近海堆填場地樁基工程沉降原因分析

徐佳敏，黃林偉

（1.國網浙江縉云縣供電有限公司，浙江 縉云 321400；2.浙江省建筑科學設計研究院有限公司，浙江 杭州 310012）

0 引言

隨著我國沿海地區經濟和社會的快速發展，建設用地、綠化用地等土地資源日益緊張，利用濱海地區分布廣泛的灘涂，采用堆填或吹填造陸的方法，可有效解決土地資源緊張的狀況，促進本地經濟社會的持續健康發展。圍海造陸的迅速發展，堆填或吹填場地及其上建筑物的施工技術也得到很大提升，但在灘涂場地采用堆填施工，堆填層下臥的軟弱層性質差，具有“三高三低”的基本特性[1-2]，即高含水率、高孔隙比、高壓縮性，低強度、低滲透性和低固結系數，是一種典型的欠固結土，極易發生工后沉降，對堆填場地上的建（構）筑物的安全構成極大威脅。

樁基礎作為傳統的地基處理方法已廣泛應用于土木工程建設中，可有效改善在堆填場地上進行工程建設中吹填土對建（構）筑物的不利影響。由于堆填場地土屬欠固結土，樁基施工后，堆填層及下臥軟弱層仍會發生沉降變形，導致樁體出現負摩阻力，引起樁基變形增大、承載力降低和產生不均勻沉降[3-6]。

本文以某近海堆填場地上新建建筑為例，該建筑在竣工時出現嚴重開裂和沉降，為查明其開裂沉降原因，通過現場檢測并結合技術資料，從勘察、設計和施工等角度進行綜合分析，得出樁基沉降原因，以期為今后在堆填場地上進行工程建設提供技術參考。

1 工程概況

1.1 工程地質

該場地地貌單元屬海積、沖積平原；場地原為灘涂，系新圍墾區，地表回填有大量塘渣，地勢總體平坦，勘探孔孔口高程在2.160～3.250m（黃海高程），場地后期回填厚度較大，竣工后堆填層厚度可達4.5～5.8m，各巖土層分布情況及其主要物理力學指標如表1所示。

1.2 設計概況

該房屋為四聯排別墅，4層框架結構，±0.000m相當于黃海高程7.900m，采用錘擊沉樁，樁位及其編號如圖1所示，采用預應力混凝土管樁，樁基概況如表2所示。

2 現場檢測情況

2.1 沉降觀測

項目竣工1年后發現四聯排別墅局部構件出現開裂，隨后對該別墅進行為期102d的沉降觀測，測點布置如圖2所示，各測點沉降時程曲線如圖3所示。

表1 各巖土層物理力學指標概況

表2 樁基設計概況

由圖3分析可知，該別墅存在沉降現象，沉降速率在0.056～0.117mm/d，沉降尚未穩定；6個沉降觀測點中，位于別墅東南角的4號測點沉降最大，最大累計沉降量達11.94mm。

2.2 樁長檢測

采用磁測井法對該別墅的B12、B16、B27號和B34號預制管樁樁長進行檢測，其中B27號樁的深度-磁場垂直分量（H-Z）曲線如圖4所示，檢測結果如表3所示，表中標高均為相對標高。

由表3分析可知，除東南角B27號樁樁長偏差-11.75m外，其余樁的樁長未出現明顯偏差。

2.3 樁周、樁端土層復核

采用鉆探法對別墅的B12、B16、B27號和B34號樁旁的土層進行復核勘察，各土層的物理力學主要統計指標如表4所示。

圖1 樁位及編號

圖2 沉降觀測點布置

圖3 測點沉降時程曲線

圖4 B27號樁（H-Z）曲線

本次復勘所揭示的土層分布及其物理力學性質與原勘察報告基本相符，復勘揭示的樁端持力層層頂埋深呈東淺西深，東側持力層層頂相對標高約-33.770m，西側持力層層頂相對標高約-35.250m，層頂高差為1.48m。

表3 樁長檢測結果統計 m

表4 復勘土層物理力學主要統計指標

3 驗算分析

根據原勘察報告和本次復核勘察結果可知，別墅場地原為灘涂，存在較厚軟弱高壓縮性的淤泥質土層，且后期建筑物內外存在較厚回填土（4.5～5.8m），故樁基設計時應考慮負摩阻力的影響。

根據JGJ 94—2008《建筑樁基技術規范》，對于摩擦型基樁可取樁身計算中性點以上側阻力為零，按下式驗算基樁承載力（Ra只計入中性點以下部分側阻力值及端阻力值）：

中性點以上單樁樁周第i層土負摩阻力標準值，可按下式計算：

中性點深度ln按照樁周土層沉降與樁沉降相等的條件計算確定，根據設計施工圖和原勘察報告，并考慮樁側負摩阻力，中性點深度按樁周土層沉降與樁沉降相等的條件確定，對別墅管樁的單樁豎向抗壓承載力進行驗算，驗算結果如表5所示。

表5 單樁豎向抗壓承載力驗算

由表5分析可知，當考慮樁側負摩阻力時，管樁的抗壓承載力特征值為原設計值的74%～76%，管樁的抗壓承載力安全儲備不足。管樁抗壓承載力特征值折減與淤泥質土層厚薄有關，當淤泥質土層越厚，其抗壓承載力特征值折減越大。當考慮負摩阻力引起基樁的下拉力后，樁基沉降增大。

4 結語

綜上所述，該近海堆填場地新建建筑物樁基工程出現較大沉降的主要原因是：設計對場地大面積堆填、高壓縮性軟弱土層層厚不均和樁端持力層層面起伏較大的復雜工程地質條件考慮不足，考慮負摩阻力作用后原設計的管樁抗壓承載力富余不足，下拉荷載引起的附加沉降均相對較大。施工時東南角B27號樁樁長偏差-11.75m，未按設計圖紙要求施工，其抗壓承載力嚴重不足，加劇沉降，與該別墅東南角實測沉降均大于其余各測點的不均勻沉降分布規律基本相符。

近海堆填場地堆填層下臥的軟弱層性質差，具有“三高三低”的基本特性，在工程勘察、設計和施工中應特別重視該類場地的特性。勘察應探明不良地質作用，設計應充分考慮復雜工程地質條件的不利因素，施工應嚴格按圖施工，切不可偷工減料，釀成事故，應引以為戒。