糧庫地基質(zhì)量處理分析論文

時間:2022-07-09 03:45:00

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糧庫地基質(zhì)量處理分析論文

摘要:本文介紹了某糧庫地基處理事故及補救措施,并從理論和實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:攪拌樁夯擴樁門式剛架注漿

1工程概況

本工程是國家直接投資的的糧庫,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棟平房糧庫及附屬工程,由三家施工單位負責施工。本文主要介紹1M、1F、1E、1J、1B、1A六棟糧倉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。

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

土層編號土層名稱狀態(tài)平均厚度(m)承載力標準值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,必須對地基進行加固處理。根據(jù)現(xiàn)場實際條件和多種地基處理方案的技術(shù)經(jīng)濟比較,設(shè)計院對糧食堆場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)采用夯擴灌注樁基礎(chǔ)。

此六棟糧倉的上部結(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螺栓連接,門式架底部則是與承臺基礎(chǔ)上的預埋螺栓連接在一起。每一榀門式剛架承臺的底部則是用一200mm×300mm的預應力小梁連接起來,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基礎(chǔ)產(chǎn)生的水平位移,從而可以減少承臺下夯擴灌注樁樁頂?shù)乃轿灰?。在鋼柱腳上1.5m的范圍內(nèi)則是采用C25細石混凝土對柱腳進行包裹,以防受到其它因素的破壞。平房倉的二個山墻和中間一道墻均為磚砌體承重墻,糧倉的縱向采用預應力空心板圍護結(jié)構(gòu),來承受堆糧產(chǎn)生的巨大水平荷載;同時預應力空心板外側(cè)用彩鋼板包裹,以增強其美觀。糧倉的屋面采用比較先進的整塊無屋脊式彩鋼板,這主要是考慮到糧倉的防潮要求比較高,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到預期的防潮效果,同時也會增加施工的難度。糧倉所有的彩鋼板構(gòu)件均在現(xiàn)場加工成所需的形狀。糧倉的地坪采用三氈四油防潮層,同時每棟糧倉地坪上開設(shè)有8道橫向的通風槽,滿足糧倉的通風和防潮要求。

2工程地基處理與樁基礎(chǔ)形式

糧庫的平房倉樁基礎(chǔ)采用夯擴灌注樁,樁徑為426mm,砼強度等級為C25,樁頂標高為-2.15m,有效樁長為5m,施工時樁的入土深度以設(shè)計樁長為主,并對應地質(zhì)情況調(diào)整樁長,使樁進入④粘土層不少于1m,夯擴頭部位直徑為700mm,高度為1m,其中1A棟樁長為4.15m,1M棟樁長為4.15m和4.8m兩種。每棟平房倉共計262根樁。

根據(jù)設(shè)計要求,夯擴樁施工時應該嚴格按照夯擴次數(shù)和夯擴參數(shù)進行施工,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。該夯擴樁夯擴頭施工順序為:定位、樁機就位、雙管打入至設(shè)計深度,灌注砼2.2m高,拔管0.6m、進行第一次夯擴,灌注砼2.2m高砼后,拔管0.8m進行第二次夯擴、然后安放鋼筋籠,灌注樁身砼、最后拔出外管進入第二根樁的施工。對于夯擴樁樁身澆注砼時應該保證其充盈系數(shù)。按設(shè)計要求,本工程夯擴樁的充盈系數(shù)根據(jù)土層情況不同而不同,對粘性土層及粉土為1.1~1.2,對于淤泥土則宜為1.2~1.3。夯擴樁的單樁極限承載力為700kN。對樁身應該按規(guī)范進行單樁靜荷載試驗和小應變檢測以確保樁身的質(zhì)量和承載力合格。

對平房倉糧食堆場則是采用滿堂攪拌樁來加固。攪拌樁的設(shè)計直徑為500mm,有效樁長為6m,呈梅花形布置,樁距為1.0m,每棟平房倉總樁數(shù)為1066根。六棟平房倉的總量約為38000延米,水泥摻入量為12%,全長采用二噴二攪,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

條基下夯擴樁與攪拌樁的施工完成后立即進行了條形基礎(chǔ)的土方開挖,人工開挖的土方堆放在基槽兩側(cè)的場地上。當開挖的深度逐漸加大時,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運走,而且施工時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。這些因素終于導致條形基坑兩側(cè)大量的土方坍塌,同時又將靠近基坑的一排攪拌樁推斷。另外,在施工場地內(nèi)用推土機進行平整場地時,推土司機未能小心駕駛推土機,從而使推土機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夯擴樁的質(zhì)量事故

在夯擴樁施工完畢后,對其進行了小應變動測和單樁豎向靜荷載試驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在1M、1A、1J三棟平房倉的條形基礎(chǔ)下夯擴樁中,有部分樁的樁身與夯擴頭交接處出現(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)計方根據(jù)現(xiàn)場實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,對其下的66根夯擴樁進行小應變普測,而其它條基仍舊按照規(guī)范規(guī)定的比例各測15根,對獨立基礎(chǔ)共測8根小應變。(2)對于1M、1A、1J三棟平房倉的抽檢條形基礎(chǔ)或其它幾棟平房倉的條形基礎(chǔ),如出現(xiàn)抽檢的15根樁中,斷樁(D類樁)比例超過10%時,則要加倍檢測。如果加倍檢測的比例仍舊超過10%時,應該每根都要檢測。

根據(jù)上述檢測方案對六棟平房倉的條形基礎(chǔ)下夯擴樁進行了一次小應變的普測。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,因此就沒有必要對余下的樁基進行加倍檢測。

4事故處理的施工方案

根據(jù)上述的小應變檢測結(jié)果表明,此工程出現(xiàn)裂縫的攪拌樁和夯擴樁必須要進行加固處理。經(jīng)過建設(shè)單位、監(jiān)理、檢測單位、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,由施工單位負責編寫并要報經(jīng)設(shè)計院認可。

(1)在1M棟①軸線條形基礎(chǔ)下,經(jīng)普測發(fā)現(xiàn)西南角的65?!?8#樁位段,夯擴樁斷樁事故嚴重,C、D類樁的比例占72.7%。對此部分的樁,起初的處理意見為:先采用重錘錘擊斷樁使樁身與擴大頭間隙閉合,以充分發(fā)揮擴大頭在豎向荷載下的支撐作用,同時對此段范圍內(nèi)的樁間土進行壓密注漿加固處理,處理深度為設(shè)計樁頂下3.0m~5.0m,使土體上拱引起樁間土松動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)對于零星分布的夯擴樁斷樁裂縫,均采取與以上相同的措施對樁身進行加固。

在呈報上述方案后,設(shè)計方認為此種做法有所不妥,其理由如下:若采用上述方案,則當糧倉內(nèi)堆滿糧食后,地坪土體壓縮變形、空隙排水會側(cè)向擠壓樁體,若將樁間土加固后會阻隔一定的側(cè)向排水通道,從而會增加樁體的側(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)計方提出了如下的改進意見:對1M棟平房倉①軸條基下檢測后有問題的斷樁,應該對樁身打孔進行壓力注入高強漿液,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,且應先選擇某個樁進行加固試驗,加固后檢測并開挖檢查確保加固有效后再對其它產(chǎn)生質(zhì)量事故的樁進行加固,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)計院以上有關(guān)斷樁事故的處理方案精神,對現(xiàn)場進行了一次實測,并結(jié)合現(xiàn)場實測的結(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:

對現(xiàn)場的每一根斷樁均采用壓密注漿加固處理,注漿孔沿斷樁四周均勻布置四個,深度為樁頂以下4m,即擴大頭與樁身斷裂處。

加固方案的施工步驟如下:

(1)定孔位:根據(jù)樁號在樁周圍定孔位,孔位偏差<10mm;

(2)插管:根據(jù)孔位振動插管到設(shè)計標高,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,如此反復直到全過程拔管結(jié)束。最后用細石砼把注漿孔口封堵,移至下一孔口,按同樣施工步驟進行壓密注漿。

5加固效果

施工單位對1M、1A、1B、1E、1F、1J六棟平房倉內(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)的施工過程中嚴格按規(guī)范要求埋設(shè)有沉降觀測點,定期對每棟平房倉進行沉降觀測,觀測結(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。現(xiàn)此六棟平房倉已經(jīng)正常使用了二年多,說明對平房倉斷樁的加固處理方法是成功有效的。

6結(jié)束語

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)、施工機械等各種因素預先估計到在施工過程中將會發(fā)生的一些問題,并能夠及時采取有效措施,現(xiàn)場跟蹤監(jiān)督管理,而不是只預先估計到問題,不采取措施,或只是向施工人員簡單交代一下,不進行措施落實的監(jiān)督,從而導致事故的發(fā)生,這都將對企業(yè)的社會效益和經(jīng)濟效益產(chǎn)生巨大的損失。