糧庫(kù)地基質(zhì)量處理分析論文

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摘要：本文介紹了某糧庫(kù)的地基處理事故及補(bǔ)救措施，并從理論和實(shí)踐角度探討了措施的可行性，為類似工程事故提供參考。

關(guān)鍵詞：攪拌樁夯擴(kuò)樁門式剛架注漿

1工程概況

本工程是國(guó)家直接投資的的糧庫(kù)，因此工程的重要性使參與工程建設(shè)的各方給予了高度的重視，但是由于種種原因，在建設(shè)過程中仍舊出現(xiàn)了一些工程質(zhì)量問題。

此工程占地面積122500m2,規(guī)劃建設(shè)13棟平房糧庫(kù)及附屬工程，由三家施工單位負(fù)責(zé)施工。本文主要介紹1M、1F、1E、1J、1B、1A六棟糧倉(cāng)的地基處理方法及處理過程中發(fā)生的一些質(zhì)量事故和加固措施。

此六棟平房倉(cāng)位于整個(gè)工程的西側(cè)，每棟糧倉(cāng)由一隔墻分隔為兩小間，每個(gè)平房倉(cāng)的面積為1800m2，即60m×30m,總建筑面積為10800m2。場(chǎng)地原為一片農(nóng)田，地勢(shì)比較平坦，自然地面標(biāo)高為4.00m（0.000相當(dāng)于吳淞標(biāo)高5.50m），此工程的地質(zhì)條件如下所示：

土層編號(hào)土層名稱狀態(tài)平均厚度（m）承載力標(biāo)準(zhǔn)值f(KPa)

①耕植土0.8

②粉質(zhì)粘土可塑～軟塑0.880

③淤泥質(zhì)粉粘土軟～流塑3.350

④粘土可塑1.2180

⑤粘土可塑～硬塑3.4250

⑥粉質(zhì)粘土可塑3.65180

由以上土層情況可看出①②③層為軟土，處于可塑與流塑狀態(tài)，土層的工程性質(zhì)很差，而其上又要求堆放10多米高的糧食，因此若僅僅靠天然地基來作為堆糧地基是很難滿足上部荷載的要求，必須對(duì)地基進(jìn)行加固處理。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件和多種地基處理方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，設(shè)計(jì)院對(duì)糧食堆場(chǎng)地基采用了攪拌樁加固，而主體結(jié)構(gòu)承重墻下條形基礎(chǔ)采用夯擴(kuò)灌注樁基礎(chǔ)。

此六棟糧倉(cāng)的上部結(jié)構(gòu)均采用門式剛架作為支撐承重體系，柱子為H型鋼，鋼梁為I字型鋼梁，鋼梁與鋼柱、鋼梁與鋼梁的連接均為高強(qiáng)螺栓連接，門式架底部則是與承臺(tái)基礎(chǔ)上的預(yù)埋螺栓連接在一起。每一榀門式剛架承臺(tái)的底部則是用一200mm×300mm的預(yù)應(yīng)力小梁連接起來，形成門式剛架的下弦，這樣就可以減小在上部荷載作用下剛架承臺(tái)基礎(chǔ)產(chǎn)生的水平位移，從而可以減少承臺(tái)下夯擴(kuò)灌注樁樁頂?shù)乃轿灰?。在鋼柱腳上1.5m的范圍內(nèi)則是采用C25細(xì)石混凝土對(duì)柱腳進(jìn)行包裹，以防受到其它因素的破壞。平房倉(cāng)的二個(gè)山墻和中間一道墻均為磚砌體承重墻，糧倉(cāng)的縱向采用預(yù)應(yīng)力空心板圍護(hù)結(jié)構(gòu)，來承受堆糧產(chǎn)生的巨大水平荷載；同時(shí)預(yù)應(yīng)力空心板外側(cè)用彩鋼板包裹，以增強(qiáng)其美觀。糧倉(cāng)的屋面采用比較先進(jìn)的整塊無屋脊式彩鋼板，這主要是考慮到糧倉(cāng)的防潮要求比較高，若采用分塊有屋脊式屋面，則在屋脊處連接的密封要求很難達(dá)到預(yù)期的防潮效果，同時(shí)也會(huì)增加施工的難度。糧倉(cāng)所有的彩鋼板構(gòu)件均在現(xiàn)場(chǎng)加工成所需的形狀。糧倉(cāng)的地坪采用三氈四油防潮層，同時(shí)每棟糧倉(cāng)地坪上開設(shè)有8道橫向的通風(fēng)槽，滿足糧倉(cāng)的通風(fēng)和防潮要求。

2工程地基處理與樁基礎(chǔ)形式

糧庫(kù)的平房倉(cāng)樁基礎(chǔ)采用夯擴(kuò)灌注樁，樁徑為426mm，砼強(qiáng)度等級(jí)為C25，樁頂標(biāo)高為－2.15m，有效樁長(zhǎng)為5m，施工時(shí)樁的入土深度以設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為主，并對(duì)應(yīng)地質(zhì)情況調(diào)整樁長(zhǎng)，使樁進(jìn)入④粘土層不少于1m，夯擴(kuò)頭部位直徑為700mm，高度為1m，其中1A棟樁長(zhǎng)為4.15m，1M棟樁長(zhǎng)為4.15m和4.8m兩種。每棟平房倉(cāng)共計(jì)262根樁。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，夯擴(kuò)樁施工時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格按照夯擴(kuò)次數(shù)和夯擴(kuò)參數(shù)進(jìn)行施工，即一次投料高度為H1＝2.2m，拔管高度為h1＝0.6m，二次投料高度為H2=2.2m,拔管高度為h2＝0.6m。該夯擴(kuò)樁夯擴(kuò)頭施工順序?yàn)椋憾ㄎ?、樁機(jī)就位、雙管打入至設(shè)計(jì)深度，灌注砼2.2m高，拔管0.6m、進(jìn)行第一次夯擴(kuò)，灌注砼2.2m高砼后,拔管0.8m進(jìn)行第二次夯擴(kuò)、然后安放鋼筋籠，灌注樁身砼、最后拔出外管進(jìn)入第二根樁的施工。對(duì)于夯擴(kuò)樁樁身澆注砼時(shí)應(yīng)該保證其充盈系數(shù)。按設(shè)計(jì)要求，本工程夯擴(kuò)樁的充盈系數(shù)根據(jù)土層情況不同而不同，對(duì)粘性土層及粉土為1.1～1.2，對(duì)于淤泥土則宜為1.2～1.3。夯擴(kuò)樁的單樁極限承載力為700kN。對(duì)樁身應(yīng)該按規(guī)范進(jìn)行單樁靜荷載試驗(yàn)和小應(yīng)變檢測(cè)以確保樁身的質(zhì)量和承載力合格。

對(duì)平房倉(cāng)糧食堆場(chǎng)則是采用滿堂攪拌樁來加固。攪拌樁的設(shè)計(jì)直徑為500mm，有效樁長(zhǎng)為6m，呈梅花形布置，樁距為1.0m，每棟平房倉(cāng)總樁數(shù)為1066根。六棟平房倉(cāng)的總量約為38000延米，水泥摻入量為12%，全長(zhǎng)采用二噴二攪，加固后的地基承載力為大于80kPa。攪拌樁的施工關(guān)鍵是水泥與土攪拌均勻程度，在施工過程中，控制漿液的注入壓力和攪拌頭提升速度是控制質(zhì)量的關(guān)鍵。

3施工過程中出現(xiàn)的問題

3.1攪拌樁的施工事故

條基下夯擴(kuò)樁與攪拌樁的施工完成后立即進(jìn)行了條形基礎(chǔ)的土方開挖，人工開挖的土方堆放在基槽兩側(cè)的場(chǎng)地上。當(dāng)開挖的深度逐漸加大時(shí)，其兩側(cè)的堆載也逐漸的加大。由于施工管理過程中未能將這些堆土及時(shí)運(yùn)走，而且施工時(shí)又適逢江南每年一次的梅雨季節(jié)，因此大量的雨水浸泡這些堆土和其下的地基。這些因素終于導(dǎo)致條形基坑兩側(cè)大量的土方坍塌，同時(shí)又將靠近基坑的一排攪拌樁推斷。另外，在施工場(chǎng)地內(nèi)用推土機(jī)進(jìn)行平整場(chǎng)地時(shí)，推土司機(jī)未能小心駕駛推土機(jī)，從而使推土機(jī)推鏟碰到大量的攪拌樁，有的甚至將攪拌樁頭推斷，因此也造成了攪拌樁內(nèi)部有大量的斷裂裂縫。

3.2夯擴(kuò)樁的質(zhì)量事故

在夯擴(kuò)樁施工完畢后，對(duì)其進(jìn)行了小應(yīng)變動(dòng)測(cè)和單樁豎向靜荷載試驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在1M、1A、1J三棟平房倉(cāng)的條形基礎(chǔ)下夯擴(kuò)樁中，有部分樁的樁身與夯擴(kuò)頭交接處出現(xiàn)樁身砼被拉斷現(xiàn)象。為了查明斷樁所占比例和分布的情況，設(shè)計(jì)方根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況制定了如下的檢查方案：（1）在上述三棟基礎(chǔ)中各選一條條基，對(duì)其下的66根夯擴(kuò)樁進(jìn)行小應(yīng)變普測(cè)，而其它條基仍舊按照規(guī)范規(guī)定的比例各測(cè)15根，對(duì)獨(dú)立基礎(chǔ)共測(cè)8根小應(yīng)變。（2）對(duì)于1M、1A、1J三棟平房倉(cāng)的抽檢條形基礎(chǔ)或其它幾棟平房倉(cāng)的條形基礎(chǔ)，如出現(xiàn)抽檢的15根樁中，斷樁（D類樁）比例超過10％時(shí)，則要加倍檢測(cè)。如果加倍檢測(cè)的比例仍舊超過10％時(shí)，應(yīng)該每根都要檢測(cè)。

根據(jù)上述檢測(cè)方案對(duì)六棟平房倉(cāng)的條形基礎(chǔ)下夯擴(kuò)樁進(jìn)行了一次小應(yīng)變的普測(cè)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在抽檢的15根樁中，未發(fā)現(xiàn)斷樁超過10％的情況，因此就沒有必要對(duì)余下的樁基進(jìn)行加倍檢測(cè)。

4事故處理的施工方案

根據(jù)上述的小應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果表明，此工程出現(xiàn)裂縫的攪拌樁和夯擴(kuò)樁必須要進(jìn)行加固處理。經(jīng)過建設(shè)單位、監(jiān)理、檢測(cè)單位、土建總承包單位的多次協(xié)商最后制定了如下的施工加固處理方案，由施工單位負(fù)責(zé)編寫并要報(bào)經(jīng)設(shè)計(jì)院認(rèn)可。

（1）在1M棟①軸線條形基礎(chǔ)下，經(jīng)普測(cè)發(fā)現(xiàn)西南角的65＃～88＃樁位段，夯擴(kuò)樁斷樁事故嚴(yán)重，C、D類樁的比例占72.7％。對(duì)此部分的樁，起初的處理意見為：先采用重錘錘擊斷樁使樁身與擴(kuò)大頭間隙閉合，以充分發(fā)揮擴(kuò)大頭在豎向荷載下的支撐作用，同時(shí)對(duì)此段范圍內(nèi)的樁間土進(jìn)行壓密注漿加固處理，處理深度為設(shè)計(jì)樁頂下3.0m～5.0m,使土體上拱引起樁間土松動(dòng)的部位得到注漿加密，并填塞土體與土體、土體與樁體間的空隙以提高樁體抵抗水平荷載的能力。

（2）對(duì)于零星分布的夯擴(kuò)樁斷樁裂縫，均采取與以上相同的措施對(duì)樁身進(jìn)行加固。

在呈報(bào)上述方案后，設(shè)計(jì)方認(rèn)為此種做法有所不妥，其理由如下：若采用上述方案，則當(dāng)糧倉(cāng)內(nèi)堆滿糧食后，地坪土體壓縮變形、空隙排水會(huì)側(cè)向擠壓樁體，若將樁間土加固后會(huì)阻隔一定的側(cè)向排水通道，從而會(huì)增加樁體的側(cè)向擠壓力，使樁基所受的水平力大大增加，從而可能使樁體彎曲斷裂。因此設(shè)計(jì)方提出了如下的改進(jìn)意見：對(duì)1M棟平房倉(cāng)①軸條基下檢測(cè)后有問題的斷樁，應(yīng)該對(duì)樁身打孔進(jìn)行壓力注入高強(qiáng)漿液，并在樁身周圍（四處）鉆孔注漿。注漿深度范圍以包裹住開裂處為原則，且應(yīng)先選擇某個(gè)樁進(jìn)行加固試驗(yàn)，加固后檢測(cè)并開挖檢查確保加固有效后再對(duì)其它產(chǎn)生質(zhì)量事故的樁進(jìn)行加固，以便使樁體本身能夠承受足夠的水平荷載，確保工程質(zhì)量。

施工單位根據(jù)設(shè)計(jì)院以上有關(guān)斷樁事故的處理方案精神，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了一次實(shí)測(cè)，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的結(jié)果綜合考慮施工條件，確定了如下的具有可操作性的施工方案：

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的每一根斷樁均采用壓密注漿加固處理，注漿孔沿?cái)鄻端闹芫鶆虿贾盟膫€(gè)，深度為樁頂以下4m，即擴(kuò)大頭與樁身斷裂處。

加固方案的施工步驟如下：

（1）定孔位：根據(jù)樁號(hào)在樁周圍定孔位，孔位偏差<10mm；

（2）插管：根據(jù)孔位振動(dòng)插管到設(shè)計(jì)標(biāo)高，保證垂直度小于1％，插管過程中如遇障礙物插不到深度，可以適當(dāng)移位再插管；

（3）漿液配制：采用425＃普通硅酸鹽水泥和自來水配制漿液，漿液水灰比為0.5～0.6，保證漿液的均勻性、無結(jié)塊、不離析；

（4）壓密注漿：首次注漿需把注漿管上拔100mm～200mm后再進(jìn)行注漿，注漿壓力為1.5～2Mpa，注漿至孔口周圍鄰近區(qū)域或鄰近孔內(nèi)冒漿，再上拔注漿管300mm，停10～20分鐘后再注漿，如此反復(fù)直到全過程拔管結(jié)束。最后用細(xì)石砼把注漿孔口封堵，移至下一孔口，按同樣施工步驟進(jìn)行壓密注漿。

5加固效果

施工單位對(duì)1M、1A、1B、1E、1F、1J六棟平房倉(cāng)內(nèi)斷樁均采用了如上的加固處理方法，并且在上部結(jié)構(gòu)的施工過程中嚴(yán)格按規(guī)范要求埋設(shè)有沉降觀測(cè)點(diǎn)，定期對(duì)每棟平房倉(cāng)進(jìn)行沉降觀測(cè)，觀測(cè)結(jié)果表明其整體沉降量與不均勻沉降量均能滿足規(guī)范要求?，F(xiàn)此六棟平房倉(cāng)已經(jīng)正常使用了二年多，說明對(duì)平房倉(cāng)斷樁的加固處理方法是成功有效的。

6結(jié)束語(yǔ)

此工程的一些斷樁事故是完全可以避免的，主要由于在施工過程中管理不善造成的，這就要求現(xiàn)場(chǎng)管理人員必須根據(jù)具體的各種天氣、地質(zhì)條件、施工人員素質(zhì)、施工機(jī)械等各種因素預(yù)先估計(jì)到在施工過程中將會(huì)發(fā)生的一些問題，并能夠及時(shí)采取有效措施，現(xiàn)場(chǎng)跟蹤監(jiān)督管理，而不是只預(yù)先估計(jì)到問題，不采取措施，或只是向施工人員簡(jiǎn)單交代一下，不進(jìn)行措施落實(shí)的監(jiān)督，從而導(dǎo)致事故的發(fā)生，這都將對(duì)企業(yè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生巨大的損失。