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1、某工程基础沉降原因分析探讨［摘要］通过以工程实例为背景，在积累了详细观测资料基础上，对该工程完工交付使用后出现的问题进行了分析，希望各位同行、专家指导。［关键词］基础沉降原因分析探讨中图分类号：［TU196.2］文献标识码：A文章编号：一、概况1、地质概况该工程位置紧临江边，地质主要由滨海一河口相沉积成因的地层组成。据地质勘察报告显示，按地基土的土性特征、成因时代、埋藏分布条件及物理、力学性质从上往下大致分为：粉质粘土，中压缩性，层厚2.5m,力学性质较好；淤泥及淤泥质粘土，高压缩性，层丿孚39m,力学性质差；粘土，高压缩性，层厚12m,力学性
2、质较差；④圆砾层，低压缩性，层厚大于6叫力学性质好。可见，场地上部分布巨厚的软弱淤泥类土，土层强度低，压缩性高,需采取软基处理或加大结构强度等措施进行处理。2＞工程概况该工程为一集装箱堆场，配置一台35t轨道式龙门吊，跨距33.5m。结构设计为南北两条长110n),高1.7m,顶底宽0・9ni的轨道梁，梁顶轨道凹槽为二次现浇，梁基础为①600预应力PHC管桩，壁厚100mm,共112根，轨道梁两端桩基间距为2.5m,其余中间桩间距为5m,单根桩长56m,属摩擦端承桩，要求桩尖进入砾卵石层5以上。二、轨道梁沉降特征该工程竣工交付使用3个月后，即发
3、现龙门吊轨道梁基础发生了明显沉降且沉降非常不均匀。相关人员立即组织对轨道进行了标高复测，测量方案为轨顶每一米为一测点，结果显示，北侧轨道轨顶最高点与最低点差值为6cm,南侧轨道轨顶最高点与最低点差值为4cm,南北轨道平均标高差值为3cm。现场同时发现，梁顶轨道凹槽二次现浇部分有一处存在明显裂缝，裂缝宽度大于1伽，呈贯通状。另冇一处轨道梁两施工段处发生明显上下错位，错位值为1—2cm,并且有倾斜可能。现场堆场也发生了大面积开裂和沉降，最大沉降处在30cm以上，并且堆场面层与南侧轨道梁之间也形成了一个2—10cm宽的缝隙，深约60cm余。项冃建设单
4、位根据设计单位的意见决定继续对轨道梁的沉降进行观测，测点间距为十米一个，观测时间间隔为半个月。在近4个月观测屮，结果显示北侧轨道平均标高乂下沉14mni,南侧轨道平均标高下沉11mm,且最后三次的观测结果平均标高下沉值均为1伽（见表1）,表明轨道梁的沉降已基本趋于稳定。表1沉降观测数据表从观测数据结果分析表明，北侧轨道累计平均沉降约3cm,最大沉降处累计约8cm,南侧轨道累计平均沉降约4cm,最大沉降处累计约6cm,并且沉降明显处都集中在梁跨中同一段区域内。三、沉降原因分析据了解，由于该堆场在建造前就经过了较长时间的货物堆存使用，因此业主认为该
5、场地地基沉降已基本完成，同时考虑节省工程费用，所以没有对地基进行软基处理。另一方面业主乂考虑实际使用方便性，直接对堆场面层进行了硬化处理，而且结构厚度偏薄。基于这两点笔者认为是会造成龙门吊轨道梁发生沉降的重要原因。1、桩侧负摩阻力的产生降低了桩基承载力该堆场为集装箱重箱堆场，均布荷载约为lot,集中荷载约为35—当堆场面层结构过薄而满足不了承载力要求时，势必会开裂破坏，从而失去承载效应，达不到分散和传递外部荷载的功能，此时堆场上部堆存荷载就直接作用到了地基土上。根据地质勘察报告显示，该处地基存在巨厚软弱土层，虽然建造前曾经过较长时间的使用，但并
6、没有达到固结终结，也就是说随时间和外部荷载的作用地基还会不断沉降。软土地基具有高压缩性和高饱和性，承载力常为50-80kPa(5-8t/m2),所以在外部强大荷载作用下，造成了堆场整体大量沉降，从而导致地基土与轨道梁桩基之间产生了相对位移，使桥基产生了向下的应力，即负摩阻力(下拉荷载)，按《港口工程桩基规范》(JTJ254-98)4.2.4式单桩垂直极限承载力设计值公式：Qd=l/YR(ULqfili+qRA)(式中U为桩身截面周长;qfi为单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值；li为桩身穿过第i层土的长度；qR为单桩极限端阻力标准值；A为桩身截面
7、Ifli积)表明，在摩擦端承桩中(正)摩擦力占70%以上，因此负摩擦阻力的产生大大降低了桩基的承载力，在长期的荷载作用下造成轨道梁出现不均匀沉降。2、桩的水平承载力与位移降低了桩基承载力从现场破坏情况看，堆场的沉降及与轨道梁之间产生的宽裂缝，使堆场集水不断直接注入地基土屮，土屮含水量的增加使土的抗剪强度迅速降低，呈高灵敏度流塑状态。另外，由于堆场面层不能有效地抵抗外部荷载，在其作用下，地基土会因承载力不足而产生剪切破坏，往往是整体剪切破坏。这就造成了随着外部荷载的不断增加，在地基中形成一连续的滑动面，桩基周I韦I土体的无侧限移动挤压，使桩基产生
8、了外加水平荷载，当水平荷载达到足够大的时候，桩基就有可能发牛水平位移并超出其水平位移容许值，或者是桩身开裂，使桩基处于一种破坏状态，从而会降低桩基承载
