基于FLAC3D的海南原油商業(yè)儲(chǔ)備基地工程罐組樁基位移分析

谷家林

摘 要：擬建海南原油商業(yè)儲(chǔ)備基地工程原有地基不能滿足上部結(jié)構(gòu)的承載力，應(yīng)進(jìn)行地基處理或采用樁基。上部①層素填土為軟弱土層，承載力和變形不能滿足擬建罐和附屬配套裝置，故建議對(duì)①層素填土進(jìn)行強(qiáng)夯處理，以提高淺部地基土的土層強(qiáng)度及壓縮性能。擬建6座原油儲(chǔ)罐宜采用CFG樁復(fù)合地基方案，以④層砂巖為樁端持力層。最后，采用FLAC3D對(duì)樁基在不同樁頂附加應(yīng)力條件下的位移進(jìn)行數(shù)值模擬分析。

關(guān)鍵詞：承載力 樁基 FLAC3D

中圖分類(lèi)號(hào)：TU476 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）01（c）-0114-02

擬建海南原油商業(yè)儲(chǔ)備基地工程位于海南洋浦經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)化工園區(qū)，主要擬建建（構(gòu)）筑物設(shè)計(jì)指標(biāo)：擬建海南原油商業(yè)儲(chǔ)備基地工程儲(chǔ)罐容量約255萬(wàn)m3，主要構(gòu)筑物為鋼儲(chǔ)罐，其中10萬(wàn)m3容量?jī)?chǔ)罐25個(gè)、5萬(wàn)m3容量?jī)?chǔ)罐1個(gè)；附屬建（構(gòu)）筑物包括綜合辦公樓、35 kV變電站、維修間等。由于每個(gè)10萬(wàn)立方米容量?jī)?chǔ)罐平面尺寸為D=80 m，H=21.8 m，上部結(jié)構(gòu)為外浮頂罐，基底附加應(yīng)力為250 kN/m2，所以現(xiàn)有地基不能滿足上部結(jié)構(gòu)的承載力，應(yīng)進(jìn)行地基處理或采用樁基。

1 場(chǎng)地環(huán)境與工程地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)地位于海南洋浦經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)化工園區(qū)，場(chǎng)地北側(cè)有施工便道與濱海大道相連，交通較便利。擬建場(chǎng)地原始地貌單位屬海岸及海岸階地，后經(jīng)過(guò)兩次回填整平，已完成了填海及開(kāi)挖工作。整個(gè)場(chǎng)地第二次回填整平工作仍在進(jìn)行中，罐組（一）區(qū)域已完成整平。根據(jù)野外鉆探、原位測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)成果，依據(jù)場(chǎng)地巖土的成因、年代、巖性及物理、力學(xué)性質(zhì)，將本場(chǎng)地鉆探揭露深度范圍內(nèi)地層劃分為12層（含亞層），自上而下分別為：①層素填土（Qml）：②層含珊瑚中砂（Q4m）：②夾層珊瑚巖（Q4m）：④層砂巖（Q2mc）：⑤層粉質(zhì)黏土（Q1mc）：⑥層粉質(zhì)黏土（N2m）：⑥1層含黏性土中砂（N2m）：⑦層中砂（N2m）：⑧層生物碎屑巖（N2m）：⑨層砂礫巖（N2m）：⑨1層含黏性土中砂（N2m）：⑩層生物碎屑巖（N2m）：層含砂粉質(zhì)黏土（N2m）：

2 地基土工程性質(zhì)評(píng)價(jià)

根據(jù)野外鉆探、原位測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)成果，對(duì)罐組（一）場(chǎng)地地基土分析評(píng)價(jià)如下：

（1）素填土層，場(chǎng)地均有分布，土質(zhì)均勻性較差，承載力較低、壓縮模量較小，新近回填，未經(jīng)過(guò)處理不宜作為天然地基基礎(chǔ)持力層。（2）含珊瑚中砂層，場(chǎng)地均有分布，經(jīng)桿長(zhǎng)修正后的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N'平均值為11.1擊，經(jīng)桿長(zhǎng)修正后重型動(dòng)力觸探擊數(shù)N63.5平均值為4.4擊，承載力較低、壓縮模量中等，有輕微液化的可能性，未經(jīng)過(guò)處理不宜作為擬建10萬(wàn)m3儲(chǔ)罐天然地基基礎(chǔ)持力層。（3）砂巖層，場(chǎng)地均有分布，厚度較大，巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為4.64 MPa，承載力高，是擬建油罐良好的樁端持力層。（4）粉質(zhì)黏土層，承載力中等、壓縮模量相對(duì)較大，α1-2=0.095，屬低壓縮性土，但場(chǎng)地分布區(qū)域及厚度較小，不宜作為樁基持力層。（5）粉質(zhì)黏土層，場(chǎng)地均有分布，厚度較大，承載力高，壓縮模量相對(duì)較大，α1-2=0.089，屬低壓縮性土，是擬建油罐良好的樁端持力層。

3 地基基礎(chǔ)方案分析

3.1 天然地基方案

淺部①層素填土為相對(duì)軟弱層，承載力和變形不能滿足擬建油罐和附屬配套設(shè)施的要求，故不能直接采用天然地基方案。

3.2 強(qiáng)夯地基

淺部①層素填土回填時(shí)間較短，且第一次回填時(shí)未經(jīng)過(guò)處理，其厚度較大、均勻性較差，未完成自重固結(jié)，整體工程性質(zhì)較差。為消除工程不利影響，根據(jù)擬建場(chǎng)地的地層特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，建議進(jìn)行強(qiáng)夯處理，以提高其的土層強(qiáng)度及壓縮性能，并能較大改善②層含珊瑚中砂的性狀。經(jīng)處理后滿足設(shè)計(jì)（強(qiáng)度及變形要求）的①層素填土，可以作為擬建雨水監(jiān)控池、污水收集池、泡沫站、初期雨水池及管廊的基礎(chǔ)持力層。

3.3 CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）復(fù)合地基

根據(jù)場(chǎng)地地層情況及地區(qū)施工經(jīng)驗(yàn)，擬建6座原油儲(chǔ)罐宜采用CFG樁復(fù)合地基方案。CFG樁復(fù)合地基處理方法具有樁身強(qiáng)度高、變形小、施工簡(jiǎn)單、施工工期較短、工程造價(jià)相對(duì)較低、低噪音、無(wú)振動(dòng)、無(wú)泥漿排放等特點(diǎn)。本場(chǎng)地CFG樁宜選擇④層砂巖（層厚3.00～11.50 m，層頂深度9.60～15.70 m）作為樁端持力層，樁端全斷面應(yīng)進(jìn)入持力層頂面，樁徑選擇500 mm，樁間距可選擇3～5倍樁徑，樁長(zhǎng)一般約10～16 m。有關(guān)CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)參數(shù)建議值見(jiàn)表1。

CFG樁單樁豎向承載力特征值可依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79-2002）估算，以6個(gè)鉆孔為例，進(jìn)行單樁承載力特征值估算，估算結(jié)果見(jiàn)表2。

3.4 FLAC3D數(shù)值模擬

FLAC3D（Fast Lagrangian Analysis of Continua）由美國(guó)Itasca公司開(kāi)發(fā)的，能夠進(jìn)行土質(zhì)和巖石的三維結(jié)構(gòu)受力特性模擬和塑性流動(dòng)分析。通過(guò)調(diào)整三維網(wǎng)格中的多面體單元來(lái)擬合實(shí)際的結(jié)構(gòu)。單元材料可采用線性或非線性本構(gòu)模型，在外力作用下，當(dāng)材料發(fā)生屈服流動(dòng)后，網(wǎng)格能夠相應(yīng)發(fā)生變形和移動(dòng)（大變形模式）。FLAC3D采用了顯式拉格朗日算法和混合-離散分區(qū)技術(shù)，能夠非常準(zhǔn)確地模擬材料的塑性破壞和流動(dòng)。

本次模擬以鉆孔A080為例，采用莫爾-庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則，樁和砂巖的體積模量13.9e9 Pa，剪切模量10.4e9 Pa，填土的體積模量8.5e7 Pa，剪切模量4e7 Pa，重度1700 kN/m3，粘聚力8 kPa，內(nèi)摩擦角10°，含珊瑚中砂重度1600 kN/m3，粘聚力1 kPa，內(nèi)摩擦角35 °。

圖1樁頂受力為樁頂受力為200 kPa，400 kPa，800 kPa和1000 kPa時(shí)的軸向位移云圖。表4為樁頂受力為200 kPa，400 kPa，800 kPa和1000 kPa時(shí)達(dá)到穩(wěn)定的位移值。在對(duì)10萬(wàn)m3原油儲(chǔ)罐及附屬建設(shè)物進(jìn)行地基設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意加載的邊界條件和樁頂軸向位移極限（見(jiàn)圖1）。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）本場(chǎng)地上部①層素填土為本場(chǎng)地軟弱土層，承載力和變形不能滿足擬建罐和附屬配套裝置，故不宜采用天然地基方案。建議對(duì)①層素填土進(jìn)行強(qiáng)夯處理，以提高淺部地基土的土層強(qiáng)度及壓縮性能。

（2）擬建6座原油儲(chǔ)罐宜采用CFG樁復(fù)合地基方案，成樁方法選用長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁，以④層砂巖作為樁端持力層。

參考文獻(xiàn)

[1] 北京東方新星石化工程股份有限公司.海南原油商業(yè)儲(chǔ)備基地工程-罐組（一）巖土工程勘察報(bào)告.2013.endprint

摘 要：擬建海南原油商業(yè)儲(chǔ)備基地工程原有地基不能滿足上部結(jié)構(gòu)的承載力，應(yīng)進(jìn)行地基處理或采用樁基。上部①層素填土為軟弱土層，承載力和變形不能滿足擬建罐和附屬配套裝置，故建議對(duì)①層素填土進(jìn)行強(qiáng)夯處理，以提高淺部地基土的土層強(qiáng)度及壓縮性能。擬建6座原油儲(chǔ)罐宜采用CFG樁復(fù)合地基方案，以④層砂巖為樁端持力層。最后，采用FLAC3D對(duì)樁基在不同樁頂附加應(yīng)力條件下的位移進(jìn)行數(shù)值模擬分析。

關(guān)鍵詞：承載力 樁基 FLAC3D

中圖分類(lèi)號(hào)：TU476 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）01（c）-0114-02

擬建海南原油商業(yè)儲(chǔ)備基地工程位于海南洋浦經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)化工園區(qū)，主要擬建建（構(gòu)）筑物設(shè)計(jì)指標(biāo)：擬建海南原油商業(yè)儲(chǔ)備基地工程儲(chǔ)罐容量約255萬(wàn)m3，主要構(gòu)筑物為鋼儲(chǔ)罐，其中10萬(wàn)m3容量?jī)?chǔ)罐25個(gè)、5萬(wàn)m3容量?jī)?chǔ)罐1個(gè)；附屬建（構(gòu)）筑物包括綜合辦公樓、35 kV變電站、維修間等。由于每個(gè)10萬(wàn)立方米容量?jī)?chǔ)罐平面尺寸為D=80 m，H=21.8 m，上部結(jié)構(gòu)為外浮頂罐，基底附加應(yīng)力為250 kN/m2，所以現(xiàn)有地基不能滿足上部結(jié)構(gòu)的承載力，應(yīng)進(jìn)行地基處理或采用樁基。

1 場(chǎng)地環(huán)境與工程地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)地位于海南洋浦經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)化工園區(qū)，場(chǎng)地北側(cè)有施工便道與濱海大道相連，交通較便利。擬建場(chǎng)地原始地貌單位屬海岸及海岸階地，后經(jīng)過(guò)兩次回填整平，已完成了填海及開(kāi)挖工作。整個(gè)場(chǎng)地第二次回填整平工作仍在進(jìn)行中，罐組（一）區(qū)域已完成整平。根據(jù)野外鉆探、原位測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)成果，依據(jù)場(chǎng)地巖土的成因、年代、巖性及物理、力學(xué)性質(zhì)，將本場(chǎng)地鉆探揭露深度范圍內(nèi)地層劃分為12層（含亞層），自上而下分別為：①層素填土（Qml）：②層含珊瑚中砂（Q4m）：②夾層珊瑚巖（Q4m）：④層砂巖（Q2mc）：⑤層粉質(zhì)黏土（Q1mc）：⑥層粉質(zhì)黏土（N2m）：⑥1層含黏性土中砂（N2m）：⑦層中砂（N2m）：⑧層生物碎屑巖（N2m）：⑨層砂礫巖（N2m）：⑨1層含黏性土中砂（N2m）：⑩層生物碎屑巖（N2m）：層含砂粉質(zhì)黏土（N2m）：

2 地基土工程性質(zhì)評(píng)價(jià)

根據(jù)野外鉆探、原位測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)成果，對(duì)罐組（一）場(chǎng)地地基土分析評(píng)價(jià)如下：

（1）素填土層，場(chǎng)地均有分布，土質(zhì)均勻性較差，承載力較低、壓縮模量較小，新近回填，未經(jīng)過(guò)處理不宜作為天然地基基礎(chǔ)持力層。（2）含珊瑚中砂層，場(chǎng)地均有分布，經(jīng)桿長(zhǎng)修正后的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N'平均值為11.1擊，經(jīng)桿長(zhǎng)修正后重型動(dòng)力觸探擊數(shù)N63.5平均值為4.4擊，承載力較低、壓縮模量中等，有輕微液化的可能性，未經(jīng)過(guò)處理不宜作為擬建10萬(wàn)m3儲(chǔ)罐天然地基基礎(chǔ)持力層。（3）砂巖層，場(chǎng)地均有分布，厚度較大，巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為4.64 MPa，承載力高，是擬建油罐良好的樁端持力層。（4）粉質(zhì)黏土層，承載力中等、壓縮模量相對(duì)較大，α1-2=0.095，屬低壓縮性土，但場(chǎng)地分布區(qū)域及厚度較小，不宜作為樁基持力層。（5）粉質(zhì)黏土層，場(chǎng)地均有分布，厚度較大，承載力高，壓縮模量相對(duì)較大，α1-2=0.089，屬低壓縮性土，是擬建油罐良好的樁端持力層。

3 地基基礎(chǔ)方案分析

3.1 天然地基方案

淺部①層素填土為相對(duì)軟弱層，承載力和變形不能滿足擬建油罐和附屬配套設(shè)施的要求，故不能直接采用天然地基方案。

3.2 強(qiáng)夯地基

淺部①層素填土回填時(shí)間較短，且第一次回填時(shí)未經(jīng)過(guò)處理，其厚度較大、均勻性較差，未完成自重固結(jié)，整體工程性質(zhì)較差。為消除工程不利影響，根據(jù)擬建場(chǎng)地的地層特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，建議進(jìn)行強(qiáng)夯處理，以提高其的土層強(qiáng)度及壓縮性能，并能較大改善②層含珊瑚中砂的性狀。經(jīng)處理后滿足設(shè)計(jì)（強(qiáng)度及變形要求）的①層素填土，可以作為擬建雨水監(jiān)控池、污水收集池、泡沫站、初期雨水池及管廊的基礎(chǔ)持力層。

3.3 CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）復(fù)合地基

根據(jù)場(chǎng)地地層情況及地區(qū)施工經(jīng)驗(yàn)，擬建6座原油儲(chǔ)罐宜采用CFG樁復(fù)合地基方案。CFG樁復(fù)合地基處理方法具有樁身強(qiáng)度高、變形小、施工簡(jiǎn)單、施工工期較短、工程造價(jià)相對(duì)較低、低噪音、無(wú)振動(dòng)、無(wú)泥漿排放等特點(diǎn)。本場(chǎng)地CFG樁宜選擇④層砂巖（層厚3.00～11.50 m，層頂深度9.60～15.70 m）作為樁端持力層，樁端全斷面應(yīng)進(jìn)入持力層頂面，樁徑選擇500 mm，樁間距可選擇3～5倍樁徑，樁長(zhǎng)一般約10～16 m。有關(guān)CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)參數(shù)建議值見(jiàn)表1。

CFG樁單樁豎向承載力特征值可依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79-2002）估算，以6個(gè)鉆孔為例，進(jìn)行單樁承載力特征值估算，估算結(jié)果見(jiàn)表2。

3.4 FLAC3D數(shù)值模擬

FLAC3D（Fast Lagrangian Analysis of Continua）由美國(guó)Itasca公司開(kāi)發(fā)的，能夠進(jìn)行土質(zhì)和巖石的三維結(jié)構(gòu)受力特性模擬和塑性流動(dòng)分析。通過(guò)調(diào)整三維網(wǎng)格中的多面體單元來(lái)擬合實(shí)際的結(jié)構(gòu)。單元材料可采用線性或非線性本構(gòu)模型，在外力作用下，當(dāng)材料發(fā)生屈服流動(dòng)后，網(wǎng)格能夠相應(yīng)發(fā)生變形和移動(dòng)（大變形模式）。FLAC3D采用了顯式拉格朗日算法和混合-離散分區(qū)技術(shù)，能夠非常準(zhǔn)確地模擬材料的塑性破壞和流動(dòng)。

本次模擬以鉆孔A080為例，采用莫爾-庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則，樁和砂巖的體積模量13.9e9 Pa，剪切模量10.4e9 Pa，填土的體積模量8.5e7 Pa，剪切模量4e7 Pa，重度1700 kN/m3，粘聚力8 kPa，內(nèi)摩擦角10°，含珊瑚中砂重度1600 kN/m3，粘聚力1 kPa，內(nèi)摩擦角35 °。

圖1樁頂受力為樁頂受力為200 kPa，400 kPa，800 kPa和1000 kPa時(shí)的軸向位移云圖。表4為樁頂受力為200 kPa，400 kPa，800 kPa和1000 kPa時(shí)達(dá)到穩(wěn)定的位移值。在對(duì)10萬(wàn)m3原油儲(chǔ)罐及附屬建設(shè)物進(jìn)行地基設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意加載的邊界條件和樁頂軸向位移極限（見(jiàn)圖1）。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）本場(chǎng)地上部①層素填土為本場(chǎng)地軟弱土層，承載力和變形不能滿足擬建罐和附屬配套裝置，故不宜采用天然地基方案。建議對(duì)①層素填土進(jìn)行強(qiáng)夯處理，以提高淺部地基土的土層強(qiáng)度及壓縮性能。

（2）擬建6座原油儲(chǔ)罐宜采用CFG樁復(fù)合地基方案，成樁方法選用長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁，以④層砂巖作為樁端持力層。

參考文獻(xiàn)

[1] 北京東方新星石化工程股份有限公司.海南原油商業(yè)儲(chǔ)備基地工程-罐組（一）巖土工程勘察報(bào)告.2013.endprint

摘 要：擬建海南原油商業(yè)儲(chǔ)備基地工程原有地基不能滿足上部結(jié)構(gòu)的承載力，應(yīng)進(jìn)行地基處理或采用樁基。上部①層素填土為軟弱土層，承載力和變形不能滿足擬建罐和附屬配套裝置，故建議對(duì)①層素填土進(jìn)行強(qiáng)夯處理，以提高淺部地基土的土層強(qiáng)度及壓縮性能。擬建6座原油儲(chǔ)罐宜采用CFG樁復(fù)合地基方案，以④層砂巖為樁端持力層。最后，采用FLAC3D對(duì)樁基在不同樁頂附加應(yīng)力條件下的位移進(jìn)行數(shù)值模擬分析。

關(guān)鍵詞：承載力 樁基 FLAC3D

中圖分類(lèi)號(hào)：TU476 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）01（c）-0114-02

擬建海南原油商業(yè)儲(chǔ)備基地工程位于海南洋浦經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)化工園區(qū)，主要擬建建（構(gòu)）筑物設(shè)計(jì)指標(biāo)：擬建海南原油商業(yè)儲(chǔ)備基地工程儲(chǔ)罐容量約255萬(wàn)m3，主要構(gòu)筑物為鋼儲(chǔ)罐，其中10萬(wàn)m3容量?jī)?chǔ)罐25個(gè)、5萬(wàn)m3容量?jī)?chǔ)罐1個(gè)；附屬建（構(gòu)）筑物包括綜合辦公樓、35 kV變電站、維修間等。由于每個(gè)10萬(wàn)立方米容量?jī)?chǔ)罐平面尺寸為D=80 m，H=21.8 m，上部結(jié)構(gòu)為外浮頂罐，基底附加應(yīng)力為250 kN/m2，所以現(xiàn)有地基不能滿足上部結(jié)構(gòu)的承載力，應(yīng)進(jìn)行地基處理或采用樁基。

1 場(chǎng)地環(huán)境與工程地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)地位于海南洋浦經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)化工園區(qū)，場(chǎng)地北側(cè)有施工便道與濱海大道相連，交通較便利。擬建場(chǎng)地原始地貌單位屬海岸及海岸階地，后經(jīng)過(guò)兩次回填整平，已完成了填海及開(kāi)挖工作。整個(gè)場(chǎng)地第二次回填整平工作仍在進(jìn)行中，罐組（一）區(qū)域已完成整平。根據(jù)野外鉆探、原位測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)成果，依據(jù)場(chǎng)地巖土的成因、年代、巖性及物理、力學(xué)性質(zhì)，將本場(chǎng)地鉆探揭露深度范圍內(nèi)地層劃分為12層（含亞層），自上而下分別為：①層素填土（Qml）：②層含珊瑚中砂（Q4m）：②夾層珊瑚巖（Q4m）：④層砂巖（Q2mc）：⑤層粉質(zhì)黏土（Q1mc）：⑥層粉質(zhì)黏土（N2m）：⑥1層含黏性土中砂（N2m）：⑦層中砂（N2m）：⑧層生物碎屑巖（N2m）：⑨層砂礫巖（N2m）：⑨1層含黏性土中砂（N2m）：⑩層生物碎屑巖（N2m）：層含砂粉質(zhì)黏土（N2m）：

2 地基土工程性質(zhì)評(píng)價(jià)

根據(jù)野外鉆探、原位測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)成果，對(duì)罐組（一）場(chǎng)地地基土分析評(píng)價(jià)如下：

（1）素填土層，場(chǎng)地均有分布，土質(zhì)均勻性較差，承載力較低、壓縮模量較小，新近回填，未經(jīng)過(guò)處理不宜作為天然地基基礎(chǔ)持力層。（2）含珊瑚中砂層，場(chǎng)地均有分布，經(jīng)桿長(zhǎng)修正后的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N'平均值為11.1擊，經(jīng)桿長(zhǎng)修正后重型動(dòng)力觸探擊數(shù)N63.5平均值為4.4擊，承載力較低、壓縮模量中等，有輕微液化的可能性，未經(jīng)過(guò)處理不宜作為擬建10萬(wàn)m3儲(chǔ)罐天然地基基礎(chǔ)持力層。（3）砂巖層，場(chǎng)地均有分布，厚度較大，巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為4.64 MPa，承載力高，是擬建油罐良好的樁端持力層。（4）粉質(zhì)黏土層，承載力中等、壓縮模量相對(duì)較大，α1-2=0.095，屬低壓縮性土，但場(chǎng)地分布區(qū)域及厚度較小，不宜作為樁基持力層。（5）粉質(zhì)黏土層，場(chǎng)地均有分布，厚度較大，承載力高，壓縮模量相對(duì)較大，α1-2=0.089，屬低壓縮性土，是擬建油罐良好的樁端持力層。

3 地基基礎(chǔ)方案分析

3.1 天然地基方案

淺部①層素填土為相對(duì)軟弱層，承載力和變形不能滿足擬建油罐和附屬配套設(shè)施的要求，故不能直接采用天然地基方案。

3.2 強(qiáng)夯地基

淺部①層素填土回填時(shí)間較短，且第一次回填時(shí)未經(jīng)過(guò)處理，其厚度較大、均勻性較差，未完成自重固結(jié)，整體工程性質(zhì)較差。為消除工程不利影響，根據(jù)擬建場(chǎng)地的地層特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，建議進(jìn)行強(qiáng)夯處理，以提高其的土層強(qiáng)度及壓縮性能，并能較大改善②層含珊瑚中砂的性狀。經(jīng)處理后滿足設(shè)計(jì)（強(qiáng)度及變形要求）的①層素填土，可以作為擬建雨水監(jiān)控池、污水收集池、泡沫站、初期雨水池及管廊的基礎(chǔ)持力層。

3.3 CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）復(fù)合地基

根據(jù)場(chǎng)地地層情況及地區(qū)施工經(jīng)驗(yàn)，擬建6座原油儲(chǔ)罐宜采用CFG樁復(fù)合地基方案。CFG樁復(fù)合地基處理方法具有樁身強(qiáng)度高、變形小、施工簡(jiǎn)單、施工工期較短、工程造價(jià)相對(duì)較低、低噪音、無(wú)振動(dòng)、無(wú)泥漿排放等特點(diǎn)。本場(chǎng)地CFG樁宜選擇④層砂巖（層厚3.00～11.50 m，層頂深度9.60～15.70 m）作為樁端持力層，樁端全斷面應(yīng)進(jìn)入持力層頂面，樁徑選擇500 mm，樁間距可選擇3～5倍樁徑，樁長(zhǎng)一般約10～16 m。有關(guān)CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)參數(shù)建議值見(jiàn)表1。

CFG樁單樁豎向承載力特征值可依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79-2002）估算，以6個(gè)鉆孔為例，進(jìn)行單樁承載力特征值估算，估算結(jié)果見(jiàn)表2。

3.4 FLAC3D數(shù)值模擬

FLAC3D（Fast Lagrangian Analysis of Continua）由美國(guó)Itasca公司開(kāi)發(fā)的，能夠進(jìn)行土質(zhì)和巖石的三維結(jié)構(gòu)受力特性模擬和塑性流動(dòng)分析。通過(guò)調(diào)整三維網(wǎng)格中的多面體單元來(lái)擬合實(shí)際的結(jié)構(gòu)。單元材料可采用線性或非線性本構(gòu)模型，在外力作用下，當(dāng)材料發(fā)生屈服流動(dòng)后，網(wǎng)格能夠相應(yīng)發(fā)生變形和移動(dòng)（大變形模式）。FLAC3D采用了顯式拉格朗日算法和混合-離散分區(qū)技術(shù)，能夠非常準(zhǔn)確地模擬材料的塑性破壞和流動(dòng)。

本次模擬以鉆孔A080為例，采用莫爾-庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則，樁和砂巖的體積模量13.9e9 Pa，剪切模量10.4e9 Pa，填土的體積模量8.5e7 Pa，剪切模量4e7 Pa，重度1700 kN/m3，粘聚力8 kPa，內(nèi)摩擦角10°，含珊瑚中砂重度1600 kN/m3，粘聚力1 kPa，內(nèi)摩擦角35 °。

圖1樁頂受力為樁頂受力為200 kPa，400 kPa，800 kPa和1000 kPa時(shí)的軸向位移云圖。表4為樁頂受力為200 kPa，400 kPa，800 kPa和1000 kPa時(shí)達(dá)到穩(wěn)定的位移值。在對(duì)10萬(wàn)m3原油儲(chǔ)罐及附屬建設(shè)物進(jìn)行地基設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意加載的邊界條件和樁頂軸向位移極限（見(jiàn)圖1）。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）本場(chǎng)地上部①層素填土為本場(chǎng)地軟弱土層，承載力和變形不能滿足擬建罐和附屬配套裝置，故不宜采用天然地基方案。建議對(duì)①層素填土進(jìn)行強(qiáng)夯處理，以提高淺部地基土的土層強(qiáng)度及壓縮性能。

（2）擬建6座原油儲(chǔ)罐宜采用CFG樁復(fù)合地基方案，成樁方法選用長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁，以④層砂巖作為樁端持力層。

參考文獻(xiàn)

[1] 北京東方新星石化工程股份有限公司.海南原油商業(yè)儲(chǔ)備基地工程-罐組（一）巖土工程勘察報(bào)告.2013.endprint