中油温州重交沥青原油罐区2.6万m2开山块石地基强夯处理工程

张莉（中国石油天然气华东勘察设计研究院）

刘新彪  肖群（中化岩土工程有限公司）

一、概述

中油燃料石化有限公司温州重交沥青加工工程位于温州市东、乐清湾南部洞头县大门镇小门岛上，该岛四面环水，与岛连接靠船运，该工程由电厂奥里油罐区、成品油罐区和沥青罐区及配套附属设施构成，场地地表土为厚度不等的人工填土，主要成分为碎石及残积土等，其回填深度2～20m不等，回填时未经碾压，处于松散状态，强度较低，不能满足设计要求，华东勘查设计研究院拟采用强夯法对地基进行加固处理，采用8000kN.m能级强夯、6000kN.m能级强夯、4000kN.m能级强夯。工程完成后，经检测，地基处理后各项指标均满足设计要求，罐体经充水观测，沉降在规范要求内。

二、工程地质概况

本工程包括电厂奥里的罐区，原料油罐区。勘查所揭示的地层为人工开山碎石回填层，第四系残坡积土及侏罗系火山碎屑沉积岩。本区自上而上可分为5层，分述如下：

(1)回填碎石：杂色，主要内山体控方区开票的强风化~中等风化的灰色凝灰，岩及少量的英安玢岩等岩脉的岩块组成，岩块直径一般2~50cm，大者50cm以上。其次，含少量的黄褐色~深褐色残玻积土及全风化凝灰岩。该层主要分布在电厂奥里油罐区东南部的填方区。原料油罐区的中部及北部罐区的四周填方区，本层回填碎石很部均匀，呈松散状，厚度0.2~11.60m，层底标高24.80~11.46m。

(2)残积土：灰褐~黄褐色，岩性不均匀，呈拈土~粉质拈土状。上部含少量的植物根系及极少量的半腐殖质，有臭味，下部含少量的风化角硕及氧化铁，角硕呈棱角状，粒经一般2～5cm，改层主要分布在电厂奥里油罐区四周的填方区，原料油罐区的中部及北部罐区的四周填方区。层厚0.2～6.5cm，层底标高24.17～10.12m。呈可塑～硬塑～坚硬状态，中压缩性土层。

(3)全风化凝灰岩：灰褐色，组织结构已基本破坏，但尚可辨认，并且有微弱残余的结构强度，干钻可钻进。该层原岩多为凝灰岩，少量的英安玢岩。该层主要分布在电厂奥里油罐区四周的填方区，原料的油罐区的中部及北部罐区的四周填方区。层厚0.20～5.80m，层底标高23.54～8.85m。

(4)强风化凝灰岩：灰～灰褐色、浅灰紫色。

(5)中等风化凝灰岩。

三、强夯设计要求及说明

(1)填方深度10m以上的在罐区及到基础边缘外一排夯坑填方区，单击夯击能采用8000kN.m,

(2)回填深度在7－10m范围内采用6000kN.m，

(3)回填深度7m以内采用4000kN.m。

(4)强夯遍数：点夯3遍，满夯1遍为1000kN.m；

(5)夯点布置形式：第一遍夯点间距为6.0mх6.0m,以后各遍夯点间距为5.0m。第二遍夯点在第一遍相邻的4个夯点间插点，呈正方形布置，第三遍夯点在第一遍或第二遍相邻的两个夯点间插点，呈等腰三角形布置。

(6)控制标准：点夯以最后两击平均下沉量小于等于5cm控制，满夯2击，夯印搭接1/3。

(7)库区强夯处理后，地基承载力不小于400Kpa。

(8)道路及管廊部分填方区强夯能级为6000kN.m，要求最后两击的平均夯沉量不大于100mm，地基承载力不小于300Kpa。

四、可行性试验施工

在施工前，首先进行了8000kN.m能级单点夯试验，分别在夯锤上和夯坑周围地面相互垂直的两个方向等距离各设置3个观测标识点，用水准仪测量每夯一击时夯锤和地面标识的位移，计算夯沉量和地面水平位移，直至夯沉量达到控制值。绘制夯击数和夯沉量关系曲线，通过分析确定控制击数等有关施工参数。同时选择了一定区域进行了群夯试验。

通过试验性施工得出，第一遍点夯击数控制在8－12击，第二遍点夯击数控制在8－10击，第三遍点夯击数控制在6－8击，可保证最后两击平均下沉量小于等于5cm；群夯试验经检验，地基加固后各项指标均满足设计要求。

五、强夯施工：

本工程共划分四个施工区，即A区、B区、C区、D区。A区面积4585m2，其中8000kN.m能级435m2，6000kN.m能级2165m2，4000kN.m能级985m2；B区面积9231m2，其中8000kN.m能级1450m2，6000kN.m能级5792m2，4000kN.m能级1989m2；C区面积10719m2，其中8000kN.m能级1074m2，6000kN.m能级2442m2，4000kN.m能级7203m2；D区面积3517m2，6000kN.m能级1033m2，4000kN.m能级2484m2。

施工顺序先从20m标高和25m标高处施工，然后，强夯主机施工路线自南向北，这样可减小吊车转向和移锤次数，又能按业主要求顺序施工，从而提高了施工效率。

施工过程中，特别对各区交界处和挖填交接处的处理，夯点的布置和能级的调整，使地基加固后达到密实均匀。

库区输油管线局部约350m管线途经滩涂，设计要求在滩涂上回填山皮土，形成宽16m，高出滩涂约8m的堤坝，作为管架基础和消防通道路基，土方回填期间，由于滩涂以下淤泥的影响，在填土附加压力作用下，已填堤坝持续下沉，并多次出现局部失稳现象，施工前还没有稳定的迹象。

淤泥在填土压力作用下的固结沉降过程需要较长的时间，甚至不排除再次出现失稳的可能，堤坝在短期内不会稳定。因此，在路提底部抛填大块石料，防护层顶部宽度为3米，石料高出淤泥面约3米。

根据工程的需要，采取了以下措施：

(1)适当加宽堤坝宽度，输油管线沿堤坝稳定性最好的中间部位铺设；

(2)对虚填土应进行适当处理，消除填土自身的固结沉降量；

(3)堤坝填筑标高应大于设计标高，高出部分作为预留沉降量；

(4)为方便管墩与管线脱离时能及时补填砂石垫层，管墩与管线应在沟槽内铺设；

(5)加强沉降观测，掌握沉降变形规律，由此推断堤坝部位的真实地质情况，为下一步计算并处理本地基提供依据。

六、强夯效果测试

强夯施工完成后，中国石油天然气华东勘查设计研究院岩土工程公司承担本工程的检测工作，对强夯加固的碎石土地基采用高密度电法、瑞雷波测试的手段，检测强夯后的回填碎石土的均一性、密实度及承载力范围值。

检测结果表明：

(1)强夯后回填碎石土的密实度明显提高。

(2)回填碎石土厚度为2～10m，由断面图可以看出，强夯的影响深度可以达到10m，基岩与回填碎石土间没有分界线，二者结合较好，达到了预期效果。

(3)在地表2m以上存在一个低于180m/s的低波速值层，表明该层内碎石土较松散，密实度较低，这与：(1)第一遍强夯后，夯坑碎石土填满后未经夯实，呈松散状态有关。(2)表层碎石土基本为碎石状态，无细粒土填充，在无上覆压力情况下，强夯后总保留一定厚度的松散层有关。

(4)未经夯实的碎石土VR波速值为136.12m/s，经强夯后，提高到180m/s～350m/s，提高了32％～157％且由上而下由小到大，地基土承载力值由220kP提高到300－400kP。强夯效果明显，承载力值也是由上而下逐步提高。

检测结果表明，强夯地基满足设计要求。罐体建成后，经充水试验，沉降满足规范要求。

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