中洛线石油储罐地基处理技术分析

　　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