中海油能源發展惠州物流基地項目油罐基樁方案的確定
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摘要：油罐基樁方案的選型對項目的質量安全、工程造價、工期都起著決定性作用，文章分析了中海油能源發展惠州物流基地項目油罐基樁方案選型，主要是混凝土灌注樁方案和預應力管樁方案的比對。
關鍵詞：油罐;基樁方案;論證
0 引言
中海油能源發展惠州物流基地項目油罐基樁方案，原設計選用鉆（沖）孔砼灌注樁?？紤]到工期緊迫和工程造價，項目業主方提出能否選用預應力管樁方案以緩解上述問題，為此項目區域內進行了試打樁和兩種方案的論證。
1 工程概況
本工程擬在基地內建設總庫容為3.0×104m3柴油庫及配套設施，儲罐區布置有6個5000m3容積的儲罐基礎，罐體直徑19m，高度約20m。
2 管樁方案的特點比對
1鉆（沖）孔灌注樁：設備構造簡單，適用范圍廣，操作方便，所成孔壁較堅實、穩定、坍孔少，不受施工場地限制，無噪音和振動影響等;
2預應力管樁：制造工藝簡單、樁預先制作，不占工期，打設方便，施工周期短，施工質量易于控制，成樁不受地下水影響，生產效率高等優點。
3 采用混凝土灌注樁方案
根據巖土勘察報告揭示，油罐區自上至下土層分布為：黏性素填土、稍密碎石、黏土、全風化巖、強風化、中風化及微風化砂質泥巖。黏性素填土厚約7m。強風化砂質泥屬極軟巖，具有泡水易軟化甚至崩解的特性;中風化砂質泥巖裂隙、節理較為發育，且風化不均，中風化巖面起伏較大，最大坡度11.4度（TSK179-181 孔）;微風化砂質泥巖飽和單軸抗壓強度標準值（平均值）84MPa，屬堅硬巖;全風化巖、強風化、中風化砂質泥巖分布不均且存在缺失，局部形成上覆土層下即為中風化砂質泥巖或微風化砂質泥巖的現象。
根據場地工程地質條件，原設計油罐基樁選用鉆（沖）孔灌注樁，以微風化砂質泥巖作為基樁持力層。
4 預應力管樁方案
1根據巖土工程勘察報告，選擇在TSK176（微風化巖上為碎石土層）處進行試打樁及鉆孔驗證。
2因樁端進入中風化巖深度較小，基巖上覆呈松散狀的黏性素填土，為加強基樁的穩定性，應對黏性素填土進行加固;
3打樁過程中，應密切結合地勘報告，判斷樁端持力層巖性，當樁端持力層為中風化或微風化巖石，在土層軟、硬交接處，應逐步減少落錘高度，避免樁錘過大的反彈所造成的基樁樁身開裂;
根據試打樁有關資料分析如下：
4.1 土層分布
根據項目巖土工程勘察報告TSK176 孔揭示，從上至下土層分布為：黏性素填土、稍密碎石及微風化巖，微風化巖面標高為-2.650m、飽和單軸抗壓強度標準值（平均值）大于80MPa;根據試打樁階段鉆孔揭示（TSK176 孔偏移70cm），從上至下土層分布為：素填土、稍密碎石、黏土、0.4m厚中風化巖及微風化巖，中風化巖面標高為-2.900m。以上土層分布主要差別在于：巖面標高（相差0.25m）及中風化巖層的分布（補充勘察揭示有中風化巖層）。存在差異的主要原因是孔位的偏差;中風化巖層的分布說明該層厚薄不均，局部缺失。根據巖土工程詳細勘察報告揭示，油罐場區全風化巖、強風化巖、中風化巖分布不均且存在缺失形成上覆土層下即為中風化巖或微風化巖的現象。
4.2 試打樁情況
試打樁采用直徑500mm高強預應力管樁，樁長13m，沉樁后樁端標高-3.200m，進入中風化巖0.3m。根據試打樁記錄，管樁穿透上覆土層的每米錘擊數為2-62 擊，進入中風化砂質泥巖后出現跳錘現象，從打樁的錘擊數可知，上覆土層較為松散，基巖強度較高。
4.3 管樁應用分析
如將管樁的持力層選在較硬-堅硬的中風化或微風化巖層，通過工程實踐及分析可知：
1樁端不能進入微風化巖，只能落于巖面;
2樁端進入中風化巖深度有限，難以滿足一倍樁徑的要求;
3 當土層缺失全風化巖、強風化巖、中風化巖時，打樁階段，在樁端進入中風化巖或接觸微風化巖的瞬間，打樁產生的壓力波，通過樁端微風化巖的快速反射，使樁身產生較大拉力，同時發生跳錘現象，可能造成樁身開裂、樁頭破損;
4 當巖面傾斜時，樁端與巖面局部接觸，打樁階段，樁頭易側滑，造成樁身斷裂;
鑒于上述因素，較硬-堅硬的中風化或微風化巖層上直接覆蓋松散（或軟弱）土層的地基，不能采用管樁。
5 采用管樁的計算論證
管樁承載力計算
罐體直徑19.1m，罐重+承臺重（標準值）=59715（kPa），地震作用下總水平剪力=4777（kPa）。
以TSK169 為例，填土厚7m，地下水位2.000m，管樁直徑0.5m、0.6m，樁端進入強風化巖0.5m。根據地勘報告及《建筑樁基技術規范》JGJ94-2008，樁基設計時土層參數見“表1”。
黏性素填土呈松散狀，欠固結，根據《建筑樁基技術規范》JGJ94-2008 第5.4.2條規定，計算基樁承載力時應計入樁側負摩阻力。根據《建筑樁基技術規范》JGJ94-2008 第5.4.4條，負摩阻力引起基樁的下拉荷載：直徑500mm管樁Qg=235（kN）、直徑600mm管樁Qg=282（kN）。
根據《建筑樁基技術規范》JGJ94-2008，單樁豎向及水平承載力特征值計算見“表2”。
根據“表2”計算結果，單罐承臺下所需樁數：n=116根（直徑500mm管樁）、n=77 根（直徑600mm管樁）。考慮負摩阻力引起基樁的下拉荷載后，基樁均布置不下。
通過以上計算分析，基樁數量較多，已無法布置。
6 綜合分析
根據以上分析，從場地地質構造特點（基巖埋深較淺;全風化砂質泥巖、強風化砂質泥巖、中風化砂質泥巖分布不均且存在缺失，局部形成上覆土層下即為中風化砂質泥巖或微風化砂質泥巖的現象;上覆松散的新近堆填的人工填土軟弱層），鑒于油罐基礎的重要性，如在該場地采用管樁，在沉樁過程及使用階段可能存在較大的安全隱患。通過綜合分析，項目采用鉆（沖）孔砼灌注樁。
參考文獻：
[1]JGJ94-2008.建筑樁基技術規范[S].北京：中華人民共和國建設部，2008.
[2]中海油能源發展惠州物流基地（二期）項目巖土工程詳細勘察報告，深圳市勘察研究院有限公司[Z].2011.
[3]江正榮.簡明施工工程師手冊[M].北京：機械工業出版社，2004.
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