一幢黄土卯地区建筑物地基下沉原因分析及处理方案优选

周政荣

摘 要：通过对氧化铝中试厂办公楼地基沉降这一典型黄土卯地建筑物基础下沉现象进行分析研究，对下沉基础加固方案的分析对比并经过加固处理，进而对同一类地区相似事故提供借鉴经验。

关键词：黄土卯地；基础下沉；基础下沉分析；加固措施

1 序言

我国西北黄土地由于风沙大、常年雨水少、植被脆弱、冲刷严重、年蒸发量大、水土流失严重，形成黄土高原低山丘陵地貌。准格尔旗薛家湾地区就属于鄂尔多斯黄土高原低山丘陵地貌。本地区有一条龙王沟属黄河一级支流，流域面积260.5KM平方；属陆地干旱气候，冬季严寒而漫长，昼夜温差大，降雨多集中在7—9月份，气候较为干燥。准资公司氧化铝中试厂就位于薛家湾镇友谊工业园区。此厂区原地形地貌为场地较陡，地形东北高，西南低，北邻大冲沟、南邻大冲沟，植被稀少，地形破碎，小形支沟较为发育，台地地面高程为1198—1230米。

2 工程概况及沉降表现

工程场地位于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗中试厂院内，该建筑为四层钢筋混凝土框架结构，基础形式为独立基础，基础埋深-1.700m。整平（±0.00）标高1220.25m，基底标高1218.55m，单柱荷重3000kN，（基础截面尺寸：2.5m×3.4m-2.9m×4.0m）。勘察中，由于该地段存在厚度不等的（介于6.0-19.00m）巨厚层回填土，整体呈西北段填土较厚，东南段渐薄的趋势；因此采用天然地基不能满足设计要求。设计采用灰土夯扩桩进行地基处理。

建筑物于2011年施工完成并投入使用。2013年12月至2015年8月该建筑室内墙面、地面及室外地面陆续出现裂缝、建筑发生倾斜，最大沉降达28mm。且办公楼一至四层室内墙体及地面均有不同程度的裂缝，裂缝宽度1-5mm，且西北段裂缝较发育。

3 沉降分析及方案对比

3.1 沉降分析

根据调查情况分析产生沉降的主要因素主要有。

地勘报告是对拟建建筑物地基土质情况的详细的分析说明，是对建筑物地基土是否能满足建筑物承载力要求的反应，是建筑物基础选用形式的建议，是建筑物施工图设计的重要依据。地勘报告中不能对地基土作出正确的判断和描述说明，将对设计阶段对于地基承载力不能准确把握。中试厂办公楼出现地基下沉，墙体开裂问题经查阅资料、重新勘探分析，原地勘报告对楼体西部地下回填土深度及厚度描述有误，造成地基原处理加固桩长、深度不够，存在少量回填土。

建筑物交付使用单位后，使用单位在使用过程中对办公楼没有做到較好的使用维护工作。供水管道的破裂漏水跑水，排水管道的渗水，建筑物四周的雨季地表水因排水不畅渗入地下，从而等使建筑物基础下的地基土造成长时间浸泡，致使地基土含水量增大而降低地基土的承载力引起建筑物的下沉。中试厂办公楼基础下沉其中一个原因就是雨水渗入地基土而造成地基土的承载力下降引起基础下沉。

从建筑物所处周围环境方面分析，在外部因素长期作用下对建筑物地基土的扰动也会降低其承载力。中试厂办公楼前有一条矸电运煤道路，两者最近距离为2m，大吨位的运煤车辆长时间的连续通过引起的地面震动对办公路地基土也有一定的扰动作用，而且办公楼西部又坐落在回填区，这样加剧了地基的变形发展。

3.2 沉降地基加固措施选择

根据地基沉降原因分析，经过加固方案优选及经济效益对比，中试厂办公楼地基加固处理时采用水泥高压旋喷桩以提高地基土的承载力。高压喷射注浆法是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体；同时钻杆以一定的速度向上旋转提升，使浆液与土颗粒强制冲击和搅动，待浆液凝固后，使注入的浆液和土拌和形成新的固结体。该工艺的特点为可以提高地基的抗剪强度，设备简单、机械化程度比较高，对已有建筑物地基加固而不扰动附近土体，施工快、成本较低。

同时办公楼四周一定区域进行硬化防止雨水的渗入，对矸电公司运煤车辆进行改道消除大吨位车辆通过时的连续震动，对中试厂门前大深沟进行回填防止场地滑移等三项辅助措施，在加固地基基础上有效阻止其他不利因素对中试厂办公楼西部的地基的影响。

3.3 加固技术施工工艺

本次加固采用的高压旋喷桩，桩径600 mm，有效桩长10.7-23.7m，桩端进入粉质粘土层深度不小于1m。水泥采用PO42.5MPa普通硅酸盐水泥，水泥用量300kg/m。添加水泥用量3%的早强剂，总桩数126根。

4 黄土卯地区地基沉降措施

通过典型黄土卯地区建筑物地基沉降的加固分析，可以对今后相关类似地区相同的工程提供有益的借鉴。然而从项目前期开始，地质勘探、设计、施工等整个项目周期如果能充分认识这样的问题，便可以有效避免类似情况的发生。除上述因素外，主要从以下几点需要注意。

从工程设计方面分析可能引起建筑物下沉的因素。建筑物自身荷载及附加荷载都是通过基础传递给地基，由地基土层承担，以45度角向下层土逐级传递。尤其对于湿陷性黄土地区，要特别注意建筑物位置所处的原始地质地貌，尽量避免回填区和原地貌沟壑发展区域。同时采用成熟有效的地基回填区建筑加固施工方式。

从施工过程的施工工程质量控制与管理方面保证黄土卯地区建筑物地基承载力。尤其在项目建设初期，地基土方工程和地基处理过程需要施工各方密切配合，抓好现场施工过程的管理工作，从而保证工程质量合格。为建筑结构主体施工、建成投入使用后发挥该建筑功能提供可靠保证。

5 结束语

综上，典型黄土卯地区建筑物地基沉降不少是由于各个阶段对于这一较为特殊的地质地形没有充分认识或者工作疏忽造成的某一阶段工作不到位诱发的，在本文总结的上述几项应该引起在这一典型地区施工的工程建设者的注意，采用的加固方式不止局限于本次采用的这一加固技术，相关其他加固技术也有许多效果较好。