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岩土研究院

灰土桩挤密法在处理某工程地基湿陷事故中的应用

327 2022-04-27 16:46:21

工程概况

位于Ⅲ级自重湿陷性黄土场地上的某工程,由附房、候车大厅(以下简称大厅)、连属、食宿楼四部分组成(见图 8-22建筑立面图)。大厅为排架结构,高 9.5m,跨度15m,预制钢筋混凝土排架柱与薄腹梁,柱下为钢筋混凝土杯形独立基础,墙下为条形混凝土基础。附房为层,高 3.05m,连廊一层,高 3,0m,食宿楼五层。高16.3m,均为砖混结构。基础均采用墙下条形砖砌基础,基础埋深 2.0m。地基处理为开挖或局部土垫层,土垫层厚度2.0m,垫层范围自基础边缘外放1.5m。附房、大厅、连廊和食宿楼由伸缩缝分割,基础相连,未设沉降缝。

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该工程于1981年建成使用,1993 年后相继发现地面与墙体出现不同程度的裂缝。裂缝主要集中在大厅正立面和地面、连廊及食宿楼东段墙体上。墙体裂缝以斜向为主,大厅正

立面装饰柱以水平裂缝为主,正立面入口台阶形成反坡。裂缝宽度一般为2~8mm,最大的10mm 以上。以裂缝的部位及走向初步分析,表现为大厅、连廊和食宿楼三部分地基的不均勾沉陷所致。经进行调查与勘察结果分析,证明引起建筑地基不均匀沉陷的主要原因是管道被裂漏水,屋面漏水渗透及场地排水不畅等原因,使局部地基大量受水浸湿。其次。原地基处理深度不足。剩余湿陷量过大。以及大厅、连廊和食宿楼各自的体量和刚度相差较大,但设计未设沉降缝,则是引起地基大幅度湿陷及墙体开裂破损的内在因案。

分析了解该工程地基沉陷事故的原因后,经方案论证比较,由于冲击法成孔机具小,便于在建筑物内部及近旁施工;灰土桩既有挤密作用,又有加固效果,施工振动影响较小,有利干既有建筑物加固。决定采用冲击成孔的灰土桩挤密法加固处理。实践证明,采用这一加固方法,取得了良好的技术经济效果。

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设计计算

一、加固方案选择

既有建筑物地基加固处理的方法有多种多样,在黄土地区多数以消除地基土的湿陷性和提高承载力为主要目的。结合本工程,先后提出 了旋喷桩法、硅化法、基础托换法和挤密桩法等几种方案。经反复分析论证各方寨的技术经济效果,以及其在当地的可行性。最

后优选出灰土桩挤密法在基础侧旁加固的方案,成孔采用冲击法施工,灰土桩采用较小的桩径(d=0.30m)。其加固作用机理如下∶

1.轻小桩径的冲击成孔灰土桩,既有利于在建筑物内外施工,又可实施冲孔与夯填二次挤密桩间土。挤密效果较好。而影响振动较小。 由灰土桩与桩间挤密土共同组成人工复合地基(加固体),靠近基础的灰土桩对基础范围内十体也有一定的批固作用(挤密减水与离子交换等)。

2.基础外围构成灰土桩挤密加固体,具有防止地基土侧向挤出、卸荷,提高地基的承载力与变形模量,以及起防水帷幕等方面的作用。工程经验证明,这一加固方式的技术效果在黄土地基中是明显的,同时其施工简便易行;对建筑物使用的影响较小。

二、灰土桩设计

灰土桩以冲击法成孔,对地基分两次扩孔挤密。先用冲击锤在土中冲击成一直径 0.18 ~0.20m的土孔(一次挤密),然后填入灰土,再用夯锤夯扩挤密,使灰土桩的桩径达约0.30m(二次挤密)。设计桩径 d=0.30m。在已发生明显沉陷区域及建筑物发生裂缝较为严

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重的地段,沿基础周边布1~2排桩,桩距·0.70m(2.33d),桩长8.0m。另在距建筑物2,Cm 沿东面及北面设3排桩,桩距 0.70m,正三角形布桩,桩长10.0m,桩孔填料均为3∶7灰土,构成灰土桩挤密土体防水墙。布桩平面如图8-23 所示。

施工顺序要求由外向里,由两头向中间、间一基础两侧对称进行,桩孔灰土的压实系数不低子 0.95。为保证质量,抽样检验桩数不少于总桩数的 2%,且每台班不少于一个桩。地基处理完成后,及时将室内外散水及排水系统及设施完善,防止水分继续浸入地基。

8.9.4 施工方法

冲击法成孔是土桩及灰土桩成孔的主要方法之一。在新建工程中,一般是用冲击钻机将特制的1.0~3.2t 锥形冲击锤头提升 0.5~2。0m 高度后。自由下落。在土中反复冲击成孔,冲孔直径可达0.50~~0.60m(大于锤径约1.5倍),孔深可到 20m 左右。然后在孔内填入素土或灰土,用同一机械夯实成桩。一般常用冲击法施工的程序如图 8-24所示。

冲击法成孔,桩孔深度不受机架高度的限制,孔深可达 20m 左右,对处理大厚度的湿陷性黄十地某特别适用。同时夯填质量较好。有的还可二次扩孔挤密。因此在国外早已广泛应用。国内可能因在大厚度湿陷性黄土地区建筑工程较少,同时也受到施工机械条件的限制,目前使用很少。

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