软土地基建筑物纠偏加固技术及其在铁路牵引变电所中的应用.doc

1、软土地基建筑物纠偏加固技术及其在铁路牵引变电所中的应用摘要：软土地基建筑物倾斜是土木工程中易发问题，科学合理的解决这类问题有重要的理论意义及经济价值。本文结合工程实例，对铁路牵引变电所室内地面下沉问题处理方案进行了比较，对如何选择最合适的处理方案作了有益的探讨。 关键词： 基础 纠偏 加固 中图分类号： F530.31 文献标识码：A 文章编号： 改革开放已来，我国建筑工程建设取得举世瞩目的成就，同时工程质量问题也时有发生，造成许多不应有的损失，其中建筑物地基基础方面出现的质量问题占很大比重，尤其是软土地基的建筑物。由于软土土体的孔隙率大、抗剪强度低、压缩性大、承载能力差、需固结时间较长，其上

2、部建筑易出现不均匀沉降，造成建筑物倾斜、开裂，以至无法使用。近年来，随着工程建设项目及规模的不断增加，需在软土地基上建设的建筑越来越多，因此对这类建筑问题加以研究，进而采取合理措施纠偏扶正，具有重要意义。 一、建筑物基础倾斜下陷主要原因： 1规划选址失误：将建筑规划在欠固结的软土地基上，如基础处理不当，易导致整个建筑群体大面积沉陷，或者部分建筑物倾斜等。 2勘查、设计工作的失误，主要表现在：（1）房屋建筑平面布局及上部结构荷载分布不合理，如房屋长高比较大、整体刚度差或上部结构荷载存在偏心分布时，易出现不均匀沉降。 （2）勘察资料不准确，结论不正确，造成结构设计基础形式选用不当。 3、施工方面的

3、失误：（1）基础工程未按标准工艺施工，质量控制存在误差；（2）地下开挖及相邻深基坑施工，未采取合理的相应措施，引起既有或在建的相邻建筑物倾斜损坏。 4水灾、地震、山体滑坡等自然灾害造成地基液化、地基土被水掏空、基础滑移，对建筑物造成严重损害。 5对既有建筑物使用或管理维护不当，如上下水管道破裂长期存在漏水情况，可能使地基浸水发生湿陷。 二、建筑物常用的纠偏及地基加固方法及特点 当地基基础发生质的变化时，会危及到结构的安全，也就是说地基基础不能再满足使用要求。在实际工程中我们需要对地基基础进行挽救，认真做好建筑物纠偏和基础补强加固工作，保证地基基础有足够的可靠强度。 建筑物纠偏通常分顶升纠偏、迫

4、降纠偏及综合纠偏三类。 （1）顶升纠偏是采用千斤顶将倾斜建筑物顶起和用锚杆静压桩将建筑物提拉起的纠偏方法。只要建筑物原地基的承载力能满足要求，地基固结已完成，沉降已稳定，且整体刚度较好的建筑物都可使用顶升补偿法进行纠偏。（2）迫降纠偏是对建筑物沉降较小一侧地基施加强制性沉降的措施，使其在短期内产生局部下沉，以扶正建筑物的一种纠偏方法。这种方法所用设备少，纠偏速度快，费用低，因此是纠偏扶正的常用方法。 （3）综合纠偏：在实际工程中经常把顶升和迫降综合起来使用，其工艺是先在沉降较大的一侧用锚杆静压桩进行提拉，以减少沉降差和基底压力，防止在以后和在迫降时该侧下沉；然后在沉降较小的另一侧用掏土或抽砂、

5、抽水、浸水、加压等方法迫降，直至建筑物被扶正为止。在纠偏的同时应用基础地底面积加大、锚杆静压桩、换填垫层、高压喷射注浆法、深层搅拌法等方法加固地基基础。 三、纠偏工程实例 （一）工程概况及现状 铁路牵引变电所是铁路运输系统的重要组成部分，通过控制及变配电设备将电源电能进行降压、变相后向牵引网供电，为电力机车提供动力拖动列车运行，房屋建筑一般包括主控室及高压室两部分。我段管内某电气化铁路牵引变电所房屋建筑面积 363.4m2，建筑长度 36.8m，宽度9.2m，层高 5.7 米，为单层建筑、现浇钢筋混凝土框架结构；地基场所类别为类，基础类型钢筋混凝土柱下条形基础。 2012 年 7 月，此牵引变

6、电所设备主控室及高压室内地面及室内供电设备处基础发生沉降，且供电设备处基础沉降量更大，局部沉降 15cm，造成主控室控制柜倾斜、高压室供电隔离开关及断路器不能处于正常的分合位状态（附图 1、2、3） ，致使牵引变电所处于停运状态，只能采用越区供电方案，由相邻牵引变电所向此段牵引网供电，给铁路运输生产造成干扰。 附图 1：地面沉降造成控制室内柜体倾斜附图 2：地面沉降造成闭合断路器动静触头脱开 附图 3：断路器手车支架地面沉降 （二）房屋地面不均匀沉降成因分析 根据设计，牵引变电所现地坪较院外地面高 3.5 米左右，牵引变电所房屋建设时基础需大量填土，抬高室内、外地坪。施工中，该房屋建筑按设计在

7、现地平-4.82m 处设置混凝土条形基础，其上浇注构造柱、圈梁，建筑物室内地素土坪夯填至标高。2012 年 7 月 8 日当地出现 50 年 1遇的暴雨，至 7 月 10 日再次出现大面积大到暴雨天气，连续降雨量达到400.2mm，造成牵引变电所周围严重积水，在水的长期浸泡下，室内回填土因局部结构破坏失稳，造成室内地面出现不均匀沉降，进而造成控制室、高压间内供电设备倾斜，牵引变电所设备退出运行。 （三）室内地面纠偏加固方案 经检查，牵引变电所主体基础未发生沉降等异常现象，仅室内地面整体出现不均匀沉降造成供电设备无法工作，故纠偏加固工作主要为室内供电设备基础纠偏及室内地面基础抬高加固。 方案一：

8、注浆加固地基处理方案 注浆加固法主要是通过注入水泥浆液或化学浆液的措施，使土粒胶结，用以提高地基承载力，减少沉降、增加稳定性，适用于提高地基土的强度和变形模量以及控制地层沉降等。此方案通过对高、低压室内基础进行注浆加固，随后重新安装设备。整个地基纠偏加固过程预计需要8 天左右。 方案二：换填垫层处理法 换填垫层法是通过换填软弱地基土的变形变成垫层地基的变形。将地基中一定厚度的不良土层，分层换填为灰土、粘性土或其他性能稳定、无侵蚀性的较粗粒径的土料，并分层压实或夯实至要求的密实度，能取得良好效果。此方法需要将室内设备全部拆除，施工难度大，造价高，耗用时间较长。 由于铁路运输的特性，本着经济、快速

9、、高效的原则，经综合比较，决定采用方案一即注浆加固地基处理方案。 (四） 、方案实施 1、本工程的流程：室内设备撤除-主控室、高压室下部基础注浆-设备底座纠偏、加固-地面恢复-设备安装调试-正式送电运行。 2、地基注浆加固施工技术要求及质量控制 (1)注浆的标准：水灰比 0.5，采用 425 普通硅酸盐水泥，并掺入适量速凝剂，注浆速率 10L/min，注浆压力 0.30.5MPa，并结合现场施工情况酌情调整。注浆孔布置：按有效半径 0.5m，设计孔距 1.0m，排距1.0m，实际施工时根据地层情况有所调整。 (2)注浆量：按公式 Q=1000vn (Q每米注浆量（L） ；v加固土体积（m3）;

10、 n土的孔隙率)推算。本工程共用水泥 110 吨。 （3）注浆采用注浆孔注浆，在注浆区采用击入成孔，注浆至地面冒浆为止；注浆采用多次、反复注浆，采用先外围后内部，先深后浅，自上而下，并采用跳孔注浆的施工工艺，防止窜浆。 （4）施工工程中详细认真的进行记录；注浆施工时严格控制水灰比、注浆速度和注浆压力；加强注浆施工质量控制，保证注浆深度及注浆孔垂直度；在排除窜孔冒浆等非正常施工质量前提下保证每个注浆孔待孔口冒浆后才能停止注浆； （5）施工时，应严格按“建筑地基处理技术规范”(JGJ79 2002)与“注浆技术规程”(YSJ21191)(YBJ4492)进行施工。 3.效果检测 本工程施工后对注浆加固效果进行检查，加固后的复合地基承载力特征值 130kpa，满足工程设计要求。本次地基纠偏及加固施工共用 7 天时间，达到了加固效果，为后期设备安装调试争取了时间，取得了较好的技术效益和经济效益，为铁路运输安全生产提供了有力保证。 结论： 在建筑基础工程中，对既有建筑物地基加固处理时，要考虑地基基础缺陷的种类及其对建筑物使用、安全、耐久性等方面的影响，选择合理的加固处理方案，确保建筑物的安全及使用。