大型储油罐基础沉降监测研究
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.2CFG桩
CFG桩（Cement-Flash-Gravel）即水泥粉煤灰桩的简称，是由碎石、石屑、粉煤灰、掺适量水泥加水拌合利用各种成桩机制成的桩型。通过调整水泥掺量及配比，可使桩体强度等级在C5-C20之间变化，CFG桩和桩间土通过褥垫层形成CFG桩复合地基。工程案例3：由中石化管道储运公司潍坊输油处已建的位于东营西城区济宁路东营首站附近的12号浮顶储油罐，钢筋混凝土土环墙式基础，除表层为人工填土外，主要为第四系全新统冲洪积、海积和上更新统冲洪积、海积形成的粉土、粉质粘土及砂土层。结果表明：CFG桩能明显提高天然地基承载力，稳固储罐地基变形。工程实测结果表明：CFG桩可大幅度提基土的承载力，尤其是可根据承载力的大小和沉降控制数值的要求调整桩长、中心部位的桩距、褥垫层厚度和桩体配比；CFG桩适用于填处理填土、饱和性土和非饱和粘性土；CFG桩施工简单、造价较低，且沉降变形较小、所以具有明显的社会效益和经济效益。
1储油罐常用基础特点，要求和设计特征
1.1储油罐特点
（1）密闭性严。储油罐作为结构，必须能够经得住所储存油品的液体压力，因此需具有足够的密闭性用于存装各类油品。（2）柔性大而刚度小。是由焊成的结构，其特点是柔性大、刚度小，通常承受普通建筑物和构筑物所不能承受的地基变形，哪怕基础沉降较大，只要匀称沉降均不影响其正常工作。（3）与持力层有明确的传力途径。薄罐底使发生沉降时不和基础分离，故而使荷载均布于地基上，有明确的传力途径。（4）风荷载影响较小。罐形属于直径大、高度低的“矮胖”型结构，故而风荷载对其作用很小，只有台风或地震作用且仅为空罐时才可能产生移动，因此只有大于10级风或设防烈度为9度区建罐时，才考虑储罐与基础的锚固问题。（5）自重相对满载而言要小得多。储油罐自重与满载重量相比要小很多，由于水密度大于油密度，所以若地基承载力不足时，可利用试水阶段的荷载来预压地基，而且若储罐基础出现事故，一般是因为无预先试水预压，使基础产生较大的不均匀沉降。
2储油罐地基处理方法探讨
2.1振冲法
石油化工系统是最早将振冲法用于油罐地基处理中，且国内许多油罐地基采用振冲法处理，容积从几千到几万m3，目前最大为12.5万m3。工程案例1：油罐试验场区土质为第四纪滨海沉积较厚软粘土，一般为17-18m，土质含水量高、压缩比大、抗剪强度低，天然地基容许承载力为65kPa，远低于油罐设计荷载（<220kPa），因此采用振冲法处理，实测结果：罐中心沉降12.1cm，罐基础边缘最大沉降14.7cm，最小沉降8.8cm，平均沉降11.75cm，沉降差5.9cm，相对倾斜0.6%。工程案例2：胜利油田在孤东建设一座大型油气处理厂，属浅海石油，土质为近期沉积的软粘土，淤泥质土、粉质粘土、细砂等，油罐基础方案采用浅埋式筏板基础，基底设计压力为160kPa，天然地基承载力显然不够，经商议采用振冲法处理，实测结果：罐中心沉降13.0cm，罐基础边缘最大沉降15.1cm，最小沉降9.5cm，平均沉降12.6cm，沉降差5.6cm，相对倾斜0.5%。实测结果表明：振冲法可使无凝聚性土，如砂类土、碎石土、砂质粉土、粉煤灰等得到加密，从而提高地基土的强度；振冲法利用强度高的碎石桩与周围土组成复合地基来处理粘性土地基，且强度至少提高一倍；振冲法在软粘土中设置的碎石桩具有良好的排水效果；振冲法处理油罐地基可以在中心部位减少桩距或增加处理深度，以减少油罐中心和边缘的沉降差，未经处理的油罐则产生严重倾斜。
1.2储油罐对基础的要求
基于储油罐特点，对基础设计时需满足：（1）地基应首先满足储罐自重和试水重量的总重量，若不能确定其稳定性时，必须预先进行试水预压；（2）地基总沉降和差异沉降均须符合要求，若沉降可能超过其值，但一定不能影响储罐正常工作；（3）罐底一定作中间高、四周低的预起拱，旨在底板变形后不破坏其焊缝；（4）若在地基变形较大的地区建罐时，基础必须预抬高安装标高，目的是使最终沉降稳定后的罐基础必须高出四周地面，以免出现积水现象影响储罐的使用；（5）若储罐基础建立在土质较差地区，故而会产生较大沉降，因此必须采取措施增强储罐与管线的连接接触，如采用柔性管接头或波纹管连接。
大型储油罐基础沉降监测研究
摘要：随着国家发展越来越好，对能源的消耗不断的增加，大批储油罐的建设在日益增多。然而在储油罐建设初期充水预压阶段，油罐会发生沉降、不均匀沉降，严重影响油罐的安全和正常投产。
关键词：大型储油罐；基础沉降监测
引言
目前有三类储油罐：固定顶、浮顶和内浮顶储罐；固定顶储罐多半采用拱型顶盖，多储存重质油品：如原料油或渣油等；浮顶储罐顶盖为浮船式活动顶盖，多储存轻质油品，目前大型储油罐以浮顶式油罐居多，其原理是灌顶悬浮在所储存液面上，可防止液体气化，其密封结构可保持罐壁板和浮顶的气密性，但由于不均匀沉降罐壁板会向里面或外面倾侧，从而使其密封结构卡在罐壁上，约束浮顶的移动。
1.3储油罐基础设计特征
储油罐基础具有“三大一高”特征。“三大”：罐直径大可达100m；地基设计的附加压力大，可达到300kN/m2；基础沉降量大，一般土质达几十厘米，软土上可达200cm；“一高”：差异沉降要求高。而且对常用的大型浮顶式储罐而言，其上部结构均采用钢制薄壁容器制作，顶盖均随储量的大小而上下升降，若此时基础有较大不均匀沉降，就直接影响储罐的正常使用，故而储油罐基础形式的选择需综合斟酌诸多因素。
2.3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ换强夯法
置换强夯法是强夯置换法的延扩，加固机理主要是置换，然后对置换墩周围的墩间土进行二次加固，最后是挤密和大直径排水体的作用。目前该法应用较少，须大力推广，但其根基强夯置换法广泛应用在石化基地建设、仓储用地、铁路公路、填海造地等工程中。工程案例4：强夯置换法处理地表吹填土层及海陆交互沉积粘土地基的加固处理某原油商业储备基地工程，结果表明：强夯处理效果明显，消除场地液化，有效加固深度至基岩。实测结果表明：该法施工简单、取材容易、施工速度快、工期短、造价低，有明显的经济效益，且打夯期间加速地基孔隙水的消散作用，降低含水率，对提高地基强度和均匀性、降低压缩性、消除湿陷性、改善抗震动液化能力等具有明显的效果；适用于处理高饱和度、低透水性、低强度、高压缩性软土的地基；可加固处理大厚度非饱和土、大面积堆载场地、大中型油库、塔基、大型筏基、大厚度湿陷性黄土和新填土等。
CFG桩（Cement-Flash-Gravel）即水泥粉煤灰桩的简称，是由碎石、石屑、粉煤灰、掺适量水泥加水拌合利用各种成桩机制成的桩型。通过调整水泥掺量及配比，可使桩体强度等级在C5-C20之间变化，CFG桩和桩间土通过褥垫层形成CFG桩复合地基。工程案例3：由中石化管道储运公司潍坊输油处已建的位于东营西城区济宁路东营首站附近的12号浮顶储油罐，钢筋混凝土土环墙式基础，除表层为人工填土外，主要为第四系全新统冲洪积、海积和上更新统冲洪积、海积形成的粉土、粉质粘土及砂土层。结果表明：CFG桩能明显提高天然地基承载力，稳固储罐地基变形。工程实测结果表明：CFG桩可大幅度提基土的承载力，尤其是可根据承载力的大小和沉降控制数值的要求调整桩长、中心部位的桩距、褥垫层厚度和桩体配比；CFG桩适用于填处理填土、饱和性土和非饱和粘性土；CFG桩施工简单、造价较低，且沉降变形较小、所以具有明显的社会效益和经济效益。
1储油罐常用基础特点，要求和设计特征
1.1储油罐特点
（1）密闭性严。储油罐作为结构，必须能够经得住所储存油品的液体压力，因此需具有足够的密闭性用于存装各类油品。（2）柔性大而刚度小。是由焊成的结构，其特点是柔性大、刚度小，通常承受普通建筑物和构筑物所不能承受的地基变形，哪怕基础沉降较大，只要匀称沉降均不影响其正常工作。（3）与持力层有明确的传力途径。薄罐底使发生沉降时不和基础分离，故而使荷载均布于地基上，有明确的传力途径。（4）风荷载影响较小。罐形属于直径大、高度低的“矮胖”型结构，故而风荷载对其作用很小，只有台风或地震作用且仅为空罐时才可能产生移动，因此只有大于10级风或设防烈度为9度区建罐时，才考虑储罐与基础的锚固问题。（5）自重相对满载而言要小得多。储油罐自重与满载重量相比要小很多，由于水密度大于油密度，所以若地基承载力不足时，可利用试水阶段的荷载来预压地基，而且若储罐基础出现事故，一般是因为无预先试水预压，使基础产生较大的不均匀沉降。
2储油罐地基处理方法探讨
2.1振冲法
石油化工系统是最早将振冲法用于油罐地基处理中，且国内许多油罐地基采用振冲法处理，容积从几千到几万m3，目前最大为12.5万m3。工程案例1：油罐试验场区土质为第四纪滨海沉积较厚软粘土，一般为17-18m，土质含水量高、压缩比大、抗剪强度低，天然地基容许承载力为65kPa，远低于油罐设计荷载（<220kPa），因此采用振冲法处理，实测结果：罐中心沉降12.1cm，罐基础边缘最大沉降14.7cm，最小沉降8.8cm，平均沉降11.75cm，沉降差5.9cm，相对倾斜0.6%。工程案例2：胜利油田在孤东建设一座大型油气处理厂，属浅海石油，土质为近期沉积的软粘土，淤泥质土、粉质粘土、细砂等，油罐基础方案采用浅埋式筏板基础，基底设计压力为160kPa，天然地基承载力显然不够，经商议采用振冲法处理，实测结果：罐中心沉降13.0cm，罐基础边缘最大沉降15.1cm，最小沉降9.5cm，平均沉降12.6cm，沉降差5.6cm，相对倾斜0.5%。实测结果表明：振冲法可使无凝聚性土，如砂类土、碎石土、砂质粉土、粉煤灰等得到加密，从而提高地基土的强度；振冲法利用强度高的碎石桩与周围土组成复合地基来处理粘性土地基，且强度至少提高一倍；振冲法在软粘土中设置的碎石桩具有良好的排水效果；振冲法处理油罐地基可以在中心部位减少桩距或增加处理深度，以减少油罐中心和边缘的沉降差，未经处理的油罐则产生严重倾斜。
1.2储油罐对基础的要求
基于储油罐特点，对基础设计时需满足：（1）地基应首先满足储罐自重和试水重量的总重量，若不能确定其稳定性时，必须预先进行试水预压；（2）地基总沉降和差异沉降均须符合要求，若沉降可能超过其值，但一定不能影响储罐正常工作；（3）罐底一定作中间高、四周低的预起拱，旨在底板变形后不破坏其焊缝；（4）若在地基变形较大的地区建罐时，基础必须预抬高安装标高，目的是使最终沉降稳定后的罐基础必须高出四周地面，以免出现积水现象影响储罐的使用；（5）若储罐基础建立在土质较差地区，故而会产生较大沉降，因此必须采取措施增强储罐与管线的连接接触，如采用柔性管接头或波纹管连接。
大型储油罐基础沉降监测研究
摘要：随着国家发展越来越好，对能源的消耗不断的增加，大批储油罐的建设在日益增多。然而在储油罐建设初期充水预压阶段，油罐会发生沉降、不均匀沉降，严重影响油罐的安全和正常投产。
关键词：大型储油罐；基础沉降监测
引言
目前有三类储油罐：固定顶、浮顶和内浮顶储罐；固定顶储罐多半采用拱型顶盖，多储存重质油品：如原料油或渣油等；浮顶储罐顶盖为浮船式活动顶盖，多储存轻质油品，目前大型储油罐以浮顶式油罐居多，其原理是灌顶悬浮在所储存液面上，可防止液体气化，其密封结构可保持罐壁板和浮顶的气密性，但由于不均匀沉降罐壁板会向里面或外面倾侧，从而使其密封结构卡在罐壁上，约束浮顶的移动。
1.3储油罐基础设计特征
储油罐基础具有“三大一高”特征。“三大”：罐直径大可达100m；地基设计的附加压力大，可达到300kN/m2；基础沉降量大，一般土质达几十厘米，软土上可达200cm；“一高”：差异沉降要求高。而且对常用的大型浮顶式储罐而言，其上部结构均采用钢制薄壁容器制作，顶盖均随储量的大小而上下升降，若此时基础有较大不均匀沉降，就直接影响储罐的正常使用，故而储油罐基础形式的选择需综合斟酌诸多因素。
2.3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ换强夯法
置换强夯法是强夯置换法的延扩，加固机理主要是置换，然后对置换墩周围的墩间土进行二次加固，最后是挤密和大直径排水体的作用。目前该法应用较少，须大力推广，但其根基强夯置换法广泛应用在石化基地建设、仓储用地、铁路公路、填海造地等工程中。工程案例4：强夯置换法处理地表吹填土层及海陆交互沉积粘土地基的加固处理某原油商业储备基地工程，结果表明：强夯处理效果明显，消除场地液化，有效加固深度至基岩。实测结果表明：该法施工简单、取材容易、施工速度快、工期短、造价低，有明显的经济效益，且打夯期间加速地基孔隙水的消散作用，降低含水率，对提高地基强度和均匀性、降低压缩性、消除湿陷性、改善抗震动液化能力等具有明显的效果；适用于处理高饱和度、低透水性、低强度、高压缩性软土的地基；可加固处理大厚度非饱和土、大面积堆载场地、大中型油库、塔基、大型筏基、大厚度湿陷性黄土和新填土等。