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大型储罐振冲碎石桩复合地基设计

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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! 

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