平房倉深厚軟土區(qū)倉芯地坪方案對比分析

◎ 劉廣軒，康民啟

（鄭州中糧科研設(shè)計院有限公司，河南 鄭州 450053）

散裝平房倉由于其造價低、可存儲物料多樣、施工速度快等原因在南方糧食主銷區(qū)廣泛使用，但其倉體密閉性要求及對倉芯沉降控制的要求又與南方地區(qū)軟土地基特性存在著矛盾。常規(guī)設(shè)計倉體建筑物下多采用預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，穿透軟土層以下部密實的砂層或巖層為樁端持力層，很好地解決了倉體的沉降問題，避免了由沉降不均而導(dǎo)致的墻體開裂等問題，倉體的密閉性得到了保證。而倉芯部分多采用堆載預(yù)壓、換填墊層、水泥土攪拌樁、高壓旋噴樁等處理方案，上述方案雖可以改善上部軟土的強度和壓縮特性，但長期堆糧下，倉芯沉降很難穩(wěn)定，倉芯呈現(xiàn)鍋底狀沉降，嚴重影響儲糧安全和使用便利性[1]。因此，如何解決深厚軟土區(qū)倉芯堆糧的沉降問題將是此類場地平房倉設(shè)計的關(guān)鍵。

1 倉芯沉降的影響

對于散裝平房倉而言，大面積糧食堆載對地坪沉降產(chǎn)生很大的影響，深厚軟土區(qū)可壓縮土層厚，沉降量大，由此將會引起一系列的儲糧安全和使用便利性問題，主要有以下幾種。

（1）沉降量大，已超出倉內(nèi)地坪下防水卷材在倉體邊預(yù)留的伸縮量，防水卷材被拉裂，出現(xiàn)滲水、糧食生蟲害和霉變現(xiàn)象，如圖1所示。

圖1 沉降導(dǎo)致防潮層拉裂圖

（2）沉降量大，導(dǎo)致地上籠通風系統(tǒng)的破壞，嚴重影響散裝平房倉除濕降溫的效果。如圖2所示。

圖2 沉降導(dǎo)致通風系統(tǒng)拉裂破壞圖

（3）現(xiàn)建筑物下多采用預(yù)應(yīng)力管樁方案，建筑物沉降量較小，倉芯地坪沉降量大會導(dǎo)致室內(nèi)外高差減小，有可能出現(xiàn)雨水倒灌的可能，且會引起圍護墻體返潮，進而影響儲糧的品質(zhì)。

（4）軟土地基的承載力能力較小，當堆載接近地坪的地基抗剪強度時，整個地基會出現(xiàn)滑動的剪切破壞，進而會推動圍護墻體和基礎(chǔ)一起滑移，影響建筑物的結(jié)構(gòu)安全。

2 倉芯地基常規(guī)加固處理方法

2.1 堆載預(yù)壓

對于軟弱地基的倉內(nèi)地坪，國家糧食局曾發(fā)文明確可以采用臨時地坪做法，先期采用在倉底覆膜堆糧，待倉芯沉降穩(wěn)定后再做永久地坪，此法在投資緊張的情況下可以采用，但會嚴重影響儲糧的便利性，且有時會出現(xiàn)下部覆膜被拉斷的情況，對于長期儲備倉來說，儲糧安全無法保證。

2.2 換填墊層法

換填墊層法是將倉芯頂部軟弱土清除，然后采用強度較大的砂石料回填，分層碾壓夯實后形成一個硬殼層，將壓力向更大范圍擴散，以減小下部土層的附加應(yīng)力，從而減小沉降。如果倉芯面積較大，糧食荷載類似于大面積堆載，中心部分壓力無法擴散，仍會出現(xiàn)鍋底狀沉降而影響儲糧安全。同時，換填砂石料由于容重較大，在計算沉降時應(yīng)作為部分的附加荷載考慮。

2.3 水泥土攪拌樁法

水泥土攪拌樁根據(jù)施工工藝的不同分為漿液攪拌法（濕法）和粉體攪拌法（干法），可采用單軸、雙軸、多軸攪拌。濕法是通過將水泥漿與地基土原位攪拌形成高強度柱狀水泥體，干法是將水泥粉或石灰粉與地基土原位拌和，高強度柱狀水泥體與周邊土體共同形成復(fù)合地基，提供地基承載力，減小沉降，增加穩(wěn)定性。但是，需要樁端落于下部承載力較高的土層，否則減沉效果并不明顯[2]。

2.4 碎石樁法

碎石樁法屬于散體樁復(fù)合地基，根據(jù)不同的施工工藝采用振沖、沉管、強夯等方法成孔，然后采用碎石、砂、渣土等采用材料填充，形成大直徑的由散粒體所構(gòu)成的密實樁體，成樁時散粒體的擴充對周邊土體有很好的擠密作用，樁體也是良好的排水通道，加速土體的排水固結(jié)。在軟弱土層上設(shè)置碎石樁，可提高地基承載力，減小沉降和增加地基穩(wěn)定性。適用于黏性土、軟土、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 倉芯地坪方案對比

3.1 工程概況

該工程為浙江省某糧食儲備庫，擬建8棟散裝平房倉，裝糧高度6.0 m，按散裝小麥計。根據(jù)場地的巖土工程勘察報告，建筑場地地形平坦，探孔結(jié)構(gòu)擬建場區(qū)軟土層厚度最大約為25 m，各土層的主要巖土力學(xué)特性見表1。

表1 各土層主要物理力學(xué)性質(zhì)指標表

3.2 水泥土攪拌樁方案

由于倉芯堆糧對墻體的水平力最終都傳至鋼筋混凝土排架柱，柱底采用高強預(yù)應(yīng)力管樁方案，承臺底基樁數(shù)量由單樁水平承載力控制，樁基布置如圖3所示，樁徑500 mm，以103礫砂層為樁端持力層，平均樁長為36 m，單樁承載力特征值為1 800 kN，單倉共計124根。倉芯采用600 mm的水泥土攪拌樁，矩形布置1 400 mm×1 400 mm，單倉共計686根，預(yù)估單樁承載力特征值100 kN，處理后復(fù)合地基承載力特征值不小于100 kPa。以2層粉質(zhì)黏土層為樁端持力層，預(yù)估樁長12 m，樁位布置如圖4所示；取1-7軸廒間中心點位置計算沉降，根據(jù)地勘剖面，計算深度取至103礫砂層頂，約為33 m，各土層的計算參數(shù)見表2。取附加應(yīng)力為糧食堆載和倉芯建筑做法，總計50 kPa，經(jīng)計算倉芯中心點位置沉降量為133.5 mm，沉降量較大，將會影響倉芯地坪的安全。

圖3 水泥土攪拌樁方案圖

圖4 倉芯整體梁板方案圖

表2 各土層厚度和壓縮模量表

4 結(jié)語

本文簡要介紹了深厚軟土區(qū)糧食平房倉不均勻沉降的危害，以及倉芯地基常規(guī)的地基處理方案，并針對軟土區(qū)常規(guī)處理方案倉芯沉降量影響儲糧安全的問題，提出了整體梁板結(jié)構(gòu)方案，經(jīng)過對比分析，驗證了整體梁板方案的安全適用、經(jīng)濟合理性。