某種分槽基礎(chǔ)沉降原因分析與加固方案確定

       摘要:本文介紹了某種分槽基礎(chǔ)沉降原因分析與加固方案確定。

  關(guān)鍵詞:基礎(chǔ);沉降;注漿;糾偏

  1工程概況

  基礎(chǔ)發(fā)生沉降的種分槽分兩部分,即原建種分槽(建于1988年)和新建種分槽(建于2001年,未做巖土工程勘察)。其高度分別為40m及47.8m,均為鋼結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)形狀分別為矩形(24m×52m)及園形(φ=12.5m),基礎(chǔ)埋深分別為4.3m及3.5m。

  2現(xiàn)狀情況

  新建種分槽于2001年6月19日開始儲(chǔ)水,并開始進(jìn)行沉降觀測(cè)。沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示,基礎(chǔ)沉降速度較快,至7月1日最大沉降量為173mm(2#種分槽7#號(hào)觀測(cè)點(diǎn)),平均沉降量約147mm。從沉降規(guī)律上看,2#種分槽沉降量較大,1#、3#次之,但均屬均勻沉降。新建種分槽基礎(chǔ)沉降引起地面多處產(chǎn)生裂縫,原建種分槽也隨之發(fā)生沉降,樓梯間發(fā)生沉降,向西南傾斜。為阻止沉降進(jìn)一步發(fā)展,于7月1日新建種分槽開始放水卸荷,放水后,經(jīng)觀測(cè)基礎(chǔ)沉降停止,少數(shù)觀測(cè)點(diǎn)有輕微回彈。

  3現(xiàn)場(chǎng)條件及分析

  3.1現(xiàn)場(chǎng)條件

  P=320MPaΣQ=399360KN≈400000KN=40000t

  基礎(chǔ)底部位于第③層卵石層上,基礎(chǔ)下主要土層自上而下為:第③層:卵石層,主要由灰?guī)r碎塊組成,圓及亞圓形,一般粒徑20~60mm,最大粒徑300mm,充填砂類土及粘性土的20%,局部有砂類土及粘性土薄層,局部輕微鈣質(zhì)膠結(jié),稍密~中密,層厚2.5~3.2mm,fk=400KPa,層底標(biāo)高114.2~115.92m。

  第②-1層:濕陷黃土,黃褐~褐黃色,大孔結(jié)構(gòu),偶見蝸牛殼、鈣質(zhì)結(jié)核,土質(zhì)不均,局部含砂類土及卵石薄層,軟塑~硬塑狀態(tài),層厚7.7~10.2m,中等壓縮性,具高變異性,該層因浸水而接近飽和,濕陷性消失,強(qiáng)大較低,fk=120KPa,層底標(biāo)高104.09~106.50m。

  第②-2層:濕陷性黃土,與②-1層原為同一土層,但含水量較低,呈可塑狀態(tài),層厚9.3~11.6m,中等偏壓縮性,具很高變異性,硬塑狀態(tài),具體輜重濕陷性,fk=180KPa,層底標(biāo)高103.15~106.08m。

  ±0.000=121.800;

  基礎(chǔ)堅(jiān)石底標(biāo)高121.800-4.100=117.700。

  第④層:卵石層,主要由灰?guī)r碎塊組成,圓及亞圓形,一般粒徑20~50mm,最大粒徑150mm,充填砂類土及粘性土10~25%,。中等鈣質(zhì)膠結(jié),中密,該層在中東部缺失,層厚0.4~2.4m層底標(biāo)高100.75~105.90m,中密。

  第⑤層:黃土狀土,黃褐色,大孔結(jié)構(gòu),偶見蝸牛殼,含約5~10%的鈣質(zhì)結(jié)核,局部有砂類土及卵石薄層,可塑~軟塑,層厚2.1~3.2m,層底標(biāo)高97.45~99.60m,中等壓縮性,具高變異性,該層不具濕陷性。

  第⑥層:卵石層,主要由灰?guī)r碎石組成,圓及亞圓形,一般粒徑20~80mm,最大粒徑200mm,充填砂類土及粘性土約15~25%,局部輕微鈣質(zhì)膠結(jié),中密~密實(shí),層厚1.1~1.8m,層底標(biāo)高96.2~98.1m。

  3.2土質(zhì)情況分析

  從上述地層情況來看,②-1與②-2層實(shí)為同一層,主要是由于含水量不同,造成其性質(zhì)差異。由于②層土具有濕陷性,在該工程西半部,由于浸水濕陷性基本小時(shí),產(chǎn)生較大變形,承載力較低,而在該土層基礎(chǔ)的東半部,由于嚴(yán)重浸水,濕陷性仍然存在,在浸水情況下仍然含很大濕陷性變形,但在濕陷性變形以前,承載力相對(duì)西半部較高。

  3.3所建的種分槽對(duì)原種分槽影響分析

  由于新建種分槽僅距原種分槽基礎(chǔ)近40m之近,新建種分槽的附加重力會(huì)影響到原種分槽基礎(chǔ)下的地基土,從而也會(huì)產(chǎn)生使原種分槽地基產(chǎn)生額外的附加沉降,顯然這一影響主要影響到原種分槽的西半部。

  經(jīng)計(jì)算,在距±0.00、13.5m處,新建種分槽對(duì)原種分槽地基產(chǎn)生的附加應(yīng)力達(dá)46.8KPa,這一附加重力隨著距新種分槽的距離越遠(yuǎn),其對(duì)原種分槽的影響越來越小,意即該影響主要對(duì)原分槽西部造成影響,使原種分槽產(chǎn)生不均勻沉降,從而造成傾斜。

  4糾偏方案的選擇

  4.1傾斜現(xiàn)狀

  (1)東西方向。從所提供的資料來看,該工程整體上明顯向西傾斜,東西沉降差達(dá)200mm左右,最大達(dá)到204.3mm,詳見圖1(其中部分點(diǎn)為擬合趨勢(shì))。

  (2)南北方向。該工程整體上在南北方向也有一定傾斜,南北兩端沉降差一般在50mm左右,最大為70mm左右,詳見圖2(其中部分點(diǎn)為擬合趨勢(shì)點(diǎn))。另外,南北方向由于較長(zhǎng)(52m),在中間沉降較大,呈一定的浴谷曲線,也和理論相一致。

  4.2傾斜原因

  從上述分析及目前工程傾斜現(xiàn)狀來看,該工程的傾斜總的認(rèn)為主要是由下列三個(gè)原因造成的:

 。1)②層的局部浸水濕陷。由于②層具有濕陷性,在新種分槽施工時(shí)西部浸水引起西部濕陷,而工程?hào)|部有大面積浸水,而且有明顯的濕陷,從而造成該工程的不均勻沉降產(chǎn)生傾斜,該工程的東西向傾斜是其造成的主要因素。

 。2)新建種分槽的影響。由于新建種分槽距原中分槽距離很近,其產(chǎn)生的附加應(yīng)力也會(huì)再成原種分槽的附加沉降,由于該種影響主要位于原種分槽西部,也會(huì)造成該工程一定的傾斜,另外,其對(duì)南北方向的傾斜也有一定的影響。

 。3)軟弱下臥層承載力不足的影響。根據(jù)2001年7月中國(guó)有色金屬工業(yè)西安勘察設(shè)計(jì)研究院提供的“中州鋁廠種分槽基礎(chǔ)沉降事故原因調(diào)查巖土工程勘察報(bào)告,下臥層②層土在浸水后(②-1層)和未浸水的(②-1層)其承載力分別為120KPa及180KPa。

 、-1層承載力計(jì)算

  ②-1層土承載力:f=fk+ηdγ0(d-1.5)

  fk=120Kpa

  h=2.5m(③層平均厚度)

  d=6.8m

  ηd=1.1

  γ0=19.0KN/m3

  則f=120+1.1×19×(6.8-1.5)

  P=320Kpa;P0=320-18.0×4.3=242.6Kpa;

  Q=230

  Pz=242.6×0.883=214.2KPa

  總壓力為:ΣP=Pz+Pcz;Pcz=19.0×6.8=129.2Kpa;ΣP=343.4KPa>f=230.8;不滿足

 、-2層承載力計(jì)算

 、-2層土承載力:f=fk+ηdγ0(d-1.5)

  fk=180KPa

  d=6.8m

  γ0=19.0KN/m3

  ηd=1.1

  則f=180+1.1×19×(6.8-1.5)=290.8KPa