地基基础加固处理方案讨论：
1.工程概况：
某厂房为一幢高四层,框架结构的建筑物,长55.0ｍ,宽15.0ｍ,占地面积825ｍ2,原设计采用人工挖孔桩基础,由于场地工程地质情况复杂,厂房中段和东段分别分布有一层厚为3～6ｍ和7～9ｍ的流塑状淤泥,使建筑区内部分地段挖孔桩方案无法实施,而改用条形基础下的砂垫层方案(垫层厚度1.00ｍ),而西段淤泥层较薄(厚1～2ｍ),却浇注了16条桩柱,于是同一建筑物采用了两种在受力和变形方面完全不同的基础型式。厂房于1992年10月建成,使用期间发现不均匀沉降,导致厂房结构出现严重拉裂和剪切破坏,危及安全使用。1.2 场地工程地质概况经对厂房场地进行工程地质勘察,其地层结构在揭露深度内由上至下依次为:(1)填土:浅黄色,土质松软,层厚0.79～2.00ｍ。(2)粉质粘土:灰～灰黄色,上部0.40～0.60ｍ为耕土,软塑,Ｎ=2击,ｆｋ=80～90ｋＰａ。(3)淤泥(泥炭土):黑褐色,局部夹粉土,流塑,Ｎ=1～2击,ｆｋ=40～60ｋＰａ,层厚0.00～7.87ｍ,层面埋深1.00～3.75ｍ。(4)花岗岩风化坡积土;土性为砂质粘性土,灰白、浅黄色,含中粗砾,可塑,Ｎ=5～13击,ｆｋ=100～230ｋＰａ,层厚1.70～7.30ｍ,层面埋深2.10～9.07ｍ。(5)花岗岩风化残积土;土性为砂质粘性土,浅黄褐色,含中粗砂,可塑～硬塑,Ｎ=13～24击,ｆｋ=230～320ｋＰａ,层厚2.90～9.00ｍ,层面埋深4.00～12.26ｍ。(6)强风化花岗岩:Ｎ>50击,层面埋深8.17～22.68ｍ。
2.沉降原因分析
(1) 地质因素:据钻探揭露,厂房建造在一条山坡冲沟的边麓地段,地下水丰富,水位埋深约0.30ｍ,淤泥(含腐木)等软土的分布极不均匀,层厚由西向东递增,这是造成厂房不均匀沉降的客观因素。
(2) 结构因素:同一栋厂房,采用了两种不同的基础型式,地质条件较好的西段,采用人工挖孔桩基础,桩端支承在坚硬状的残积土层里,而地质条件极差的东段,则采用了条形基础下的砂垫层,垫层厚仅1.0ｍ,未作压密处理。根据推算,采用桩基础的最终下沉量仅为1.4ｍｍ(设桩长10ｍ,进入坚硬状土层),而采用条形基础下砂垫层处理的基础经推算仍有200ｍｍ的沉降量,条形基础的刚度起不到变形(沉降)调节作用,因此导致厂房的不均匀沉降,影响到厂房的安全使用,所以必须尽快处理。
3.加固方案：
为确保该厂房的安全使用,对该建筑物的处理宜把上部结构的加固和地基的处理结合起来进行。先处理地基,以控制地基的继续沉降,后加固上部结构。根据钻探和变形测量资料显示,对厂房地基的加固可采用压力灌浆补强和静力压桩等方法,但根据业主的要求以不影响生产为原则,同时受场地工程地质条件的影响,决定采用压力灌浆加固法。压力灌浆加固本次加固目的旨在通过浆体的渗压改善软土地基的承载力和压缩(变形)模量,逐渐减少地基的沉降量,以满足厂房的使用要求。
4.施工效果监控:
加固效果的好坏,直接关系到厂房的安全动作,为检验加固效果,主要采取的措施是沉降观测,其成果也是本工程竣工验收的主要技术依据。本次加固处理对沉降值的质量指标定为:被加固的柱位其施工期间的沉降值在正常情况下累计≤10ｍｍ(指开工至施工结束),竣工后的沉降量应满足≤2ｍｍ/月,凡满足此质量指标者,均可判定为达到了加固效果。据施工后的观测资料显示,竣工后第一次(33ｄ)的沉降观测,测得最大沉降量为-1.7ｍｍ,满足加固后沉降值<2ｍｍ/月的质量指标,达到了加固的预期效果,质量良好。
5.结论：
目前较普遍的观点认为,压力灌浆加固法是一种投资相对较少,快速而又有效的方法;而静压桩加固法则被认为是投资大且工期长,但却很可靠的一种地基基础加固方法。但对于本工程的条形基础,由于其宽度有限,条基上承受上部荷载的作用,对土层产生附加应力,而条基外的土层仍为天然土层,不受外加荷载的作用,为小应力区。灌浆时,在高压的驱动下,浆液将沿应力薄弱区(带)进行劈裂扩散,因此,在本工程的条基下进行注浆,浆液将对条基下的土体改善作用受到限制,浆液将会跑漏到条基外的软弱土层中。加固后的地基,虽然获得部分改善,但其受力压缩层仍然是条基下的砂垫层和软土层,地基的沉降不能完全得到控制,变形仍会继续发展,效果不会很明显。而静力压桩加固法是将桩压至地基中的硬塑状态的砂质粘性土层中,上部结构的荷载通过桩直接转移到深部,由坚硬状态的土层承受,这样条基下的砂垫层和软土层地基处于释荷状态,而桩的受力和传力直接,压桩时单桩承载力值可直接从压桩机的仪表中反映,地基变形最终可以得到控制,故处理效果明显。因此,遇到实际问题时应该具体问题具体分析,在采取加固措施前应从技术可行、质量可靠、安全稳妥、经济合理四个方面作综合分析,选出最优方案,否则将会使问题越来越复杂,造成的损失也会越大。
