付連安

【摘 要】CFG樁復(fù)合地基作為處理軟弱土層的一種有效的地基處理方式，目前在大型儲油罐地基處理中也得到越來越廣泛的應(yīng)用。本文以珠海某油罐為實(shí)例，通過采用CFG樁對上部軟弱地層進(jìn)行加固處理，取得了理想的效果，為以后類似工程提供了有利借鑒。

【關(guān)鍵詞】CFG樁；大型油罐；沉降量

[文章編號]1619-2737（2016）05-12-653

【Abstract】As an effective method dealing with the soft foundation， CFG pile has gained more and more popularity in the Large Oil-tank foundation treatment at present. This paper takes an example of an oil- tank in Zhuhai， CFG piles method in reinforcement treatment of the top soil layer has obtained an ideal result， which offers some reference for similar project in the future.

【Key words】CFG piles；Large oil tank；Settlement

1. 前言

隨著我國工農(nóng)業(yè)的飛速發(fā)展，對石油的需求也與日俱增。同時，石油作為一種重要的戰(zhàn)略儲備，更是關(guān)系到國家的長治久安以及在國際社會上的命運(yùn)。而作為儲存原油與成品油的油罐建設(shè)也順勢蓬勃發(fā)展，而且直徑也越來越大。這就對油罐的地基提出了更高的要求。畢竟石油屬危險化工品，一旦發(fā)生事故后其后果難以想像。

2. 工程背景及地質(zhì)概況

（1）本工程屬三期擴(kuò)建工程，為4座直徑56米儲量50000m3成品油罐及其附屬設(shè)施。施工場地周邊全部為正在運(yùn)營的成品油罐區(qū)。

（2）依據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，該場地的地層情況依次為松散的素填土、飽和松散的細(xì)砂（平均厚度7.29m）、飽和軟塑狀的黏土（平均厚度3.00m）、飽和可塑狀的粉質(zhì)黏土（平均厚度5.04m）、第四系殘積（Q4el）層（為礫質(zhì)黏性土，呈飽和硬塑性）、燕山期侵入花崗巖（γy）層（強(qiáng)風(fēng)化層、中風(fēng)化層）。

場地地下水屬潛水類型，主要埋藏在場地第四系海陸交互相細(xì)砂層中；下伏風(fēng)化花崗巖所含地下水為裂隙水，其主要補(bǔ)給來源為大氣降水及地表水體?？辈炱陂g地下水位深度為2.60～5.70m，絕對標(biāo)高為2.31～5.43m。

（3）由于上部松散的細(xì)砂層、飽和軟塑狀的黏土層及飽和可塑狀的粉質(zhì)黏土層滿足不了設(shè)計(jì)提出的承載力要求，故需對上述軟弱地層進(jìn)行加固處理。

3. 基礎(chǔ)處理方案及變更

3.1 由于施工場地離成品油罐區(qū)較近，采用強(qiáng)夯處理會對已有儲油罐造成危害，故原設(shè)計(jì)方案對4個儲油罐采用樁筏基礎(chǔ)，其中1#油罐采用沖孔灌注樁，2#、3#、4#油罐采用預(yù)應(yīng)力管樁。但管樁在實(shí)際施工中按設(shè)計(jì)要求承載力壓入到細(xì)砂層5～6m后很難再被壓入，且間隔幾天復(fù)壓后，仍能壓入較大深度（九十公分左右）。面對如此狀況，工程一時陷入僵局。

3.2 對于靜壓管樁難以壓入的原因，作者認(rèn)為主要是由于勘察時，對砂層密實(shí)程度的判定有誤。這可能是勘察期間，由于泥漿對下部砂層的浸泡，同時由于鉆頭對砂層的擾動，使得標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)與實(shí)際相比相差較大，這就直接導(dǎo)致了對砂層密實(shí)度的判定失誤，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案與實(shí)際施工情況存大較大背離。

3.3 為使工程能順利進(jìn)行，項(xiàng)目部采取了以下幾種解決方案：

（1）引孔：先用鉆機(jī)在樁位處進(jìn)行鉆孔，鉆至設(shè)計(jì)深度，再用靜壓樁機(jī)把管樁壓至設(shè)計(jì)深度。但引孔施工存在費(fèi)時費(fèi)力增加工程成本的問題，且引孔后能否壓至設(shè)計(jì)深度，達(dá)到預(yù)期限效果仍不確定?？紤]到工程工期問題，本方案被否決。

（2）用高壓水通過管樁中間孔沖擊樁底，邊沖邊壓。這種方式存在返出的泥漿如何處理的問題，處理不好會對周邊環(huán)境造成污染。由于周邊全部為已經(jīng)投產(chǎn)的成品油罐區(qū)，且道路與綠化相對規(guī)整，本方案也被否決。

由此得出，管樁在本場區(qū)是不適宜的。依據(jù)我施工單位的豐富經(jīng)驗(yàn)，提出CFG樁的處理方案，并為業(yè)主所采納。

3.4 之所以采用CFG樁復(fù)合地基，是因?yàn)樗哂羞m用性廣、承載力提高幅度大、沉降量小、施工簡便、工期短以及保護(hù)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。這種技術(shù)非常適用于非飽和及飽和的粉土、粘性土、填土、砂土、淤泥質(zhì)土等地質(zhì)條件，且處理后復(fù)合地基的承載力與原地基承載力相比，可提高2～5倍。同時，CFG樁施工方法一般為長螺旋成孔泵送混凝土法，施工時沒有鋼筋籠制作等工序，成孔成樁一次完成，減少了成樁時間，加快了施工速度。此外， CFG樁施工時不需泥漿護(hù)壁，沒有泥漿外運(yùn)，它能很好的保護(hù)施工環(huán)境，這既節(jié)約了資金，又無環(huán)境污染，對市內(nèi)施工非常適合。

4. CFG樁設(shè)計(jì)及施工

（1）CFG樁設(shè)計(jì)主要為確定單樁承載力及復(fù)合地基承載力，并驗(yàn)算復(fù)合地基的沉降量及充水試壓時罐體的不均勻沉降能否滿足規(guī)范要求。通過驗(yàn)算，最終確定本工程樁徑為600mm，正方形布樁，每罐布樁1286根，樁間距1.5m，樁身混凝土強(qiáng)度為C25，以礫質(zhì)黏性土或強(qiáng)風(fēng)化層為樁端持力層。對CFG樁粗骨料可采用卵石或碎石，最大粒徑不宜大于30mm。同時CFG樁壓灌充盈系數(shù)不小于1.3，超灌高度不宜小于1倍樁徑，樁位偏差不應(yīng)大于0.25倍樁徑，垂直度偏差不應(yīng)大于1%。

（2）CFG樁施工：本工程投入兩臺樁基施工設(shè)備，于2012年6月9日開工，由于施工季節(jié)恰為南方季節(jié)的雨季，對工程進(jìn)展造成不利影響，施工進(jìn)度有所滯后，至2012年8月31日完工。CFG樁施工中，最常遇到的不利情況是堵管與竄孔。實(shí)際施工中，通過嚴(yán)格控制混凝土坍落度、采取隔樁隔排跳打方法等措施來減少CFG樁施工中的不利因素。

5. 樁基檢測

（1）依據(jù)設(shè)計(jì)要求，完成后的單樁豎向承載力特征值不小于450KN，處理后的復(fù)合地基承載力特征值不小于260KN/m2。

（2）樁基完工后，由當(dāng)?shù)刭|(zhì)檢部門對單樁及復(fù)合地基進(jìn)行抽檢，以確定單樁及復(fù)合地基承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求。

（3）依據(jù)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求對三個罐的27根單樁進(jìn)行了靜載試驗(yàn)，檢測結(jié)果顯示：最大沉降量為13.22mm，沉降量在規(guī)范允許范圍內(nèi)，Q-S曲線平緩，無陡降段，S-lgt曲線呈平緩規(guī)則排列，該復(fù)合地基增強(qiáng)體單樁緊身抗壓承載力Qu≥900KN。

典型的單樁靜載曲線如圖1～圖2。

（4）依據(jù)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求對三個罐的復(fù)合地基進(jìn)行了27個點(diǎn)的靜載試驗(yàn)，采用1.5m×1.5m的壓板，檢測結(jié)果顯示，當(dāng)加載到520KPa時，最大沉降量為9.48mm，試驗(yàn)點(diǎn)的承載力特征值fak滿足設(shè)計(jì)提出的260KPa的要求。

復(fù)合地基典型的靜載曲線如圖3、圖4。

（5）通過采用CFG樁處理方式，無論是單樁承載力還是復(fù)合地基承載力均滿足設(shè)計(jì)要求，這說明采用CFG樁方案是可行的。

（6）地基處理形式由管樁改為CFG樁復(fù)合地基后，上部罐基礎(chǔ)也由原來的樁筏基礎(chǔ)改為CFG復(fù)合地基加環(huán)墻基礎(chǔ)，雖然在施工中增加了混凝土用量，但減少了鋼筋用量、減輕了工人勞動強(qiáng)度。更為重要的是，它解決了管樁施工中存在的壓樁困難問題，使工程順利開展。

6. 結(jié)論

本工程通過更改方案，管樁改為CFG樁，成功解決了管樁壓樁困難，且處理后的地基滿足了油罐基礎(chǔ)對承載力的要求，為日后油罐的正常運(yùn)營打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并為以后類似場地的地基處理提供了借鑒。同時也從本工程中吸取到：任何工程，只有勘察資料詳盡、真實(shí)，才能避免后續(xù)施工中對方案的重復(fù)設(shè)計(jì)，才能避免浪費(fèi)時間、造成工程窩工現(xiàn)象這一深刻教訓(xùn)。

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