摘要:煤气柜基础选型应根据储罐的型式、容积、场地地质条件、地基处理方法、施工技术条件和经济合理性等综合确定。比较常用的加固方式是采取在倾斜的一边环梁灰土下面用压入桩完成加固,这种方式对工程的扰动较少,不会产生振动,也不用对柜体采取支撑防护,可以避免管道变形和破裂而产生煤气泄漏。
关键词:地基不均匀沉降;防治;加固措施
引言
本文针对煤气柜在安装装置后出现的不均匀沉降现象进行了分析和探讨,并对造成不均匀沉降的原因提出合理的改善方案,在设计和施工上强化对煤气柜基础的处理措施,防止煤气柜不均匀沉降现象的出现。
1对建筑物破坏的影响
1.1土坡失稳
土坡失稳是指土坡在一定范围内整体地沿某一滑动面向下和向外移动而丧失其原来的稳定性,即改变了原来的平衡状态。影响土坡失稳的原因有:
1)外部因素
a.人为影响:不合理的施工开挖,如开挖坡脚;开挖基坑、沟渠、道路边坡时将弃土堆在坡顶附近;在斜坡上建房或堆放重物时,都可引起斜坡变形破坏而产生滑坡。b.振动的作用:对于砂土,在地震的反复作用下,砂土极易发生液化;对于粘性土,振动时易使土的结构破坏,从而降低土的抗剪强度;而在斜坡附近施工打桩或爆破,由于振动也可使邻近土坡失稳或滑坡。c.降水或地下水的作用:持续的降雨或地下水渗入土层中时,土中含水量就会增高,土中易溶盐溶解,土质变软,土的强度会降低,会导致滑坡的产生。
2)内部因素
a.土坡土质:由于各种土质的抗水能力、抗剪强度是不一样的,如钙质或石膏质胶结的土、湿陷性黄土等,这种土遇水后会慢慢软化,土体的强度降低很多。b.土坡外形:突肚形的斜坡由于重力作用,比上陡下缓的凹形坡易于下滑;粘性土有粘聚力,当土坡不高时是稳定的,但随气候和时间的变化,也会逐渐塌落。c.土坡结构:如在斜坡上堆有较厚较重的土层,并且当下层土不透水时,容易在交界上发生滑动。
1.2地基承载力
当地基允许承载力大于建筑物对地基的压应力时,地基工作是安全的、正常的,在建筑物荷载的作用下是不会遭受破坏。然而,当建筑物产生的压应力大于地基允许承载力时,在地基四周的地面会出现隆起,地基土体甚至会沿滑动面开始滑移,这时地基已经发生了整体剪切破坏,会造成建筑物倾斜或倒塌。因此,在建筑基础设计中,必须认真考虑地基承载力这一问题。
2煤气柜地基不均匀沉降产生的原因
地质勘察报告的真实性偏低,准确性差。在实际的煤气柜基础的设计和施工过程中,有的工程没有对场地的地质情况进行勘察,而是盲目的去设计和施工;有的工程的勘察过程不按照勘察规范进行,例如钻探中孔深不到位或布孔不准确等;有的工程则是借鉴相邻建筑物的地质资料,这些原因都会使设计人员的分析判断及设计产生错误,可能造成煤气柜地基不均匀沉降,甚至结构会被破坏。
在设计方面也存在问题,煤气柜基础形式的选择有误,煤气柜基础的圆周长度过长或者没有在适当的位置设置后浇带,煤气柜的整体刚度不足,场地土的压缩性明显不同,以及同一基础的地基处理方式不同等原因都会引起煤气柜地基出现不均匀沉降。
在施工方面,基槽底整平钎探、基槽检验不认真,煤气柜基槽开挖时扰动了槽底土的原状结构,在已建成的煤气柜周围堆积大量的建筑材料和土方等都会造成煤气柜地基的不均匀沉降。
3煤气柜地基不均匀沉降的防治措施
3.1提高地基承载力
1)换填垫层法:换填垫层法的加固原理是根据土中附加应力的分布规律,让垫层承受上部较大的应力,通过抗散作用使传到垫层下面软土层的应力减小,从而提高地基承载力,满足设计对地基的要求。2)排水固结法:对于天然地基,该法是先在地基中设置砂井或塑料排水体,然后利用建筑物本身的重量将地基中的水逐渐排除;也可以在建筑物建造之前,在场地先加载预压,使土体中空隙水排出,逐渐固结,从而加速地基土的抗剪强度的增长,提高地基的承载力。3)强夯法:在重复强夯的作用下,施加于土体的夯击能迫使土体结构破坏,空隙水压力上升,使空隙水中的气体逐渐受到压缩,从而使土体的抗剪强度得到提高。
3.2高压喷射桩加固方案
加固桩喷涂处于预定深度(上桩直径Φ600,下Φ800,桩高8/12.5m),高压喷射使用管道能量产生装置,喷射高浓度喷射,底部或更低连续喷射切割基材尽可能用足够的土壤更换基体,以提高基础的整体强度,防止膨胀和下沉。钢筋混凝土梁放置在地基之间,以增加整体刚度并提高地基变形的能力。该方法的缺点是材料用量高,适用于沙子、粘性土壤、黄土和人工回填等基础。
3.3在结构设计方面的防治措施
煤气柜基础常用的基础型式有护坡式基础、外环墙式基础、环墙式基础和桩基基础。煤气柜基础选型应根据储罐的型式、容积、场地地质条件、地基处理方法、施工技术条件和经济合理性等综合确定。煤气柜基础主要是支撑煤气柜,在建造和正常操作状态下保证储罐的安全可靠,一旦地基基础失稳,其严重后果将不堪设想,并将带来严重的次生灾害,因此在对储罐基础的选型中,应认真考虑地质条件,对地基土的稳定性要有足够的重视,基础必须具有足够的安全性、适用性和耐久性。煤气柜装置要在同一土层或类型的基础上,如果煤气柜装置在软和中软场地土上,要采用环墙式基础,钢筋混凝土环墙平面抗弯刚度较大,能够有效调整煤气柜的不均匀沉降。
3.4减少地基沉降量
1)基础措施:应从基础的刚度、强度与建筑物的刚度、强度相适应来选择基础方案;同一建筑物宜采用同一种基础形式,并取相同的埋深,持力层也相同;调整基底压力以调整地基沉降;根据计算有意识地通过调整基础面积大小以达到调整基底压力使地基沉降均匀。2)地基措施:在软土地区,充分利用硬壳层做浅基持力层,采用“宽基浅埋”方案,利用硬壳层的应力扩散作用达到减少附加应力,以达到减少沉降的目的;优先考虑浅层处理方案,然后再考虑深层处理或深基础方案;地基处理方法有:强夯置换、换填垫层、排水固结等几种,它们都能达到减少土体沉降的目的。3)提高土坡稳定性。a.施工措施:选择适当的边坡断面,采取合理的施工方法。b.支档措施:选用重力式抗滑挡土墙、阻滑桩及其它抗滑结构,以阻挡滑坡的产生。c.排水措施:应设置排水沟以防止地面水进人滑坡地段,必要时还应采取防渗措施。在地下水影响较大的情况下,应根据地质条件,做好地下排水工程。
结语
煤气柜的不均匀沉降是指煤气柜的地基土层在附加压力的作用下,由于压密造成煤气柜下沉不均匀,沉降差的幅度过大,将导致煤气柜发生倾斜和开裂,不能进行正常的使用。煤气柜在施工和设计的过程当中要对煤气柜的沉降给予高度重视,运用科学的施工技术完成煤气柜装置的施工。
参考文献
[1]杨淑娜,李军.浅谈地基对建筑物的破坏原因与控制措施[C]//河南省土木建筑学会2010年学术研讨会论文集,2010.
[2]李哲,谢永利,白德容,等.大型建筑物不均匀沉降机理及处置策略:湿陷性黄土地基环境[J].自然灾害学报,2003(4).
[3]吴宏伟,徐光明.地基应力解除法纠偏机理的离心模型试验研究[J].岩土工程学报,2003(3).
[4]中华人民共和国行业标准.JGJ79-2002建筑地基处理技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2003(1):117-123.
[5]GB50007-2002建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[6]麻镇文.建筑地基中的病害及处理方法[J].广东科技,2017(11).