大型儲油罐基礎(chǔ)沉降分析及_堆土夯實法_的應(yīng)用

1、大型儲油罐基礎(chǔ)沉降分析及 “堆土夯實法” 的應(yīng)用蔡志偉 , 李 堅(武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院船舶工程系 , 湖北武漢 430050摘 要 結(jié)合長江輸油碼頭的儲油罐工程實例 , , 對策并提出采用堆土夯實法 , 有效地防止了油罐基礎(chǔ)的沉降 。關(guān)鍵詞 儲油罐 ; 基礎(chǔ)沉降 ; 沉降性中圖分類號 TU272. 2 -(03-0018-03收稿日期 :2007-04-25作者簡介 :蔡志偉 , 男 , 高級工程師 , 副研究員 , 副教授。 主要從事焊接方面的教學(xué)和科研工作 。 m 3上的油 罐 , 、 占地面積廣 , 復(fù)雜 的地質(zhì)條件對罐體基礎(chǔ)的沉降性有著重要影響 。 本文所述油罐地處長江中下游沿岸 ,

2、 其地質(zhì)條件 具有許多不確定性因素 , 這對儲油罐的沉降和傾 斜構(gòu)成嚴(yán)重威脅 。因此 , 必須對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)狀況 進行勘察 、 取樣分析 。在取得 地質(zhì)勘察報告書 的基礎(chǔ)之上 , 制定有效的基礎(chǔ)施工措施并組織 實施 。1 儲油罐的地質(zhì)條件及基礎(chǔ)沉降的影響因素1. 1 儲油罐的地質(zhì)條件在儲油罐的自重和荷載的作用下 , 地質(zhì)條件 對儲油罐地基承載力有重大影響 。 由于油罐位于 長江岸邊 , 地質(zhì)條件比較復(fù)雜 , 對該罐區(qū)進行地質(zhì) 勘察 、 罐區(qū)勘探點平面布置示意圖如圖 1所示 , 地 基土層取樣表如表 1所示 。通過勘察可以看出淤泥層 、 粉質(zhì)黏土 、 強風(fēng)化 巖層分布的范圍和深度都比較大 , 對該

3、油罐的穩(wěn) 定性構(gòu)成很大的威脅 。上述三種土層含水量較 高 、 土層的孔隙比較大 、 抗剪強度低 , 屬于高壓縮 性的土 。 如果采用樁基的話 , 對于這種大型的儲 油罐 , 它的持力層就必須達到中風(fēng)化巖層 ; 如果采 用筏型基礎(chǔ) , 可以考慮以粉土層為持力層 , 以淤泥 層為下臥層 。圖 1 油罐區(qū)地質(zhì)勘察取樣圖1. 2 儲油罐基礎(chǔ)沉降的分析及影響因素 1. 2. 1 儲油罐基礎(chǔ)沉降性的分析該工程原設(shè)計方案是在地基基礎(chǔ)施工階段采 用鋼管樁為主 , 輔之以水泥樁的方法 。雖然此法 強化了地基基礎(chǔ) , 但難以抑制淤泥層軟土的浮動 , 一旦長江漲水或者是遇到了洪水 , 軟土的流失使 基礎(chǔ)沉降難以避免

4、 。 而且在上部結(jié)構(gòu)儲油罐荷載 的作用下 , 樁帽對上部罐底 , 樁尖對下部土層都有 “破竹” 之勢 。 因此 , 僅靠樁基工程強化油罐基礎(chǔ) 是不可靠的 。據(jù)地質(zhì)資料反映 , 樁尖持力層所在 的中風(fēng)化巖層太深 , 施工難度大 , 易產(chǎn)生流沙現(xiàn) 象 。 這樣使基礎(chǔ)工程造價提高 。綜合考慮 , 只有 整體夯實地基 , 提高地基承載力才是較好的辦法 。81船海工程 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報 2007年第 3 期 1. 2. 2 油罐地基沉降的影響因素油罐地基的沉降主要表現(xiàn)在兩個方面 :一是 油罐地基整體下沉 , 造成進出輸油管道的破壞 ; 二 是油罐地基區(qū)域范圍內(nèi)地質(zhì)條件不均勻等因素 , 造成油罐底

5、部基礎(chǔ)沉降不均勻 , 超過國家規(guī)范允 許值 , 使儲油罐發(fā)生傾斜或扭曲變形 。造成地基 沉降的影響因素主要有以下幾個方面 :(1 長江岸邊的地質(zhì)條件受長江水位影響較 大 , 特別是泥砂土層干旱時土質(zhì)較堅固 , 漲水時土 體因浸濕而很松軟 。(2 土壤分布的不均勻性較嚴(yán)重 , 靠近江邊 的泥砂分布較多 , 而遠離江邊的則相對較少 , 受潮 水影響較大 。(3 原設(shè)計中的樁基礎(chǔ)采用鋼管樁為主 , 水 泥樁為輔的方法 。 由于樁的大小 、 材質(zhì)不同 , 其支 承性存在差異 , 影響了罐體的承載能力 。(4 采用筏型基礎(chǔ) , 受自然條件的影響較大 , 風(fēng) 、 雨 、 雪 、 日照以及季節(jié)的變化都會導(dǎo)致

6、土壤的 性質(zhì)發(fā)生變化及罐體承載力的變化 。(5 罐體的承載性能的變化對地基已產(chǎn)生影響 , 大型油罐配備了攪拌設(shè)備 , 對罐體造成的震動 , 也是沉降不均勻的因素 。2 油罐基礎(chǔ)施工方案及防止地基下沉的措施2. 1 油罐基礎(chǔ)的夯實方案為了夯實油罐基礎(chǔ) , , 的面積上 , 。 從而使地基土壤被壓 , 并在一定的時間范圍內(nèi)觀察 沉降量 , 當(dāng)沉降量相對穩(wěn)定 , 達到規(guī)范允許范圍內(nèi) 時 , 即認為地基已夯實 。 此法特點是工程量大 , 壓 載強度高 , 方法較為原始 , 但可靠 , 尤其是黃土的 密度大于水和油 (約 2倍 其基礎(chǔ)實際壓載量遠遠 大于罐體的滿載量 , 這對罐體的抗沉降提供了可 靠的保

7、證 。2. 2 油罐基礎(chǔ)的夯實方法用運輸車將黃土拖至油罐基礎(chǔ)地面上 , 使黃 土堆積形成如圖 2所示的形狀 。在運輸過程中 , 實行中間控制 , 觀察沉降量 。 堆土完成后 , 再卸去 油罐基礎(chǔ)上的黃土 , 再在該基礎(chǔ)上建設(shè)油罐基礎(chǔ) , 即圈梁 。圖 2 堆土法示意圖圖 3 油罐基礎(chǔ)施工簡圖1-地腳 ;2-圈梁 ;3-黃土 ;4-礦石砂 ;5-瀝青2. 3 油罐基礎(chǔ)的施工在油罐基礎(chǔ)上的黃土去掉后 , 保留 1m 的高度 , 取其罐底面積 , 并沿罐底周向挖掘地溝 , 再用 礦石墊底 , 在地溝基礎(chǔ)上鋪設(shè) “圈梁” , 見圖 3所 示 。 基礎(chǔ)地平面采用礦石鋪墊 , 然后用瀝青石子91大型儲油罐

8、基礎(chǔ)沉降分析及 “ 堆土夯實法” 的應(yīng)用 蔡志偉等壓平至規(guī)定要求 。圈梁施工采用鋼混結(jié)構(gòu) , 并采用鋼模板施工 方法 , 圈梁制成后 , 靠近內(nèi)壁的黃土應(yīng)嚴(yán)格夯實 , 確保內(nèi)部黃土的嚴(yán)實性和干密度要求 。 2. 4 罐體基礎(chǔ)沉降的測控油罐基礎(chǔ)建成后 , 在其上建設(shè)儲油罐體 , 對油 罐的沉降情況可采用充水法 , 在罐體內(nèi)灌水可分 2-3次 , 即在油罐高度的 1/3, 1/2, 3/4時 , 如圖 4所示 , 觀察下沉量 , 每次 3-5天 , 直到水裝滿罐 體 , 最后一次觀察 15天以上 , 驗證沉降量 (見表 所示 。圖 4 充水法測罐體上沉量示意圖1-基礎(chǔ) ;2-罐體 ;3-水位線表

9、2 油罐基礎(chǔ)沉降量統(tǒng)計表壓載持續(xù) 時間 (d 測量點 (cm 1處 2處 3處平均沉降量(cm 1/3處 31. 01. 11. 21. 11/2處30. 50. 60. 70. 63/4處50. 20. 10. 10. 351500. 0100累計1. 81. 813, 土壤地基產(chǎn) 。 為了保證儲油罐的安全 , 必須采取加固和改善地 基的有效措施 。 在該工程中 , 結(jié)合地質(zhì)條件 , 采用 堆土法改善地基條件可取得較好的效果 。Analysis of Sink for Oversize Oil T ank B ase andApplication of Piling and T amping

10、 Soil MethodCAI Zhi 2w ei(Wuhan Instit ute of ship building technology , Wuhan 430050, China Abstract :This paper , by giving an example of a practical p roject conveying oil port in Yan 2gtze , analyzes t he properties of sink of reserving oil tank base systematically and brings for 2ward co unter 2measures to p revent oil