某別墅傾斜過大原因分析

海明雷

1 工程概況

某別墅位于上海市青浦區(qū)，始建于2007年。四期工程由32幢聯(lián)排別墅(地上3層，地下設置半地下室)組成。別墅結構類型為砌體結構，地上3層，地下1層，結構總高度為13.1 m。

其中位于四期最南面兩排別墅(每排8幢)2010年以來出現(xiàn)了不同程度的傾斜。根據(jù)專業(yè)檢測單位提供的房屋檢測結果，房屋最大傾斜率達6.25‰，且有多幢建筑物房屋傾斜率超過了GB 50007-2002建筑地基基礎設計規(guī)范規(guī)定的4‰允許值。

2 地質情況

根據(jù)本工程的巖土工程勘察報告，本場地屬瀉湖沼澤平原類。本工程場地原始地面標高+3.01 m～+3.58 m之間。場地土層自上而下依次為:①1層填土、②層灰黃～藍灰色粉質粘土、③1層淤泥質粉質粘土、③2層灰色粘質粉土、③3-1層灰色淤泥質粉質粘土、③3-2層灰色粘土、④1-2粉質粘土、④3粘質粉土、⑥暗綠～草黃色粉質粘土等。對本工程有影響的土層及主要物理力學性質如表1所示。

3 傾斜原因分析

根據(jù)原設計資料，建筑物均采用墻下片筏基礎，以第②層粉質粘土作為天然地基持力層，地基承載力設計值fd=80 kPa，筏板頂面相對標高-2.830，厚度為350 mm，墊層厚度為100 mm。原結構設計僅采用天然基礎，未采用樁基礎。

3.1 現(xiàn)場調研

表1 土層及主要物理力學性質一覽表

現(xiàn)場調研發(fā)現(xiàn)，發(fā)生傾斜的兩排建筑物之間為一寬約17 m～21.5 m的道路，道路一般高程為5.08 m，而兩排建筑物小花園的地坪高程在+3.20 m～+3.60 m之間，即各建筑物南北兩側室外存在約1.48 m～1.88 m的高差。從房屋的傾斜方向可以看出，道路南側的建筑物主要向北傾斜;道路北側的建筑物主要向南傾斜。建筑物在東西方向上的傾斜較南北方向較小且沒有規(guī)律。初步判斷建筑物的不均勻沉降與道路存在一定的關系。

3.2 巖土工程復勘

根據(jù)本工程勘察報告，建筑物所在場地地質條件較為復雜，部分建筑物位于古河道區(qū)域。古河道區(qū)域內土質特別柔軟，屬于高壓縮性、低承載力土層，在建筑基底附加壓力作用下，易產(chǎn)生較大的沉降。為核查原勘查報告內容是否準確，本工程進行了復勘工作。在每棟建筑物前各設一個勘探孔進行靜力觸探試驗，通過試驗結果復核原勘查報告對土層的劃分及土的物理力學指標。

本次勘探孔與原勘察報告孔位沒有重疊，距離相差6 m～10 m，本次補勘成果與原勘察報告對應成果對比見表2。

表2 原勘察報告與補勘成果Ps值對比

由表2可以看出，本次靜力觸探試驗所得的比貫入阻力Ps值與原勘察報告大部分土層Ps值接近，③2和④3層粉土層補勘的Ps值比原勘察單位大20%～30%，考慮孔位不在相同位置，原勘察報告的Ps是可信的;同時根據(jù)本次靜力觸探結果劃分的土層與原勘察報告基本一致，原報告中對古河道區(qū)域范圍的劃分也是比較準確的。這就證明本工程建筑質量問題與勘查單位無直接關系。

3.3 建筑物沉降計算復核

在驗證了原勘查報告可信的基礎上，利用原勘察報告中提供的土層參數(shù)，對代表性建筑物的沉降進行了復核驗算。

驗算時基底標高取+2.920，自然地面標高取+3.00，道路填土厚度取2.1 m，南北填土高差1.88 m。基底附加壓力根據(jù)原設計資料取為72 kPa，分別計算考慮填土荷載及不考慮填土荷載時建筑物的沉降。典型建筑物沉降計算結果如圖1所示，計算結果見表3。

圖1 典型建筑物沉降計算結果

由以上計算結果可以看出:1)不考慮道路填土荷載時，建筑物中心沉降較大，超過規(guī)范規(guī)定的200 mm容許沉降要求;2)考慮道路填土附加荷載時整個建筑物的沉降均有所增加，與遠離填土側的建筑物沉降相比，靠近填土側建筑物沉降增大明顯，促使建筑物發(fā)生不均勻沉降;3)根據(jù)沉降計算結果，南北兩側的傾斜率最高達6.73‰，與現(xiàn)場最大傾斜率6.25‰較為吻合。在計算沉降值較大、傾斜率較高的情況下(兩項指標計算結果均超出相關規(guī)范限值的要求)，原設計單位未采取相應的處理措施(如改天然基礎為樁基礎)，導致建筑物最終產(chǎn)生了明顯的傾斜。

表3 典型建筑物沉降計算結果

4 結語

1)原勘查報告對土層的劃分及提供的土的物理力學指標是基本準確的，本工程建筑質量問題與勘查單位無直接關系;2)道路填土對建筑物產(chǎn)生不對稱的附加荷載，導致建筑物出現(xiàn)向道路側的較大傾斜;3)設計單位在建筑物總沉降量過大(超過了規(guī)范允許值15 cm～20 cm)、傾斜率過大(超過了規(guī)范允許值0.004)情況下，未采取針對性措施，最終造成了本工程的質量事故。

[1]GB 50007-2002，建設地基基礎設計規(guī)范[S].

[2]DGJ 08-11-2010，地基基礎設計規(guī)范[S].

[3]奚江琳，史新剛，吳 迪.歷史建筑基礎加固及糾偏研究[J].山西建筑，2010，36(19):104-105.