風化巖地基承載力確定QC成果

風化巖地基承載力確定QC小組成果匯報山東LNG項目儲罐區(qū)中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司工程概況山東液化天然氣(LNG)項目位于青島膠南市泊里鎮(zhèn)董家口嘴，瑯琊灣西南角。本工程分兩大部分：碼頭工程部分、接收站部分。碼頭主要為可以?？?-27萬m3LNG船專用泊位。接收站擬建6臺16萬m3的儲罐，儲罐直徑達80米。

小組概況小組名稱山東LNG項目儲罐區(qū)風化巖地基承載力確定QC小組活動時間2011.5—2011.10課題類型攻關(guān)型小組成員概況姓名年齡學歷專業(yè)職稱組內(nèi)分工徐緒程28本科工程師組長-制定計劃、組織活動、記錄及成果總結(jié)劉星50本科高級工程師技術(shù)顧問趙小波27本科助理工程師組員-實施策劃蒿德杰38高中三級工負責外業(yè)措施的實施趙子坤43高中二級工負責外業(yè)活動的記錄小組成員平均接受QC培訓達到48小時勘察手段和方法豐富、合理，勘察成果分析有理有據(jù)，以便我們得出科學、正確的結(jié)論與建議。為公司樹立勘察精品，提高社會效應(yīng)和市場競爭力。要求對儲罐進行詳細的巖土工程勘察，采用鉆孔及原位測試等勘察手段，分析、評價場地的巖土工程條件

。儲罐區(qū)的基礎(chǔ)型式采用常規(guī)的樁基是安全可靠的，但造價高、工期長；若經(jīng)勘察論證可采用筏板基礎(chǔ)，則造價低、工期短，效益非?？捎^。公司發(fā)展要求選定課題山東LNG項目儲罐區(qū)風化巖地基承載力確定本工程特點合同要求選

題

理

由

現(xiàn)狀調(diào)查1.花崗巖風化帶劃分 目前基巖風化帶的劃分基本上都是首先根據(jù)未風化巖石飽和抗壓強度劃分為硬質(zhì)巖石與軟質(zhì)巖石，然后按照《港口巖土工程勘察規(guī)范》（JTS133-1-2010）附錄A、附錄C中的特征描述，即顏色、礦物成分變異情況和原巖結(jié)構(gòu)、裂隙發(fā)育程度、粒間連結(jié)狀況以及強度等進行劃分，共分為未風化、微風化、中風化、強風化、全風化、殘積土6個等級。對強、全風化巖及殘積土的劃分采用標貫擊數(shù)N值作為量化依據(jù)，以N≥50擊劃分為強風化巖，50擊＞N≥30擊劃分為全風化巖，N＜30擊劃分為殘積土

現(xiàn)狀調(diào)查如本山東LNG項目勘察中，強風層中存在差異較大的砂礫狀、碎塊狀和風化球三種狀態(tài)，其承載力和開挖方法相差很大，關(guān)系到基礎(chǔ)埋置深度和采用什么開挖手段，應(yīng)區(qū)分開來；中風化層中裂隙發(fā)育程度不一，巖體塊狀大小不一，對于需要開挖并獲得一定規(guī)格的石料而言，應(yīng)根據(jù)石料規(guī)格細分，以估算成材率，區(qū)分開來可節(jié)省工程造價。碎塊狀強風化巖砂礫狀強風化巖較破碎中風化巖較完整中風化巖

現(xiàn)狀調(diào)查上表給出風化巖承載力范圍值幅度較大，具體到某個項目需要提出合理的、相對確定的承載力，就需要采用多段勘察手段，從多方面分析，查閱更多資料，采用類比及借鑒其他工程實踐經(jīng)驗綜合提出。2.地基承載力的確定通常是根據(jù)風化帶的劃分，查閱相關(guān)規(guī)范給出范圍值。如《港口工程地質(zhì)勘察規(guī)范》附錄C表C.0.2。風化程度巖石類別全風化強風化中風化微風化硬質(zhì)巖石200～500500～10001000～25002500～4000軟質(zhì)巖石/200～500500～10001000～1500

現(xiàn)狀調(diào)查

目前常用的勘察方法為：采用工程鉆機，泥漿護壁，回旋鉆進，全斷面取芯；并進行標準貫入試驗，采取巖樣進行抗壓試驗。3.勘察方法現(xiàn)狀泥漿護壁回旋鉆進標貫器標貫試驗

現(xiàn)狀調(diào)查鉆探采用泥漿護壁，而全風化、強風化巖遇水易軟化，強度降低，致使標貫數(shù)據(jù)降低，影響風化帶的劃分。鉆探時采取率不高，不便于編錄人員辨識，或狀態(tài)失真。人員操作不規(guī)范的影響。地勘報告中所提出的風化巖承載力通常是范圍值，幅度較大，設(shè)計使用起來不方便，設(shè)計方案不好確定。4.勘察質(zhì)量現(xiàn)狀

設(shè)定目標通過QC活動，論證在場地開挖到設(shè)計標高后，對于裸露的風化巖，尤其是全風化巖的地基承載力能否達到設(shè)計要求值300Kpa。如可達到，則可進行基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計，采用筏板基礎(chǔ)；而筏板基礎(chǔ)比樁基可縮短工期約50天，且可減少約15%的挖方量。我們將此作為本次活動目標。目標可行性分分析領(lǐng)導(dǎo)支持：本工程是我公司司勘察重點工程程，公司各級領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)都極為重視和支持持，多次赴現(xiàn)場場檢查指導(dǎo)工作作，并關(guān)系到我我公司后續(xù)的總包施工工事宜。組織保障：事業(yè)部領(lǐng)導(dǎo)多次次親赴現(xiàn)場長駐駐，事業(yè)部副總總工任項目經(jīng)理，可以以集中技術(shù)力量量組織實施。成員素質(zhì)：本QC小組成員參與過過許多類似重大大勘察項目，有有QC活動經(jīng)驗。技術(shù)保障：本項目配備專業(yè)業(yè)技術(shù)人員，專專業(yè)知識過硬，，經(jīng)驗較豐富，技技術(shù)水平有保證證。物力保障：儀器設(shè)備性能完完善，公司對勘察投投入有保障。原因分析施工方法影響巖芯采取率不高高泥漿護壁，水軟化影響原位位測試承載力定值難以確定風化帶劃分原則籠統(tǒng)，針對性不強原因分析關(guān)聯(lián)圖圖風化巖地基承載力確定鉆進回次進尺過過多鉆進轉(zhuǎn)速過快按標貫擊數(shù)分類類，幅度大同一風化程度，，狀態(tài)及強度差異異大地下水以上地層層不能受水浸泡泡鉆探不能采用泥泥漿護壁參照規(guī)范、手冊冊提出范圍值承載力范圍值影響基礎(chǔ)方案選選擇勘察手段單一一般僅采用鉆探探結(jié)合標貫要因確認表序號末端因素論證分析是否要因1鉆進回次進尺過多回次鉆進進尺長，易造成巖芯失真，采取率下降，應(yīng)控制回次進尺，盡量多回次少進尺否2鉆進轉(zhuǎn)速過快鉆進轉(zhuǎn)速快，易導(dǎo)致鉆具跳動，巖芯采取率降低，也不便于鉆探過程的描述；應(yīng)控制轉(zhuǎn)速，確保平穩(wěn)鉆進否3鉆探不能采用泥漿護壁對于重要部位，建議采用干鉆進的方法或套管跟進否4地下水以上地層不能受水浸泡水循環(huán)可導(dǎo)致風化巖的軟化，影響強度的判別，可采用干鉆來避免否5按標貫擊數(shù)分類，幅度大強風化巖標貫擊數(shù)＞50擊，沒有上限規(guī)定，可結(jié)合巖芯狀態(tài)細分否6同一風化程度，狀態(tài)及強度差異大宜根據(jù)現(xiàn)場狀態(tài)鑒別，結(jié)合標貫細分：砂土、砂礫、碎石、碎塊等否7勘察手段單一一般僅采用鉆探結(jié)合標貫勘察，勘察力度、深度不夠。應(yīng)豐富勘察手段，采用多種有效的方法，綜合評價。※是8承載力定值難以確定沒有精確值的經(jīng)驗，缺乏計算公式?？赏ㄟ^巖土類比，大型原位測試（如靜載試驗）等方法綜合確定?！?承載力范圍值，影響基礎(chǔ)方案選擇承載力如提出范圍值，會導(dǎo)致基礎(chǔ)方案的難以抉擇，取小值可能需要地基處理或采用深基礎(chǔ)，取大值則可采用天然淺基礎(chǔ)。以上8個因素解決后即可選擇最經(jīng)濟合理的基礎(chǔ)方案否從上表論證分析析確認影響風化化巖地基承載力力確定的主要原原因是:勘察手段單一；；承載力定值難以以確定。制定對策要因?qū)Σ弑硇蛱栆驅(qū)Σ遅HAT目標WHY措施HOW執(zhí)行人WHO完成時間WHEN工作地點WHERE1勘察手段單一豐富勘察手段，增加波速測試、顆分及現(xiàn)場靜載準確劃分風化帶，為地基承載力的確定提供依據(jù)除采用鉆探外，增加了波速測試；同時建議施工時做靜載趙小波2011.9工地現(xiàn)場2承載力定值難以確定對土的性狀有充分了解的基礎(chǔ)，進行巖土類比分析，做靜載試驗驗證提出的準確的承載力，論證全風化巖承載力是否可到300KPa查閱相關(guān)資料，請教經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員，通過工程類比，提出做靜載驗證等綜合方法徐緒程2011.10室內(nèi)對策實施1.確保鉆鉆探質(zhì)質(zhì)量為了提提高全全風化化、強強風化化的采取率率，嚴格格控制制鉆探探每回回次進進尺，，控制制每回回次進進尺長長度不不應(yīng)大大于1米；且且鉆機機轉(zhuǎn)速不宜太太快，，采用用中速速鉆進進。為為了保保證孔孔底巖巖土不不軟化化，在在20米深度度內(nèi)采采用干鉆的方式式進行行，以以確保保原位位測試試的準準確性性。針對要要因1—勘察手手段單單一2.制定風風化巖巖的劃劃分原原則及及判定定方法法：首先定定量按按標貫擊擊數(shù)作為依依據(jù)，，以N≥50擊劃分分為強強風化化巖，，50擊＞N≥30擊劃分分為全全風化化巖，，N＜30擊劃分分為殘殘積土土；然然后按按巖石特特征和和巖芯芯狀態(tài)態(tài)將強風風化分分為砂砂礫狀狀、碎碎塊狀狀兩類類；將將中風風化按按完整整性以以塊徑徑40cm為界限限，分分為破破碎和和較完完整。。針對要要因1—勘察手手段單單一3.豐富勘勘察手手段為綜合合判定定風化化帶及及巖體體完整整性，，我們們在儲儲罐區(qū)區(qū)選取取了部部分鉆鉆孔進進行波波速測測試，，并選選取相相應(yīng)深深度有有代表表性的的巖塊塊做聲聲波測測試，，計算算巖體體完整整性系系數(shù)。。針對要要因1—勘察手手段單單一1.參照規(guī)規(guī)范，，取得得范圍圍值針對要要因2—承載力力定值值難以以確定定風化類別

巖石類別全風化強風化中風化微風化硬質(zhì)巖石200～500500～10001000～25002500～4000軟質(zhì)巖石/200～500500～10001000～15002.進行巖巖土類類比為了能能進行行巖土土類比比，我我們選選取有有代表表性的的全風風化及及強風風化巖巖做顆顆粒分分析試試驗，，與砂砂土或或碎石石土進進行類類比，，結(jié)合合經(jīng)驗驗提出出承載載力。。地層編號巖土名稱巖土類比標準貫入承載力特征值壓縮模量（200～250KPa）N擊fak(kPa)Es(MPa)③全風化花崗巖中砂（密實）3535010④-1強風化花崗巖(砂礫狀)角礫（極密實）91500～60022.5④-2強風化花崗巖(碎塊狀)介于強風化及中風化/100025針對要要因2—承載力力定值值難以以確定定通過以以上對對策的的實施施，我我得出出如下下結(jié)論論：③全風風化花花崗巖巖，④④-1強風化化花崗崗巖(砂礫狀狀)承載力力特征征值均均大于于300KPa，壓縮縮模量量大于于10MPa；這兩兩層土土滿足足設(shè)計計筏板板基礎(chǔ)礎(chǔ)對承承載力力和沉沉降的的要求求；所所以我我們推推薦在在開挖挖至場場地標標高后后，可可選用用筏板板基礎(chǔ)礎(chǔ)以開開挖面面的③③和④④-1層作為為基礎(chǔ)礎(chǔ)持力力層。。結(jié)論效果檢檢查及及效益分分析1、效果果檢查查2011年6月本工工程儲儲罐場場地開開挖至至設(shè)計計標高高，部部分全全風化化及砂砂礫狀狀強風風化巖巖表層層擾動動后，，又浸浸水、、受工工程車車碾壓壓，軟軟化嚴嚴重，，甚至至泥化化，感感官上上疑為為一般般性土土，強強度不不高，，受到到設(shè)計計及業(yè)業(yè)主專專家的的質(zhì)疑疑，普普遍認認為需需要超超挖至至堅硬硬層或或需要要采取取一定定的工工程措措施。。因感官官上覺覺得承承載力力不夠夠，又又因儲儲罐位位置移移動，，在我我方建建議下下，設(shè)設(shè)計部部門提提出了了補勘勘驗證證及做做淺層層平板板載荷荷試驗驗論證證。a、補勘勘施工勘勘察在在3號罐區(qū)區(qū)增布布了9個鉆孔孔，對對前期期地質(zhì)質(zhì)剖面面予以以加密密，經(jīng)經(jīng)勘察察與我我方原原有鉆鉆孔揭揭示的的風化化帶變變化趨趨勢一一致，，驗證證了我我方對對風化化帶判判定是是正確確的，，地質(zhì)質(zhì)資料料是準準確的的、可可靠的的。b、淺層層平板板載荷荷試驗驗在2號儲罐罐開挖挖基槽槽內(nèi)選選取具具有代代表性性的最最軟弱弱地段段-已呈全全風化化狀的的花崗崗閃長長巖地地段，，進行行了兩兩點靜靜載試試驗；；試驗驗得出出全風風化巖巖承載載力特特征值值分別別為320和335KPa。由于場場地開開挖后后，遇遇雨季季，遭遭受雨雨水浸浸泡，，加之之有一一定的的人為為擾動動影響響，承承載力力有所所降低低；但但也與與我們們在原原位未未經(jīng)軟軟化勘勘察提提出的的全風風化巖巖承載載力特特征值值為350kPa極為接接近。。c、筏板板基礎(chǔ)礎(chǔ)可行行經(jīng)過QC小組活活動取取得的的成果果，我我們論論證了了筏板板基礎(chǔ)礎(chǔ)可行行，目目前該該方案案已實實施完完畢。。2、效益益分析析經(jīng)過此此次QC小組的的實施施，圓圓滿地地完成成了我我們制制定的的目標標，大大幅提提高了了風化化巖地地基承承載力力的合合理性性。同同時，，新的的成果果具有有如下下的效效益：：①縮短短了工工期：：若采采用樁樁基，，每個個儲罐罐需要要約560根樁，，投入入10臺樁基基鉆機機，每每臺次次3天完成成一根根樁，，需要要112天完成成?，F(xiàn)現(xiàn)在采采用筏筏板基基礎(chǔ)，，實際際工期期只用用了56天。節(jié)節(jié)省工工期56天，比比本次次QC目標值值50天高了了6天。②減少少了工工程量量：原