静力触探在黄土地区某大型储罐地基勘察中的应用

第２７卷第１期　２Ｏ１３年２月　Ｖｌ０１．２７　ＮＯ．１　Ｆｅｂ．２０１３　静力触探在黄土地区某大型储罐　地基勘察中的应用　苏健，赵胜杰　７ｌ００５５）　（西安长庆科技　程有限责任公司，西安摘要：介绍了黄土地区大型储罐地基勘察中，静力触探技术在地层划分、确定地基承载力特征值和估算单桩竖向　承载力等方面的应用，并分析了其优缺点。　关键词：大型储罐，地基勘察，静力触探　中图分类号：ＴＵ４１３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４—３１５２（２Ｏ１３）０１—００６６　０３　于山山前冲洪积平原，地形起伏稍大、地势开阔，场　Ｉ　前言　随着石油需求的逐步增加和技术的不断进步，　地东西宽，南北长，呈长方形展布；拟建储备库设计　库容６Ｏ×１０　ｉｎ。，共有１０×１０　ｍ。钢制外浮顶储油　罐６具，高度２１．８　ｍ，属于一级油库，储罐基础的设　计要求见表ｌ。　表１石油储罐参数表　地基基础设计等级结构对差异沉降基础基础尺寸基础埋基底平均　类型　敏感程度类型（ｍ×ｍ）深（ｍ）压力（ｋＰａ）　敏感　环墙０．６×２．０　１．２０　３００　石油存储构筑物——储油罐的容积越来越大，在目　前的技术条件下，现有的浮顶式储罐容积已达２Ｏ×　１０　ｍ。。大型储罐从总图布置占地面积小、节省罐　区管网和配件、节省钢材、便于生产操作管理等四个　方面体现出强大的竞争优势［］］。同时，大型储罐直　径大、荷载重、对沉降敏感，一旦地基遭到破坏，往往　会引起管道断裂、大量油品泄漏、污染环境甚至引发　甲级　钢筋砼　说明：储罐环墙基础直径Ｄ一８０　ｍ，环墙截面尺寸ｂ×ｈ一０．６　ｍ×　２．０　ｍ　火灾、爆炸等次生灾害，不仅在经济上蒙受损失，而　且危及生命。这使得它对地基和基础的勘察设计有　３　地层划分　依据钻孔资料，场地分布地层主要为三大层：黄　土状土、马兰黄土和离石黄土，地层纵向和横向分布　较为均匀。丁程地质勘察时，不同成因类型、不同沉　积环境堆积的地层，其锥尖阻力（ｑ　）和侧壁摩阻力　（／　）不尽相同，可以根据吼、　、　／ｑ　（摩阻比）３个　指标对地层进行划分。　从图１静探曲线可以看出：黄土地区地层界面清　着特殊的要求，因此选择合适的勘察手段，提供详实　准确的勘察报告尤为重要。　采用钻探取样、标贯等间断的原位测试方法，不　能获得连续的测试剖面，无法对每个深度的土层进　行准确的评价，而连续进行则产生较大工作量且极　不经济。钻探过程中自上而下能连续对土质进行描　述和分类，但是对土性的判断缺乏定量依据，且这种　判断会因人而异甚至发生误判ｌｌ２］。静力触探试验能　从上到下连续测试，获得整个孔的力学剖面，正好弥　补了钻探取样和间断进行原位测试的不足，从而提　晰，与钻孔资料完全吻合，离石黄土上部分布有一厚　度小于３．０　ｍ的亚层，岩土性质接近于粉砂，静力触　高了地基基础设计的可靠性，因此，可采用钻探与静　力触探相结合的勘察方法。　探试验中表现尤其明显；根据静力触探曲线变化特　征，地层变化时，锥尖阻力（ｑｃ）和侧壁摩阻力（，　）出现　了“超前”现象，锥尖阻力（ｑ（）和侧壁摩阻力（．　）随地层　２　工程概况　某原油储备库Ｔ程，位于陕西省定边县，属于白　收稿日期：２０１　２－０６—０８　岩性不同变化较大，拐点明显，易于识别和划分，摩阻　￣ｔ（Ｌ／ｑ，）的变化与地层岩性变化同步。所以，依据静　力触探结果，现场可快速确定岩性及其力学变化规律。　作者简介：苏健（１９８Ｉ），男，长安大学地质工程专业，硕士，工程师，就职于西安长庆科技工程有限责任公司，研究方向为岩土工程勘察。　第１期　苏健等：静力触探在黄土地区某大型储罐地基勘察中的应用　地　时　层　层　底　锥头阻力ｑ　ｘ　１　Ｄ０（Ｋｐ　ａ）一　锥　层　编　代　成　底　高　底　深　层　名　柱状图　摩阻　比　头　阻　侧壁　靡　号　因　程　度　称　侧壁摩￣Ｉｔ￣Ｚ（ＫＰａ）————　曲线　力　靡　阻　阻力　比　１　３００　｝　｝　２　　１４　４　　１８　ｒＫｖａ］　（ＫＤａ）　①　ｌ　５３３　２５　２　２Ｏ　黄土　２　８６　５８　６５　２　Ｏ５　状土　②　Ｑ　黄土　状土　７　３Ｏ　２０７　Ｏ３　２　８４　ｌ　５２３　９５　ｌｌ　５０　　Ｊ③　马兰黄土’　ｌ　７　０３　２２６　３１　３　２２　ｌ　５２０　４５　ｌ　５　ＯＯ　　ＩＱ；Ｏ　ｆ　ｆ　④　马兰黄土１　１　５　０８　２ｌ２　４５　４　１８　ｉ　１　５ｌ６　６５　ｌ８　８ｏ　Ｊ　　ｆ⑤，　离石黄土　ｌ９　５８　５４８　０２　２　８０　１　５ｌ３　４５　２２　００　图１　１号孔静探曲线　业，压实系数不应小于０．９７；地基处理宽度自基础　４确定地基土承载力特征值　侧边外延，可采用地基处理深度的１／３。有持力层　的打入式预制桩和灌注桩，桩顶荷载主要由桩端阻　静力触探属于野外原位测试试验，测试成果不　力承受，桩侧壁摩阻力只起次要作用。。。］，经计算单桩　能直接确定地基土的容许承载力。目前国内外一般　竖向承载力为７５９　ｋＮ。依此对该大型储罐基础进　都是依据载荷试验与静力触探结果对比，进行相关　行了设计，经现场原位测试检验，其桩基承载力完全　分析后得出用于特定地区和特定土性的经验公式，　符合设计要求，现该大型储罐已建成并投入使用，效　进而计算地基土的承载力。这里采用《工程地质手　果良好。　册》（第四版）中公式（３－４—７）进行计算，参考室内土　表３地基土静探成果表　工试验成果，结合当地经验确定其承载力特征值，弥　层号地层名称　平　度　阻力阻力补了勘察方法的缺陷和样本选取的局限性。　ｍ，　（Ｌ　　ｆ，ｑ　　ＩＭＶＩＰａ）　ａ　Ｊ　，　Ｊ　（ｋＫ　ａ　Ｐａ）表２地基土承载力特征值统计表　①　黄土状土　１．４　②　黄土状土８．９　层号地层名称　（　（试验试。验③　马兰黄土　５．２　ｋＰａ）　（　（ｋＰａ）　（　嚣　）　④　马兰黄土　１．８　①　黄土状土　８Ｏ　６Ｏ　７０　②　黄土状土　１２５　１３Ｏ　１３０　⑤　离石黄土　１１．３　③　马兰黄土　１５５　１４０　１５０　⑤ｌ　离石黄土　１．６　④　马兰黄土　２００　１５Ｏ　ｌ８Ｏ　⑤　离石黄土　２１０　２４０　２３Ｏ　⑤】　离石黄土　２２０　２Ｓ０　２４Ｏ　６　结语　５估算单桩竖向承载力　静力触探在黄土地区大型储罐地基勘察中具有　效率高、保护环境、节约能源、使用方便、用途广泛等　拟建场地以黄土为主，地基承载力较低，必须进　优点，可大幅提高勘察精度。　行地基处理。地基处理采用孔内深层强夯法（ＤＤＣ　桩），桩径取４００　ｍｍ，桩长１６．０　ｍ，中心距取２．０～　参　考　文　献　３．０倍桩径，以④马兰黄土为持力层，桩顶和基础之　［１］兰州石油机械研究所主编．压力容器设计知识，化学工业出版　间设置褥垫层，用灰土石垫层（灰土、粘土、卵砾石体　社，２００５．　积比２：５：３）；施工采用机械成孔，填料选用灰土　Ｅ２３王惠昌，王斌．触探——提高土质地基勘察质量的有效手段，四　（２：８），用特制重锤进行高压强、强挤密的夯击作　川Ｉ建筑，２００３．　６８　土　工　基　础　２Ｏ１３　［３］陈理，赫明林．静力触探在工程地质勘察中的应用，甘肃地质学　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｏｎｅ　Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ　Ｔｅｓｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｌａｒｇｅ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｔａｎｋ　Ｆａｒｍｓ　ｉｎ　Ｌｏｅｓｓ　Ｓｕ　Ｊｉａｎ，ＺＨＡ０　Ｓｈｅｎｇｊ　ｉｅ　（Ｘｉａｎ　Ｃｈａｎｇｑｉｎｇ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｘｉａｎ　７１００５５）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ａ　ｃａｓｅ　ｈｉｓｔｏｒｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｏｎｅ　Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ　Ｔｅｓｔ（ＣＰＴ）ｉｎ　ｔｈｅ　ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｉｎ　ｅｓｔｉｇａｔｉ。“　ｏｆ　ａ　１ａｒｇｅ　ｏｉ１　ｓｔｏｒａｇｅ　ｔａｎｋ　ｆａｒｍ　ｉｎ　ｌｏｅｓｓ　ｓｏｉｌｓ．Ｔｈｅ　ｄｅｔａｉｌｓ　ｏｆ　ｓｔｒａｔｉｇｒａｐｈｙ，ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｘｉａｌ　ｃａ—　ｐａｃｉｔｙ。ｆ　ｓｉｎｇｌｅ　ｐｉｌｅｓ　ａｒｅ　ａｌｓ。ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｂｏｔｈ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｉｓａｄＶａｎｔａｇｅｓ。ｆ　ａｐｐｌｙｉｎｇ　ｔｈｅ　ＣＰＴ　ｉｎ　ｌｏ　ｅｓｓ　ｓｏｉｌｓ　ａｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｌａｒｇｅ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｔａｎｋ　Ｆａｒｍ，Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ，Ｃｏｎｅ　Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ　Ｔｅｓｔ　Ｈ＿雪　Ｅ　Ｔ　丫Ｔ　丫　丫丫Ｔ　—丫—ｒ丫　丫。—丫—ｒ丫—ｒ　（上接第６２页）　．－２００８）Ｅｓ］．　［２］　建筑桩基技术规范（ＪＧＪ９４－ｍ　Ａ　参　考　文　献　［１］建筑基桩检测技术规范（ＪＧＪ１ｏ６一ｇｏｏ３）ＥＳ］　Ｅ３］　陈凡，徐天平，陈久照，关立军．基桩质量检测技术［Ｍ］．北京　中国建筑工业出版社，２００８．　Ｅ４］　罗骐先．桩基工程检测手册［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００３　伽　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｐｉｌｅ　Ａｘｉａｌ　Ｃａｐａｃｉｔｙ　Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｔｈｒｏｕｇｈ　Ｃｕｒｖｅ　Ｆｉｔｔｉｎｇ　ｏｆ　Ｍｅａｓｕｒｅｄ　Ｈｉｇｈ　Ｓｔｒａｉｎ　Ｄａｔａ　加　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ｔｈｒｅｅ　ｃａｓｅ　ｈｉｓｔｏｒｉｅｓ。ｆ　ｐｉｌｅ　ａｘｉａｌ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｐｒｅｄｉｃｔｉ。ｎｓ　ｔｈｒ。ｕｇｈ　ｔｈｅ　ｃｕｒｖｅ　ｆｉｔｔｉｎｇ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｈｉｇｈ　ｓｔｒａｉｎ　ｄａｔａ．Ｔｈｅ　ｐｒ。ｃｅｄｕｒｅ。ｆ　ｔｈｅ　ｒｅｇｒｅｓｓｉ。ｎ。ｆ　ｔｈｅ　ＣＵｒＶｅ　ｆｉｔｔｉｎｇ　ｉｓ　ａ１ｓ。ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｒｅａｓ。ｎｓ　ｆ。ｒ　ｔｈｅ　ｌａｒｇｅ　ｄｅｖｉａ“。“ｆｒ。ｍ　ｔｈｅ　ｏｂｓｅｒｖｅｄ　ｄａｔａ，ａｎｄ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｔＯ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ａｒｅ　ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ．　Ｋｅｙ　ｗ。ｒｄｓ　Ｐｉｌｅ　Ｆｏｕｎｄａｔｉ。ｎｓ，Ｈｉｇｈ　Ｓｔｒａｉｎ　Ｍｅａｓｕｒｅｉｒｔｅｎｔｓ，Ｃ…ｅ　Ｆｉｔｔｉｎｇ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｏｂｓｅｒｖｅｄ　Ｄａｔａ，ｗａＶｅ　Ｅｑｕａｔｉ。ｎｓ＇Ｍｅｃｈａｎｉｃ　ｌ　Ｍｏｄｅｌ