浅谈延安新区第一小学项目挖填交界区地基不均匀沉降处理基础研究与应用

浅谈延安新区第一小学项目挖填交界区地基不均匀沉降处理基础研究与应用

张新民

中国水电建设集团十五工程局有限责任公司

摘要：延安市新区第一小学项目挖填交界区域建筑物经过进行复合桩基础地基处理后，并经对建筑物的12个月的沉降观测和数据分析，发现第一小学项目挖填方交界区及填方区建筑物基础受力沉降变化较小，未发现明显不均匀沉降，证明了复合地基基础采用灰土挤密桩、钢筋混凝土灌注桩及灰土回填相结合的处理方案在我国陕北黄土高原梁峁地区域高填方区及挖填交界区的基础处理技术及是相对比较成功的。

关键词：挖填方交界区；不均匀沉降；沉降观测；数据分析；

１、项目工程概况

延安新区第一小学项目位于陕西省延安市新区北区一期西部，项目占地68亩，主要由多层建筑5栋及局部单层地下室组成；该五栋建筑和单层地下室皆采用框架结构体系，总建筑面积31926m2。结构实用设计年限50年。建筑地基基础设计等级为丙级，本工程场地类别为Ⅱ类场地，场地设计特征周期为0.35s，拟建场地属于非自重湿陷性场地，地基湿陷等级为Ⅰ级（轻微），本工程体育场看台和东门卫室所在建筑场地类别为Ⅲ类场地，且该场地属于自重湿陷型场地，地基湿陷性等级为Ⅲ级（严重），拟建场地标准冻结深度为0.8m。

2、项目挖填方交界区及填方区工程情况

第一小学项目教学楼2-11轴、宿舍楼1-8轴、体育馆、体育场、看台及地下车库的建筑物处于挖填交界区和填方区。

2.1挖填方交界区施工情况：

挖填交界区南北分界线为山顶坡线，宽度约为20米，贯穿于整个项目场地，山体斜坡存在雨水冲刷孔洞等自然洞体，结构地形复杂。2014年5月份到2015年5月份回填形成的黄土平台，填方区的回填深度较大且原地形为坡度很大的黄土边坡，每层回填厚度控制在30cm，分60层回填至设计标高，回填平均深度超过20米，挖填后沉降量不一致。回填时清除边坡松散土质，对孔洞进行碎石回填处理，分台阶式分层回填至设计标高。而拟建建筑物处在挖填区，因此存在不均匀沉降的可能性，必须结合地基基础方案妥善处理。

2.2填方区施工情况：

拟建建筑物的部分基础位于回填区，处在原始地貌中的两山之间的山谷地带，属于分层回填上来的黄土平台，经勘察揭露其压缩性不均匀。根据地勘报告数据填土最大深度达到25.2m，回填区填方土均来源于山体开挖土质，含水量满足回填要求。回填区域山体清除种植土，杂填土，分层回填时出现倒坡时削坡处理，采用振动碾压机械每30cm碾压回填一层，按台阶分层回填压实，环刀取样全部合格。同时每回填5米深进行强夯处理，完成面进行地基承载力检测，全部合格。

以上两个区域按照《高填方地基技术规范》要求，高填方土质必须要经历两个雨季的自然沉降期，使其土体自身保持稳定性。2015年3月24日针对延安新区第一小学项目填方区和挖填交界区地基不均匀沉降专家论证会，专家根据现场勘查及研究地勘报告后，认为概该部分区域的的地基基础若按照设计院原挖方区的基础处理技术要求进行施工的话，工程质量无法满足，建议暂缓建设，若必须实施，则建议重新进行基础处理设计。

根据项目建设的需要，建设单位联系设计、地勘部门对回填区挖填交界处重新做施工勘察后，决定对填挖交界区和回填区首先进行基础进行处理后再按照原设计要求进行基础施工。即对教学楼（2-11轴）、宿舍楼（1-8轴）、地下室以及体育馆部分区域的填挖方交界区和填方区下单体相关区域下的回填土基础预先采取采取钻孔灌注桩、人工挖孔桩、灰土挤密桩技术措施处理后，再进行原设计的基础土灰回填处理。

3、填挖方交界区沉降观测及数据分析

2015年5月填挖方交界区完成基础回填，2015年5月26日开始进行钻孔灌注桩、人工挖孔桩、灰土挤密桩施工，至2015年6月11日施工完；2015年6月17日至2015年8月25日进行了教学楼（2-11轴）、宿舍楼（1-8轴）、地下室以及体育馆主体工程施工。由于该部分建筑物基础回填区域未经过自然沉降期。鉴于首次在挖填方交界区级填方区进行多种桩基础处理方案，为积累基础处理施工经验，同时确保工程质量，项目部在向勘察设计单位进行技术咨询后，组织专人对该部分建筑物布设沉降观测点和进行观测分析。根据《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）确定本项目变形测量级别为二级，高程基准点测量选用二级精度，沉降观测基准点采用延安新区已设有有基准网。通过一年的沉降观测、监控、数据分析，具体分析情况如下。

3.1沉降观测点布设

由于该部分建筑物基础回填区域未经过自然沉降期，为此，我部在确保能够全面反映建筑及地基变形特征，并顾及地质情况及建筑结构特点的前提下，对该部分建筑物布设沉降观测点，根据各栋建筑物所在区域的不同，现场共布设36各观测点，其中教学楼（2-11轴）16个，宿舍楼（1-8轴）12个、地下室以及体育馆主体8个。

3.2填挖方交界区沉降观测及数据分析：

自2015年7月14日至2016年9月6日，对该部分建筑物布设沉降观测点进行观测，建筑物沉降观测周期安排如下：

①首次观测在建筑物施工至1层时安装观测点并进行首次观测；首次观测2次，取平均值作为初始值；

②施工期间每层观测1次；

③主体封顶后每月观测1次；

经过对所设置的36个观测点，１年的来进行了660次沉降观测，沉降观测变化565次，经过对本项目各栋建筑沉降观测数据汇总分析，日平均沉降速度满足相关规范要求。根据观测数据分析证明，该部分基础受力沉降变化较小，未发现明显不均匀沉降，具体观测数据沉降变化详见附表1。

延安新区第一小学项目填方区建筑物在未达到设计规范要求的自然沉降期内对填方区及挖填交界区的地基加强处理，所采用的多种桩基础和灰土回填的的复合地基处理方案是相对比较成功的。为该地区类似工程积累更多的经验，同时也为后续该类基础处理的多层建筑物施工积累施工经验；并形成可靠、成熟具有指导性的应用成果。

5、结束语

随着城市建设的高速发展，基础挖填现象普遍存在，近几年工程建设过程中频繁出现建筑物基础不均匀沉降现象，导致出现裂缝、沉降现象，造成很大的人身财产和经济损失。如何解决地基不均匀沉降对上部结构产生的过大变形、裂缝、倾斜甚至倒塌等不利影响是工程建设和地基基础科学面临的重大问题。所以，只有在工程建设初期提前准确判识建筑物基础构造，针对基础结构形式，提前制定基础处理措施。针对已出现的地基不均匀沉降现象，认真地分析其发生的原因，并且总结归纳出防治措施，才能从根本上杜绝此类现象的发生。

参考文献

[1]《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）-中国建筑工业出版社出版

[2]《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）-中国建筑工业出版社出版

[3]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）-中国建筑工业出版社出版

[4]《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012-中国建筑工业出版社出版