某楼地基沉陷分析及加固处理

维普资讯 http://www.cqvip.com 第１６卷第３期　２００２年９月　Ｖｏ１．１６　ＮＯ．３　Ｓｅｐ．２００２　某楼地基沉陷分析及加固处理　刘义东　马向军２　（１．洛阳市规划建筑设计研究院，洛阳４７１０００；２．洛阳市水资源勘察设计院，洛阳４７１０００）　摘要　本文分析一综合楼地基沉陷原因，从地质条件及施工工艺方面找问题，采取合理有效的地基处理方法　为处理湿陷性黄土地区使用碎石桩提供一成功实例。　关键词　Ｓ　ｏ　地基沉陷；加固处理；碎石桩　中图法分类号：ＴＵ４７１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４—３１５２（２００２）０３—００３４—０３　土　ｇ　１　概况　ｄ　【　３岩土工程条件　建筑场地地处洛河北岸Ｉ级阶地，地势北高南　低，地面相对高差约０．５ｍ。据岩土工程勘察报告　基　Ｕ　础　ａ　ｎ　地基沉降可由多种原因引起，不外乎自然因素　所述，表层为厚０．５—０．９ｍ的杂填土，以下为第四　纪冲洪积形成的粉土及卵石，具典型的二元结构，按　土的岩性特征共分为四层：　ａ．和人为因素两大类。自然因素引起的地基沉陷因其　ｏ　损失巨大而备受注意。研究程度深且广，成果累累；　人为因素引起的地基沉陷因其复杂多变且影响较小　而不被注意，研究成果相对就少了许多。这里就偃　师一综合楼因为人为因素导致地基失稳及其处理措　施进行分析整理，供大家参考。　第１层粉土：灰黄色，具针虫孔，白色菌丝状　钙质盐类析出物，含兰色砖屑和黑色碳屑，属新近堆　积土。　ｂ．第２层粉土：灰黄一褐黄色，少量针虫孔，偶　见贝壳碎屑。少量原生钙质结构（２—５ｃｍ）。　ｃ．２工程概况　偃师市一综合楼位于偃师车站广场东南侧，地　面以上九层，局部十层，高度３６．６ｍ，框架结构，底　部面积１３．０２×２３．４８ｍ　，柱距３．５、５．４、７．２ｍ，单柱　第３层粉土：灰黄色，中下部褐黄色，含少量　贝壳碎屑，锈黄色铁质氧化物条纹状浸染，少量原生　钙质结核（４—６ｃｍ），局部夹中细砂透镜体。　ｄ．第４层卵石：成份以石英岩为主，骨架成份为　卵石，磨园良好，砾石及中粗砂、泥质充填，级配良　好。　竖向最大集中荷载４５００ｋＮ，基础设计方案采用摩　擦桩基础形式，桩径４００—５００ｍｍ，桩长１２．０ｍ，４　桩或６桩承台。　地层的各项指标见下表：　注：地下水位埋深１３．０—１３．４ｍ，地下水类型属潜水；场地水具湿陷性，属Ｉ级（轻微）非自重湿陷性黄土场地；需要指出的是现有建筑场地　在勘察场地向东位移２０ｍ。　收稿日期：２００２—０２—０９　维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期　刘义东等：某楼地基沉陷分析及加固处理　３５　孔，造成土层局部液化，引起地基土体失稳，废弃古　４地基沉陷原因及分析　４．１地基沉陷状况　井周围首先产生坍方沉陷，进而扩大至外围，形成以　废弃古井为中心的沉陷区及其西侧拉裂区，场地南　侧因已浇好灌注桩形成事实上的支护桩而得以幸　免。地基沉陷及拉裂导致场地大部分地基失稳，现　设计部门在（岩土工程勘察报告＞提供的资料进　行基础设计，采用挖孔灌注摩擦桩基础方案。９６年　１０月开始施工，采用机动洛阳铲冲挖成孔，在完好　区成孔和浇灌不问断进行，即成一个孔后立即浇灌　砼。而在沉陷区错误地选择了大面积开挖，最后一　起浇灌的方法。施工现场大面积开工，场地状如蜂　巢，造成场地部分桩孔坍陷，基础施工随即停止。建　设单位召集施工、设计、勘察、施工人员现场调查，查　找地基沉陷原因，寻找对策。　繁忙的施工现场停顿下来，现场可以用乱七八　有完好区因其处于临界状态而无法正常使用。地基　失稳后，地基土体摩擦力遭到完全破坏，灌注桩基础　不能再行继续使用，必须对现有地基进行处理。从　完好区、沉陷区比较可得如下结论，错误的选择施工　程序及工艺是造成该地基失稳的根本原因。　５地基加固处理方法　准确全面的沉陷原因分析为正确处理沉陷的地　基铺平道路。地基处理的方法多种多样，大部分处　理方法因不适于该场地具体条件而被放弃；考虑处　理方法的适用性，处理材料的价廉易取，处理成本低　糟形容不为过。场地分割为三部分：灌注桩浇完部　分、桩孔打好未浇部分、桩孔未打部分。现场调查结　果认定遭受破坏后的场地可分为三部分：沉陷区、拉　裂区和完好区（见图１）。　廉等，最终选择碎石挤密桩进行加固处理，大幅度提　高地基承载力，采用碎石挤密桩复合地基筏板基础。　考虑筏板基础下场地的均匀性及稳定性，全部　场地地基均进行碎石桩挤密处理。碎石桩处理深度　为１２．Ｏｍ，碎石桩设计桩径为３５０ｍｍ，桩距随场地　损坏情况而有所不同：沉陷区桩距８００ｍｍ，拉裂区　好　／　一ｌ＿、　＼、　桩距９００ｒａｍ。完好区桩距ｌＯ００ｍｍ；设计要求碎石　桩处理后的复合地基承载力标准值达到１８０ｋＰａ以　上。完好区已浇注混凝土桩凿掉５００ｍｍ，铺以碎　石。　、　一／　／　区　＼一拉裂区　图１场地破坏调查　６碎石挤密桩施工及检测　地基处理方案确定后，对场地进行碎石挤密桩　沉陷区：场地地面低于原始地面，呈浅锅状、环　状向外扩展，最大沉陷量达３０ｃｍ，北侧砖墙上部尚　未变形，砖墙基础随沉降地面一起下沉，沿灰缝水平　裂开，可见墙外景物。沿已打好的桩孔下井观察，可　见土体下挫，近于垂直的斜张裂缝丛生，土体失稳，　给人以不安全感。　施工。首先使用洛阳铲人工下挖桩孔３．Ｏｍ，防止　沉桩时表土上挤造成地面破坏，使用重锤夯击沉管　至设计处理深度，沉桩过程中桩尖土挤向沉管周围，　沉管外围土受到挤压，沉管上提一段，向孔底投入碎　石。重锤夯击孔内碎石，贯入度小于设定值时进入上　一拉裂区：场地地表出现宽、窄不等的张拉裂缝，　环状指向沉陷区的沉陷中心，内侧的张拉裂缝宽且　密。向外渐变为窄而稀少，渐变消失至无。　完好区：场地地层完好，无破坏现象。　４．２沉陷原因及分析　段施工，交替进行至单桩施工结束，移位至下一桩　是提高桩体碎石密实程度，一是碎石受冲击后侧　向挤压，致使碎石桩体与桩间土紧密结合，桩间土受　孔。重锤下落冲击桩孔内碎石可以起到两个作用：　一现场调查分析认为：场地中部地层粉土含水量　过高，易于振动液化，大面积开工的结果造成土体较　大面积临空，桩基施工采用机动洛阳铲冲抓工艺成　到再次挤密，最终形成碎石挤密桩复合地基，沉陷地　基得到加固，其承载力较原地基相比有了大幅度提　高。　维普资讯 http://www.cqvip.com ３６　土工基础　２００２　碎石挤密桩施工结束后，委托检测单位对碎石　挤密桩复合地基的碎石桩和桩间土进行检测。碎石　幅度提高，给建设工程造成不应有的经济损失。　（２）机动洛阳铲冲挖方法成孔，在黄土地区施工　高效可行，但在含水量较高的粉土地层施工易形成　粉土振动液化，大面积开工造成较大面积土体临空，　两者迭加的结果导致地基沉陷失稳，同类场地地基　桩采用ＮＩ２０超重型动力触探试验进行触探。检测结　果表明沉陷区０—１１．４ｍ段合格，１１．４ｍ以下不合　格，认为碎石桩体未能达到１１．４ｍ以下；拉裂区全　部不合格；完好区０—７．Ｏｍ和９．５—１１．Ｏｍ段合　格。７．０—９．５ｍ段和１１．Ｏｍ以下不合格，１１．Ｏｍ以　基础施工应避免此类错误。可采取跳挖成孔，同时　成一孔灌一孔的施工程序和工艺。设计单位应在施　下不合格可视为碎石桩体未能达到１１．Ｏｍ以下。　工图上明确要求。　对于以上存在问题，基础施工部门对部分碎石　（３）碎石挤密桩处理沉陷地基是可行的，经检验　桩进行补强处理，对拉裂区进行碎石桩加密处理。　已经取得成功，经济效益显著，经碎石挤密桩加固后　补强处理和加密处理结束后进行第二次检测，检测　的沉陷地基得到处理，地基强度有了较大提高，复合　结果表明碎石桩体碎石密度程度仍不够均匀，桩体　地基承载力是未沉陷前的１．５倍一１．８倍。　强度经验算满足设计要求，地基碎石桩处理随即结　（４）采用碎石挤密桩加固，提高地基承载力的同　束。　时，还可以消除非自重湿陷性黄土的湿陷性。　经测试碎石挤密桩复合地基承载力达到　（５）本地基破坏后的另一特点是完好区有混凝　１８０ｋＰａ以上，满足设计要求。经沉降验算满足设计　土桩存在，沉陷区没有，场地存在严重的软硬不均状　要求。经建成后实测沉降均匀，沉降差最大为　态，应采取措施进行消除，措施一是将完好区混凝土　４ｒａｍ，满足规范要求。　桩顶部凿掉５００ｍｍ，用碎石夯填，二是铺设压密碎　石垫层３００－－５００ｍｍ，消除混凝土桩的直接受力。　７结束语　（６）建筑物建成后实测最大沉降差仅４ｒａｍ，建　筑物安全运行四年，实践证明碎石桩处理失稳地基　（１）由于基础施工机具的不断改进，机动洛阳铲　是可行的。　因其快捷、方便、效率高，挖孑Ｌ灌桩采用之成孑Ｌ，在洛　阳地区得到广泛的应用。施工企业为了工程进度，　参考文　献　不考虑场地具体情况，到处使用机动洛阳铲进行基　础施工，导致个别场地地基失稳、沉陷，地基整体受　ｌ中国建筑科学研究院建筑地基处理技术规范［ｓ］．中国计划出　到破坏，基础施工无法正常进行，必须对地基进行处　版社，北京：１９９２．　理及改变基础形式，致使施工工期延长，基础造价大　２林宗元等．岩土工程试验监测手册［Ｍ］．沈阳：辽宁科学技术出版　社．１９９４．１２．　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｔｈｅ　Ｃａｕｓｅ　ｏｆ　Ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ｒｅｍｅｄｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｓｕｂｇｒａｄｅ　ｏｆ　Ａ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｌｉｕ　Ｙｉｄｏｎｇ　Ｍａ　Ｘｉａｎｇｊｕｎ　（１．Ｐｌａｎｎｉｎｇ＆Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｔ．，Ｌａｏｙａｎｇ．，４７１０００；２．Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　Ｉｎｓｔ．Ｌａｏｙａｎｇ，４７１０００）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｖｉｅｗ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｆ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ　ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｒｅｍｅｄｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　、　ｓｕｂｇｒａｄｅ　ｏｆ　ａ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｓｅｄ．Ｉｔ　ｉｓ　ｐｒｏｖｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｕｓｉｎｇ　ｏｆ　ｇｒａｖｅｌ　ｐｉｌｅｓ　ｉｓ　ａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｗａｙ　ｆｏｒ　ｒｅｍｅｄｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ，ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ　ｒｅｍｅｄｙ，ｇｒａｖｅｌ　ｐｉｌｅ