设备基础不均匀沉降的原因分析及纠偏措施

付金军

摘 要：例如塔吊基础以及一些大型立式圆筒形钢制储罐基础等设备的不均匀沉降，可能是由地基软弱或地基不均匀沉降等地质原因造成的，也有可能是由设备本身的倾斜等问题所导致，设备基础的不均匀沉降，往往会带来设备倒塌等一系列的不安全隐患，可能会给工程的顺利开展造成很大的麻烦，文章重点分析设备基础不均匀沉降的原因并且提供一些相应的纠偏措施，希望能为我国工程建设事业的发展贡献自己的一点力量。

关键词：设备基础；不均匀沉降；原因分析；纠偏措施

中图分类号：TU472 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）12-0169-02

近年来，随着我们建设工程事业的飞速发展，设备基础作为一个工程必不缺少的组成部分也得到了越来越广泛地应用，由于某些设备基础拥有直径大、体积大、地基附加应力大等一系列特点再加之如果所选的地基比较软弱或者出现回填问题，就极易导致设备基础不均匀沉降的情况发生，一旦出现这种情况，不仅会严重耽误工程进度，而且还容易造成财产损失甚至是人员伤亡，本文就将重点来分析和阐述一下造成设备基础不均匀沉降的原因以及应对这些原因广大工程建设可以采取哪些纠偏措施，希望能为大家带来一些启发。

1 设备基础不均匀沉降的原因分析

造成设备基础不均匀沉降的原因有很多，简单而言，可以分为外部原因以及内部原因。外部原因主要是建筑场地的地基所导致的，所选地基过于软弱，地基的土质不均匀，地基回填土碾压的不密实等一系列地基问题都有可能导致出现设备基础不均匀沉降的情况发生，另外地震、海啸等自然灾害原因也会导致设备基础不均匀沉降的情况发生。从内部原因来看，设备本身如果负荷过重且超出设计计算值，或者设备基础之间的排布过于紧密也极易导致设备基础不均匀沉降的情况发生。如图1所示。

2 设备基础不均匀沉降的纠偏措施分析

目前国内采用的设备基础不均匀沉降的纠偏方法主要有地基应力解除法、挖沟法、排水法、顶升调正法以及预压纠偏法等，每种纠偏方式都有其各自的特点和所适用的不同领域。下面为大家一一介绍。

2.1 地基应力解除法

地基应力解除法从严格意义上来说属于一种软纠偏的方式，这种方法通常用一些大直径的竖向钻孔排进行有批次有顺序地掏土作业，将适量的软土掏出，这样可以使地基应力较大的问题再局部得到解决或者缓解，在整个纠偏的过程中，为了尽量使软土地基不受到扰动，我们应该尽量做到以下几点：第一，通过应力方式解除孔时，应增加切向应力从而使软土向该侧移动；第二，应尽量减少孔的竖向抗力，从而使土体与建筑物之间产生竖向位移；第三，当施工中遇到软弱夹层时，应重点解除沉降量较小一侧的水平向应力，从而便于我们自然运土和定向挤淤；第四，可以通过钻孔时的扰动大大减低软土的抗剪强度。

地基应力解除法最为目前建筑工程方面使用最广泛的一种纠偏方式，相对于其他的纠偏方式而言，地基应力解除法有其独特的优势：首先地基应力解除法这种纠偏方法不会破坏地基土体的固有应力状态，它可以使地基土地的应力在一种平衡的状态之下得到调整，而且地基土体下的持力层部分也不会受到破坏，通过这种方法进行纠偏工作基本上不会有什么后遗症产生，这样也大大减少了后续维护的成本投入。其次，地基应力解除法的施工效率高，施工工期很短，并且在整个施工过程中几乎没有震动的产生也不会造成什么噪声的污染，这对于处于闹市区中项目是极为重要的，很多在闹市中进行建设的项目由于噪声污染问题经常被周围的居民投诉，不仅严重影响工程的正常进展而且会加大工程的建设成本，地基解除应力法这种纠偏方式所花费的费用也相对较少， 可以帮助项目有效地减少不必要的建设成本，当然这种方法还可以配合其他的方法同时使用，这样可以达到事半功倍的效果。

2.2 预压纠偏法

预压纠偏法在实际使用过程中比较适合于相对简单的设备，预压法主要指在拟建的建筑物的地基上预先施加一定的静荷载，然后再地基土碾压密实之后再将荷载进行卸除的一种方法，采用这种方法可以有效地减少建筑物建成之后的沉降量并且可以有效地提高软弱地基的承载能力。

2.3 排水纠偏法

排水纠偏法是指在基础沉降量较少的一侧进行排水沟的开挖工作，并用潜水泵进行抽水作业，这样可以使基础下的地基进行加速固结压缩，从而加快沉降速度，达到设备基础纠偏的目的，排水纠偏法比较适用于纠正效果不太明显的不均匀沉降情况，对于严重的不均匀沉降情况作用并不大。

2.4 挖沟纠偏法

挖沟纠偏法主要適用一些刚度比较好的设备基础，这种方法通常选择基础沉降比较小的一侧开挖一定宽度和深度的半圆形沟，从而使基础底下的土体在侧向进行挤压，从而使沉降较小的部位进行加速沉降，这样可以使整个设备基础的地基土地的沉降变得相对均匀，从而达到纠偏的目的，这种方法对于小型设备基础以及不均匀沉降不是很明显的设备基础有一定的作用，对于大型设备基础的不均匀沉降纠偏的效果并不十分显著。

2.5 顶升纠偏法

顶升纠偏这种方法相对而言比较复杂，这种纠偏方式采用几台千斤顶将整个设备基础进行整体顶起，然后将通过压缩空气将事先准备好的砂子吹入设备基础的底面，从而使得沉降部分的基地得到一定的提升达到纠偏的目的，如果出现沉降较大的情况则可以进行多次顶升作业， 总体而言这种纠偏方式适用范围广，基本上适用于任何可以移动的设备基础，在这一方面相对于预压、排水、挖沟等纠偏方式而言具有很大的优势，但是这种纠偏方式也存在一定的弊端，那就是这种纠偏方式对于整个操作过程要求十分地严格，在顶升的过程中通常要求每个部位都能依照比例做到均匀协调，一旦一边用力过猛极可能会出现设备基础被破坏的情况。

3 工程实例

中石油的某四只汽油才有储运罐为福鼎市的钢结构罐体，整个罐体的直径大约为22 m，四个管之间的间距大约为9 m，整个罐基的直径约为24 m。在进行施工完毕之后，施工单位在油罐的周围部下了11个沉降观测点，通过专人进行按时检测，在进行加荷卸荷的一到三天当中观测了一次，在持荷的三到五天之内又进行了一次。沉降观测的资料，见表1。

从上面的表格我们可以看出如下结果：

罐1和3在整个加荷历时36 d以及持荷30 d的时间例，总的沉降量以及差异沉降量已经呈现出了收敛的趋势，整体的沉降差异可以达到规范的要求，可以进行直接进行生产使用。

但是罐3和罐4在进行加荷的过程中发现出现了沉降不均匀的情况，并且由于最大值和最小值相差较大，因此加荷速度进行逐步的放慢，进行了缓慢的累计加荷，分别耗时70 d和 50 d，并且在总共用时80 d左右的时候开始进行卸荷。从观测结果上来看，历经三个月之后，尽管总体稳定，但是两个罐子的差异沉降已经超出了预期值。因此需要进行纠偏。具体处理方案如下。

首先在整个环梁的沉降最大处不止一个千斤顶，使其上升2～3 cm，然后，在这个千斤顶的两侧费别进行硬木锲块的垫入，并且以这个点为中间的点，向两边每隔两米的地方不止一个上升定点，同时垫入对应厚度的垫块。当这个点上升了2～3 cm的时候，再次循环垫入木块，并把木块的厚度换成两倍。就这样进行循环一轮又一轮，直到两遍达到了对称的厚度，甚至可以超出预计的高度，以抵消未来可能产生的差异。并进行下一步的扩展行为。最后，在这些垫块当中用砂枪喷入净沙在进行抹平，然后把侧口给封堵上。

在上述施工过程中，基于深厚软土地基上的罐体工程，在进行低级的加固时候要注意让整个地级进行加固之后的罐体基座每一个部位的沉降都变得十分均匀，也就是说在进行布桩的时候咬碎只注意增加整个罐体当中的中间桩子密度。如果地表上的硬壳或者地标上半部分的土层厚度并不稳定的时候，可以进行长桩之间增加短桩的行为来进行稳定，通过短桩之间形成符合的硬壳层的方式让整个施工的上半部分加固段所产生的沉降量保持各个方向受力均匀以及下沉一致。在这种情况下，罐体在进行多次测量的时候就不会产生较大的预期值偏差，整个罐体就可以在施工结束之后直接进行使用了。

4 结 语

通过上述内容，我为大家简单的介绍了一下设备基础不均匀沉降的原因，以及克服这些原因可以采取的一些措施，希望其中的一些见解能对大家以后的工作有所裨益，我個人认为基础部分在整个工程建设的过程中起着至关重要的作用，俗话说得好，万丈高楼平地起，基础部分的好坏对于一个工程而言起着至关重要甚至是决定性的作用，如果后期基础出现不均匀沉降等问题势必会严重影响工程的后续建设以及使用，因此关于基础问题应该而且必须得到广大工程建设人员的高度重视。

参考文献：

[1] 徐至钧，王春等.大型储罐基础设计与地基处理[J].地质工程学报，2001，（11）.

[2] 贾庆山.大型油罐软土地基容许倾斜值[J].岩土工程学报，1999，（13）.

[3] 刘祖德.地基应力解除法纠偏处理[J].土工基础，1990，（4）