桩基施工过程中,建设单位为节约投资,以砂桩打不下去为由,多次要求取消砂桩。设计单位虽未同意取消砂桩,但也未阻止取消砂桩,并在基础施工完毕后,认为既成事实,再打砂桩已不可能,签字同意取消了砂桩。
3. 基坑开挖方案
地下室埋深原设计为-5.63m,在打下190根工程桩后将埋深提高至-3.63m,原打下的190根工程桩约需接长2m左右。自然地表面平均高程约为-0.70m。根据工程桩顶的高程情况,基坑的开挖分为两大区域,即不需接桩挖深约3m的为Ⅰ区,需要接桩挖深约5m的为Ⅱ区。
(1)基坑周边及开挖前现状。基坑周边已有的主要建筑物是:⑬轴侧两层砖混结构的汽车修理厂距地下室底板 边最近距离为6.3m;Ⓝ轴侧两层砖混结构的江汉布鞋厂距地下室底板边最近距离为12m;①/Ⓝ轴角部处正在兴建的A栋距地下室底板边最近距离为3.7m。上述三处已布设了一批直径500mm、桩长13m的水泥粉喷桩,桩顶在地表下约1.0~1.2m。见图4-2。
(2)开挖方案。土方的开挖以机械为主、人工为辅。开挖机械选用日本小松200-2×5型反铲挖掘机,运输机械为5t自卸汽车。
(a)I区置反铲一台。由分区线开始,按Ⓝ—Ⓐ—Ⓝ的顺序往返循环和条宽5m左右的方式进行挖掘。挖掘时一次性挖至垫层下不少于30cm的深度处。超挖部分则全部用块石及碎石回填,回填石层厚不得小于35cm(挤入淤泥中不少于5cm)。回填石层的目的主要是压制淤泥土的反弹及其可能的上涌,同时亦为混凝土垫层的浇筑创造较好的运输、操作条件。
因II区的工程量大,工期长,I区开挖的时间滞后于II区,在II区第一阶段土方完成后再开始。
(b)II区置反铲一台。根据土质、机械、接桩等情况,II区的开挖分为两个阶段进行。
· 第一阶段——大开挖。由⑬轴开始,按Ⓐ—Ⓝ—Ⓐ的往返循环顺序以及每次深0.3m、宽5m的方式进行挖掘,直至区域内的土方均被挖除3m。

图4-2 基坑周边建筑物平面布置示意图
为满足剩余2m深左右土方的挖掘及运输的需要,在进行第二阶段挖掘前,应先用块石及碎石在基坑内回填出一条宽约 6m、厚约0.5m的临时便道,便道的布置大致以⑫轴为轴线。
· 第二阶段——小坑间隔跳挖。根据⑬、⑭轴外已有建筑物的情况,考虑到淤泥流动的特性,为保证边坡的稳定,阻止淤泥滑移而危及相邻建筑物的安全,余下的2m左右的土方采用小坑间隔跳挖,单坑逐次围护,砂石料回填的方式。
将本区划分为26个小坑区间,每区间尺寸一般为5m´5m,以小坑区间为单元跳跃式开挖的顺序为双坑并排逐步后退开挖。
当单坑开挖完毕后,立即抛填0.3m厚左右的块石及碎石垫层,并沿小坑周边用1:2水泥砂浆砌筑砖墙至-3.63m高程(其中Ⓐ—Ⓝ轴向的墙厚为370mm,⑬—①轴向墙厚为500mm),进行桩的检测和接桩操作。
为满足施工操作及基底排水等方面的需要,基坑底开挖的边线均按地下室底板加宽1.5m。未布设水泥粉喷桩的区域,一般均按1:2的坡度在开挖时予以放坡(如图4-2),坡脚处用宽1.0m、高0.8m的块石支护,该支护顶面高程平垫层底,同时兼做排水沟。
小坑开挖及砖墙布置详见图4-3、图4-4。
但在实施过程中,上述方案未得到完全实施,详见下文。
4. 接桩及倾斜桩处理
本工程为避免深厚淤泥中开挖过深,桩基施工中途将基底高程提高了2m,但是有逾 一半的已施工桩需接桩,桩顶高程也需提高,接桩时局部开挖深度较原开挖深度还要深0.3m左右,因此,提高基底高程并未减少基坑开挖的难度。本应先开挖I区,减少I、II区的高差,接桩开挖时对I区的影响可减少,但是当时I区的桩尚在施工,为抢工期先开挖II区接桩。此时开挖深度近5m,从东北向西南方向逐格开挖接桩。如前述II区接桩开挖采用砖砌挡墙分格支挡,在近5m深的淤泥中,此种支护方式难以实施,造成开挖时土体的严重变形。由于开挖顺序的影响,西南方向临空面高度大于东北向,土体位移方向与开挖顺序方向相反,大多是由西南向东北方向位移,待接桩完毕,即造成多数 桩向东北方向倾斜,桩顶最大偏位达1700mm,不可避免形成多数桩“歪桩正接”。对于如此严重的问题,当时仅采取了三种办法补救:第一,将上部结构剪力墙厚由250mm减小为200mm以减轻荷载。第二,在筏基上预留40个锚杆静压桩孔,准备适当时机压桩补强。第三,结构封顶后地下室灌水预压。此三种补救办法不能根本解决大量倾斜桩的承载力和稳定性不足的问题,给工程留下重大的隐患。
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图4-3 小坑开挖示意图

图4-4 砖墙布置图
三、事故经过及处理措施
1. 事故经过
该住宅楼1995年元月7日开始桩基施工,4月1日基坑开挖,9月20日结构封顶,11月粉刷完工进入全面装修,至11月15日沉降正常,最大沉降量为28.7mm。11月29日,发现该楼东移25mm,无其他异常。
1995年12月3日凌晨,在施工场西南角地20m左右的C栋楼施工夯扩桩期间,由于扩桩的挤土效应诱发了正在进行粉刷施工中的大楼突发不均匀沉降,向东北侧倾斜< /SPAN>470mm,大楼东北角及北面土体开裂。险情发生后,建设方非常重视,12月4日、11日先后两次根据沉降情况请专家进行了论证。12月4日至22日,根据专家意见进行了紧急抢险。先后采用倾斜方向减载与对应方向加载、筏 基底部注浆、增加锚杆静压桩等措施,倾斜曾一度得到局部调整。12月21日晚,大楼突然转向西北角倾斜,倾斜速度加快,22日凌晨倾斜率达2.421%,最大沉降速率达17mm/h。26日建筑物整体倾斜5.1%,上端水平位移2884mm,重心偏移1442mm,如图4-5所示。
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图4-5 控爆前住宅楼倾斜图
考虑到纠偏和彻底清除质量隐患难度以及社会影响,建设单位本着安全第一、质量第一的原则,主动要求并报经市政府同意,于1995年12月26日上午十时实施了定向爆破减层 拆除(如图4-6所示),大楼六层至十八层报废,造成直接经济损失711万元(其中含由于控爆使五层部分坍塌的损失),按建设部《建设工程重大事故报告和调查程序规定》(建设部3号令),属于一级重大事故。

图4-6 住宅楼定向爆破图
2. 紧急处理措施
12月3日险情发生时,建筑物倾斜达470mm,不均匀沉降达260mm,沉降速率为5.1mm/h。12月4日、5日1#~8#点(图4-7)的沉降情况见表4-4。
表4-4 沉降观测情况表
|
日期 |
描述指标 |
1# < /TD>
|
2# < /TD>
|
3# < /TD>
|
4# < /TD>
|
5# < /TD>
|
6# < /TD>
|
7# < /TD>
|
8# < /TD> |
|
12.04 |
日沉降量/mm |
45.53 |
60.72 |
69.91 |
68.19 |
94.51 |
14.64 |
14.21 |
9.89 |
|
平均沉降量/(mm/h) |
1.90 |
2.53 |
2.91 |
2.84 |
3.94 |
0.61 |
0.59 |
0.41 |
|
12.05 |
日沉降量/mm |
19.85 |
20.45 |
31.59 |
37.80 |
21.29 |
12.02 |
-6.40 |
0.20 |
|
平均沉降量/(mm/h) |
0.83 |
0.85 |
1.32 |
1.58 |
0.89 |
0.50 |
-0.27 |
0.01 |

由于沉降速率过大,建筑物处于危险状态,确定了“ 必须及时采取有效的措施稳定沉降,并依据信息法施工,待建筑物沉降稳定后再考虑纠偏”的处理思路。
