地基处理方案.docx
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地基处理方案
编号：
石家庄炼化分公司800万吨/年油品质量升级项目
260万吨/年柴油加氢精制装置
大型设备吊装地基处理方案
编制：
技术审核：
质量审核：
安全审核：
经营审核：
审定：
批准：
2010年11月29日
1.工程概况1
2.编制依据1
3.地基处理原则1
4.地基处理施工工序2
5.地基处理方法2
5.1大型起重机对地压强计算2
5.2地基处理方法2
5.3地基处理要求4
6.地基处理范围4
7.地基处理区域内成品保护6
7.1阀门井、窨井或沟道等的处理6
7.2地下管线的保护6
7.3路面保护措施8
7.4消防栓保护措施8
8.地基处理验算8
9.HSE管理措施10
10.施工机具和措施用料12
1.工程概况
中国石油化工股份有限公司石家庄炼化分公司油品质量升级及原油劣质化改造工程260万吨/年直馏柴油加氢装置中，共有80t以上设备8台，其设备参数见如下的《大型设备明细表》。
大型设备明细表
序号
位号
设备名称
型号规格
重量（t）
数量（台）
1
R-101
加氢精制反应器
∮4747×20680（切）（总长30米）
542
1
2
C-101
热高压汽提分离罐
∮3773×9900（切）（总长16.4米）
232
1
3
C-201
产品分馏塔
∮2032/4048/4652×42550
96
1
4
D-101/102
原料油缓冲罐/滤后原料油缓冲罐
∮4648×30600
93
1\1
5
E-101A
反应生成油与混氢原料换热器
∮1500/1600×9875.5
80
1
6
E-101B
80
1
7
E-101C
80
1
8
钢烟囱
∮2498/4994×60000
142
1
根据吊装方案要求，完成上述大型设备吊装工作需投入M21000型1000吨履带式起重机、LR1400/2型400吨履带式起重机、GMK5200型200吨汽车式起重机各一台。
为确保吊装工作安全、稳妥的完成，吊装站位和行走场地需进行相应的地基处理。
因此，本着安全、经济的原则特制定本地基处理方案。
2.编制依据
1）本工程《岩土工程勘察报告》（详勘）；
2）业主提供的工程大件设备图纸及相关资料；
3）业主提供的工程总平面布置图及装置平面布置图；
4）本工程《大型设备吊装施工组织设计》；
5）项目施工现场的条件及公司同类工程的施工经验；
6）M21000、LR1400/2、GMK5200等大型起重机性能表和操作规程。
7）《大型设备吊装工程施工工艺标准》SH/T3515-2003；
8）《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002；
3.地基处理原则
3.1地基处理分包给有资质和相关施工经验的专业公司施工，我方负责管理。
3.2本工程吊装施工只考虑400吨及其以上级别吊车的地基处理，200吨及其以下级别吊车的站位场地基本不用特殊处理，吊装时垫支腿箱。
3.3吊装施工过程中，小级别吊车尽可能使用大级别吊车的站位场地，以减少场地处理面积。
3.4吊车组对场地尽量利用吊车站位或行走场地，吊车组杆场地整平压实即可，不做特殊处理。
4.地基处理施工工序
1）工程技术人员进行施工安全和技术交底；
2）工程技术人员与施工负责人现场放线，确认地基处理范围；
3）地基处理范围内的余土外运；
4）开挖基坑至方案要求高度；
5）组织监理和项目部有关技术人员现场确认地质条件并根据实际情况修订方案；
6）地基回填压实并取样检测是否达标；
7）组织验收。
5.地基处理方法
5.1大型起重机对地压强计算
5.2.1M21000型1000t履带式起重机
吊车、配重、吊物、走道板总重约1967t（按吊装最重设备R-101估算）。
每组（2条）履带下加铺3块走道板的面积为：
3×2.2×6＝39.6m2
取动载系数1.1，则走道板对地压力：
=1.1×1967/（4×39.6）＝14t/m2。
5.2.2LR1400/2型400t履带式起重机
吊车、配重、吊物、走道板总重约860t（按吊装最重设备R-101估算）。
每条履带下加铺3块走道板的面积为：
3×2.2×6＝39.6m2
取动载系数1.1，则走道板对地压力：
=1.1×860/（2×39.6）＝11.9t/m2。
5.2地基处理方法
本方案地基处理方法遵照石家庄炼化分公司提供的由北京东方新星石化工程股份有限公司2010年2月编制的《中国石油化工股份有限公司石家庄炼化分公司260万吨/年直馏柴油加氢精制装置岩土工程勘察报告》（详勘）进行设计。
其各层的地基土承载力特征值fak及压缩模量Es建议值如下表中所示。
地基土承载力特征值fak及压缩模量Es建议值
注：
第①层层厚1.5~2.6m，层底深度1.5~2.6m.
根据地基处理验算，地基底层即原土层承载力特征值fak达到11t/m2即可满足地基处理要求。
所以，根据地质勘探结果和起重机对地压强要求，拟采用“更换垫层法”进行地基处理工作，详细处理方法如下。
5.2.11000吨吊车站位及行走场地
如下图中所示，以处理区域周边路面标高为准，开挖1.5m左右深坑，取走软土层，夯实底部，回填砂石约1.3m，分层压实后，上铺3：
7级配砂石约0.3m,使用压路机压实。
处理后的地基地耐力不小于18t/m2。
吊装时吊车履带下铺垫走道板，能够满足吊装要求。
5.2.2400吨吊车站位及行走场地
如下图中所示，以处理区域周边路面标高为准，开挖0.5m左右深坑，取走软土层，夯实底部，回填砂石约0.4m，分层压实后，上铺3：
7级配砂石约0.2m,使用压路机压实。
处理后的地基地耐力不小于15t/m2。
吊装时吊车履带下铺垫走道板，能够满足吊装要求。
地基处理方法示意图
5.3地基处理要求
5.3.1处理区域开挖完成后，需经技术人员确认后方可回填。
5.3.2回填时，每回填约200mm后应夯实后再继续回填，保证回填质量。
5.3.3最后需在处理区域顶部铺设约100mm石屑，用压路机整平压实。
5.3.4开挖深度根据现场开挖后实际地质条件确定：
1）如土质为自行沉降土（淤泥）层则开挖至上述要求深度；
2）如果土质为新形成淤泥、流沙、回填松土等则开挖至自行沉降土（淤泥）层，开挖深度由现场技术人员和监理确认。
5.3.5如果所挖地基内有积水，将积水排干后回填300-500mm级配砂石（3：
7）然后再铺设毛石。
5.3.6如遇静电接地线，开挖时将接地线挖出。
回填时将接地线重新置于原来位置，周围约200mm范围内用土填实。
6.地基处理范围
大件设备吊装地基处理范围包括：
吊装作业场地、吊车行走场地、吊车组对场地。
根据吊装方案需要，确定的地基处理区域和范围如下图中所示。
7.地基处理区域内成品保护
设备吊装时吊车对地面的压力较大，可能对吊装区域内已施工完毕的地下隐蔽物带来一定程度的破坏，且将极大的危害吊装安全。
因此，对于吊装区域内的地下隐蔽物，尤其直径较大的钢管或非钢质地下管道，应首先通过各方协调，待吊装完成后再行施工。
当吊装区域内不可避开地下隐蔽物时，应对吊装安全和地下隐蔽物的安全进行评估，并采取措施消除不安全因素。
7.1阀门井、窨井或沟道等的处理
以吊装时铺设的走道板标高为基准，阀门井、窨井或沟道等高出走道板部分需破除至路面标高，井和沟道内进行临时的回填处理，填砂石至井口，吊装工程完毕后恢复。
具体处理方法为：
用厚度为30mm左右的钢板封盖住阴井或沟道内的管口，然后人工用砂石将阴井或沟道内回填满并压实平整，注意保护管口不让砂石进入管道。
如下图所示。
阀门井、窨井等保护示意图
7.2地下管线的保护
7.2.1管线承载能力校核
对于地基处理区域内的地下管线，将根据管线材质和规格，埋深深度，以及起重机对地压力等具体条件进行校核，通过校核结果确定是否需要对其进行保护。
校核办法如下：
管线管壁截面的临界压力（N/mm²）：
式中，
——管线管材弹性模量；
n——管壁失稳时的褶皱系数，其取值应使Fcr,k为最小并为不小于2的正整数。
——管线管材的泊桑比；
t——管线设计厚度（mm）；
——管线的计算直径，按圆心至管壁中线计算（m）；
——管侧土的综合变形模量;
——管线两侧回填土的伯桑比。
②管线单位长度上管顶竖向土压力标准值（kN/m）：
式中，γs——回填土重度（kN/m³）；
Hs——管顶至设计地面的覆土高度（m）；
D1——管线外壁直径（m）。
③起重机产生的管顶处的单位面积上竖向压力标准值（kN/m²）：
式中，μd——动力系数；
——单块走道板压力标准值（kN）
a——单块走道板着地分布长度（m）；
b——单块走道板着地分布宽度（m）；
z——地面至管顶的距离（m）。
④管线管壁截面的稳定性验算，应满足以下要求
式中，
——钢管管壁截面的设计稳定性抗力系数，取值应不小于2.0。
综上所述，管线管壁截面的临界压力
满足以上条件则管线不需特殊保护，反之则需采取相应的保护措施。
7.2.2管线保护措施
对于经核算却需进行保护的地下管线，按照下图所示进行保护，即两侧浆砌毛石基础，上覆钢筋混凝土板桥，管道周围填砂的措施。
基础和板桥的具体数据应根据现场具体情况经验算确定。
7.3路面保护措施
已经修好的路面，履带式起重机站位或行走时铺200mm厚砂找平，上铺走道板。
7.4消防栓保护措施
高出路面的消防管拆除封死，吊装工程完毕后恢复。
8.地基处理验算
根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002，以吊装R101加氢精制反应器为例，M21000型1000t履带式起重机站位处地基承载力验算如下：
①M21000起重机履带宽度a=1.22m，长度为b=4.95m（实际受力长度3.85m），起重机重1407t，吊装总重560t，吊装时履带下铺设走道板以均匀分散起重机对地面的压力（走道板排列图见下图），吊装时单组履带与走道板地面的实际接触面积为S=B*L=6×7=42m2；因本起重机的履带在吊装时扩展为14.95×14.02m的宽模式进行吊装，且吊装时使用超级提升系统，故吊装时的不均衡影响非常小，可按全履带均匀受力考虑，即不均衡系数取1；考虑动载因素影响，吊装时取1.1的系数。
故1000t起重机对走道板表面产生的平均压强为：
=1.1×（1407+560）/（8×1.22×3.85）=57.6t/m2。
1000t起重机对地表面产生的平均压强为：
=1.1×（1407+560）/（4×42）=12.9t/m2。
②经过处理后，垫层的总厚度为z=1.5m，取压力扩散角θ=30°，则毛石垫层与原土层交接处的地基附加应力为：
=42×12.9/（6+2×1.5×tg30°）（7+2×1.5×tg30°）=8（t/m2）
③砂石垫层底面自重对底层的压力为:
=1.7×1.5=2.5（t/m2）（毛石重度按1.7t/m3取值）
④单块走道板自重10t，每组履带下走道板（3块）对底层的压力为:
=3×10/（6+2×1.5×tg30°）（7+2×1.5×tg30°）=0.4（t/m2）
所以，
=8+2.55+0.4=10.95（t/m2）
即只要砂石垫层与原土层交接处的地耐力达到11t/m2，就能满足1000t吊车的站位要求。
M21000站位处走道板排列示意图
9.HSE管理措施
9.1施工人员必须遵守公司的各项安全规定，遵守业主的各项安全措施，并且遵照执行本工种的操作规程。
9.2进行安全技术交底，针对具体工序可能发生的危险，提出预防措施，并在施工中认真执行，以技术保安全。
9.3土方开挖要合理确定放坡系数，留出操作面。
9.4坑内作业要有监护措施，禁止作业人员在基坑内休息。
需夜间施工必须征得厂方同意，并要有足够的照明。
9.5施工作业，要设置明显的防护警戒标志，严禁无关人员入内。
开挖周围要设警戒标志和围栏。
9.6回填土夯实作业中，应一人操作，一人移线，俩人密切配合。
作业人员必须穿戴绝缘鞋、手套，所用电线、电缆应保持完好无损。
9.7用电机械使用时应检查导线有无破损或漏电，作业间歇或迁移作业地点时，必须先切断电源。
9.8施工用电设施实行“三相五线制”及“一机一闸一保护”。
用电设施的接、拆应由专人进行操作。
电线不得裸露，防止短路伤人。
9.9临时用电，必须规范接线，一机一闸一保险，配电盘、开关箱有防雨措施，配电柜应有专人管理。
埋地电缆应设置“地下有电缆”标志牌，架空电缆应有足够高度和固定措施。
9.10机械及机电设备，必须制定安全操作规程，挂牌操作，杜绝违章作业。
同时加强定期维修保养，严禁带病作业。
各种机械应由专人负责，持证上岗,并应对机械的性能经常进行检查。
9.11搞好现场文明施工做到工完料净场地清，保持施工现场的材料堆放整齐、有序、牢靠、规范，标识
9.12工作危害分析表（JHA）
HSE危险源风险分析表1（JHA）
单项工程（作业）名称：
吊装场地地基处理
序号
工作步骤
可能造成的危害
风险评估值
对危险的控制措施
剩余风险
L
S
R
1
确定施工人员
无专业技能人员施工作业，造成人身伤害。
2
3
6
①接受专业培训。
②熟悉现场情况和图纸要求。
③工长带班，工程技术人员指导。
2
基坑开挖
基坑塌方，造成人员伤害。
1
4
4
①按施工方案要求放坡。
②制订可靠的防塌方措施。
跌落，造成人员伤害。
2
4
8
①基坑周围设可靠的防护围栏，并且设明显的标志。
3
填毛石
车辆陷入，造成车辆损坏。
2
3
6
①车辆倒车要有专人负责指挥。
人员跌落，造成伤害。
2
4
8
①所有作业人员作业时要戴好安全帽，穿好工作鞋。
4
碎石及沙子回填
人员跌落，造成伤害。
2
3
6
①所有作业人员作业时要戴好安全帽，穿好工作鞋。
②回填时要有专人统一指挥。
5
压路机压实
车辆陷入，造成车辆损坏。
2
3
6
①车辆作业时要有专人负责指挥。
6
地基处理验收
没按方案地耐力要求处理，造成起重机作业时倾覆，人员伤亡。
1
5
5
①严格按施工方案地耐力要求进行处理。
②组织有关专业人员，认真进行验收。
注：
1.风险值R=L×S;可能性L取值范围为：
1-2-3-4-5；严重性S取值范围为：
1-2-3-4-5。
2.JHA由项目部总工程师组织技术员、安全员以及对该项工作有丰富经验的施工人员进行。
10.施工机具和措施用料
主要施工机具和措施用料使用计划
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
反铲挖掘机
1m3
台
1
2
机动翻斗车
1.5t
台
1
3
装载机
台
1
4
打夯机
台
1
5
压路机
台
1
6
砂石
m3
3000
7
碎石（石子）
m3
1000
8
石屑
m3
600
升级会员 