1、工程概况

 

　　本工程位于陕西省西安市黄陵镇，地质报告由西北综合勘察设计院提供，主要件构筑物有10000m3沥青储罐3个，6000m3沥青储罐4个，罐高均为22米，基础高出地面0.7米。拟建场地地基土组成可分为4层，自上而下为：

 

　　1、杂填土。

 

　　2、黄土状土。

 

　　3、黄土状土。

 

　　4、中细砂。

 

　　5、圆砾。

 

　　6、粉质粘土。

 

　　第2、3层黄土状土均具湿陷性，一般分布深度为10～12m，平均层厚10.5m；场地地基湿陷等级为自重Ⅱ（中等）级，场地的稳定地下水位埋深为17.20～17.90M，建筑场地类别为Ⅱ类，地基基础设计等级为丙级.，建筑物重要性类别为乙类。

 

　　2、规范对湿陷性黄土地基处理的一些要求：

 

　　1）对丙类建筑应消除地基的部分湿陷量。当为局部处理时，其处理范围应大于基础底面的面积。在非自重湿陷性黄土场地，每边应超出基础底面宽度的1/4，并不应小于0.50m；在自重湿陷性黄土场地，每边应超出基础底面宽度的3/4，并不应小于1m。当为整片处理时，其处理范围应大于建筑物底层平面的面积，超出建筑物外墙基础外缘的宽度，海边不宜小于处理土层厚度的1/2，并不应小于2m。

 

　　2）丙类建筑消除地基部分湿陷量的最小处理厚度，应符合下列要求：当地基湿陷等级为Ⅰ级时：对单层建筑可不处理地基；对多层建筑，地基处理厚度不应小于1m，且下部未处理湿陷性黄土层的湿陷起始压力值不宜小于1OOkPa。

 

　　当地基湿陷等级为Ⅱ级时：在非自重湿陷性黄土场地，对单层建筑，地基处理厚度不应小于1m，且下部未处理湿陷性黄土层的湿陷起始压力值不宜小于80kPa；对多层建筑，地基处理厚度不宜小于2m，且下部未处理湿陷性黄土层的湿陷起始压力值不宜小于1OOkPa；在自重湿陷性黄土场地，地基处理厚度不应小于2.50m，且下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量，不应大于200mm。

 

　　当地基湿陷等级为Ⅲ级或Ⅳ级时，对多层建筑宜采用整片处理，地基处理厚度分别不应小于3m或4m，且下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量，单层及多层建筑均不应大于200mm。

 

　　3）地基处理后的承载力，应在现场采用静载荷试验结果或结合当地建筑经验确定，其下卧层顶面的承载力特征值，应满足软弱下卧层验算要求。

 

　　3、本工程的设计计算过程：

 

　　1）、设计方案：地基处理水泥土夯扩桩成孔采用沉管法，成孔直径400mm；1.5～1.8吨重锤夯扩成桩，成桩直径500mm；桩体填料采用水泥土，水泥掺量为8%（重量比）。水泥土夯扩桩桩间距900mm，等边三角形布置。桩长12米，地基处理宽度放出罐区基础边缘5米。水泥土夯扩桩施工完毕后，截去桩头及松土厚度为0.5m，然后用3：7灰土分层夯填至基础垫层底标高，3：7垫层厚度0.5m。水泥土夯扩桩填料压实系数不小于0.97，处理后桩间土最小挤密系数不小于0.84，平均挤密系数不小于0.93，灰土垫层压实系数不小于0.95。水泥土夯扩桩和灰土垫层的施工应符合《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）的相关要求。

 

　　2）、地基处理计算：

 

　　设计基础数据：10000吨沥青储罐设备自重300t，设备荷重12000t；

 

　　罐基础高度为1.2m，填充材料为中砂垫层，2t/㎡；

 

　　罐基础直径为25.35m，基础底面积为3.14×（25.35/2）2=50.45㎡

 

　　则基底压应力为pk：1.2×（12000+300/50.45）+1.2×2=29.5t/㎡

 

　　场地第1层土为素填土，第2、3层均为湿陷性黄土，层厚平均为12.0m，本次地基处理采用水泥土挤密桩。桩径为400，处理深度为12.0m。

 

　　桩孔间距的估算：根据《建筑地基处理技术规范》14.2.3s=0.95d√（ηcρdmax/ηcρdmax-ρd）估算成孔间距为0.883米，设计按0.9米计。

 

　　施工结束后，需采用现场静载荷试验检测复合地基的承载力，要求处理后的地基承载力大于280kPa。

 

　　软弱下卧层验算：

 

　　第一层土数据：fak=150Kpa，γ=16.3KN/m3，C=43，φ=27C0

 

　　第二层土数据：fak=160Kpa，γ=17.6KN/m3，φ=27C0

 

　　根据GB50025-20046.1.7条pz+pcz≤faz式中：faz=fak+ηdγm（d-0.5）=376Kpapz=s（pk-pc）/（tgφ+r）2*3.14=143Kpapcz=下卧层顶面土自重压力=203Kpa则：203+143=346Kpa<376Kpa软弱下卧层验

 

　　3）、罐基础的环墙计算：根据石油化工企业钢储罐地基与基础设计规范SH3068-95第5章计算结果如下：

 

　　环墙宽度B=g/（1-？）γLhL-（γc-γm）h式中：

 

　　罐壁底端传给环墙顶端的线分布荷载标准值g=2000/12.5x3.14=50.9kn

 

　　罐壁伸入环墙顶面宽度系数；一般0.4～0.6宜取？=0.5罐内储存介质的重度γL=12kn/m3环墙顶面至储罐最高储液面高度hL=22m环墙重度γc=25kn/m3

 

　　环墙内各层的平均重度γm=18kn/m3

 

　　环墙高度h=1.2M则B=50.9/（1-0.5）12×22-（25-18）×1.2=0.41M，取0.45M

 

　　环墙单位高环向力设计值Ft：Ft=（γqwγwhw+γqmγmh）kr式中：水、环墙内各层自中分项系数一般取γqw=1.1，γqm=1.0；

 

　　水的重度、环墙内各层的平均重度γw=9.80γm=18.00

 

　　环墙顶面至储罐最高储液面高度hw=22.0m

 

　　环墙侧压力系数一般地基可取k=0.33软土地基取0.50

 

　　环墙中心线半径R=12.5m则：Ft=（1.1×9.8×22+1×18×1.2）×0.33×12.5=1067kn/m

 

　　环墙单位高环向钢筋的截面积为：As=γ0ft/fy式中：γ0为重要性系数取1.0fy为钢筋的抗拉强度设计值0.215kn/mm2则As=1×1067/0.215=4963mm2截面450×1200的最小配筋率0.3%则环向为1620mm2取大值4963实配环向钢筋16φ20共5027mm2单位长度竖向构造配筋率为：1350mm2实配即φ14·200封闭箍筋共1539mm2。

 

　　4、设计要点：

 

　　1）因本工程沥青储罐较高，单位面积荷载较重，一般灰土挤密桩采用的是消石灰与土作为桩身填料，但该填料规范中建议处理后的承载力不大于250Kpa，因此结合陕西省当地的实际施工经验，将水泥替代了消石灰，根据以往工程实际经验，水泥与土作为填料后，复合地基承载力可达到35Kpa左右。水泥在回填中起到了提高桩身强度的作用。

 

　　2）软弱下卧层的验算必不可少，处理后的复合地基的土的容重需根据以往类似工程实际检测数据选用。

 

　　3）在地基处理施工进程中，必须对地基处理的施工质量进行监理，地基处理施工结束后，应按有关现行国家标准进行工程质量检验和验收。

 

　　4）在雨季、冬季选择挤密法处理地基时，施工期间应采取防雨和防冻措施，防止填料（土或灰土）受雨水淋湿或冻洁，并应防止地面水流入已处理和未处理的基坑或基槽内。

 

　　5、结语：