強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中的應(yīng)用及效果評估一、引言1.1研究背景與意義隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和能源需求的持續(xù)增長，大型儲罐作為儲存石油、化工原料等重要物資的關(guān)鍵設(shè)施，在能源儲備和工業(yè)生產(chǎn)中扮演著舉足輕重的角色。大型儲罐通常承載著巨大的重量，對地基的承載能力和穩(wěn)定性提出了極高的要求。若地基處理不當(dāng)，儲罐在使用過程中可能出現(xiàn)不均勻沉降、傾斜甚至破裂等嚴(yán)重問題，這不僅會影響儲罐的正常運行，還可能引發(fā)物料泄漏、爆炸等安全事故，對人員生命、財產(chǎn)安全以及環(huán)境造成巨大威脅。在眾多地基加固方法中，強(qiáng)夯法因其獨特的優(yōu)勢在大型儲罐地基加固中得到了廣泛應(yīng)用。強(qiáng)夯法是一種利用重錘從高處自由落下產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊力，對地基土體進(jìn)行強(qiáng)力夯擊，從而提高地基承載力、減小地基沉降的地基處理方法。其具有設(shè)備簡單、施工方便、成本較低等顯著特點，能夠有效加固多種類型的地基土，如碎石土、砂土、素填土、濕陷性黃土等。強(qiáng)夯法通過強(qiáng)力夯擊，使地基土粒之間的孔隙減小，壓實度提升，增加土地的干密度，清理土體濕陷性，改善壓縮模量，進(jìn)而提高地基的承載力和均勻性，增強(qiáng)地基的抗震動與抗液化能力。與其他地基加固方法相比，強(qiáng)夯法在處理大面積、深厚軟弱地基時，具有更高的效率和更好的經(jīng)濟(jì)效益。同時，其適用范圍廣泛，對于不同地質(zhì)條件和工程要求的大型儲罐地基加固具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。然而，盡管強(qiáng)夯法在工程實踐中應(yīng)用廣泛，但目前在油罐地基強(qiáng)夯處理方面仍然缺乏成熟、系統(tǒng)的計算方法和理論體系。不同的地質(zhì)條件、強(qiáng)夯參數(shù)以及施工工藝等因素，都會對強(qiáng)夯加固效果產(chǎn)生顯著影響，導(dǎo)致在實際工程中，強(qiáng)夯法的應(yīng)用存在一定的盲目性和不確定性。因此，深入研究強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中的應(yīng)用，對于提煉和總結(jié)各種工況下的地基處理經(jīng)驗和相關(guān)技術(shù)，完善強(qiáng)夯法的理論體系，具有重要的理論意義。從工程實踐角度來看，通過對強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究，可以為工程設(shè)計人員提供更加科學(xué)、合理的設(shè)計依據(jù)和施工指導(dǎo)，確保大型儲罐地基的加固效果和工程質(zhì)量，保障儲罐的安全穩(wěn)定運行。同時，也有助于進(jìn)一步推廣強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固以及其他相關(guān)工程領(lǐng)域的應(yīng)用，提高工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。綜上所述，開展強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中的應(yīng)用研究，具有重要的現(xiàn)實意義和廣闊的應(yīng)用前景。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀強(qiáng)夯法作為一種高效、經(jīng)濟(jì)的地基加固方法，在國內(nèi)外大型儲罐地基處理領(lǐng)域都受到了廣泛關(guān)注，取得了一系列研究成果與應(yīng)用實踐。國外對強(qiáng)夯法的研究起步較早，在理論和實踐方面都有深厚的積累。1969年，法國梅納（Menard）技術(shù)公司首次將強(qiáng)夯法應(yīng)用于工程實踐，隨后，強(qiáng)夯法在歐美、日本等國家和地區(qū)得到了迅速推廣。在理論研究方面，國外學(xué)者提出了多種強(qiáng)夯加固理論模型。如Menard提出的動力固結(jié)理論，從微觀角度解釋了強(qiáng)夯作用下土體的壓縮性和滲透性變化機(jī)制，為強(qiáng)夯法的理論研究奠定了基礎(chǔ)。Barksdale和Schmertmann通過大量現(xiàn)場試驗，研究了強(qiáng)夯加固深度與夯擊能之間的關(guān)系，建立了相應(yīng)的經(jīng)驗公式。在大型儲罐地基加固應(yīng)用方面，國外有許多成功案例。美國在一些石油儲備基地的大型儲罐建設(shè)中，廣泛采用強(qiáng)夯法處理地基，通過精確控制強(qiáng)夯參數(shù)，有效提高了地基的承載能力和穩(wěn)定性，保障了儲罐的安全運行。日本在沿海地區(qū)的大型儲罐工程中，針對軟土地基特點，采用強(qiáng)夯法結(jié)合排水固結(jié)等方法進(jìn)行地基處理，取得了良好的效果。例如，在某大型石化項目中，通過強(qiáng)夯法對填海地基進(jìn)行加固，成功解決了地基承載力不足和不均勻沉降問題，確保了儲罐的正常使用。國內(nèi)對強(qiáng)夯法的研究始于20世紀(jì)70年代，經(jīng)過多年的發(fā)展，在理論研究和工程應(yīng)用方面都取得了顯著進(jìn)展。在理論研究方面，國內(nèi)學(xué)者在動力固結(jié)理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)工程實際情況，進(jìn)行了深入研究和改進(jìn)。如劉漢龍等通過室內(nèi)試驗和數(shù)值模擬，研究了強(qiáng)夯作用下土體的動力響應(yīng)特性和加固機(jī)理，提出了考慮土體非線性特性的強(qiáng)夯加固計算方法。李廣信等對強(qiáng)夯法的加固效果評價指標(biāo)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，建立了基于原位測試和室內(nèi)試驗的強(qiáng)夯加固效果綜合評價體系。在工程應(yīng)用方面，強(qiáng)夯法在國內(nèi)大型儲罐地基處理中得到了廣泛應(yīng)用。隨著我國石油儲備庫、石化園區(qū)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中的應(yīng)用越來越普遍。例如，在大亞灣石化區(qū)原油罐區(qū)擴(kuò)容工程中，場地采用人工填海形成，回填土層厚且分布不均。通過采用強(qiáng)夯法進(jìn)行地基處理，合理確定強(qiáng)夯參數(shù)，分多遍進(jìn)行夯擊，有效提高了地基承載力和壓縮模量，滿足了大型儲罐對地基的要求。在大連港新港改擴(kuò)建二期工程陸域一期成品罐區(qū)工程中，針對開山填海形成的松散地基，采用強(qiáng)夯法進(jìn)行加固，使地基的密實度和承載能力得到顯著提高，保障了儲罐的安全穩(wěn)定。盡管國內(nèi)外在強(qiáng)夯法處理大型儲罐地基方面取得了一定成果，但仍存在一些不足與空白。在理論研究方面，目前的強(qiáng)夯加固理論模型大多基于理想條件，對復(fù)雜地質(zhì)條件和多種因素相互作用的考慮不夠全面，導(dǎo)致理論計算結(jié)果與實際工程存在一定偏差。在強(qiáng)夯參數(shù)設(shè)計方面，雖然有一些經(jīng)驗公式和方法，但缺乏系統(tǒng)的、科學(xué)的設(shè)計理論，參數(shù)選取往往依賴于工程經(jīng)驗，存在一定的盲目性。在施工工藝方面，不同地區(qū)、不同工程的強(qiáng)夯施工工藝差異較大，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，施工質(zhì)量難以保證。在加固效果評價方面，現(xiàn)有的評價方法大多側(cè)重于單一指標(biāo)，缺乏對強(qiáng)夯加固后地基長期穩(wěn)定性和耐久性的綜合評價。綜上所述，進(jìn)一步深入研究強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中的應(yīng)用，完善強(qiáng)夯法的理論體系和設(shè)計方法，規(guī)范施工工藝和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，建立科學(xué)的加固效果評價體系，具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。1.3研究內(nèi)容與方法1.3.1研究內(nèi)容本研究聚焦于強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中的應(yīng)用，具體研究內(nèi)容涵蓋以下幾個關(guān)鍵方面：強(qiáng)夯法加固地基的作用機(jī)理：深入剖析強(qiáng)夯法加固地基的動力固結(jié)理論，從微觀角度探究強(qiáng)夯作用下土體顆粒的位移、孔隙變化以及土體結(jié)構(gòu)的重塑過程。研究強(qiáng)夯沖擊能量在土體中的傳播規(guī)律，分析不同土體類型在強(qiáng)夯作用下的應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)，揭示強(qiáng)夯法提高地基承載力、減小地基沉降的內(nèi)在機(jī)制。強(qiáng)夯法設(shè)計參數(shù)的優(yōu)化：系統(tǒng)研究強(qiáng)夯法的關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)，包括錘重、落距、夯擊次數(shù)、夯擊間隔時間、夯點布置等。通過理論分析、現(xiàn)場試驗和數(shù)值模擬等手段，建立各參數(shù)之間的定量關(guān)系，分析不同參數(shù)對強(qiáng)夯加固效果的影響程度，從而提出一套科學(xué)合理、適用于大型儲罐地基加固的強(qiáng)夯參數(shù)優(yōu)化設(shè)計方法。強(qiáng)夯法施工工藝與質(zhì)量控制：詳細(xì)研究強(qiáng)夯法的施工工藝流程，包括施工前的場地準(zhǔn)備、設(shè)備選型與調(diào)試，施工過程中的夯擊順序、夯擊能量控制、夯沉量監(jiān)測，以及施工后的場地平整與檢測等環(huán)節(jié)。針對每個施工環(huán)節(jié)，制定嚴(yán)格的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和措施，分析施工過程中可能出現(xiàn)的問題及應(yīng)對策略，確保強(qiáng)夯施工質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性。強(qiáng)夯加固效果的綜合評價：建立一套全面、科學(xué)的強(qiáng)夯加固效果綜合評價體系，綜合運用原位測試技術(shù)（如平板靜載荷試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、重型圓錐動力觸探試驗、瑞雷波試驗等）、室內(nèi)土工試驗（如土體物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)測試）以及數(shù)值模擬分析等手段，對強(qiáng)夯加固后的地基承載力、壓縮模量、土體密實度、不均勻沉降等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行評價。同時，考慮地基的長期穩(wěn)定性和耐久性，對強(qiáng)夯加固效果進(jìn)行長期監(jiān)測和評估，為大型儲罐的安全運行提供保障。強(qiáng)夯法在復(fù)雜地質(zhì)條件下的應(yīng)用研究：針對大型儲罐建設(shè)中常見的復(fù)雜地質(zhì)條件，如軟土地基、填土地基、濕陷性黃土地基等，研究強(qiáng)夯法在這些特殊地質(zhì)條件下的應(yīng)用技術(shù)。分析不同地質(zhì)條件對強(qiáng)夯加固效果的影響，提出相應(yīng)的處理措施和技術(shù)改進(jìn)方案，拓展強(qiáng)夯法在復(fù)雜地質(zhì)條件下的應(yīng)用范圍，提高強(qiáng)夯法的適應(yīng)性和可靠性。1.3.2研究方法為了深入、全面地研究強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中的應(yīng)用，本研究將綜合運用以下多種研究方法：文獻(xiàn)研究法：廣泛查閱國內(nèi)外關(guān)于強(qiáng)夯法在地基加固領(lǐng)域的相關(guān)文獻(xiàn)資料，包括學(xué)術(shù)論文、研究報告、工程案例、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等，全面了解強(qiáng)夯法的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及在大型儲罐地基加固中的應(yīng)用情況。對已有研究成果進(jìn)行系統(tǒng)梳理和分析，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，找出研究的空白點和不足之處，為后續(xù)研究提供理論基礎(chǔ)和研究思路?，F(xiàn)場試驗法：選擇具有代表性的大型儲罐建設(shè)場地，開展強(qiáng)夯法現(xiàn)場試驗。在試驗場地內(nèi)設(shè)置不同的強(qiáng)夯參數(shù)試驗區(qū)，進(jìn)行多組強(qiáng)夯試驗。在試驗過程中，實時監(jiān)測夯擊過程中的各種參數(shù)，如夯擊能量、夯沉量、孔隙水壓力等，并在夯前和夯后分別進(jìn)行原位測試和室內(nèi)土工試驗，獲取地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。通過對現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)的分析，研究強(qiáng)夯參數(shù)與加固效果之間的關(guān)系，驗證理論分析和數(shù)值模擬的結(jié)果，為強(qiáng)夯法的設(shè)計和施工提供實際依據(jù)。數(shù)值模擬法：利用有限元分析軟件，建立大型儲罐地基強(qiáng)夯加固的數(shù)值模型?？紤]土體的非線性特性、強(qiáng)夯沖擊荷載的作用方式以及地基與儲罐的相互作用等因素，對強(qiáng)夯過程進(jìn)行數(shù)值模擬。通過數(shù)值模擬，可以直觀地展示強(qiáng)夯作用下地基土體的應(yīng)力應(yīng)變分布、孔隙水壓力變化以及加固效果的影響范圍等，深入分析強(qiáng)夯法的加固機(jī)理和不同參數(shù)的影響規(guī)律。同時，通過數(shù)值模擬可以對不同的強(qiáng)夯方案進(jìn)行對比分析，優(yōu)化強(qiáng)夯參數(shù)設(shè)計，減少現(xiàn)場試驗的工作量和成本。理論分析法：基于土力學(xué)、動力學(xué)等相關(guān)理論，對強(qiáng)夯法加固地基的作用機(jī)理進(jìn)行深入分析。推導(dǎo)強(qiáng)夯沖擊能量在土體中的傳播公式，建立強(qiáng)夯加固深度、地基承載力等關(guān)鍵指標(biāo)的理論計算模型。結(jié)合現(xiàn)場試驗和數(shù)值模擬結(jié)果，對理論計算模型進(jìn)行驗證和修正，完善強(qiáng)夯法的理論體系，為強(qiáng)夯法的工程應(yīng)用提供理論支持。對比分析法：對不同地質(zhì)條件下、不同強(qiáng)夯參數(shù)組合以及不同施工工藝的強(qiáng)夯加固效果進(jìn)行對比分析。通過對比，總結(jié)出強(qiáng)夯法在不同工況下的適用條件和優(yōu)缺點，找出影響強(qiáng)夯加固效果的關(guān)鍵因素，為強(qiáng)夯法的合理應(yīng)用提供參考依據(jù)。同時，將強(qiáng)夯法與其他地基加固方法進(jìn)行對比，分析強(qiáng)夯法在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、工期等方面的優(yōu)勢和不足，為大型儲罐地基處理方案的選擇提供決策支持。二、強(qiáng)夯法基本原理與技術(shù)特點2.1強(qiáng)夯法加固地基原理強(qiáng)夯法作為一種高效的地基加固方法，其加固地基的原理涉及到復(fù)雜的土力學(xué)和動力學(xué)過程，主要基于動力密實、動力固結(jié)和動力置換三種機(jī)制，通過重錘自由下落產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊能，使地基土體發(fā)生物理力學(xué)性質(zhì)的改變，從而達(dá)到提高地基承載力、減小地基沉降的目的。動力密實機(jī)制主要適用于多孔隙、粗顆粒、非飽和的土體。當(dāng)重錘從高處自由落下，夯錘的勢能瞬間轉(zhuǎn)化為動能，對地基土體施加巨大的沖擊力和振動荷載。在這種強(qiáng)大的動力作用下，土體顆粒之間的相對位置發(fā)生改變，土體中的氣相（空氣）被擠出，孔隙體積減小，顆粒相互靠攏并重新排列，使得土體在動荷載作用下被擠密壓實。以某工程中的砂土地基強(qiáng)夯加固為例，在強(qiáng)夯前，砂土顆粒松散，孔隙較大，地基承載力較低。經(jīng)過強(qiáng)夯處理后，砂土顆粒重新排列，孔隙率顯著降低，干密度增大，地基承載力得到有效提高，滿足了工程建設(shè)的要求。非飽和土的夯實過程本質(zhì)上就是土中氣相被擠出的過程，其夯實變形主要是由于土顆粒的相對位移引起的。這種動力密實作用使得土體的密實度增加，強(qiáng)度提高，壓縮性降低，從而改善了地基的承載性能。動力固結(jié)機(jī)制則主要針對細(xì)顆粒飽和土。在強(qiáng)夯過程中，巨大的沖擊能量在土中產(chǎn)生強(qiáng)烈的應(yīng)力波，這些應(yīng)力波以不同的波型在土體中傳播，其中壓縮波使土體受壓或受拉，能引起瞬時的孔隙水匯集，導(dǎo)致地基土的抗剪強(qiáng)度大為降低；緊隨其后的剪切波會導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)的破壞。在強(qiáng)夯作用下，土體局部發(fā)生液化并產(chǎn)生眾多裂隙，這些裂隙相互連通，形成了良好的排水通道，使孔隙水能夠順利逸出。隨著孔隙水的排出，超孔隙水壓力逐漸消散，土體開始固結(jié)，強(qiáng)度得以提高。由于軟土具有觸變性，在孔隙水壓力消散后，土體的強(qiáng)度還會進(jìn)一步恢復(fù)和提高。在某軟土地基強(qiáng)夯加固工程中，通過在場地內(nèi)設(shè)置排水板，并結(jié)合強(qiáng)夯施工，有效地加速了孔隙水的排出，促進(jìn)了土體的固結(jié)，使地基的承載力在短時間內(nèi)得到顯著提升。動力置換機(jī)制是指在沖擊能量作用下，將砂、碎石等粗顆粒材料強(qiáng)行擠入飽和軟土層中，置換飽和軟土，形成密實的砂、石層或樁。這種置換作用一方面通過粗顆粒材料對土體的擠密，增加了土體的密實度；另一方面，砂、石之間的摩擦咬合作用以及與周圍土體的相互作用，形成了復(fù)合地基，提高了地基的整體強(qiáng)度和承載能力。動力置換又可分為整體置換和樁式置換。整體置換類似于換土墊層法，通過強(qiáng)夯將碎石等材料整體擠入淤泥等軟土層中；樁式置換則是通過強(qiáng)夯將碎石土填筑到土體中，形成間隔分布的碎石樁或碎石墩，類似于振沖法形成的碎石樁。在某沿海地區(qū)的大型儲罐地基加固工程中，場地為深厚的淤泥質(zhì)軟土地基，采用動力置換強(qiáng)夯法，在夯坑內(nèi)回填塊石、碎石等材料，通過強(qiáng)夯形成了密實的碎石墩復(fù)合地基，有效地提高了地基的承載力和穩(wěn)定性，滿足了大型儲罐對地基的嚴(yán)格要求。強(qiáng)夯法加固地基是一個復(fù)雜的過程，動力密實、動力固結(jié)和動力置換三種機(jī)制并非孤立存在，而是相互作用、相互影響，共同使地基土體的結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性質(zhì)得到改善，從而提高地基的承載能力和穩(wěn)定性，滿足各類工程建設(shè)對地基的要求。2.2強(qiáng)夯法技術(shù)特點2.2.1加固效果顯著強(qiáng)夯法通過強(qiáng)大的沖擊能量作用于地基土體，能夠顯著改善土體的物理力學(xué)性質(zhì)，使加固效果十分顯著。在土體孔隙減小方面，強(qiáng)夯產(chǎn)生的巨大沖擊力可使土體顆粒重新排列，有效減少孔隙體積。在某大型儲罐地基加固工程中，通過強(qiáng)夯處理，地基土體的孔隙率從初始的35%降低至20%左右，土體變得更加密實。強(qiáng)夯法能大幅提高土體的壓實度，增強(qiáng)地基的承載能力。相關(guān)研究表明，經(jīng)過強(qiáng)夯處理后，地基土的干密度可提高10%-20%，承載力可提升1-3倍。在實際工程中，某場地地基土的承載力原本僅為80kPa，經(jīng)過強(qiáng)夯加固后，承載力達(dá)到了200kPa以上，滿足了大型儲罐對地基承載力的嚴(yán)格要求。在增強(qiáng)地基均勻性方面，強(qiáng)夯法也表現(xiàn)出色。通過合理布置夯點和控制夯擊參數(shù)，能夠使地基在較大范圍內(nèi)得到均勻加固，有效減少差異沉降。以某油罐區(qū)地基強(qiáng)夯加固工程為例，在強(qiáng)夯前，場地內(nèi)不同位置的地基承載力差異較大，最大差值達(dá)到50kPa。經(jīng)過強(qiáng)夯處理后，地基承載力的差異大幅減小，最大差值控制在10kPa以內(nèi)，保證了油罐在使用過程中的穩(wěn)定性。強(qiáng)夯法對地基土的加固深度也較為可觀，一般可達(dá)3-10m，甚至更深，具體深度取決于夯擊能量、土體性質(zhì)等因素。在一些大型儲罐工程中，針對深厚軟土地基，采用高能級強(qiáng)夯法，有效加固深度達(dá)到了8m以上，為儲罐的穩(wěn)定運行提供了堅實的基礎(chǔ)。2.2.2適用范圍廣強(qiáng)夯法具有廣泛的適用性，能夠處理多種類型的不良土質(zhì)，在大型儲罐地基加固中發(fā)揮著重要作用。對于素填土，強(qiáng)夯法可通過強(qiáng)大的沖擊力使填土顆粒重新排列、擠密，有效提高地基的承載力和穩(wěn)定性。在某工程場地，素填土厚度較大且性質(zhì)不均勻，經(jīng)強(qiáng)夯處理后，地基的承載能力顯著提高，滿足了大型儲罐的建設(shè)要求。對于碎石土，強(qiáng)夯的動力密實作用能使碎石顆粒之間的孔隙減小，提高其密實度和強(qiáng)度。在某大型儲罐項目中，場地地基為碎石土，采用強(qiáng)夯法處理后，地基的承載性能得到極大改善，確保了儲罐的安全使用。砂土在強(qiáng)夯作用下，顆粒間的相對位置會發(fā)生調(diào)整，孔隙率降低，抗液化能力增強(qiáng)。在某沿海地區(qū)的大型儲罐地基加固中，場地地基為砂土，通過強(qiáng)夯法處理，地基的抗液化性能得到顯著提升，有效保障了儲罐在地震等自然災(zāi)害情況下的安全。濕陷性黃土經(jīng)強(qiáng)夯處理后，其濕陷性可得到有效消除，土體的壓縮性降低，強(qiáng)度提高。在某位于濕陷性黃土地區(qū)的大型儲罐工程中，采用強(qiáng)夯法對地基進(jìn)行處理，成功消除了地基的濕陷性，保證了儲罐的正常運行。雖然強(qiáng)夯法適用范圍廣泛，但對于高飽和度的粘性土和淤泥質(zhì)土等，由于其滲透性較差，孔隙水壓力消散緩慢，強(qiáng)夯效果可能受到一定限制。在這些情況下，單純采用強(qiáng)夯法可能無法達(dá)到預(yù)期的加固效果，通常需要結(jié)合其他方法，如設(shè)置排水板、降水等，以加速孔隙水的排出，提高強(qiáng)夯的加固效果。2.2.3經(jīng)濟(jì)性能良好在大型儲罐地基加固工程中，強(qiáng)夯法與其他地基加固方法相比，具有良好的經(jīng)濟(jì)性能。從材料需求來看，強(qiáng)夯法主要依靠重錘的沖擊作用來加固地基，不需要大量使用鋼材、水泥等建筑材料，材料成本較低。與樁基礎(chǔ)等加固方法相比，樁基礎(chǔ)需要消耗大量的鋼筋、混凝土等材料，而強(qiáng)夯法在材料方面的投入相對較少。在成本節(jié)約方面，強(qiáng)夯法的施工工藝相對簡單，設(shè)備投入相對較少，施工效率較高，能夠有效縮短工期，從而降低工程的整體成本。以某大型儲罐地基加固工程為例，采用強(qiáng)夯法進(jìn)行地基處理，工程總造價為500萬元，工期為3個月。若采用擠密碎石樁復(fù)合地基加固方案，造價則高達(dá)1000萬元，且工期延長至6個月。相比之下，強(qiáng)夯法的成本僅為擠密碎石樁復(fù)合地基加固方案的50%，且工期縮短了一半。通過具體的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)對比可以更直觀地看出強(qiáng)夯法的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。在某地區(qū)的多個大型儲罐地基處理項目中，對強(qiáng)夯法、鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)和擠密碎石樁復(fù)合地基等加固方法進(jìn)行了成本統(tǒng)計分析。結(jié)果顯示，強(qiáng)夯法的平均加固成本為每平方米80元，鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)的平均成本為每平方米300元，擠密碎石樁復(fù)合地基的平均成本為每平方米200元。強(qiáng)夯法的成本明顯低于其他兩種方法，具有顯著的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。三、大型儲罐地基加固方案比選3.1常見地基加固方法介紹3.1.1砂井預(yù)壓法砂井預(yù)壓法是一種通過排水固結(jié)原理來加固地基的方法，廣泛應(yīng)用于處理深厚軟土和沖填土地基。其工作原理是在含有飽和水的軟黏土或沖積土地基中，首先打入一批排水砂井，然后在樁頂鋪設(shè)砂墊層。在砂墊層上分期施加重力負(fù)載，促使土層中的孔隙水通過砂井上升并最終排至砂墊層表面。這一過程使得地基土在建筑物施工前就完成了大部分排水固結(jié)，從而減少了建筑物的地基沉降量，提高了地基的穩(wěn)定性和承載能力。在某沿海地區(qū)的大型儲罐建設(shè)項目中，場地地基為深厚的淤泥質(zhì)軟土，采用砂井預(yù)壓法進(jìn)行地基處理。通過合理設(shè)計砂井的間距、深度和直徑，以及控制加載速率和預(yù)壓時間，有效地加速了土體的固結(jié)，使地基的沉降在施工前得到了充分發(fā)展。經(jīng)過砂井預(yù)壓法處理后，地基的承載力得到顯著提高，滿足了大型儲罐對地基的要求。砂井預(yù)壓法的優(yōu)點在于固結(jié)速度快、施工工藝相對簡單且效果顯著。其施工過程中主要通過設(shè)置砂井和砂墊層來形成排水通道，施工設(shè)備和操作相對較為常規(guī)，易于掌握。通過預(yù)壓可以使地基在施工前完成大部分沉降，有效減少了儲罐建成后的沉降量，提高了儲罐的穩(wěn)定性。然而，該方法也存在一定的局限性。它對軟土地基的排水條件要求較高，需要有良好的排水通道才能使孔隙水順利排出。如果地基土的滲透性較差，排水效果不佳，會導(dǎo)致預(yù)壓時間延長，影響工程進(jìn)度。對于深厚軟土地基，砂井的設(shè)置深度和密度需要精確設(shè)計，否則可能無法達(dá)到預(yù)期的加固效果。3.1.2膠結(jié)法膠結(jié)法是在軟弱地基中部分土體內(nèi)摻入水泥、水泥砂漿以及石灰等物，形成加固體，與未加固部分形成復(fù)合地基，以提高地基承載力和減小沉降。常見的膠結(jié)法包括注漿法、高壓噴射注漿法和水泥土攪拌法。注漿法是用壓力泵把水泥或其它化學(xué)漿液注入土體，以達(dá)到提高地基承載力、減小沉降、防滲、堵漏等目的。它適用于處理巖基、砂土、粉土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粘土和一般人工填土，也可用于加固暗浜和托換工程。在某大型儲罐地基加固工程中，場地地基存在局部軟弱土層，采用注漿法進(jìn)行處理。通過向軟弱土層中注入水泥漿液，使土體顆粒與漿液膠結(jié)在一起，形成強(qiáng)度較高的加固體，有效提高了地基的承載能力。高壓噴射注漿法將帶有特殊噴嘴的注漿管，通過鉆孔置入要處理土層的預(yù)定深度，然后將水泥漿液以高壓沖切土體，在噴射漿液的同時，以一定速度旋轉(zhuǎn)、提升，形成水泥土圓柱體；若噴嘴提升而不旋轉(zhuǎn)，則形成墻狀固結(jié)體。該方法可以提高地基承載力、減少沉降、防止砂土液化、管涌和基坑隆起，適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、人工填土等地基，對既有建筑物還可進(jìn)行托換加固。在某油罐地基加固項目中，針對淤泥質(zhì)土地基，采用高壓噴射注漿法形成水泥土樁復(fù)合地基，有效改善了地基的承載性能，確保了油罐的安全運行。水泥土攪拌法利用水泥、石灰或其它材料作為固化劑的主劑，通過特別的深層攪拌機(jī)械，在地基深處就地將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌，形成堅硬的拌和拄體，與原地層共同形成復(fù)合地基。適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高且地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不大于120kPa的粘性土地基。在某工程中，場地地基為淤泥質(zhì)土，采用水泥土攪拌法進(jìn)行地基處理，形成了水泥土攪拌樁復(fù)合地基，提高了地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。膠結(jié)法的優(yōu)點是可以根據(jù)不同的地基條件和工程要求選擇合適的膠結(jié)材料和施工方法，適應(yīng)性較強(qiáng)。它能夠有效地改善地基土的物理力學(xué)性質(zhì)，提高地基的承載能力和穩(wěn)定性。但是，膠結(jié)法也存在一些缺點。注漿法和高壓噴射注漿法需要專業(yè)的設(shè)備和技術(shù)人員進(jìn)行操作，施工成本相對較高。水泥土攪拌法對施工工藝要求嚴(yán)格，如攪拌不均勻可能會影響加固效果。此外，膠結(jié)法使用的膠結(jié)材料可能會對環(huán)境造成一定的影響，需要注意環(huán)保問題。3.1.3灌漿法灌漿法的實質(zhì)是用氣壓、液壓或電化學(xué)原理，把某些能固化的漿液注入天然的和人為的裂縫或孔隙，以改善各種介質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)。其主要目的包括防滲、堵漏、加固和糾正建筑物偏斜等。灌漿法適用于多種地基材料，如砂、砂礫石、粉細(xì)砂、軟粘土、雜填土、淤泥以及濕陷性黃土等，在土木工程中的各個領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，如壩基、房基、道路基礎(chǔ)、地下建筑等。在某大型儲罐地基加固工程中，場地地基存在砂土液化問題，采用灌漿法進(jìn)行處理。通過向地基中注入水泥漿液，填充砂土顆粒之間的孔隙，增強(qiáng)了砂土的密實度和抗液化能力。在某儲罐地基加固項目中，場地地基為濕陷性黃土，采用灌漿法注入石灰漿液，與黃土顆粒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，改善了黃土的物理力學(xué)性質(zhì)，消除了濕陷性。灌漿法的優(yōu)點是可以針對不同的地基問題選擇合適的漿液材料和灌漿工藝，能夠有效地解決地基的滲漏、強(qiáng)度不足等問題。它對場地條件的適應(yīng)性較強(qiáng)，施工過程相對靈活。然而，灌漿法也有一些不足之處。灌漿效果受漿液材料的性能、灌漿工藝參數(shù)以及地基土的性質(zhì)等多種因素影響，施工質(zhì)量較難控制。如果漿液擴(kuò)散不均勻或灌漿壓力不當(dāng)，可能會導(dǎo)致加固效果不理想。灌漿法施工需要專業(yè)的設(shè)備和技術(shù)人員，施工成本相對較高。3.2不同加固方法在大型儲罐地基中的應(yīng)用分析在大型儲罐地基加固中，砂井預(yù)壓法、膠結(jié)法、灌漿法以及強(qiáng)夯法等各有其獨特的適用性、優(yōu)缺點，通過實際案例分析能更直觀地了解它們的應(yīng)用效果。砂井預(yù)壓法適用于處理深厚軟土和沖填土地基，其加固原理基于排水固結(jié)理論。在某沿海地區(qū)的大型原油儲罐建設(shè)項目中，場地地基為深厚的淤泥質(zhì)軟土，采用砂井預(yù)壓法進(jìn)行地基處理。通過在地基中設(shè)置間距為1.5m、深度為20m的砂井，并在砂井頂部鋪設(shè)0.5m厚的砂墊層，然后在砂墊層上堆載預(yù)壓，堆載荷載為100kPa，分3級加載，每級加載間隔時間為10天。經(jīng)過6個月的預(yù)壓期后，地基沉降基本穩(wěn)定，地基承載力從原來的50kPa提高到120kPa，滿足了儲罐對地基的要求。該方法的優(yōu)點是能有效減少地基沉降，提高地基穩(wěn)定性，且施工工藝相對簡單。然而，其缺點也較為明顯，如對軟土地基的排水條件要求高，預(yù)壓時間長，若排水不暢，會導(dǎo)致加固效果不佳，影響工程進(jìn)度。膠結(jié)法中的注漿法適用于多種地基，如巖基、砂土、粉土等。在某大型儲罐地基加固工程中，場地地基存在局部松散砂土，采用注漿法進(jìn)行處理。選用水泥漿液作為注漿材料，注漿壓力控制在0.5-1.0MPa，通過向松散砂土中注入水泥漿液，使土體顆粒與漿液膠結(jié)在一起，形成強(qiáng)度較高的加固體。注漿后，地基承載力從原來的100kPa提高到180kPa，有效改善了地基的承載性能。高壓噴射注漿法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、人工填土等地基。在某油罐地基加固項目中，針對淤泥質(zhì)土地基，采用高壓噴射注漿法形成水泥土樁復(fù)合地基。噴射壓力為25MPa，水泥漿水灰比為0.8，樁徑為0.6m，樁間距為1.2m。經(jīng)處理后，地基承載力達(dá)到150kPa，有效防止了砂土液化和管涌現(xiàn)象。水泥土攪拌法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高且地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不大于120kPa的粘性土地基。在某工程中，場地地基為淤泥質(zhì)土，采用水泥土攪拌法進(jìn)行地基處理，形成了水泥土攪拌樁復(fù)合地基。水泥摻入量為15%，攪拌樁直徑為0.5m，樁間距為1.0m。處理后，地基承載力提高到130kPa，減小了地基沉降。膠結(jié)法的優(yōu)點是適應(yīng)性強(qiáng)，能根據(jù)不同地基條件和工程要求選擇合適的膠結(jié)材料和施工方法。但其缺點是施工成本相對較高，對施工工藝要求嚴(yán)格，如攪拌不均勻或注漿壓力不當(dāng)，會影響加固效果。灌漿法適用于多種地基材料，如砂、砂礫石、粉細(xì)砂、軟粘土等。在某大型儲罐地基加固工程中，場地地基存在砂土液化問題，采用灌漿法進(jìn)行處理。選用水泥漿液作為灌漿材料，灌漿壓力為0.8MPa，通過向地基中注入水泥漿液，填充砂土顆粒之間的孔隙，增強(qiáng)了砂土的密實度和抗液化能力。灌漿后，地基的抗液化性能得到顯著提升，滿足了儲罐的安全要求。在某儲罐地基加固項目中，場地地基為濕陷性黃土，采用灌漿法注入石灰漿液，與黃土顆粒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，改善了黃土的物理力學(xué)性質(zhì)，消除了濕陷性。灌漿法的優(yōu)點是能有效解決地基的滲漏、強(qiáng)度不足等問題，對場地條件適應(yīng)性強(qiáng)。但其缺點是灌漿效果受多種因素影響，施工質(zhì)量較難控制，且施工成本相對較高。強(qiáng)夯法適用于碎石土、砂土、素填土、濕陷性黃土等多種地基。在大連港新港改擴(kuò)建二期工程陸域一期成品罐區(qū)工程中，場地為開山填海形成的松散地基，采用強(qiáng)夯法進(jìn)行加固。強(qiáng)夯能級為8000kN?m，錘重20t，落距40m，夯擊次數(shù)為8擊，夯點間距為4m。經(jīng)過強(qiáng)夯處理后，地基承載力從原來的80kPa提高到200kPa以上，地基的密實度和承載能力得到顯著提高，保障了儲罐的安全穩(wěn)定。強(qiáng)夯法的優(yōu)點是加固效果顯著，能大幅提高地基承載力，減小地基沉降，適用范圍廣，施工設(shè)備簡單，成本較低。但其缺點是對周圍環(huán)境有一定的振動和噪聲影響，在居民區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)域使用時需要采取相應(yīng)的防護(hù)措施。綜合對比來看，砂井預(yù)壓法在深厚軟土地基處理中，雖能有效控制沉降，但工期較長，排水條件要求高；膠結(jié)法適應(yīng)性強(qiáng)，可針對不同地基精準(zhǔn)加固，但成本高，工藝要求嚴(yán)；灌漿法對地基問題針對性強(qiáng)，但質(zhì)量控制難度大；強(qiáng)夯法加固效果突出，適用范圍廣，成本低，但有環(huán)境影響。在實際工程中，應(yīng)根據(jù)場地地質(zhì)條件、工程要求、經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)境因素等綜合考慮，選擇最適宜的地基加固方法，以確保大型儲罐地基的穩(wěn)定性和安全性。3.3強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中的優(yōu)勢強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中展現(xiàn)出多方面的顯著優(yōu)勢，這些優(yōu)勢使其成為大型儲罐地基處理的優(yōu)選方法之一。在施工便捷性方面，強(qiáng)夯法的施工設(shè)備相對簡單，主要設(shè)備為起重機(jī)和夯錘，無需復(fù)雜的施工機(jī)械和工藝。與砂井預(yù)壓法相比，砂井預(yù)壓法需要設(shè)置砂井、鋪設(shè)砂墊層以及堆載等一系列復(fù)雜工序，施工周期長，且對場地條件要求較高。而強(qiáng)夯法施工流程相對簡潔，在某大型儲罐地基加固工程中，采用強(qiáng)夯法施工，施工隊伍僅用了1個月的時間就完成了地基加固工作，而若采用砂井預(yù)壓法，預(yù)計施工周期將達(dá)到3-4個月。強(qiáng)夯法的施工操作易于掌握，施工人員經(jīng)過簡單培訓(xùn)即可熟練操作，能夠快速開展施工，提高工程進(jìn)度。從加固效果來看，強(qiáng)夯法能有效提高地基承載力，大幅減小地基沉降。在大連港新港改擴(kuò)建二期工程陸域一期成品罐區(qū)工程中，采用強(qiáng)夯法處理開山填海形成的松散地基，強(qiáng)夯后地基承載力從原來的80kPa提高到200kPa以上，地基的密實度顯著增強(qiáng)。相比之下，膠結(jié)法中的水泥土攪拌法，雖然也能提高地基承載力，但對于深厚軟土地基，其加固效果相對有限，且存在攪拌不均勻?qū)е录庸绦Ч环€(wěn)定的問題。強(qiáng)夯法還能增強(qiáng)地基的均勻性，有效減少差異沉降，保證大型儲罐在使用過程中的穩(wěn)定性。在成本控制方面，強(qiáng)夯法具有明顯的優(yōu)勢。強(qiáng)夯法不需要大量使用鋼材、水泥等昂貴的建筑材料，主要依靠重錘的沖擊作用進(jìn)行地基加固，材料成本低。與灌漿法相比，灌漿法需要使用大量的水泥漿液等材料，且對施工設(shè)備和技術(shù)要求高，施工成本相對較高。強(qiáng)夯法的施工效率高，能夠縮短工期，從而降低工程的整體成本。在某大型儲罐地基加固項目中，采用強(qiáng)夯法施工，工程總造價為600萬元，工期為2個月；若采用注漿法進(jìn)行地基加固，工程總造價則高達(dá)1000萬元，工期為4個月。強(qiáng)夯法在成本和工期上的優(yōu)勢，使其在大型儲罐地基加固中具有更高的經(jīng)濟(jì)效益。強(qiáng)夯法對不同地質(zhì)條件的適應(yīng)性也較強(qiáng)。它適用于碎石土、砂土、素填土、濕陷性黃土等多種地基類型。在大亞灣石化區(qū)原油罐區(qū)擴(kuò)容工程中，場地為人工填海形成，回填土層厚且分布不均，采用強(qiáng)夯法進(jìn)行地基處理，有效解決了地基承載力不足和不均勻沉降問題。而對于一些特殊地質(zhì)條件，如濕陷性黃土地基，其他地基加固方法可能效果不佳，強(qiáng)夯法卻能通過強(qiáng)力夯擊，消除土體的濕陷性，提高地基的承載能力。綜上所述，強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中，以其施工便捷、加固效果顯著、成本經(jīng)濟(jì)以及適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢，為大型儲罐的安全穩(wěn)定運行提供了可靠保障，在大型儲罐地基處理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。四、強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中的設(shè)計與施工4.1強(qiáng)夯法設(shè)計流程與要點4.1.1場地勘察與資料收集場地勘察與資料收集是強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固設(shè)計中的首要關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對整個工程的順利實施和加固效果起著決定性作用。全面、準(zhǔn)確的場地勘察與資料收集，能夠為后續(xù)的加固方案設(shè)計提供堅實的依據(jù)，確保強(qiáng)夯法的應(yīng)用科學(xué)合理、安全可靠。在場地勘察過程中，詳細(xì)了解場地的地質(zhì)條件是至關(guān)重要的。這包括對場地地層結(jié)構(gòu)的深入研究，明確各土層的分布情況、厚度以及物理力學(xué)性質(zhì)。通過鉆探、原位測試等手段，獲取地基土的顆粒組成、含水量、孔隙比、壓縮模量、抗剪強(qiáng)度等關(guān)鍵指標(biāo)。在某大型儲罐地基加固工程中，通過現(xiàn)場鉆探發(fā)現(xiàn)，場地地層主要由上部的素填土和下部的淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土組成，素填土厚度為3-5m，孔隙較大，密實度低；淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土厚度達(dá)到10-15m，含水量高，壓縮性大，抗剪強(qiáng)度低。這些詳細(xì)的地質(zhì)信息為后續(xù)強(qiáng)夯參數(shù)的確定和加固方案的制定提供了重要參考。地下水水位及其變化規(guī)律也是場地勘察的重要內(nèi)容。地下水水位的高低直接影響強(qiáng)夯施工的難度和加固效果。若地下水位過高，在強(qiáng)夯過程中可能會導(dǎo)致土體飽和，孔隙水壓力難以消散，影響強(qiáng)夯的加固效果。通過現(xiàn)場水位觀測和長期監(jiān)測，掌握地下水水位的季節(jié)性變化和年際變化規(guī)律，對于合理安排強(qiáng)夯施工時間和采取相應(yīng)的降水措施具有重要意義。在某沿海地區(qū)的大型儲罐工程中，由于場地靠近海邊，地下水位受海水潮汐影響較大。在強(qiáng)夯施工前，通過設(shè)置水位觀測井，對地下水位進(jìn)行了為期半年的監(jiān)測，掌握了其變化規(guī)律。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，在地下水位較低的時段進(jìn)行強(qiáng)夯施工，并采取了井點降水措施，有效降低了地下水位，保證了強(qiáng)夯施工的順利進(jìn)行。巖土的工程性質(zhì)，如土體的滲透性、濕陷性、膨脹性等，也需要進(jìn)行詳細(xì)勘察。對于濕陷性黃土場地，需要準(zhǔn)確測定黃土的濕陷系數(shù)和濕陷起始壓力，以便在強(qiáng)夯設(shè)計中采取相應(yīng)的措施消除濕陷性。在某位于濕陷性黃土地區(qū)的大型儲罐地基加固工程中，通過室內(nèi)土工試驗和現(xiàn)場浸水試驗，確定了場地黃土的濕陷等級為中等，濕陷起始壓力為120kPa。根據(jù)這些參數(shù)，在強(qiáng)夯設(shè)計中采用了較高的夯擊能量和合適的夯擊次數(shù)，有效地消除了黃土的濕陷性，提高了地基的承載能力。了解周邊環(huán)境情況同樣不容忽視。大型儲罐建設(shè)場地周邊的建筑物、道路、地下管線等設(shè)施，可能會受到強(qiáng)夯施工的振動和噪聲影響。在某城市邊緣的大型儲罐建設(shè)項目中，場地周邊緊鄰居民區(qū)和城市主干道。在強(qiáng)夯施工前，對周邊建筑物進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查，包括建筑物的結(jié)構(gòu)類型、基礎(chǔ)形式、建成年代等。通過現(xiàn)場監(jiān)測和數(shù)值模擬分析，評估了強(qiáng)夯施工對周邊建筑物的影響程度。為了減少振動和噪聲對周邊環(huán)境的影響，采取了設(shè)置隔振溝、調(diào)整強(qiáng)夯施工時間等措施，確保了周邊居民的正常生活和建筑物的安全。地下管線的分布情況也需要進(jìn)行精確探測。在強(qiáng)夯施工前，采用地質(zhì)雷達(dá)、管線探測儀等設(shè)備，對場地內(nèi)的地下管線進(jìn)行全面探測，明確管線的位置、走向、埋深等信息。在某大型儲罐地基加固工程中，通過地下管線探測發(fā)現(xiàn)，場地內(nèi)存在多條供水、供電、燃?xì)獾戎匾芫€。根據(jù)探測結(jié)果，在強(qiáng)夯施工中對管線進(jìn)行了有效的保護(hù)，如采用開挖暴露、設(shè)置防護(hù)板等措施，避免了強(qiáng)夯施工對地下管線造成損壞。全面、細(xì)致的場地勘察與資料收集，是強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固設(shè)計中的基礎(chǔ)工作，只有充分掌握場地的地質(zhì)條件、周邊環(huán)境和地下管線等信息，才能為后續(xù)的加固方案設(shè)計和施工提供準(zhǔn)確可靠的依據(jù)，確保大型儲罐地基加固工程的質(zhì)量和安全。4.1.2加固方案可行性研究與設(shè)計加固方案的可行性研究與設(shè)計是強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到工程的質(zhì)量、安全和經(jīng)濟(jì)效益。通過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目尚行匝芯亢途脑O(shè)計，能夠確定最適合工程實際情況的強(qiáng)夯方案，確保地基加固效果滿足大型儲罐的承載要求。在進(jìn)行加固方案可行性研究時，首先需要對收集到的場地勘察資料進(jìn)行深入分析。結(jié)合場地的地質(zhì)條件、周邊環(huán)境以及大型儲罐的結(jié)構(gòu)特點和荷載要求，初步篩選出幾種可能適用的強(qiáng)夯方案。在某大型儲罐地基加固工程中，場地地基為砂土和粉質(zhì)黏土的互層，地下水位較淺，周邊有一些對振動較為敏感的建筑物。根據(jù)這些條件，初步擬定了兩種強(qiáng)夯方案：方案一是采用常規(guī)強(qiáng)夯法，通過控制夯擊能量和夯擊次數(shù)來加固地基；方案二是采用強(qiáng)夯置換法，在夯坑內(nèi)回填碎石等粗顆粒材料，形成復(fù)合地基。組織相關(guān)專家和技術(shù)人員召開研討會，對初步擬定的強(qiáng)夯方案進(jìn)行科學(xué)論證和縝密分析。專家們從技術(shù)可行性、施工難度、工期安排、工程造價等多個角度對方案進(jìn)行評估，提出寶貴的意見和建議。在某大型儲罐地基加固方案研討會上，專家們針對方案一指出，由于場地地下水位較淺，常規(guī)強(qiáng)夯法可能會導(dǎo)致孔隙水壓力消散困難，影響加固效果，且施工過程中可能會對周邊建筑物產(chǎn)生較大的振動影響。對于方案二，專家們認(rèn)為強(qiáng)夯置換法雖然能夠有效提高地基承載力，但施工工藝相對復(fù)雜，工程造價較高，且施工過程中需要對回填材料的質(zhì)量和夯實效果進(jìn)行嚴(yán)格控制。在充分考慮專家意見的基礎(chǔ)上，對各方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。詳細(xì)計算每個方案的直接工程費、間接費、利潤和稅金等，綜合評估各方案的成本效益。在某大型儲罐地基加固工程中，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)比較，方案一的總造價為800萬元，工期為3個月；方案二的總造價為1200萬元，工期為4個月。雖然方案二在加固效果上可能略優(yōu)于方案一，但從經(jīng)濟(jì)角度考慮，方案一具有明顯的優(yōu)勢。結(jié)合技術(shù)論證和經(jīng)濟(jì)比較的結(jié)果，最終確定最優(yōu)的強(qiáng)夯方案。在確定方案后，進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計工作，包括強(qiáng)夯參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計、夯點布置、施工工藝流程的制定等。在某大型儲罐地基加固工程中，最終確定采用方案一，并對強(qiáng)夯參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。將夯錘重量確定為20t，落距為15m，夯擊次數(shù)為8擊，夯點間距為4m。同時，制定了詳細(xì)的施工工藝流程，包括施工前的場地平整、設(shè)備調(diào)試，施工過程中的夯擊順序、夯沉量監(jiān)測，以及施工后的場地檢測等環(huán)節(jié)。加固方案的可行性研究與設(shè)計是一個系統(tǒng)而復(fù)雜的過程，需要綜合考慮多方面的因素。通過科學(xué)論證、經(jīng)濟(jì)比較和精心設(shè)計，能夠確定最優(yōu)的強(qiáng)夯方案，為大型儲罐地基加固工程的順利實施提供有力保障。4.1.3砂墊層與排水系統(tǒng)設(shè)計砂墊層與排水系統(tǒng)設(shè)計是強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中的重要組成部分，對提高強(qiáng)夯加固效果、加速地基土體固結(jié)起著關(guān)鍵作用。合理設(shè)計砂墊層的厚度和材料選擇，以及科學(xué)構(gòu)建排水系統(tǒng)，能夠有效改善地基的排水條件，促進(jìn)孔隙水的排出，提高地基的穩(wěn)定性和承載能力。砂墊層在強(qiáng)夯加固過程中具有多重重要作用。它能夠作為強(qiáng)夯施工的工作墊層，承受夯錘的沖擊力，防止夯錘直接作用于地基土表面，造成土體的局部破壞。砂墊層還能起到排水通道的作用，加速地基土中孔隙水的排出，提高強(qiáng)夯加固的效果。在某大型儲罐地基加固工程中，砂墊層有效地促進(jìn)了孔隙水的排出，使地基在較短時間內(nèi)達(dá)到了設(shè)計的固結(jié)度，提高了地基的承載能力。砂墊層的厚度設(shè)計需要綜合考慮多種因素。一般來說，砂墊層的厚度不宜小于0.5m，以確保其具有足夠的承載能力和排水性能。在某工程中，根據(jù)場地的地質(zhì)條件和強(qiáng)夯施工要求，將砂墊層厚度確定為1.0m，取得了良好的加固效果。具體厚度還需根據(jù)地基土的性質(zhì)、強(qiáng)夯能級、地下水位等因素進(jìn)行調(diào)整。對于軟土地基，由于其壓縮性較大，需要適當(dāng)增加砂墊層的厚度，以保證強(qiáng)夯施工的順利進(jìn)行和加固效果的實現(xiàn)。在材料選擇方面，砂墊層宜采用顆粒級配良好、質(zhì)地堅硬的中、粗砂。中、粗砂具有較大的孔隙率和良好的透水性，能夠有效促進(jìn)排水。砂墊層不得含有草根、垃圾等雜質(zhì)，含泥量不得超過5%，以確保砂墊層的質(zhì)量和性能。若含泥量過高，會降低砂墊層的透水性，影響排水效果。在某工程中，選用的中、粗砂含泥量控制在3%以內(nèi)，滿足了工程要求。排水系統(tǒng)設(shè)計是強(qiáng)夯法地基加固的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。良好的排水系統(tǒng)能夠及時排除強(qiáng)夯過程中產(chǎn)生的孔隙水，避免孔隙水壓力過高對地基加固效果的影響。排水系統(tǒng)通常包括豎向排水體和水平排水體。豎向排水體如砂井、塑料排水板等，能夠?qū)⒌鼗钐幍目紫端龑?dǎo)至砂墊層；水平排水體則主要是砂墊層，將孔隙水排出場地外。在某大型儲罐地基加固工程中，場地地基為深厚的軟黏土，采用塑料排水板作為豎向排水體。塑料排水板具有排水效率高、施工方便等優(yōu)點。根據(jù)地基的固結(jié)要求和排水距離，確定塑料排水板的間距為1.2m，長度為15m。在砂墊層中設(shè)置了縱橫交錯的盲溝，將塑料排水板排出的孔隙水匯集到盲溝中，然后通過盲溝將水排出場地外。排水系統(tǒng)的設(shè)計還需要考慮排水坡度和排水方向。排水坡度一般不宜小于0.3%，以確保孔隙水能夠順利排出。排水方向應(yīng)根據(jù)場地的地形和周邊排水條件確定，避免積水在場地內(nèi)積聚。在某工程中，根據(jù)場地的地形條件，將排水方向設(shè)計為向場地邊緣的排水溝傾斜，確保了孔隙水能夠及時排出。砂墊層與排水系統(tǒng)的設(shè)計對于強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中的應(yīng)用至關(guān)重要。合理設(shè)計砂墊層的厚度和材料選擇，以及科學(xué)構(gòu)建排水系統(tǒng)，能夠為強(qiáng)夯施工創(chuàng)造良好的條件，提高地基的加固效果，確保大型儲罐地基的穩(wěn)定性和承載能力。4.1.4夯擊參數(shù)確定夯擊參數(shù)的確定是強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固設(shè)計中的核心內(nèi)容，直接影響著強(qiáng)夯加固的效果和工程質(zhì)量。錘重、落距、夯間距、夯擊數(shù)等夯擊參數(shù)的合理選擇，需要綜合考慮場地的地質(zhì)條件、大型儲罐的荷載要求以及強(qiáng)夯設(shè)備的性能等多方面因素。錘重和落距是決定夯擊能量的關(guān)鍵因素。夯擊能量等于錘重與落距的乘積，它直接影響強(qiáng)夯的加固深度和效果。在某大型儲罐地基加固工程中，根據(jù)場地的地質(zhì)條件和儲罐的荷載要求，需要對地基進(jìn)行較深深度的加固。通過計算和分析，確定采用錘重為25t，落距為18m的強(qiáng)夯參數(shù)，夯擊能量達(dá)到4500kN?m，有效地提高了地基的承載能力和穩(wěn)定性。一般來說，對于軟土地基或需要較大加固深度的情況，應(yīng)選擇較大的錘重和落距，以提供足夠的夯擊能量。夯間距的確定要考慮土體的性質(zhì)和加固效果的均勻性。夯間距過小，會導(dǎo)致土體過度擾動，影響加固效果；夯間距過大，則會出現(xiàn)加固盲區(qū)，無法保證地基的均勻性。在某工程中，場地地基為砂土，根據(jù)砂土的性質(zhì)和以往的工程經(jīng)驗，將夯間距確定為4m。在施工過程中，通過現(xiàn)場監(jiān)測和檢測，發(fā)現(xiàn)地基加固效果均勻，滿足了工程要求。對于不同的土體類型，夯間距的取值范圍有所不同。一般來說，對于砂土和碎石土，夯間距可適當(dāng)大一些；對于黏性土，夯間距則應(yīng)相對小一些。夯擊數(shù)的確定是夯擊參數(shù)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。夯擊數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)、夯擊能量以及加固要求等因素綜合確定。在某大型儲罐地基加固工程中，通過現(xiàn)場試夯，對不同夯擊數(shù)下的地基加固效果進(jìn)行了監(jiān)測和分析。結(jié)果表明，當(dāng)夯擊數(shù)為8擊時，地基的沉降量基本穩(wěn)定，土體的密實度和承載能力達(dá)到了設(shè)計要求。一般以夯坑的壓縮量最大、周圍隆起量最小為原則來確定夯擊數(shù)。同時，還需要考慮夯擊次數(shù)過多可能導(dǎo)致土體的過度破壞和能量的浪費。在確定夯擊參數(shù)時，還需要考慮強(qiáng)夯設(shè)備的性能和施工條件。強(qiáng)夯設(shè)備的起重能力、穩(wěn)定性等因素會限制錘重和落距的選擇。施工場地的平整度、周邊環(huán)境等條件也會對夯擊參數(shù)的實施產(chǎn)生影響。在某工程中，由于施工場地狹窄，強(qiáng)夯設(shè)備的站位受到限制，因此在確定夯擊參數(shù)時，需要充分考慮設(shè)備的操作空間和安全性。夯擊參數(shù)的確定是一個復(fù)雜的過程，需要綜合考慮多方面的因素。通過科學(xué)合理地確定錘重、落距、夯間距、夯擊數(shù)等夯擊參數(shù)，能夠確保強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中取得良好的效果，滿足工程的要求。4.2強(qiáng)夯法施工流程與技術(shù)要點4.2.1施工前準(zhǔn)備工作施工前準(zhǔn)備工作是強(qiáng)夯法施工順利開展的重要前提，涵蓋場地清理、地下障礙物排查以及測量放線等多個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都對工程質(zhì)量和進(jìn)度有著重要影響。場地清理工作需全面細(xì)致。首先，要徹底清除施工場地內(nèi)的雜草、樹木、垃圾等雜物，為強(qiáng)夯施工創(chuàng)造良好的作業(yè)環(huán)境。在某大型儲罐地基強(qiáng)夯施工前，施工人員對場地內(nèi)的雜草和垃圾進(jìn)行了全面清理，確保場地整潔。對場地內(nèi)存在的表層耕植土，由于其土質(zhì)疏松、承載能力低，不符合強(qiáng)夯施工要求，也應(yīng)予以清除。對于一些難以清除的雜物，如樹根等，需采用專門的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行挖掘和清理。在某工程中，場地內(nèi)存在大量的樹根，施工方調(diào)用了挖掘機(jī)等設(shè)備，將樹根逐一挖出并運離場地，保證了場地的平整和清潔。地下障礙物排查是施工前準(zhǔn)備工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過地質(zhì)勘察、物探等手段，對場地內(nèi)的地下管線、古墓、防空洞等障礙物進(jìn)行全面探測。在某大型儲罐地基強(qiáng)夯施工前，施工單位采用地質(zhì)雷達(dá)對場地進(jìn)行了詳細(xì)探測，發(fā)現(xiàn)場地內(nèi)存在一條廢棄的供水管道和一處古墓。針對這一情況，施工單位及時與相關(guān)部門溝通協(xié)調(diào)，制定了詳細(xì)的保護(hù)和處理方案。對于地下管線，根據(jù)其重要性和類型，采取遷移、保護(hù)等措施。對于供水、供電等重要管線，進(jìn)行遷移處理；對于一些廢棄的管線，則進(jìn)行拆除。在某工程中，施工單位對場地內(nèi)的一條重要供電管線進(jìn)行了遷移，確保了強(qiáng)夯施工的安全進(jìn)行。對于古墓等文物古跡，嚴(yán)格按照文物保護(hù)法規(guī)進(jìn)行保護(hù)，避免對其造成破壞。測量放線工作要精準(zhǔn)無誤。依據(jù)設(shè)計圖紙，使用全站儀、水準(zhǔn)儀等測量儀器，精確確定強(qiáng)夯施工的范圍和夯點位置。在某大型儲罐地基強(qiáng)夯施工中，測量人員首先利用全站儀在場地內(nèi)建立了測量控制網(wǎng)，然后根據(jù)設(shè)計圖紙上的夯點布置圖，通過坐標(biāo)定位的方式，將每個夯點的位置精確測設(shè)到地面上。在測量過程中，嚴(yán)格按照測量規(guī)范進(jìn)行操作，確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。為了防止夯點位置在施工過程中發(fā)生偏移，還在夯點周圍設(shè)置了明顯的標(biāo)志。在某工程中，測量人員在每個夯點周圍設(shè)置了木樁，并在木樁上釘上鐵釘作為標(biāo)志，方便施工人員在施工過程中準(zhǔn)確找到夯點位置。同時，定期對測量控制點進(jìn)行復(fù)核，確保其準(zhǔn)確性。施工前準(zhǔn)備工作中的場地清理、地下障礙物排查和測量放線等環(huán)節(jié)，相互關(guān)聯(lián)、不可或缺。只有做好這些準(zhǔn)備工作，才能為強(qiáng)夯法施工的順利進(jìn)行提供有力保障，確保大型儲罐地基加固工程的質(zhì)量和安全。4.2.2強(qiáng)夯試驗強(qiáng)夯試驗是強(qiáng)夯法施工過程中的關(guān)鍵步驟，對于確定合理的強(qiáng)夯參數(shù)、保證強(qiáng)夯加固效果具有重要意義。試夯的首要目的是確定合適的強(qiáng)夯參數(shù)，這些參數(shù)直接影響著強(qiáng)夯的加固效果和工程質(zhì)量。在某大型儲罐地基強(qiáng)夯施工中，通過試夯來確定錘重、落距、夯擊次數(shù)、夯擊間隔時間、夯點間距等參數(shù)。不同的地基條件和工程要求，需要不同的強(qiáng)夯參數(shù)組合。對于軟土地基，可能需要較大的錘重和落距，以提供足夠的夯擊能量，使地基得到有效加固；而對于砂土地基，由于其透水性較好，孔隙水壓力消散較快，夯擊次數(shù)和夯擊間隔時間的選擇則相對較為靈活。試驗區(qū)的選擇應(yīng)具有代表性，能夠反映整個施工場地的地質(zhì)條件。在選擇試驗區(qū)時，需要考慮場地的地層分布、土質(zhì)均勻性、地下水位等因素。在某工程中，場地地層較為復(fù)雜，存在多種土層，為了全面了解不同土層對強(qiáng)夯的響應(yīng)，選擇了多個試驗區(qū)，每個試驗區(qū)覆蓋不同的土層。試驗區(qū)的面積一般不宜過小，以保證試驗結(jié)果的可靠性。一般來說，試驗區(qū)面積不應(yīng)小于20m×20m。在某大型儲罐地基強(qiáng)夯試驗中，試驗區(qū)面積為25m×25m，能夠較好地模擬實際施工情況。在試夯過程中，需要確定一系列關(guān)鍵參數(shù)。夯擊能量是強(qiáng)夯試驗的重要參數(shù)之一，它等于錘重與落距的乘積。在某工程中，通過試夯對比了不同夯擊能量下地基的加固效果，最終確定了合適的夯擊能量。夯擊次數(shù)也是關(guān)鍵參數(shù)，一般以夯坑的壓縮量最大、周圍隆起量最小為原則來確定。在某大型儲罐地基強(qiáng)夯試驗中，通過對不同夯擊次數(shù)下夯坑壓縮量和周圍隆起量的監(jiān)測，確定了最佳夯擊次數(shù)為8擊。夯擊間隔時間的確定則要考慮土體中超孔隙水壓力的消散情況。對于滲透性較好的土體，孔隙水壓力消散較快，夯擊間隔時間可以相對較短；而對于滲透性較差的土體，如粘性土，夯擊間隔時間則需要適當(dāng)延長。在某工程中，場地地基為粘性土，通過監(jiān)測孔隙水壓力的消散情況，確定夯擊間隔時間為7天。數(shù)據(jù)監(jiān)測記錄在強(qiáng)夯試驗中至關(guān)重要。在試夯過程中，要對夯擊過程中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測和詳細(xì)記錄，包括夯擊能量、夯沉量、孔隙水壓力、地面隆起量等。在某大型儲罐地基強(qiáng)夯試驗中，采用了高精度的測量儀器對夯沉量進(jìn)行監(jiān)測，每夯擊一次都記錄下夯錘的落距和夯沉量數(shù)據(jù)。通過對夯沉量數(shù)據(jù)的分析，可以了解地基土體在強(qiáng)夯作用下的壓縮情況。同時，利用孔隙水壓力計對孔隙水壓力進(jìn)行監(jiān)測，掌握孔隙水壓力的變化規(guī)律，為確定夯擊間隔時間提供依據(jù)。地面隆起量的監(jiān)測則有助于判斷強(qiáng)夯對地基土體的側(cè)向擠壓作用。在某工程中，通過在試驗區(qū)周圍設(shè)置觀測點，對地面隆起量進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)隨著夯擊次數(shù)的增加，地面隆起量逐漸增大，當(dāng)夯擊次數(shù)達(dá)到一定值后，地面隆起量趨于穩(wěn)定。強(qiáng)夯試驗通過科學(xué)合理的試驗區(qū)選擇、關(guān)鍵參數(shù)確定以及全面準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)監(jiān)測記錄，為正式強(qiáng)夯施工提供了可靠的依據(jù)，確保強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中能夠達(dá)到預(yù)期的加固效果。4.2.3正式強(qiáng)夯施工正式強(qiáng)夯施工是強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中的核心環(huán)節(jié)，其施工要點直接關(guān)系到地基加固的質(zhì)量和效果。夯擊順序的合理安排對強(qiáng)夯施工至關(guān)重要。通常采用先邊緣后中間的原則，從場地邊緣開始夯擊，逐漸向中間推進(jìn)。在某大型儲罐地基強(qiáng)夯施工中，先對儲罐周邊的夯點進(jìn)行夯擊，然后依次向儲罐中心區(qū)域進(jìn)行夯擊。這種夯擊順序可以有效減少地基土體的側(cè)向擠出，保證地基的加固效果。在夯擊過程中，還應(yīng)遵循由內(nèi)向外的原則，即先夯擊中心區(qū)域的夯點，再向外圍擴(kuò)展。對于多遍夯擊，每遍夯擊的夯點布置應(yīng)相互錯開，形成梅花形或正方形等布置形式。在某工程中，第一遍夯擊采用梅花形布置，第二遍夯擊則在第一遍夯點的中間位置進(jìn)行，這樣可以使地基土體得到更加均勻的加固。夯擊過程控制是確保強(qiáng)夯質(zhì)量的關(guān)鍵。要嚴(yán)格控制夯錘的落距和夯擊能量，確保符合設(shè)計要求。在某大型儲罐地基強(qiáng)夯施工中，采用了自動脫鉤裝置，保證夯錘能夠自由下落，并且通過測量儀器實時監(jiān)測夯錘的落距，確保落距誤差控制在允許范圍內(nèi)。詳細(xì)記錄每個夯點的夯擊次數(shù)和夯沉量，當(dāng)夯沉量達(dá)到設(shè)計要求時，停止夯擊。在某工程中，設(shè)計要求夯沉量達(dá)到50cm，當(dāng)夯擊到第8擊時，夯沉量達(dá)到了52cm，滿足設(shè)計要求，遂停止夯擊。同時，要注意觀察夯坑的形狀和周圍土體的變化情況，及時發(fā)現(xiàn)異常問題。如果發(fā)現(xiàn)夯坑出現(xiàn)傾斜或周圍土體出現(xiàn)隆起過大等情況，應(yīng)立即停止夯擊，分析原因并采取相應(yīng)的處理措施。在某工程中，發(fā)現(xiàn)一個夯坑出現(xiàn)傾斜，經(jīng)檢查是由于坑底土質(zhì)不均勻?qū)е碌?，施工人員及時對坑底進(jìn)行了平整處理，然后繼續(xù)進(jìn)行夯擊。間歇時間的確定對于強(qiáng)夯施工也非常重要。夯擊間歇時間應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)和孔隙水壓力消散情況來確定。對于滲透性較好的砂土和碎石土，孔隙水壓力消散較快，間歇時間可以相對較短，一般為1-3天。在某大型儲罐地基強(qiáng)夯施工中，場地地基為砂土，間歇時間確定為2天，經(jīng)過監(jiān)測，孔隙水壓力在2天內(nèi)基本消散完畢，滿足施工要求。而對于滲透性較差的粘性土，孔隙水壓力消散較慢，間歇時間則需要適當(dāng)延長，一般為7-14天。在某工程中，場地地基為粘性土，間歇時間確定為10天，通過孔隙水壓力監(jiān)測，確保在間歇期內(nèi)孔隙水壓力能夠充分消散，保證下一遍夯擊的效果。在間歇期內(nèi)，應(yīng)對場地進(jìn)行必要的維護(hù)，防止雨水浸泡等情況影響地基土體的性質(zhì)。正式強(qiáng)夯施工中的夯擊順序、夯擊過程控制和間歇時間確定等要點，相互關(guān)聯(lián)、相互影響。只有嚴(yán)格按照這些要點進(jìn)行施工，才能確保強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中取得良好的效果，為大型儲罐的安全穩(wěn)定運行提供堅實的地基基礎(chǔ)。4.2.4施工質(zhì)量控制與安全措施施工質(zhì)量控制與安全措施是強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固施工中的重要保障，直接關(guān)系到工程的質(zhì)量、安全和順利進(jìn)行。在質(zhì)量控制指標(biāo)方面，地基承載力是關(guān)鍵指標(biāo)之一。強(qiáng)夯施工后，地基承載力應(yīng)滿足設(shè)計要求。在某大型儲罐地基強(qiáng)夯施工中，設(shè)計要求地基承載力達(dá)到200kPa，通過平板靜載荷試驗對地基承載力進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果顯示地基承載力達(dá)到了220kPa，滿足設(shè)計要求。壓實度也是重要的質(zhì)量控制指標(biāo)，通過對地基土體壓實度的檢測，確保土體的密實度符合要求。在某工程中，采用環(huán)刀法對地基土體的壓實度進(jìn)行檢測，要求壓實度不低于95%，檢測結(jié)果表明壓實度達(dá)到了96%，滿足工程要求。檢測方法的選擇對于保證質(zhì)量控制的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。平板靜載荷試驗是檢測地基承載力的常用方法，通過在地基上施加一定的荷載，測量地基的沉降量，從而計算出地基承載力。在某大型儲罐地基強(qiáng)夯施工質(zhì)量檢測中，按照相關(guān)規(guī)范要求，在場地內(nèi)布置了多個平板靜載荷試驗點，每個試驗點的加載過程嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，通過對試驗數(shù)據(jù)的分析，準(zhǔn)確評估了地基的承載能力。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗可以測定地基土的密實度和強(qiáng)度，在某工程中，通過標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗對地基土的密實度進(jìn)行檢測，為判斷地基的加固效果提供了重要依據(jù)。重型圓錐動力觸探試驗則適用于檢測地基土的力學(xué)性質(zhì)，在某大型儲罐地基強(qiáng)夯施工質(zhì)量檢測中，利用重型圓錐動力觸探試驗對地基土的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行檢測，了解地基土在強(qiáng)夯作用下的變化情況。施工安全保障措施是確保施工順利進(jìn)行的重要前提。在施工現(xiàn)場設(shè)置明顯的安全警示標(biāo)志，提醒施工人員和周圍人員注意安全。在某大型儲罐地基強(qiáng)夯施工現(xiàn)場，在入口處、夯擊區(qū)域等位置設(shè)置了“注意安全”“嚴(yán)禁靠近”等警示標(biāo)志，有效防止了無關(guān)人員進(jìn)入施工區(qū)域。對強(qiáng)夯設(shè)備進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，確保設(shè)備的性能良好，運行安全。在某工程中，施工單位制定了嚴(yán)格的設(shè)備檢查制度，每天施工前對強(qiáng)夯設(shè)備的各個部件進(jìn)行檢查，每周進(jìn)行一次全面維護(hù)，及時發(fā)現(xiàn)并排除設(shè)備故障，保證了強(qiáng)夯施工的安全進(jìn)行。施工人員必須佩戴安全帽、安全帶等個人防護(hù)用品，遵守安全操作規(guī)程。在某大型儲罐地基強(qiáng)夯施工中，施工單位對施工人員進(jìn)行了安全教育培訓(xùn)，要求施工人員在施工過程中必須正確佩戴個人防護(hù)用品，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，杜絕違規(guī)作業(yè)行為。施工質(zhì)量控制與安全措施在強(qiáng)夯法施工中相輔相成。通過嚴(yán)格的質(zhì)量控制指標(biāo)和科學(xué)的檢測方法，能夠保證強(qiáng)夯施工的質(zhì)量；而完善的施工安全保障措施，則為施工人員的生命安全和工程的順利進(jìn)行提供了有力保障。只有同時抓好質(zhì)量控制和安全措施，才能確保強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中取得良好的效果。五、強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中的應(yīng)用案例分析5.1案例一：[具體項目名稱1]5.1.1工程概況[具體項目名稱1]位于[具體地理位置]，該地區(qū)地勢較為平坦，但地質(zhì)條件復(fù)雜。項目規(guī)劃建設(shè)多座大型儲罐，用于儲存石油化工產(chǎn)品，儲罐的設(shè)計容量為[X]立方米，直徑達(dá)[X]米，高度為[X]米，對地基的承載能力和穩(wěn)定性要求極高。場地地層主要由上至下依次為：第一層為素填土，厚度在2-3米之間，主要由建筑垃圾和粘性土組成，結(jié)構(gòu)松散，均勻性差，承載力較低；第二層為粉質(zhì)黏土，厚度約5-7米，呈可塑狀態(tài)，含水量較高，壓縮性中等，抗剪強(qiáng)度一般；第三層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，厚度達(dá)到8-10米，該土層具有高含水量、高壓縮性、低強(qiáng)度和低滲透性的特點，是影響地基穩(wěn)定性的主要土層；第四層為粉砂層，厚度約3-5米，稍密狀態(tài)，透水性較好，但在地震等動力作用下可能發(fā)生液化。場地地下水位較高，一般埋深在1-2米之間，水位變化受季節(jié)性降水和周邊河流補(bǔ)給影響較大。由于地下水位較淺，且下部存在淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土等軟弱土層，給地基處理帶來了較大的挑戰(zhàn)。周邊環(huán)境方面，場地緊鄰交通主干道，施工過程中需要考慮對交通的影響，同時，附近有一些居民區(qū)和工廠，強(qiáng)夯施工產(chǎn)生的振動和噪聲可能會對周邊居民和生產(chǎn)活動造成干擾。5.1.2強(qiáng)夯法設(shè)計與施工過程針對該項目復(fù)雜的地質(zhì)條件和儲罐的荷載要求，設(shè)計采用強(qiáng)夯法對地基進(jìn)行加固處理。在強(qiáng)夯參數(shù)設(shè)計方面，錘重選擇25噸，落距為18米，夯擊能量達(dá)到4500kN?m。夯擊次數(shù)根據(jù)試夯結(jié)果確定為8擊，夯擊間隔時間為7天，以確?？紫端畨毫Τ浞窒?。夯點布置采用正方形網(wǎng)格形式，夯點間距為4米，以保證地基加固的均勻性。為了加速孔隙水的排出，在場地內(nèi)設(shè)置了塑料排水板，排水板間距為1.2米，長度為15米，深入到淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土下部的粉砂層，形成豎向排水通道，結(jié)合砂墊層作為水平排水通道，共同構(gòu)成排水系統(tǒng)。施工過程中，首先進(jìn)行場地平整，清除表層的雜草、垃圾和障礙物，然后按照設(shè)計要求進(jìn)行測量放線，確定夯點位置。在強(qiáng)夯試驗階段，選取了一塊面積為20m×20m的代表性場地進(jìn)行試夯。在試夯過程中，對夯擊能量、夯沉量、孔隙水壓力等參數(shù)進(jìn)行了實時監(jiān)測和記錄。通過對試夯數(shù)據(jù)的分析，驗證了強(qiáng)夯參數(shù)的合理性，并對參數(shù)進(jìn)行了微調(diào)。正式強(qiáng)夯施工時，嚴(yán)格按照設(shè)計的夯擊順序進(jìn)行，先從場地邊緣開始，逐排向中心推進(jìn)。在夯擊過程中，密切關(guān)注夯錘的落距和夯擊能量，確保符合設(shè)計要求。同時，詳細(xì)記錄每個夯點的夯擊次數(shù)和夯沉量。當(dāng)夯沉量達(dá)到設(shè)計要求時，停止夯擊。在施工過程中，還采取了一系列質(zhì)量控制措施，如定期檢查強(qiáng)夯設(shè)備的性能，確保設(shè)備運行正常；對夯點位置進(jìn)行復(fù)核，防止夯點偏移；對砂墊層和排水系統(tǒng)進(jìn)行檢查，保證排水暢通。5.1.3加固效果檢測與評估強(qiáng)夯施工完成后，采用多種檢測方法對地基加固效果進(jìn)行了全面檢測與評估。通過平板靜載荷試驗檢測地基承載力，在場地內(nèi)均勻布置了6個試驗點，每個試驗點的加載過程嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行。試驗結(jié)果表明，地基承載力特征值達(dá)到了200kPa以上，滿足了大型儲罐對地基承載力的設(shè)計要求，相比強(qiáng)夯施工前，地基承載力提高了1.5倍以上。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗用于測定地基土的密實度和強(qiáng)度，在場地內(nèi)不同位置布置了10個試驗孔，每1米進(jìn)行一次標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗。試驗數(shù)據(jù)顯示，地基土的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)明顯增加，表明地基土的密實度和強(qiáng)度得到了顯著提高。在強(qiáng)夯施工前，地基土的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)平均值為8擊，強(qiáng)夯后達(dá)到了15擊以上。重型圓錐動力觸探試驗進(jìn)一步檢測了地基土的力學(xué)性質(zhì)，在場地內(nèi)布置了8個試驗點，通過對試驗結(jié)果的分析，了解了地基土在不同深度的力學(xué)性能變化。結(jié)果表明，強(qiáng)夯后地基土的力學(xué)性質(zhì)得到了明顯改善，有效加固深度達(dá)到了8米以上，滿足了儲罐地基的加固深度要求。通過對強(qiáng)夯前后地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行對比分析，如含水量、孔隙比、壓縮模量等，也驗證了強(qiáng)夯法的加固效果。強(qiáng)夯后，地基土的含水量降低了10%左右，孔隙比減小了0.2，壓縮模量提高了1.2倍，表明地基土的密實度增加，壓縮性降低，承載能力增強(qiáng)。通過以上多種檢測方法的綜合評估，該項目采用強(qiáng)夯法進(jìn)行地基加固取得了良好的效果，地基的承載能力、密實度和穩(wěn)定性得到了顯著提高，滿足了大型儲罐的建設(shè)和使用要求。5.2案例二：[具體項目名稱2]5.2.1工程概況[具體項目名稱2]位于[具體地理位置]，該地區(qū)屬于濱海沖積平原地貌，場地較為開闊。項目規(guī)劃建設(shè)大型原油儲罐，單個儲罐設(shè)計容量為[X]立方米，直徑達(dá)[X]米，高度為[X]米，對地基的承載能力、均勻性和穩(wěn)定性要求極高，以確保儲罐在長期儲存原油過程中的安全運行。場地地層從上至下依次為：第一層為新近堆積的素填土，厚度在1.5-2.5米之間，主要由建筑垃圾、粉土和少量粘性土組成，結(jié)構(gòu)松散，均勻性差，承載力較低，基本承載力特征值僅為80kPa左右；第二層為粉質(zhì)黏土，厚度約4-6米，呈軟塑-可塑狀態(tài)，含水量較高，一般在30%-35%之間，壓縮性中等偏高，抗剪強(qiáng)度較低，內(nèi)摩擦角約為18°-20°；第三層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，厚度達(dá)到10-12米，該土層具有高含水量（一般在40%-50%之間）、高壓縮性（壓縮系數(shù)可達(dá)0.5-0.8MPa?1）、低強(qiáng)度（不排水抗剪強(qiáng)度一般在20-30kPa之間）和低滲透性的特點，是影響地基穩(wěn)定性的關(guān)鍵土層；第四層為中粗砂層，厚度約5-7米，稍密-中密狀態(tài)，透水性較好，但其在地震等動力作用下可能發(fā)生液化。場地地下水位較高，一般埋深在1-1.5米之間，水位變化受季節(jié)性降水和潮汐影響明顯。在雨季和漲潮期，地下水位會顯著上升，對地基處理增加了難度。周邊環(huán)境方面，場地緊鄰城市主干道和一些工業(yè)廠房，施工過程中需要嚴(yán)格控制噪聲和振動，以減少對交通和周邊工業(yè)生產(chǎn)的影響。5.2.2強(qiáng)夯法設(shè)計與施工過程針對該項目復(fù)雜的地質(zhì)條件和儲罐的特殊要求，設(shè)計采用強(qiáng)夯法結(jié)合排水固結(jié)法對地基進(jìn)行綜合加固處理。在強(qiáng)夯參數(shù)設(shè)計上，錘重確定為30噸，落距為20米，夯擊能量達(dá)到6000kN?m。夯擊次數(shù)通過試夯確定為10擊，夯擊間隔時間為10天，以確?？紫端畨毫Τ浞窒ⅰ：稽c布置采用梅花形網(wǎng)格形式，夯點間距為4.5米，以保證地基加固的均勻性。為了加速孔隙水的排出，在場地內(nèi)設(shè)置了塑料排水板，排水板間距為1.0米，長度為18米，深入到淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土下部的中粗砂層，形成豎向排水通道，同時在場地表面鋪設(shè)0.8米厚的砂墊層作為水平排水通道，共同構(gòu)成完善的排水系統(tǒng)。施工過程中，首先進(jìn)行場地平整，清除表層的雜草、垃圾和障礙物，并對場地進(jìn)行初步壓實。然后按照設(shè)計要求進(jìn)行測量放線，確定夯點位置。在強(qiáng)夯試驗階段，選取了一塊面積為30m×30m的代表性場地進(jìn)行試夯。在試夯過程中，對夯擊能量、夯沉量、孔隙水壓力、地面隆起量等參數(shù)進(jìn)行了實時監(jiān)測和記錄。通過對試夯數(shù)據(jù)的分析，驗證了強(qiáng)夯參數(shù)的合理性，并對參數(shù)進(jìn)行了微調(diào)。正式強(qiáng)夯施工時，嚴(yán)格按照設(shè)計的夯擊順序進(jìn)行，先從場地邊緣開始，逐排向中心推進(jìn)。在夯擊過程中，密切關(guān)注夯錘的落距和夯擊能量，確保符合設(shè)計要求。同時，詳細(xì)記錄每個夯點的夯擊次數(shù)和夯沉量。當(dāng)夯沉量達(dá)到設(shè)計要求時，停止夯擊。在施工過程中，還采取了一系列質(zhì)量控制措施，如定期檢查強(qiáng)夯設(shè)備的性能，確保設(shè)備運行正常；對夯點位置進(jìn)行復(fù)核，防止夯點偏移；對砂墊層和排水系統(tǒng)進(jìn)行檢查，保證排水暢通。5.2.3加固效果檢測與評估強(qiáng)夯施工完成后，采用多種檢測方法對地基加固效果進(jìn)行了全面檢測與評估。通過平板靜載荷試驗檢測地基承載力，在場地內(nèi)均勻布置了8個試驗點，每個試驗點的加載過程嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行。試驗結(jié)果表明，地基承載力特征值達(dá)到了250kPa以上，滿足了大型儲罐對地基承載力的設(shè)計要求，相比強(qiáng)夯施工前，地基承載力提高了2倍以上。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗用于測定地基土的密實度和強(qiáng)度，在場地內(nèi)不同位置布置了12個試驗孔，每1米進(jìn)行一次標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗。試驗數(shù)據(jù)顯示，地基土的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)明顯增加，表明地基土的密實度和強(qiáng)度得到了顯著提高。在強(qiáng)夯施工前，地基土的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)平均值為7擊，強(qiáng)夯后達(dá)到了18擊以上。重型圓錐動力觸探試驗進(jìn)一步檢測了地基土的力學(xué)性質(zhì)，在場地內(nèi)布置了10個試驗點，通過對試驗結(jié)果的分析，了解了地基土在不同深度的力學(xué)性能變化。結(jié)果表明，強(qiáng)夯后地基土的力學(xué)性質(zhì)得到了明顯改善，有效加固深度達(dá)到了10米以上，滿足了儲罐地基的加固深度要求。通過對強(qiáng)夯前后地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行對比分析，如含水量、孔隙比、壓縮模量等，也驗證了強(qiáng)夯法的加固效果。強(qiáng)夯后，地基土的含水量降低了15%左右，孔隙比減小了0.3，壓縮模量提高了1.5倍，表明地基土的密實度增加，壓縮性降低，承載能力增強(qiáng)。通過以上多種檢測方法的綜合評估，該項目采用強(qiáng)夯法結(jié)合排水固結(jié)法進(jìn)行地基加固取得了良好的效果，地基的承載能力、密實度和穩(wěn)定性得到了顯著提高，滿足了大型儲罐的建設(shè)和使用要求。5.3案例對比與經(jīng)驗總結(jié)通過對[具體項目名稱1]和[具體項目名稱2]兩個案例的深入分析，可以清晰地看到它們在多個方面存在異同，這些異同點為強(qiáng)夯法在大型儲罐地基加固中的應(yīng)用提供了寶貴的經(jīng)驗和重要的注意事項。在地質(zhì)條件方面，兩個案例存在一定差異。[具體項目名稱1]場地地層由素填土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土和粉砂層組成，地下水位較高，一般埋深在1-2米之間。[具體項目名稱2]場地地層依次為素填土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土和中粗砂層，地下水位一般埋深在1-1.5米之間，且受潮汐影響明顯。雖然都存在軟弱土層和較高地下水位，但土層分布和特性略有不同。在強(qiáng)夯參數(shù)設(shè)計上，[具體項目名稱1]錘重25噸，落距18米，夯擊能量4500kN?m，夯擊次數(shù)8擊，夯點間距4米。[具體項目名稱2]錘重30噸，落距20米，夯擊能量6000kN?m，夯擊次數(shù)10擊，夯點間距4.5米。由于地質(zhì)條件和儲罐荷載要求的差異，導(dǎo)致強(qiáng)夯參數(shù)有所不同。在加固效果上，兩個案例都取得了良好的成果。[具體項目名稱1]地基承載力特征值達(dá)到200kPa以上，相比強(qiáng)夯前提高了1.5倍以上；[具體項目名稱2]地基承載力特征值達(dá)到250kPa以上，相比強(qiáng)夯前提高了2倍以上。但加固效果的提升幅度因地質(zhì)條件和強(qiáng)夯參數(shù)的不同而有所區(qū)別。從這兩個案例中可以總結(jié)出以下應(yīng)用經(jīng)驗。在地質(zhì)條件復(fù)雜的情況下，準(zhǔn)確的地質(zhì)勘察至關(guān)重要。通過詳細(xì)的地質(zhì)勘察，了解場地地層結(jié)構(gòu)、土體物理力學(xué)性質(zhì)、地下水位及其變化規(guī)律等信息，為強(qiáng)夯法的設(shè)計和施工提供可靠依據(jù)。在[具體項目名稱1]和[具體項目名稱2]中，正是通過全面的地質(zhì)勘察，才能夠針對性地設(shè)計強(qiáng)夯參數(shù)和施工方案。強(qiáng)夯參數(shù)的合理確定是保證加固效果的關(guān)鍵。應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、儲罐荷載要求等因素，通過試夯等手段確定合適的錘重、落距、夯擊次數(shù)、夯擊間隔時間和夯點間距等參數(shù)。在兩個案例中，都通過試夯對強(qiáng)夯參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，確保了加固效果。完善的排水系統(tǒng)對于強(qiáng)夯法的應(yīng)用非常重要。設(shè)置有效的豎向排水體（如塑料排水板）和水平排水體（如砂墊層），能夠加速孔隙水的排出，提高強(qiáng)夯加固效果。在[具體項目名稱1]和[具體項目名稱2]中，都設(shè)置了排水系統(tǒng)，有效促進(jìn)了孔隙水的消散，提高了地基的穩(wěn)定性。在強(qiáng)夯法應(yīng)用過程中也有諸多注意事項。施工過程中的質(zhì)量控制不容忽視。要嚴(yán)格控制夯錘的落距和夯擊能量，確保符合設(shè)計要求；詳細(xì)記錄每個夯點的夯擊次數(shù)和夯沉量，當(dāng)夯沉量達(dá)到設(shè)計要求時，停止夯擊。在兩個案例中，都采取了嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施，保證了強(qiáng)夯施工的質(zhì)量。對周邊環(huán)境的影響要充分考慮。強(qiáng)夯施工產(chǎn)生的振動和噪聲可能會對周邊建筑物、居民和交通等造成影響，應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。在[具體項目名稱1]和[具體項目名稱2]中，由于場地周邊存在居民區(qū)、工廠和交通主干道，都采取了設(shè)置隔振溝、調(diào)整施工時間等措施，減少了對周邊環(huán)境的影響。施工安全措施必須到位。施工現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置明顯的安全警示標(biāo)志，對強(qiáng)夯設(shè)備進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，施工人員必須佩戴個人防護(hù)用品，遵守安全操作規(guī)程。在兩個案例中，都高度重視施工安全，確保了施工過程中人員和設(shè)備的安全。通過對兩個案例的對比分析，為強(qiáng)夯法在不同地質(zhì)條件和工程規(guī)模下的應(yīng)用提供了有益的參考，有助于在實際工程中更好地應(yīng)用強(qiáng)夯法進(jìn)行大型儲罐地基加固。六、強(qiáng)夯法加固大型儲罐地基效果評估6.1效果評估指標(biāo)與方法強(qiáng)夯法加固大型儲罐地基的效果評估，涉及多個關(guān)鍵指標(biāo)與多種檢測方法，這些指標(biāo)和方法相互關(guān)聯(lián)，共同為評估強(qiáng)夯加固效果提供全面、準(zhǔn)確的依據(jù)。地基承載力是評估強(qiáng)夯加固效果的核心指標(biāo)之一，它直接關(guān)系到大型儲罐在使用過程中的穩(wěn)定性和安全性。靜載荷試驗是檢測地基承載力的常用方法，通過在地基上逐級施加豎向荷載，觀測地基在各級荷載作用下的沉降情況。在某大型儲罐地基強(qiáng)夯加固工程中，采用平板靜載荷試驗，在場地內(nèi)均勻布置了5個試驗點，每個試驗點的加載過程嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行。通過對試驗數(shù)據(jù)的分析，得到地基承載力特征值，與強(qiáng)夯施工前相比，承載力顯著提高，滿足了儲罐對地基承載力的設(shè)計要求。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗也可用于估算地基承載力，通過測定標(biāo)準(zhǔn)貫入器貫入地基土中的錘擊數(shù)，結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗公式，推算出地基土的承載力