大型石化工程岩溶地基处理方案与效果分析

郝 刚，马永峰（湖北省交通规划设计院，湖北 武汉 430000；中国石油天然气华东勘察设计研究院，山东 青岛 266000）



大型石化工程岩溶地基处理方案与效果分析

郝 刚，马永峰
（湖北省交通规划设计院，湖北 武汉 430000；中国石油天然气华东勘察设计研究院，山东 青岛 266000）

摘 要：大型石化工程软土地基处理技术十分复杂。以中国石油云南 1000万吨/年炼油工程为背景，详细地介绍了全场地经单层或双层强夯预处理后，在关键建筑区域再采用CFG桩或钻孔灌注桩加固处理的地基处理方案，并对处理效果进行了分析，以期为类似工程地质条件下地基处理设计与施工提供借鉴与参考。

关键词：大型石化；地基处理；强夯；CFG桩

随着我国能源需求的进一步加大，越来越多的沿海地区及城市兴建了大型炼厂。在软弱地基上建造大型油罐，控制地基变形，尤其是控制基础倾斜，成为了炼厂地基与基础设计中的关键问题。大量工程实践表明，软弱地基上的大型油罐，基础不均匀沉降和倾斜是影响正常运营和使用的关键因素。

1　工程概况

中国石油云南1000万吨/年炼油工程位于云南省安宁市草铺镇南约1km，东距安宁市主城区约10km，炼厂北侧紧邻铁路、昆楚高速公路，交通十分便捷，拟规划厂区面积为2.6km2。工程内容包括厂内和厂外工程两大部分：厂内工程包括1000万吨/年炼油工艺装置（共有16个装置区）以及相应的油品储运、公用工程及辅助设施等；厂外工程包括供电线路、给水设施、排水设施、道路及防护等辅助工程。场区地层分布情况如下：①素填土，中密，层厚平均值为 0.83m；②粉质粘土，层厚分别为5.52m、2.93m，可塑，中等压缩性；③含砾粉质粘土，层厚分别为1.84、2.57m，可塑～硬塑，中等压缩性；④粉质黏土，8.04m厚，硬塑，中等压缩性土；⑤风化泥岩、砂岩，5.92m厚，硬塑，局部坚硬，中等压缩性土；⑥强风化泥岩、砂岩，5.15m厚，泥质、粉砂质结构，层状构造；⑦中风化泥岩、砂岩，8.45m厚，泥质、粉砂质结构，层状构造［1］。

2　地基处理方案

因大型石化工程建筑物类型多，对地基承载力、沉降变形要求呈现多样化的特点，使用单一的地基处理方法，会造成经济上的浪费和施工工期问题，本工程地基处理采用全场地单层或双层强夯+石化建筑区域桩基处理（CFG桩或钻孔灌注桩）的联合方案，首先对全场地按照不同分项工程地基承载力等要求采用不同能级的单层或双层强夯处理，再按照强夯处理效果，针对分项工程地基承载力等要求进行 CFG桩复合地基或钻孔灌注桩处理的设计。

2.1强夯施工方案

按照石化区域内不同建筑地基的承载要求，采用单层或双层强夯进行加固处理。

（1）单层强夯。以常减压轻烃回收装置为例，该建筑区域为单层强夯地基处理施工区域，顶层地基处理包括 3000kN.m能级强夯处理区域和8000kN.m能级强夯处理区域。根据标准贯入试验、重型动力触探试验、静载试验和多道瞬态面波测试结果，常减压轻烃回收装置3000kN.m能级强夯区域夯后地基均匀性较好。根据规范及相关经验可知，该区域夯后地基达到承载力特征值180～200kPa、压缩模量12MPa的设计要求。

（2）双层强夯。以产品罐区汽油罐组为例，该区域采用双层强夯置换（半置换）工艺。能级强夯置换。采用静载试验和超重型动力触探试验这两种检测方法。检测点遵循随机、均匀性原则，并有足够代表性。检测结果表明，该区域夯后地基承载力和压缩模量达到设计要求。

2.2CFG桩施工方案

部分建筑区域如原油罐区采用 CFG桩方案进行再处理，CFG桩采用长螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩，（1）在施工前进行地表处理和施工放样，桩基的就位后，对钻杆垂直度进行检查和调整；然后钻进至设计标高后，停止钻进；（2）混凝土灌注是保证CFG桩质量的重要环节，在该过程中，提升钻杆和灌注同时进行，拔管速率按试桩确定参数进行控制，速度均匀，穿透地质较硬地段，采用低档慢速钻进，软弱地层，快速钻进，以降低扩孔系数，混凝土泵送连续进行。在饱和砂土、粉土层。混凝土灌注至设计CFG桩顶标高以上50cm，再停止泵送混凝土；（3）桩基移位后，清除钻泥，灌注完成后混合料龄期达14天后方能进行桩间土开挖、清理。以上建筑区域的CFG桩试桩施工后，进行了完整性、静载试验等检测，检测结果可说明，经过CFG桩处理后，地基承载力达到建筑设计要求。

2.3钻孔灌注桩施工方案

部分建筑区域如常减压及轻烃回收联合装置区等建筑区域采用钻孔灌注桩进行强夯后的再处理，本工程拟采用分离式套管钻机配合旋挖钻机及潜孔锤成孔+旋挖清孔施工工艺。

钻孔灌注桩是一项施工技术复杂、环节紧凑、质量要求高、工序控制严的隐蔽工程，并受自然因素和人为因素影响较大，施工中采取如下措施：

（1）技术控制措施：定位放线，保证桩位准确无误；护筒埋好后，对桩位及护筒进行检查；钻机就位，开孔验收，把好质量关；成孔钻进过程中，检查钻机倾斜情况，检查泥浆性能；清孔、终孔验收不合格的不准移机、下笼；保护层垫块布局不合格的进行返工。

（2）施工工艺控制措施：钻进过程中依据旋挖桩机自带GPS，经常检查和调整钻杆垂直度；严格控制泥浆池中泥浆比重，以保证孔壁稳定性；通过特制固定插杆，一次性将笼子准确定位。

（3）混凝土灌注控制措施：混凝土灌注前检查混凝土的坍落度，满足技术要求方可灌注；灌注过程中，及时探测导管内外砼面高差，控制埋管深度，留足浮浆高度。

以上建筑区域的钻孔灌注桩施工后，进行了载荷试验，试桩载荷试验结果说明，经过钻孔灌注桩桩处理后，地基承载力达到建筑设计要求。

3　结论

本文以中国石油云南1000万吨/年炼油工程为背景，详细地介绍了全场地经单层或双层强夯预处理后，在关键建筑区域再采用CFG桩或钻孔灌注桩加固处理的地基处理方案，并对处理效果进行了分析，并对强夯处理和桩基处理效果进行了检测与分析，得出以下结论：

（1）大型石化工程特点和场地建筑的多样性，导致地基处理十分复杂，单一地基处理方法无法满足工程建设要求，需综合考虑各种方案，进行地基处理的综合设计。

（2）强夯加固处理后的检测结果和典型区域的 CFG桩或钻孔灌注桩的试桩检测结果可证明本工程在岩溶地质条件下所采用的地基处理方案是可行的。

参考文献：

［1］何萍，郑俊杰.CFG桩在油罐地基处理中的应用［J］.土工基础，2006（5）: 26-28.

［2］武亚军，章长松，张孟喜.高真空击密法油罐地基处理应用研究［J］.港工技术，2007（6）: 44-46.

［3］吴峤.软弱地基上5万m3油罐地基处理方案选择［J］，石油工程建设，2007（2）: 50-52

［4］盛志战，苏振兴，陈彬，等，扩顶CFG桩在大型油罐地基处理中的应用［J］，建筑科学，2013（1）: 71-74.

（责任编辑：张时玮）

中图分类号：K826.16

文献标识码：A

doi:10.3969/j.issn.1672-7304.2016.01.007

文章编号：1672–7304（2016）01–0017–02

作者简介：郝刚（1982-）男，湖北武汉人，工程师，研究方向：土力学及地基处理。

Treatment scheme and effect analysis of large scale petrochemical engineering karst foundation

HAO Gang，MA Yong-feng
（Hubei provincial transportation planning and Design Institute， Wuhan Hubei 430000； China Petroleum and natural gas exploration and Design Institute of East China Institute of geotechnical engineering， Qingdao Shandong 266000）

Abstract:Large petrochemical engineering soft soil foundation treatment technology is very complex. Based on the background of 10000000 tons / year oil refining project in Yunnan， the paper introduces the ground treatment scheme， which is used in the key construction area， and the treatment effect is analyzed， and the treatment effect is analyzed.

Keywords:Large petrochemical； Foundation treatment； Dynamic compaction； CFG pile