設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降的原因分析及糾偏措施

付金軍

摘 要：例如塔吊基礎(chǔ)以及一些大型立式圓筒形鋼制儲(chǔ)罐基礎(chǔ)等設(shè)備的不均勻沉降，可能是由地基軟弱或地基不均勻沉降等地質(zhì)原因造成的，也有可能是由設(shè)備本身的傾斜等問題所導(dǎo)致，設(shè)備基礎(chǔ)的不均勻沉降，往往會(huì)帶來設(shè)備倒塌等一系列的不安全隱患，可能會(huì)給工程的順利開展造成很大的麻煩，文章重點(diǎn)分析設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降的原因并且提供一些相應(yīng)的糾偏措施，希望能為我國工程建設(shè)事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一點(diǎn)力量。

關(guān)鍵詞：設(shè)備基礎(chǔ)；不均勻沉降；原因分析；糾偏措施

中圖分類號(hào)：TU472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）12-0169-02

近年來，隨著我們建設(shè)工程事業(yè)的飛速發(fā)展，設(shè)備基礎(chǔ)作為一個(gè)工程必不缺少的組成部分也得到了越來越廣泛地應(yīng)用，由于某些設(shè)備基礎(chǔ)擁有直徑大、體積大、地基附加應(yīng)力大等一系列特點(diǎn)再加之如果所選的地基比較軟弱或者出現(xiàn)回填問題，就極易導(dǎo)致設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降的情況發(fā)生，一旦出現(xiàn)這種情況，不僅會(huì)嚴(yán)重耽誤工程進(jìn)度，而且還容易造成財(cái)產(chǎn)損失甚至是人員傷亡，本文就將重點(diǎn)來分析和闡述一下造成設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降的原因以及應(yīng)對(duì)這些原因廣大工程建設(shè)可以采取哪些糾偏措施，希望能為大家?guī)硪恍﹩l(fā)。

1 設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降的原因分析

造成設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降的原因有很多，簡(jiǎn)單而言，可以分為外部原因以及內(nèi)部原因。外部原因主要是建筑場(chǎng)地的地基所導(dǎo)致的，所選地基過于軟弱，地基的土質(zhì)不均勻，地基回填土碾壓的不密實(shí)等一系列地基問題都有可能導(dǎo)致出現(xiàn)設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降的情況發(fā)生，另外地震、海嘯等自然災(zāi)害原因也會(huì)導(dǎo)致設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降的情況發(fā)生。從內(nèi)部原因來看，設(shè)備本身如果負(fù)荷過重且超出設(shè)計(jì)計(jì)算值，或者設(shè)備基礎(chǔ)之間的排布過于緊密也極易導(dǎo)致設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降的情況發(fā)生。如圖1所示。

2 設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降的糾偏措施分析

目前國內(nèi)采用的設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降的糾偏方法主要有地基應(yīng)力解除法、挖溝法、排水法、頂升調(diào)正法以及預(yù)壓糾偏法等，每種糾偏方式都有其各自的特點(diǎn)和所適用的不同領(lǐng)域。下面為大家一一介紹。

2.1 地基應(yīng)力解除法

地基應(yīng)力解除法從嚴(yán)格意義上來說屬于一種軟糾偏的方式，這種方法通常用一些大直徑的豎向鉆孔排進(jìn)行有批次有順序地掏土作業(yè)，將適量的軟土掏出，這樣可以使地基應(yīng)力較大的問題再局部得到解決或者緩解，在整個(gè)糾偏的過程中，為了盡量使軟土地基不受到擾動(dòng)，我們應(yīng)該盡量做到以下幾點(diǎn)：第一，通過應(yīng)力方式解除孔時(shí)，應(yīng)增加切向應(yīng)力從而使軟土向該側(cè)移動(dòng)；第二，應(yīng)盡量減少孔的豎向抗力，從而使土體與建筑物之間產(chǎn)生豎向位移；第三，當(dāng)施工中遇到軟弱夾層時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)解除沉降量較小一側(cè)的水平向應(yīng)力，從而便于我們自然運(yùn)土和定向擠淤；第四，可以通過鉆孔時(shí)的擾動(dòng)大大減低軟土的抗剪強(qiáng)度。

地基應(yīng)力解除法最為目前建筑工程方面使用最廣泛的一種糾偏方式，相對(duì)于其他的糾偏方式而言，地基應(yīng)力解除法有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：首先地基應(yīng)力解除法這種糾偏方法不會(huì)破壞地基土體的固有應(yīng)力狀態(tài)，它可以使地基土地的應(yīng)力在一種平衡的狀態(tài)之下得到調(diào)整，而且地基土體下的持力層部分也不會(huì)受到破壞，通過這種方法進(jìn)行糾偏工作基本上不會(huì)有什么后遺癥產(chǎn)生，這樣也大大減少了后續(xù)維護(hù)的成本投入。其次，地基應(yīng)力解除法的施工效率高，施工工期很短，并且在整個(gè)施工過程中幾乎沒有震動(dòng)的產(chǎn)生也不會(huì)造成什么噪聲的污染，這對(duì)于處于鬧市區(qū)中項(xiàng)目是極為重要的，很多在鬧市中進(jìn)行建設(shè)的項(xiàng)目由于噪聲污染問題經(jīng)常被周圍的居民投訴，不僅嚴(yán)重影響工程的正常進(jìn)展而且會(huì)加大工程的建設(shè)成本，地基解除應(yīng)力法這種糾偏方式所花費(fèi)的費(fèi)用也相對(duì)較少， 可以幫助項(xiàng)目有效地減少不必要的建設(shè)成本，當(dāng)然這種方法還可以配合其他的方法同時(shí)使用，這樣可以達(dá)到事半功倍的效果。

2.2 預(yù)壓糾偏法

預(yù)壓糾偏法在實(shí)際使用過程中比較適合于相對(duì)簡(jiǎn)單的設(shè)備，預(yù)壓法主要指在擬建的建筑物的地基上預(yù)先施加一定的靜荷載，然后再地基土碾壓密實(shí)之后再將荷載進(jìn)行卸除的一種方法，采用這種方法可以有效地減少建筑物建成之后的沉降量并且可以有效地提高軟弱地基的承載能力。

2.3 排水糾偏法

排水糾偏法是指在基礎(chǔ)沉降量較少的一側(cè)進(jìn)行排水溝的開挖工作，并用潛水泵進(jìn)行抽水作業(yè)，這樣可以使基礎(chǔ)下的地基進(jìn)行加速固結(jié)壓縮，從而加快沉降速度，達(dá)到設(shè)備基礎(chǔ)糾偏的目的，排水糾偏法比較適用于糾正效果不太明顯的不均勻沉降情況，對(duì)于嚴(yán)重的不均勻沉降情況作用并不大。

2.4 挖溝糾偏法

挖溝糾偏法主要適用一些剛度比較好的設(shè)備基礎(chǔ)，這種方法通常選擇基礎(chǔ)沉降比較小的一側(cè)開挖一定寬度和深度的半圓形溝，從而使基礎(chǔ)底下的土體在側(cè)向進(jìn)行擠壓，從而使沉降較小的部位進(jìn)行加速沉降，這樣可以使整個(gè)設(shè)備基礎(chǔ)的地基土地的沉降變得相對(duì)均勻，從而達(dá)到糾偏的目的，這種方法對(duì)于小型設(shè)備基礎(chǔ)以及不均勻沉降不是很明顯的設(shè)備基礎(chǔ)有一定的作用，對(duì)于大型設(shè)備基礎(chǔ)的不均勻沉降糾偏的效果并不十分顯著。

2.5 頂升糾偏法

頂升糾偏這種方法相對(duì)而言比較復(fù)雜，這種糾偏方式采用幾臺(tái)千斤頂將整個(gè)設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行整體頂起，然后將通過壓縮空氣將事先準(zhǔn)備好的砂子吹入設(shè)備基礎(chǔ)的底面，從而使得沉降部分的基地得到一定的提升達(dá)到糾偏的目的，如果出現(xiàn)沉降較大的情況則可以進(jìn)行多次頂升作業(yè)， 總體而言這種糾偏方式適用范圍廣，基本上適用于任何可以移動(dòng)的設(shè)備基礎(chǔ)，在這一方面相對(duì)于預(yù)壓、排水、挖溝等糾偏方式而言具有很大的優(yōu)勢(shì)，但是這種糾偏方式也存在一定的弊端，那就是這種糾偏方式對(duì)于整個(gè)操作過程要求十分地嚴(yán)格，在頂升的過程中通常要求每個(gè)部位都能依照比例做到均勻協(xié)調(diào)，一旦一邊用力過猛極可能會(huì)出現(xiàn)設(shè)備基礎(chǔ)被破壞的情況。

3 工程實(shí)例

中石油的某四只汽油才有儲(chǔ)運(yùn)罐為福鼎市的鋼結(jié)構(gòu)罐體，整個(gè)罐體的直徑大約為22 m，四個(gè)管之間的間距大約為9 m，整個(gè)罐基的直徑約為24 m。在進(jìn)行施工完畢之后，施工單位在油罐的周圍部下了11個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，通過專人進(jìn)行按時(shí)檢測(cè)，在進(jìn)行加荷卸荷的一到三天當(dāng)中觀測(cè)了一次，在持荷的三到五天之內(nèi)又進(jìn)行了一次。沉降觀測(cè)的資料，見表1。

從上面的表格我們可以看出如下結(jié)果：

罐1和3在整個(gè)加荷歷時(shí)36 d以及持荷30 d的時(shí)間例，總的沉降量以及差異沉降量已經(jīng)呈現(xiàn)出了收斂的趨勢(shì)，整體的沉降差異可以達(dá)到規(guī)范的要求，可以進(jìn)行直接進(jìn)行生產(chǎn)使用。

但是罐3和罐4在進(jìn)行加荷的過程中發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了沉降不均勻的情況，并且由于最大值和最小值相差較大，因此加荷速度進(jìn)行逐步的放慢，進(jìn)行了緩慢的累計(jì)加荷，分別耗時(shí)70 d和 50 d，并且在總共用時(shí)80 d左右的時(shí)候開始進(jìn)行卸荷。從觀測(cè)結(jié)果上來看，歷經(jīng)三個(gè)月之后，盡管總體穩(wěn)定，但是兩個(gè)罐子的差異沉降已經(jīng)超出了預(yù)期值。因此需要進(jìn)行糾偏。具體處理方案如下。

首先在整個(gè)環(huán)梁的沉降最大處不止一個(gè)千斤頂，使其上升2～3 cm，然后，在這個(gè)千斤頂?shù)膬蓚?cè)費(fèi)別進(jìn)行硬木鍥塊的墊入，并且以這個(gè)點(diǎn)為中間的點(diǎn)，向兩邊每隔兩米的地方不止一個(gè)上升定點(diǎn)，同時(shí)墊入對(duì)應(yīng)厚度的墊塊。當(dāng)這個(gè)點(diǎn)上升了2～3 cm的時(shí)候，再次循環(huán)墊入木塊，并把木塊的厚度換成兩倍。就這樣進(jìn)行循環(huán)一輪又一輪，直到兩遍達(dá)到了對(duì)稱的厚度，甚至可以超出預(yù)計(jì)的高度，以抵消未來可能產(chǎn)生的差異。并進(jìn)行下一步的擴(kuò)展行為。最后，在這些墊塊當(dāng)中用砂槍噴入凈沙在進(jìn)行抹平，然后把側(cè)口給封堵上。

在上述施工過程中，基于深厚軟土地基上的罐體工程，在進(jìn)行低級(jí)的加固時(shí)候要注意讓整個(gè)地級(jí)進(jìn)行加固之后的罐體基座每一個(gè)部位的沉降都變得十分均勻，也就是說在進(jìn)行布樁的時(shí)候咬碎只注意增加整個(gè)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(shí)候，可以進(jìn)行長樁之間增加短樁的行為來進(jìn)行穩(wěn)定，通過短樁之間形成符合的硬殼層的方式讓整個(gè)施工的上半部分加固段所產(chǎn)生的沉降量保持各個(gè)方向受力均勻以及下沉一致。在這種情況下，罐體在進(jìn)行多次測(cè)量的時(shí)候就不會(huì)產(chǎn)生較大的預(yù)期值偏差，整個(gè)罐體就可以在施工結(jié)束之后直接進(jìn)行使用了。

4 結(jié) 語

通過上述內(nèi)容，我為大家簡(jiǎn)單的介紹了一下設(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措施，希望其中的一些見解能對(duì)大家以后的工作有所裨益，我個(gè)人認(rèn)為基礎(chǔ)部分在整個(gè)工程建設(shè)的過程中起著至關(guān)重要的作用，俗話說得好，萬丈高樓平地起，基礎(chǔ)部分的好壞對(duì)于一個(gè)工程而言起著至關(guān)重要甚至是決定性的作用，如果后期基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降等問題勢(shì)必會(huì)嚴(yán)重影響工程的后續(xù)建設(shè)以及使用，因此關(guān)于基礎(chǔ)問題應(yīng)該而且必須得到廣大工程建設(shè)人員的高度重視。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐至鈞，王春等.大型儲(chǔ)罐基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與地基處理[J].地質(zhì)工程學(xué)報(bào)，2001，（11）.

[2] 賈慶山.大型油罐軟土地基容許傾斜值[J].巖土工程學(xué)報(bào)，1999，（13）.

[3] 劉祖德.地基應(yīng)力解除法糾偏處理[J].土工基礎(chǔ)，1990，（4）