脫鹽水罐及510酸堿循環(huán)罐等基礎(chǔ)加固與糾傾原因及難點分析

黃建軍

摘要：從地質(zhì)、設(shè)計、施工、使用四個角度出發(fā)，對建筑物傾斜的根本原因進行了分析 ，在此基礎(chǔ)上對建筑物傾斜糾偏技術(shù)進行了研究，主要包括頂樁掏土、迫降兩種方法，并總結(jié)了糾偏技術(shù)應(yīng)注意的問題，以保證建筑物使用的安全性。

關(guān)鍵詞：建筑物；傾斜；糾偏技術(shù)

1 工程概況

某公司脫鹽水罐及510酸堿循環(huán)罐等基礎(chǔ)由于不均勻沉降發(fā)生傾斜。受委托，根據(jù)其巖土工程勘察報告和業(yè)主提供的設(shè)備基礎(chǔ)使用要求，由我公司對已發(fā)生傾斜的設(shè)備基礎(chǔ)進行地基加固與糾偏處理。

本工程重要性等級為二級，場地等級為三級，地基等級為二級，巖土工程勘察等級為乙級，位于廠區(qū)內(nèi)。本次需加固與傾斜建（構(gòu)）筑物共七個罐子和一個罐子基礎(chǔ)，現(xiàn)分述如下：

脫鹽水罐：直徑9.40米，埋深1.80米，上部設(shè)備荷載500.00噸；

原水箱（罐）：直徑5.20米，埋深1.80米，上部設(shè)備荷載140.00噸；

1.1地質(zhì)分析

擬建場地區(qū)域地貌單元屬沿江丘陵平原，微地貌為洼地。原為湖泊，后經(jīng)廠區(qū)建設(shè)回填，回填后的場地地勢總體較平坦，場地地層主要有：第①層素填土；第②層粉質(zhì)粘土；第③層碎石。

1.2傾斜原因分析

由于該場地原為湖泊，回填地層壓縮性較大，在上部設(shè)備及基礎(chǔ)荷載作用下出現(xiàn)不均勻沉降，導(dǎo)致上部罐體傾斜。傾斜后的罐體設(shè)備受力重心發(fā)生偏移，加上承受的上部設(shè)備荷載較大，在重力二階效應(yīng)的影響下會加劇罐體的傾斜，甚至引起傾覆、倒塌，繼而對整個廠區(qū)的安全運行產(chǎn)生不利影響。地基土容易產(chǎn)生變形，導(dǎo)致地基承載力的降低。

2項目實施難點

根據(jù)要求，對已經(jīng)發(fā)生不均勻沉降的基礎(chǔ)進行加固糾偏處理，而本項目不同于一般的房屋建筑結(jié)構(gòu)加固，主要針對的是正在運行的設(shè)備基礎(chǔ)，屬于構(gòu)筑物加固的范疇。對1.8米深的設(shè)備基礎(chǔ)進行加固糾偏，而且保證設(shè)備的正常工作不受影響，具有很大的施工難度。

3加固與糾偏設(shè)計方案

根據(jù)巖土勘察報告，結(jié)合相關(guān)原始設(shè)計信息，本工程主要存在的安全缺陷，以針對各安全缺陷的具體處理方案如下：

原地基承載力不滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》--GB50007-2011要求：從補充地勘報告來看，原基礎(chǔ)埋深在素填土層，根據(jù)規(guī)范的相關(guān)要求，素填土層不能作為持力層。故需要對基礎(chǔ)進行加固設(shè)計。通過結(jié)構(gòu)計算軟件PKPM中JCCAD模塊復(fù)核可知，原地基承載力不滿足使用要求，直接導(dǎo)致基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)發(fā)生傾斜及不均勻沉降。

因為每個罐體基礎(chǔ)的截面尺寸均不同，分別對各個基礎(chǔ)進行加固復(fù)核計算，并確定加固處理方案。對原圓柱體基礎(chǔ)四周采用鋼筋混凝圍套加大截面加固，再采用250X250mm的鋼筋混凝土錨桿靜壓樁進行基礎(chǔ)托換。通過單樁承載力計算，設(shè)計布置合理經(jīng)濟的錨桿靜壓樁位置和數(shù)量。

確定混凝土預(yù)制樁單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時，計算得：1278KN；按以往經(jīng)驗可知，200*200的錨樁靜壓樁單樁承載力一般為600KN。

4加固糾偏施工技術(shù)方案

4.1錨桿靜壓樁

預(yù)留或開鑿壓樁孔→預(yù)留或開鑿錨桿孔→埋設(shè)錨桿→就位壓樁機→壓樁→接樁→壓樁→焊樁帽鋼筋→封樁

4.2反力梁提升糾偏施工方案

反力梁提升并利用反力梁控制迫降數(shù)值與速度的糾偏方案：即在房屋原沉降較大的一側(cè)用錨桿靜壓樁加固阻沉后，利用千斤頂與反力型鋼梁形成反力提升系統(tǒng)，在沉降量大的區(qū)域內(nèi)利用阻沉錨桿樁作為支承點來提升容器。同時，在沉降量小的區(qū)域內(nèi)通過向上調(diào)節(jié)螺桿上的螺母，基礎(chǔ)壓縮其下土體來達(dá)到糾偏的一種可行的糾偏技術(shù)。

當(dāng)基礎(chǔ)不均勻沉降數(shù)值較大時，由于迫降一側(cè)依靠土體壓縮的迫降量較為有限，根據(jù)沉降量大小來判斷是否需要結(jié)合高壓沖水來擾動基底以下土體，最終達(dá)到迫降的目的，實施反力梁提升與高壓水沖土促沉組合糾偏。當(dāng)最大傾斜量控制在正常使用范圍內(nèi)，利用連接件與反力梁將錨桿樁與原設(shè)備承臺錨固在一起。該方法可以嚴(yán)格控制房屋的提升與迫降數(shù)值。

鑒于現(xiàn)場復(fù)雜的施工條件及基礎(chǔ)埋深較大，采用掏土方案不可行，利用阻沉樁提供的反力進行提升，原基礎(chǔ)承臺具有一定的剛度，另一側(cè)基礎(chǔ)呈現(xiàn)回落趨勢，壓縮其下土層沉降。若傾斜率較大，在房屋沉降側(cè)提升時，相對一側(cè)僅依靠壓縮土體不能完全達(dá)到糾偏標(biāo)準(zhǔn)，因此采用高壓水槍沖水，以擾動土體使南側(cè)基礎(chǔ)促沉，基礎(chǔ)沉降的數(shù)值與提升數(shù)值成線性關(guān)系。每天每次提升與沉降的數(shù)值不宜過大，通過螺母調(diào)節(jié)螺桿上絲牙長度控制每個點位的具體值。每天每次提升的數(shù)值與對應(yīng)樁位迫降的數(shù)值需一致，即提多少就降多少。糾偏示意見圖4。

為了避免上部結(jié)構(gòu)因沉降速率過快，附加應(yīng)力來不及釋放而造成的破壞，需根據(jù)沉降觀測的結(jié)果控制前后兩次高壓沖水施工之間時間間隔，一般應(yīng)該控制在4mm-6mm/次。在高壓沖水施工期內(nèi)，常規(guī)沖水促沉的糾偏方法控制經(jīng)驗性較強，糾偏控制具有一定難度。因此，通過型鋼傳力將錨桿靜壓樁與反力梁上鎖錨。調(diào)高螺桿的絲長，可以有效控制預(yù)定的提升點不回落；通過絲長有計劃地調(diào)低螺母，有效控制每天每次回傾的速度，以免發(fā)生傾斜。糾偏回傾速率一般控制在50mm/d范圍內(nèi)。

在上述施工過程中，基于深厚軟土地基上的罐體工程，在進行低級的加固時候要注意讓整個地級進行加固之后的罐體基座每一個部位的沉降都變得十分均勻，也就是說在進行布樁的時候咬碎只注意增加整個罐體當(dāng)中的中間樁子密度。如果地表上的硬殼或者地標(biāo)上半部分的土層厚度并不穩(wěn)定的時候，可以進行長樁之間增加短樁的行為來進行穩(wěn)定，通過短樁之間形成符合的硬殼層的方式讓整個施工的上半部分加固段所產(chǎn)生的沉降量保持各個方向受力均勻以及下沉一致。在這種情況下，罐體在進行多次測量的時候就不會產(chǎn)生較大的預(yù)期值偏差，整個罐體就可以在施工結(jié)束之后直接進行使用。

5 結(jié)語

通過上述內(nèi)容，介紹了設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降的原因，以及克服這些原因可以采取的一些專業(yè)加固措施，希望其中的一些見解能對大家工作有所裨益。

參考文獻(xiàn)：

[1]既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范（JGJ123-2012）.

[2]付金軍.設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降的原因分析及糾偏措施.2016.企業(yè)技術(shù)開發(fā).

（作者單位：江蘇省建筑科學(xué)研究院股份有限公司）