关于石油化工厂房大体积基础沉降的现状与强夯施工的若干思考.doc

1、关于石油化工厂房大体积基础沉降的现状与强夯施工的若干思考【摘 要】强夯具有加快新基础固结以及提高旧基础压实度等方面的作用，近年来，该技术被广泛地应用于建筑以及路桥建设过程之中。本文根据相关文献资料以及笔者的工作实践，论述当前时期下石油化工厂房大体积基础沉降的现状以及强夯施工情况，旨在为石油化工厂房的建设施工提供一定的借鉴与参考。 【关键词】石油化工厂房；大体积基础沉降；强夯施工 随着我国经济社会的不断发展与进步，石油化工厂房被越来越多地城市所采用。然而，众所周知，石油化工厂房的大体积基础基本上是在岩土体的内部进行的，不管其埋入深度是大还是小，开挖施工均会对地下岩土体产生扰动作用，使其失去原来应

2、有的平衡状态，而朝着全新的平衡状态发生转化。尤其是在软土基的基础上进行开挖，则会造成非常大的破坏。所以，对石油化工厂房大体积基础沉降的现状以及强夯施工技术进行分析与研究，显得尤为重要。 1、石油化工厂房大体积基础沉降的机理分析 1.1 基本概念 石油化工厂房大体积基础沉降主要包括 2 种类型，即基础移动与基础形变。地基基础产生水平以及垂直的移动则可被称为“基础移动” ；而所谓“基础形变”指的是由于基础发生不均匀沉降以及水平移动而造成的倾斜、水平变形以及曲率变形等。 1.2 石油化工厂房大体积施工基础沉降机制分析 石油化工厂房大体积施工所引起的基础沉降主要包括如下两个方面的机制：（1）在石化厂房

3、内进行大体积开挖施工所造成的开挖基础沉降，主要包括：石油化工厂房大体积支护结构发生形变而导致的基础沉降、石油化工厂房大体积结构由于整体地基下沉而引起的基础沉降、开挖卸载时开挖面土体向化工厂房大体积内移动而引起的基础性沉降以及支护结构背后的空隙闭合而引起的基础沉降等方面。 （2）位于含水底层，水在外界压力的条件下受到一定压力的排挤，土层液压降低，使得有效应力显著增加。在进行石油化工厂房大体积施工的过程中，遇到含水地层，就会使得地层中的土颗粒空隙之间的水分慢慢地被挤出去，严重地破坏了原土层的平衡状态，其有效应力显著增大，从而导致大体积基础沉降。这种由于地层空隙水压以及渗透力等出现变化而引起的基础沉

4、降可被称之为“固结基础性沉降” 。 2、石油化工厂房大体积基础沉降的强夯施工机制分析 参考相关文献资料以及根据笔者自身的工作实践，总结出如下几点强夯施工的机制：（1）压实作用。巨大的强夯冲击能不仅会使得空气所占的体积被压缩，而且还会使得水中的封闭微气泡被压缩。 （2）土体局部液化。当外界能力或者压力反复冲击载荷的形式施加于土体的时候，其中的气体慢慢地被这些能力及压力压缩；土颗粒表面的结合水膜受到一定程度的扰动，使其逐渐摆脱分子引力的束缚。当含气量为 0 时，土体之中的空隙水的压强迅速升高，且局部出现液化。 （3）孔隙水从裂缝之中排出，土体出现固结。在巨大的强夯冲击力的冲击作用下，土中产生裂缝；

5、结合水的转化也会使得土体对的渗透力显著增大。所以，土体出现排水，得以固结。 （4）土体触变的恢复过程。在石油化工厂房实际的强夯过程中，土体强度出现显著性降低。当土体接近或者产生液化现象时，强度处于最低水平，那么这个时候土体处于完全破裂的状态。与此同时，土体之中的结合水可部分地转化为自由水。而此时，孔隙水压力逐渐消失，土颗粒间就会进一步地靠近，且会出现新的结合水膜，抗剪强度也随之而增加。 3、强夯施工技术在石油化工厂房大体积基础中的应用分析 基于如上强夯施工技术的机制的分析，下面介绍强夯施工技术在石油化工厂房大体积基础制作的应用情况。 3.1 工程概况 我市某石油化工厂房建于 2009 年，该工

6、程总建筑面积约为 15 万m2，属于双层结构。该厂房柱网跨度较大，地下体积也较大，双核心筒采用集中化布置，筒体剪力墙为抗侧力构件。该厂房中地貌地形属于平原地貌类别，地面标高为 2.73.9m 范围之内，主要包括砂土与粘性土两部分所组成。本厂房场地内地下水水位为 0.441.70m。 3.2 强夯施工法夯击次数的确定 强夯法的夯击次数应该以夯坑的压缩量大以及夯坑周边隆起量最小作为夯击次数的确定原则。除了根据施工现场试夯得到的夯击次数以及夯沉量之间的相关性曲线确定意外，还必须满足如下几个方面的条件：（1）最后 2 击的平均夯沉量应5cm，若单击夯击能量值比较大实，则应10cm；（2）夯坑周边地面不

7、应出现过大的隆起；（3）不能由于夯坑深度过大而出现起锤困难；（4）强夯法夯击次数应该按照地基土的实际性质来加以确定。一般而言，可以采用 2-3 次夯击，最后再以低能量满夯一次。强夯施工法夯击点布置示意图如下图 1 所示： 3.3 强夯加固对策 对于强夯发而言，其适用范围极其广泛，可处理的地基非常之多，主要包括杂填土、素填土、湿陷性黄土以及高饱和度的粉土等方面。其中，对粘性土以及高饱和度的粉土进行回填强夯置换的时候，必须经过现场的碎石、块石及其它粗颗材料进行回填。一般而言，可以在施工现场选择若干个典型性的小试验区，进行回填试夯。试验区的数量可以按照石油化工厂房的实际建设规模、建筑类型以及建筑场地

8、等复杂程度来决定。 4、结论 综上所述，石油化工厂房大体积工程的不同的开挖环节以及支护参数的差异性将会导致石油化工厂房基础出现不同程度的形变，在实际的加固施工过程之中，强夯法是一种省时、便捷以及经济的方法，应在石油化工厂房建设过程中加以广泛地使用。 参考文献： 1徐至钧.强夯和强夯置换法加固基础M.机械工业出版社，2004. 2方鄂华.化工厂房钢筋混凝土结构概念设计M.北京：机械工业出版社，2004. 3乔京生，步启军，马卫华，等.变刚度复合地基的可行性研究J.铁道建筑，2006（5）：49-52. 4陈龙珠，梁发云，丁屹.变刚度复合地基处理的有限元分析J.工业建筑，2003，33（11）：18-20. 5张军. 化工厂房大体积基础沉降的现状与强夯施工J.科技信息进展，2010（1）. 6王恒学. 化工厂房大体积基础沉降的现状与强夯施工J.城市建设理论研究，2011（14）. 作者简介： 白玉华，出生年月：1964 年 7 月，学历：大专，职称：中级（经济师） ，工作单位：天津石化公司质量监督站，目前从事的工作：工程质量管理（质量监督） 。