中洛线石油储罐地基处理技术分析

中洛线石油储罐地基处理技术分析来源：建筑工程技术与设计2015年4期摘要：洛线首站2座15×104m3浮顶罐是中洛线单罐容积最大的储油罐，对地基承载力要求较高，工程采用了振冲碎石桩地基处理方法工艺。文章在简要介绍振冲碎石桩工艺的基础上，本文详细叙述了振冲碎石桩试桩、扩大试桩和施工质量控制情况，最后从振冲碎石桩质量检测得知：采用振冲碎石桩法是可行的。关键词：油罐；地基；振冲碎石桩；施工中洛线首站2座15×104m3浮顶罐（T-1，T-2）是中洛线单罐容积最大的储油罐，直径100米，高21米，地基承载力设计要求260～280Kpa。其建设场地为岗地堆积平原地貌，场地土质分为4层，其中：罐区西部分布有新近沉积的2-1层和2-2层土，土层强度相对较低，工程地质性质较差；大部分区域为3层土，土质为更新世沉积的老粘性土，强度较高，下部无软弱层，工程地质性质较好；4层为粉质粘土混卵砾石，强度高，具有一定的厚度。1振冲碎石桩概述1.1振冲碎石桩概念振冲碎石桩是地基处理的一种方法，即采用碎石填料的振冲地基，利用振冲器水冲成孔，填以砂石骨料，借振冲器的水平及垂直振动，振密填料，形成碎石桩体，与原地基构成复合地基以提高承载力。复合地基是部分土体被增强或被置换，而形成的由地基土和增强体共同承担荷载的人工地基。1.2振冲碎石桩加固机理振冲碎石桩加固地基的主要目的是提高地基土承载力，减少变形和增强抗液化性，减少地基沉降量、提高土体抗剪强度、增强地基的稳定性。振冲碎石桩加固地基的机理有以下几个方面：1.2.1置换作用。对于粘性土地基，由于土的粘粒含量多，粘粒间结合力强，渗透性低，在振动力或挤压力的作用下土中水不宜排走，因此振冲碎石桩的作用不是地基挤密，而是置换。1.2.2排水作用。振冲碎石桩在粘土地基中形成一个良好的排水通道，起到排水砂井的作用，且缩短了孔隙水的水平渗透路径，加速软土的排水固结，使沉降稳定的地基得以加固。1.2.3加筋作用。对于软弱土层，碎石桩可贯穿整个软弱土层，深到相对硬层，此时桩体在荷载作用下主要起应力集中作用，从而使软弱土负担的压力减少，结果与原地基相比，复合地基的承载力提高、压缩性减少。2振冲法地基处理的试桩2.1试桩施工和技术数据：2004年1月9日至1月17日进行试桩施工。1#试验区地面标高约28.4米，制桩30根，桩长约12.5米，最高达13米，穿透3-3层；2#试验区地面标高约27.4米，制桩26根，桩长约15.3米，穿透3-3层。从施工填料量推算1#试验区平均桩径大于1.01米；2#试验区平均桩径大于1.06米。由于施工设备完好率低，出现了振冲器及发电机工作不正常现象，故对设备出现故障的该段施工中的一些桩加强了动探检测工作，即本次试桩动探检测是对有怀疑的桩增加了检测数量。2.2扩大试桩情况由于在1月9日至1月17日试桩检测的结果不符合要求，故扩大试桩区域。扩大试桩设计调整：从试桩检测情况看，本次试桩桩体密实度均符合要求，说明本次施工质量符合要求；1#试验区承载力检测符合设计要求，2#试验区承载力未达到设计要求，说明设计方案在1#试验区可行，在2#试验区尚未达到设计要求的承载力。由于工期原因，再进行试桩和恢复土体检测已没有时间，经过专家对设计方案研讨，决定调整2#试验区设计方案，提高置换率，增加桩径。地基承载力特征值设计调整为240Kpa。根据地勘报告和地形情况，结合试桩报告，T-1罐地基处理设计振冲碎石桩1801根，桩径1米～1.2米，桩长分别为17m、16m、14m；T-2罐地基处理设计振冲碎石桩1939根，桩径1米～1.2米，桩长分别为16m、14m。目前国内常用振冲器型号有功率为30kW和75kW两种，而130kW振冲器为施工单位专利产品，根据现场试验提供的参数及本工程桩径要求，设计选定130kW振冲器。3振冲碎石桩施工3.1振冲碎石桩施工工艺3.1.1施工准备：在场地平整、电通、水通、路通及设备进入现场并安装调试完毕后，方可开工。3.1.2施工放样：根据设计文件提供的控制点坐标测放控制轴线和桩位，桩位测放点与设计桩位的允许偏差小于等于50mm。3.1.3挖沟排污：根据施工现场具体情况挖好纵横排污沟和泵坑，以利排污。3.1.4造孔：振冲造孔施工顺序：本工程采用多个桩机分区排孔法，以加快施工进度，便于控制漏桩。排孔法：由一端开始，依次逐步造孔到另一端结束；易于施工，不易漏掉孔位，当孔位较密时，后打的桩易发生倾斜和位移；3.1.5制桩：填料制桩从孔底开始，自下而上逐段进行，清孔结束和第一次填料后，振冲器振到桩底，中间不得漏振，杜绝产生断桩。3.1.6记录：造孔时，每贯入1000mm应记录一次造孔电流、造孔水压、成孔时间。制桩时，应分段记录加密断的深度、加密电源、留振时间、填料量、完成时间和加密时的水压。3.2振冲施工中出现的问题及质量控制3.2.1振冲施工中出现的问题1）工程碎石料未按批量及时送检。2）施工现场长螺旋引孔后安全防护措施不可靠，引孔完成应进行覆盖，划出警戒线，布置安全警示牌。3）在施工现场缺少技术人员监控的密实电流指示灯。4）检测桩桩位找不准。5）某些桩体动探击数达不到要求。6）振冲施工记录编号时有错误，记录人员有不在现场现象。7）碎石桩动探检测上部动探击数高，而下部击数少，桩体密实度上下不均匀。8）施工现场长螺旋引孔孔口未覆盖，附近孔泥浆及碎石涌入孔内，并存在人员落井的隐患。9）现场一些桩位点被破坏后未及时恢复桩位。3.2.2施工中的质量控制1）石料的质量控制。所有碎石料应质地坚硬、具有一定的强度、水稳定性好、不易风化且级配良好。碎石料含泥量≯5%。为确保碎石料质量，每1000m3石料要做一次样检测。2）造孔时的质量控制。振冲器喷嘴中心对准桩位，允许偏差小于等于50mm。造孔水压、水量、电流等均应符合试桩验证确定的技术参数。造孔过程中振冲器应处于悬垂状态，孔位如发生大的偏斜，应及时纠正。造孔深度应低于设计桩底标高300mm。造孔后当孔径不够，存在狭窄段或反出泥浆过稠时，应进行清孔。做法是将振冲器孔底提到孔口或在需要清孔段上下提位，使孔顺直通畅，孔径满足要求返水较清为止。清孔必须紧接着造孔进行，不应在开始填料制桩后再进行清孔，以避免清孔料将碎石桩体隔开产生断桩。3）制桩过程的质量控制。制桩加密段长度≯50cm。振密电流≥115A，留振时间≥15秒，此两项指标用仪表自动控制。加密桩体应从孔底开始，自下而上逐段进行，中间不得漏振。控制每次填料量和振冲器的提升高度，以确保加密段长度控制在300～500mm以内，并保证达到加密电流值以后的留振时间，使桩体密实。4碎石桩检测及地基处理效果振冲碎石桩的检测采用重型（2）动力触探方法，现场随时进行抽测，桩体密实度均符合要求。按照规范JGJ79-2002要求：载荷试验应在振冲桩制作结束后，待桩体及桩间土超孔隙水压力基本消散后进行。本工程检测时间定为制桩完毕28天以后进行，单桩复合地基承载力均达到设计要求值。5结束语本工程为中洛线首例15×104m3原油储罐工程，地基处理至关重要采用。采用振冲法对储罐地基进行处理的效果达到了设计要求，并在15万罐的充水试验中罐基础和底板的沉降情况得到证明。该储罐地基处理采用振冲法是可行的。