维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年４月 Ｎｏ．２ 港工技术 ・ ４３ ・ 大型储罐振冲碎石桩复合地基设计 黄志刚 （中国纺 正业设计院，北京１０００３７） 摘要：重点介绍仪征化纤股份有限公司ＰＸ储罐振冲碎石桩复合地基设计。 关键词：储罐；振冲碎石桩；复合地基；承载力；沉降 中图分类号：ＴＵ４７２．３５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—９５９２（２００７）０２—００４３—０２ Ｔｈｅ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｇｒｏｕｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ａ Ｌａｒｇｅ Ｌｉｑｕｉｄ Ｔａｎｋ Ｗｉｔｈ Ｖｉｂｒｏ—ｓｔｏｎｅ Ｃｏｌｕｍｎ ＨＵＡＮＧ Ｚｈｉ—ｇａｎｇ （Ｃｈｉｎａ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００３７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｇｒｏｕｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＰＸ ｌｉｑｕｉｄ ｔａｎｋ ｗｉｔｈ ｖｉｂｒｏ—ｓｔｏｎｅ ｃｏｌｕｍｎ ｆｏｒ ＹＩＺＨＥＮＧ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｆｉｂｒｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｉｑｕｉｄ ｔａｎｋ；ｖｉｂｒｏ—ｓｔｏｎｅ ｃｏｌｕｍｎ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｇｒｏｕｎｄ；ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ；ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ １工程概述 仪征化纤股份有限公司化工厂ＰＴＡ装置改扩 建工程，需在码头中间罐区扩建１个５ ０００ ｍ。ＰＸ储 罐，拟建场地地形平坦，场地属长江漫滩地地貌，场 地内所揭露土层上部为新近沉积的软土（Ｑ ），下部 为老粘性土（Ｑ 一。）和砂卵石层（Ｑ ）。场地抗震设防 烈度为７度。 粉质粘土属高压缩性土，厚度约１．３ ｍ；③层粉土属 中等偏高的压缩性土，厚度约２．０ ｍ；④层粉质粘土 属高压缩性土，厚度约２．０ ｍ；⑤层粉质粘土属中等 偏高的压缩性土，厚度约１．８ ｍ；⑥层粉质粘土属中 压缩性土，厚度约１４．５ ｍ；⑦层属低压缩性土。③ 层粉土在７度地震烈度作用下，不会发生液化。该 场地上部土层较为软弱。 根据仪化集团公司设计院提供的岩土工程勘测 报告，储罐所在位置地基土的承载力标准值及压缩 模量值见表１。 表１地基土承载力标准值及压缩模量 地层 编号 岩性 ＰＸ储罐内径２１ ｍ，充液高度１６ ｍ，自重加上 所储液体总重５６ ０００ ｋＮ，且储罐为内浮顶罐，对不 均匀沉降比较敏感，经过对②、③、④、⑤层作为持力 层进行软弱下卧层强度和沉降验算，采用天然地基 满足不了基础设计要求，必须对地基进行处理。 综合给定 压缩模量 极限侧阻 极限端阻力 的承载力标 Ｅ力标准值 标准值 准值，ｋ／ｋＰａ ｝ＭＰａ ｑ ／ｋＰａ ｑ＊／ｋＰａ ，２地基处理方案选择 根据地基土层的特点，在进行储罐基础设计时， 其地基处理可采取下述几种方案。 ２．１充水预压 ② ③ 粉质粘土 粉土 １Ｏ０ １Ｏ０ ３．５ ５．０ ５２ ５５ ④ ⑤ ⑥ 粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土 ８Ｏ １４Ｏ ２６０ ３００ ３．０ ５．５ ｌ１．０ １６．２５ ６２ ８５ １５Ｏ １ ２００ ２ ０００ 储罐基础施工完后，对储罐进行充水预压。每 次充水高度为储罐高度的１／３，早晚各测１次沉降， 待沉降速率不大于５～１０ ｍｍ／ｄ时，进行下一次充 水，直至满罐；待第３次沉降速率达到上述要求后， 即可放空。间隔２个月左右，再进行第２轮充水预 压。 ⑦ 卵石夹中粗 砂粉质粘土 ０ 地下水在②层粉质粘土之上，属潜水型。②层 收稿日期：２００６—０４—１３ 作者简介：黄志刚（１９６４一），男，教授级高级工程师，一级注册结构工 程师，院结构总工程师，从事技术审定和技术管理工作。 维普资讯 http://www.cqvip.com ・ ４４ ・ 港 工技术 ２００７年４月 Ｎｏ．２ 采用此方法，经济可行，不须对地基进行其他处 理，但时间须３～６个月 ２．２复合地基 采用较为经济的水泥粉煤灰碎石桩（ＣＦＧ桩） 施工实践经验时，可直接施工工程桩，否则应进行现 场制桩试验。复合地基的承载力标准值应按现场复 合地基载荷试验确定。 本工程振冲碎石桩由中国化学工程南京岩土工 程公司施工。振冲碎石桩施工结束后２Ｏ～３０ ｄ，委 托江苏省工程勘测研究院进行单桩复合地基载荷试 验。共进行３组，所测桩位分别为５９ 桩、１３２ 桩、 或振冲碎石桩（或其他复合地基处理方案），使处理 后的复合地基承载力＾＝１８０ ｋＰａ。 采用复合地基方案，施工速度较快，但需对地基 进行处理，较充水预压方案要增加一定的费用。 ２．３钻孔灌注桩 此方案也是仪化集团设计院在岩土工程勘测报 告中建议的地基处理方案。采用钢筋混凝土钻孔灌 注桩支承钢筋混凝土圆形大承台，承台上放置储罐。 采用钻孔灌注桩方案，费用较高。 综上所述，若时间许可，宜采用充水预压方案； 否则，可采用复合地基方案。经与建设单位协商，最 后采用了复合地基一振冲碎石桩进行地基处理。 ３振冲碎石桩复合地基设计 振冲碎石桩复合地基处理范围采用满堂处理， 且在基础外缘扩大１＂－２排桩，桩位布置采用等边三 角形布置，桩间距取１．５ ｍ，桩的直径取０．８ ｒｎ，桩 顶部铺设一层０．３ ｒｎ厚的碎石垫层，桩长为６．０～ ８．０ ｒｎ，且桩端须进入⑥层粉质粘土０．２－－￣０．３ ｒｎ，处 理后的复合地基承载力 ＝＝＝１８０ ｋＰａ。桩位布置情 况详见图１，桩体情况见图２。 图１桩位布置图 图２桩详图 振冲碎石桩施工时，基础范围内的杂填土应全 部挖除干净，振冲碎石桩的碎石垫层施工完后，再用 素土回填，素土垫层应严格分层碾压密实，其压实系 数不得小于０．９５。应严格控制桩体材料碎石的含 泥量，碎石的粒径为２０￣５０ ｍｍ。 施工应严格按《建筑地基处理技术规范》 （ＪＧＪ７９—９１）规定进行。当施工单位具有在本地区的 １７６ 桩（图１的“●”桩，由建设单位确定）。 单桩复合地基载荷试验结果见表２。 表２静载荷试验成果表 试验结果 施工 试验 桩号 桩长 桩长 试验终 止荷载 累计沉 承载力试 承载力标 复合地基 复合地基 ／ｋＰａ 降／ｍｍ 验值／ｋＰａ 准值／ｋＰａ 荆 ５９＃（北） ８．５ ７．７ ２７１．４０ １１６．８７ １６０ １７６ （南） ８．７ ７．７ ３５８．３０ ９９．３５ １８２ １８２．７ １３２ （东） ８．９ ８．１ ３１４．２９ １１５．５４ ２０６ 注：①继续加荷，沉降迅速增大，压力稳定不住，试验终止。 ②试验桩开挖深度：自然地面下０．８ ｍ～１．０ ｍ。 从表２试验结果可以看出，此工程振冲碎石桩 复合地基达到设计要求，取得了预期效果。 ４其他措施 由于本工程的ＰＸ储罐为内浮顶罐，另根据振 冲碎石桩复合地基处理的实际情况，决定Ｐｘ储罐 基础设计成钢筋混凝土环墙式基础。为了使储罐投 入使用后正常运行，储罐建成后应进行充水试压，充 水试压应按规定采用分级加荷，每次注水量为总量 的１／３，并控制沉降速率。生产装料时，亦应遵照此 分级加荷的规定进行。与储罐相接之管道还应采取 可调整管道标高的连接方法，保证生产过程中的及 时调整。 为了掌握储罐建成投入使用后的沉降发展情 况，在储罐基础边缘每隔４５。对称设置了８个沉降观 测点，并要求分阶段作好沉降观测，以便发现异常时 及时研究处理措施。沉降观测结果详见表３。 表３沉降观测结果表 ｔ点号 １ ２ ＿ ３ ●４ ５ － ６Ｌ ７ ８ ｌ沉降量／ｍｍ １４ １１ １３ １１ １０ １１ １１ １２ 从表３可以看出，ＰＸ储罐投入使用半年多，运 行情况正常，完全满足《石油化工企业钢储罐地基与 基础设计规范》（ＳＨ３０６８—９５）对地基变形的要求。 本设计得到中国纺织工业设计院结构专业总工 程师李明敬同志的指导和帮助，在此表示感谢！
