全容式 LNG 储罐桩基施工质量控制研究.pdf

第 2 5卷第 3 期 2 0 1 5年 6 月 广东石油化工学院学报 J o u r n a l o f G u a n g d o n g U n iv e r s it y o f P e t r o c h e mic a l T e c h n o l o g y v0 1 2 5 No 3 J u n e 2 0 1 5 全容式 L N G储罐桩基施工质量控制研究 张宝和 冯建周 宋建辉 孙玉青 霍娟娟 海洋石 油工程股份有 限公 司 天津 塘沽 3 0 0 4 5 1 摘要 全容式 L N G低温储罐上部荷载较大 对差异沉降较敏感 基础施工要求非常严格 以天津全容式 L N G储罐钻孔灌注 桩施工为例 分析了影响桩基施工质量的因素 并提出了在施工过程中控制质量的措施及常见问题预防对策 以保障桩基 施工质量 关键词 全容式 L N G储罐 桩基 影响因素 质量控制 中图分类号 T U 7 5 3 3 文献标识码 A 文章编号 2 0 9 5 2 5 6 2 2 0 1 5 0 3 0 0 5 8 0 3 0 引言 全容式 L N G储罐对桩基础的承载力要求较高 目前 国内外的 L N G储罐基础常采用直接式基础或桩基 式基础 l J 天津全容式 L N G储罐建在渤海湾 以淤积为主的泥沙沉积形成 的水下扇形地 而这种天然地基 土一般不能满足上部结构荷载引起沉降变形的要求 桩基是由承台将若干根桩的顶部连接成整体 共同 承受载荷 的深基础 因此具有较大 的整体性和刚度 J 可 以满足工程要求 天津 L N G站场地质与其他 地 区不 同 其桩基深度达 5 5 I n 因此施工难度大 如果施工质量控制不严格 会对 L N G储罐的工程造价 建造 工期 乃至后期使用的安全性 留下隐患 因此 为防止类似 问题的发生 正确分析和处理桩基施工过程中 的质量影响因素并积极进行问题隐患防治显得非常重要 1 质量影响因素控制 施工前需做好技术文件 工程材料 设备 施工机具 的准备 现场施工人员的控制工作对顺利施工起 着非常重要的作用 施工质量监理是保证施工质量的关键 应采取全过程监理l 3 J 1 施工文件的控制 施工前必须按照程序文件的要求及相关管理规程认真做好图纸会审工作 仔细 审查 核实相应的施工图纸和施工方案 及时报告方案中存在的设计缺陷 质量问题 避免因技术缺陷引起 的质量 问题 2 施工材料 的控制 购置的材料必须符合设计及承包合 同中规定 的要求 例如材料 设 备等 的品牌 产地 规格和技术参数等 及时对进场材料和设备进行见证取样及复检 对不符合要求的材料 设备必须 退场 符合要求的材料要及时入库 做好台账 3 施工机具的控制 选择合适的施工机具对保证施工质量 以及提高施工效率起着关键性的作用 在 施工过程 中 须严格加强施工机具的检查 不满足使用要求的施工机具不得使用 4 施 工管理及操作人 员的控制 施工决策者需重视施工质量管理 现场组织者 现场指挥人员对施工 质量严格把关 不容怠慢 完善施工组织 施工人员责任明确 各司其职 操作人员要熟悉施工流程 持证 上 岗 尤其要注意发挥施工技术人员及施工领班人员的作用 5 施 工环境的控制 良好 的施工环境是保证工程质量安全可靠的的一个重要条件 在实际工程施工 中要注重针对异常环境情况采取相应的措施 如冬雨季 炎热季节 风季施工等 针对不同的季节 须分别 收稿 日期 2 0 1 5 0 4 2 8 修 回日期 2 0 1 5 0 5 1 5 作者简介 张宝和 1 9 8 1 一 男 内蒙古 赤峰人 硕 士 工程 师 主要从 事海洋石 油工程及 L N G等方 面的工程调试 与研究工作 第 3 期 张宝和等 全容式 L N G储罐桩基施工质量控制研究 5 9 制定合适的控制措施 以避免受到冻害 干裂 冲刷等的危害 从而保证良好的工程质量 2 施工过程 中质量控制 2 1 钢筋笼制作质量控制 钢筋笼一般均为钢筋加工场制作 制作过程 中要严格按照钢筋加工方面相关规范 重点控制钢筋笼焊 接 钢筋笼接长 钢筋笼接头 钢筋笼捆扎等方面的质量 2 2 混凝土质量控制 在进行混凝土质量控制时 除了严格进行材料检验外 在施工过程 中要着重检查混凝土的配比 搅拌 质量 运输质量 在混凝土浇筑前进行坍落度试验 冬季施工 中注意混凝土温度的测量 此外还要留取混 凝土试块 进行强度等方面的试验 2 3 泥浆质量控制 钻孔泥浆的组成包括水 粘土 膨润土 和添加剂 具有冷却钻头 润滑钻具 浮悬钻渣 的作用 同时钻 孔泥浆能够增大静水压力并在孔径壁面形成泥皮 从而避免产生孔 内外渗流和塌孔现象 泥浆配制必须 用现场使用的泥浆材料先做室内实验 然后才可以 提供泥浆配方供施工使用 泥浆的控制参数包括 比重 粘稠度 含砂量 酸碱度等 在本项 目中泥浆 的控制参数及检测方法如表 1 所示 2 4 钻孔质量控制 钻孔是钻孔灌注桩的重要工序之一 是整个工 表 1 泥浆制备参数及检测方式 程桩的重要质量影响因素 因此要按照施工技术措施及相关规范要求对施工过程进行监控 注重细节 确 保钻孔质量 1 孔位控制 开钻前必须对施工方 自检后的测量点进行核实 确定测量的正确性 采用 十 字线方 法定位测量点位 并注意标识定位桩的牢固性和安全性 当钻孔桩的中心位置确定好后 按 井 字形放线 护桩 确保在移向下一个孔时前一个孔的桩位不丢失 一旦丢失 将很难恢复 通过这种方法护桩 可以在 不使用经纬仪或全站仪 的情况下快速地恢复钻孔桩的中心位置 2 护筒 本项 目要求的钻孔深度较深 约为 5 5 m 在如此大的深度下 将引起地下水位 以下的孔壁土 在静水压力下向孔内坍塌 甚至发生流沙现象 特别是在像天津 L N G储罐建在以淤积为主的泥沙沉积形 成的水下扇形地 这将会对灌注桩的稳定产生较大影响 护筒的设置将有效地防止孔壁坍塌的发生 同时 具有隔离地表水 保护孔 口地面 固定桩孔位置和钻头导 向的作用 3 泥浆循 环 系统 泥浆循环系统 由泥浆泵 泥 浆制备池 泥浆沉淀池 泥浆供应池等组成 如 图 1 所示 在施工 中应注意泥浆供应池和泥浆沉淀池 不能够合在一起 否则不利于沉淀 导致 清空时间 长 清空不干净等 4 钻进过程 钻进 时首先要保证钻杆 的垂直 泥浆泵 度 可以通过旋挖机驾驶室仪表盘进行检测 在钻 图1 泥浆制备及处理系统结构图 进过程中要注意不断添加泥浆 抽渣过程也要同时进行 还要随时检查成孔是否出现偏斜现象 以保证灌 注桩最终的准确度 在钻孔前应事先确定好施工顺序 既要保证下一个桩孔 的施工不影响上一个桩孔 也 要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰 给整个施工增添不必要的麻烦 5 清孔 一般清孔分两个阶段进行 成孔时和混凝土浇筑前 由于孔较深 在成孔前要沉淀一段时间 清空 成孔后立即下设钢筋笼 如图2 所示 和导管进行灌注 导管下设完成后注意沉渣测量 如果沉渣厚 度超标 则采用气举反循环法进行二次清孔 6 4 广东石油化工学院学报 2 0 1 5年 参考文献 1 杨超 周怀春 卓旭升 基于 R B F神经网络 自适应整定燃烧串级控制系统 J 华中科技大学学报 2 0 0 8 3 6 7 5 7 6 0 2 薛阳 汪莎 陈磊 过热蒸汽温度控制中 R B F神经网络整定 P I D控制的应用 J 上海电力学院学报 2 0 1 2 2 8 5 4 6 6 4 6 9 3 C h e n g G S X M o d e l f r e e a d a p tiv e p r o c e s s c o n t r o l U S P a t e n t 6 0 5 5 5 2 4 P 2 0 0 0 0 4 2 5 1 4 J X U A D Z H E N G Y B S O N G Y e t a1 A n i m p r o v e d m ode l f r e e a d a p tiv e c o n t r o l a l g o r it h m C P r o c e e d in g s o f t h e 5 th I n t e r n a tio n a l C o n f e r e n c e o n N a t u r a l C o mp u t a ti o n N e w Yo r k I E E E 2 0 0 9 7 0 7 4 1 5 F a n J i n y an Am o d i fie dI e v e n b e r g Ma s q u e r al g o rit h mf o r s i n g u l a r s y s t e mof n o n l i n e ar e q u a fio m J J o u r n al o f C o m p u t a tio n alMa th e m a t i e s 2 0 0 3 2 1 5 6 2 5 6 3 6 6 陈学松 刘富春 一类非线性动态系统基于强化学习的最优控制 J 控制与决策 2 0 1 3 2 8 1 2 1 8 8 9 1 8 9 3 Th e Le v e l Co n t r o l M e t h o d Ba s e d o n Ne u r a l Ne t wo r k wit h M ix e d Upd a t e W e ig h t s a n d its Ap p l ic a t io n U A0 Xi a o we n C o l l e g e o f C o m p u t e r a n d E l e c t r o n ic I n f o r ma t i o n G u ang d o n g U n i v e r s i t y o f P e t r o c h e m i c a l T e c h n o l o g y Ma o m i n g 5 2 5 0 0 0 C h i n a Ab s t r a c t A n e u r a l n e t w o r k c o n t r o l l e r w i th mi x e d u p d a t e w e i g h t s i s d e s i g n e d w h i l e the r e q u i reme n ts o f l e v e l c o n t r o l the e s s e n c e o f t h e i n c r e m e n t a l P I D and c al c u l a tin g c o m p l e x i t y o f the a l g o rit h m a r e t a k e n in t o a c c o u n t G r a d i e n t d e s c e n t m e t h o d is u s e d t o r e g u l a t e t h e w e i ght v e c t o r s o f i n p u t l a y e r t o hi d d e n l a y e r L e v e n b e r g Ma r q u a r d t a l g o r i t h m i s u s e d t o r e g u l a t e the w e ight v e c t o r s o f h i d d e n l a y e r t o o u t p u t p e r B e s id e s g r e a t d e t a il s a b o u t h o w t o s e t p a r a me t e rs a r e g iv e n b a s e d o n t r u s t r e g io n t h e o r y Du al t a n k s w a t e r l e v e l c o n t r o l e x p e ri me n ts s h o w t h a t th e r e g u l a tin g v al v e n e e d s f e w e r a d j u s t m e n ts and m a n u a l t u n i n g o f c o n t r o ll e r p a r a m e t e r s i s e a s y and tha t t h e c o n t r o l l e r h a s g o o d d y n a mi c a n ti in t e r f e ren c e p e r f o r ma n c eas we l las s t e a d y p r e c i s i o n I t C an r e p l a c ethe c o n v e n ti o n a l c a s c adeP I D c o n t r o l l e r wi t h o u t fl o wt r a n s d u c e r Ke y wo r d s L e v e l c o n t r o l Ne u r a l n e t w o r k G r a d ie n t d e s c e n t me tho d L e v e n b e r g Ma r q u a r d t al g o ri t h m P I D c a s c a d e c o n t r o l 责任编辑 贺嫁姿 上接 第 6 0页 参考文献 1 李云鹏 王芝银 L N G储罐高低承台桩基础抗震性能对比分析 J 岩土力学 201 0 3 1 2 2 6 5 2 6 9 2 程昌钧 朱媛媛 胡育佳 桩基的稳定性 理论和最新进展 J 固体力学学报 201 0 3 1 5 5 7 2 5 7 3 3 毛学舜 张平良 欧代军 浅谈桩基施工质量监理 J 工程论坛 2 0 o 6 3 1 5 7 Re s e a r c h o f Qu a l it y Co n t r o l i n P i l e F o u n d a tio n C o n s t r u c tio n o f Fu l l Co n t a in m e n t LNG Ta n k Z H A N G B a o h e F E N G J i a n z h o u S O N G J ia n h u i S U N Y u q in g H U O J u a n j u a n O ff s h o r eO il E n g i n e e r i n g C o L T D T i a n j i n 3 0 0 4 5 1 C h i n a Ab s t r a c t T h e u p p e r l o a d o f f t tl l c o n t a in me n t L NG c r y o g e n ic s t o r a g e t a n k is l arg e r e l a ti v e l y a n d sen s iti v e t o d iff e ren t ial set tl e me n ts S O the r e q u i rem e n ts o f f o u n d a tio n c o n s t r u c t io n s h