某項目支護不當影響主體基礎實例介紹與反思

廣西城鎮(zhèn)建設丨CITIESANDTOWNSCONSTRUCTIONINGUANGXIYANXUE丨研學

深厚填土

支護

滑動面

剪切破壞

圖1項目總平圖圖2地質(zhì)剖面圖

二、事故簡述

左邊高層建筑進行樁身完整性檢測時，發(fā)現(xiàn)個別樁的低應變數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，經(jīng)參建各方現(xiàn)場會診，疑似

斷樁。挑選異常部位較高的幾根樁，挖開檢查樁身，均發(fā)現(xiàn)貫穿裂縫，結(jié)合樁位和地勘鉆孔揭示的地層起伏情

況，可大致判斷斷樁部位基本在填土層底部及以上一定區(qū)段，隨著時間推移，后續(xù)樁身完整性檢測異常的樁數(shù)

量逐漸增多，事故前歷次現(xiàn)場驗收情況如下。

在對厚填土山包進行挖運土方、修斜坡的階段，坡底的基坑尚未開挖，在斜坡頂平臺地面就已肉眼可見很

某項目支護不當影響主體基礎實例介紹與反思多裂縫，最大縫寬超過10厘米，裂縫處臺階狀地陷最大有30厘米落差，如圖3所示。

文＿鐘世曉（南寧市建筑規(guī)劃設計集團有限公司建筑設計一分院，集團副總工程師、分院總工程師，高級工程師）

一、項目概況

該項目所在區(qū)域被曾經(jīng)施工的其他項目作為棄土場，堆填了大量土方，形成數(shù)十米填土山

包，從圖1、圖2所示可知，該項目地下部分施工期間，基槽內(nèi)外會形成高差最大可達三十米的深

厚填土深基坑及高邊坡，地下部分施工完畢、基坑回填后，建筑西、北面仍保留二十多米高差的圖3邊坡頂?shù)孛嫠輬D

填土高邊坡。

項目擬建的兩棟高層建筑均采用旋挖灌注樁基礎，工程樁身穿越填土層進入中風化泥巖。基旋挖灌注樁施工時，基坑側(cè)壁還在進行鉆孔做錨桿、掛網(wǎng)施工作業(yè)，基坑以上的北側(cè)坡面仍有未硬化封閉

槽東、南面為項目場地，可先整平到設計地坪標高，再放坡到基礎施工面，北、西面通過“放的區(qū)域，在暴露的坡面上能清晰看到因斜坡體塌滑而在近坡頂處出現(xiàn)的水平裂縫，如圖4所示?；禹斘鱾?cè)則

坡+錨桿”的方式進行支護。自始至終是原狀高填土坡體暴露狀態(tài)，未做任何處理。

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三、事故原因分析

從地勘鉆孔揭示的填土厚度可知，錨桿整體都位于填土層，其黏結(jié)和錨固約束效果很差。查看計算書時發(fā)

現(xiàn)計算參數(shù)c、φ及黏結(jié)強度取值較工程經(jīng)驗偏高，也大于地勘報告建議值，支護設計單位被質(zhì)疑為迎合建設單

位低成本支護的訴求，做出了高風險支護設計。

深厚填土的下臥土層主要為不透水的泥巖，地表雨水下滲，會在泥巖與填土交界面形成泥水帶—軟弱結(jié)構(gòu)

面，當厚填土被開挖形成坡體后，沿此軟弱結(jié)構(gòu)面容易形成滑動面。旋挖灌注樁在樁身混凝土澆灌初凝到足夠

強度前無抗剪能力，樁周土層的蠕動、錯位，會輕易將樁身剪切破壞。

事故發(fā)生后，填土坡體塌滑仍在持續(xù)，阻礙填土層沿泥巖層頂軟弱結(jié)構(gòu)面滑移的剩余好樁承受的剪力持續(xù)

增大，直至樁身混凝土被破壞失效，滑移剪力又分攤到剩余好樁上，剩余好樁繼續(xù)承受更大的剪力，最終被逐

個剪斷失效，如圖6所示。

圖4坡面尚未硬化封閉邊坡已塌滑出現(xiàn)水平裂縫圖

旋挖成孔期間，旋挖機械抓斗取出的填土和泥巖土塊能夠成形，施工場地正常，未見泥水。用手電筒看

樁孔，光線能照射到的上部填土層孔壁完整、相對干燥，旋挖機械抓斗留下的痕跡清晰無異狀，但現(xiàn)場施工人

員反映能偶爾聽到土塊墜落入水的聲響，認為有塌孔情況。估計是成孔后在等待下鋼筋籠、澆搗樁身混凝土期

間，賦存在填土層底、泥巖面的上層滯水流淌到樁孔底形成水洼，后在厚填土壓力和坡體蠕動、擠壓作用下，

泥巖面被泡軟的填土泥水帶被擠壓出孔壁墜入樁底積水。

圖6事故分析圖

樁基施工完成后，在樁身混凝土達到齡期后進行樁身質(zhì)量檢測，發(fā)現(xiàn)樁身斷裂，此時基坑側(cè)壁施工作業(yè)尚

未完成。

在多次邀請專家分析事故原因、討論處理方案期間，坡面裂縫不斷出現(xiàn)，詳見圖5所示。變形監(jiān)測數(shù)據(jù)持四、處理方案

續(xù)增大，通過低應變復檢樁身混凝土完整性，發(fā)現(xiàn)更多新增斷樁。一是改進支護方案，控制深厚填土坡體滑移變形。需打樁穿越填土與泥巖交界面，限制兩個土層之間的錯

位滑動，樁身要求一開始就有足夠的抗彎剪強度，因此考慮采用成品預制樁或鋼樁。受場地限制，無法采用大

噸位、大尺寸的壓樁機械，只能放棄剛度大、抗彎剪能力更強的預制樁，退而求其次采用便于施工的鋼板樁，

將其沿基坑底周邊打入泥巖層。鋼板樁的剛度雖然偏小，但延展性好，剪力過大通常會導致其屈曲變形，不至

于完全退出工作機制，輔以預應力錨索在鋼板樁頂施加預拉力，約束樁頂變形。

二是修改基礎方案，適應支護形式?！颁摪鍢?錨索”的支護方式只能減小坡體滑動變形，維系坡體安

全，并不能保證深厚填土坡體不繼續(xù)沿著填土層底與泥巖層頂交界面處的泥水帶蠕動滑移，畢竟鋼板樁本身剛

度不夠大，錨索的錨固段無法進入泥巖層，其約束能力不足。因此，主體結(jié)構(gòu)基礎下用抗彎、剪能力強、可作

為支護構(gòu)件的預制管樁作為豎向增強體的復合地基，采用對場地要求低的錘擊沉樁方式，采用錐形樁尖以更深

入中風化泥巖，采用滿堂布樁方案，擠密填土并兼顧抗滑移作用的群體效應。

五、處理效果

雖然暴雨時坡面仍會不斷出現(xiàn)新裂縫，或原有裂縫增大、裂隙加深，沿縫滲水又加劇坡體變形，但在“鋼

圖5坡面硬化封閉后邊坡仍持續(xù)塌滑拉裂坡面圖板抗滑樁+預應力錨索”的限制下，深層位移不大。雨天應停工撤離人員，雨停后待監(jiān)測數(shù)據(jù)穩(wěn)定再施工，雖

然基坑和邊坡始終處在報警不斷、險情不大的狀況，但也尚能維系整體安全，直到基槽回填后，確認支護結(jié)構(gòu)

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不再有問題需要處理。從沉樁施工過程可以看出，時間越久，沉樁越困難。根據(jù)地勘鉆孔揭示，以及周邊先行和損失都限于該項目，也算不幸中的萬幸。若是支護周邊存在既有建筑或設施，一定要更為謹慎，否則不良后

沉樁的速度與深度的關系表現(xiàn)對比，后期錘擊沉樁尚未進入泥巖就已經(jīng)下沉困難，說明樁間填土已被擠壓密果會被無限放大，處理代價高昂。

實?；A選用的支護類型預制管樁，經(jīng)檢測，樁身均完整無損，最終順利通過基礎驗收。從圖4所展示的支護施工情況可知，在從上往下開挖外運土方的過程中，為搶工期，建設單位持續(xù)挖運土

方，把高厚填土山體一次性修成斜面，基坑頂上的坡面掛網(wǎng)硬化施工進度滯后，未遵循挖方邊坡防護工程應采

六、反思及結(jié)論用逆作法的施工要求，即分段施工，邊修坡、邊支護，開挖一級防護一級，并應及時進行養(yǎng)護，防護好上一

（一）工程建設勿抱僥幸心理級，才開挖施工下一級。因此導致土質(zhì)坡面長期暴露被雨水沖刷，地表水大量滲入坡面土層，引發(fā)表層松軟填

從圖1、圖2可以看出項目設計地坪高程108米，高于北面規(guī)劃市政道路，建設單位有意等待市政道路施工土固結(jié)下沉，坡體含水量逐漸增大，土體重量相應加大，使滑坡體的下滑趨勢增大，地表水在厚填土中下滲匯

時挖除填土山包，免去己方挖運土方或做支護的巨額開支，故把這兩棟高層放在最后開工。但市政道路項目方集在不透水的泥巖面，加劇填土層底和泥巖面交界處泥漿帶的稀滑程度，為滑坡體的下滑進一步創(chuàng)造條件。

（二）加強溝通協(xié)調(diào)

等到該兩棟高層高出地面后才開始施工，而兩棟高層尚未竣工，市政道路就交付使用了。因此，建設單位為降

低造價，少挖運土方，采用了高風險的支護方案，設計單位為迎合建設單位需求，人為調(diào)高計算參數(shù)，不采用由于建設單位把主體設計和支護設計分別委托給不同單位，除把主體基礎、地下室輪廓和標高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)交給

抗滑樁應對潛在滑動面，錨桿的錨固段完全處在填土層，為事故埋下了隱患。支護設計單位以外，雙方缺乏溝通，互不了解對方的具體設計內(nèi)容，主體設計單位結(jié)合地勘資料在施工現(xiàn)場看

因北面的高填土坡頂存放著市政施工設備和材料，做了坡面硬化。而西面的荒坡野嶺則完全不做處理，任到削坡情況后，雖然覺得有風險，但因已經(jīng)施工，且當時的監(jiān)測數(shù)據(jù)未說明坡體狀況會影響主體施工，故沒有

由雨水不停沖刷，又復曝曬，每逢遭遇臺風暴雨天氣，現(xiàn)場就能看到無數(shù)泥水漿流淌而下匯成一道道泥漿溪流說服建設單位或支護設計單位修改支護方案。

灌入基坑，唯有天氣轉(zhuǎn)晴在監(jiān)測數(shù)據(jù)趨穩(wěn)后再清理泥漿復工。待到后期，雨水反復沖刷下的泥土流失已使西側(cè)（三）縝密思量應對措施，消除安全隱患

坡面變緩，出現(xiàn)多道沖刷溝，如圖7所示。若能提前察覺隱患，可以提出兩種應對方案。方案一，調(diào)整支護方案，沿基坑邊做抗滑樁，控制厚填土

沿泥巖面的深層位移，阻止填土坡體的下滑趨勢，避免影響基坑內(nèi)處于脆弱期的灌注樁；方案二，調(diào)整主體結(jié)

構(gòu)基礎方案，采用支護類型的預制預應力樁做樁基礎。利用抗彎、剪能力強的基礎預制樁兼做抗滑樁，在基坑

尚未開挖前，采用送樁工藝將其打入泥巖足夠深度。根據(jù)工程經(jīng)驗，采用靜壓沉樁工藝的預制管樁端進入泥巖

困難，但作為支承上部結(jié)構(gòu)重量的樁基礎，稍進入泥巖就能穩(wěn)壓達到豎向承載力要求，但進入泥巖深度不夠，

嵌固效果差，抗水平側(cè)推作用的能力不足，無法兼做抗滑樁，樁身如被斜坡塌滑土體推歪，即使樁身未斷裂，

傾斜樁身也影響其豎向承載力。即使采用先引孔后壓樁的工藝，雖然能保證樁端入泥巖深度，但壓樁機械噸位

大，原場地的回填土地面也不合適行走壓樁機械。只能采用錘擊沉樁方式施工，錘擊沉樁機械相對小且輕，可

以通過試樁操作把控沉入泥巖的深度，也可先引孔以保證樁端入泥巖深度。施工場地四周開闊，最近的住宅小

區(qū)也在幾百米外，控制在白天上班時間施工，其錘擊噪音影響較小。

圖7西面暴露邊坡沖刷和西南角硬化坡面破碎圖

從可靠角度出發(fā)，上述應對方案一更為合理。因為支護用的抗滑樁是臨時性的，只需應付主體樁基礎的

脆弱期，必須充分發(fā)揮效用的工作時間短，而且發(fā)現(xiàn)問題也相對便于補救。應對方案二則有一定風險，對于單

右側(cè)高層的旋挖樁基礎施工相對早，其東側(cè)屬于項目用地，已先挖平作為施工場地，北面偏東也已部分削純的臨時抗滑樁而言，在滑坡體擠推下，樁身有一定傾斜并無大礙，只要樁身不破損，變形控制在一定范圍之

坡下接東側(cè)的施工場地，左側(cè)高層的基坑尚未開挖就已澆搗樁身混凝土，由于基槽小，土體的時空效應使坡體內(nèi)，不形成持續(xù)滑移，基坑、邊坡無安全之虞。但對主體結(jié)構(gòu)的樁基礎而言，樁身傾斜過大會影響其豎向承載

變形小，在坡體滑移變形大之前就有足夠的樁身強度，因此順利通過基礎驗收。力，用大直徑樁滿堂密布形