室内厚回填土下沉的原因分析及处理.docx

室内厚回填土下沉的原因分析及处理cause analysis and treatment of indoorthick backfill soil subsidence卢克强范 挺袁茂文魏广忠曹海良中建八局西北公司西安710000摘要：某厂房建筑室内回填土在施工完成3 个月之后出现了地面下沉的情况。对此进行了分析，找出了工程建设过程中各个环节的不当之处，并对症下药地提出了相应的解决措施，制定了详细的专项施工方案，最终确保了工程质量。提出的预防措施可为同类工程提供借鉴。关键词：回填土地面下沉原因分析解决措施文章编号：1004-1001(2013)10-0940-03中图分类号：tu753文献标识码：b1工程概况某厂房建筑为4 层框架结构，建筑檐高23.65 m，总建鉴定、处理。2.1现场调查及分析在专家的指导下，专项治理小组通过现场调查，对回筑面积为31 172 m2。建筑东西方向长度约为120 m，南北方向宽度约为60 m，基础形式为独立柱基础，基础埋深约 为6 m。该厂房建筑基坑工程采用大开挖的方式，地下部分 混凝土结构施工完毕后及时进行了回填土施工。回填土料 采用的是素土，以粉土、粉细砂为主，回填深度约为6 m， 压实系数为0.94。建筑场地勘察深度内未见地下水，各土层情况分别 为：耕土，粉土，粉细砂，砾砂。基础持力层为 第4 层砾砂层，地基承载力为220 kpa，该厂房建筑首层地面有大量的重型设备，质量从1 t 到18 t不等，设备混凝土基础下设厚100 mm c20混凝土垫 层，均坐落在素填土上。首层地面做法为厚90130 mmc20细石混凝土，内配4 mm150 mm双层双向成品钢筋 网片，网片搭接150 mm。该厂房室内回填于2012年8月施工完毕，室内地面及 设备安装于2013年4月施工完毕。2013年7月上旬，在经历 几场连续的暴雨之后，发现首层地面靠近外墙的部位出现 裂缝，部分混凝土设备基础有明显下沉现象。填土地面下沉的分布规律进行了分析，发现回填土地面下沉全部分布在室内靠近南北外墙的5 m范围内，其余部位均 未发生下沉现象。结合工程具体情况，屋面雨水口均分布 在建筑的南北立面，东西立面无雨水口，在大量屋面雨水 排到外墙根后，在雨水来不及下渗的情况下，发生横向渗 流，渗入室内回填土，导致室内地面下沉。2.2设计因素2.2.1 回填土材料设计图纸中对回填材料选择未做任何说明2。施工单 位在施工前以书面文件向建设单位反映此事，并且建议回 填土材料选用级配砂石或三七灰土，但未获批准，最终按 招标文件中的要求采用素土回填。经过专家分析，该工程采用素土回填，风险太大，建 议室内回填采用级配砂石，室外回填采用三七灰土。设备 混凝土基础（尤其是带振动的设备）不宜直接坐落在回填 土上，最好采用桩基础或刚性基础。2.2.2 回填土压实系数设计文件中的压实系数0.94是针对室外地面回填提出 的，室内回填压实系数无要求，施工中的室内回填也按0.94的压实系数进行控制。但对于室内一些重要的设备基 础，0.94的压实系数偏于不安全。2.2.3 回填土承载力要求原设计图纸中无回填土地基承载力要求2。主体封顶 后补发首层地面设备基础图，图中要求回填土承载力不小 于120 kpa，但是回填土已经于主体结构首层满堂架搭设之 前完成，对施工已无指导作用。2.2.4 回填土沉降变形要求2下沉原因分析在发现该厂房地面产生裂缝及下沉后，施工单位立即向监理单位及建设单位进行了汇报。建设单位了解情况后立即组织设计单位、勘查单位、监理单位、施工单位以及5 位专家成立了专项治理小组，对此事进行调查、分析、作者简介：卢克强（1970-），男，本科，工程师。通讯地址：陕西省西安市南二环亚美伟博广场17楼（710075）。收稿日期：2013-08-20940 建筑施工 第35卷 第10期卢克强范 挺袁茂文魏广忠曹海良：室内厚回填土下沉的原因分析及处理设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计2。按地基变形设计或应作变形验算且需进行地基处理 的建筑物或构筑物，应对处理后的地基进行变形验算1。 动力机器基础设计不得产生有害的不均匀沉降3。发生回填土下沉之后，经专家组询问，设计院给出了 不同设备基础及房间的地面沉降限值及倾斜限值。不同房 间的沉降限值为1020 mm不等，不同设备基础的倾斜限值为0.10.3不等。2.2.5 场地排水设计屋面雨水排至散水处由地面自然下渗，雨水在散水处 为无组织排水，在雨量较为集中的时际，雨水渗流至室内 回填土的可能性很大。建议散水以外的室外地面采用有组 织排水方式。室内有水房间设置排水沟，沟内为刚性防水层，地面 稍微变形即可产生裂缝，设备日常运行中产生的水从裂缝 下渗，加剧了回填土下沉。接导致室内地面及设备基础下沉。3处理措施3.1 设计方案3.1.1 高压旋喷桩对 设 备 基 础 采 用 高 压 旋 喷 桩 的 方 法 进 行 回 填 土 加 固1， 桩底标高控制在-6.8 m，桩顶标高为混凝土设备基础 底面，成桩半径约为400 mm。旋喷施工完毕后，在旋喷桩中间插入1 根外径48 mm， 壁厚3.5 mm的钢管，锚入混凝土基础内100 mm。针对已安设备及未安设备的混凝土基础，采取不同 的 布 桩 方 式 ， 已 安 设 备 的 布 桩 如 图1 ， 未 安 设 备 的 布 桩 如图2。2.3施工因素2.3.1 施工资料审查经专项治理小组对施工资料进行专项审查，回填土工 程施工记录齐全有效，见证取样试验报告均为合格，地基 与基础分部工程验收记录经五大方责任主体签字盖章，基 础分部验收通过。2.3.2 现场排水措施在雨水比较集中的情况下，屋面下来的雨水无法及时 排走，导致雨水向楼内渗流。在发现地面下沉后，施工单 位在现场临时采取了应急排水措施，采用水龙带直接将屋 面雨水管接到离楼较远的地方，阻止了雨水导致回填土继 续下沉。对于室内有水房间，采取措施将水直接排向室外，防 止水从排水沟裂缝渗入回填土。2.3.3 施工单位对设计做法的优化由于部分室外道路标高高于散水标高，出于室外排水 的考虑，施工单位以工程洽商记录的形式提出，将室外散 水标高由-0.6 m提高到-0.3 m，防止交工后散水处积水。对 于散水下的三七灰土，将原来图纸给的厚度0.15 m加深到1.5 m，有效阻止雨水向室内渗流。图1 已安设备的基础桩位图2 未安设备的基础桩位3.1.2 压力注浆对普通地面采用压力注浆的方法进行回填土加固1。 根据现场测试，压力注浆孔间距为1.2 m，孔深6.5 m，终孔口径不小于 100 mm，梅花状排列布置。水泥采用p.c 32.5，水灰比为11。 注浆压力视实际情况而定，一般控制在1.52.0 mpa，局部可达3.0 mpa，保持20 min左右换压和回压时间方可结 束整个单孔的注浆工作。注浆前先用钳孔锤成孔。3.2处理效果对处理完毕的回填土，沿高度每1.5 m做一次标准贯入试验。同时进行原位取样，记录锤击数，观察水泥浆对回填土的填充情况，达到了预期的效果。 根据技术规范的要求，加固后的地基承载力应进行静荷载试验 1。经过现场静荷载检验，达到了设计要求的承 载力。2.4鉴定结果（a）该建筑东西立面及南北中间部位未受雨水影响，4注意事项（a）设计单位应该考虑最不利情况进行设计，尤其是地面未发生下沉，说明回填土满足该厂房的使用要求。（b）设计文件针对回填土工程的各项要求不明确或 滞后于现场施工，部分设计参数有失安全考虑，安全储备 不足。（c ）根据地勘报告的建议，设计文件未考虑地下水 的影响属正常，但是对当地雨量估计不足，在发生多次暴 雨致使屋面雨水排至散水处渗入室内回填土的情况下，直与工程所在地的气候相关的设计参数，要保证足够的安全储备，从设计方案内部避免质量问题发生的可能性。（b）施工单位在施工过程中要严格按照规范要求进 行施工，同时留存施工过程资料、隐蔽资料和相关材料质 量证明文件及试验报告。941201310 building construction卢克强范 挺袁茂文魏广忠曹海良：室内厚回填土下沉的原因分析及处理（c）施工单位在接到施工图纸后，要进行细致全面的图纸会审，除了审查图纸中违反规范强条及图纸相互矛 盾的地方，对设计方案安全储备过小的也要提出合理化建 议，同时留存书面资料。（d）处理方案必须经过原设计单位的签字认可，必 要时进行专家论证。（e）基坑采取换填法的深度一般控制在3 m以内比较 经济合理1。本工程回填深度达到6 m，不建议采用独立柱 基础，而应采用桩基础，可有效避免大面积扰动室内地面 下的土体。（ f ） 对于大型设备基础，尤其是带有振动的基础， 必须做刚性基础或桩基础，尽量避免直接坐落在回填土 上。动力机器的基础宜与建筑物的基础、上部结构及混凝 土地面分开3。（g）室外肥槽回填建议采用带有隔水作用的三七灰 土，避免采用透水性好的回填材料46。（h）对于场地高差较大的，施工前应对整个厂区的标高做统一规划，做到排水顺畅。1中华人民共和国住房和城乡建设部.jgj 792012建筑地基处理技术规范s.北京:中国建筑工业出版社,2012. 中国建筑科学研究院.jgj 942008建筑桩基技术规范s.北京: 中国建筑科学研究院,2008.中华人民共和国建设部.gb 500072011建筑地基基础设计规 范s.北京:中国建筑工业出版社,2012. 中华人民共和国机械工业部.gb 5004096动力机器基础设计 规范s.北京:机械工业部设计研究院,1997. 朱尚清,范连合.钻孔灌注桩桩底后注浆施工技术j.甘肃科技,2004(11):30-31,35.吴玉光,李悦,孔范龙,等.基坑工程的环境效应及对策分析j.绿色 科技,2011(1):165-166.23456（上接第939页）4.4 穿越民居成果顶管掘进机穿越7层居民楼时的顶进参数为：顶进速度50 mm/min，泥水仓压力0.13 mpa。随着土压力释放， 第9天房屋隆起达到最大值5.3 mm，随后房屋开始缓慢回 降，第15天至第19天进行跟踪注浆施工，最终房屋上抬至4.7 mm变形（隆起），变形稳定。 从7层居民楼的变形我们可知：跟踪注浆措施有效地控制了居民楼的变形，我们可以推断跟踪注浆措施填充了 土体内空隙，增加地基承载力，实现了减小沉降量的作 用；土压力释放需要一定时间，第4、5天顶管掘进机穿越 居民楼下方时，居民楼的最大位移并未达到最大，但我们 在施工监测过程中必须注意，穿越时观测到居民楼变形较 小，并不能说明顶管施工不会对居民楼造成较大的变形。 跟踪注浆措施实施效果：根据监测建（构）筑物沉降量数据，预埋跟踪注浆管形式为双排梅花形布置，间隔1 m，靠 近居民楼1 排埋深4 m，外排埋深8.8 m。监测数据反映居民 楼不均匀变形超过8 mm，后即进行跟踪注浆，控制了建筑物沉降。4.5 穿越轨交7号线出入口成果顶管掘进机穿越轨道交通7号线出入口时的顶进参数为：顶进速度15 mm/min，土仓压力0.13 mpa。随着土压 力释放第9天房屋隆起达到最大值7.5 mm，随后出入口开 始缓慢回降，最终房屋上抬5.9 mm，变形稳定。4.6 穿越航油管监测结果顶管沿线地表沉降控制在10 mm以内，航油管位于地表下方约11 m处，穿越前后沉降也控制在10 mm以内，达到了预期沉降控制的目标。5结语本文立足青草沙严桥支线的顶管工程的施工特点，着重分析软土中大口径长距离钢顶管施工穿越重要建（构）筑物及环境保护技术，选用了合适的主动加固保护方案， 增加顶管穿越段保护建（构）筑物与顶管之间土体强度， 以达到减小土体变形扰动。并利用信息化保护性监测技 术，对顶管沿线地表道路、分层土体、临近管线、周边建（构）筑物沉降变形进行监测，发现、预测下步施工中将 要出现问题，以改进施工技术来取得良好的工程效果和保 护周围环境的效果。建立顶管施工模拟段，通过信息化手 段监测顶管施工对周边环境影响，优化施工参数，确保顶 管穿越时将影响减到最小。所取得的成果为后续复杂周边 环境下顶管工程施工提供技术上有益的借鉴。参考文献 1上海市建工总