华东管道设计研究院 江苏徐州 221008
摘要：随着经济社会的不断发展，石油工业已经在现代社会中占据了重要的比重，在我国石油企业的工程建设中，通常处在冲积平原或者临海的回填地区。石油化工行业中大型储罐的地基基础设计对整个工程有着重要影响。在石油工业中，在储罐地区建设时，需要调整沉降指标以及倾斜数值，相比于常规处理方式，采用强夯法与CFG桩法在储罐地基处理中具有更好的应用价值。本文主要通过某工程的探究，探索强夯法和CFG法的实用价值，以期可以为储罐地基处理方式的科学运用带来相应的启示。
关键词：强夯法；CFG桩法；储罐地基处理
引言
随着石油化工工业的快速发展，各地展开了一大批储罐工程建造，大部分建在临海或冲积平原的回填区域（接近码头），而且储罐容量越来越大，特别是大型储罐（≥50000m3），直径和高度大，竖向荷载重，对地基土的承载力和变形要求适当高。特别对差异沉降指标操控严格，若超越工艺要求及标准答应值，有可能导致罐体歪斜或失稳，使储罐破裂，形成严峻的次生灾害。
1工程概况
国内炼油项目规划十座10×104m3的内浮顶式储罐，每个储罐直径80m，高约20m。建造场区属山前平原（冲、洪积成因）地貌，且位于挖填方区内。场所第四系覆盖层多为人工回填、冲洪积、湖相堆积、残坡积成因，下伏基岩首要分布有寒武系、泥盆系白云岩、泥岩、砂岩、角砾岩及二叠系泥岩、砂岩、铝土岩等。各岩土层地基承载力特征值和紧缩模量见表1。场所为修建抗震一般地段，中硬土，修建场所类别Ⅱ类。抗震设防烈度8度，规划基本地震加速度0.20g，规划地震分组为第三组。无液化地层。场所土对混凝土结构为弱腐蚀，对钢筋混凝土结构中钢筋为微腐蚀，对钢结构为弱腐蚀。地下水类型主要为黏性土、残坡积土、全风化基岩等层中的上层滞水，分布不均匀，基岩裂隙水不发育。钻探期间水位改变起伏大，没有一致安稳的潜水水位。
表1 地基承载力特征值、压缩模量
2对地基的处理和储罐的选择
在对储罐地基处理中，需要对地基进行处理，同时要选择合适的储罐，以便达到最佳的处理需求，其主要体现在以下几个方面：第一，在对地基的处理方面，根据检测结果显示，在建设地区存在两个软弱层，黏土的成分中含有机质，具有可塑性、高压缩性以及力学性质较差等特点，因此在对地基的处理过程中，需要根据实际情况，采用科学的处理方案。在对方案的设计中，共包括两套方案。其中之一为桩基础方案，在挖方或者填方地区，选择灌注桩或者预制管桩的方式来贯穿软弱层，灌注桩的数量在1200根左右，并且灌注桩的长度和直径分别为14m和0.6m。对于灌注桩方案的选择中，具有工期短、承载力强以及桩基沉降相对较小等特点，但是在实际运用过程中，存在桩长较长，并且桩基难以满足储罐对地形的变化需求，同时具有成本较高的特点，因此在储罐地基建设过程中，通常不会选择灌注桩处理方式。另外一种处理方式为地基处理方式，在处理过程中，对挖方和填方地区进行分别处理，挖方区主要采用强夯法进行处理，在填方区域选择强夯法联合复合地基的处理方式进行处理。在地基处理方案中，具有较强的承载力和成本优势，但是在实际施工中，施工周期相对较长，需要根据建设场地的实际情况来综合设计指标。
3地基承载力及变形
3.1地基承载力
在建设地区的处理过程中，要求在挖方区的强夯承载力大于260kpa以上，加固深度更加应该保证在10-13米，在填方地区的处理过程中，选择低能级的普夯进行处理，之后采用CFG桩，同时需要采用C20混凝土以及桩径为0.5m的桩。在钻孔的过程中，需要对土层的相关信息进行分析，以便可以合理的保证建设科学性，其钻孔土层信息如表2所示。
在公式3中，f1为桩的承载力，β为折减系数，f0为160kpa，在对CFG桩的布置过程中，其间距通常为2*2m，经过计算得出，桩CFG承载力为290kpa，达到了地基处理的260kpa处理需求，因而地基处理方式为合理。在素填土层强夯处理过程中，需要运用灰岩碎块以及石料来进行替换。在下层需要采用粉质粘土，其压缩模量为6.4Mpa，在经过强夯后，土层的承载力为160kpa，CFG的系数为1.85，在经过处理后发现，强夯后的压缩模量为10Mpa，在地基的处理方式中，其可以较为便利的达到运用需求，然而复合桩的方式却难以达到设计的需求。可见，地基处理中采用强夯法联合CFG桩法具有重要的价值。
3.2变形
在对地基处理变形的计算中，需要综合考虑多种因素，储罐地基变形主要具有倾斜、沉降不均匀以及沉降差异等特点，在处理建设过程中，需要控制储罐地基的变形。在本次项目的建设中，需要建设10*104m3的内浮顶式储罐，储罐的直径为80m，在设计的过程中，均可见储罐周边的不均匀沉降现象。经过研究统计发现，在储罐的整体倾斜过程中，其倾斜的范围为28cm，在罐周边的沉降中，其沉降范围为5.2cm，在储罐底板的设计中，采用圆心坡向周边的建设特点，在满足工艺需求的基础上，可以最大程度的降低地基的变形，从而可以达到工程建设的需求。在本次工程建设中，采用2%的坡度设计，要求储罐的沉降差小于2%。在对中心周围选点的测算中发现，大部分点均可以满足设计的需求，但是具有3个点超出限定范围，其主要是由于在计算沉降的过程中，通常是采用原始压缩模量，导致计算会出现较大的偏差，例如在计算中ZK105点的沉降数值为25.9cm，但是在强夯的实际运用中，其实际模量远大于计算用模量。另外，在储罐的选择过程中，通常需要选择刚度较大的设计，对储罐的沉降具有一定的控制作用。
4实测沉降结果及分析
储罐施工完成后进行充水预压实验，实测各储罐的均匀沉降值、全体歪斜最大值（恣意直径方向沉降差最大值）、罐周边不均匀沉降最大值（相
从表3、表4看出，十座大型储罐充水预压后的沉降目标Δs1、Δs2均满意标准答应值，Δs3则需要在储罐投入运作一定时刻到达沉降安稳后才干测取数值，但从核算和以往经验来看，Δs3≤[Δs2]是相对简单满足的。
结束语
在本次研究中可以发现以下几点结论：第一，储罐地基承载力存在倾斜和沉降变化。第二，采用地基处理方式联合CFG桩处理方式具有较低的成本。第三，该处理方式可以满足储罐对地基的变形需求。第四，该处理方式对地基沉降具有较好的调控作用。
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论文作者:田雨,张博,孟超
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2017/12/29
标签：地基论文; 储罐论文; 过程中论文; 方式论文; 在对论文; 挖方论文; 需求论文; 《基层建设》2017年第28期论文;