舒宏博 張永山 周龍龍

(寧夏建筑科學(xué)研究院有限公司，寧夏 銀川 750021)

某部隊(duì)彈藥庫(kù)地基沉降原因分析與加固處理

舒宏博 張永山 周龍龍

(寧夏建筑科學(xué)研究院有限公司，寧夏 銀川 750021)

對(duì)某部隊(duì)彈藥庫(kù)地基沉降的原因進(jìn)行了分析，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察，提出了采用高壓旋噴樁對(duì)該建筑地基進(jìn)行加固的處理方案，在每個(gè)獨(dú)立基礎(chǔ)下設(shè)置4根高壓旋噴樁，取得了良好的加固效果。

地基，沉降，加固，高壓噴射注漿法，設(shè)計(jì)，施工

0 引言

高壓噴射注漿法(Jet Grouting)是較為成熟的地基處理方式，由于其施工方便、無(wú)需大開挖，處理深度大等優(yōu)勢(shì)，被廣泛的應(yīng)用在既有建筑地基加固處理和道路、橋梁及地鐵施工中。該方法是利用鉆機(jī)將帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)至土層預(yù)定深度后，以20 MPa～40 MPa壓力把漿液或水從噴嘴中噴射出來(lái)，形成噴射流沖擊破壞土層。當(dāng)射流動(dòng)壓大于土層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí)，土顆粒便從土層中剝落下來(lái)。一部分細(xì)顆粒隨漿液或水冒出地面，其余土粒在射流的沖擊力、離心力和重力等的作用下，與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例和質(zhì)量大小，有規(guī)律地重新排列。漿液凝固后，便在土層中形成一個(gè)固結(jié)體，從而達(dá)到加固土體的目的。

1 工程概況

某部隊(duì)彈藥庫(kù)建于2009年為單層單跨框架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆混凝土屋面板，獨(dú)立基礎(chǔ)，軍械庫(kù)整體呈“C”字形布置，南北走向，庫(kù)房布局詳見(jiàn)圖1。該軍械庫(kù)東西走向庫(kù)房(庫(kù)房1～2，11～12)長(zhǎng)90 m，跨度12 m，柱距5 m，南北走向庫(kù)房(庫(kù)房3～10)長(zhǎng)196 m，跨度7 m，柱距3 m。該庫(kù)房柱下獨(dú)立基礎(chǔ)底標(biāo)高-2.58 m，室外地坪標(biāo)高-1.38 m，基礎(chǔ)尺寸3.3 m×3.3 m，框柱尺寸為500 mm×500 mm,柱高5 m，三角形坡屋面，屋脊標(biāo)高6.9 m；墻體采用MU10機(jī)制磚，M5混合砂漿砌筑。庫(kù)房正面設(shè)置寬3 m，高1.38 m的卸料平臺(tái)，卸料平臺(tái)外側(cè)設(shè)寬5 m厚100 mm的混凝土卸料區(qū)。

由于建筑場(chǎng)地原為山區(qū)地形，后削山填溝，沖溝最大深度約13.4 m，平均深度約6.5 m,平整場(chǎng)地時(shí)未對(duì)填方土體進(jìn)行分層碾壓，也未作地質(zhì)勘察，在堆填場(chǎng)地建設(shè)該彈藥庫(kù)。該建筑地基處理方法和處理深度見(jiàn)表1。

表1 建筑基礎(chǔ)形式及地基處理

該建筑于2011年出現(xiàn)基礎(chǔ)下沉，墻體開裂縫，局部框梁拉裂，裂縫主要集中在建筑西南角(軸線2/L-Q及2/Q,3/Q)。

為確定該建筑下沉原因，并為地基加固處理提供可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)，對(duì)該建筑下沉部位進(jìn)行補(bǔ)勘，勘探點(diǎn)布置在1-2/A-Q四周。

勘察發(fā)現(xiàn)該場(chǎng)地地表上覆蓋4.00 m～6.50 m的人工填土，下部為第四系沖洪積以及第三系古近土層，地層描述，見(jiàn)表2。

該場(chǎng)區(qū)地處干旱地區(qū)，地基土為強(qiáng)透水層。土的各項(xiàng)物理、力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)通過(guò)對(duì)土工試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范規(guī)定以及地區(qū)建筑經(jīng)驗(yàn)，綜合判定地基基礎(chǔ)持力層的承載力特征值fak，見(jiàn)表2。

表2 地層描述表

第①層素填土：厚度約為6 m，該土層回填未進(jìn)行分層碾壓，資料中并未明確，填土厚度大，土體具有一定濕陷性，給地基基礎(chǔ)造成先天的不安全因素。第①層素填土，下部厚度約為3 m的②粉砂層，巖土勘察報(bào)告明確表示第①層素填土、第②層粉砂層不宜作為天然地基土使用。

2 裂縫原因分析

軍械庫(kù)所處場(chǎng)地大部為填土地基，出現(xiàn)裂縫的原因有以下幾點(diǎn)：1)建筑墻體出現(xiàn)開裂部位(軸線為2/L-Q及2/Q，3/Q)填土厚度約7 m，未做分層碾壓，土體在上部結(jié)構(gòu)作用下壓縮變形，從而導(dǎo)致地基下沉。2)整個(gè)場(chǎng)地面積約17 000 m2，積水面積大，為無(wú)組織排水，地面降水匯集到地勢(shì)較低2/L-Q附近，無(wú)法排出，造成地表水下滲，加速地基的下沉。3)該場(chǎng)地土層具有一定的濕陷性，地表水浸蝕后，從而導(dǎo)致地基土濕陷變形。以上三點(diǎn)是引起建筑物地基不均勻下沉，墻體出現(xiàn)裂縫的主要原因。

該場(chǎng)地基礎(chǔ)持力層土層壓實(shí)程度不均亦是造成建筑物不均勻沉降的另一方面原因。根據(jù)勘察報(bào)告，在本場(chǎng)地中，西側(cè)的-4.60 m～-7.60 m 處有厚度0.5 m～1.70 m的碎塊石夾層，而中、東部則有填土厚度達(dá)9.50 m，地基壓縮層不均勻。

主觀原因有：1)前期未進(jìn)行地質(zhì)勘察工作，對(duì)地層結(jié)構(gòu)了解不夠；2)設(shè)計(jì)時(shí)未采取有效的預(yù)防措施；3)使用過(guò)程中場(chǎng)地排水不暢，未采取有效的排水措施。

3 地基加固方案選擇

基于該彈藥庫(kù)地基下沉現(xiàn)狀和下沉原因的分析，對(duì)常見(jiàn)的4種 地基加固方法進(jìn)行比較，詳見(jiàn)表3，最終采用高壓噴射注漿法加固。

表3 地基加固方法分析表

4 旋噴樁加固設(shè)計(jì)與施工

根據(jù)方案比較，選用高壓旋噴樁對(duì)地基土進(jìn)行加固處理。初步設(shè)計(jì)時(shí)，按表4對(duì)單樁承載力進(jìn)行估算。經(jīng)計(jì)算單樁承載力設(shè)計(jì)值為95.6 kN，旋噴樁與地基土形成的復(fù)合地基可滿足該彈藥庫(kù)單層結(jié)構(gòu)地基承載的要求。

表4 單樁承載力計(jì)算 kN

加固采用單管法施工(見(jiàn)圖2)，參數(shù)為：噴漿壓力：25 MPa；提升速度：15 cm/min～25 cm/min；旋轉(zhuǎn)速度：16 r/min～20 r/min；水泥漿水灰比：1∶1；水泥每米使用量：約100 kg～150 kg。施工過(guò)程中，先從建筑外部進(jìn)行施工，再進(jìn)行建筑內(nèi)部施工。每個(gè)獨(dú)立基礎(chǔ)下4個(gè)旋噴樁均分2次施工而完成。在基礎(chǔ)底部2 m范圍內(nèi)進(jìn)行復(fù)噴，并進(jìn)行廢漿回灌。

5 結(jié)語(yǔ)

1)通過(guò)此次地基加固，控制住了彈藥庫(kù)地基的不斷下沉，并對(duì)彈藥庫(kù)場(chǎng)地的無(wú)組織排水系統(tǒng)進(jìn)行改造，加固后已正常使用3年，取得了良好的加固效果。

2)建筑物地基下沉是影響建筑安全使用的常見(jiàn)問(wèn)題，處理此類問(wèn)題應(yīng)根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并根據(jù)引起地基下沉的不同原因及基礎(chǔ)形式、地基處理狀況等，選擇合適的加固處理方法，做到因地制宜、經(jīng)濟(jì)可靠。

[1] 葉書麟.地基處理[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1988.

[2] 葉書麟.地基處理工程實(shí)例應(yīng)用手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998.

[3] 華南理工大學(xué)，東南大學(xué)，浙江大學(xué)，等.地基及基礎(chǔ)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998.

[4] GB 50007—2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5] JGJ 79—2012，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

In an army ammunition depot foundation settlement analysis and reinforcement

Shu Hongbo Zhang Yongshan Zhou Longlong

(NingxiaAcademyofBuildingResearchCo.,Ltd，Yinchuan750021,China)

The paper analyzes reasons for the foundation settlement at the ammunition depot of some army, points out the treatment scheme with the high-pressure jet grouting pile at the building’s foundation through the site of the survey, and it achieves better consolidation effect by allocating four high-pressure jet grouting piles at each independent foundation.

foundation, settlement, consolidation, high-pressure jet grouting method, design, construction

2015-02-28

舒宏博(1980- )，男，工程師

1009-6825(2015)13-0087-03

TU472

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