某工程基礎(chǔ)沉降原因分析探討

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1、某工程基礎(chǔ)沉降原因分析探討［摘要］通過以工程實(shí)例為背景，在積累了詳細(xì)觀測(cè)資料基礎(chǔ)上，對(duì)該工程完工交付使用后出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，希望各位同行、專家指導(dǎo)。［關(guān)鍵詞］基礎(chǔ)沉降原因分析探討中圖分類號(hào)：［TU196.2］文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：一、概況1、地質(zhì)概況該工程位置緊臨江邊，地質(zhì)主要由濱海一河口相沉積成因的地層組成。據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告顯示，按地基土的土性特征、成因時(shí)代、埋藏分布條件及物理、力學(xué)性質(zhì)從上往下大致分為：粉質(zhì)粘土，中壓縮性，層厚2.5m,力學(xué)性質(zhì)較好；淤泥及淤泥質(zhì)粘土，高壓縮性，層丿孚39m,力學(xué)性質(zhì)差；粘土，高壓縮性，層厚12m,力學(xué)性

2、質(zhì)較差；④圓礫層，低壓縮性，層厚大于6叫力學(xué)性質(zhì)好?？梢?，場(chǎng)地上部分布巨厚的軟弱淤泥類土，土層強(qiáng)度低，壓縮性高,需采取軟基處理或加大結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等措施進(jìn)行處理。2＞工程概況該工程為一集裝箱堆場(chǎng)，配置一臺(tái)35t軌道式龍門吊，跨距33.5m。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為南北兩條長(zhǎng)110n),高1.7m,頂?shù)讓??9ni的軌道梁，梁頂軌道凹槽為二次現(xiàn)澆，梁基礎(chǔ)為①600預(yù)應(yīng)力PHC管樁，壁厚100mm,共112根，軌道梁兩端樁基間距為2.5m,其余中間樁間距為5m,單根樁長(zhǎng)56m,屬摩擦端承樁，要求樁尖進(jìn)入礫卵石層5以上。二、軌道梁沉降特征該工程竣工交付使用3個(gè)月后，即發(fā)

3、現(xiàn)龍門吊軌道梁基礎(chǔ)發(fā)生了明顯沉降且沉降非常不均勻。相關(guān)人員立即組織對(duì)軌道進(jìn)行了標(biāo)高復(fù)測(cè)，測(cè)量方案為軌頂每一米為一測(cè)點(diǎn)，結(jié)果顯示，北側(cè)軌道軌頂最高點(diǎn)與最低點(diǎn)差值為6cm,南側(cè)軌道軌頂最高點(diǎn)與最低點(diǎn)差值為4cm,南北軌道平均標(biāo)高差值為3cm?，F(xiàn)場(chǎng)同時(shí)發(fā)現(xiàn)，梁頂軌道凹槽二次現(xiàn)澆部分有一處存在明顯裂縫，裂縫寬度大于1伽，呈貫通狀。另冇一處軌道梁兩施工段處發(fā)生明顯上下錯(cuò)位，錯(cuò)位值為1—2cm,并且有傾斜可能?，F(xiàn)場(chǎng)堆場(chǎng)也發(fā)生了大面積開裂和沉降，最大沉降處在30cm以上，并且堆場(chǎng)面層與南側(cè)軌道梁之間也形成了一個(gè)2—10cm寬的縫隙，深約60cm余。項(xiàng)冃建設(shè)單

4、位根據(jù)設(shè)計(jì)單位的意見決定繼續(xù)對(duì)軌道梁的沉降進(jìn)行觀測(cè)，測(cè)點(diǎn)間距為十米一個(gè)，觀測(cè)時(shí)間間隔為半個(gè)月。在近4個(gè)月觀測(cè)屮，結(jié)果顯示北側(cè)軌道平均標(biāo)高乂下沉14mni,南側(cè)軌道平均標(biāo)高下沉11mm,且最后三次的觀測(cè)結(jié)果平均標(biāo)高下沉值均為1伽（見表1）,表明軌道梁的沉降已基本趨于穩(wěn)定。表1沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)表從觀測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果分析表明，北側(cè)軌道累計(jì)平均沉降約3cm,最大沉降處累計(jì)約8cm,南側(cè)軌道累計(jì)平均沉降約4cm,最大沉降處累計(jì)約6cm,并且沉降明顯處都集中在梁跨中同一段區(qū)域內(nèi)。三、沉降原因分析據(jù)了解，由于該堆場(chǎng)在建造前就經(jīng)過了較長(zhǎng)時(shí)間的貨物堆存使用，因此業(yè)主認(rèn)為該

5、場(chǎng)地地基沉降已基本完成，同時(shí)考慮節(jié)省工程費(fèi)用，所以沒有對(duì)地基進(jìn)行軟基處理。另一方面業(yè)主乂考慮實(shí)際使用方便性，直接對(duì)堆場(chǎng)面層進(jìn)行了硬化處理，而且結(jié)構(gòu)厚度偏薄?；谶@兩點(diǎn)筆者認(rèn)為是會(huì)造成龍門吊軌道梁發(fā)生沉降的重要原因。1、樁側(cè)負(fù)摩阻力的產(chǎn)生降低了樁基承載力該堆場(chǎng)為集裝箱重箱堆場(chǎng)，均布荷載約為lot,集中荷載約為35—當(dāng)堆場(chǎng)面層結(jié)構(gòu)過薄而滿足不了承載力要求時(shí)，勢(shì)必會(huì)開裂破壞，從而失去承載效應(yīng)，達(dá)不到分散和傳遞外部荷載的功能，此時(shí)堆場(chǎng)上部堆存荷載就直接作用到了地基土上。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告顯示，該處地基存在巨厚軟弱土層，雖然建造前曾經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的使用，但并

6、沒有達(dá)到固結(jié)終結(jié)，也就是說隨時(shí)間和外部荷載的作用地基還會(huì)不斷沉降。軟土地基具有高壓縮性和高飽和性，承載力常為50-80kPa(5-8t/m2),所以在外部強(qiáng)大荷載作用下，造成了堆場(chǎng)整體大量沉降，從而導(dǎo)致地基土與軌道梁樁基之間產(chǎn)生了相對(duì)位移，使橋基產(chǎn)生了向下的應(yīng)力，即負(fù)摩阻力(下拉荷載)，按《港口工程樁基規(guī)范》(JTJ254-98)4.2.4式單樁垂直極限承載力設(shè)計(jì)值公式：Qd=l/YR(ULqfili+qRA)(式中U為樁身截面周長(zhǎng);qfi為單樁第i層土的極限側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值；li為樁身穿過第i層土的長(zhǎng)度；qR為單樁極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；A為樁身截面

7、Ifli積)表明，在摩擦端承樁中(正)摩擦力占70%以上，因此負(fù)摩擦阻力的產(chǎn)生大大降低了樁基的承載力，在長(zhǎng)期的荷載作用下造成軌道梁出現(xiàn)不均勻沉降。2、樁的水平承載力與位移降低了樁基承載力從現(xiàn)場(chǎng)破壞情況看，堆場(chǎng)的沉降及與軌道梁之間產(chǎn)生的寬裂縫，使堆場(chǎng)集水不斷直接注入地基土屮，土屮含水量的增加使土的抗剪強(qiáng)度迅速降低，呈高靈敏度流塑狀態(tài)。另外，由于堆場(chǎng)面層不能有效地抵抗外部荷載，在其作用下，地基土?xí)虺休d力不足而產(chǎn)生剪切破壞，往往是整體剪切破壞。這就造成了隨著外部荷載的不斷增加，在地基中形成一連續(xù)的滑動(dòng)面，樁基周I韋I土體的無側(cè)限移動(dòng)擠壓，使樁基產(chǎn)生

8、了外加水平荷載，當(dāng)水平荷載達(dá)到足夠大的時(shí)候，樁基就有可能發(fā)牛水平位移并超出其水平位移容許值，或者是樁身開裂，使樁基處于一種破壞狀態(tài)，從而會(huì)降低樁基承載