高层建筑地质灾害的应急处置与处理

高层建筑地质灾害的应急处置与处理

陶桂华 ,张宏伟

泰兴一建建设集团有限公司   225400

[摘要]：某项目为坡地建筑。遇有百年一遇的特大暴雨后，出现了基岩开裂现象。针对现场实际情况，采取了有针对性的应急处置与后期处理方案，保证了基目的地基安全。

1、工程概况

某高层建筑位于山地区域。该工程由3栋单元建筑及地下车库组成。地下4层，地上32层。建筑面积总计约8.2万平方米。该工程西侧在大量开挖土石方后形成了坡地建筑。其西北侧设有高位水池，西侧为交通环线，有支路与山顶东侧的主干道相连。

重庆地区曾遭遇百年一遇的特大暴雨。特大暴雨导致多处山洪暴发，引发泥石流，并诱发各种地质灾害。特大暴雨暂停后，在对工程周边进行巡视时发现北侧地面出现一条自西北向东南走向的裂缝，其裂缝贯穿位于北侧的正在开挖的生化池，其裂缝宽度最宽处达127mm。同时位于项目西侧的场区道路也因位置东移和标高的降低，导致嵌岩桩的外半部分岩质边坡出现裂隙，外侧土体剥离裸露。此时项目的主体结构已施工至16层。迅速对裂隙现象作出紧急处置，防止地裂现象的进一步扩大，避免出现高层建筑基础造成位移、沉降不均等严重后果有着现实的意义。

  2、场地地质及设计概况

2.1地层岩性

场地内自上而下为：土层、基岩（中风化泥岩、砂岩）。

水文地质条件：该区域地下水贫乏，场地水文地质条件简单。素填土及粉质粘土对混凝土无腐蚀性。

2.2结构设计

基础类型：桩基础、墙下条形基础，局部筏板基础。

桩端持力层：中风化岩石。

中风化泥岩天然单轴抗压强度标准值≥4.26MPa。

中风化砂岩饱和单轴抗压强度标准值≥31.52MPa。

结构类型：车库部分为框架结构,高层部分为框剪结构。

3、应急处置方案

地基裂隙现象发生后，现场立即向有关部门进行了通报，设计、地勘、建设、监理、施工单位在接了通报后立即赶赴现场，对裂隙的走向、裂缝宽度等进行观察和测量，并立即对位于北侧的生化池基坑周边作了水泥砂浆的挡水坝处理，阻止地表水流入基坑，其地表水经临时疏通的排水沟进行外排。针对当前的情形，根据专题会议决定，迅速作出应急处置方案：

3.1 截断地表水流向，设置挡水坎，阻止地表水流入生化池基坑；

3.2生化池基坑上用彩条布搭设东高西低的有组织排水的遮雨棚，防止雨水进入基坑,其它裂缝处用彩条布遮盖；

3.3对西侧边坡处堆放料石护坡；

3.4 项目结构暂停施工。

4、地基裂隙分析

由五方责任主体等相关单位及有关专家对这起现象进行了分析，普遍认为该处原先即有未探测到的裂隙现象，地质岩层表现为东高西低，为顺向坡。地表层有0.9m左右的表土层，在连续雨天后，地表层已呈饱和状态，裂隙中已含水。在西侧的土体开挖后，土体边坡在土压力作用下即有外倾可能，在特大暴雨的冲刷下，导致裂隙加大的现象发生，影响边坡的稳定性。其性质可界定为地质灾害。

5、地裂地基综合处理方案

5.1由地勘部门对裂隙深度进行测量，对高位水池周边进行地表裂隙的普查。

5.2设计部门根据地裂深度设计抗滑桩，在工程桩周边布置，顶部设600厚整板，以确保抗滑整体协调工作能力。

5.3对于部分半裸露的桩基进行保护性护坡。

5.4修改项目西侧的道路位置，将道路西移2m，西侧增设嵌岩重力式挡土墙。

5.5高位水池西侧增加锚索加固。

5.6对项目西侧的框支柱进行变形观测。

5.7地基裂缝作注浆封闭处理。

6、方案实施要点

6.1地裂深度测量

地勘部门采用超声波测量法测定地裂深度，其深度在2.35m-4.17m之间，其底标高基本与西侧的地表面标高相平，低于西侧桩基嵌岩深度约1.2m左右。

6.2抗滑桩设计及施工

6.2.1设计部门根据地裂深度及相应的底标高，并根据补勘的资料设计抗滑桩，抗滑桩共设计10根直径为1500的桩，各根抗滑桩由设计标定开挖底标高。抗滑桩间设地梁并与原基础的地梁相连。地梁面设600厚筏板，配筋为φ16＠150（双层双向）。抗滑桩的布置见附图一。

附图一  抗滑桩布置图

6.2.2人工挖孔桩工艺流程

      人工挖孔桩施工前需做好方案的专家论证，并严格按方案实施。工艺流程如下：

放线定桩位→砌筑桩护圈→开凿风化岩石→逐层下循环作业→检查验收→开挖锅底→混凝土封底→吊放钢筋笼→浇筑桩身砼（随浇随振）→桩基动测检验

a、放线定桩位：根据桩位座标测定桩位圆心，放出桩位置边线。砌筑四皮砖护圈后抹20厚1：2.5水泥砂浆，在上口形心位置线，经复核无误后开挖。

b、桩基在土层开挖时需浇筑混凝土护壁，每开挖一米高后，利用井壁设定的桩位尺寸采取吊线锤的方法，检查土壁开挖质量，符合要求后支模浇筑护壁混凝土。浇筑护壁混凝土时应考虑有100mm的搭接，从而可减少渗水的发生。

c、开凿风化岩石，每开挖一米高，用支杆检查桩孔直径及井壁圆弧度，上下应平顺，修整孔壁。

d、架设垂直运输架、按装滑轮组：用钢管搭设运输架，安装滑轮组，以粗麻绳吊桶作为提升工具。

e、安装照明、水泵：照明采用36V电源及防水罩安全灯具，安装水泵抽排地下水及雨水。桩口设护栏。

f、检查验收：成孔后，必须对桩身直径、孔底标高、桩位中线、井壁垂直度进行全面检测，达到设计要求后桩基检底，凿成锅底形后进行封底。

g、吊放钢筋：钢筋笼放入前应先绑好砂浆保护层垫块，保护层厚度为50mm。钢筋笼主筋接长采用绑扎搭接接头。钢筋直径为Φ18，每个截面接头数不超过50%，钢筋笼每隔2m设一道Φ14焊接加劲箍筋，箍筋采用螺旋箍。吊放钢筋笼时，要对准孔位，直吊扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁，钢筋放到设计位置后，应自上而下加焊定位铁，从而确保钢筋的位置正确，保护层厚度符合要求。

h、桩身混凝土强度等级为C30。混凝土坍落度150～180，初凝时间不早于6小时，终凝时间不迟于12小时。桩基全部用砼输送泵浇筑，软管伸入桩身内。砼分层振捣密实，分层高度不宜大于0.5m，桩身混凝土第一次浇至较低的地梁底，地梁与筏板一次性浇筑完成。

地梁及筏板按常规方法施工。

6.3裸露桩的处理

已裸露的一根桩基处理方法是在桩基外侧加设3根嵌岩桩，附加桩与工程桩之间用桩梁连接，工程桩外露部分附加600厚钢筋混凝土暗梁和板保护。裸桩的处理祥见附图二。

施工要点：首先按设计图示位置开挖好附加桩孔，现场标定出桩梁在工程桩的锚固位置，用植筋的方法固定受力纵筋后先浇筑附加桩的混凝土。附加弧形暗梁钢筋绑扎前，同样用植筋方法固定连接钢筋，待暗梁和板筋绑扎完后再将锚固端与直锚的钢筋焊接。

附图二  裸桩处理图

6.4边桩的边坡处理

西侧道路外移2m。西侧增设底宽1800、顶宽1000，嵌岩深1000、高3000、内配φ18＠150（双层双向）、C30的钢筋混凝土重力式挡土墙。

施工时其基槽面要西高东低，嵌岩深度需满足要求，嵌岩部分采用原槽浇灌，非嵌岩部分则支模浇筑混凝土

6.5高位水池边坡处理

高位水池西侧采用6股φ16的预应力钢丝束进行加固处理，锚索长12m，由专业单位进行施工。

6.6边框支柱的变形观测

框支柱的变形观测由地勘单位实施。观测目的是监测框支柱的水平位移和沉降量。

变形观测主要采用Leica  TC2003全站仪和 TOPCON DL-101电子水准仪分别实施变形和沉降观测。点位布置如图一所示。

实施步骤：

确定基点，设混凝土桩于项目东侧57.8m处，框支柱上粘贴无棱镜感应纸，其上标定“十”字线，以“十”字中心点作为位移和沉降观测的基准点。

观测基点桩位设置时，桩顶高出地面900。其顶面作水平处理，同时埋设三角支座埋件。架设全站仪时则省去支架，减少了对中误差，提高了观测精度。

观测时间：起初一周内每天观测两次，一周以后每天观测一次，一个月后每两天一次。其观测次数视位移量适当调整。

6.7地基裂隙的处理

对裂隙采用压力灌浆法进行处理。用掺有缓凝剂（水泥用量的3％）、水灰比为1:0.5~0.6、凋度在90-120mm间的水泥砂浆进行压力灌浆。灌浆由低向高进行，低处水泥砂浆溢出后用料石压顶后逐渐上移，直至全部注满为止。

7、处理效果

观测结果表明，各框支柱在一周内的位移值普遍小于1.6mm，沉降量不大于0.9mm，一周后趋于稳定。经设计复核计算满足安全要求。

8．结束语

保证边坡的稳定是各方必须面对的现实问题，建议适当增加勘探点的布置，分析制定有效的设计方案，保证地基的安全。

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