなく、適宜決定すればよい。 The tank body 4 is a container for storing liquefied natural gas. The tank body 4 is composed of a cylindrical wall portion 41, a bottom portion 42 that covers the lower surface of the space surrounded by the wall portion 41, and a roof portion 43 that covers the upper surface of the space surrounded by the wall portion 41. .. The shape of the tank body 4 is not limited, and may be appropriately determined, for example, to have a rectangular shape in a plan view. Further, the configuration of the tank body 4 is not limited as long as it has a predetermined heat insulating property and airtightness, and may be appropriately determined.

次に、図２を利用して、本実施形態の半地下タンクの構築方法について説明する。図２は、半地下タンクの構築方法の各工程を示す断面図である。
半地下タンクの構築方法は、準備工程（図２（ａ））と、底版構築工程（図２（ｂ））と、側壁構築工程（図２（ｃ））と、盛土工程（図２（ｄ））とを備えている。
準備工程では、図２（ａ）に示すように、既設のＬＮＧタンクを撤去することにより露出した既設基礎版５に対して、ＬＮＧタンク１の形成箇所に対応する位置にアンカー７を植設する。
底版構築工程では、図２（ｂ）に示すように、底版２を構築する。底版２は、側壁３の外径よりも大きな直径を有している。底版構築工程では、まず、既設基礎版５の上に鉄筋を配筋し、底部ヒーター８１用の管材８（図示せず）を配管するとともに、鉄筋および管材８の周囲に型枠を組み立て、その後、型枠の内部にコンクリートを打設する。型枠は、縁部が側壁３の外面よりも所定の大きさ分外側に張り出すように、側壁３の外径よりも大きな内径を有した状態で組み立てる。なお、コンクリートは、アンカー７の頭部を巻き込むように打設する。また、底版２には、側壁３の位置に対応して、接続用の鉄筋を突設しておく。コンクリートに所定の強度が発現したら、脱型する。なお、底版２は、プレキャスト部材を敷設することにより形成してもよい。 Next, a method of constructing the semi-underground tank of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing each step of the method for constructing a semi-underground tank.
The semi-underground tank construction method includes a preparation process (FIG. 2 (a)), a bottom slab construction process (FIG. 2 (b)), a side wall construction process (FIG. 2 (c)), and an embankment process (FIG. 2 (d)). )) And.
In the preparatory step, as shown in FIG. 2A, an anchor 7 is planted at a position corresponding to the formation location of the LNG tank 1 with respect to the existing foundation plate 5 exposed by removing the existing LNG tank. ..
In the bottom slab construction step, as shown in FIG. 2B, the bottom slab 2 is constructed. The bottom slab 2 has a diameter larger than the outer diameter of the side wall 3. In the bottom slab construction process, first, reinforcing bars are arranged on the existing foundation slab 5, pipe material 8 (not shown) for the bottom heater 81 is piped, and a formwork is assembled around the reinforcing bars and the pipe material 8 and then. , Place concrete inside the formwork. The formwork is assembled with an inner diameter larger than the outer diameter of the side wall 3 so that the edge portion projects outward by a predetermined size from the outer surface of the side wall 3. The concrete is placed so as to involve the head of the anchor 7. Further, the bottom slab 2 is provided with reinforcing bars for connection corresponding to the positions of the side walls 3. When the concrete develops the desired strength, it is demolded. The bottom slab 2 may be formed by laying a precast member.

側壁構築工程では、図２（ｃ）に示すように、底版２の上面に側壁３を立設させる。本実施形態では、プレキャスト製の壁部材を連設することにより、筒状の側壁３を形成する。側壁３を構成する各壁部材の下部には、側部ヒーター８２用の管材８（図示せず）が配管されている。なお、側壁３は、現場打ちコンクリートにより形成してもよい。
盛土工程では、図２（ｄ）に示すように、側壁３の下部周囲に盛土６が行われる。盛土６は、底版２の縁部（側壁３から張り出した部分）の上にも行う。本実施形態では、ＬＮＧタンク１の周囲に盛り立てられる盛土材として、固化材が混合された改良土を使用する。なお、改良土は、少なくとも底版２の底面縁を起点としたすべり面よりも上側の盛土材に使用するものとする。 In the side wall construction step, as shown in FIG. 2C, the side wall 3 is erected on the upper surface of the bottom slab 2. In the present embodiment, the tubular side wall 3 is formed by continuously connecting the precast wall members. A pipe material 8 (not shown) for the side heater 82 is piped to the lower part of each wall member constituting the side wall 3. The side wall 3 may be formed of cast-in-place concrete.
In the embankment step, as shown in FIG. 2D, embankment 6 is performed around the lower part of the side wall 3. The embankment 6 is also performed on the edge portion (the portion protruding from the side wall 3) of the bottom slab 2. In the present embodiment, improved soil mixed with a solidifying material is used as the embankment material to be piled up around the LNG tank 1. The improved soil shall be used for at least the embankment material above the slip surface starting from the bottom edge of the bottom slab 2.

本実施形態の半地下タンク構造によれば、底版２が側壁３の外側に張り出しているため、底版２に上載された盛土６がカウンターウェイトとして作用する。そのため、ＬＮＧタンク１に水平外力が作用した場合であっても、滑動や転倒に対する抵抗力が向上する。
また、底版２の底面縁を起点としたすべり面よりも上側の盛土材に固化材が混合されているため、側壁３に作用する受動土圧の低減化を図ることができる。
また、既設基礎版５の上面に底版２を一体に接合しているため、地震時や津波等に起因する想定外の外力が作用した際の耐力（安全性能）が向上する。
既設基礎版５を撤去する必要がないため、既設基礎版５の撤去に要する手間や費用を削減できる。 According to the semi-underground tank structure of the present embodiment, since the bottom slab 2 projects to the outside of the side wall 3, the embankment 6 placed on the bottom slab 2 acts as a counterweight. Therefore, even when a horizontal external force acts on the LNG tank 1, the resistance to sliding and falling is improved.
Further, since the solidifying material is mixed in the embankment material above the slip surface starting from the bottom edge of the bottom slab 2, the passive earth pressure acting on the side wall 3 can be reduced.
Further, since the bottom slab 2 is integrally joined to the upper surface of the existing foundation slab 5, the proof stress (safety performance) when an unexpected external force due to an earthquake, tsunami, or the like acts is improved.
Since it is not necessary to remove the existing basic version 5, the labor and cost required for removing the existing basic version 5 can be reduced.

以下、本実施形態の半地下タンク構造（ＬＮＧタンク１）について安定性を確認した照査結果について説明する。本照査では、ＬＮＧタンク１の滑動と転倒に対してそれぞれ安定性を確認した。本照査のＬＮＧタンク１は、図３に示すように、底版２の厚さを１．４ｍ、直径を２６．４ｍとし、側壁３は高さ１９．６４ｍ、壁厚０．６ｍとした。内径が１８．２ｍのタンク本体４に深さ１７．４ｍまで内容液を貯留するものとし、内容液の重さは２０００ｔｏｎとした。さらに、底版２の下端から地盤面ＧＬまでの高さ（盛土６の高さ）は３．８ｍとした。
「ＬＮＧ地上式貯槽指針」（一般社団法人日本ガス協会、２０１９年９月）に基づいて、ＬＮＧタンク１に作用する設計地震力を設定し、滑動、転倒に対する照査を行った。表１に、ＬＮＧタンク１の各部材の重量と設計地震力を示す。なお、滑動・転倒に対する安定照査は、「鉄道構造物等設計標準・同解説」（国土交通省鉄道局監修、財団法人鉄道総合技術研究所編）に準拠した。 Hereinafter, the verification results for confirming the stability of the semi-underground tank structure (LNG tank 1) of the present embodiment will be described. In this check, the stability of the LNG tank 1 against sliding and falling was confirmed. As shown in FIG. 3, the LNG tank 1 of the main check had a bottom plate 2 having a thickness of 1.4 m and a diameter of 26.4 m, and a side wall 3 having a height of 19.64 m and a wall thickness of 0.6 m. The content liquid was stored in the tank body 4 having an inner diameter of 18.2 m to a depth of 17.4 m, and the weight of the content liquid was 2000 ton. Further, the height from the lower end of the bottom slab 2 to the ground surface GL (the height of the embankment 6) was set to 3.8 m.
Based on the "LNG Ground Storage Guideline" (Japan Gas Association, September 2019), the design seismic force acting on the LNG tank 1 was set, and the sliding and falling were checked. Table 1 shows the weight and design seismic force of each member of the LNG tank 1. The stability check for slipping and falling was based on the "Railway Structure Design Standards and Explanations" (supervised by the Railway Bureau of the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism, edited by the Railway Technical Research Institute).

Figure 2021127619
Figure 2021127619

滑動に対する照査は、水平慣性力Ｈ＜設計水平支持力Ｒｈを満足するか否かについて確認した。また、転倒に対する照査は、偏心量ｅｘ＜半径Ｒ×５／８を満足するか否かについて確認した。
なお、水平慣性力Ｈ，設計水平支持力Ｒｈ，偏心量ｅｘは、それぞれ、式１、式２、式３により算出する。
水平慣性力Ｈ＝ＨＦ＋ＨＷ＋ＨＭ ・・・ 式１
ここに、ＨＦ：底版の水平慣性力で、底版重量ＷＦに設計水平震度ＫＨを乗じた値
ＨＷ：側壁の水平慣性力で、側壁重量ＷＷに設計水平震度ＫＨを乗じた値
ＨＭ：内容液の水平慣性力で、設計水平震ＫＨを考慮した動液圧より算定される値
設計水平支持力Ｒｈ＝ｆｒｐ×αｈ×Ｌ×Ｐｐ×Ｈ×ｃоｓδp ・・・ 式２
ここに、αｈ：フーチング前面の形状係数
Ｌ ：荷重直角方向のフーチングの幅
Ｐｐ：フーチング前面の受働土圧力度
Ｈ ：層の厚さ
δｐ：フーチング前面と土との摩擦角
ｆｒｐ：直接基礎の水平支持力に対する地盤抵抗係数
偏心量ｅｘ＝Ｍ／Ｖ ・・・ 式３
ここに、Ｍ：底面中心に作用する設計モーメント
Ｖ：底面における設計有効鉛直荷重 The check for sliding confirmed whether or not the horizontal inertial force H <designed horizontal bearing force Rh was satisfied. In addition, the check for the fall confirmed whether or not the eccentricity ex <radius R x 5/8 was satisfied.
Incidentally, the horizontal inertia force H, designed horizontal support force Rh, eccentricity e x, respectively, wherein 1, Equation 2 is calculated by equation 3.
Horizontal inertia force H = H F + H W + H M ··· Formula 1
Here, H F: horizontal inertia force of the bottom plate, the bottom plate weight W F design horizontal seismic K H a multiplied value H W: horizontal inertia force of the side wall, multiplied by the design horizontal seismic K H to the sidewall weight W W the value H M: horizontal inertia force of the liquid content, the value is calculated from the dynamic pressure in consideration of design horizontal seismic K H design Lateral Resistance Rh = f rp × αh × L × Pp × H × cоsδp ··· formula 2
Here, αh: Shape coefficient of the front surface of the footing L: Width of the footing in the direction perpendicular to the load Pp: Working soil pressure on the front surface of the footing H: Thickness of the layer δp: Friction angle between the front surface of the footing and the soil f rp : Direct foundation soil resistance coefficient eccentricity relative to the horizontal support force e x = M / V ··· equation 3
Here, M: design moment acting on the center of the bottom surface V: design effective vertical load on the bottom surface

ＬＮＧタンク１の水平慣性力Ｈは４２０００ｋＮで、設計水平支持力Ｒｈ＝６８０００ｋＮ未満であった。この結果、ＬＮＧタンク１は水平慣性力Ｈを上回る設計水平支持力Ｒｈを有しているため、滑動に対して安全性が確保されていることが確認できた。また、底版２を既設基礎版５にアンカー７を介して接合した場合は、設計水平支持力Ｒｈ＝１１２０００ｋＮとなる。そのため、底版２を既設基礎版５に接合することで、安全率が０．７５となり、底版２を既設基礎版５に接合しない場合の安全率０．６２よりも安定性が向上することが確認できた。
また、ＬＮＧタンク１の偏心量ｅｘは８．１７ｍで、Ｒ×５／８＝８．２５ｍであった。したがって、ＬＮＧタンク１が転倒に対する安全性が確保されていることが確認できた。 The horizontal inertial force H of the LNG tank 1 was 42000 kN, and the design horizontal bearing capacity Rh = 68000 kN or less. As a result, it was confirmed that the LNG tank 1 has a design horizontal bearing force Rh that exceeds the horizontal inertial force H, so that safety against sliding is ensured. When the bottom slab 2 is joined to the existing foundation slab 5 via the anchor 7, the design horizontal bearing capacity Rh = 112000 kN. Therefore, it was confirmed that by joining the bottom slab 2 to the existing foundation slab 5, the safety factor becomes 0.75, and the stability is improved compared to the safety factor of 0.62 when the bottom slab 2 is not joined to the existing foundation slab 5. did it.
Further, the eccentricity e x of LNG tank 1 is 8.17M, was R × 5/8 = 8.25m. Therefore, it was confirmed that the safety of the LNG tank 1 against a fall is ensured.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
前記実施形態では、盛土材として固化材が混合された土である改良土を使用する場合について説明したが、盛土材を構成する材料は限定されるものではない。例えば、固化材が混合されていない土であってもよいし、流動化処理土等であってもよい。
前記実施形態では、底版２を既設基礎版５に複数のアンカー７を介して接合するものとしたが、底版２と既設基礎版５との接合方法は限定されるものではなく、例えば、ジベルを介して接合してもよい。また、底版２は、必ずしも既設基礎版５に接合する必要はない。さらに、本発明に係るＬＮＧタンク１は、既設基礎版５が無い場所に適用してもよい。
タンク本体４を施工するタイミングは限定されるものではなく、側壁３の施工前、側壁３の施工後、あるいは、側壁３の施工と並行して行ってもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and each of the above-mentioned components can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention.
In the above embodiment, the case where the improved soil, which is the soil mixed with the solidifying material, is used as the embankment material has been described, but the material constituting the embankment material is not limited. For example, the soil may not be mixed with a solidifying material, or may be fluidized soil or the like.
In the above embodiment, the bottom slab 2 is joined to the existing foundation slab 5 via a plurality of anchors 7, but the method of joining the bottom slab 2 and the existing foundation slab 5 is not limited, and for example, a gibber is used. It may be joined through. Further, the bottom slab 2 does not necessarily have to be joined to the existing foundation slab 5. Further, the LNG tank 1 according to the present invention may be applied to a place where there is no existing foundation plate 5.
The timing of constructing the tank main body 4 is not limited, and may be performed before the construction of the side wall 3, after the construction of the side wall 3, or in parallel with the construction of the side wall 3.

１ ＬＮＧタンク（半地下タンク構造）
２ 底版
３ 側壁
４ タンク本体
５ 既設基礎版
６ 盛土
７ アンカー
ＧＬ 地盤面 1 LNG tank (semi-underground tank structure)
2 Bottom plate 3 Side wall 4 Tank body 5 Existing foundation plate 6 Embankment 7 Anchor GL Ground surface

Claims (4)

底版と、前記底版に立設された側壁と、を備える半地下タンク構造であって、
前記底版は、前記側壁の外面よりも外側に張り出す平面形状を有しているとともに、地盤面よりも下側に位置していて、
前記側壁の少なくとも一部は前記地盤面よりも上方に突出していることを特徴とする、半地下タンク構造。 A semi-underground tank structure including a bottom slab and a side wall erected on the bottom slab.
The bottom slab has a planar shape that projects outward from the outer surface of the side wall, and is located below the ground surface.
A semi-underground tank structure characterized in that at least a part of the side wall protrudes above the ground surface. 前記底版の底面縁を起点としたすべり面よりも上側の盛土材に固化材が混合されていることを特徴とする、請求項１に記載の半地下タンク構造。 The semi-underground tank structure according to claim 1, wherein the solidifying material is mixed with the embankment material above the slip surface starting from the bottom edge of the bottom slab. 前記底版が、既設基礎版の上面に接合されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の半地下タンク構造。 The semi-underground tank structure according to claim 1 or 2, wherein the bottom slab is joined to the upper surface of the existing foundation slab. 底版を構築する底版構築工程と、
前記底版の上面に側壁を立設させる側壁構築工程と、
前記側壁の下部周囲に盛土を行う盛土工程と、を備える半地下タンクの構築方法であって、
前記底版構築工程では、縁部が前記側壁の外面よりも外側に張り出す大きさの前記底版を構築し、
前記盛土工程では、前記底版の縁部の上に盛土を行うことを特徴とする、半地下タンクの構築方法。 The bottom plate construction process to build the bottom plate and
A side wall construction step in which a side wall is erected on the upper surface of the bottom slab, and
It is a method of constructing a semi-underground tank including an embankment step of embankment around the lower part of the side wall.
In the bottom slab construction step, the bottom slab having a size such that the edge portion projects outward from the outer surface of the side wall is constructed.
A method for constructing a semi-underground tank, which comprises embankment on the edge of the bottom slab in the embankment step.
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