通過(guò)實(shí)際工程分析了車(chē)間地面沉降的原因,并針對性地提出了地基與地面的加固處理措施,驗證了注漿法加固 地基的可靠性與實(shí)用性,以推廣地基法在地基加固工程中的應用。
1.工程概況與測量結果
某電子秤車(chē)間為鋼結構框架,長(cháng)72 m,跨度為24 m,見(jiàn)圖 1a)車(chē)間所處原為一片洼地,需大面積填方,場(chǎng)地表層有約3 m 厚的新近堆填未經(jīng)壓實(shí)的松散填土,且室內設計標高還要求再回 填0. 5 m;填土下有飽和的軟?流塑狀的淤泥約厚2 m;可塑?硬 塑狀的粉質(zhì)黏土約厚6 m。車(chē)間建于2005年6月,投入使用后, 發(fā)現車(chē)間地面出現大面積不均勻沉降,地面已呈漏斗狀,鋼柱基 礎處出現多處裂縫,26根鋼柱也出現不同程度的下沉與水平偏 移。業(yè)主于2006年8月對該車(chē)間地面沉降進(jìn)行了觀(guān)測,最大下 沉點(diǎn)位于車(chē)間中部,相對最大下沉量30多厘米。2007年3月底 和6月底兩階段對車(chē)間地面再次進(jìn)行變形測量,觀(guān)測結果顯示: 車(chē)間地面3月份相對最大下沉量為41. 5 cm,而6月份相對最大 下沉量為44.2 cm,即兩次絕對下沉變化量有2. 7 cm,見(jiàn)圖1b) 1c)相當于地面下沉的速率約為0.3 mm/ d。
2.地面不均勻下沉的原因分析
2.1客觀(guān)原因
1)主要原因是由于松散集合體(雜填土、飽和的淤泥、淤泥質(zhì) 土)的變形不僅與荷載大小有關(guān),而且還與時(shí)間、土的滲透性有著(zhù)密切的關(guān)系。據統計,低壓縮性土在施工期間完成的沉降量占最 終變形量的5080%,中壓縮性土在施工期間完成的沉降量占 最終變形量的2050%,高壓縮性土在施工期間完成的沉降量 占最終變形量的5% ~ 20經(jīng)調查,由于回填土施工時(shí)恰逢多 雨季節,大量雨水侵入回填土中,使土體中含水量普遍增大,由于 地質(zhì)和環(huán)境條件的限制,土中水分很難排除。隨著(zhù)工廠(chǎng)投入使 用,地面荷載加大,使回填土水分不斷滲出,致使回填土在自重和 外荷載的作用下加速下沉。另一方面,土的滲透固結與土的滲透 性有關(guān)。黏性土的滲透性很小,空隙中的水分被完全排除需要很 長(cháng)時(shí)間,完成滲透固結的時(shí)間也往往需要很久。由上述可知,土 的主要變形為固結沉降和次固結沉降,而目前從勘察分析來(lái)看主 要是固結沉降。2)地基土的承載能力不足,導致地面產(chǎn)生沉陷。 從現場(chǎng)情況看,地面沉陷程度主要和填土厚度、密實(shí)度有很密切 的關(guān)系,其次是淤泥層的厚度。因為在車(chē)間堆放荷載較大(秤砣) 的場(chǎng)地預先進(jìn)行了地基處理(C30的混凝土置換)測量發(fā)現該場(chǎng) 地沉降只有5 mm,遠低于車(chē)間內其他地方。
2.2主觀(guān)原因
1)根據現場(chǎng)調查與檢測,施工人員回填時(shí)在回填土中有大量 的耕植土和有機物含量約達9%。根據有關(guān)規定和設計要求,利 用填土作建筑物的地基時(shí),不得使用淤泥、耕植土、凍土、膨脹土 以及有機物含量大于8%的土作填料。
2)回填土不密實(shí)。根據干密度與含水量關(guān)系曲線(xiàn)——擊實(shí) 曲線(xiàn),當含水量較低時(shí),干密度隨著(zhù)含水量的增加而增高,表明擊 實(shí)效果在逐步提高;當含水量超過(guò)某一限值后,干密度則隨著(zhù)含 水量的增加而降低,表明擊實(shí)效果在逐步下降。因此下雨回填 施工時(shí),土中含水量超過(guò)最優(yōu)含水量并繼續增大,以致回填土中 出現了自由水,在擊實(shí)的短時(shí)間內空隙中的自由水無(wú)法立即排 除,阻止土??繑n,使擊實(shí)效果反而下降。但施工單位只顧搶進(jìn) 度,沒(méi)有嚴格控制回填土的含水量,致使密實(shí)度未達到設計要求。
3)業(yè)主把土方工程分包給另一家單位,同時(shí)自身在項目管理 上技術(shù)人員不到位,沒(méi)有做好應有的回填施工前的技術(shù)交底,以 至于在組織協(xié)調和質(zhì)量管理上出現問(wèn)題。
4)根據施工日志和施工人員調查,施工時(shí)沒(méi)有完全按施工技 術(shù)規范要求進(jìn)行。
5)監理單位簡(jiǎn)化工程驗收程序,使自檢工作流于只作資料的 形式?;靥钍┕ね瓿珊?,沒(méi)有進(jìn)行回填土的密實(shí)性試驗。
3.地基與地面處理措施
3.1灌水泥漿加固處理
雖然車(chē)間大面積堆載沒(méi)有對建筑物造成危害,但基礎下高壓 縮性土層較厚,附加應力影響深度較深,與建筑物的差異沉降大影響建筑物的正常使用。為保證該車(chē)間地基的穩定,提高地基土 強度,使地基土承載力達到設計要求,必須進(jìn)行地基處理?;?回填土孔隙大,可灌性好,灌漿后其力學(xué)強度、抗變形能力會(huì )有所 提高,整體結構得到加強;淤泥或淤泥質(zhì)土和粉、細砂通過(guò)鉆孔灌 入濃漿后,使土體壓密。通過(guò)綜合對比,決定采取灌水泥漿加固 處理方案。加固處理施工程序:鉆機及注漿設備就位—鉆孔—放 注漿管并孔口封堵—攪漿—注漿—清洗—成孔。
3.2再欠回填并澆筑混凝土面層
1)再次回填施工,嚴格選用填土材料。嚴格控制填土層厚 度,每層按壓實(shí)后30 cm施工,并在現場(chǎng)按一定距離埋設標高控 制桿;在桿上標定每層回填高度,并拉線(xiàn)控制填土厚度;每填3層 用水準儀檢查一次標高;每層回填土攤鋪均勻、平整。2)地面混 凝土澆筑時(shí)應與墻、柱基礎間留有30 mm的縫隙,以使墻、柱基礎 和地面的沉降相互獨立。水泥混凝土墊層應分區段澆筑,分區段 應結合變形縫的位置,并與設置的縱向、橫向縮縫的間距相一致。
3.3效果評價(jià)
經(jīng)檢驗分析,灌漿施工范圍內的雜填土層空隙得到有效充 填,淤泥或淤泥質(zhì)土受到充填、擠密。土體經(jīng)灌漿后,不同程度地得到加固,承載力明顯提高,達到了控制沉降的目的,車(chē)間恢復正 常生產(chǎn)。
4.結語(yǔ)
1)在軟土地基上大面積回填土施工的主要問(wèn)題是沉降量大, 固結時(shí)間長(cháng)。因此,今后在進(jìn)行建設時(shí),必須進(jìn)行巖土工程勘察, 以確定場(chǎng)地的穩定性和適宜性,以便在設計時(shí)有針對性地采用經(jīng) 濟、合理、安全的地基基礎方案和結構措施。2)建筑物施工時(shí),嚴 格按照設計、施工規范要求進(jìn)行施工,確保施工質(zhì)量與安全。3) 加強員工業(yè)務(wù)培訓,提高對地基土性質(zhì)的認識,加強管理人員的 質(zhì)量管理意識。