大型石化工程巖溶地基處理方案與效果分析

郝 剛，馬永峰（湖北省交通規劃設計院，湖北 武漢 430000；中國石油天然氣華東勘察設計研究院，山東 青島 266000）

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大型石化工程巖溶地基處理方案與效果分析

郝 剛，馬永峰
（湖北省交通規劃設計院，湖北 武漢 430000；中國石油天然氣華東勘察設計研究院，山東 青島 266000）

摘 要：大型石化工程軟土地基處理技術十分復雜。以中國石油云南 1000萬噸/年煉油工程為背景，詳細地介紹了全場地經單層或雙層強夯預處理后，在關鍵建筑區域再采用CFG樁或鉆孔灌注樁加固處理的地基處理方案，并對處理效果進行了分析，以期為類似工程地質條件下地基處理設計與施工提供借鑒與參考。

關鍵詞：大型石化；地基處理；強夯；CFG樁

隨著我國能源需求的進一步加大，越來越多的沿海地區及城市興建了大型煉廠。在軟弱地基上建造大型油罐，控制地基變形，尤其是控制基礎傾斜，成為了煉廠地基與基礎設計中的關鍵問題。大量工程實踐表明，軟弱地基上的大型油罐，基礎不均勻沉降和傾斜是影響正常運營和使用的關鍵因素。

1　工程概況

中國石油云南1000萬噸/年煉油工程位于云南省安寧市草鋪鎮南約1km，東距安寧市主城區約10km，煉廠北側緊鄰鐵路、昆楚高速公路，交通十分便捷，擬規劃廠區面積為2.6km2。工程內容包括廠內和廠外工程兩大部分：廠內工程包括1000萬噸/年煉油工藝裝置（共有16個裝置區）以及相應的油品儲運、公用工程及輔助設施等；廠外工程包括供電線路、給水設施、排水設施、道路及防護等輔助工程。場區地層分布情況如下：①素填土，中密，層厚平均值為 0.83m；②粉質粘土，層厚分別為5.52m、2.93m，可塑，中等壓縮性；③含礫粉質粘土，層厚分別為1.84、2.57m，可塑～硬塑，中等壓縮性；④粉質黏土，8.04m厚，硬塑，中等壓縮性土；⑤風化泥巖、砂巖，5.92m厚，硬塑，局部堅硬，中等壓縮性土；⑥強風化泥巖、砂巖，5.15m厚，泥質、粉砂質結構，層狀構造；⑦中風化泥巖、砂巖，8.45m厚，泥質、粉砂質結構，層狀構造［1］。

2　地基處理方案

因大型石化工程建筑物類型多，對地基承載力、沉降變形要求呈現多樣化的特點，使用單一的地基處理方法，會造成經濟上的浪費和施工工期問題，本工程地基處理采用全場地單層或雙層強夯+石化建筑區域樁基處理（CFG樁或鉆孔灌注樁）的聯合方案，首先對全場地按照不同分項工程地基承載力等要求采用不同能級的單層或雙層強夯處理，再按照強夯處理效果，針對分項工程地基承載力等要求進行 CFG樁復合地基或鉆孔灌注樁處理的設計。

2.1強夯施工方案

按照石化區域內不同建筑地基的承載要求，采用單層或雙層強夯進行加固處理。

（1）單層強夯。以常減壓輕烴回收裝置為例，該建筑區域為單層強夯地基處理施工區域，頂層地基處理包括 3000kN.m能級強夯處理區域和8000kN.m能級強夯處理區域。根據標準貫入試驗、重型動力觸探試驗、靜載試驗和多道瞬態面波測試結果，常減壓輕烴回收裝置3000kN.m能級強夯區域夯后地基均勻性較好。根據規范及相關經驗可知，該區域夯后地基達到承載力特征值180～200kPa、壓縮模量12MPa的設計要求。

（2）雙層強夯。以產品罐區汽油罐組為例，該區域采用雙層強夯置換（半置換）工藝。能級強夯置換。采用靜載試驗和超重型動力觸探試驗這兩種檢測方法。檢測點遵循隨機、均勻性原則，并有足夠代表性。檢測結果表明，該區域夯后地基承載力和壓縮模量達到設計要求。

2.2CFG樁施工方案

部分建筑區域如原油罐區采用 CFG樁方案進行再處理，CFG樁采用長螺旋鉆孔管內泵壓混凝土灌注樁，（1）在施工前進行地表處理和施工放樣，樁基的就位后，對鉆桿垂直度進行檢查和調整；然后鉆進至設計標高后，停止鉆進；（2）混凝土灌注是保證CFG樁質量的重要環節，在該過程中，提升鉆桿和灌注同時進行，拔管速率按試樁確定參數進行控制，速度均勻，穿透地質較硬地段，采用低檔慢速鉆進，軟弱地層，快速鉆進，以降低擴孔系數，混凝土泵送連續進行。在飽和砂土、粉土層。混凝土灌注至設計CFG樁頂標高以上50cm，再停止泵送混凝土；（3）樁基移位后，清除鉆泥，灌注完成后混合料齡期達14天后方能進行樁間土開挖、清理。以上建筑區域的CFG樁試樁施工后，進行了完整性、靜載試驗等檢測，檢測結果可說明，經過CFG樁處理后，地基承載力達到建筑設計要求。

2.3鉆孔灌注樁施工方案

部分建筑區域如常減壓及輕烴回收聯合裝置區等建筑區域采用鉆孔灌注樁進行強夯后的再處理，本工程擬采用分離式套管鉆機配合旋挖鉆機及潛孔錘成孔+旋挖清孔施工工藝。

鉆孔灌注樁是一項施工技術復雜、環節緊湊、質量要求高、工序控制嚴的隱蔽工程，并受自然因素和人為因素影響較大，施工中采取如下措施：

（1）技術控制措施：定位放線，保證樁位準確無誤；護筒埋好后，對樁位及護筒進行檢查；鉆機就位，開孔驗收，把好質量關；成孔鉆進過程中，檢查鉆機傾斜情況，檢查泥漿性能；清孔、終孔驗收不合格的不準移機、下籠；保護層墊塊布局不合格的進行返工。

（2）施工工藝控制措施：鉆進過程中依據旋挖樁機自帶GPS，經常檢查和調整鉆桿垂直度；嚴格控制泥漿池中泥漿比重，以保證孔壁穩定性；通過特制固定插桿，一次性將籠子準確定位。

（3）混凝土灌注控制措施：混凝土灌注前檢查混凝土的坍落度，滿足技術要求方可灌注；灌注過程中，及時探測導管內外砼面高差，控制埋管深度，留足浮漿高度。

以上建筑區域的鉆孔灌注樁施工后，進行了載荷試驗，試樁載荷試驗結果說明，經過鉆孔灌注樁樁處理后，地基承載力達到建筑設計要求。

3　結論

本文以中國石油云南1000萬噸/年煉油工程為背景，詳細地介紹了全場地經單層或雙層強夯預處理后，在關鍵建筑區域再采用CFG樁或鉆孔灌注樁加固處理的地基處理方案，并對處理效果進行了分析，并對強夯處理和樁基處理效果進行了檢測與分析，得出以下結論：

（1）大型石化工程特點和場地建筑的多樣性，導致地基處理十分復雜，單一地基處理方法無法滿足工程建設要求，需綜合考慮各種方案，進行地基處理的綜合設計。

（2）強夯加固處理后的檢測結果和典型區域的 CFG樁或鉆孔灌注樁的試樁檢測結果可證明本工程在巖溶地質條件下所采用的地基處理方案是可行的。

參考文獻：

［1］何萍，鄭俊杰.CFG樁在油罐地基處理中的應用［J］.土工基礎，2006（5）: 26-28.

［2］武亞軍，章長松，張孟喜.高真空擊密法油罐地基處理應用研究［J］.港工技術，2007（6）: 44-46.

［3］吳嶠.軟弱地基上5萬m3油罐地基處理方案選擇［J］，石油工程建設，2007（2）: 50-52

［4］盛志戰，蘇振興，陳彬，等，擴頂CFG樁在大型油罐地基處理中的應用［J］，建筑科學，2013（1）: 71-74.

（責任編輯：張時瑋）

中圖分類號：K826.16

文獻標識碼：A

doi:10.3969/j.issn.1672-7304.2016.01.007

文章編號：1672–7304（2016）01–0017–02

作者簡介：郝剛（1982-）男，湖北武漢人，工程師，研究方向：土力學及地基處理。

Treatment scheme and effect analysis of large scale petrochemical engineering karst foundation

HAO Gang，MA Yong-feng
（Hubei provincial transportation planning and Design Institute， Wuhan Hubei 430000； China Petroleum and natural gas exploration and Design Institute of East China Institute of geotechnical engineering， Qingdao Shandong 266000）

Abstract:Large petrochemical engineering soft soil foundation treatment technology is very complex. Based on the background of 10000000 tons / year oil refining project in Yunnan， the paper introduces the ground treatment scheme， which is used in the key construction area， and the treatment effect is analyzed， and the treatment effect is analyzed.

Keywords:Large petrochemical； Foundation treatment； Dynamic compaction； CFG pile