LNG罐区抛石层桩基施工技术研究

毛 江 涛

(中海油石化工程有限公司,山东 济南 250101)

1 工程概况

某东南临海LNG接收站二期扩建项目，主体工程包括2座LNG储罐及相邻配套设施等，其中部分场地位于填海区，1座储罐位于防浪堤之外，之间相互连接的管廊基础需穿过防浪堤与储罐相连。根据详细勘察报告显示：拟建场地在勘查深度范围内地基处主要由冲填土、素填土、淤泥、粉质粘土、残积砂质粘性土、全风化花岗岩、砂土状强风化花岗岩、碎块状强风化花岗岩、中风化花岗岩组成。其中，中风化花岗岩在场地内分布广泛，埋深普遍较大，厚度大，均匀性较好，力学强度高，工程地质性能良好，可作为桩基持力层及桩端下卧层。但基岩分布不均匀，场地内坡度较大，部分地区有断层的出现。

如上所言，由于LNG储罐、重要建筑物、大型设备基础及管廊基础对地基的沉降要求较为严格，因此本项目初步设计时拟定采用钢筋混凝土灌注桩基础，桩径选用800 mm，桩身混凝土强度等级C50，抗渗等级P6，桩钢筋添加阻锈剂防锈，设计桩长分布在12 m～30 m范围。

2 桩基施工难点

2.1 地质状况复杂

在桩基施工时，发现跨越防浪堤管廊基础地处素填土层区域，成分主要为中风化花岗岩抛石组成，含量在70%～90%之间，其中碎石含量约为20%～30%，碎石粒经约为5 cm～18 cm，块石约占40%～70%，碎粒径多为200 mm～600 mm，部分粒经为600 mm～900 mm，抛石层间隙大、欠固结、堆积时间较短，因此在桩基施工时易造成缩径、塌孔、孔斜、卡钻、埋钻等工程事故。

2.2 防浪堤影响桩架

部分跨越防浪堤管廊桩基与现有防浪堤距离较近，桩中心与现有防浪堤墙距离仅1 m，桩基成孔设备没有施工位置，而且防浪堤拆除困难，甚至不能完全拆除，影响到桩架站位。

2.3 临海侧地下水位与海水相通

由于储罐区距离海水比较近，潜水水位与海水水位有密切的联系，在桩基冲孔过程中，护壁的泥浆极易被地下水稀释，造成塌孔。在桩基混凝土浇筑过程中，由于水位连通，混凝土泥浆易流失，对桩身质量造成影响。因此需要在桩基成孔、灌注过程中采取措施控制护壁泥浆和水泥浆流失，保证成桩质量。

3 设计技术方案

依据详勘报告中给出的场地地质情况，结合现场实测结果及业主前期资料数据，设计人员在综合考虑的情况下，通过调整管道应力分析参数，控制主管支架点、弯头等位置，达到调整管廊柱距及分布，使处于影响区域内的管廊基础数量降到最低。

与此同时考虑到罐区北侧管廊工艺管线包括：卸料管(38寸)、BOG总管(24寸)、外输总管(12寸)等，在接收站的运行中，其作用非常重要，管道的安全性对接收站运行，影响巨大，因此在结构设计时，决定采用大尺寸桩基，即桩径由初步设计的800 mm调整为1 200 mm。

4 施工技术措施

考虑到冲孔灌注桩成孔的特殊性和人工抛石层地质的不可预见性，要求在冲孔过程中根据每个桩孔的不同地质情况采取相应的处理措施。

1)在防浪堤外侧，抛石层厚度较小时，可在护壁泥浆中加入适量的强风化碎石，在泥浆反循环时对孔壁进行挤压，形成一层防护膜，有效避免塌孔等事故。在靠近防浪堤侧，抛石层厚度较大时，可以适当加大钢护筒长度，本工程则采用6 m长护筒进行护壁，待钻进一定深度后，改变泥浆比重或者加入适量强风化碎石，进行下部冲孔。

2)控制清孔质量，预先将桩孔下部沉渣打捞干净，采用机械清孔设备反复循环清孔后，尽快将钢筋笼下放至底部，避免出现二次沉渣现象。

3)为避免塌孔，应在钻孔过程中密切注意钢护筒的跟进速度，把握好护筒下端与孔底的间距，不宜过大，应控制在有效范围以内。

4)在桩基体灌注时应保证现场备有足够的空隙填充料和泥浆等，一旦发现泥浆泄露，应尽快使用填充物填塞，对漏浆部位进行填充封堵。

5 结论及建议

本项目处于抛石区桩数累计68根，部分桩基钻孔时出现漏浆现象，施工采用现场粒径较小的块石和部分海砂进行堵浆措施，有效的对漏浆现象进行了保护。本工程桩基大应变6根，同时进行抽检小应变检测，检测结果全部满足相关规范条款要求。

虽然冲孔灌注桩可以适用于多种不同地质情况的场地，但由于项目不同，对桩基成孔质量的影响因素较多，即使同一片场地也存在地质条件不同导致桩基施工方案不同。因此在LNG罐区抛石层地基进行灌注桩施工时，应预先探明场地抛石层和地下水等地质情况，有针对性的采取防御措施，保证桩基成孔、灌注的顺利进行。本文所述方案可为今后类似项目的地基处理提供有效的借鉴意义。

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