依托工程与研究方法、技术路线

大型储油罐CFG桩复合地基的孔隙水压力实验研究宋晓光（甘肃建筑职业技术学院甘肃兰州730050）摘要：本文选择了西部原油成品油管道工程中的一个15×104m3浮顶油罐CFG桩复合地基作为对象，采用智能弦数码式孔隙水压力计，埋设于断面中轴线附近两桩之间的地基土中，对其孔隙水压力进行了专门研究。关键词：饱和黄土；CFG桩复合地基；超静孔隙水压力0引言西部原油成品油管道工程是二十一世纪初我国西部继“西气东输”项目实施以来的又一重要建设项目，由3条干线、7条支线和18个站场组成，新建管道总长度约6071.4km。其中成品油干线管道西起新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市，东至甘肃省兰州市，全线长约1953km；原油干线管道自新疆鄯善县至甘肃省兰州市，全长约1656km。其终点之一的兰州原油末站，包括有15×104m3浮顶油罐2座、10×104m3浮顶油罐3座及其他配套建筑物。其中15×104m3储油罐，跨度93m，整体式基础，总重153200t，单位荷重27t/m2；10×104m3储油罐，跨度80m，整体式基础，总重103300t，单位荷重25t/m2。本论文选择其中一个15×104m3浮顶油罐CFG桩复合地基作为对象，对其孔隙水压力进行了专门研究。1兰州原油末站（罐区）地基土特性黄土状土与饱和黄土状土均属于高压缩性土，其力学性质很差。饱和黄土层天然含水率最大达到31.7%，孔隙比e=1.017，塑性指数PI=8.3～11.8，压缩系数21a=0.380～1.170Mpa-1，饱和黄土层是控制性土层。2孔隙水压力埋设和观测方法2.1桩间土孔隙水压力计埋设采用智能弦数码式孔隙水压力计，埋设于断面中轴线附近两桩之间的地基土中。在离CFG桩的桩顶标高0.60～2.10m不等处沿储罐半径方向共布置26个观测点，分别位于储罐基础中心处（1个）、R=10m处（5个）、R=20m处（5个）、R=30m处（5个）、R=40m处（5个）、环墙底部（5个）。各断面沉降计和孔隙水压力计的平面及立面布置如图所示。2.2观测方法在填料超过埋设时读取孔隙水压力计初始值，充水过程、充满水恒压期、放水过程均每天测量一次，放水后每2天测量一次直到稳定。3孔隙水压力变化规律分析通过孔隙水压观测可以掌握外部荷载作用使地基不同深度土体内产生的超静孔压的大小、分布以及消散规律，分析地基土的固结状态及强度增长情况，判断加载过程的地基稳定性。整理三个观测断面孔压观测资料，绘制相关曲线如图1、图2所示。在油罐建设中由于现场施工的干扰和监测仪器的精度，造成充水过程中孔隙水压测试数据的获取具有一定的难度，并且测得的数据具有一定的波动性。4结论(l)开始观测时初始静孔压不为零，分析其原因主要是CFG桩长螺旋钻管和拔管产生超静孔压，另外埋设孔压计时也会因采用压入而产生超静孔压；(2)地基土中各测点孔隙压力在充水期间基本不变或变化不大。各测点孔隙水压在进入恒载预压阶段基本维持在一恒定量，随着外加荷载的减小呈稳定减小趋势，局部也存在波动。测点埋深以及荷载变化对测点读数的影响从图中看来没有相关性。由于充水试压过程时间较短(费时约40天)，成桩和仪器埋设引起的超静孔压较小加之饱和黄土下卧层为透水性很好的卵石层故孔隙水压力易迅速消散，地基土中的各测点超静孔压水，在整个充水预压期间虽有波动但基本变化不大。05101520253035402520151050-5-10-15-20-25孔隙水压/kPa充水高度/m时间/dayA点埋深1.26mF点埋深1.30m充水高度K点埋深1.30mM点埋深1.30m图1监测断面M-A-I部分测点孔隙水压变化曲线05101520253035400-2-4-6-8-10-12-14-16-18-20-22充水高度/m时间/day0510152025303540-20-15-10-505101520孔隙水压/kPa时间/dayD点孔压E点孔压J点孔压A点孔压B点孔压C点孔压图2监测断面M-A-E部分测点孔隙水压变化曲线(3)测点B和D在充水期间出现了负超静孔隙水压，表明该测点附近的土体在本次施工之前处于过压密状态，随着上部土体的开挖，土体得到解压，其体积有膨胀的趋势加之黄土渗透性低，故局部土体内水的体积短期内不变，孔隙变大会造成孔隙把水吸住，这样就出现了负的孔隙水压力。参考文献[1]钱鸿缙，湿陷性黄土地基.北京：中国建筑工业出版社，1985.[2]乔平定，李增均.黄土地区工程地质.北京：水利电力出版社，1990.[3]武铜柱.大型立式油罐发展综述.石油化工设备技术，2004，25（3）：56.[4]贾庆山.大型储罐地基处理技术.石油工程建设，2002(28)：19.PoreWaterPressureExperimentalStudyOnCFGPileCompositeFoundationOfTheLarge-scaleOilStorageTanksSONGXiao-guang(GansuConstructionVocationalTechnicalCollege,Lanzhou730050)Abstract：ThispaperserveonemajorprojectofthepiplelineworksnamelyLanzhouTerminal15×104m3largeoiltanksasengineeringbackground.，andtheIntelligentdigitalstringporewaterpressuregaugeistaken，whichisburiedinthesectionneartheaxisbetweenthetwofilefoundationsoil.Thepurposeisstudyingtheirporepressure.KeyWords：SaturatedLoess；CFGPileCompositeGround；StaticallyPoreWaterPressure