1. 引言
在土木工程建设中,经常遇到软弱地基。软弱地基具有强度较低、压缩性较高、易发生变形等特点,从而造成建筑物不均匀沉降、开裂、沉降量过大,超过规范要求,甚至造成建筑物失稳、破坏。
本文结合相关技术规范及施工经验,针对因受水浸泡地基承载力下降,压缩性提高的软土地基上的既有建筑物,提出了高压喷射注浆法的应用及其实例。
2. 工程概况
需加固的已建构筑物为两个高位槽,位于河南焦作修武地区某公司区域内。
这两个碳分高位槽南侧为原有碳分槽,东侧及北侧紧邻厂区道路。这两个高位槽是分期设计、分期施工的,中心距12.5m。1#槽顶标高26.800m,上部为圆形钢仓,直径Φ7.5m,高19.16m,钢仓下部为圆锥形漏斗,高5.84m。支承结构为钢筋混凝土筒体结构,高7.64m。矩形筏板基础(11mx12m),筏板厚度1.5m,基础埋深8.1m。2#槽顶标高26.800m,上部为圆形钢仓,直径Φ8.2m,高7.085m,钢仓下部为圆锥形漏斗,高2.215m。支承结构为钢筋混凝土筒体结构,高19.715m,圆形筏板基础(Φ10.6m),筏板厚度1.2m,基础埋深8.1m。两个高位槽均采用第3层卵石层作为持力层。
自投产以来,该区域工艺流程中存在跑、冒、滴、漏现象。1#槽由于实际操作等原因上部的钢槽内15.930m以下料浆全部凝固结死,经工艺专业核实,此时的实际荷载为20443KN,比原设计荷载增加6290KN。2007年出现较明显的不均匀沉降现象。
1#槽累计下降33.8mm~76.7mm。最大沉降差已达42.9mm,经计算,建筑整体倾斜0.008,2#槽累计下降59.7mm~75.6mm,建筑物整体倾斜0.0031,均已超出《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002第5.3.4条)中建筑物的地基变形允许值0.003。
2.1现有地质情况
根据现场生产使用单位的实际是用情况及沉降情况,于2007年12月我们又对该区域的地质情况进行了详勘,地质情况为:
1层素填土:土质不均,结构疏密不均。
2层黄土状土: a¯
1-2=0.18Mpa
-1,属中等压缩性。接近饱和,可塑状态。fak=150kpa
3层卵石:N¯
63.5=17.7击,中密。fak=400kpa
4层黄土状土:a¯
1-2=0.31Mpa
-1,属中等压缩性。饱和,软塑状态。fak=120kpa
4
-1层卵石:N¯
63.5=18.1击,中密。fak=400kpa
5层卵石:N¯
63.5=26.3击,局部轻微钙质胶结,密实。fak=500kpa
6层黄土状土:a¯
1-2=0.29Mpa
-1,属中等压缩性。饱和,软塑状态。fak=200kpa
6-1层卵石:N¯
63.5=39.5击,局部轻微钙质胶结,密实。fak=500kpa
7层粉质粘土:a¯
1-2=0.29Mpa
-1,属中等压缩性。饱和,软塑状态。fak=200kpa
2.2场地水、土腐蚀性评价
中、西部场地土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性。场地东南部土中SO
42-和Cl
-离子含量较高,虽对混凝土结构尚无腐蚀性,但对钢筋混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性。土中钾、钠离子含量介于1755—2586mg/l,pH值介于10.42—10.98之间,说明有大量碱液渗入地基。
2.3实际使用情况
这两个高位槽均在使用中,施工时可以部分卸荷,但不能完全拆除。周边施工场地狭小,南侧紧挨碳分槽,东侧、北侧紧邻厂区道路。
3. 基础沉降原因分析
1) 勘察结果分析
4层、6层及7层天然含水率平均值分别为23.9%、25.6%、26.8%,饱和度平均值分别为87.5%、95.2%、96.9%。这些数据说明地基土明显受水浸泡。
2) 地基强度验算
3层卵石承载力特征值fak=400kpa,满足上部荷载要求。4层黄土状土承载力特征值fak=120kpa,属软弱下卧层,需要进行强度验算:
Faz=fak+η
dγ
m(d-1.5) (GB50025-2004式5.6.5)
取 η
d=1.10,γ
m=19.3kN/m3,d=9.5,计算结果fa=289.8kPa。
4层顶面处附加压力:
(GB50007-2004式5.2.7-2)
取b=l=9.4m(将圆形基础等效为矩形基础),z=9.5-8.1=1.1m,Pk=300kpa,
Pc=γ
md=19.3×8.1=156.3kpa, θ=0°,计算结果,Pz=143.7kpa.
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文章名称:
高压旋喷桩对既有构筑物地基的处理应用
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