武汉市建筑工程质量监督站

稳定沉降采取的主要处理措施有：

（1）卸载。即对于沉降较大一侧采取卸除伸出墙外地下室底板上的全部填土，卸载总重量达5000kN。

（2）注浆固化土体。即在建筑物倾斜一侧底板以下、细砂持力层以上的软弱土层实施注入水泥浆与水玻璃的方式进行固化软弱土层。当注浆机注入水泥27 000kg后，注浆部位沉降速率加大，其中3^#点达2.88mm/h，鉴于此情况停止了注浆。

（3）锚杆静压桩加固。即在沉降量较大的一侧底板边沿增加29根锚杆静压桩，与底板连接以阻止建筑物下沉。在原预留的锚杆静压桩孔部位，沿建筑物沉降量大的三方施工锚杆静压桩。

（4）压载。根据观测数据及底板受力状况，在沉降量小的一侧实施加载，以减缓建筑物倾斜，在7^#~8^#点部位共压载5030kN。

以上五条措施的实施对于控制建筑物险情、稳定沉降并未起到太明显作用（仅第3条措施有一定作用），从各种测量的数据显示，建筑物仍处于危急状态。紧接着采取的处理措施与思路为：

（1）鉴于地下室底板承台边的锚杆静压桩的实施对稳定建筑物沉降及水平位移产生了一定的作用，继续实施锚杆静压桩。

（2）为迫使8^#点的沉降，以调整建筑物的倾斜，在8^#点附近利用预留的锚杆孔，用高压旋喷切割此范围的土体，排出泥浆，严格控制水压，不喷浆，以释放土体应力（此措施到最后也未得到实施），同时在8^#点承台外挖井抽水。实际表明，抽水后加速了8^#、7^#点的沉降，对制止大楼的倾斜产生了一定作用。

（3）12月17日，建筑物的位移以20mm/d的速率在继续，倾斜量继续在增加，根据险情的发展，为确保建筑物的安全，抢险技术处理重点调整为纠偏与防止建筑物倾覆，并确定了采取深层应力释放法纠偏：即用高压旋喷冲水切割土体工艺，掏出地下22~23m已液化的粉细砂层和10~12m流塑状淤泥，迫使基底夯扩桩沉降；确定了采取侧封的措施稳定滑移，即采用大直径钻孔灌注桩实施侧封。鉴于3^#、4^#、5^#、6^#点沉降显著加速，为阻止沉降，考虑了加钢管桩及钢梁支挡。

险情发生后至12月21日，对事故所采取的紧急措施，其实施速度明显跟不上险情的发展速度，险情未能得到控制。经过慎重分析认为，该大楼的险情已发展到危险阶段，为确保周围居民安全和社会稳定，彻底根除质量隐患，作出了对该建筑物实施控制爆破的决定。

该工程的抢险工作随着控爆决定亦随之全部停止。

四、事故原因分析

质量事故发生后，专家们首先从工程地质勘察报告和施工设计图作了初步分析和验算，认为工程地质勘察报告基本上反映了场地地基的工程地质条件，可以满足设计需要。

桩承载力、沉降、建筑物倾覆验算结果符合相关规范的要求。

经过严密细致的调查，从工程建设过程的顺序分析，造成这次重大事故的原因有如下几个方面。

1. 夯扩桩不是优选桩型

该场区超深厚淤泥地质条件下，18层点式高层建筑的基础选择夯扩桩基础“不是优选桩型”，但“桩基选型并未构成原则错误”。1994年10月，设计单位根据勘察资料提供的地质条件：该地层流塑淤泥厚达8~15m，含水率最高78.1%，平均含水率54.3%，决定采用钻孔灌注桩基础。后来建设单位为了节约工程投资，竭力推荐夯扩桩。1994年12月3日，建设单位代表向设计单位提供了两份夯扩桩施工方案及试桩报告。同年12月6日，设计单位迁就了建设单位的要求，决定选用夯扩桩，从而忽略地质资料《详勘》所反映的：作为持力层的该层层面在局部地段有较大的起伏，及《补勘》分析：第②层淤泥含水率最高78.1%，其相当部分的物理力学指标平均值比武汉市（汉口）淤泥、淤泥质土主要物理力举指标统计表中上层淤泥的最不利值更差，说明②层淤泥的性质是在汉口地区较为特殊、状态甚差的一种土层。因此，设计选择夯扩桩基础有以下缺陷：

（1）夯扩桩是一种挤土型桩，在超厚淤泥地层中施工，打入如此巨量、密集的群桩，必然会产生后打入桩对先打入的已达初凝的邻桩的挤压，影响基桩质量。

（2）夯扩桩的桩端进入持力层④_-1层粉细砂内的深度较浅。以桩长20.5m推算，比较大的范围扩大头入持力层的深度尚不足1.0m，不利于抗水平推力，加上桩周淤泥水平抗力很小，不利于桩基的稳定。一旦由于外部因素影响而使群桩承受较大水平推力，桩上下端趋于铰接状态的潜在威胁很大。设计方虽然同意采用夯扩桩基础，但同时设计了394根砂桩，以改良地基条件，并在1995年1月8日的施工图说明上明确交代：先施工砂桩，砂桩采用干混凝土止淤泥沉管方式使用粗砂灌入，拔管速度严格控制在1.5m/min，混凝土强度等级C25，但建设单位为节约投资，以砂桩打不下去为由，取消了砂桩。

严格地讲，针对场地淤泥的情况，设计应充分考虑施工方案（如开挖方式、施工机具、挖土顺序、土体侧移等）对桩的影响。设计文件对这些问题没有提出要求。

因此，在该场地选择夯扩桩基础，虽然不是这次事故的根本原因，但设计没有严格按照《武汉市夯扩桩设计施工技术规定》（WBJ1-10-93）总则第1.0.2条：“夯扩桩的设计与施工应因地制宜，综合考虑地基土的性质与分布情况、地下水、场地与环境条件、施工设备性能、建筑物结构类型与荷载等因素，做到精心设计、精心施工”的规定进行设计，桩型的选择设计存在先天不足，又取消了砂桩，设计未考虑淤泥场地条件下施工因素的影响。

2. 基坑支护方案不能满足开挖要求

该工程地质勘察报告中强调指出：“基坑开挖时应采取坑壁支护及坑底补强措施”，并列出了坑壁支护设计所需要的有关参数表。建设单位虽然曾委托有关设计单位设计过基坑开挖5m的支护方案，原设计为9排粉喷桩重力式挡土墙，设计单位经过稳定和变形计算难以通过，而未出任何正式施工图。但是，建设单位为了节省投资，自行决定在基坑南侧和东南段打5排粉喷桩，在基坑西端打2排粉喷桩，其余采用天然放坡处理，基坑未形成完全封闭。这样基坑开挖后，边坡产生滑移，出现险情。专家分析认为：基坑方案存在严重缺陷，造成工程桩大量歪斜，这是桩基整体失稳的重要原因。

另一方面，前期打桩的II区必须挖深至5m和5m以上方能接桩，如此单薄的基坑支护结构以及不合理的砖墙分格支护接桩的方案是难以抵御土压力的。另外，开挖方案未能严格规定必须在工程桩全部施工完并已达到养护龄期28天后才能开挖这一时间要求。基坑支护方案及接桩方案存在严重缺陷，这是造成桩基整体失稳的重要原因。

3. 基坑开挖未按方案实施

基坑开挖未按方案实施，造成工程桩大量倾斜，并形成了部分Ⅲ类桩。在地基土十分软弱，又无封闭支护措施的情况下，施工单位未按基坑开挖方案中规定：“先在基坑内普遍机械挖深2.5m（或3m），再在深坑区跳格开挖接桩的要求施工”。并且在该方案的实施过程中，部分工程桩尚未完成，有少量桩还在施工，挤土和振动作用都没有停止，相当数量的工程桩混凝土养护期不能满足施工规范要求，因抢工期就开始开挖。砖墙分格小区跳挖施工方案未能实现，而代之以碎石包挡土，且整条一次挖深5m，整个东边接桩区内形成约5m高的台阶，因II区开挖较深，使大部分工程桩都呈现有倾向性的向东

（偏北）的倾斜位移。在施工过程中，工程桩还受到重型机械的碾压和铲斗的碰撞，形成断桩。建设单位曾向施工单位提出停止使用机械、改用人工取土的要求，但事实上施工单位仍然使用机械挖土，给桩基的稳定和质量带来严重冲击。

由此可见，实际开挖施工的不当是导致基桩大量定向偏位倾斜的主要原因。

图4-8　接桩方案示意图

4. 倾斜桩上接桩

设计将地下室底板抬高2m，使先期打入的190根低桩在同一层面上必须接桩，在桩基中形成了薄弱层面。又因施工原因，造成172根桩形成倾斜桩，在倾斜桩上接桩，接桩示意图如图4-8所示，桩身形成折线，分成上、下两段荷载直线传递区。上段竖向荷载在接头处形成两个分量：一是沿下段轴向的分量，二是沿下段轴线法向的分量。后者加剧桩的倾斜程度，使桩的承载力进一步降低，这对本身就存在缺陷的桩基无疑是雪上加霜。

5. 地下室底板抬高2m

将地下室底板抬高2m，建筑物埋深达不到国家规范的规定，削弱了建筑物的整体稳定性。由于基础修改为半地下室，以致给该工程带来如下问题。

（1）该工程原设计一层地下室，桩顶高程-5.5m，由于地下室底板抬高2m，桩顶高程变为-3.5m。建设单位、施工单位从而绕过了武汉市城建委关于《武汉市高层建筑深基坑开挖管理和监督的若干规定》（武城监字[1994]164号）文的规定：“凡基坑开挖深度超过6m（含6m）或一层地下室深度的高层建筑，在开挖前，必须由建设单位和施工总包单位持基础施工许可证，到武汉市城乡建设管理委员会建设监理处办理深基坑开挖许可证。否则不得开挖，不得办理上部建筑施工许可证。”深基坑开挖，必须先经论证再开挖，以保证基坑和周边安全的规定。由于未经论证就开挖，致使基坑开挖后带来诸多缺陷。

（2）建筑物达不到国家行业标准《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》（JGJ3-91）要求的最小埋深1/15的规定，实际埋深为3/56.6=1/18.9<1/15，不能满足地基变形和稳定要求的最小埋深。

6. 桩基用材部分不合格

1995年4月中旬，基坑在高桩区开挖过程中，引起两根桩桩身上部断裂，其中一根桩6f16钢筋脆裂断2根，另一根桩6f16钢筋断1根。施工单位随即进行了送检，送检结论为：“该试样屈服点不明显，伸长率不合格，并且脆性断裂，请送双倍试样复检 ”。然而施工单位负责人对钢筋脆断没有引起警惕，而认为几百根桩出现此现象，属个别现象，故未做继续处理意见，也没有向上级部门和相关单位反映，以致这一桩基的不利因素搁置下来，没有引起重视。

经进一步的调查，该桩基工程使用的钢材分别从3个供应点先后5次进货，仅有一份钢材材质合格证复印件，其余4次查不到合格证，而施工单位仅对第一次进货进行了抽样送检（结论为合格），对其余4次进货均未抽样送检。因而，桩基用材混入了部分不合格钢筋，使桩基留下了不利因素。

专家分析认为：根据国家标准《建筑安装工程质量检验评定统一标准》（GBJ300-88），建筑工程所用钢筋必须具有钢材出厂合格证及抽样检验合格报告单后，才能投入使用。而本工程由于把关不严，五批钢筋中仅有一批具有合格证（复印件）和抽样检验合格报告单，其余四批既无合格证，又无抽样检验报告单，直接违背了上述国家标准的规定。事故发生后，对桩基中所用钢筋进行了抽样送检，检验结果表明所用f16热轧钢筋机械性能明显不符合《钢筋混凝土用钢筋》（GB 13013-91）的标准要求，检验证明该工程桩基中确实使用了不符合国标规定的钢筋。

一般来讲，本工程夯扩桩基础在设计中主要承受竖向（轴向）荷载，其桩的配筋主要是为了满足构造要求。该工程在正常情况下使用部分屈服点和伸长率两项指标不符合要求的钢筋，对桩的竖向承载力不会构成大的影响，因此，它也并非构成大楼倾斜事故的主要原因。但是，在工程发生质量事故过程中，在大量歪桩正接、桩受力条件复杂化的情况下，部分桩身钢筋材质不合格，还是不利因素之一。

7. 桩偏位和III类桩处理存在重大失误

4月中旬，基坑开挖完毕，发现有172根工程桩倾斜。施工单位拿出增加160根静压锚杆桩的加固方案，但方案实施需要2个月时间。建设单位担心延误工期，邀请两位专家到现场进行咨询。此时，基础已浇筑至混凝土垫层，专家无法看清歪斜隐蔽工程，听了建设方介绍情况，在对歪桩不完全清楚的情况下提出了咨询意见。经过现场咨询，建设单位形成《B栋工程桩偏位处理意见》：

（1）沿底板四周预留350mm´350mm的洞口40个，以备出现不均匀沉降时采取加强措施。

（2）0.00以上采取信息法施工，每层做沉降观测。

（3）请设计院考虑对该工程上部结构采取减载措施。其后设计单位也据此提供了将剪力墙由250mm修改为200mm的补充设计图纸。《B栋工程桩偏位处理意见》是一个很不完备、缺乏针对性的处理意见，在后来的实施中除剪力墙作了减载处理、预留了部分洞口外，其他并未实施。对于这样的质量隐患，本应按国家行业《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》（JGJ 3-91）的规定，由设计、勘察、施工单位共同研究，形成处理意见，但是作为咨询意见的《B栋工程桩偏位处理意见》事实上替代了通过建筑管理程序形成的处理方案。

1995年4月25日，建设单位在现场组织桩基验收，武汉市建筑工程质量监督站原江北分站质监员到现场参加桩基验收。此时，基坑内已浇筑了混凝土垫层，部分底板钢筋已绑扎，无法看到桩基的隐蔽情况。质监员在查看了《B栋工程桩偏位处理意见》和《关于Ⅲ类桩处理的工程联系备忘录》后，认为已作处理，同时也未收到过建设方、施工方有关桩基质量隐患的报告，未考虑对桩基的隐蔽情况进一步深究，于1995年8月15日，在《桩基工程验收记录表上》作了补充资料签名，未签署任何意见。1995年8月29日，武汉市建筑工程质量监督站总工在《桩基础竣工验收证明书》上签署了“加强上部建筑沉降观测的意见”，划掉了原《桩基础竣工验收证明书》上的“合格”等级，未评定等级。

此外，建设单位代表两次冒名他人签字：冒名设计人签字同意对Ⅲ类桩的处理，冒名上部施工单位负责人在桩基竣工图上签字，使质量隐患未能及时暴露，掩盖了质量隐患并使其过关。

专家分析认为：在大批工程桩已出现偏位、倾斜并出现较大比例Ⅱ类和Ⅲ类桩的情况下，未经论证研究，不做补强处理，继续上部结构的施工是错误的。

8. 基坑回填土未按规范和结构设计总说明回填夯实

专家分析认为：回填土是用杂填土随意堆积，更没有分层夯实，降低了基础的侧向抗力，不利于建筑物的稳定。

综上所述，这次事故的原因是桩基整体失稳，失稳的原因是大量工程桩偏斜，偏斜的原因是多种因素综合影响所造成的。

五、经验与教训

桥苑新村B栋住宅楼事故绝非偶然。由于严重违反国家工程建设的有关规范规定，违背科学规律，设计、建设、施工的有关工程技术人员在技术管理上严重失职，甚至个别环节上弄虚作假，掩盖了重大质量隐患。由于建设单位急于求成，质量监督执法不严，多种缺陷汇集叠加一起，造成多种错误，致使该工程桩基整体失稳。这是一起多因一果造成的重大质量事故，也是一起技术责任事故。

1. 应该汲取的教训

这次事故的发生，教训极其深刻，痛定思痛，应认真分析反省，汲取以下几点教训。

（1）这次重大质量事故，用沉痛的代价进一步唤起我们的质量意识，要把建设工程质量放在首要的位置来抓，开发建设、勘察设计、工程施工、行业管理都要视质量为生命线。特别是住宅质量，事关人民群众的安危，事关社会的稳定，事关设计、施工、开发单位的前途命运。要强化全面质量管理和全过程质量管理，尤其要强化三级质量管理，在管理力度、监督广度、处罚强度上采取严厉措施遏制质量事故。

（2）这次重大质量事故表明了我们的建筑市场、勘察设计市场要加强法制法规建设，要进一步加强和完善地方性法规，包括勘察、设计、施工、质监、监理、武汉地区特殊地质条件限制桩型的规定，用法规的完备来规范建筑市场、勘察设计市场行为。

（3）这次重大质量事故主要是高层建筑深基础质量问题引发的，警示我们对高层建筑深基坑开挖要持特别审慎的态度。这次事故的教训在于，在特殊复杂的地质条件下，对兴建高层建筑的一些高难技术问题没有慎之又慎，存有侥幸的心理。

（4）在这次重大质量事故中，出现了多个环节质量检查不严，工作不到位。酿成恶果的事实教育我们，在工程实施的全过程中，要做好工程的质量、进度、投资三大控制，变质量的宏观管理为微观监理，把建设监理贯穿建设的全过程，把质量隐患消灭在萌芽状态。

（5）这次重大质量事故也反映出我们有些设计施工人员素质不高，不能适应武汉建设发展的需要，因此所有工程技术人员和管理人员必须不断提高自己的业务素质，增强敬业精神，增强工作责任感，以自己勤奋的工作，严谨求实的态度，坚持原则一丝不苟的精神，向人民提供更多的优质、安全、廉价的工程。

2. 需要修订的相关规范

《武汉市夯扩桩设计施工技术规定》（WBJ 1-10-93）自1993年颁布执行以来，对武汉地区夯扩桩的推广应用和设计施工技术质量管理发挥了重要作用。但由于历史的和认识的局限，其内容有些不完善、不严密的地方，结合这次重大质量事故，武汉市建委于1996年组织有关专家对《武汉市夯扩桩设计施工技术规定》（WBJ 1-10-93）进行了修订，1997年8月5日颁布了《武汉市夯扩桩设计施工技术规定》（WBJ 8-97）。新的规定在以下方面进行补充、完善。

（1）完善岩土工程勘察要求，要求选用一种或几种原位测试方法综合评价场地的岩土工程条件，对高承载力夯扩桩加密勘探点。

（2）规定夯扩桩的适用条件。单杭极限承载力不应大于4000kN，当极限承载力大于2000kN时，属高承载力桩，应采取相应措施；夯扩桩成桩深度不宜大于20m，当桩周土条件较好或经过专题论证，其成桩深度可适当加深；深厚淤泥场地采用夯扩桩时应慎重对待，尤其不宜采用大片密集夯扩桩；选用夯扩桩时，应考虑施工过程中产生的振动、噪音及挤土问题对周边环境的影响。

（3）规定了桩中心距不小于3.5倍桩身直径，当穿越饱和软土或采用密集型布桩时不小于4倍桩身直径，减少挤土效应的影响。

（4）桩周软土因自重固结、场地填土、大面积堆载、降低地下水位等原因而产生的沉降大于桩的沉降时，应考虑桩侧负摩擦力对基桩承载力的影响。

（5）对需要抗震设防的桩基，其承台周围回填土应采用素土或灰土、级配砂石分层夯实，或原坑浇灌混凝土承台，当承台周围为可液化土或承载力标准值小于80kPa的软土时，宜将承台处一定范围的土进行加固；为提高桩基的水平抗力，可以考虑采用加强刚性地坪，加大承台埋置深度，在承台底面铺碎石垫层或设置防滑趾，在承台之间设置联系梁等措施。

（6）补充完善了施工措施，确保施工质量。