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摘要：近年来东南沿海一带各种原油、成品油库区大量的建设，其中大量的分布在沿海一带的各种岛屿之上。本文结合册子岛原油储备基地工程实例，分析岛屿区域典型的地质条件以及相应的地基处理措施。
关键词：石油化工；大型储罐；岛屿地质；防止不均匀沉降
引言
近年来受国际政治、经济等各方面的影响，原油的价格波动越来越剧烈，提高原油的储备能力，是应对价格波动、保证国家能源安全的有效手段之一。国内原油很大一部分依赖于进口，于是一批大型原油储备库在江浙沿海一带岛屿上应运而生，由于建设用地紧张，罐体也向大型化发展，常用罐型达到10×[104m3]。由于罐体大型化，基础的荷载也随之增大，占地面积也变大，遭遇不均匀土层的可能性也增加，再加上庞大的罐体，对基础的平整度有很高的要求，储罐基础的不均匀沉降将引起罐体变形，如变形量过大，将导致罐顶的浮盘无法升降，严重影响储罐的使用以及生产安全。因此做好有效的地基处理方案，避免不均匀沉降，是储罐基础设计中很重要的一个环节。
1、常见地质条件
结合岛屿的普遍的地质情况，江浙一带沿海岛屿储备库场地普遍为开山及回填场地，地形较为复杂，场地各土层及基岩通常都有一定的坡度。下面我们以中石化册子岛原油储备基地项目为工程实例，大致的介绍分析一下，该类工程经常遇到的地质情况以及相应的处理措施。册子岛原油储备基地项目所在的场地，是比较常见的岛屿开山及回填场地，具有一定的代表性。通常对于单个储罐基础而言，遭遇的地质条件基本可以分为以下几类：1、储罐基础完全坐落于开山区域，天然地基承载力很高。2、储罐基础完全坐落于软土地基区域或者回填区域，天然地基承载力差。3、储罐基础部分坐落于开山区，部分坐落于回填区或软土地基区，地质条件不均。以下我们就这主要的三种情况，详细的展开分析一下，具体的处理方法及措施。
2、具体处理措施
首先我们计算一下储罐基础的竖向荷载。册子岛原油储备基地项目兴建的10×[104m3]原油储罐基本参数如下：储罐内径为D=80m，基础底面积S=5024[m2]，储罐高度H=21.8m，储罐自重为1915000kg，充水水重为101536000kg。根据《石油化工钢储罐地基与基础设计规范》（SH/T 3068-2007）的要求，罐底板下应设置中粗砂垫层，厚度不小于300mm，中粗砂垫层总重量约为[（80/2）2×3.14×0.3×1.6×103=2412000kg]，所以罐体充水后加砂垫层的重量共1915000+101536000+2412000=105863000kg，基底压强为1058630 kN /5024[m2]=210.7 kPa。
当储罐基础完全坐落于开山区域，基础持力层一般为强风化或中风化基岩，天然地基承载力完全能满足设计要求。根据《石油化工钢储罐地基与基础设计规范》（SH/T 3068-2007），可采用环墙式基础。环墙宽度及配筋的计算如下：
环墙宽度[b=gk（1-β）γLhL-（γc-γm）h]
=[76.2（1-0.4）×9.1×20.2-（25-16）×1.5]=0.787m
取环墙宽度为0.8m。
环墙单位高环向力设计值为：
[Ft=（γQWγwhw+γQmγmh）KR]
=（1.1×9.8×20.2+1.0×16×1.5）×0.33×40=3191kN/m
环墙单位高环向钢筋的截面面积为：
[As=γ0Ftfy=1.0×3191×103310=10293mm2]
环墙实际配筋为32Φ25，环墙单位高实配钢筋截面面积：10475[mm2].
环墙配筋断面如下图：
当储罐基础完全坐落于软土地基区域或者回填区域时，未经处理的天然地基承载力较差，无法满足设计要求。由于沿海岛屿土层中淤泥质土分布很广，该土层一般含水率很高，层厚较大，强夯等地基处理手段很难取得理想效果。如淤泥软土层厚度不大且较均匀，可以考虑采用排水固结或CFG复合地基等地基处理方案，提高天然地基承载力，满足设计要求。册子岛原油储备基地项目中，共有两台罐属于该种情况，由于所处位置淤泥层厚度很不均匀，采用排水固结或CFG桩存在很大的不均匀沉降风险。因此，这两台罐基础最终全部采用桩基础，由于对单桩竖向抗压承载力要求较高，持力层选取为中风化基岩层。岛屿场地中风化基岩往往有较大的坡度，有侧滑风险，故采用嵌岩桩较为合理。册子岛项目最终桩型为直径800的冲孔嵌岩灌注桩，单桩竖向抗压承载力特征值为4000kN。10X[104m3]原油储罐罐体充水后加沙垫层总重为105863000kg，由于罐基础采用桩基，砂垫层下需要增加钢筋砼底板，底板厚度约600mm，重量约为：[（80/2）2×3.14×0.5×2.5×103=7536000kg]，所以罐体加基础总重为113399000kg，荷载约为1133990kN，故共需要直径800的钻孔嵌岩桩数量为：
1133990/3000=378根。实际布桩为：环墙内布桩349根，桩间距为3700mm，环墙上布桩80根，桩间距为3140，共布桩429根。桩基础的罐基础须设置承台底板，底板可以简化为无梁板计算，上部为均布荷载223 kN /[m2]，取板厚为600，计算配筋结果为Φ18@190双层双向配筋。桩顶位置板局部须进行冲切验算：[Fl≤（0.7βhft+0.15σpc，m）ηumh0]，如冲切验算不能满足要求，储罐底板应局部加厚或者设置桩帽。
当储罐基础部分坐落于开山区，部分坐落于回填区或软土地基区，地质条件不均。由于大型储罐上部荷载大，对基础平整度要求很高。为了尽量减少储罐基础在生产使用中的不均匀沉降量，选择统一的持力层非常关键。开山区域部分持力层一般为强风化或中风化基岩，沉降量极小，因此回填区域也应选择强风化或中风化基岩，才能尽可能的减小储罐的不均匀沉降。当回填区域基岩埋深较浅，易于开挖出基岩面时，可直接开挖出基岩，将基岩面以上的回填土或软土换填。为确保换填部分的密实度及承载力，又兼顾建设的经济性，毛石砼是较为合理的选择。如果回填区基岩面坡度较大，应该开凿成阶梯，并根据基岩面坡度，按一定密度设置锚杆，避免回填的毛石砼与基岩面产生滑移。换填适合基岩埋深较浅区域，如基岩埋深较大，则开挖方量太大，围护费用也较高，回填的毛石砼方量也大。在工程中，如基岩埋深大于约6m，该区域采用嵌岩樁基，工程造价反而比开挖换填低。册子岛原油储备基地项目中有两台罐采用该种处理方案，处理的平面布置与断面图如下：
3、结论
大型储罐的地基处理，最重要的工作是控制沉降量，防止出现不均匀沉降。在岛屿区域建设各种大型储罐，应结合储罐所处位置
参考文献：
[1]SHT 3068-2007 石油化工钢储罐地基与基础设计规范
[2]GB/T 50756-2012钢制储罐地基处理技术规范
[3]JGJ 94-2008 建筑桩基技术规范
关键词：石油化工；大型储罐；岛屿地质；防止不均匀沉降
引言
近年来受国际政治、经济等各方面的影响，原油的价格波动越来越剧烈，提高原油的储备能力，是应对价格波动、保证国家能源安全的有效手段之一。国内原油很大一部分依赖于进口，于是一批大型原油储备库在江浙沿海一带岛屿上应运而生，由于建设用地紧张，罐体也向大型化发展，常用罐型达到10×[104m3]。由于罐体大型化，基础的荷载也随之增大，占地面积也变大，遭遇不均匀土层的可能性也增加，再加上庞大的罐体，对基础的平整度有很高的要求，储罐基础的不均匀沉降将引起罐体变形，如变形量过大，将导致罐顶的浮盘无法升降，严重影响储罐的使用以及生产安全。因此做好有效的地基处理方案，避免不均匀沉降，是储罐基础设计中很重要的一个环节。
1、常见地质条件
结合岛屿的普遍的地质情况，江浙一带沿海岛屿储备库场地普遍为开山及回填场地，地形较为复杂，场地各土层及基岩通常都有一定的坡度。下面我们以中石化册子岛原油储备基地项目为工程实例，大致的介绍分析一下，该类工程经常遇到的地质情况以及相应的处理措施。册子岛原油储备基地项目所在的场地，是比较常见的岛屿开山及回填场地，具有一定的代表性。通常对于单个储罐基础而言，遭遇的地质条件基本可以分为以下几类：1、储罐基础完全坐落于开山区域，天然地基承载力很高。2、储罐基础完全坐落于软土地基区域或者回填区域，天然地基承载力差。3、储罐基础部分坐落于开山区，部分坐落于回填区或软土地基区，地质条件不均。以下我们就这主要的三种情况，详细的展开分析一下，具体的处理方法及措施。
2、具体处理措施
首先我们计算一下储罐基础的竖向荷载。册子岛原油储备基地项目兴建的10×[104m3]原油储罐基本参数如下：储罐内径为D=80m，基础底面积S=5024[m2]，储罐高度H=21.8m，储罐自重为1915000kg，充水水重为101536000kg。根据《石油化工钢储罐地基与基础设计规范》（SH/T 3068-2007）的要求，罐底板下应设置中粗砂垫层，厚度不小于300mm，中粗砂垫层总重量约为[（80/2）2×3.14×0.3×1.6×103=2412000kg]，所以罐体充水后加砂垫层的重量共1915000+101536000+2412000=105863000kg，基底压强为1058630 kN /5024[m2]=210.7 kPa。
当储罐基础完全坐落于开山区域，基础持力层一般为强风化或中风化基岩，天然地基承载力完全能满足设计要求。根据《石油化工钢储罐地基与基础设计规范》（SH/T 3068-2007），可采用环墙式基础。环墙宽度及配筋的计算如下：
环墙宽度[b=gk（1-β）γLhL-（γc-γm）h]
=[76.2（1-0.4）×9.1×20.2-（25-16）×1.5]=0.787m
取环墙宽度为0.8m。
环墙单位高环向力设计值为：
[Ft=（γQWγwhw+γQmγmh）KR]
=（1.1×9.8×20.2+1.0×16×1.5）×0.33×40=3191kN/m
环墙单位高环向钢筋的截面面积为：
[As=γ0Ftfy=1.0×3191×103310=10293mm2]
环墙实际配筋为32Φ25，环墙单位高实配钢筋截面面积：10475[mm2].
环墙配筋断面如下图：
当储罐基础完全坐落于软土地基区域或者回填区域时，未经处理的天然地基承载力较差，无法满足设计要求。由于沿海岛屿土层中淤泥质土分布很广，该土层一般含水率很高，层厚较大，强夯等地基处理手段很难取得理想效果。如淤泥软土层厚度不大且较均匀，可以考虑采用排水固结或CFG复合地基等地基处理方案，提高天然地基承载力，满足设计要求。册子岛原油储备基地项目中，共有两台罐属于该种情况，由于所处位置淤泥层厚度很不均匀，采用排水固结或CFG桩存在很大的不均匀沉降风险。因此，这两台罐基础最终全部采用桩基础，由于对单桩竖向抗压承载力要求较高，持力层选取为中风化基岩层。岛屿场地中风化基岩往往有较大的坡度，有侧滑风险，故采用嵌岩桩较为合理。册子岛项目最终桩型为直径800的冲孔嵌岩灌注桩，单桩竖向抗压承载力特征值为4000kN。10X[104m3]原油储罐罐体充水后加沙垫层总重为105863000kg，由于罐基础采用桩基，砂垫层下需要增加钢筋砼底板，底板厚度约600mm，重量约为：[（80/2）2×3.14×0.5×2.5×103=7536000kg]，所以罐体加基础总重为113399000kg，荷载约为1133990kN，故共需要直径800的钻孔嵌岩桩数量为：
1133990/3000=378根。实际布桩为：环墙内布桩349根，桩间距为3700mm，环墙上布桩80根，桩间距为3140，共布桩429根。桩基础的罐基础须设置承台底板，底板可以简化为无梁板计算，上部为均布荷载223 kN /[m2]，取板厚为600，计算配筋结果为Φ18@190双层双向配筋。桩顶位置板局部须进行冲切验算：[Fl≤（0.7βhft+0.15σpc，m）ηumh0]，如冲切验算不能满足要求，储罐底板应局部加厚或者设置桩帽。
当储罐基础部分坐落于开山区，部分坐落于回填区或软土地基区，地质条件不均。由于大型储罐上部荷载大，对基础平整度要求很高。为了尽量减少储罐基础在生产使用中的不均匀沉降量，选择统一的持力层非常关键。开山区域部分持力层一般为强风化或中风化基岩，沉降量极小，因此回填区域也应选择强风化或中风化基岩，才能尽可能的减小储罐的不均匀沉降。当回填区域基岩埋深较浅，易于开挖出基岩面时，可直接开挖出基岩，将基岩面以上的回填土或软土换填。为确保换填部分的密实度及承载力，又兼顾建设的经济性，毛石砼是较为合理的选择。如果回填区基岩面坡度较大，应该开凿成阶梯，并根据基岩面坡度，按一定密度设置锚杆，避免回填的毛石砼与基岩面产生滑移。换填适合基岩埋深较浅区域，如基岩埋深较大，则开挖方量太大，围护费用也较高，回填的毛石砼方量也大。在工程中，如基岩埋深大于约6m，该区域采用嵌岩樁基，工程造价反而比开挖换填低。册子岛原油储备基地项目中有两台罐采用该种处理方案，处理的平面布置与断面图如下：
3、结论
大型储罐的地基处理，最重要的工作是控制沉降量，防止出现不均匀沉降。在岛屿区域建设各种大型储罐，应结合储罐所处位置
参考文献：
[1]SHT 3068-2007 石油化工钢储罐地基与基础设计规范
[2]GB/T 50756-2012钢制储罐地基处理技术规范
[3]JGJ 94-2008 建筑桩基技术规范