原油儲庫地基強夯處理參數(shù)的確定及控制

周先鋒1，於慶豐2

（1.中國石化管道儲運公司，江蘇徐州 221008；2.石油化工工程質(zhì)量監(jiān)督站管道分站，江蘇徐州 221008）

0 引言

山東日照原油商業(yè)儲備基地工程位于日照嵐山北港區(qū)的西北側(cè)，庫區(qū)絕大部分場地為填海造地所形成。

擬建的儲油罐組由10萬m3儲油罐組成。單座10萬m3儲油罐的直徑為80 m，設計罐壁由9圈壁板組成，下部6圈壁板材料為高強度鋼板，上部3圈壁板材料為Q345R和Q235-B。罐壁厚度從下到上依次為 32、 27、 21.5、 18.5、 15、 12、 12、12、12 mm。單罐總質(zhì)量為1 909.68 t，按照原油密度0.89 g/cm3計算，滿罐后原油質(zhì)量為8.9萬t。儲罐對地基基礎(chǔ)的要求主要有如下4個方面：

（1）地基土要有足夠的強度。罐底面積大，儲油后荷重較大，罐底鋼板不能承受彎曲應力，要求地基提供與罐底應力相適應的地基反力。

（2）基礎(chǔ)沉降應滿足罐底變形要求。由于儲油后罐中心沉降大于罐底邊緣沉降，因此，罐底中心與邊緣沉降差必須控制在罐底結(jié)構(gòu)允許變形的范圍內(nèi)，防止罐體結(jié)構(gòu)破壞和鍋底現(xiàn)象的發(fā)生，規(guī)范規(guī)定基礎(chǔ)沉降基本穩(wěn)定后的圓錐面坡度不小于8‰。

（3）油罐對沉降要求。油罐與其他構(gòu)筑物相比，可承受較大的沉降量，當?shù)鼗休^大的沉降時可預抬高基礎(chǔ)，通過充水預壓達到設計標高，但油罐建成投入使用后，為避免管路系統(tǒng)聯(lián)接發(fā)生破壞，所以不能有過大的沉降。

（4）不均勻沉降要求。油罐對不均勻沉降要求較嚴格，SH/T 3068-2007《石油化工鋼儲罐地基與基礎(chǔ)設計規(guī)范》中規(guī)定：對浮頂罐，沿罐壁圓周方向任意10 m弧長內(nèi)的沉降差應不大于25 mm；平面傾斜 （任意直徑方向）的沉降差允許值為0.003 5 Dt（Dt為儲罐底圈內(nèi)直徑），即沉降差允許值為280 mm。

為此，決定采用強夯法處理該儲罐基礎(chǔ)，以提高其強度及壓實度，減少不均勻沉降。

1 工程地質(zhì)條件與力學性質(zhì)

根據(jù)場地地質(zhì)報告，鉆探揭露深度范圍內(nèi)地層劃分為6層，自上而下為：

①層素填土，雜色，以黏性土、中粗砂為主。

②層中粗砂，淺黃色，局部為灰黃色，含貝殼碎片及云母。

③層砂質(zhì)黏性土，褐黃～黃褐色，含砂量較高，可塑～硬塑，殘積成因。

④層全風化花崗片麻巖，褐黃色或灰綠色，除石英外大部分礦物已風化成土狀，散體狀～土狀結(jié)構(gòu)。

⑤層強風化花崗片麻巖，灰綠色～青灰色～淺肉紅色，風化強烈，巖心呈砂粒狀及碎塊狀，原巖結(jié)構(gòu)較清晰。

⑥層中～微風化花崗片麻巖，青灰色～淺肉紅色，巖石致密，巖體完整性屬破碎～較完整，巖體基本質(zhì)量等級為III～V類，該層均有分布。

各土層承載力特征值fa及壓縮模量Es見表1。

表1 各土層承載力特征值fa及壓縮模量Es

2 強夯技術(shù)參數(shù)的確定與施工方案

根據(jù)場地的地質(zhì)特點、項目情況的不同將場地劃分為4個區(qū)域進行不同能級的強夯試驗，由試驗結(jié)果經(jīng)8次專家方案論證確定，罐組一至四、六和八共24臺儲罐及附屬地基采用高能級強夯進行地基處理，根據(jù)場地基巖埋深情況和不同能級強夯的有效加固深度，各罐組的具體處理方案如下：

（1）罐組一、二基巖埋深平均約6 m，采用6 000 kN·m能級強夯進行地基處理。

（2）罐組三、四基巖埋深平均約10.5 m，采用12 000 kN·m能級強夯進行地基處理，局部采用15 000 kN·m能級。

（3）罐組六、八基巖埋深平均約13.5 m，采用15 000 kN·m能級強夯進行地基處理，局部采用井點降水措施并對強夯參數(shù)進行優(yōu)化。

（4）管墩、建 （構(gòu)）筑物基礎(chǔ)采用6 000 kN·m能級強夯進行地基處理，形成基礎(chǔ)持力層。

具體控制參數(shù)見表2、表3，各能級夯點布置及強夯順序見圖1、圖2、圖3。

表2 各能級強夯施工驗收數(shù)據(jù)

3 強夯施工過程的質(zhì)量控制

（1）夯前按照12 m×12 m場地設置監(jiān)測網(wǎng)，對夯錘質(zhì)量進行稱量 （允許偏差±100 kg），強夯中檢查落距 （允許偏差±300 mm），確保單擊夯擊能量符合設計要求。

表3 強夯過程中控制參數(shù)

圖1 6 000 kN·m能級強夯夯點布置

（2）在每一遍夯擊前，應對夯點 （允許偏差±50 mm）放線進行復核，夯完后檢查夯坑位置。

（3）按設計要求檢查每個夯點的夯擊次數(shù)和每擊的夯沉量。

（4）強夯施工完成后，依據(jù)相關(guān)的規(guī)范進行重型動力觸探檢測、標準貫入檢測、平板載荷試驗、瑞雷波檢測、鉆孔檢測等。夯后與夯前的各項測試結(jié)果表明，強夯有效加固深度為6～10 m，強夯影響深度約10～14 m，總體上夯后土層密實度提高50%左右，夯后土層的承載力及密實度均能夠滿足設計要求。

4 結(jié)束語

山東日照原油儲庫地基強夯施工實踐表明，強夯施工機具簡單，主要為履帶式起重機，輔以龍門架等；地基經(jīng)強夯處理后，可明顯提高地基承載力，增加場地均勻性；回填所用材料易得，可有效降低工程造價，縮短工期。

[1]尹斌斌.強夯置換法在沿海填土地基加固中的應用 [J].石油工程建設，2007，33（4）：19-21.