原油储库地基强夯处理参数的确定及控制

周先锋1，於庆丰2

（1.中国石化管道储运公司，江苏徐州 221008；2.石油化工工程质量监督站管道分站，江苏徐州 221008）

0 引言

山东日照原油商业储备基地工程位于日照岚山北港区的西北侧，库区绝大部分场地为填海造地所形成。

拟建的储油罐组由10万m3储油罐组成。单座10万m3储油罐的直径为80 m，设计罐壁由9圈壁板组成，下部6圈壁板材料为高强度钢板，上部3圈壁板材料为Q345R和Q235-B。罐壁厚度从下到上依次为 32、 27、 21.5、 18.5、 15、 12、 12、12、12 mm。单罐总质量为1 909.68 t，按照原油密度0.89 g/cm3计算，满罐后原油质量为8.9万t。储罐对地基基础的要求主要有如下4个方面：

（1）地基土要有足够的强度。罐底面积大，储油后荷重较大，罐底钢板不能承受弯曲应力，要求地基提供与罐底应力相适应的地基反力。

（2）基础沉降应满足罐底变形要求。由于储油后罐中心沉降大于罐底边缘沉降，因此，罐底中心与边缘沉降差必须控制在罐底结构允许变形的范围内，防止罐体结构破坏和锅底现象的发生，规范规定基础沉降基本稳定后的圆锥面坡度不小于8‰。

（3）油罐对沉降要求。油罐与其他构筑物相比，可承受较大的沉降量，当地基有较大的沉降时可预抬高基础，通过充水预压达到设计标高，但油罐建成投入使用后，为避免管路系统联接发生破坏，所以不能有过大的沉降。

（4）不均匀沉降要求。油罐对不均匀沉降要求较严格，SH/T 3068-2007《石油化工钢储罐地基与基础设计规范》中规定：对浮顶罐，沿罐壁圆周方向任意10 m弧长内的沉降差应不大于25 mm；平面倾斜 （任意直径方向）的沉降差允许值为0.003 5 Dt（Dt为储罐底圈内直径），即沉降差允许值为280 mm。

为此，决定采用强夯法处理该储罐基础，以提高其强度及压实度，减少不均匀沉降。

1 工程地质条件与力学性质

根据场地地质报告，钻探揭露深度范围内地层划分为6层，自上而下为：

①层素填土，杂色，以黏性土、中粗砂为主。

②层中粗砂，浅黄色，局部为灰黄色，含贝壳碎片及云母。

③层砂质黏性土，褐黄～黄褐色，含砂量较高，可塑～硬塑，残积成因。

④层全风化花岗片麻岩，褐黄色或灰绿色，除石英外大部分矿物已风化成土状，散体状～土状结构。

⑤层强风化花岗片麻岩，灰绿色～青灰色～浅肉红色，风化强烈，岩心呈砂粒状及碎块状，原岩结构较清晰。

⑥层中～微风化花岗片麻岩，青灰色～浅肉红色，岩石致密，岩体完整性属破碎～较完整，岩体基本质量等级为III～V类，该层均有分布。

各土层承载力特征值fa及压缩模量Es见表1。

表1 各土层承载力特征值fa及压缩模量Es

2 强夯技术参数的确定与施工方案

根据场地的地质特点、项目情况的不同将场地划分为4个区域进行不同能级的强夯试验，由试验结果经8次专家方案论证确定，罐组一至四、六和八共24台储罐及附属地基采用高能级强夯进行地基处理，根据场地基岩埋深情况和不同能级强夯的有效加固深度，各罐组的具体处理方案如下：

（1）罐组一、二基岩埋深平均约6 m，采用6 000 kN·m能级强夯进行地基处理。

（2）罐组三、四基岩埋深平均约10.5 m，采用12 000 kN·m能级强夯进行地基处理，局部采用15 000 kN·m能级。

（3）罐组六、八基岩埋深平均约13.5 m，采用15 000 kN·m能级强夯进行地基处理，局部采用井点降水措施并对强夯参数进行优化。

（4）管墩、建 （构）筑物基础采用6 000 kN·m能级强夯进行地基处理，形成基础持力层。

具体控制参数见表2、表3，各能级夯点布置及强夯顺序见图1、图2、图3。

表2 各能级强夯施工验收数据

3 强夯施工过程的质量控制

（1）夯前按照12 m×12 m场地设置监测网，对夯锤质量进行称量 （允许偏差±100 kg），强夯中检查落距 （允许偏差±300 mm），确保单击夯击能量符合设计要求。

表3 强夯过程中控制参数

图1 6 000 kN·m能级强夯夯点布置

（2）在每一遍夯击前，应对夯点 （允许偏差±50 mm）放线进行复核，夯完后检查夯坑位置。

（3）按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量。

（4）强夯施工完成后，依据相关的规范进行重型动力触探检测、标准贯入检测、平板载荷试验、瑞雷波检测、钻孔检测等。夯后与夯前的各项测试结果表明，强夯有效加固深度为6～10 m，强夯影响深度约10～14 m，总体上夯后土层密实度提高50%左右，夯后土层的承载力及密实度均能够满足设计要求。

4 结束语

山东日照原油储库地基强夯施工实践表明，强夯施工机具简单，主要为履带式起重机，辅以龙门架等；地基经强夯处理后，可明显提高地基承载力，增加场地均匀性；回填所用材料易得，可有效降低工程造价，缩短工期。

[1]尹斌斌.强夯置换法在沿海填土地基加固中的应用 [J].石油工程建设，2007，33（4）：19-21.