探討室內(nèi)厚回填土下沉的原因分析與措施

【摘要】近年來，很多施工單位對回填土施工質(zhì)量不夠重視，導(dǎo)致基礎(chǔ)（路基）下沉、地坪（路面）空鼓等現(xiàn)象頻繁發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)造成建筑物整體不均勻沉降或者局部結(jié)構(gòu)裂縫。本文通過實(shí)際案例分析，找出了工程建設(shè)施工不當(dāng)之處并提出相應(yīng)的解決措施，為同類工程提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】回填土；地面下沉；解決措施

1、工程概況

某市建筑為4層框架結(jié)構(gòu)，建筑檐高22m，總建筑面積為30000 m2。建筑東西方向長度約為120m，南北方向?qū)挾燃s為60m，基礎(chǔ)形式為獨(dú)立柱基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深約為6m。該建筑基坑工程采用大開挖的方式，地下部分混凝土結(jié)構(gòu)施工完畢后及時(shí)進(jìn)行了回填土施工?；靥钔亮喜捎玫氖撬赝?，以粉土、粉細(xì)砂為主，回填深度約為6m，壓實(shí)系數(shù)為0.94。建筑場地勘察深度內(nèi)未見地下水，各土層情況分別為：①耕土，②粉土，③粉細(xì)砂，④礫砂?；A(chǔ)持力層為第4層礫砂層，地基承載力為220kPa，該建筑首層地面有大量的重型設(shè)備，質(zhì)量從1t到18t不等，設(shè)備混凝土基礎(chǔ)下設(shè)厚100mmC20混凝土墊層，均坐落在素填土上。首層地面做法為厚90～130mmC20細(xì)石混凝土，內(nèi)配Φ4mm@150mm雙層雙向成品鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片搭接150mm。2013年9月上旬，在經(jīng)歷幾場的暴雨之后，發(fā)現(xiàn)首層地面靠近外墻的部位出現(xiàn)裂縫，部分混凝土設(shè)備基礎(chǔ)有明顯下沉現(xiàn)象。

2、建筑物下沉原因分析

在發(fā)現(xiàn)該建筑地面產(chǎn)生裂縫及下沉后，施工單位立即向監(jiān)理單位及建設(shè)單位進(jìn)行了匯報(bào)。建設(shè)單位了解情況后立即組織設(shè)計(jì)單位、勘查單位、監(jiān)理單位、施工單位以及5位專家成立了專項(xiàng)治理小組，對此事進(jìn)行調(diào)查、分析、鑒定、處理。

2.1現(xiàn)場調(diào)查及分析

在專家的指導(dǎo)下，專項(xiàng)治理小組通過現(xiàn)場調(diào)查，對回填土地面下沉的分布規(guī)律進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)回填土地面下沉全部分布在室內(nèi)靠近南北外墻的5m范圍內(nèi)，其余部位均未發(fā)生下沉現(xiàn)象。結(jié)合工程具體情況，屋面雨水口均分布在建筑的南北立面，東西立面無雨水口，在大量屋面雨水排到外墻根后，在雨水來不及下滲的情況下，發(fā)生橫向滲流，滲入室內(nèi)回填土，導(dǎo)致室內(nèi)地面下沉。

2.2設(shè)計(jì)因素

2.2.1回填土材料

設(shè)計(jì)圖紙中對回填材料選擇未做任何說明。施工單位在施工前以書面文件向建設(shè)單位反映此事，并且建議回填土材料選用級配砂石或三七灰土，但未獲批準(zhǔn)，最終按招標(biāo)文件中的要求采用素土回填。經(jīng)過專家分析，該工程采用素土回填，風(fēng)險(xiǎn)太大，建議室內(nèi)回填采用級配砂石，室外回填采用三七灰土。設(shè)備混凝土基礎(chǔ)（尤其是帶振動(dòng)的設(shè)備）不宜直接坐落在回填土上，最好采用樁基礎(chǔ)或剛性基礎(chǔ)。

2.2.2回填土壓實(shí)系數(shù)

設(shè)計(jì)文件中的壓實(shí)系數(shù)0.94是針對室外地面回填提出的，室內(nèi)回填壓實(shí)系數(shù)無要求，施工中的室內(nèi)回填也按0.94的壓實(shí)系數(shù)進(jìn)行控制。但對于室內(nèi)一些重要的設(shè)備基礎(chǔ)，0.94的壓實(shí)系數(shù)偏于不安全。

2.2.3回填土承載力要求

原設(shè)計(jì)圖紙中無回填土地基承載力要求。主體封頂后補(bǔ)發(fā)首層地面設(shè)備基礎(chǔ)圖，圖中要求回填土承載力不小于120kPa，但是回填土已經(jīng)于主體結(jié)構(gòu)首層滿堂架搭設(shè)之前完成，對施工已無指導(dǎo)作用。

2.2.4回填土沉降變形要求

設(shè)計(jì)等級為甲級、乙級的建筑物，均應(yīng)按地基變形設(shè)計(jì)。按地基變形設(shè)計(jì)或應(yīng)作變形驗(yàn)算且需進(jìn)行地基處理的建筑物或構(gòu)筑物，應(yīng)對處理后的地基進(jìn)行變形驗(yàn)算。動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不得產(chǎn)生有害的不均勻沉降。發(fā)生回填土下沉之后，經(jīng)專家組詢問，設(shè)計(jì)院給出了不同設(shè)備基礎(chǔ)及房間的地面沉降限值及傾斜限值。不同房間的沉降限值為10～20mm不等，不同設(shè)備基礎(chǔ)的傾斜限值為0.1%～0.3%不等。

2.2.5場地排水設(shè)計(jì)

屋面雨水排至散水處由地面自然下滲，雨水在散水處為無組織排水，在雨量較為集中的時(shí)際，雨水滲流至室內(nèi)回填土的可能性很大。建議散水以外的室外地面采用有組織排水方式。室內(nèi)有水房間設(shè)置排水溝，溝內(nèi)為剛性防水層，地面稍微變形即可產(chǎn)生裂縫，設(shè)備日常運(yùn)行中產(chǎn)生的水從裂縫下滲，加劇了回填土下沉。

2.3施工因素

2.3.1施工資料審查

經(jīng)專項(xiàng)治理小組對施工資料進(jìn)行專項(xiàng)審查，回填土工程施工記錄齊全有效，見證取樣試驗(yàn)報(bào)告均為合格，地基與基礎(chǔ)分部工程驗(yàn)收記錄經(jīng)五大方責(zé)任主體簽字蓋章，基礎(chǔ)分部驗(yàn)收通過。

2.3.2現(xiàn)場排水措施

在雨水比較集中的情況下，屋面下來的雨水無法及時(shí)排走，導(dǎo)致雨水向樓內(nèi)滲流。在發(fā)現(xiàn)地面下沉后，施工單位在現(xiàn)場臨時(shí)采取了應(yīng)急排水措施，采用水龍帶直接將屋面雨水管接到離樓較遠(yuǎn)的地方，阻止了雨水導(dǎo)致回填土繼續(xù)下沉。對于室內(nèi)有水房間，采取措施將水直接排向室外，防止水從排水溝裂縫滲入回填土。

2.3.3施工單位對設(shè)計(jì)做法的優(yōu)化意見

由于部分室外道路標(biāo)高高于散水標(biāo)高，出于室外排水的考慮，施工單位以工程洽商記錄的形式提出，將室外散水標(biāo)高由-0.6m提高到-0.3m，防止交工后散水處積水。對于散水下的三七灰土，將原來圖紙給的厚度0.15m加深到1.5m，有效阻止雨水向室內(nèi)滲流。

2.4鑒定結(jié)果

（a）該建筑東西立面及南北中間部位未受雨水影響，地面未發(fā)生下沉，說明回填土滿足該建筑物的使用要求。

（b）設(shè)計(jì)文件針對回填土工程的各項(xiàng)要求不明確或滯后于現(xiàn)場施工，部分設(shè)計(jì)參數(shù)有失安全考慮，安全儲(chǔ)備不足。

（c）根據(jù)地勘報(bào)告的建議，設(shè)計(jì)文件未考慮地下水的影響屬正常，但是對當(dāng)?shù)赜炅抗烙?jì)不足，在發(fā)生多次暴雨致使屋面雨水排至散水處滲入室內(nèi)回填土的情況下，直接導(dǎo)致室內(nèi)地面及設(shè)備基礎(chǔ)下沉。

3、處理措施

3.1設(shè)計(jì)方案

3.1.1高壓旋噴樁

對設(shè)備基礎(chǔ)采用高壓旋噴樁的方法進(jìn)行回填土加固，樁底標(biāo)高控制在-6.8m，樁頂標(biāo)高為混凝土設(shè)備基礎(chǔ)底面，成樁半徑約為400mm。旋噴施工完畢后，在旋噴樁中間插入1根外徑48mm，壁厚3.5mm的鋼管，錨入混凝土基礎(chǔ)內(nèi)100mm。針對已安設(shè)備及未安設(shè)備的混凝土基礎(chǔ)，采取不同的布樁方式，已安設(shè)備的布樁如圖1，未安設(shè)備的布樁如圖2。

3.1.2壓力注漿

對普通地面采用壓力注漿的方法進(jìn)行回填土加固。根據(jù)現(xiàn)場測試，壓力注漿孔間距為1.2m，孔深6.5m，終孔口徑不小于Φ 100mm，梅花狀排列布置。水泥采用P.C32.5，水灰比為1∶1。注漿壓力視實(shí)際情況而定，一般控制在1.5～2.0MPa，局部可達(dá)3.0MPa，保持20min左右換壓和回壓時(shí)間方可結(jié)束整個(gè)單孔的注漿工作。注漿前先用鉗孔錘成孔。

3.2處理效果

對處理完畢的回填土，沿高度每1.5m做一次標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)。同時(shí)進(jìn)行原位取樣，記錄錘擊數(shù)，觀察水泥漿對回填土的填充情況，達(dá)到了預(yù)期的效果。根據(jù)技術(shù)規(guī)范的要求，加固后的地基承載力應(yīng)進(jìn)行靜荷載試驗(yàn)。經(jīng)過現(xiàn)場靜荷載檢驗(yàn)，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的承載力。

4、注意事項(xiàng)

（a）設(shè)計(jì)單位應(yīng)該考慮最不利情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，尤其是與工程所在地的氣候相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)，要保證足夠的安全儲(chǔ)備，從設(shè)計(jì)方案內(nèi)部避免質(zhì)量問題發(fā)生的可能性。

（b）施工單位在施工過程中要嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行施工，同時(shí)留存施工過程資料、隱蔽資料和相關(guān)材料質(zhì)量證明文件及試驗(yàn)報(bào)告。

（c）施工單位在接到施工圖紙后，要進(jìn)行細(xì)致全面的圖紙會(huì)審，除了審查圖紙中違反規(guī)范強(qiáng)條及圖紙相互矛盾的地方，對設(shè)計(jì)方案安全儲(chǔ)備過小的也要提出合理化建議，同時(shí)留存書面資料。

（d）對于大型設(shè)備基礎(chǔ)，尤其是帶有振動(dòng)的基礎(chǔ)，必須做剛性基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)，盡量避免直接坐落在回填土上。動(dòng)力機(jī)器的基礎(chǔ)宜與建筑物的基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)及混凝土地面分開。

（e）室外肥槽回填建議采用帶有隔水作用的三七灰土，避免采用透水性好的回填材料。

（f）處理方案必須經(jīng)過原設(shè)計(jì)單位的簽字認(rèn)可，必要時(shí)進(jìn)行專家論證。

5、結(jié)語

隨著建設(shè)工程不斷增多，因土質(zhì)不好或未嚴(yán)格按照規(guī)范要求施工等原因，出現(xiàn)回填土下沉或密實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象比較普遍。為此各地可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐氖┕l件、地質(zhì)情況等實(shí)際，按照就地取材的原則，進(jìn)行地基處理，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的效果。

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