一幢黃土卯地區(qū)建筑物地基下沉原因分析及處理方案優(yōu)選

周政榮

摘 要：通過對氧化鋁中試廠辦公樓地基沉降這一典型黃土卯地建筑物基礎(chǔ)下沉現(xiàn)象進行分析研究，對下沉基礎(chǔ)加固方案的分析對比并經(jīng)過加固處理，進而對同一類地區(qū)相似事故提供借鑒經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：黃土卯地；基礎(chǔ)下沉；基礎(chǔ)下沉分析；加固措施

1 序言

我國西北黃土地由于風(fēng)沙大、常年雨水少、植被脆弱、沖刷嚴(yán)重、年蒸發(fā)量大、水土流失嚴(yán)重，形成黃土高原低山丘陵地貌。準(zhǔn)格爾旗薛家灣地區(qū)就屬于鄂爾多斯黃土高原低山丘陵地貌。本地區(qū)有一條龍王溝屬黃河一級支流，流域面積260.5KM平方；屬陸地干旱氣候，冬季嚴(yán)寒而漫長，晝夜溫差大，降雨多集中在7—9月份，氣候較為干燥。準(zhǔn)資公司氧化鋁中試廠就位于薛家灣鎮(zhèn)友誼工業(yè)園區(qū)。此廠區(qū)原地形地貌為場地較陡，地形東北高，西南低，北鄰大沖溝、南鄰大沖溝，植被稀少，地形破碎，小形支溝較為發(fā)育，臺地地面高程為1198—1230米。

2 工程概況及沉降表現(xiàn)

工程場地位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗中試廠院內(nèi)，該建筑為四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深-1.700m。整平（±0.00）標(biāo)高1220.25m，基底標(biāo)高1218.55m，單柱荷重3000kN，（基礎(chǔ)截面尺寸：2.5m×3.4m-2.9m×4.0m）。勘察中，由于該地段存在厚度不等的（介于6.0-19.00m）巨厚層回填土，整體呈西北段填土較厚，東南段漸薄的趨勢；因此采用天然地基不能滿足設(shè)計要求。設(shè)計采用灰土夯擴樁進行地基處理。

建筑物于2011年施工完成并投入使用。2013年12月至2015年8月該建筑室內(nèi)墻面、地面及室外地面陸續(xù)出現(xiàn)裂縫、建筑發(fā)生傾斜，最大沉降達28mm。且辦公樓一至四層室內(nèi)墻體及地面均有不同程度的裂縫，裂縫寬度1-5mm，且西北段裂縫較發(fā)育。

3 沉降分析及方案對比

3.1 沉降分析

根據(jù)調(diào)查情況分析產(chǎn)生沉降的主要因素主要有。

地勘報告是對擬建建筑物地基土質(zhì)情況的詳細的分析說明，是對建筑物地基土是否能滿足建筑物承載力要求的反應(yīng)，是建筑物基礎(chǔ)選用形式的建議，是建筑物施工圖設(shè)計的重要依據(jù)。地勘報告中不能對地基土作出正確的判斷和描述說明，將對設(shè)計階段對于地基承載力不能準(zhǔn)確把握。中試廠辦公樓出現(xiàn)地基下沉，墻體開裂問題經(jīng)查閱資料、重新勘探分析，原地勘報告對樓體西部地下回填土深度及厚度描述有誤，造成地基原處理加固樁長、深度不夠，存在少量回填土。

建筑物交付使用單位后，使用單位在使用過程中對辦公樓沒有做到較好的使用維護工作。供水管道的破裂漏水跑水，排水管道的滲水，建筑物四周的雨季地表水因排水不暢滲入地下，從而等使建筑物基礎(chǔ)下的地基土造成長時間浸泡，致使地基土含水量增大而降低地基土的承載力引起建筑物的下沉。中試廠辦公樓基礎(chǔ)下沉其中一個原因就是雨水滲入地基土而造成地基土的承載力下降引起基礎(chǔ)下沉。

從建筑物所處周圍環(huán)境方面分析，在外部因素長期作用下對建筑物地基土的擾動也會降低其承載力。中試廠辦公樓前有一條矸電運煤道路，兩者最近距離為2m，大噸位的運煤車輛長時間的連續(xù)通過引起的地面震動對辦公路地基土也有一定的擾動作用，而且辦公樓西部又坐落在回填區(qū)，這樣加劇了地基的變形發(fā)展。

3.2 沉降地基加固措施選擇

根據(jù)地基沉降原因分析，經(jīng)過加固方案優(yōu)選及經(jīng)濟效益對比，中試廠辦公樓地基加固處理時采用水泥高壓旋噴樁以提高地基土的承載力。高壓噴射注漿法是利用鉆機把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆進土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液或水成為高壓流從噴嘴中噴射出來，沖擊破壞土體；同時鉆桿以一定的速度向上旋轉(zhuǎn)提升，使?jié){液與土顆粒強制沖擊和攪動，待漿液凝固后，使注入的漿液和土拌和形成新的固結(jié)體。該工藝的特點為可以提高地基的抗剪強度，設(shè)備簡單、機械化程度比較高，對已有建筑物地基加固而不擾動附近土體，施工快、成本較低。

同時辦公樓四周一定區(qū)域進行硬化防止雨水的滲入，對矸電公司運煤車輛進行改道消除大噸位車輛通過時的連續(xù)震動，對中試廠門前大深溝進行回填防止場地滑移等三項輔助措施，在加固地基基礎(chǔ)上有效阻止其他不利因素對中試廠辦公樓西部的地基的影響。

3.3 加固技術(shù)施工工藝

本次加固采用的高壓旋噴樁，樁徑600 mm，有效樁長10.7-23.7m，樁端進入粉質(zhì)粘土層深度不小于1m。水泥采用PO42.5MPa普通硅酸鹽水泥，水泥用量300kg/m。添加水泥用量3%的早強劑，總樁數(shù)126根。

4 黃土卯地區(qū)地基沉降措施

通過典型黃土卯地區(qū)建筑物地基沉降的加固分析，可以對今后相關(guān)類似地區(qū)相同的工程提供有益的借鑒。然而從項目前期開始，地質(zhì)勘探、設(shè)計、施工等整個項目周期如果能充分認識這樣的問題，便可以有效避免類似情況的發(fā)生。除上述因素外，主要從以下幾點需要注意。

從工程設(shè)計方面分析可能引起建筑物下沉的因素。建筑物自身荷載及附加荷載都是通過基礎(chǔ)傳遞給地基，由地基土層承擔(dān)，以45度角向下層土逐級傳遞。尤其對于濕陷性黃土地區(qū)，要特別注意建筑物位置所處的原始地質(zhì)地貌，盡量避免回填區(qū)和原地貌溝壑發(fā)展區(qū)域。同時采用成熟有效的地基回填區(qū)建筑加固施工方式。

從施工過程的施工工程質(zhì)量控制與管理方面保證黃土卯地區(qū)建筑物地基承載力。尤其在項目建設(shè)初期，地基土方工程和地基處理過程需要施工各方密切配合，抓好現(xiàn)場施工過程的管理工作，從而保證工程質(zhì)量合格。為建筑結(jié)構(gòu)主體施工、建成投入使用后發(fā)揮該建筑功能提供可靠保證。

5 結(jié)束語

綜上，典型黃土卯地區(qū)建筑物地基沉降不少是由于各個階段對于這一較為特殊的地質(zhì)地形沒有充分認識或者工作疏忽造成的某一階段工作不到位誘發(fā)的，在本文總結(jié)的上述幾項應(yīng)該引起在這一典型地區(qū)施工的工程建設(shè)者的注意，采用的加固方式不止局限于本次采用的這一加固技術(shù)，相關(guān)其他加固技術(shù)也有許多效果較好。