平房仓深厚软土区仓芯地坪方案对比分析

◎ 刘广轩，康民启

（郑州中粮科研设计院有限公司，河南 郑州 450053）

散装平房仓由于其造价低、可存储物料多样、施工速度快等原因在南方粮食主销区广泛使用，但其仓体密闭性要求及对仓芯沉降控制的要求又与南方地区软土地基特性存在着矛盾。常规设计仓体建筑物下多采用预应力管桩基础，穿透软土层以下部密实的砂层或岩层为桩端持力层，很好地解决了仓体的沉降问题，避免了由沉降不均而导致的墙体开裂等问题，仓体的密闭性得到了保证。而仓芯部分多采用堆载预压、换填垫层、水泥土搅拌桩、高压旋喷桩等处理方案，上述方案虽可以改善上部软土的强度和压缩特性，但长期堆粮下，仓芯沉降很难稳定，仓芯呈现锅底状沉降，严重影响储粮安全和使用便利性[1]。因此，如何解决深厚软土区仓芯堆粮的沉降问题将是此类场地平房仓设计的关键。

1 仓芯沉降的影响

对于散装平房仓而言，大面积粮食堆载对地坪沉降产生很大的影响，深厚软土区可压缩土层厚，沉降量大，由此将会引起一系列的储粮安全和使用便利性问题，主要有以下几种。

（1）沉降量大，已超出仓内地坪下防水卷材在仓体边预留的伸缩量，防水卷材被拉裂，出现渗水、粮食生虫害和霉变现象，如图1所示。

图1 沉降导致防潮层拉裂图

（2）沉降量大，导致地上笼通风系统的破坏，严重影响散装平房仓除湿降温的效果。如图2所示。

图2 沉降导致通风系统拉裂破坏图

（3）现建筑物下多采用预应力管桩方案，建筑物沉降量较小，仓芯地坪沉降量大会导致室内外高差减小，有可能出现雨水倒灌的可能，且会引起围护墙体返潮，进而影响储粮的品质。

（4）软土地基的承载力能力较小，当堆载接近地坪的地基抗剪强度时，整个地基会出现滑动的剪切破坏，进而会推动围护墙体和基础一起滑移，影响建筑物的结构安全。

2 仓芯地基常规加固处理方法

2.1 堆载预压

对于软弱地基的仓内地坪，国家粮食局曾发文明确可以采用临时地坪做法，先期采用在仓底覆膜堆粮，待仓芯沉降稳定后再做永久地坪，此法在投资紧张的情况下可以采用，但会严重影响储粮的便利性，且有时会出现下部覆膜被拉断的情况，对于长期储备仓来说，储粮安全无法保证。

2.2 换填垫层法

换填垫层法是将仓芯顶部软弱土清除，然后采用强度较大的砂石料回填，分层碾压夯实后形成一个硬壳层，将压力向更大范围扩散，以减小下部土层的附加应力，从而减小沉降。如果仓芯面积较大，粮食荷载类似于大面积堆载，中心部分压力无法扩散，仍会出现锅底状沉降而影响储粮安全。同时，换填砂石料由于容重较大，在计算沉降时应作为部分的附加荷载考虑。

2.3 水泥土搅拌桩法

水泥土搅拌桩根据施工工艺的不同分为浆液搅拌法（湿法）和粉体搅拌法（干法），可采用单轴、双轴、多轴搅拌。湿法是通过将水泥浆与地基土原位搅拌形成高强度柱状水泥体，干法是将水泥粉或石灰粉与地基土原位拌和，高强度柱状水泥体与周边土体共同形成复合地基，提供地基承载力，减小沉降，增加稳定性。但是，需要桩端落于下部承载力较高的土层，否则减沉效果并不明显[2]。

2.4 碎石桩法

碎石桩法属于散体桩复合地基，根据不同的施工工艺采用振冲、沉管、强夯等方法成孔，然后采用碎石、砂、渣土等采用材料填充，形成大直径的由散粒体所构成的密实桩体，成桩时散粒体的扩充对周边土体有很好的挤密作用，桩体也是良好的排水通道，加速土体的排水固结。在软弱土层上设置碎石桩，可提高地基承载力，减小沉降和增加地基稳定性。适用于黏性土、软土、疏松沙土及人工填土等。但是，在黏性土中施工排放的污水、污泥量大。

3 仓芯地坪方案对比

3.1 工程概况

该工程为浙江省某粮食储备库，拟建8栋散装平房仓，装粮高度6.0 m，按散装小麦计。根据场地的岩土工程勘察报告，建筑场地地形平坦，探孔结构拟建场区软土层厚度最大约为25 m，各土层的主要岩土力学特性见表1。

表1 各土层主要物理力学性质指标表

3.2 水泥土搅拌桩方案

由于仓芯堆粮对墙体的水平力最终都传至钢筋混凝土排架柱，柱底采用高强预应力管桩方案，承台底基桩数量由单桩水平承载力控制，桩基布置如图3所示，桩径500 mm，以103砾砂层为桩端持力层，平均桩长为36 m，单桩承载力特征值为1 800 kN，单仓共计124根。仓芯采用600 mm的水泥土搅拌桩，矩形布置1 400 mm×1 400 mm，单仓共计686根，预估单桩承载力特征值100 kN，处理后复合地基承载力特征值不小于100 kPa。以2层粉质黏土层为桩端持力层，预估桩长12 m，桩位布置如图4所示；取1-7轴廒间中心点位置计算沉降，根据地勘剖面，计算深度取至103砾砂层顶，约为33 m，各土层的计算参数见表2。取附加应力为粮食堆载和仓芯建筑做法，总计50 kPa，经计算仓芯中心点位置沉降量为133.5 mm，沉降量较大，将会影响仓芯地坪的安全。

图3 水泥土搅拌桩方案图

图4 仓芯整体梁板方案图

表2 各土层厚度和压缩模量表

4 结语

本文简要介绍了深厚软土区粮食平房仓不均匀沉降的危害，以及仓芯地基常规的地基处理方案，并针对软土区常规处理方案仓芯沉降量影响储粮安全的问题，提出了整体梁板结构方案，经过对比分析，验证了整体梁板方案的安全适用、经济合理性。