軟土地基事故處理課件

軟土地基工程事故原因分析與處理方案1工程概況2地質(zhì)條件3工程問題的原因分析3.1軟粘土層的變形規(guī)律3.2墻體斜向裂縫產(chǎn)生的原因3.3室內(nèi)地面下沉開裂4地基加固4.1問題樁基的處理方案4.2室內(nèi)地面下沉開裂的處理方案4.3廢樁切除4.4加固效果1工程概況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(xiàn)在地面標(biāo)高在5米以上。工廠占地面積1000多平方米,為一層磚混結(jié)構(gòu),采用樁礎(chǔ),φ300的預(yù)制樁;地面采用陶瓷地磚,直接在填土地基上鋪設(shè)。廠房在2004年12月竣工,兩個(gè)多月后發(fā)現(xiàn)部分墻體開裂嚴(yán)重,出現(xiàn)明顯的斜向裂縫。室內(nèi)地面也開始出現(xiàn)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(chǎn)生原因進(jìn)行分析,并介紹地基加固方案。全風(fēng)化花崗巖:褐黃、灰白色,絕大部分礦物已風(fēng)化成土狀,可見殘余結(jié)構(gòu),手捏易碎且有砂感,巖芯呈土柱狀,層厚1.00～4.30米。強(qiáng)風(fēng)化花崗巖:褐黃、灰白色,大部分礦物已顯著風(fēng)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。3工程問題的原因分析本工程問題屬于地基基礎(chǔ)問題。地基基礎(chǔ)問題分為兩類:承載力問題和變形問題。地基承載力問題:當(dāng)荷載增加,地基土的應(yīng)力接近其抗剪強(qiáng)度時(shí),地基土逐漸屈服;當(dāng)荷載繼續(xù)增加,地基土屈服區(qū)域達(dá)到一定范圍時(shí),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(chǔ)在竣工后發(fā)生的沉降或差異沉降過大,超出了上部結(jié)構(gòu)物的容許范圍,從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物的損壞。由于地基軟土的變形是一個(gè)緩慢的過程,在建筑施工期內(nèi)其變形量還不足以對建筑物構(gòu)成明顯的影響,一般沒有及時(shí)引起足夠的重視。因此,變形問題經(jīng)常在建筑物竣工后,甚至使用多年后才暴露出來,此時(shí)往往已造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。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15～21米厚的淤泥層,淤泥的物理力學(xué)性質(zhì)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。

3.2 墻體斜向裂縫產(chǎn)生的原因

廠房地基采用樁基礎(chǔ),要求預(yù)制樁打穿淤泥層進(jìn)入下臥強(qiáng)風(fēng)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(jìn)入了性質(zhì)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(shè)計(jì)要求的。打入強(qiáng)風(fēng)化層的樁是按設(shè)計(jì)要求實(shí)施,承載力沒有問題。浮在拋石層上的樁,因?yàn)橛?～6米左右的剛度很好的拋石層支撐,且在一個(gè)樁位有多根樁,其承載力也是夠的。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(gè)基礎(chǔ)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(chǔ)的差異沉降或減小差異沉降在容許的范圍內(nèi)。根據(jù)這個(gè)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(zhì),減小壓縮變形。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(jìn)下臥淤泥層，將淤泥變成水泥土，形成工程性質(zhì)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(jià)也會很高。

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(jìn)入工程性質(zhì)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。樁型樹根樁鋼管樁樁徑150～300mm90～130mm估算單樁承載力115～270kN60～100kN單價(jià)68～115元/米90～120元/米表2樹根樁與鋼管樁比較樹根樁是一種類似樹根呈不同方位或直斜交錯(cuò)分布的鉆孔樁群。樹根樁樁徑一般都在150～300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(jī)鉆孔、下鋼筋籠(束)、灌注混凝土；亦可以先下鋼筋籠和預(yù)設(shè)注漿管，再向孔內(nèi)投礫并采取后壓漿工藝成樁。鋼管樁，由鋼管、企口榫槽、企口榫銷構(gòu)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(cè)面設(shè)有加強(qiáng)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。

據(jù)初步估算,每根問題樁需要支承的荷載約300～400kN。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(jià)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(nèi)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(nèi)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(jìn)而減少地面沉降,但這些處理造價(jià)非常昂貴。而根據(jù)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。每個(gè)問題樁位的廢樁有2～8根,將給替換新樁增加5～24噸的荷載。這對處理后的基礎(chǔ)是非常不利的,