2万m3卷帘式气柜球形面基础施工方法

龙永新

（中国石油天然气第六建设公司，广西桂林 541004）

2万m3卷帘式气柜球形面基础施工方法

龙永新

（中国石油天然气第六建设公司，广西桂林 541004）

东明石化集团公司120万t/a高硫重油综合利用项目2万m3卷帘式干式气柜基础采用了与常规罐基础锥形面不同做法的球形面，施工时基础标高、平滑度难以控制，安装时容易导致柜底钢板无法与沥青砂紧密结合等问题。文章从气柜基础的施工难点、土壤拌合层和灰土层的施工、中砂垫层和沥青砂层的施工及沥青砂层标高误差实测值等方面论述了这一球形面基础的施工和控制过程。

卷帘式气柜；球形面基础；施工方法

1 工程概况

东明石化集团公司120万t/a高硫重油综合利用项目2万m3卷帘式干式气柜基础采用了与常规罐基础锥形面不同的球形面，此种基础的具体结构为：基础环墙宽500 mm、高1 670 mm、强度为C25的钢筋混凝土，环墙圆圈内结构从下到上依次为2:8灰土垫层、厚300 mm中砂垫层、厚80 mm沥青砂面层，基础沥青砂铺垫直径为34 577 mm，基础中心标高高出环梁面1 276 mm，基础球面部分半径为78 318 mm，具体尺寸见图1。

2 施工难点

一般大型罐内基础结构为下层砂石垫层、表面沥青砂锥面结构，基础中心至混凝土环梁之间的坡度为0.5%，此种做法结构简单，基础表面沥青砂层标高容易控制。而2万m3气柜基础中心标高高出周围环墙1 670 mm，基础中心与环墙之间为半径78 318 mm的球面，基础标高、平滑度难以控制，安装时容易导致钢板无法与沥青砂层紧密结合，从而形成空鼓，导致气柜使用过程中钢板焊缝拉裂，产生质量安全事故。除此之外，由于当地地下水位高，渗透性强，灰土层施工也极其困难。

3 基础施工方法

由于气柜基础环墙内结构从下到上分3层，依次为2∶8灰土层、300 mm厚中砂垫层、80 mm厚沥青砂层，因此基础球面形状在2∶8灰土层施工时必须形成。下面就3层结构做法进行阐述。

3.1 土壤拌合层和灰土层的施工

由于2万m3气柜基础位于黄河滩涂区域，地下水位高，如不能有效阻止地下水的上渗，灰土施工将无法进行，为此，经与设计单位探讨，决定采用DHT土壤凝合素，此种物质与土壤拌合碾压后形成具有较高强度和密实度的结构层。具体原理是：土壤中的化合物主要由硅、铝等氧化物及大量的超微细颗粒矿物组成，化学反应活性极低，当DHT土壤凝合素与含有一定水分的土壤混合后，即发生一系列的化学反应，使土壤颗粒的表面及内部产生不可逆的凝结硬化，最终将普通的土壤改变成优良的工程材料。因此我们在基坑底层土壤中掺加体积比为8%的土壤凝合素，并使其与土壤充分拌合，虚铺30 cm厚，碾压后形成一层25 cm厚、具有一定强度和抗渗性的复合土壤结构，最后在此复合土壤结构上进行2∶8灰土的施工。

灰土施工时应根据土壤特性确定其最优含水量，我们根据多次试验确定最优含水量是16%，现场简易检验方法为：手握成团，两指轻捏即碎。灰土层分层碾压夯实，当灰土填筑到环墙顶标高下-30 cm时需根据设计要求起拱，形成球面，具体做法如下：

首先根据普通油罐基础通行做法形成斗笠状锥面，施工锥面时按要求分层碾压夯实。然后根据设计球面半径尺寸从基础中心往外依次计算半径分别为1 m，2 m，3 m……直至14.07 m处同心圆的标高，与此同时根据以上半径划圆，在圆周上每隔1 m打一根钢筋标高桩。最后根据标高桩分层回填2∶8灰土。以上工作完成后基础形成一段段折线形锥形面，与设计要求的球面还存在一定误差，为了消除误差，达到设计要求，使用厚6 mm钢板，根据球面半径尺寸在卷板机上卷制一块长2 000 mm，宽200 mm的弧形样板，为防止此样板变形，在弧形板背面点焊一条8#槽钢，槽钢弧形半径与钢板相同，为了移动方便，在槽钢两端用直径8 mm圆钢制作提手。用此弧形样板进行灰土层修补，修正误差，使其达到设计尺寸要求。

3.2 中砂垫层和沥青砂层的施工

由于球形面基础高差较大，采用机械碾压法不可行，为了保证砂垫层的密实度，采用洒水、平板振动器振实的方法，由于平板振动器振动力较小，施工时300 mm厚中砂层分两层进行施工，以保证砂层密实度，标高控制方法与灰土垫层控制方法相同。

气柜基础沥青砂垫层是金属气柜的承载接触面，也是保护气柜底板不发生电化学腐蚀、阻隔砂垫层毛细水上升的重要措施。沥青砂垫层应分层、分段进行施工，其方法是：80 mm厚的垫层分为40 mm厚的2层进行施工，底层40 mm施工时分为若干个扇形，每个扇形用40#角钢隔离出边界，角钢在卷板机上卷制成弧形，弧形半径即球面设计半径。摊铺的沥青砂厚度一般是压实厚度的1.30～1.60倍。摊铺好沥青砂后，先用木抹初压后，再用火夯进行夯实，必要时用加热的铁滚子辗压，直到表面光滑不出压痕为止。火夯压实后，用热烙铁进行反复拖拉烫平，使表面形成一层坚硬的憎水膜层，从而提高沥青砂层的密实性、防水性、耐磨性。

施工时应注意的事项：火滚和烙铁压平和烫平时应掌握快慢火候，温度高应拖拉快一些，温度低就拖拉慢一点。总之不使沥青砂浆因火滚或烙铁的温度高而碳化，也不使沥青砂浆因火滚或烙铁的温度低而出现蜂窝、麻面，一般温度控制在90～100℃之间。面层40 mm厚沥青砂层施工尺寸控制办法与灰土层施工相同：打标高控制桩和使用弧形样板。上下层沥青施工缝应错开500 mm。同层沥青砂层热接缝处理：在接缝处浇上一层热沥青，并适当加大厚度和宽度，然后用火夯反复夯实，刮去多余的砂浆，最后用烙铁烫平。冷缝处理：先将原砂浆垫层表面有污染的面层刮去，然后用温度较高的火烙铁加热，再在上面浇上一层热沥青，然后铺上新拌合的沥青砂浆夯实。

4 气柜基础沥青砂层标高误差实测值

气柜基础施工完后，球面基础质量达到了设计和相关规范要求，具体基础标高实测误差值见表1。

表1 气柜基础标高实测误差值/mm

5 结束语

罐类基础采用球面形状在工程设计中极其少见，给现场施工质量控制带来较大困难，但只要施工人员精细施工，把先进和传统的施工方法有机结合起来，就一定能达到设计和规范要求。

Spherical Surface Base Construction Method of 2× 104m3Roller Shutter Type Gas Holder

LONG Yong-xin（ China Petroleum 6th Construction Company,Guilin 541004，China ）

The base of a 2×104m3roller shutter type dry seal gas holder in the 120×104t/a high sulphur heavy oil comprehensive utilization project in Dongming Petrochemical Co.has a spherical surface that is distinct from the conical surface of traditional tank base.It brings some difficulties such as difficult controls of base elevation and smoothness during construction,difficult tight connection between the gas holder steel bottom and the asphaltic sand.This paper discusses the construction and control procedures of the spherical surface base in aspects of difficult construction points,constructions of mixed soil layer,lime-soil layer,medium sand mat layer and asphaltic sand layer as well as elevation measurement error of asphaltic sand layer.

roller shutter type gas holder;spherical surface base;construction method

TE972.1

B

1001－2206（2010）03－0067－02

龙永新 （1968-），男，湖北鄂州人，工程师，1989年毕业于江汉石油学院 （现长江大学）工业与民用建筑专业，现从事石油化工工程施工技术管理工作。

2009-04-08