一幢黃土卯地區(qū)建筑物地基下沉原因分析及處理方案優(yōu)選

周政榮

摘 要：通過(guò)對(duì)氧化鋁中試廠(chǎng)辦公樓地基沉降這一典型黃土卯地建筑物基礎(chǔ)下沉現(xiàn)象進(jìn)行分析研究，對(duì)下沉基礎(chǔ)加固方案的分析對(duì)比并經(jīng)過(guò)加固處理，進(jìn)而對(duì)同一類(lèi)地區(qū)相似事故提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：黃土卯地；基礎(chǔ)下沉；基礎(chǔ)下沉分析；加固措施

1 序言

我國(guó)西北黃土地由于風(fēng)沙大、常年雨水少、植被脆弱、沖刷嚴(yán)重、年蒸發(fā)量大、水土流失嚴(yán)重，形成黃土高原低山丘陵地貌。準(zhǔn)格爾旗薛家灣地區(qū)就屬于鄂爾多斯黃土高原低山丘陵地貌。本地區(qū)有一條龍王溝屬黃河一級(jí)支流，流域面積260.5KM平方；屬陸地干旱氣候，冬季嚴(yán)寒而漫長(zhǎng)，晝夜溫差大，降雨多集中在7—9月份，氣候較為干燥。準(zhǔn)資公司氧化鋁中試廠(chǎng)就位于薛家灣鎮(zhèn)友誼工業(yè)園區(qū)。此廠(chǎng)區(qū)原地形地貌為場(chǎng)地較陡，地形東北高，西南低，北鄰大沖溝、南鄰大沖溝，植被稀少，地形破碎，小形支溝較為發(fā)育，臺(tái)地地面高程為1198—1230米。

2 工程概況及沉降表現(xiàn)

工程場(chǎng)地位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗中試廠(chǎng)院內(nèi)，該建筑為四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深-1.700m。整平（±0.00）標(biāo)高1220.25m，基底標(biāo)高1218.55m，單柱荷重3000kN，（基礎(chǔ)截面尺寸：2.5m×3.4m-2.9m×4.0m）?？辈熘?，由于該地段存在厚度不等的（介于6.0-19.00m）巨厚層回填土，整體呈西北段填土較厚，東南段漸薄的趨勢(shì)；因此采用天然地基不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)采用灰土夯擴(kuò)樁進(jìn)行地基處理。

建筑物于2011年施工完成并投入使用。2013年12月至2015年8月該建筑室內(nèi)墻面、地面及室外地面陸續(xù)出現(xiàn)裂縫、建筑發(fā)生傾斜，最大沉降達(dá)28mm。且辦公樓一至四層室內(nèi)墻體及地面均有不同程度的裂縫，裂縫寬度1-5mm，且西北段裂縫較發(fā)育。

3 沉降分析及方案對(duì)比

3.1 沉降分析

根據(jù)調(diào)查情況分析產(chǎn)生沉降的主要因素主要有。

地勘報(bào)告是對(duì)擬建建筑物地基土質(zhì)情況的詳細(xì)的分析說(shuō)明，是對(duì)建筑物地基土是否能滿(mǎn)足建筑物承載力要求的反應(yīng)，是建筑物基礎(chǔ)選用形式的建議，是建筑物施工圖設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。地勘報(bào)告中不能對(duì)地基土作出正確的判斷和描述說(shuō)明，將對(duì)設(shè)計(jì)階段對(duì)于地基承載力不能準(zhǔn)確把握。中試廠(chǎng)辦公樓出現(xiàn)地基下沉，墻體開(kāi)裂問(wèn)題經(jīng)查閱資料、重新勘探分析，原地勘報(bào)告對(duì)樓體西部地下回填土深度及厚度描述有誤，造成地基原處理加固樁長(zhǎng)、深度不夠，存在少量回填土。

建筑物交付使用單位后，使用單位在使用過(guò)程中對(duì)辦公樓沒(méi)有做到較好的使用維護(hù)工作。供水管道的破裂漏水跑水，排水管道的滲水，建筑物四周的雨季地表水因排水不暢滲入地下，從而等使建筑物基礎(chǔ)下的地基土造成長(zhǎng)時(shí)間浸泡，致使地基土含水量增大而降低地基土的承載力引起建筑物的下沉。中試廠(chǎng)辦公樓基礎(chǔ)下沉其中一個(gè)原因就是雨水滲入地基土而造成地基土的承載力下降引起基礎(chǔ)下沉。

從建筑物所處周?chē)h(huán)境方面分析，在外部因素長(zhǎng)期作用下對(duì)建筑物地基土的擾動(dòng)也會(huì)降低其承載力。中試廠(chǎng)辦公樓前有一條矸電運(yùn)煤道路，兩者最近距離為2m，大噸位的運(yùn)煤車(chē)輛長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)通過(guò)引起的地面震動(dòng)對(duì)辦公路地基土也有一定的擾動(dòng)作用，而且辦公樓西部又坐落在回填區(qū)，這樣加劇了地基的變形發(fā)展。

3.2 沉降地基加固措施選擇

根據(jù)地基沉降原因分析，經(jīng)過(guò)加固方案優(yōu)選及經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比，中試廠(chǎng)辦公樓地基加固處理時(shí)采用水泥高壓旋噴樁以提高地基土的承載力。高壓噴射注漿法是利用鉆機(jī)把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆進(jìn)土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液或水成為高壓流從噴嘴中噴射出來(lái)，沖擊破壞土體；同時(shí)鉆桿以一定的速度向上旋轉(zhuǎn)提升，使?jié){液與土顆粒強(qiáng)制沖擊和攪動(dòng)，待漿液凝固后，使注入的漿液和土拌和形成新的固結(jié)體。該工藝的特點(diǎn)為可以提高地基的抗剪強(qiáng)度，設(shè)備簡(jiǎn)單、機(jī)械化程度比較高，對(duì)已有建筑物地基加固而不擾動(dòng)附近土體，施工快、成本較低。

同時(shí)辦公樓四周一定區(qū)域進(jìn)行硬化防止雨水的滲入，對(duì)矸電公司運(yùn)煤車(chē)輛進(jìn)行改道消除大噸位車(chē)輛通過(guò)時(shí)的連續(xù)震動(dòng)，對(duì)中試廠(chǎng)門(mén)前大深溝進(jìn)行回填防止場(chǎng)地滑移等三項(xiàng)輔助措施，在加固地基基礎(chǔ)上有效阻止其他不利因素對(duì)中試廠(chǎng)辦公樓西部的地基的影響。

3.3 加固技術(shù)施工工藝

本次加固采用的高壓旋噴樁，樁徑600 mm，有效樁長(zhǎng)10.7-23.7m，樁端進(jìn)入粉質(zhì)粘土層深度不小于1m。水泥采用PO42.5MPa普通硅酸鹽水泥，水泥用量300kg/m。添加水泥用量3%的早強(qiáng)劑，總樁數(shù)126根。

4 黃土卯地區(qū)地基沉降措施

通過(guò)典型黃土卯地區(qū)建筑物地基沉降的加固分析，可以對(duì)今后相關(guān)類(lèi)似地區(qū)相同的工程提供有益的借鑒。然而從項(xiàng)目前期開(kāi)始，地質(zhì)勘探、設(shè)計(jì)、施工等整個(gè)項(xiàng)目周期如果能充分認(rèn)識(shí)這樣的問(wèn)題，便可以有效避免類(lèi)似情況的發(fā)生。除上述因素外，主要從以下幾點(diǎn)需要注意。

從工程設(shè)計(jì)方面分析可能引起建筑物下沉的因素。建筑物自身荷載及附加荷載都是通過(guò)基礎(chǔ)傳遞給地基，由地基土層承擔(dān)，以45度角向下層土逐級(jí)傳遞。尤其對(duì)于濕陷性黃土地區(qū)，要特別注意建筑物位置所處的原始地質(zhì)地貌，盡量避免回填區(qū)和原地貌溝壑發(fā)展區(qū)域。同時(shí)采用成熟有效的地基回填區(qū)建筑加固施工方式。

從施工過(guò)程的施工工程質(zhì)量控制與管理方面保證黃土卯地區(qū)建筑物地基承載力。尤其在項(xiàng)目建設(shè)初期，地基土方工程和地基處理過(guò)程需要施工各方密切配合，抓好現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程的管理工作，從而保證工程質(zhì)量合格。為建筑結(jié)構(gòu)主體施工、建成投入使用后發(fā)揮該建筑功能提供可靠保證。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上，典型黃土卯地區(qū)建筑物地基沉降不少是由于各個(gè)階段對(duì)于這一較為特殊的地質(zhì)地形沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)或者工作疏忽造成的某一階段工作不到位誘發(fā)的，在本文總結(jié)的上述幾項(xiàng)應(yīng)該引起在這一典型地區(qū)施工的工程建設(shè)者的注意，采用的加固方式不止局限于本次采用的這一加固技術(shù)，相關(guān)其他加固技術(shù)也有許多效果較好。