大型儲罐地基處理技術(shù)匯報材料,中國石化工程建設(shè)公司2011年11月,中國石化工程建設(shè)公司2011年11月,黃左堅,2,目錄,1、概述2、土的組成及工程分類3、巖土工程勘察4、地基處理方案的選擇5、儲罐基礎(chǔ)的糾偏方法6、地基處理技術(shù)存在的問題和發(fā)展趨勢,3,1、概述,改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，我國能源消費也快速增長。目前我國能源消費已居世界前列，且我國的石油對外依存度已經(jīng)超過55%，能源供應(yīng)將面臨巨大壓力。鑒于能源供應(yīng)不足可能成為中國崛起的最大障礙之一，能源安全在中國大戰(zhàn)略中的地位悄然上升，并越來越成為我國戰(zhàn)略考慮的重心之一。因此，近年來我國大力興建國家戰(zhàn)略石油儲備庫和商業(yè)石油儲備庫。,大型儲油庫的現(xiàn)狀和近期規(guī)劃,4,在各儲備庫的建設(shè)項目中，原油儲罐的容積基本上是以10萬立方米、15萬立方米的罐型為主。儲備油庫的建設(shè)基本上又在交通便利的沿海、沿江地帶，這些場地以軟弱地基為主。而大型儲罐的特點是直徑大、荷載重，對地基承載力和不均勻沉降的要求較為嚴(yán)格，若對軟弱地基不進(jìn)行地基處理將無法滿足儲罐的要求。因此，應(yīng)根據(jù)儲罐的特殊性，針對不同場地地基采用合理的地基處理方法，既能滿足儲罐安全運行的要求，又能盡可能地節(jié)約投資。,1、概述,5,1、概述,目前應(yīng)用在大型儲罐基礎(chǔ)的地基處理方法主要有：充水預(yù)壓加固法、振沖碎石樁法、沉管擠密碎石樁法、強夯加固法、強夯置換法、CFG樁法、水泥攪拌樁法及樁筏基礎(chǔ)等；其它還有：砂井預(yù)壓排水固結(jié)法、爆擴擠密加固法、預(yù)堆土反壓加固法、土工布加固法、柱錘沖擴樁法等。在這些方法中，充水預(yù)壓加固法是最經(jīng)濟、最方便的方法，也是目前應(yīng)用較為廣泛的一種。大家知道，任何地基處理方法都有其適用范圍，它與土的自然屬性有關(guān)。認(rèn)識土的成因及其力學(xué)特性是選取地基處理方法的主要依據(jù)。,6,2、土的組成及工程分類,2.1土的形成,土地球表面的巖石在大氣中經(jīng)受長期的風(fēng)化作用，形成形狀不同、大小不一的顆粒，這些顆粒經(jīng)過不同的搬運方式，在各種自然環(huán)境中生成的沉積物。風(fēng)化作用主要有物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化。,7,物理風(fēng)化：巖石經(jīng)受風(fēng)、霜、雨、雪的侵蝕，溫度、濕度的變化，不均勻的膨脹與收縮破碎，或運動過程中因碰撞和摩擦破碎。只改變顆粒的大小和形狀，不改變礦物顆粒的成分稱為物理風(fēng)化。只經(jīng)過物理風(fēng)化形成的土是無粘性土，一般也稱為原生礦物。化學(xué)風(fēng)化：母巖表面破碎的顆粒受環(huán)境因素的作用而產(chǎn)生一系列的化學(xué)變化，改變了原來礦物的化學(xué)成分，形成新的礦物次生礦物。經(jīng)化學(xué)風(fēng)化形成的土為細(xì)顆粒土，具有粘結(jié)力，最主要成分是粘土顆粒以及大量的可溶性鹽類。生物風(fēng)化：有植物、動物和人類活動對巖體的破壞稱生物風(fēng)化。其礦物成分沒有發(fā)生變化。,2、土的組成及工程分類,2.1土的形成,8,土是由固體、液體、氣體三部分組成的三相體系。固體部分為土粒，有礦物顆?；蛴袡C質(zhì)組成，構(gòu)成土的骨架；骨架間有許多孔隙，可為水和氣體所填充。土中顆粒的大小、成分及三相之間的比例關(guān)系反映出土的不同性質(zhì)，如干濕、輕重、松緊、軟硬等。這就是土的物理性質(zhì)。土的三相組成比例并不是恒定不變的，它隨著環(huán)境的變化而變化。土的三相組成比例不同，土的狀態(tài)和工程性質(zhì)也隨之各異。例如：固體氣體（液體0）為干土。此時黏土呈堅硬狀態(tài)，砂土呈松散狀態(tài)；固體氣體液體為濕土，是一種非飽和土。此時黏土多為可塑狀態(tài)；固體液體（氣體0）為飽和土。此時粉細(xì)砂或粉土遇強烈地震可能產(chǎn)生液化，而使工程遭受破壞；黏土地基受建筑荷載作用發(fā)生沉降需十幾年、幾十年才能穩(wěn)定。,2、土的組成及工程分類,2.2土的組成,9,顆粒的大小通常用粒徑來表示。土粒粒徑變化時，土的性質(zhì)也相應(yīng)地發(fā)生變化。工程上將各種不同的土粒按粒徑范圍的大小分組，即某一級粒徑的變化范圍，稱為粒組。土的各粒組的相對含量就稱為顆粒級配。粒組的劃分：2006020.0750.005mm漂石卵石礫石砂粒粉粒粘粒,2、土的組成及工程分類,2.2土的組成,2.2.1土的固體顆粒,10,2、土的組成及工程分類,2.2土的組成,2.2.2土中的水和氣,1）土中水土中水主要可以分成結(jié)合水（強結(jié)合水、弱結(jié)合水）和自由水（重力水、毛細(xì)水）兩大類。2）土中的氣體土中的氣體是指存在于土孔隙中未被水占據(jù)的部分。存在型式有兩種：與大氣相通、不封閉，對土的性質(zhì)影響不大，稱為自由氣體；封閉在土的孔隙中與大氣隔絕、封閉氣體、不易溢出，增大了土體的彈性和壓縮性，減少了透水性，稱為封閉氣泡。,11,土的結(jié)構(gòu)指土顆粒之間相互排列及其連結(jié)關(guān)系的綜合特征。它在某種程度上反映了土的成分和土的形成條件，因而它對土的特性有重要的影響。,2、土的組成及工程分類,2.3土中的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造,土的構(gòu)造指同一土層中成分和大小都相近的顆粒或顆粒集合體相互關(guān)系的特征。,12,2、土的組成及工程分類,2.4地基土（巖）的分類,13,特殊土：軟土、人工填土、濕陷性土（黃土）、紅粘土、膨脹土、風(fēng)化巖和殘積土、凍土、混合土、鹽漬土。,2、土的組成及工程分類,2.4地基土（巖）的分類,軟土指沿海的濱海相、三角洲相、平原、山區(qū)的沼澤相等主要由細(xì)粒土組成的孔隙比大（1）天然含水量高（接近或大于WL）壓縮性高和強度低的土層。,人工填土由人類活動而堆填的土,14,2、土的組成及工程分類,2.5土的壓實機理,2.5.1土的壓實原理土的擊實性是指土在反復(fù)沖擊荷載作用下能被壓密的特性。土料壓實的實質(zhì)是將水包裹的土料擠壓填充到土粒的空隙里，排走空氣占有的空間，使土料的孔隙率減少，密實度提高。,15,2.5.2影響壓實效果的因素影響壓實效果的因素很多，但最重要的是含水量、壓實功能和土的性質(zhì)。,2、土的組成及工程分類,2.5土的壓實機理,土的性質(zhì)在同一壓實功能作用下，含粗粒越多的土，其最大干容重越大，而最佳含水量越小。顆粒級配越均勻就越容易壓實。對于粘性土，壓實效果與其中的黏土礦物成分含量有關(guān)。砂性土：干砂在壓力與震動下，容易密實；稍濕的砂土，因有毛細(xì)壓力作用使砂土互相緊靠，阻止顆粒移動，壓實效果不好；飽和砂土，毛細(xì)壓力消失，壓實效果好。,16,2、土的組成及工程分類,2.5土的壓實機理,2.5.2影響壓實效果的因素,含水量當(dāng)含水量較小時，水處于強結(jié)合水狀態(tài)，土粒之間摩擦力、粘結(jié)力都很大，土粒的相對移動有困難，因而不易被壓實。當(dāng)含水量增加時，水膜變厚，土塊變軟，摩擦力和粘結(jié)力也減弱。土粒之間彼此容易移動，土的壓實干密度增大，至最優(yōu)含水量時，干密度達(dá)到最大值，壓實效果最佳。壓實功能的影響碾壓的壓實功能與碾壓機具的重量、接觸面積、碾壓遍數(shù)以及土層的厚度等有關(guān)；夯擊的擊實功能與夯錘的重量、落高、夯擊次數(shù)以及被夯擊土的厚度有關(guān)。,17,2、土的組成及工程分類,2.5土的壓實機理,2.5.2壓實標(biāo)準(zhǔn)的確定與控制,壓實填土的以壓實系數(shù)c控制，并根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)類型和壓實填土所在的部位按現(xiàn)行國標(biāo)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB500072002表6.3.4的數(shù)值確定。（見附件）,18,3.1勘察目的和勘察階段的劃分,3、巖土工程勘察,3.1.1勘察目的1）判明罐區(qū)場地區(qū)域內(nèi)有無影響工程穩(wěn)定性的不良地質(zhì)現(xiàn)象。如判明全新活動斷裂、地裂縫、巖溶、滑坡和高陡邊坡的穩(wěn)定性；查明有無古河道、暗槽、暗塘、人工洞穴或其他地下人工設(shè)施；在地震區(qū)還應(yīng)判明有無液化土層。2）查明罐區(qū)場地地層的構(gòu)造、均勻性，尤其應(yīng)查明軟弱土層和堅硬土層的分布，以及各巖土的物理力學(xué)性質(zhì)。3）查明場地地下水類型、埋藏情況、滲透性、腐蝕性及地下水位的變化幅度。,19,3.1.2勘察階段的劃分勘察階段一般與設(shè)計階段相適應(yīng)，分為初步勘察和詳細(xì)勘察。初勘是為滿足基礎(chǔ)工程設(shè)計階段的需要，對建筑地區(qū)或場地的穩(wěn)定性、地基的穩(wěn)定性和主要巖土類型的分布作出評價，為確定工程的總體布置，進(jìn)行主要建筑物地基、基礎(chǔ)方案比較及不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治方案提供工程地質(zhì)和巖土技術(shù)資料。,3、巖土工程勘察,3.1勘察目的和勘察階段的劃分,20,3、巖土工程勘察,3.1勘察目的和勘察階段的劃分,3.1.2勘察階段的劃分詳勘是為滿足詳細(xì)工程設(shè)計階段的需要，對場地地基巖土作出詳細(xì)的工程地質(zhì)和巖土技術(shù)分析評價，為詳細(xì)工程設(shè)計和施工提供措施、方案建議和具體的設(shè)計基準(zhǔn)、參數(shù)等資料。,21,3、巖土工程勘察,3.2巖土工程勘察等級,甲級：在工程重要性、場地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級中，有一項或多項為一級；乙級：除勘察等級為甲級和丙級以外的勘察項目；丙級：工程重要性、場地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級均為三級。大型儲罐建筑場地巖土工程勘察等級一般按甲級考慮。當(dāng)大型儲罐建筑場地在巖質(zhì)地基上，并場地復(fù)雜程度等級和地基復(fù)雜程度等級均為三級時，巖土工程勘察等級可定為乙級。,22,3、巖土工程勘察,3.2勘察要求,1）大型儲罐的中心及邊緣宜布置勘探點，勘探點數(shù)量應(yīng)根據(jù)儲罐的型式、容積、地基復(fù)雜程度等確定，其中控制性勘探點的數(shù)量宜取勘探點總數(shù)的1/51/3。2）勘探孔的深度應(yīng)符合下列要求：一般性勘探孔深度可根據(jù)地基情況和儲罐的容積確定，或到基巖頂面；控制性勘探孔深度，土質(zhì)地基應(yīng)按一般性勘探孔的深度加10m；巖質(zhì)地基應(yīng)按一般性勘探孔的深度加5m，并宜進(jìn)入中風(fēng)化基巖不小于1m。3）巖土工程勘察報告應(yīng)包括內(nèi)容（見國標(biāo)鋼制儲罐地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50473-2008第3.1.4條）,23,地基土要有足夠的強度，經(jīng)充水預(yù)壓后的地基土的承載力應(yīng)不小于儲罐的基底壓力250kPa270kPa。地基沉降計算深度的要求，由于油罐的直徑大，地基變形的計算深度亦大。地基沉降應(yīng)滿足罐底變形要求，油罐儲油后罐中心沉降大于罐底邊緣。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)，防止造成結(jié)構(gòu)破壞。儲罐設(shè)備要求圓錐面的坡度不能少于8。,4、地基處理方案的選擇,4.1儲油罐對地基基礎(chǔ)的承載力和變形的要求,24,油罐對沉降要求，油罐與其它構(gòu)筑物相比，可允許地基比較大的沉降。當(dāng)?shù)鼗休^大的沉降時可預(yù)先抬高基礎(chǔ)，通過充水預(yù)壓達(dá)到設(shè)計標(biāo)高；但油罐建成投入使用后，不能有過大的沉降，防止與管線系統(tǒng)連結(jié)產(chǎn)生破壞。不均勻沉降要求，油罐對不均勻沉降要求較嚴(yán)格。儲罐設(shè)備要求沿罐壁圓周方向任意10m弧長內(nèi)的沉降差應(yīng)不大于25。平面傾斜（任意直徑方向）的沉降差允許值為0.00350.003Dt（Dt為儲罐壁底圈內(nèi)直徑）。,4、地基處理方案的選擇,4.1儲油罐對地基基礎(chǔ)的承載力和變形的要求,25,4、地基處理方案的選擇,4.2常用地基處理方法,4.2.1.1振沖碎石樁復(fù)合地基的特點振沖碎石樁是指利用振沖器成孔和制樁的樁。振沖器的功能一是通過振沖器產(chǎn)生的水平振動力作用在周圍土體上；二是從振沖器端部及側(cè)面進(jìn)行射水。振動力是加固地基的主要因素；射水協(xié)助振動力在土中鉆進(jìn)成孔，并于成孔后實現(xiàn)清孔及護壁等。振沖碎石樁對不同性質(zhì)的土層具有置換、擠密合振動密實等作用。對粘性土主要起到置換作用，對中細(xì)砂和粉土除置換作用外還有振實擠密作用。在以上各種土中施工都要在振沖孔內(nèi)加填碎石（或卵石等）回填料，制成密實的振沖樁，而樁間土則受到不同程度的擠密和振實。樁與樁間土構(gòu)成復(fù)合地基，使地基承載力提高，變形減少，并可消除土層的液化。,4.2.1振沖碎石樁復(fù)合地基,26,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.1振沖碎石樁復(fù)合地基,4.2.1.2振沖碎石樁復(fù)合地基的適用性碎石樁的加固原理一是振動擠密、置換，樁體與原地基土一起構(gòu)成復(fù)合地基，提高承載力，減小地基變形，消除地基液化；二是通過振動使飽和砂土液化，砂顆粒重新排列，孔隙減小，樁體加快了孔隙水的消散，加速地基土的固結(jié)。振沖碎石樁適用于處理砂土、粉土、粉質(zhì)粘土、素填土和雜填土等地基。對于處理不排水抗剪強度小于20kPa的飽和粘性土和飽和黃土地基，應(yīng)在施工前通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。對大型儲罐采用振沖碎石樁處理時，在正式施工前應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定其處理效果。,27,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.1振沖碎石樁復(fù)合地基,4.2.1.3振沖碎石樁復(fù)合地基的設(shè)計1)振沖碎石樁的處理范圍宜在儲罐基礎(chǔ)外圍擴大12排樁；當(dāng)要求處理地基液化時，宜在儲罐基礎(chǔ)外圍擴大3排樁或液化土層深度的一半。2)儲罐基礎(chǔ)振沖碎石樁的布置，宜采用變徑樁（根據(jù)土層），環(huán)狀變樁距布樁（內(nèi)密外疏）。3)振沖碎石樁樁頂和儲罐基礎(chǔ)之間宜鋪設(shè)一層300500mm厚的碎石墊層。4)樁體材料可采用含泥量不大于5%的碎石、卵石、礦渣或其他性能穩(wěn)定的硬質(zhì)材料，不宜使用風(fēng)化易碎的石料。5)振沖碎石樁復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場復(fù)合地基載荷試驗確定。,28,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.1振沖碎石樁復(fù)合地基,4.2.1.4振沖碎石樁的施工1)振沖碎石樁的施工可根據(jù)儲罐的設(shè)計荷載、原土強度的高低、設(shè)計樁長等條件選用不同功率的振沖器。施工前應(yīng)在現(xiàn)場進(jìn)行試驗，以確定水壓、振密電流和留振時間等各種施工參數(shù)。2)施工現(xiàn)場應(yīng)事先設(shè)置泥水排放系統(tǒng)，或組織好運漿車輛將泥漿運至預(yù)先安排好的存放地點，應(yīng)盡可能設(shè)置沉淀池重復(fù)使用上部清水。3)樁體施工完畢后應(yīng)將頂部預(yù)留的松散樁體挖除，如無預(yù)留應(yīng)將松散樁頭壓實，隨后鋪設(shè)并壓實墊層。,29,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.1振沖碎石樁復(fù)合地基,4.2.1.5振沖碎石樁的質(zhì)量檢驗1)檢查振沖碎石樁施工的各項施工記錄。如有遺漏或不符合規(guī)定要求的樁或振沖點，應(yīng)補做或采用有效的補救措施。2)振沖碎石樁施工結(jié)束后，除砂土地基外，應(yīng)間隔一定時間后方可進(jìn)行質(zhì)量檢驗。對粉質(zhì)粘土地基間隔時間可取2128d，對粉土地基可取1421d。3)振沖碎石樁施工質(zhì)量檢驗可采用單樁載荷試驗，檢驗數(shù)量為樁數(shù)的0.5%，且不少于3根。對碎石樁體檢驗可用重型動力觸探進(jìn)行隨機檢驗。對樁間土的檢驗可在處理深度內(nèi)用標(biāo)準(zhǔn)貫入、靜力觸探等進(jìn)行檢驗。4)振沖碎石樁處理后的地基竣工驗收時,承載力檢驗應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗。,30,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.1振沖碎石樁復(fù)合地基,4.2.1.6需注意的問題隨著環(huán)境保護意識的提高，對于泥漿的排放要求越來越嚴(yán)，有場地的對場地有占用，無場地的需要外運，無形中提高了碎石樁的成本。隨著大功率振沖器的使用，樁體的密實度大大提高，對樁體的通長檢測成了一個大問題，一般的重動力觸探已經(jīng)無法滿足要求，需要新的方法來完成檢測工作。,31,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.2CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）復(fù)合地基,4.2.2.1CFG樁復(fù)合地基的特點CFG樁是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結(jié)強度樁，樁、樁間土和褥墊層一起構(gòu)成復(fù)合地基。CFG樁系高粘結(jié)強度樁，需在基礎(chǔ)和樁頂之間設(shè)置一定厚度的褥墊層，保證樁、土共同承擔(dān)荷載形成復(fù)合地基。CFG樁與素混凝土樁的區(qū)別僅在于樁體材料的構(gòu)成不同，而在受力和變形特性方面沒有什么區(qū)別。CFG樁復(fù)合地基具有承載力提高幅度大，地基變形小等特點。另外CFG樁復(fù)合地基可全樁長發(fā)揮樁的側(cè)阻力，樁、土各承擔(dān)的荷載的百分比可在40%75%之間變化，使復(fù)合地基的承載力提高幅度有一定的可調(diào)性。,32,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.2CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）復(fù)合地基,4.2.2.2CFG樁復(fù)合地基的適用性CFG樁適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基。對淤泥質(zhì)土應(yīng)按地區(qū)經(jīng)驗或通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。CFG樁應(yīng)選擇承載力相對較高的土層作為樁端持力層并應(yīng)進(jìn)行地基變形驗算。,33,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.2CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）復(fù)合地基,4.2.2.3CFG樁的設(shè)計1)CFG樁可只在儲罐基礎(chǔ)范圍內(nèi)布置，樁徑宜取0.5m0.6m。2)樁距應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求的復(fù)合地基承載力、土性、施工工藝等確定，宜取35倍樁徑。3)樁頂和基礎(chǔ)之間應(yīng)設(shè)置褥墊層，褥墊層厚度宜取150300mm，當(dāng)樁徑大或樁距大時褥墊層厚度宜取高值。褥墊層材料宜用中砂、粗砂、級配砂石或碎石等，最大粒徑不宜大于30mm。4)CFG樁復(fù)合地基承載力特征值，應(yīng)通過現(xiàn)場復(fù)合地基載荷試驗確定。5)地基處理后的變形計算應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB5007-2002）的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。,34,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.2CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）復(fù)合地基,4.2.2.4CFG樁復(fù)合地基的施工1)CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）的施工，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件選用長螺旋鉆孔、振動沉管等施工工藝。2)清土和截樁時，不得造成樁頂標(biāo)高以下樁身斷裂和擾動樁間土。3)褥墊層鋪設(shè)宜采用靜力壓實法，當(dāng)基礎(chǔ)底面下樁間土的含水量較小時，也可采用動力夯實法，夯填度（夯實后的褥墊層厚度與虛鋪厚度的比值）不得大于0.9。4)施工垂直度偏差不應(yīng)大于1%；對滿堂布樁基礎(chǔ)，樁位偏差不應(yīng)大于0.4倍樁徑。,35,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.2CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）復(fù)合地基,4.2.2.5CFG樁的質(zhì)量檢驗1)施工質(zhì)量檢驗主要應(yīng)檢查施工記錄、混合料坍落度、樁數(shù)、樁位偏差、褥墊層厚度、夯填度和樁體試塊抗壓強度等。2)CFG樁地基竣工驗收時，承載力檢驗應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗。3)CFG樁地基檢驗應(yīng)在樁身強度滿足試驗荷載條件時，并宜在施工結(jié)束28d后進(jìn)行。試驗數(shù)量宜為總樁數(shù)的0.51%，且每個單體工程的試驗數(shù)量不應(yīng)少于3點。4)應(yīng)抽取不少于總樁數(shù)的10%的樁進(jìn)行低應(yīng)變動力試驗，檢測樁身完整性。,36,4.2.2.6CFG樁工法需注意的一些問題本工法是要發(fā)揮樁與土的共同工作，要求樁體的強度不要太強，取C8或C10砼，但低標(biāo)號的砼的和易性和成樁質(zhì)量均較差，現(xiàn)場均要提高砼的標(biāo)號，這樣對樁土共同作用產(chǎn)生不利影響。由于大面積地基處理，樁數(shù)多、密度大，對樁與樁的擠土效應(yīng)要加以考慮，可適當(dāng)采用先引孔再施工的方法。由于成樁過程中會產(chǎn)生泥漿，隨著環(huán)境保護意識的提高，對于泥漿排放要引起足夠的重視。,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.2CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）復(fù)合地基,37,4.2.3.1碎石樁+CFG樁復(fù)合地基的特點每一種地基處理方法均有其適用范圍和局限性，采用地基處理方法的聯(lián)合使用，既規(guī)避了地基處理方法的局限性，又盡可能的發(fā)揮了地基處理方法的優(yōu)勢。碎石樁+CFG樁復(fù)合地基的特點就是發(fā)揮各自的優(yōu)勢，不足的地方由另一種方法補充。,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.3碎石樁+CFG樁復(fù)合地基,38,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.3碎石樁+CFG樁復(fù)合地基,4.2.3.2碎石樁+CFG樁復(fù)合地基的適用性分別適用于碎石樁與CFG樁的適用范圍并可分別按各工法進(jìn)行設(shè)計、施工、質(zhì)量檢驗。對大型儲罐采用碎石樁+CFG樁復(fù)合地基處理時，在正式施工前應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定其處理效果。需注意的是：兩種工法的施工順序和影響，由于該工法是在碎石樁的樁間土中插入CFG樁，若碎石樁之間的距離較近，可能跑漿，影響CFG樁的施工。,39,4.2.4.1強夯法和強夯置換法的特點強夯法具有加固效果顯著、適用土類廣、設(shè)備簡單、施工方便、節(jié)約勞力、試工期短、節(jié)約材料、施工文明和施工費用低等優(yōu)點。強夯法用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基，一般均能取得較好的效果。對于軟土地基，一般來說處理效果不顯著。,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.4強夯法和強夯置換法,強夯置換法具有加固效果顯著、試工期短、施工費用低等優(yōu)點，一般效果良好。但由于設(shè)計、施工的不當(dāng)，加固后墩體土下沉不等、出現(xiàn)較大的不均勻沉降情況，因此必須通過現(xiàn)場試驗確定其適用性和處理效果。,40,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.4強夯法和強夯置換法,4.2.4.2強夯法和強夯置換法的適用性強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。強夯置換法適用于高飽和度的粉土與軟塑流塑的粘性土等地基上對變形控制要求不嚴(yán)的工程。強夯置換法在設(shè)計前必須通過現(xiàn)場試驗確定其適用性和處理效果。,41,4.2.4.3強夯法和強夯置換法的設(shè)計1）強夯法的設(shè)計強夯法的有效加固深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試夯或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定。在缺少試驗資料或經(jīng)驗時可按規(guī)范表格預(yù)估（見國標(biāo)鋼制儲罐地基處理技術(shù)規(guī)范（報批稿）表6.2.1）。夯點的夯擊次數(shù)，應(yīng)按現(xiàn)場試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定，并應(yīng)同時滿足下列條件：最后兩擊的平均夯沉量不宜大于下列數(shù)值：當(dāng)單擊夯擊能小于4000kNm時為50mm；當(dāng)單擊夯擊能小于40006000kNm時為100mm；當(dāng)單擊夯擊能大于6000kNm時為200mm；夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起；不因夯坑過深而發(fā)生提錘困難。必要時應(yīng)采取措施避免出現(xiàn)吸錘、斜錘等現(xiàn)象。,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.4強夯法和強夯置換法,42,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.4強夯法和強夯置換法,4.2.4.3強夯法和強夯置換法的設(shè)計1）強夯法的設(shè)計夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)確定，可采用點夯23遍，對于滲透性較差的細(xì)顆粒土，必要時夯擊遍數(shù)可適當(dāng)增加。最后再以低能量滿夯2遍，滿夯可采用輕錘或低落距錘多次夯擊，錘印搭接。夯擊點平面部置可根據(jù)基底平面形狀，采用等邊三角形、等腰三角形或正方形布置。強夯處理范圍應(yīng)大于儲罐基礎(chǔ)范圍，每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為基底下設(shè)計處理深度的1/2至2/3，并不宜小于3m。,43,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.4強夯法和強夯置換法,4.2.4.3強夯法和強夯置換法的設(shè)計2）強夯置換法的設(shè)計強夯置換墩的深度由土質(zhì)條件決定，除厚層飽和粉土外，應(yīng)穿透軟土層，到達(dá)較硬土層上。強夯置換法的單擊夯擊能應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗確定。墩體材料可采用級配良好的塊石、碎石、礦渣、建筑垃圾等堅硬顆粒材料，粒徑大于300mm的顆粒含量不宜超過全重的30%。強夯置換處理范圍應(yīng)大于儲罐基礎(chǔ)范圍，每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為基底下設(shè)計處理深度的1/2至2/3，并不宜小于3m。,44,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.4強夯法和強夯置換法,4.2.4.3強夯法和強夯置換法的設(shè)計2）強夯置換法的設(shè)計夯點的夯擊次數(shù)應(yīng)通過現(xiàn)場試夯確定，且同時滿足下列條件：墩底穿透軟弱土層，且達(dá)到設(shè)計墩長；累計夯沉量為設(shè)計墩長的1.52.0倍；最后兩擊的平均夯沉量不大于下列數(shù)值：當(dāng)單擊夯擊能小于4000kNm時為50mm；當(dāng)單擊夯擊能小于40006000kNm時為100mm；當(dāng)單擊夯擊能大于6000kNm時為200mm；墩位布置宜采用等邊三角形或正方形。,45,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.4強夯法和強夯置換法,4.2.4.3強夯法和強夯置換法的設(shè)計2）強夯置換法的設(shè)計墩位布置宜采用等邊三角形或正方形。墩間距應(yīng)根據(jù)儲罐荷載大小和原土的承載力選定，當(dāng)滿堂布置時取夯錘直徑的23倍。墩的計算直徑可取夯錘直徑的1.11.2倍。墩頂應(yīng)鋪設(shè)一層厚度不小于500mm的壓實墊層，墊層材料可與墩體相同，粒徑不宜大于100mm。,46,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.4強夯法和強夯置換法,4.2.4.4強夯法和強夯置換法的施工1）強夯錘質(zhì)量可取1040t，其底面形式宜采用圓形或多邊形，錘底面積宜按土的性質(zhì)確定，錘底靜接地壓力值可取2580kPa，對于細(xì)顆粒土錘底靜接地壓力值宜取較小值。錘的底面宜對稱設(shè)置若干個與其頂面貫通的排氣孔，孔徑可取250300mm。強夯置換錘底靜接地壓力值可取100200kPa。2）施工機具宜采用帶有自動脫鉤裝置的履帶式起重機或其他專有設(shè)備。采用履帶式起重機時，可在臂杠端部設(shè)置輔助門架，或采用其他安全措施，防止落錘時機架傾覆。3）當(dāng)場地表土軟弱或地下水位較高，夯坑底積水影響施工時，宜采用人工降低地下水位或鋪填一定厚度的松散性材料，使地下水位低于坑底面以下2m。坑內(nèi)或場地積水應(yīng)及時排除。,47,4.2.4.4強夯法和強夯置換法的施工4）施工前應(yīng)查明場地范圍內(nèi)的地下構(gòu)筑物和各種地下管線的位置及標(biāo)高等，并采取必要的措施，以免因施工而造成損壞。5）當(dāng)強夯施工所產(chǎn)生的振動對鄰近建筑物或設(shè)備會產(chǎn)生有害的影響時，應(yīng)設(shè)置監(jiān)測點，并采取挖隔振溝等隔振或防振措施。6）施工過程中應(yīng)有專人負(fù)責(zé)監(jiān)測工作。7）施工過程中應(yīng)對各項參數(shù)及情況進(jìn)行詳細(xì)記錄。,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.4強夯法和強夯置換法,48,4.2.4.5強夯法和強夯置換法的質(zhì)量檢查1）檢查施工過程中的各項測試數(shù)據(jù)和施工記錄，不符合設(shè)計要求時應(yīng)補夯或采取其他有效措施。2）強夯處理后承載力檢驗，應(yīng)在施工結(jié)束后間隔一定時間方能進(jìn)行。3）強夯處理后的承載力檢驗應(yīng)采用原位測試和室內(nèi)土工試驗。強夯置換后的承載力檢驗除應(yīng)采用單墩載荷試驗檢驗外，尚應(yīng)采用動力觸探等有效手段查明置換墩著底情況及承載力與密度隨深度的變化，對飽和粉土地基允許采用單墩復(fù)合地基載荷試驗代替單墩載荷試驗。4）竣工驗收承載力檢驗的數(shù)量，應(yīng)根據(jù)場地復(fù)雜程度和建筑物的重要性確定。,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.4強夯法和強夯置換法,49,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.4強夯法和強夯置換法,4.2.4.6強夯法和強夯置換法的應(yīng)用在大連港務(wù)局油庫20多臺的10萬m3的儲罐地基，采用強夯法進(jìn)行處理，取得良好的效果，并將單擊夯擊能從規(guī)范要求1000kN.m8000kN.m提高到現(xiàn)在的15000kN.m，使處理深度更深，處理效果更好。強夯置換法是采用大能級的重達(dá)幾十噸的柱錘將石塊夯穿軟粘土，并使之形成塊石墩，與軟粘土形成相互作用的共同體以達(dá)到加固軟土地基的目的。該工法在福建煉油廠庫區(qū)工程中應(yīng)用，在試驗過程中效果不錯，達(dá)到了設(shè)計的要求，但項目未開工。,50,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.5樁基,4.2.5.1樁基的特點樁基是由設(shè)置于巖土中的樁與樁頂連接的承臺共同組成的基礎(chǔ)。其特點是適用范圍廣、承載力大、變形小，但是工程費用較大。4.2.5.2樁基的適用性樁基適用范圍廣，尤其是在軟弱地基上經(jīng)常采用的樁基方案?；鶚队蓄A(yù)制方樁、灌注樁、預(yù)應(yīng)力管樁等。按樁的豎向受力情況還可分為摩擦型樁和端承型樁。摩擦型樁的樁頂豎向荷載主要由樁側(cè)阻力承受；端承型樁的樁頂豎向荷載主要由樁端阻力承受。,51,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.5樁基,4.2.5.3樁基的設(shè)計及構(gòu)造要求樁的間距，對于儲罐的樁基，一般在3.55倍樁身直徑。樁底進(jìn)入持力層的深度，宜為13倍樁身直徑。樁位布置，在儲罐范圍內(nèi)宜采用正方形布樁，儲罐邊緣宜布置一圈樁。樁基承臺，在滿足冰凍深度等因素外，盡量采用高樁承臺，以減少基礎(chǔ)重量。由于大型儲罐基礎(chǔ)的直徑為80100m，厚度也在1m左右，對于大體積混凝土的施工，應(yīng)采取有效措施防止承臺因混凝土收縮、溫度應(yīng)力等產(chǎn)生裂縫。樁頂嵌入承臺內(nèi)的長度宜取100mm。主筋伸入承臺內(nèi)的錨固長度不宜小于鋼筋直徑的30倍（I級鋼）或35倍（II級鋼和III級鋼）。在承臺周圍的回填中，應(yīng)滿足填土密實性的要求。,52,4、地基處理方案的選擇4.2常用地基處理方法4.2.5樁基,4.2.5.4樁基的施工、檢驗及應(yīng)用樁基的施工、檢驗應(yīng)符合現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范的相關(guān)要求。為防止群樁擠土效應(yīng)而造成樁的破壞，采用引孔措施及相應(yīng)的措施防范。預(yù)制方樁在鎮(zhèn)海國家石油儲備基地工程中52座10萬m3采用。灌注樁在岙山國家石油儲備基地工程采用。預(yù)應(yīng)力管樁在白沙灣油庫和天津地區(qū)的油庫中采用。樁的打入方式和控制指標(biāo)，最好采用相應(yīng)的錘擊貫入，以最后十擊貫入度控制；盡量不要采用靜壓樁的方法，若采用靜壓法施工，除控制靜壓指標(biāo)外，還需根據(jù)地質(zhì)報告嚴(yán)格控制樁長。,53,4、地基處理方案的選擇4.3地基方案的確定,在地基處理設(shè)計中應(yīng)貫徹執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟政策，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理、確保質(zhì)量、保護環(huán)境。地基處理設(shè)計，必須堅持因地制宜、就地取材、保護環(huán)境、材料情況與施工條件等因素，精心設(shè)計。需詳細(xì)了解地質(zhì)報告的內(nèi)容、上部結(jié)構(gòu)資料等；根據(jù)工程的要求和采用天然地基存在的主要問題，確定地基處理的目的、處理范圍和處理后要求達(dá)到的各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。結(jié)合工程情況并了解當(dāng)?shù)氐鼗幚斫?jīng)驗和施工條件。,54,考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基的共同作用，并經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較，選用處理地基或加強上部結(jié)構(gòu)和處理地基相結(jié)合的方案，合理的選擇地基處理的方法。對于大型儲罐的地基處理，應(yīng)對初步選出的各種地基處理方案，分別從加固原理、適用范圍、預(yù)期處理效果、耗用材料、施工機械、工期要求和對環(huán)境的影響等方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟分析和對比，選擇最佳的地基處理方法。對已選定的地基處理方法，宜在有代表性的場地上進(jìn)行相應(yīng)的現(xiàn)場試驗或試驗性施工，并進(jìn)行必要的測試，以檢驗設(shè)計參數(shù)和處理效果等。如達(dá)不到設(shè)計要求時，應(yīng)查明原因，修改設(shè)計參數(shù)或調(diào)整地基處理方法。,4、地基處理方案的選擇4.3地基方案的確定,55,5、儲罐基礎(chǔ)的糾偏方法,地基變形特征包括基礎(chǔ)沉降量、沉降差、傾斜、局部傾斜等，其中最基本的是基礎(chǔ)沉降量，是由瞬時沉降、固結(jié)沉降、次固結(jié)沉降等三部分組成。在軟弱地基上建造大型儲罐，即使對地基進(jìn)行了處理，但儲罐基礎(chǔ)都有可能因某些因素在充水試壓或正常使用過程中出現(xiàn)差異沉降，對儲罐產(chǎn)生不同程度的傾斜，嚴(yán)重時將影響儲罐的正常使用。,56,5、儲罐基礎(chǔ)的糾偏方法,5.1預(yù)壓糾偏法預(yù)壓糾偏法是采用鋼錠或其它混凝土預(yù)制塊做壓重，在沉降少的一側(cè)基礎(chǔ)周邊進(jìn)行堆載預(yù)壓，使基礎(chǔ)傾斜得到局部的調(diào)正。該方法的優(yōu)點就是設(shè)備簡單，糾偏有一定的效果，但對較大的不均勻沉降，效果就受到一定的限制。,57,5、儲罐基礎(chǔ)的糾偏方法,5.2排水糾偏法排水糾偏法是在儲罐基礎(chǔ)沉降少的一側(cè)開挖排水溝，用泵定時抽水，也可以采用鉆孔設(shè)井點抽水，使該部分基礎(chǔ)下的地基加速固結(jié)沉降，從而使基礎(chǔ)各部位的沉降逐漸趨于平衡，達(dá)到基礎(chǔ)糾偏的目的。但該法同預(yù)壓糾偏法相同，對少量的沉降差糾偏有效，對較大的不均勻沉降糾偏不能完全達(dá)到目的。,58,5.3挖溝糾偏法挖溝糾偏法是利用儲罐基礎(chǔ)剛度較好的特點，根據(jù)土力學(xué)原理，在儲罐基礎(chǔ)沉降較小的一側(cè)，沿環(huán)形基礎(chǔ)外側(cè)挖一定深度和寬度的溝，使基底土體側(cè)向擠出，使沉降小的部位加大沉降，達(dá)到糾偏的目的。該法對不均勻沉降沉降不大的中小型儲罐基礎(chǔ)糾偏效果較為明顯，對于大型儲罐和不均勻沉降較大的基礎(chǔ)，糾偏效果就不明顯。,5、儲罐基礎(chǔ)的糾偏方法,59,5.4頂升調(diào)正糾偏法頂升調(diào)正糾偏法是用數(shù)十臺千斤頂將儲罐整體逐步頂起，然后用空氣壓縮機將砂吹入儲罐基礎(chǔ)底面。當(dāng)偏沉較大時，也可分多次頂升調(diào)正，直至墊平儲罐地板，調(diào)整好基礎(chǔ)的不均勻沉降為止。該法設(shè)備簡單、施工周期短、調(diào)正糾偏的幅度大，也較為經(jīng)濟。,5、儲罐基礎(chǔ)的糾偏方法,60,5.5壓力注漿糾偏法壓力注漿糾偏法是在儲罐基礎(chǔ)沉降較大的一側(cè)，沿環(huán)形基礎(chǔ)外側(cè)通過鉆孔向土中壓入稠度較高的懸浮漿液，隨著土體的壓密和漿液的滲入，在壓漿點周圍形成球形或圓柱形漿泡，在注漿壓力作用下，通過對地