LNG罐區(qū)拋石層樁基施工技術(shù)研究

毛 江 濤

(中海油石化工程有限公司,山東 濟(jì)南 250101)

1 工程概況

某東南臨海LNG接收站二期擴(kuò)建項(xiàng)目，主體工程包括2座LNG儲罐及相鄰配套設(shè)施等，其中部分場地位于填海區(qū)，1座儲罐位于防浪堤之外，之間相互連接的管廊基礎(chǔ)需穿過防浪堤與儲罐相連。根據(jù)詳細(xì)勘察報(bào)告顯示：擬建場地在勘查深度范圍內(nèi)地基處主要由沖填土、素填土、淤泥、粉質(zhì)粘土、殘積砂質(zhì)粘性土、全風(fēng)化花崗巖、砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、中風(fēng)化花崗巖組成。其中，中風(fēng)化花崗巖在場地內(nèi)分布廣泛，埋深普遍較大，厚度大，均勻性較好，力學(xué)強(qiáng)度高，工程地質(zhì)性能良好，可作為樁基持力層及樁端下臥層。但基巖分布不均勻，場地內(nèi)坡度較大，部分地區(qū)有斷層的出現(xiàn)。

如上所言，由于LNG儲罐、重要建筑物、大型設(shè)備基礎(chǔ)及管廊基礎(chǔ)對地基的沉降要求較為嚴(yán)格，因此本項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)時(shí)擬定采用鋼筋混凝土灌注樁基礎(chǔ)，樁徑選用800 mm，樁身混凝土強(qiáng)度等級C50，抗?jié)B等級P6，樁鋼筋添加阻銹劑防銹，設(shè)計(jì)樁長分布在12 m～30 m范圍。

2 樁基施工難點(diǎn)

2.1 地質(zhì)狀況復(fù)雜

在樁基施工時(shí)，發(fā)現(xiàn)跨越防浪堤管廊基礎(chǔ)地處素填土層區(qū)域，成分主要為中風(fēng)化花崗巖拋石組成，含量在70%～90%之間，其中碎石含量約為20%～30%，碎石粒經(jīng)約為5 cm～18 cm，塊石約占40%～70%，碎粒徑多為200 mm～600 mm，部分粒經(jīng)為600 mm～900 mm，拋石層間隙大、欠固結(jié)、堆積時(shí)間較短，因此在樁基施工時(shí)易造成縮徑、塌孔、孔斜、卡鉆、埋鉆等工程事故。

2.2 防浪堤影響樁架

部分跨越防浪堤管廊樁基與現(xiàn)有防浪堤距離較近，樁中心與現(xiàn)有防浪堤墻距離僅1 m，樁基成孔設(shè)備沒有施工位置，而且防浪堤拆除困難，甚至不能完全拆除，影響到樁架站位。

2.3 臨海側(cè)地下水位與海水相通

由于儲罐區(qū)距離海水比較近，潛水水位與海水水位有密切的聯(lián)系，在樁基沖孔過程中，護(hù)壁的泥漿極易被地下水稀釋，造成塌孔。在樁基混凝土澆筑過程中，由于水位連通，混凝土泥漿易流失，對樁身質(zhì)量造成影響。因此需要在樁基成孔、灌注過程中采取措施控制護(hù)壁泥漿和水泥漿流失，保證成樁質(zhì)量。

3 設(shè)計(jì)技術(shù)方案

依據(jù)詳勘報(bào)告中給出的場地地質(zhì)情況，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果及業(yè)主前期資料數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)人員在綜合考慮的情況下，通過調(diào)整管道應(yīng)力分析參數(shù)，控制主管支架點(diǎn)、彎頭等位置，達(dá)到調(diào)整管廊柱距及分布，使處于影響區(qū)域內(nèi)的管廊基礎(chǔ)數(shù)量降到最低。

與此同時(shí)考慮到罐區(qū)北側(cè)管廊工藝管線包括：卸料管(38寸)、BOG總管(24寸)、外輸總管(12寸)等，在接收站的運(yùn)行中，其作用非常重要，管道的安全性對接收站運(yùn)行，影響巨大，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，決定采用大尺寸樁基，即樁徑由初步設(shè)計(jì)的800 mm調(diào)整為1 200 mm。

4 施工技術(shù)措施

考慮到?jīng)_孔灌注樁成孔的特殊性和人工拋石層地質(zhì)的不可預(yù)見性，要求在沖孔過程中根據(jù)每個(gè)樁孔的不同地質(zhì)情況采取相應(yīng)的處理措施。

1)在防浪堤外側(cè)，拋石層厚度較小時(shí)，可在護(hù)壁泥漿中加入適量的強(qiáng)風(fēng)化碎石，在泥漿反循環(huán)時(shí)對孔壁進(jìn)行擠壓，形成一層防護(hù)膜，有效避免塌孔等事故。在靠近防浪堤側(cè)，拋石層厚度較大時(shí)，可以適當(dāng)加大鋼護(hù)筒長度，本工程則采用6 m長護(hù)筒進(jìn)行護(hù)壁，待鉆進(jìn)一定深度后，改變泥漿比重或者加入適量強(qiáng)風(fēng)化碎石，進(jìn)行下部沖孔。

2)控制清孔質(zhì)量，預(yù)先將樁孔下部沉渣打撈干凈，采用機(jī)械清孔設(shè)備反復(fù)循環(huán)清孔后，盡快將鋼筋籠下放至底部，避免出現(xiàn)二次沉渣現(xiàn)象。

3)為避免塌孔，應(yīng)在鉆孔過程中密切注意鋼護(hù)筒的跟進(jìn)速度，把握好護(hù)筒下端與孔底的間距，不宜過大，應(yīng)控制在有效范圍以內(nèi)。

4)在樁基體灌注時(shí)應(yīng)保證現(xiàn)場備有足夠的空隙填充料和泥漿等，一旦發(fā)現(xiàn)泥漿泄露，應(yīng)盡快使用填充物填塞，對漏漿部位進(jìn)行填充封堵。

5 結(jié)論及建議

本項(xiàng)目處于拋石區(qū)樁數(shù)累計(jì)68根，部分樁基鉆孔時(shí)出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，施工采用現(xiàn)場粒徑較小的塊石和部分海砂進(jìn)行堵漿措施，有效的對漏漿現(xiàn)象進(jìn)行了保護(hù)。本工程樁基大應(yīng)變6根，同時(shí)進(jìn)行抽檢小應(yīng)變檢測，檢測結(jié)果全部滿足相關(guān)規(guī)范條款要求。

雖然沖孔灌注樁可以適用于多種不同地質(zhì)情況的場地，但由于項(xiàng)目不同，對樁基成孔質(zhì)量的影響因素較多，即使同一片場地也存在地質(zhì)條件不同導(dǎo)致樁基施工方案不同。因此在LNG罐區(qū)拋石層地基進(jìn)行灌注樁施工時(shí)，應(yīng)預(yù)先探明場地拋石層和地下水等地質(zhì)情況，有針對性的采取防御措施，保證樁基成孔、灌注的順利進(jìn)行。本文所述方案可為今后類似項(xiàng)目的地基處理提供有效的借鑒意義。

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