变刚度调平在大型储罐基础设计中的应用

建造在软土地基上的大型储罐基础,由于地基土的压缩变形会产生各种沉降变形,其中罐周不均匀沉降即沉降差对其影响最为不利.通过变刚度调平设计,可以大大降低储罐基础的不均匀沉降,工程实践证明这种方法是切实可行的.     

国际工程中重型罐基承载力确定及地基沉降特性分析

浅基础承载力及地基沉降评估是工程勘察设计的基本问题,从事国际岩土工程有关的建设项目,应充分了解国际主要浅基础评估方法、计算公式及设计流程。以伊拉克鲁迈拉油田重型储罐工程为案例背景,进行了系统完整的浅基础案例分析,分别基于抗剪强度准则与沉降控制准则确定了重型罐基的地基承载力,并结合数值分析技术分析了储罐基础的沉降变形性状。结果表明：浅基础承载力的确定应兼顾地基强度与变形要求,沉降是储罐基础承载力的主要限制因素;结构荷载对储罐基础中心点的沉降影响最为显著,地基沉降随着深度以及与储罐中心距离的增加而逐渐减小,基底沉降性状总体呈“碗状”形态;相邻罐体的荷载会对基础变形产生一定的叠加影响,两罐相向部位的沉降较相离方向略大。研究可为从事类似国际岩土工程项目时确定地基承载力及地基变形提供参考。     

大型储罐水泥粉煤灰碎石桩复合地基变形应力性状试验研究

以某大型储罐为依托工程,对其水泥粉煤灰桩(CFG桩)复合地基的变形应力性状进行试验研究。设置环墙沉降观测点,采用水管式沉降仪和孔隙水压力计等进行充水预压期间地基变形应力性状的原型观测和处理后地基的原位测试。通过现场试验,揭示了大型储罐柔性基础下CFG桩复合地基的变形应力性状:储罐地基沉降呈内大外小的碟形分布,在罐中心至0.5R范围内地基土沉降较大且变化幅度不大,0.5R至罐周范围的地基土沉降逐渐减小,环墙最小,CFG桩与桩间土的变形不符合等应变假定;超静孔隙水压力主要取决于土层性质特别是其渗透性和充水荷载引起的附加应力,孔隙水压力增长和消散的过程与充水荷载过程线相似,距罐中心(0.25～0.75)R范围内各测点超静孔隙水压力相差不大,环墙处最小,充水荷载作用下孔隙水压力的分布基本与储罐地基相应深度附加应力的分布规律一致。     

不同沉降方式下大型储罐的变形与应力分析

大型石油储罐是一种短柱圆形薄壁壳体结构,对地基沉降十分敏感,其中地基局部不均匀沉降和地基整体倾斜对罐体的影响最为关键.采用有限元方法,研究分析了在地基整体倾斜1.5°和地基局部不均匀沉降达到20mm的情况下,大型石油储罐的变形形态以及应力分布特征.结果表明,地基整体倾斜沉降最大变形发生在储罐中下部,最大Mises应力发生在罐壁下部;局部不均匀沉降最大变形发生在敞口顶部,变形形态表现为褶皱式扭曲凹凸,并且具有简谐波形的特性;罐壁内最大Mises应力位于局部沉降区域内的罐壁和底板焊接处.结果同时也表明,地基整体倾斜沉降和局部不均匀沉降都会造成储罐较大的径向变形而导致浮盘升降困难,减小储罐的容量;罐周局部不均匀沉降还会造成罐壁与底板的焊缝撕裂,导致储液泄漏.     

上海高桥ST102储罐充水预压储罐地基变形测量与分析研究

利用常规测量方法，对储罐建成后采用充水预压加固时的地基变形进行了监测和分析，测量项目包括储罐底板变形、基础边缘变形和地基表面土体变形。储罐底板变形测量分析结果可知，采用储罐中心预抬高补偿地基沉降的方法效果良好，实测罐基拱度为1．26％，储罐地基锥面坡度为17‰；地表沉降测量结果说明分级的充水预压法有效加固了储罐地基土体，充水预压地基最大沉降量达940mm。放水后回弹量为24mm，占最大沉降量的2．55％；不均匀沉降测量数据分析表明储罐间的合理净间距为大于等于1．0D。     

大型钢储罐的沉降与结构性能的关系

建造在软土地基上的大型钢储罐易产生各种沉降变形,其中罐周不均匀沉降的影响最为不利。在各类大型储罐沉降变形的大量实测数据基础上,利用傅立叶分解分析罐周不均匀沉降的组成及特点,利用分析得到的谐波沉降对储罐结构进行有限元分析。分析表明,储罐在不均匀沉降下的应力和变形均与其几何参数有关,因此目前基于工程经验且与储罐参数无关的地基变形允许值控制标准,从结构的角度看不尽合理。     

黄土地区高层建筑箱形基础的沉降分析

高层建筑采用箱形基础,施工时基坑开挖会挖去大量土体,引起地基土回弹,同时建筑荷载较大,控制基础沉降成为工程设计的关键问题之一。文中以西安小雁塔宾馆工程为依托,通过测量基坑土的回弹变形,基坑开挖和建筑物荷载对相邻地基土的变形影响以及地基土层的沉降量,分析了高层建筑箱形基础基坑开挖到建筑施工的不同阶段,基坑范围内及相邻地基土的沉降变形特征。结果表明,深基础基坑开挖引起的回弹变形约占最终沉降量的30%,且当建筑物加荷等于挖土卸荷时仍有沉降。基坑范围内地基土的沉降量远大于相邻地基土,经分析这种差异主要来源于基础边缘土体的剪切变形。     

四川省工商管理学院软弱地基的加固处理

1引言 地基土承受着上部建筑的全部荷重,地基土承载能力及其压缩性能,对建筑物的基础形式,上部结构以及造价有着直接的影响.上部建筑的荷载通过基础直接传递至地基土中,使地基土的原有应力状态发生改变,即地基土受力发生变形.为保证上部结构的安全,防止地基土变形对建筑物产生危害,这就必须研究荷载作用下地基土的变形和强度问题,以便使地基基础设计满足两个基本条件:(1)要求基础底面处的压力设计值小于地基土的承载能力设计值.保证地基土在防止整体破坏方面有足够的安全储备;(2)控制基础的沉降及不均匀沉降指标,使之小于规范的容许变形值,保证建筑物不因地基变形而损坏或者影响其正常使用.     

基础局部沉陷下大型储罐变形形态与应力分析

大型钢制储罐是一种地基沉降十分敏感的特种结构,尤以沿罐周的不均匀沉降即基础局部沉陷对罐体的影响最为关键。本文采用有限元方法,研究分析了大型钢制储罐沿罐周相邻点不均匀沉降达到临界值的情况下,钢储罐的变形形态以及其应力分布特征。结果表明,在基础局部沉陷情况下,储罐的变形形态表现为褶皱式扭曲凹凸,具谐波状特征;罐壁内最大Mises应力点对浮顶罐主要发生在罐壁的中下部,对拱顶罐主要发生在罐壁底部。结果同时也表明,基础局部沉陷对浮顶罐的危害影响主要为浮盘的升降困难,对拱顶罐为罐底部局部应力的加剧。     

考虑成层土的储罐CFG桩复合地基沉降变形细观分析

沿海地区软土和吹填土地基分布广泛,CFG桩复合地基技术常用于大型储罐的软土地基处理。为了分析成层土的储罐CFG桩周土体的细观力学响应,采用三维离散元软件研究层状土体中储罐CFG复合地基沉降变形特性。通过监测得到位移场及各土层孔隙率随离桩距离变化而展现的不同的发展趋势,揭示桩周围不同位置土体的变化规律。结果表明,上部储罐荷载作用下,罐底成层土表层沉降越靠近中心沉降越大,而罐体外部的土体地表有隆起的现象;储罐地基沉降随充水高度的增加而增大,沉降的蝶形分布更加明显;桩侧土体位移随离桩体距离的增大而减小,桩周围不同位置的土体孔隙率在各层土体初始阶段略有减小,后期变化趋势基本重合。     

大型储罐CFG桩复合地基变形性状和变刚度调平设计

大型储罐对地基的承载力要求高,对不均匀沉降量有严格限定,天然地基不能满足要求,需要进行地基处理。通过现场试验和数值分析相结合的手段研究了大型储罐CFG桩复合地基的变形性状,揭示了大型储罐CFG桩复合地基的沉降呈内大外小的碟形分布,距储罐地基中心0.7R(半径)范围内沉降值较大且变化幅度不大(约为20%),定义为储罐地基沉降核心区,影响沉降最主要的因素是CFG桩的桩长,在此基础上提出大型储罐复合地基空间变刚度调平设计方法,即增加沉降核心区的地基刚度或同时减小沉降非核心区的地基刚度,以有效减小储罐地基的差异沉降,改善储罐结构的受力状态。     

不均匀沉降下的大型钢储罐结构

建造在软土地基上的大型储罐会产生各种沉降变形，其中罐周不均匀沉降对结构的影响最为不利．本首先对软土地基上大型储罐沉降的主要类型和特点做简要总结，然后分析罐周不均匀沉降对不同类型钢储罐结构(浮顶罐和固定顶罐)的影响，并回顾了不均匀沉降下钢储罐结构应力分析的有关研究．中还指出，目前由岩土工程师凭借经验提出的储罐地基变形允许值从结构工程的角度看不尽合理，合理的取值应充分考虑储罐结构对地基变形的响应．     

碎石环梁超大储罐强夯地基承载变形规律研究

碎石环梁地基用于加固超大储罐仍处于试验阶段,其加固效果及承载变形规律尚不明确。本文从多层地基土承载简化模型展开分析,首先研究了强夯地层加设碎石环梁后地基土的沉降特征及剪应力分布情况,继而以阿布扎比原油管线终端罐区建造项目为依托,结合实际地层资料,综合分析了在非均匀层状地基土中加设环梁沿环梁周长方向(环向)和沿罐体半径方向(径向)的最大沉降值与不均匀沉降值,得到了环向、径向沉降分布规律,指出包括控制罐体中心下覆地层沉降在内,环梁处地层沉降控制成为制约整个工程建造安全性的最主要因素,研究成果对类似工程项目具有借鉴意义。     

刚性基础下复合地基桩长计算方法

由于刚性基础下的复合地基没有考虑桩土变形协调和土的沉降位移,桩土相对位移计算偏大,导致计算桩侧摩阻力值偏大而设计桩长偏小。针对复合地基传统设计方法的不足,建立了一个考虑桩土变形协调和土的压缩变形对桩体荷载传递影响的双曲线模型函数,以及建立了荷载从桩顶向下传递计算的方法,可更准确计算桩侧摩阻力及桩端荷载,桩底土层沉降采用切线模量法计算,以桩体压缩量及桩端土体沉降量为控制要求,进而可以确定满足复合地基承载力及沉降要求的单桩长度。通过工程实例验证,该方法计算得到的复合地基桩长与实际工程中桩长基本一致,为今后复合地基桩长设计提供参考。     

基于沉降控制的端承型复合桩基工程实践

 针对端承桩无法满足桩、土变形协调的特点,通过专门研制的变形调节装置,协调桩、土变形差,提出在桩顶设置变形调节装置的端承型复合桩基,实现地基土承担上部结构大部分荷载,仅通过少量端承型桩来控制建筑物沉降的目的,并进行工程实践。该工程地基土承载性能良好,天然地基承载力可以满足要求,但建筑物沉降过大,通过采用该方法使地基土承担上部结构55%的荷载,且沉降控制效果良好,取得了显著的经济效益和社会效益。通过对一系列现场测试数据的分析,验证本工程基于沉降控制的端承型复合桩基方案的合理性和有效性。该工程端承型复合桩基的设计思路与方法可供同类工程借鉴和参考。     

砂石垫层在浅层地基处理上存在的问题与分析

中小城市特别是县区工程体量较小,对于中小型建筑物采用砂石垫层处理比较普遍。实践证明这种方法效果很好。这种方法施工工艺简单,经济,可就地取材,当建筑物基础持力层较弱又不太厚时,不能满足上部结构对地基承载力及变形的要求,采用砂石垫层置换部分软弱土层以提高基础下部地基的承载力,以减少地基沉降量和不均匀变形,这是常见的做法。此外,砂石垫层可以加速软弱土层的排水固结,提高其强度,避免地基土塑性破坏;在膨胀土中,砂石垫层可以调整甚至消除膨胀土的胀缩作用,以控制建筑物的变形从而控制墙体裂缝的出现。     

上部结构-地基基础协同作用分析及设计优化

在常规的高层结构设计中,一般将上部结构和基础部分分开设计,既分析上部结构时认为基地固定,忽略基础和地基土的变形对其内力的影响。而实际上地基基础-上部结构三者共同工作、协同变形,基础和地基变形会引起上部结构内力的重新分布,上部结构对基础的变形也具有一定的限制作用。因此,设计常用方法与实际情况存在一定的差异。本文以某高层建筑为例,运用MIDAS-GTS软件建立地基-基础-上部结构协同分析模型,计算了三者共同作用时,多种荷载组合情况下的基础沉降量、桩基内力及桩身强度,对比了是否考虑协同分析两种情况下的结构内力分布情况,最后依据桩基础内力分布及沉降特征、建筑与裙房的差异变形量等模拟结果,提出合理的桩长、布桩方式、差异沉降控制措施等优化方案为工程设计提供参考。     

某10万m^3钢储罐罐体变形的修复措施

地基不均匀沉降和安装不当均会引起钢储罐罐体变形,安装不当引起的罐体变形比罐基础不均匀沉降造成的罐体变形对浮船升降影响可能更大。通过对某10万甜钢储罐产生罐壁变形的原因分析和纠偏措施介绍,提出了一些大型储罐在安装过程中应注意的问题,给出了罐体顶升后间隙采用高压吹填的处理措施,对同类工程设计有一定的借鉴意义。     

填土地基建筑物纠倾及加固分析

压实填土地基在施工过程中,回填质量往往得不到有效控制,压实系数达不到规范要求,使建筑物建成后产生不均匀沉降,造成很多质量事故。以建筑物的工程地质条件和填土的工程性质进行分析,指出了产生不均匀沉降的最主要原因,一是填土压实系数未达到要求,属欠固结土,压缩变形量较大;二是原状土具湿陷性,在浸水情况下出现湿陷变形。根据建筑物对沉降差的严格要求,分析了天然地基和复合地基,经过比选,最终提出了挖孔桩纠倾、树根桩整体加固的设计方案,并对挖孔桩、树根桩的承载力进行了验算,对建筑物的沉降进行了理论计算。方案实施后达到了预期效果,建筑物沉降得到控制。可供类似建筑物加固参考。     

CFG桩复合地基在储罐地基处理中沉降分析

结合东营储油罐工程实例,在储罐加水试压期间,通过拓普康电子水准仪实测储罐环墙基础各点沉降,并按照国家规范计算复合地基最终沉降量,从平面倾斜和非平面倾斜两方面进行不均匀沉降控制分析.分析结果显示,采用CFG桩复合地基的储罐,竖向位移沉降量、平面倾斜、非平面倾斜、沉降速率各指标都满足规范要求.