商 波，郝 鵬，黃昌琴，李有元，楊志剛

（1.云南建投第一勘察設計有限公司，云南 昆明 650102；2.云南昊昇工程檢測技術有限公司，云南 昆明 650102；3.云南省建筑科學研究院，云南 昆明 650223）

0 引言

樁基礎具有承載力高、穩(wěn)定性好、沉降量小且均勻、便于機械化施工、適應性強等特點，一般適用于地基土質(zhì)差或軟硬不均，不能滿足上部結(jié)構(gòu)對變形的要求以及地基軟弱或土性特殊，如濕陷性黃土、膨脹土等。因此，樁基礎在地基較差的多層建筑物、高層建筑物以及超高層建筑物中應用較為廣泛。

根據(jù) JGJ 94－2008《建筑樁基技術規(guī)范》［1］的規(guī)定，基樁按承載性狀可分為：摩擦型樁和端承型樁；按成樁方法分為：非擠土樁、部分擠土樁和擠土樁；按樁徑（設計直徑d）大小分為：小直徑樁（d≤250 mm）、中等直徑樁（250 m m＜d＜80 0 m m）和大直徑樁（d≥800 mm）。無論是哪種類型的樁基礎，如果施工過程中未嚴格按照規(guī)范進行施工，就可能對周邊的建筑造成影響，進而產(chǎn)生糾紛，甚至是訴訟案件。本文以工程實例為背景，就打樁施工對相鄰某教學樓的影響進行分析，并給出相關結(jié)論和建議。

1 工程概況

某住宅項目計劃在規(guī)劃場地內(nèi)建設多棟高層建筑，基礎采用打入預制管樁，樁長 25～30 m。打樁施工中，鄰近的一所幼兒園因打樁噪聲過大而無法正常上課，同時發(fā)現(xiàn)鄰近打樁施工的幼兒園教學樓地梁和樓板開裂，隨即幼兒園園方找到該項目建設單位負責人，要求停止打樁施工，并對教學樓進行安全性鑒定，以確保教學樓的安全。建設單位則認為，采用預制管樁振動很小，不可能對周邊房屋造成影響。雙方各執(zhí)一詞，并產(chǎn)生矛盾。隨即園方將這一問題反映給了當?shù)刈〗ň?，在住建局的主持下，為保證師生安全，教學樓暫停使用；同時由園方和建設單位共同委托一家省級檢測機構(gòu)對該幼兒園教學樓開裂的原因進行檢測鑒定，盡快查明教學樓開裂的原因。

經(jīng)現(xiàn)場踏勘及查閱相關工程資料得知，幼兒園教學樓主體為 4 層框架結(jié)構(gòu)，柱下混凝土獨立基礎，地基承載力特征值為 190 kPa，基礎埋深 1.75 m。后加蓋了局部第 5 層，空心磚墻，彩鋼瓦屋面，無設計圖紙和驗收等相關資料。教學樓平面圖如圖 1 所示。

圖1 教學樓平面圖

教學樓北面（北向）2 m 處有一面擋土墻，高約 5 m，擋土墻背后即為打樁工地現(xiàn)場，經(jīng)現(xiàn)場測量，最近樁位距教學樓僅有 6 m 左右。

2 補充勘察

通過查閱幼兒園地質(zhì)勘察報告發(fā)現(xiàn)，整個幼兒園場區(qū)一共布設 6 個勘探孔，其中教學樓建筑范圍內(nèi)僅布設了 1 個勘探孔（孔號 ZK06），勘察結(jié)果表明僅場地東部局部分布有含淤泥有機質(zhì)土層，而教學樓建筑區(qū)基底以下無軟弱土層。

考慮到幼兒園建筑場區(qū)地下巖土層分布較為復雜，且前期勘察工作中，教學樓建筑區(qū)僅布設了 1 個勘探孔，勘探孔布設間距過大，不能充分查明教學樓地下巖土層的分布，無法滿足評價地基穩(wěn)定性、均勻性的要求，因此，建議對幼兒園教學樓建筑區(qū)進行地質(zhì)情況補充勘察。后委托省內(nèi)一家具備甲級資質(zhì)的勘察單位對教學樓場區(qū)進行了補勘，補勘結(jié)果顯示：幼兒園教學樓室外地面以下 1.75 m 為粉質(zhì)黏土層，該土層承載力特征值為 180 kPa；教學樓建筑場區(qū)基底下分布有粉砂層，埋深 4.40～9.00 m，在 8 度地震作用下輕微液化；教學樓建筑場區(qū)普遍分布有泥炭層，該土層埋深 6.90～11.50 m，層厚 1.30～8.40 m；泥炭層呈流塑狀，高壓縮性，屬于軟弱下臥層，在 8 度地震條件下，應考慮震陷影響。

顯然，原地勘報告對教學樓建筑場區(qū)的勘察結(jié)果與實際情況不符。

3 現(xiàn)場檢測

現(xiàn)場檢測主要包含混凝土強度檢測、變形觀測、裂縫檢測，并對地基承載力和抗震承載力進行驗算。為了確定打樁施工與教學樓開裂之間是否存在因果關系，針對本項目現(xiàn)場建立了一套動態(tài)觀測系統(tǒng)，實時監(jiān)測教學樓和擋土墻的變形情況，尤其是打樁施工時的變形情況。

3.1 混凝土強度

根據(jù)設計文件，教學樓柱、梁混凝土強度設計等級均為 C30。按照 GB/T 50344－2004《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術標準》［2］對教學樓混凝土強度進行檢測。檢測結(jié)果表明，柱的混凝土強度推定值區(qū)間為 27.9～30.2 MPa；梁的混凝土強度推定值區(qū)間為 30.4～31.8 MPa。部分柱的混凝土強度推定值不滿足設計要求。

3.2 裂縫

通過裂縫檢測，靠近擋土墻一側(cè)的地梁開裂較為嚴重，基本都出現(xiàn) 45°斜裂縫，分布在柱的兩側(cè)，呈“倒八字”形，最大裂縫寬度 0.20 mm；靠近擋土墻一側(cè)的多數(shù)樓板板角出現(xiàn)不同程度的斜裂縫，最大裂縫寬度 0.35 mm；靠近擋土墻一側(cè)的多數(shù)填充墻開裂，最大裂縫寬度 0.50 mm。開裂情況整體上可以總結(jié)為靠近擋土墻一側(cè)較嚴重，一層比上部結(jié)構(gòu)層嚴重。地梁開裂如圖 2 所示。

圖2 地梁開裂

3.3 變形觀測

3.3.1 靜態(tài)觀測

根據(jù) JGJ 8－2016《建筑變形測量規(guī)范》［3］的規(guī)定，結(jié)合實際情況，對幼兒園教學樓布設沉降觀測點，定期進行沉降觀測。

結(jié)果表明，最后 1 0 0 d 的最大沉降速率為0.16 mm/d。文獻［3］規(guī)定：建筑沉降達到穩(wěn)定狀態(tài)可由沉降量與時間關系曲線判斷。當最后 100 d 的最大沉降速率＜ 0.01～0.04 mm/d 時，可認為已達到穩(wěn)定狀態(tài)。顯然，教學樓沉降變形尚未穩(wěn)定。

3.3.2 動態(tài)觀測

根據(jù)教學樓受損情況，靠近擋土墻一側(cè)開裂比較嚴重，因此在教學樓擋土墻一側(cè)（即 H 軸）布設動態(tài)變形觀測系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由靜力水準儀、位移計、發(fā)射器組成，可實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時采集和遠程傳輸，檢測人員可以通過手機實時查看監(jiān)測數(shù)據(jù)。在教學樓和擋土墻之間布設了 3 個水平相對位移監(jiān)測點；在教學樓 H 軸布設了 2 個豎向位移監(jiān)測點。動態(tài)監(jiān)測點平面布置如圖 3 所示，圖中 wy1、wy2 和 wy3 表示水平相對位移監(jiān)測點，1 # 和 2 # 表示豎向位移監(jiān)測點。相對水平位移監(jiān)測點現(xiàn)場布置如圖 4 所示；豎向位移監(jiān)測點現(xiàn)場布置如圖 5 所示。

圖3 動態(tài)監(jiān)測點平面布置圖（單位：mm）

圖4 相對水平位移監(jiān)測點現(xiàn)場布置

圖5 豎向位移監(jiān)測點現(xiàn)場布置

限于篇幅，本文僅列舉部分數(shù)據(jù)進行分析說明。

1）9 月 24 日，施工方在幼兒園教學樓背后地塊開始打樁施工，典型時段監(jiān)測數(shù)據(jù)如表 1 所示。

打樁施工當天的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，上午 8∶00－下午14∶30，幼兒園教學樓基礎整體向上回彈，2 # 點回彈達 3.77 mm，且 2# 點明顯較 1# 點嚴重，差值達 2.68 mm；wy3 點水平相對位移達 6.95 mm，呈現(xiàn) wy3 處擋土墻向教學樓傾斜，而 wy1 點處水平相對位移比較小。

表1 9 月 24 日典型時段監(jiān)測數(shù)據(jù)

下午 14∶30 以后，施工方停止打樁施工，下午 14∶30－下午 17∶00，變形速率明顯減緩。至晚上 22∶00，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示變形基本沒有繼續(xù)發(fā)展，且部分變形變小。

2）10 月 16 日，施工方再次進行打樁施工，實時監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，教學樓基礎有不同程度的升降，2# 點豎向位移最大變化量為 1.52 mm，1 # 點豎向位移最大變化量為 1.09 mm；水平相對位移均較小。典型時段監(jiān)測數(shù)據(jù)如表 2 所示。

表2 10 月 16 日典型時段監(jiān)測數(shù)據(jù)

從實時監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，上午 11∶18－下午 17∶28， 幼兒園教學樓基礎整體向上回彈，1 # 點回彈 1.09 mm，2 # 點回彈了 1.52 mm；三個水平位移監(jiān)測點，wy 1 點水平位移變化為 0.16 mm，wy 2 點水平相對位移為 0.97 mm，wy 3 點水平相對位移達 3.71 mm，wy 2 處和 wy 3 處擋土墻向教學樓偏移。

綜上，動態(tài)監(jiān)測結(jié)果表明，打樁施工時，教學樓變形增長較為明顯；而停止打樁時段，數(shù)據(jù)變化很小，有些甚至無變化。

3.4 地基承載力驗算

根據(jù)教學樓場區(qū)補勘報告等資料，按照GB 50007－2001《建筑地基基礎設計規(guī)范》［4］進行地基承載力驗算，驗算結(jié)果如表 3 所示。

表3 地基承載力驗算結(jié)果

文獻［4］規(guī)定，基礎底面的壓力，應符合pk≤fa。顯然，教學樓基礎底面地基承載力不滿足規(guī)范要求。

3.5 抗震承載力驗算

根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果，基于現(xiàn)狀對教學樓進行結(jié)構(gòu)抗震承載力復核驗算。根據(jù) GB 50011－2010《建筑抗震設計規(guī)范》（2016 年版）［5］，教學樓所處區(qū)域為抗震設防烈度 8 度，設計基本地震加速度值為 0.20 g，第三組，場地土類別按 Ⅱ 類，建筑結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為 1.0。模型驗算參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場材料強度檢測結(jié)果進行取值。經(jīng)結(jié)構(gòu)計算和構(gòu)件復核驗算，結(jié)果如下。

1）梁。沿 H 軸、1 軸共抽取兩榀框架，對梁構(gòu)件截面抗震承載力進行復核。地圈梁驗算結(jié)果抗力與效應之比＞ 1.0；一層梁驗算結(jié)果抗力與效應之比最小值為 0.76；二層梁驗算結(jié)果抗力與效應之比最小值為 0.63；三層梁驗算結(jié)果抗力與效應之比最小值為 0.70；四層梁驗算結(jié)果抗力與效應之比最小值為 0.59。

2）柱。經(jīng)計算，第三層 6/G 柱和 11/G 柱的軸壓比為 0.81，超出規(guī)范允許值。

4 原因分析

根據(jù)補勘報告、現(xiàn)場檢測結(jié)果及相關工程資料，就教學樓出現(xiàn)開裂等損害進行原因分析。

1）原地勘報告有誤。設計文件顯示，教學樓基礎采用柱下鋼筋混凝土基礎，基底埋深為 1.75 m，地基承載力特征值為 190 kPa，但補勘報告結(jié)果表明，該教學樓地基承載力特征值僅 180 kPa，未達到設計要求，導致地基承載力不足。

2）擅自加層。未經(jīng)相關部門和設計單位的允許，園方擅自將原設計為 4 層的建筑物增加到局部 5 層，荷載增加，導致部分構(gòu)件抗震承載力不滿足規(guī)范要求。

3）打樁順序不當。文獻［1］明確規(guī)定了混凝土預制樁錘擊沉樁的順序為：對于密集樁群，自中間向兩個方向或四周對稱施打；當一側(cè)毗鄰建筑物時，由毗鄰建筑物處向另一方向施打。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，為趕進度，施工方打樁順序為沿施工場地邊緣，從遠離幼兒園教學樓一側(cè)向教學樓方向順序施打，這顯然違反了規(guī)范的規(guī)定。同時，采用打入式預制管樁進行基礎施工，施工過程中會產(chǎn)生一定的振動和擠土作用。一方面會在透水性能較差的粉砂、粉土層中引起較高的超靜孔隙水壓力，土體有效應力降低，地基土承載力下降；另一方面，會使流塑狀的泥炭土層發(fā)生側(cè)向流動。加之打樁順序不當，從而導致相鄰幼兒園教學樓地基出現(xiàn)不均勻變形、地圈梁在支座處出現(xiàn)“倒八字”形剪切裂縫等異常。動態(tài)監(jiān)測結(jié)果也說明了這一點。

綜上，幼兒園教學樓在原地勘報告有誤導致地基承載力不足、擅自加層導致抗震承載力不足以及打樁施工不當?shù)染C合因素的影響下，出現(xiàn)開裂、變形等異常。

5 結(jié)語

1）教學樓出現(xiàn)開裂、變形的原因為教學樓自身存在地基承載力不足、抗震承載力不足以及打樁施工不當。

2）嚴格按照國家規(guī)范及設計文件進行打樁施工是保證周邊建筑物安全的重要前提之一，切勿為了趕工期，盲目進行打樁施工。

3）在打樁施工前，建議委托第三方檢測單位對周邊房屋進行證據(jù)保全，以便可以較為全面地了解周邊房屋的安全現(xiàn)狀，做到心中有數(shù)，必要時應會同相關單位調(diào)整施工方案，以確保周邊建筑物及人員的安全。