軟土地基事故處理PPT學習教案

1、會計學1 軟土地基事故處理軟土地基事故處理 某工廠位于珠江三角洲某保稅區(qū)附近,場地原為海灘 沼澤地,多年前填土成地,現在地面標高在5米以上。工廠 占地面積1000多平方米,為一層磚混結構,采用樁礎 ,300的預制樁;地面采用陶瓷地磚,直接在填土地基上鋪 設。廠房在2004年12月竣工,兩個多月后發(fā)現部分墻體 開裂嚴重,出現明顯的斜向裂縫。室內地面也開始出現鍋 底狀變形,墻邊高里面低,差異沉降明顯。本文對上面工 程問題的產生原因進行分析,并介紹地基加固方案。 第1頁/共20頁 根據鉆探結果,場地內地層按自上而下的順序依次描述如下: 人工填土:上部褐黃褐紅色,主要由粘性土組成;下部為褐灰、褐 黃色

2、,由塊石混少量粘性土組成,塊石成分為花崗閃長巖,粒徑 0.8m2.0m不等,呈棱角狀,結構松散。各鉆孔均遇見該層,層厚 4.809.40米,其中塊石層厚度介于4.06.3米。淤泥:灰黑色,含 有機質及少量貝殼,略具臭味,呈飽和、流塑狀態(tài),層厚15.5 21.0米。粘土:褐黃色,含約15%的細砂,呈飽和、可塑狀態(tài),層厚 2.007.00米。砂質粘性土:褐黃、灰白色,由花崗巖原地風化殘 積而成,原巖結構清晰可辨,呈飽和、硬塑狀態(tài),層厚1.807.90 米。 第2頁/共20頁 全風化花崗巖:褐黃、灰白色,絕大部分礦物已風化成土狀,可 見殘余結構,手捏易碎且有砂感,巖芯呈土柱狀,層厚1.00 4.30

3、米。強風化花崗巖:褐黃、灰白色,大部分礦物已顯著風化 ,節(jié)理裂隙極發(fā)育,巖芯呈土柱狀及土夾碎塊狀,揭露厚度2.60 4.20米,層厚不詳。 第3頁/共20頁 本工程問題屬于地基基礎問題。地基基礎問題分為兩類:承 載力問題和變形問題。地基承載力問題:當荷載增加,地基土的應 力接近其抗剪強度時,地基土逐漸屈服;當荷載繼續(xù)增加,地基土屈 服區(qū)域達到一定范圍時,地基就會發(fā)生突然的失穩(wěn)破壞。承載力 問題一般發(fā)生在施工期間。常見的地基變形問題是:地基基礎在 竣工后發(fā)生的沉降或差異沉降過大,超出了上部結構物的容許范 圍,從而導致結構物的損壞。由于地基軟土的變形是一個緩慢的 過程,在建筑施工期內其變形量還不足

4、以對建筑物構成明顯的影 響,一般沒有及時引起足夠的重視。因此,變形問題經常在建筑物 竣工后,甚至使用多年后才暴露出來,此時往往已造成嚴重的經濟 損失。第4頁/共20頁 本工程問題起因于過大的工后差異沉降,具體分析如下： 3. 1 軟粘土層的變形規(guī)律 本場地在填土層下為1521米厚的淤泥層 , 淤泥的物理力學性 質見表1 。該淤泥層的壓縮性較大 , 而滲透性較差 。由于這兩 大特性 , 在荷載作用下 , 淤泥層會發(fā)生較大的沉降 , 而且沉降 的發(fā)展很慢。 第5頁/共20頁 第6頁/共20頁 本場地淤泥層的沉降分 析結果見圖 1 。圖中可 見 , 場地總沉降約 1450mm , 在最初的5年 內

5、, 每年的沉降在 250 80mm 之間 。在那么 大的沉降影響下 , 如不采 取相應措施 , 往往會導致 上部建筑物出現嚴重的 工程問題。 圖 1軟基沉降曲線 第7頁/共20頁 3. 2墻體斜向裂縫產生的原因 廠房地基采用樁基礎 , 要求預制樁打穿淤泥層進入下臥強風 化層 。但由于局部地區(qū)有拋石層的存在 , 打樁無法穿越該拋石層 , 有些樁位移位了 8 次 , 打了 8 根樁 , 都無法打下去，這樣就形成了 有些樁進入了性質較好的持力層 , 有些樁則浮在拋石層上形成問題 樁 , 下面還有十幾米的淤泥層。 上面工況條件下的地基承載力是可以滿足設計要求的 。 打入 強風化層的樁是按設計要求實施

6、, 承載力沒有問題 。浮在拋石層 上的樁 , 因為有 4 6 米 左右的剛度很好的拋石層支撐 , 且在一 個樁位有多根樁 , 其承載力也是夠的。 第8頁/共20頁 在差異沉降方面則存在嚴重問題 。打入強風化層的樁 , 其沉 降來自樁身的壓縮和樁端下持力土層的壓縮變形 , 沉降量是很小 的 。浮在拋石層上的樁 , 其沉降主要來自樁身壓縮和下臥淤泥層 的壓縮變形 ;由于淤泥層深厚且壓縮性很大 , 因此這些樁的沉降 量非常大。這就造成了在一個基礎范圍內 , 存在很大的差異沉降 ,從而導致墻體開裂。 3. 3 室內地面下沉開裂 對于樁基良好的房間 , 墻體的荷載是通過梁 、承臺和樁傳遞 到下臥持力層的

7、 , 樁 、地梁和墻體的沉降都很小 ;地基土面則由 于淤泥層的壓縮變形而產生很大的沉降 , 這樣地面和地梁之間會 產生很大的差異沉降。而地面結構層坐在地面和地梁上，因為兩 者之間的差異沉降，地面結構層先形成鍋底狀;當差異沉降發(fā)展 到一定程度時, 地面結構層將發(fā)生開裂。 第9頁/共20頁 4 地基加固 4. 1 問題樁基的處理方案 如前面分析 , 墻體開裂的主要原因是同一個基礎中，樁的持 力層不同，差異沉降大。有效的處理辦法必須能消除基礎的差異 沉降或減小差異沉降在容許的范圍內 。根據這個思路，可以有 兩類處理辦法 : 第一類方法 :處理“問題樁”下臥淤泥層 , 改善其工程性質 , 減小壓縮變形

8、。處理方法有注漿法 、高壓旋噴法等，通過鉆孔 穿過拋石層，將水泥漿注進下臥淤泥層，將淤泥變成水泥土，形 成工程性質良好的持力層 。但是 , 由于問題樁下臥淤泥層有十 多米厚，這類方法的處理效果難以保證，工程造價也會很高 。 第10頁/共20頁 注漿法是將某些能固化的漿液注入巖土地基的裂縫或孔隙中，以改善 其物理力學性質的方法。注漿的目的是防滲、堵漏、加固和糾正建筑 物偏斜。注漿機理有：填充注漿、滲透注漿、壓密注漿和劈裂注漿。 注漿材料有粒狀漿材和化學漿材，粒狀漿材主要是水泥漿，化學漿材 包括硅酸鹽（水玻璃）和高分子漿材。 高壓旋噴樁，是以高壓旋轉的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合， 形成連續(xù)搭接

9、的水泥加固體。 第11頁/共20頁 第二類方法為替換樁方法 , 在問題樁附近通過鉆孔穿過拋石 層 , 形成一根進入工程性質良好的持力層的替換樁。針對本工 程的具體情況 , 這類方法有樹根樁、鋼管樁等 。 樹根樁和鋼管樁的成樁方法相近 , 都是先鉆孔 , 下鋼筋籠或 鋼管 , 再注漿 。兩者的主要區(qū)別見下表。 樁樁型型樹根樹根樁樁鋼管鋼管樁樁 樁徑150 300mm90 130mm 估算單樁承載力115 270 kN60 100 kN 單價68 115 元 /米90 120 元 /米 表2 樹根樁與鋼管樁比較 第12頁/共20頁 樹根樁是一種類似樹根呈 不同方位或直斜交錯分布 的鉆孔樁群。樹根樁

10、樁徑 一般都在150300毫米左 右，樁長不一，常用于房 屋糾偏、地基沉陷處理和 邊坡加固等。樹根樁施工 方法相似于鉆孔灌注樁， 施工程序是用鉆機鉆孔、 下鋼筋籠(束)、灌注混凝土 ；亦可以先下鋼筋籠和預 設注漿管，再向孔內投礫 并采取后壓漿工藝成樁。 第13頁/共20頁 鋼管樁，由鋼管、企口 榫槽、企口榫銷構成， 鋼管直徑的左端管壁上 豎向連接企口槽，企口 槽的橫斷面為一邊開口 的方框形，在企口槽的 側面設有加強筋，鋼管 直徑的右端管壁上且偏 半徑位置豎向連接有企 口銷，企口銷的槽斷面 為工字形。 第14頁/共20頁 第15頁/共20頁 據初步估算 , 每根問題樁需要支承的荷載約 300 4

11、00 kN 。對照表 2 可知 , 樁徑稍大的樹根樁的承載力可在200kN 以上 , 可以用兩根樹根樁置換一根問題樁 。而鋼管樁最大承載力僅 100kN左右 , 需要四根來替代一根問題樁 。在造價方面 , 替換一 根30米長的問題樁 , 采用鋼管樁需要 13200 元 ,而采用樹根樁僅 需5400 元 。 4. 2 室內地面下沉開裂的處理方案 由于場地下臥有深厚的淤泥層 , 且沒有作任何處理 , 室內 地面下沉已不可避免?？梢圆扇√幚泶胧┛刂朴倌鄬拥膲嚎s變 形 , 進而減少地面沉降 , 但這些處理造價非常昂貴。而根據工 廠的功能要求 , 也沒有必要將地面的工后沉降控制在很小的范 圍。 第16頁

12、/共20頁 因此 , 處理本問題的主要思路應是消除室內地面的鍋底狀變形 , 控制地面結構層的開裂 , 保證廠房的正常使用即可 。 根據上面思路和相關經驗 , 最經濟又有效的辦法是；沿墻邊 或橫梁的外沿將地面結構層和墻體分離 , 設置一條隔離縫 , 用泡 沫材料充填。這樣可以保證室內地面比較均勻地下沉 , 不會發(fā)生 開裂 。 4. 3 廢樁切除 問題廢樁不但起不到承載作用 , 反而增加了基礎的向下荷載 。問題樁位僅浮在 6 米深的拋石層上 , 樁側的填土將跟隨淤泥層 的壓縮而下沉 , 對廢樁產生向下的摩擦力。據估算 , 每根樁因負 摩擦而產生的向下的荷載約2 3 噸 。 第17頁/共20頁 每個問題樁位的廢樁有 2 8