复合载体夯扩桩在大型油罐基础工程中的应用.doc

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1、复合载体夯扩桩在大型油罐基础工程中的应用简介： 介绍了一个复合载体夯扩桩加固大型油罐地基的工程实例，并提供了其设计与施工中的一些经验，可供类似工程参考。 关键字：复合载体夯扩桩 油罐基础 填充料 沉降 相关站中站： 加固螺栓锚固 1 工程概况某公司在辽宁省兴建3个100003大型储油罐。罐体直径28m，罐高17.8m，为圆柱形拱顶钢结构，自重180t，在满负荷工作状态下总重10320t。上部结构设计要求地基承载力标准值大于230 KPa。油罐基础采用450mm厚钢筋砼环墙，总高1.5m，地面以上1.0m，承台厚700mm。按石油化工企业钢储罐地基与基础设计规范要求100003钢质储油罐的任意直

2、径方向允许沉降差不大于0.010(是油罐直径),环墙相邻点沉降差不大于2.5 ,沉降稳定后油罐底板反拱坡度不小于8。根据勘察报告提供的地质资料见表1所示。表1场地土层物理力学性质指标土层编号土层名称层底埋深(m)压缩模量 (MPa)地基承载力标准值（kPa）人工填土0.3000.500-粉质粘土2.0003.5005.0120粉质粘土6.3007.3005.0140中细砂9.30011.00016.0160粉质粘土12.80014.5006.0150粘土17.00019.0008.0180粉质粘土22.50022.8006.0175粘土26.40027.20010.0200粉质粘土29.850

3、(未揭穿)7.5待添加的隐藏文字内容2190地下水埋深9.0m，地下水主要受农田灌溉和大气降水的影响，经水质分析，地下水对钢筋混凝土无腐蚀性。从表1可以看出油罐基础以下的粉质粘土、中细砂的地基承载力均不能满足上部结构设计要求地基承载力，因此需要进行加固处理，以满足对地基承载力和变形的要求。根据当地情况、技术标准、经济造价、工期和施工可行性等几个方面因素进行综合方案对比分析,本工程最后采用复合载体夯扩桩复合地基。2 单桩承载力的确定2.1 参数确定根据结构设计条件及工程地质剖面，桩端位于粉质粘土层，持力层为中细砂层，fak=160kPa。桩底扩大头进入第层500。桩的入土深度约5.0m，计算深度

4、D=5.0+1.2=6.2m，桩径400mm，桩身砼C30，主筋612，箍筋6300。复合载体夯扩桩详图见图1。2.2单桩竖向承载力特征值估算根据复合载体夯扩桩设计规程JGJ/T135-2001，由公式4.2.2：桩周摩擦阻力不计，则式中：，被加固土层为粉质粘土层，由其液性指标查表4.2.2，取三击贯入度20cm，并根据当地实际经验取。则：桩身强度：取，确定桩数时取。2.3布桩及确定桩的数量根据工艺专业提供的油罐在满负荷工作状态下总重103200kN。承台、环墙自重和承台上土总重标准值。桩顶总荷载标准值为131073kN。依据前面确定的单桩承载力特征值1020 kN。所以每个油罐的桩数为根。根

5、据复合载体夯扩桩设计规程（JGJ/T135-2001）的3.0.3条，桩的中心距要求桩间距不宜小于1.62.0m,所以本工程取桩间距为2.22.5m。实际每个油罐布桩131根，油罐桩位布置图见图2。2.4等代实体深基础承载力验算根据复合载体夯扩桩设计规程（JGJ/T135-2001）的4.2.3条，对于多于9根的单独基础和满堂布置，应进行等待实体深基础承载力的验算。根据公式4.2.3-1，4.2.3-2计算如下：p持力层顶面附加压力；F桩顶竖向荷载标准值，F103200kN；G承台、环墙自重和承台上土总重标准值G27873k；承台底处桩的外缘起算基础的长度(m)，；承台底处桩的外缘起算基础的宽

6、度(m)，；等效计算距离，取0.6m；桩侧第i层土的侧阻力特征值，取其为25kPa；复合载体顶面以上至承台底范围内土的加权平均重度，取。复合载体持力层承载力特征值的确定：fak：地基承载力特征值fak160kPa；和均取；b：等待实体宽度，b=18.4m6m，取b=6m；d：基础等待实体深度，d=6.2m； ：相应于宽度和埋深的承载力修正系数，中细砂层；,，故， 满足要求。3 单桩竖向静载荷试验复合载体夯扩桩设计规程（JGJ/T135-2001）规定采用现场静载试验确定单桩竖向极限承载力标准值时，在同一条件下的试桩数量不宜少于总桩数的1%,且不应少于3根。本工程总桩数393根，所以选取4根桩进

7、行静载荷试验。单桩竖向静载荷试验根据国家规范要求进行。试验测得单桩竖向极限承载力标准值为2400KN，最终沉降量23mm，均满足设计要求。Q-S曲线呈缓坡型，无明显拐点，这说明三根桩还处于弹性工作状态。卸载后，回弹率在3040%左右（约8mm），试验结果比较理想。静载荷试验的Q-S曲线如图3所示。可见最终确定单桩承载力特征值为1020 kN是恰当的。4 施工工艺及注意事项复合载体夯扩桩是恰当地利用了土的可压缩性和约束机理，在大能量的冲击力作用下，不断对原有土体进行填料夯击。该部分土体被挤密后，形成一直径达23m，高度达34m的扩大头。随着能量不断的累积，原有土体的被挤密，从而土体承载能力得到大

8、幅提高。复合载体夯扩桩的施工工艺流程为：提升细长锤夯击成孔 护筒下沉到设计标高 锤击出护筒底 向孔内投料 夯击块状建筑垃圾 夯击干硬性混凝土 反复夯实挤密 实测最终三击贯入度 桩端载体形成 放置钢筋笼 灌注混凝土 成桩。复合载体夯扩桩的质量控制，施工很关键。下面是施工过程中应注意的几个问题。4.1 合理安排成桩顺序结合油罐地基的变形特点（自圆心沿径向逐渐减少的渐变沉降），成桩顺序应自圆心沿径向、逐圈、对称。这样可以均匀地向四周挤土。4.2 填料量及三击贯入度双控本工程桩端位于层粉质粘土中，依据室内土工试验测得的各土层常规物理力学性能指标，计算出每根复合载体夯扩桩填料量约为0.44 m3。施工后

9、，对总桩数的平均填料量核算为0.49m3。施工过程中，根据填料量及三击贯入度控制，桩长控制在2.53.1m之间，以适应持力层的变化。4.3 桩端质量控制桩身与扩大头连接处容易发生缩颈、离析等现象，上部荷载传递效果递减。施工时，桩端先灌注1米左右砼，拨管0.5m，再用振动棒振实，能够基本上消除上述质量隐患。5 沉降观测油罐罐体安装完毕后，采用连续加水，达到设计液面后以稳压的方式试水，每个油罐环墙布置了12个沉降观测点，试水期间进行了观测。地基沉降均匀，最大沉降只有32mm，平均沉降量21mm，相邻观测点沉降差只有7.0mm，均满足规范要求。6 结论1复合载体夯扩桩具有的主要优势：单桩承载能力大幅

10、提高；基础沉降小；质量易控制；施工工期缩短、环保；节省投资。2夯扩桩对作为桩端持力层土质的密实度、液限指标等有较严格要求，因而岩土工程勘察资料应详细、准确，勘探点的间距应适当减小。详细提供持力层的埋深及各土层物理性质指标，以便确定桩长和施工参数。3复合载体夯扩桩填料量是决定承载力及施工质量的关键。在施工过程中，应通过标贯、静力触探等原位测试手段，对各种地层的填料总量进行效果检验、积累数据，以总结土层压缩性指标与填料量之间的关系。4从本工程油罐地基基础处理的工程实例可以看出，复合载体夯扩桩是一种适用范围较广的地基处理措施。其有效地提高了地基承载力，减小了油罐基础的沉降量，达到了预期效果。参考文献1.复合载体夯扩桩设计规程（JGJ/T135-2001）2.建筑桩基技术规范（JGJ94-94）.3建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）.4.混凝土结构设计规范（GB50010-2002）.