某工程垃圾桩处理地基的事故分析

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【摘要】 作为加固地基处理的方式之一，近年垃圾桩法被广泛应用于建筑工程施工的地基处理中。通过对垃圾桩法处理地基的事故实例分析，为设计及施工人员更好的应用此法处理地基提供借鉴。

【关键词】地基柱锤冲扩桩法

0 引言

柱锤冲扩桩俗称“垃圾桩”。作为加固地基处理的方式之一，由于具有下落撞击能量高，形成桩体速度快、工程效果明显、桩体填料可就地取材、项目费用低等优点，近年垃圾桩被广泛应用于建筑工程施工的地基处理中。但由于个别设计人员和施工队伍对此方法处理地基存在一定的误区，认为能处理一切软弱地基，未能分清其适用范围，导致发生重大的工程质量事故，造成巨大的经济损失。

1概况

1.1工程概况

某在建A工程，已施工至四层（设计为五层砖混结构，另带储藏室和阁楼），由于夜降暴雨，工程四周积水严重，雨水大量浸入地下，相关单位对工程进行沉降观测，发现东西两端沉降不均匀，沉降量逐渐变大，出现地基不均匀沉降裂缝并逐渐变宽现象，为安全起见，该楼拆除。经济损失巨大。

另该楼主体结构在暴雨前未见异常。

1.2工程地质及水文地质

工程建设场地存在一个多年水坑，面积30余亩，地势低洼，雨水汇集，因工程建设需要，对水坑已进行回填。根据规划总平面图，该工程基本座落在坑内。根据岩土工程勘察报告，本工程场地土层为第四纪全新统沉积物，勘察深度范围内主要为杂填土、粉土、粘性土、粉砂。其中杂填土大部分为短期内堆填（2个月左右），土层未固结完毕，成分为建筑垃圾及生活垃圾占40%左右，其余为粘性土及粉土，结构松散，土质不均，层面坡度较大。场区普遍分布，且厚度变化很大。杂填土厚度在0.8~7.5m，地下水位在18.0m左右，工程基底标高位于杂填土，杂填土采用柱锤冲扩法进行处理。

1.3 工程地基设计及静载荷试验

工程采用柱锤冲扩桩加固杂填土，即采用柱锤冲扩桩复合地基。依据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002，柱锤冲扩桩法适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基，处理深度不宜超过6m。工程设计柱锤冲扩桩采用梅花型布置，行间距1000mm,桩间距2000mm，冲扩桩直径不小于500mm，填充料为建筑垃圾，处理后地基承载力不小于140kPa。经单桩复合地基承载力静载荷检测，工程所检测点的单桩复合地基承载力能达到设计要求。

2 现场检测

2.1桩体现场开挖

对一处地基进行了现场开挖。从基础底部计算，挖至3.5米深处，未挖到杂填土底。基础底部至桩底有效长度为2.5m左右，桩体成形为上大下小，桩中部直径800mm，桩端部直径590mm。

另一处地基现场开挖。从基础底部计算，挖至6.3米深处，见到有黑色淤泥并附有较多植物根系，说明已挖到杂填土底。

基础底部至桩底有效长度为3.0m左右，桩体成形为上大下小。桩端距离杂填土底2.0m。

根据桩体现场开挖情况，考虑到自然地坪及基底标高，结合岩土工程勘察报告对杂填土厚度勘察结果，工程柱锤冲扩桩未能将所有深度范围内的杂填土进行加固处理，估计未处理的杂填土厚度在1.8~3.5m左右。

2.2 杂填土湿陷性现场勘测

经现场调查发现，场地周围存在明显的地表水集中下灌现象，地面有明显沉陷下折现象，下陷量多在100~300mm范围内。

检测时正值下雨。上午下雨，下午见到地面出现新的沉降下折现象，最大裂缝宽度达到8mm。

通过以上现场对地裂缝及地面沉陷下折的现场勘测分析，结合以上对坑回填土工程性质分析，即杂填土为短期回填，回填时间为2个月左右，结构松散，土质不均，普遍分布，且厚度变化很大，具有较强的湿陷性。

半个月后重新现场勘察，地面沉陷量又有巨大增加，最大沉陷量500mm。

3 原因分析

3.1柱锤冲扩桩法处理地基机理

柱锤冲扩桩法是通过自行式起重机或其他专用设备，将柱锤（直径300～500mm、长度2～6m、质量1～8t、长径比L/d=7～12）提升到距地基5～10m高度后下落，在地基土中冲击成孔，并重复冲击到设计深度，在孔内分层填料、分层夯实形成桩体，同时对桩间土进行挤密，形成复合地基。在桩顶部可设置200～300mm厚砂石垫层。

在柱锤冲扩成孔及成桩过程中，通过对原状土的动力挤密，强力夯实、动力固结、充填置换（包括桩身及挤入桩间土的骨料）、生石灰的水化和胶凝等作用，使软弱地基土得到加固。

3.2 原因分析

1. 两楼主体结构在暴雨前未见异常。

2. 工程基本座落在坑内。坑内回填土大部分为短期内堆填（2个月左右），结构松散，土质不均，普遍分布，两楼回填土厚度变化很大，在0.8~7.5m左右。

3. 地基处理方法采用柱锤冲扩桩法加固回填土，地基采用的柱锤冲扩桩未能将所有深度范围内的杂填土进行加固处理，估计未处理的杂填土厚度在1.8~3.5m左右，原坑底局部存在软弱土层也应得到加固处理。柱锤冲扩桩法加固回填土深度不够。

4. 工程回填土具有较强的湿陷性。湿陷性填土是一种特殊性土，具有一般性填土性质，如结构疏松、欠压密、不均匀、物理力学性能较差以外，还具有大孔隙、堆填时间短，除正常荷载作用下的沉降外，还存在自重压力沉降及湿陷变形特点。

综合以上分析，工程基本位于蝎子坑内，回填土厚度变化较大，一般为0.8~7.5m，采用柱锤冲扩桩法加固回填土，未能将所有深度范围内的杂填土进行加固处理，柱锤冲扩桩法加固回填土深度不够。由于回填土具有较强的湿陷性，湿陷性填土地基遇水湿陷，产生较大附加沉降量，从而导致地基的不均匀沉降发生。

4处理建议

1. 坑内建筑物基础建议采用桩基础。设计时应考虑回填土沉降引起的桩侧负摩阻力。

2. 建议在该场地采取地表水、雨水截、排水措施，防止地表水大量下渗加大建筑垃圾和生活垃圾湿陷沉降。