唐山LNG项目接收站罐区的地基处理方案设计

摘要本此毕业设计的题目是唐山LNG项目接收站罐区的地基处理方案设计，所选的资料是在唐山LNG项目接收站部分储罐区的岩土勘察报告，报告中详细介绍了此次工程的概况，地理交通及气象，场地的工程地质条件，岩土工程分析与评价和场地的地震液化效应，并提出了地基处理和基础方案建议。本人根据所给资料、相应规范及所学知识对地基、基础的处理提出自己的方案，首先，地基处理，即为人工处理后的天然浅基础，但是其场地条件较复杂，地基承载力提高有限，所以不建议采用；其次，基础设计，即采用深基础中的桩基础，其施工技术成熟，应用广泛，地基承载力提高较高，以此建议采用桩基础；再次，桩基的设计，根据场地的工程地质条件和建筑物结构类型以及施工的安全性和经济造价等方面的因素，决定采用钻孔灌注桩，并对承载力特征值，桩数，沉降量进行了计算，并依据建筑物的特殊类型，进行了平面布桩；最后，并提出了自己合理的结论和建议。关键字：地基承载力；地基处理；钻孔灌注桩AbstractThesubjectofthisgraduationprojectistheTangshanLNGtankfoundationtreatmentstationdesign,theselecteddataisthegeotechnicalinvestigationreportoftheTangshanLNGterminalpartofthestoragetank.Theprojectdescribesindetailtheprojectoverview,geographictrafficandweather,siteengineeringgeologicalconditions,geotechnicalengineeringanalysisandevaluationofseismicliquefactionandsiteeffectsandproposedgroundhandlingandbasicprogramrecommendations.Accordingtothedata,thecorrespondingnormsandtheknowledgeofthefoundation,Iproposethetreatmentoftheirownprograms.Firstly,foundationtreatment,thatis,aftermanualprocessingnaturalshallowfoundation,butitsmorecomplexsiteconditions,foundationbearingcapacitylimited,itisnotrecommended;Secondly,thebasicdesign,whichusespilefoundationofdeepfoundation,theconstructiontechnologyismature,widelyused,highbearingcapacityincrease,thusrecommendedpilefoundation;onceagain,piledesign,accordingtotheengineeringgeologicalconditionsofthesiteandthebuildingstructuretype,andthesafetyandeconomyofconstructioncostandotherfactors,decidedtoadoptbored,andbearingcapacitycharacteristicvalue,numberofpiles,thesettlementamountwascalculated,andbasedonthebuildingaspecialtypeoffabricforaflatpile;finally,Iputforwardownreasonableconclusionsandrecommendations.Keywords:bearingcapacity;foundationtreatment;bored目录TOC\o"1-3"\u前言 ⑨130.633.60.910.6967.22（7-4）=592.26mm （7-5）=6.20mm<=14.91mm式中：△S1＇在计算深度范围内，第i层土的计算变形值；△Sn＇在由计算深度向上取厚度为△z的土层计算变形值，针对本工程具体情况，△z取1.0m。取值表7-6b（m）b≤22＜b≤44＜b≤88＞b（m）1.0计算到桩端29.6m即可。（7-6）=7.12MPa<15MPa桩基沉降计算经验系数表7-7/MPa<1515<<3030<<40经查表7-7=0.5s=s'（7-7）s=592.26*0.5=296.13mm<400mm因为根据勘探点平面图可知建筑物的高度为50m，通过查表7-8，s符合题意，所以沉降满足要求。建筑物的基础变形允许值[s]表7-8高耸结构基础的沉降量s/mm变形要求s（mm）Hg<100400100<Hg<200300200<Hg<2502007.3桩的施工钻孔灌注桩（或扩底灌注桩）的施工工艺：钻孔灌注桩采用冲击钻成孔。该工艺设备简单，操作方便，对保证桩基质量十分有利。1测量放线及高程控制采用全站仪坐标控制的方法确定桩位平面位置。高程测量由建设方提供基准点，用水准仪测定各桩孔的井口标高，并在钻机上挂牌记录。2设备安装调试钻机就位前，须将基础垫平填实，钻机按指定位置就位，在技术人员指导下摆平放稳，保证冲锤垂直对准桩位。钻机安装就位后，应精心调试，确保施工中不发生倾斜、移位等影响施工质量的情况。3埋设护筒护筒采用坚实不漏水的钢护筒，人工配合机械开挖护筒坑，坑尺寸为护筒直径增加1m，基坑挖掘完毕，人工安装护筒，护筒直径比桩径大200mm，其位置校核无误后，护筒周围分层回填粘土并夯实，护筒埋设深度为2~4m。4泥浆池机械开挖泥浆池，用检验合格的粘土制备泥浆。合理规划泥浆池的深度、尺寸及设置位置，以满足环境保护和文明施工的要求。为保护施工范围内的环境卫生、农田，钻孔桩废弃的泥浆应在施工完成后，用汽车或罐车将泥浆池中的泥浆清运到指定的排放地点。5钻孔施工冲击钻机稳固后其钻头吊钻杆绳应与桩位中心线相互重合，方可开钻，以后每班核对位置一次。钻孔作业应分班连续进行，经常对钻孔泥浆进行检验，不符合要求及时处理改正。同时，要注意岩层变化，及时捞取渣样，认真做好记录，与地质剖面图进行核对。如发现地质条件与设计不符，及时报请监理工程师及主管部门，核对并确认后，报请设计单位等上级主管部门。为提高成孔质量，成孔过程中，钻机的钻进速度应严格控制。6清孔在终孔检查孔深达设计标高后，且成孔质量符合图纸要求并经监理工程师同意，应迅速清孔，清孔方法采用抽渣法。清孔时必须保证孔内水头，提管时避免碰孔壁，防止坍孔。清孔后的泥浆性能指标、沉渣厚度应符合规范要求。清孔后用检孔器测量孔径，检孔器的焊接可在工地进行，监理工程师检验合格后，即可进行钢筋笼的吊装工作。7安放钢筋笼8导管法混凝土浇筑水下砼采用导管法进行灌注，导管内径30cm，导管使用前要进行闭水试验（水密、承压、接头抗拉），合格的导管才能使用，导管应居中稳步沉放，不能接触到钢筋笼，以免导管在提升中将钢筋笼提起，导管可吊挂在钻机顶部滑轮上或用卡具吊在孔口上，导管底部距桩底的距离应符合规范要求，一般0.25~0.4m，本工程采用混凝土罐车对导管漏斗直接卸料的施工方法，首批混凝土导管漏斗容积1m³以内即可，当漏斗活门提升打开后，罐车紧跟连续向漏斗中快速卸料，保证首批混凝土体积达6m³左右，保证埋管深度。剪球后向导管内倾倒砼宜徐徐进行防止产生高压气囊。施工中导管内应始终充满砼。随着砼的不断浇入，及时测量砼顶面高度和埋管深度，及时提拔拆除导管，使导管埋入砼中的深度保持2~6m间。砼面检测锤随孔深而定，一般不小于4Kg。每根导管的水下砼浇筑工作，应在该导管首批砼初凝前完成。砼的坍落度应满足设计要求，砼浇筑应连续进行，为保证桩的质量，应留比桩顶标高高出0.80m左右的桩头，可在砼初凝后、终凝前破除。7.4地基降水由于地下水位较高，所以在进行地基处理的时候需要地基降水。在进行地基处理的第一阶段时，由于勘察场区浅部均分布有厚度8～9m不等的吹填砂，该层砂为松散、欠固结状态，建议首先对该层砂采用预处理，以满足工程建设需要。可采用“预排水动力固结法”，即先采用井点法对试验区进行降水（即预排水方法），等水位降到要求的深度后，拔除井管，采用“二夯一拍”工艺进行低能量强夯处理。降水过程中还可辅助动力碾压措施，提高排水效率。该方法工艺简单，造价低廉，已成功应用于多项治理吹填土地基的处理。7.5基坑支护由于此工程属于储罐区不需要开挖深的基坑，所以也就无需要进行地基的基坑支护。8结论及建议本次勘察采用了工程地质钻探、静力触探试验、标准贯入试验、波速测试、电阻率测试及水、土分析等多种勘察手段，在充分收集区域地质资料及附近场区和类似工程项目资料的基础上，完成的工作量满足业主和设计方要求。根据以上章节的分析、评价，得出如下结论和建议。8.1结论1）通过本次勘察，查明了场区的工程地质条件，掌握了钻探深度范围内的岩土层岩性、物理力学指标及其分布特征。本次勘察深度内揭露的地层均为第四系海相地层，地层分布较稳定。2）拟建场地内不存在有一定规模的断层，无影响场地稳定性的断裂存在。场地稳定性等级为基本稳定区。3）场区内分布的特殊性土吹填砂，不良地质作用为饱和砂土的液化，地基稳定性相对较好，经处理后适宜进行建设。4）勘察场区基桩施工前应进行地基处理，以便有效消除①层吹填砂的液化和对基桩负摩阻力问题。5）根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），场地抗震设防烈度为7度，设计地震基本加速度为0.15g，属设计地震第一组，设计特征周期0.45s。本场地覆盖层厚度大于80.0m，地基土层的等效剪切波速（Vse）为196.8～203.2m/s，场地土为中软土，建筑场地类别属Ⅲ类。6）根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）进行砂土液化判别。判别结果表明：场区内20m深度以浅分布的①层吹填砂及②层细砂为易液化土层，其余为不液化土层，场区内液化指数4.60～26.96（平均值12.36）。勘察场区液化等级可按中等考虑。鉴于储罐为重点设防类工程，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施。若按8度设防，设计基本地震加速度为0.20g。判别结果表明：场区内20m深度以浅分布的①层吹填砂及②层细砂为可液化土层，其余为不液化土层，场区内液化指数13.42～35.30（平均值20.33）。勘察场区液化等级可按严重考虑。勘察场区存在液化地层，属抗震不利地段。7）场区内地下水水位以浅的场地土对砼、砼中钢筋、钢结构均无腐蚀性，对具中腐蚀性；地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋具强腐蚀性，对钢结构具中等腐蚀性。8）场地土的标准冻深为0.80m。8.2建议1）建议拟建储罐采用桩基础，桩型采用钻孔灌注桩（或扩底灌注桩）或后注浆钻孔灌注桩。基桩设计时宜结合罐区上部荷载情况、建筑结构类型、施工设备选用经济合理、安全适用的桩长和桩径。建议进行现场载荷试验来确定单桩竖向承载力特征值和桩基水平荷载计算所需的参数。2）拟建罐区布置大量的基桩将会形成群桩效应和部分挤土效应、水平地震作用及风力等产生的基础侧向（水平）荷载、抗拔力的影响，建议在桩基设计和施工中应给予充分关注。3）建议桩基施工时用水尽量用淡水（深井水），若用浅部地下水或海水应用淡水进行调配，从而降低地下水对桩基的腐蚀。4）建议采用振动沉管碎石桩或振冲碎石桩处理吹填砂及消除地基土液化问题。当选取振冲碎石桩时，应重视污水排放对环境的影响。在施工前，应选取代表性地段进行试验，获取精确技术参数，确保工程质量。5）罐区南邻防洪坝基，桩基施工时应充分考虑其影响，采取必要措施，或采用换填法进行处理，确保桩基正常开展。参考文献[1]周景星，王洪瑾，虞石民，李广信.基础工程[M].北京：清华大学出版社，1996[2]李粮纲，基础工程施工技术[M]．武汉：中国地质大学出版社，2000[3]唐大雄等，工程岩土学[M].北京：地质出版社，1996[4]张倬元，王士天，王兰生.工程地质分析原理[M].北京：地质出版社，1994[5]赵树德，，王秀丽.土力学[M].北京：高等教育出版社，2001[6]LittleGS.1982.Designofcementbasedongrouts.Proc.oftheConferenceonGroutinginGeotechnicalEngineering.[7]陈仲顾，叶书麟.基础工程学[M].北京：中国水利水电出版社，2000[8]朱博鸿，廖红建，周龙翔.房屋建筑地基处理与加固[M]．西安：西安交通大学出版社，2003[9]刘永红，姚爱军，周龙翔.地基处理[M].北京：科学出版社，2005[10]阎明礼.地基处理技术[M].北京：中国环境出版社，1996[11]《地基处理手册》编委会.地基处理手册[M].第2版.北京：中国建筑工业出版社，2000[12]林宗元.岩土工程治理手册[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，1993[13]BustamantiMGouvenotD.Grouting:Amethodimprovingthebearingcapacity.Ofdeepfoundation.Proc.oftheEighthEuropeanconferenceonsoilmechanicandfoundationengineering[14]程良奎，范景伦，韩军，许建军.岩土锚固[M].北京：中国建筑工业出版社，2002[15]Bruc