0 引言
肥槽是指基础、地下室外墙与基坑支护结构内壁之间的空间，为建筑施工提供作业面。开发商为了充分利用地下空间的价值，基坑越来越深，肥槽的宽度越来越小，大大增加了基坑肥槽回填的施工难度。肥槽回填材料的选择和回填的施工质量对基础的安全、管线的正常使用、建筑物的整体稳定性都至关重要，但常常为了缩短工期和节约造价被相关单位忽视，甚至错误的认为回填土不是结构，导致许多工程事故都是由于肥槽回填质量问题引起的，造成不好的社会影响。
1 工程介绍
某建筑平面尺寸长约60m，宽约22m，地上三层，地下两层，基础埋深约13m，钢筋混凝土框架结构，基础形式为梁板式筏基，设计抗浮水位为38.00m，地下水对混凝土结构无腐蚀性。截至2020年初，该建筑物四周散水与建筑物外墙已出现明显脱开及管道变形现象，见图1。
2 沉降原因初判
散水与建筑物脱开及污水管线变形有以下几种可能的原因，需要通过现场检测及分析加以判断。
2.1 肥槽回填土质量问题
从现场照片可以看出，建筑物四周肥槽范围内的地面发生沉降，污水管也在肥槽段发生弯曲变形。判断造成散水沉降原因很有可能是肥槽回填土质量存在问题。
2.2 地下水位上升
近几年由于限制地下水开采和地下水回灌等原因，地下水位有所上升，若地下水位高于抗浮设计水位，有可能导致建筑物上浮。
2.3 气候、环境变化
由于降雨或场地排水不畅，地表水渗入肥槽，回填土含水量增大，导致肥槽部位回填土沉降。
3 肥槽回填土质量评估
3.1 肥槽内回填土性质
某建筑地下室外墙与基坑支护桩间肥槽宽度约1m，深度约13m。在建筑物四周的肥槽范围内布置8个勘察孔，由于实际钻探过程中遇到地下障碍物等因素影响，最终在建筑物四周的肥槽内共有7个有效勘察孔，其中ZK6勘察孔钻进8m深度时遇地下障碍物，其余6个勘察孔均在钻进13m深度时遇到外挑筏板后停止钻进，勘察孔平面布置图见图2。
图2 勘察孔平面布置图
按工程特性可将肥槽内回填土划分为3层：
1）①杂填土：杂色，湿，稍密~中密。主要由建筑垃圾构成，含灰渣、砖块、水泥块等，局部混少量粉质黏土、粉土，结构松散。本层厚度为0.00～13.00m。标准贯入锤击数N=5~14，平均值8；重型动力触探锤击数N63.5=8~14，平均值11。
2）①1黏质粉土–砂质粉土素填土：褐黄色，稍湿～湿，中密。夹少量灰渣、砖块等。本层厚度为0.70～9.00m。标准贯入锤击数N=2~9，平均值5。
3）①2砂质粉土素填土：褐黄色，湿，中密。含云母、氧化铁。本层厚度为3.60~6.00m。标准贯入锤击数N=2~43，平均值20。
3.2 肥槽回填土均匀性
通过勘察成果可知，肥槽回填主要以①层杂填土和①1层黏质粉土-砂质粉土素填土为主，且层底起伏较大，分布不均匀，见图3。
图3 工程地质剖面图
3.3 肥槽回填土密实性
通过3组室内击实试验确定扰动土样的最大干密度，见图4~图6。
根据3组土样的击实试验结果可知，肥槽内回填土的最大干密度为1.72~1.75g/cm3。通过现场取原状土样测得各个土样干密度，分别计算①1黏质粉土–砂质粉土素填土及①2砂质粉土素填土的压实系数，计算结果见表2。
①1黏质粉土–砂质粉土素填土压实系数为0.80~0.94，所取的13个土样中，有2个土样的压实系数达到0.94；①2砂质粉土素填土压实系数为0.85~0.94，所取3个土样中，有1个土样的压实系数达到0.94。原设计图纸《结构设计总说明》中要求：“应及时进行基础肥槽回填，待混凝土达到强度后，采用2:8灰土分层夯实，每层灰土的干容重要求不小于16kN/m³，回填密实度要求不小于0.95。”
综上所述，肥槽主要回填材料为①杂填土，其成分主要为建筑垃圾，含灰渣、砖块、水泥块等，局部混少量粉质黏土、粉土，结构松散；除了①杂填土外，还回填有①1黏质粉土–砂质粉土素填土和①2砂质粉土素填土，但其压实系数均未达到设计要求的0.95；肥槽内回填土局部位置存在空洞，如ZK4。由此判断，肥槽回填土存在质量问题，导致建筑物四周散水与外墙脱开。
4 建筑物安全性评估
为排查肥槽回填土的沉降变形是否影响主体建筑物的安全使用，在建筑物及其周边布设沉降观测点。分别在办公楼地下车库内结构柱上设置8个沉降观测点（J1~J8），在建筑物外四周散水范围内设置8个沉降观测点（D1~D8）。另在办公楼四周肥槽内外共布置3口水位观测井SW1~SW3，与沉降观测同期进行水位观测，见图7。
图7 观测点平面布置图
4.1 沉降观测数据分析
在建筑物使用期间进行观测，监测周期为105天。每半个月监测一次，计7次，含初始观测1次，共计8次，办公楼结构及四周散水最终累计沉降值，见图8。
图8 建筑物沉降观测点沉降量（单位：mm）
根据沉降数据统计结果，建筑物结构变形最大点为J7，最大变形量为1.3mm，观测期间建筑物结构无下沉趋势；建筑物散水沉降最大点为D1，累计沉降量为-5.6mm，观测期间建筑物散水处呈下沉趋势，相较于建筑物结构沉降较明显。
根据JGJ 8—2016《建筑变形测量规范》中7.1.5条规定：“建筑沉降达到稳定状态可由沉降量与时间关系曲线判定。当最后100d的最大沉降速率小于0.01mm/d~0.04mm/d时，可认为已达到稳定状态。”由此可判断该建筑已处于稳定状态。
4.2 地下水位监测数据分析
在肥槽内外共布置三口水位观测井SW1~SW3，与沉降观测同期进行，监测周期为105天（共8次）。监测期间地下水位高程在28.569m~32.936m（相对于正负零标高为-16.981~-12.614m）范围内变化，低于本建筑抗浮设计水位38.000m（相对于正负零标高为-7.550m），可判断目前建筑物不存在上浮问题。
4.3 倾斜观测数据分析
采用全站仪对建筑物进行结构平面的侧向位移检测，测点布置示意见图9，检测结果见表3。
图9 倾斜测点平面布置图
根据GB 50007-2011《建筑地基基础设计规范》中表5.3.4相关规定，建筑物高度≤24m，房屋整体倾斜率≤0.004。根据测量结果，该建筑物符合规范的限值要求。由此可知，建筑物目前不存在上浮问题并且处于稳定状态，满足安全使用要求。
5 肥槽回填质量控制
若要避免因肥槽回填质量导致的事故风险，首先应了解有关肥槽回填的相关规范，见表4。
由于肥槽回填质量不良引发的工程事故越来越多，结合工程事故案例从以下几个方面总结肥槽回填质量易出现的风险点。
5.1 回填条件
一般来说，地下室外墙和基坑内壁之间的肥槽回填时间越早越有利，一方面可以避免地表水流渗入产生浮力，另一方面可以确保建筑物的稳定性。GB 50007-2011《建筑地基基础设计规范》中也有相关要求：“筏形基础地下室施工完毕后，应及时进行基坑回填工作”。所谓尽早进行基坑回填，是在具备回填条件的情况下，而不是盲目的追求“快速”回填。通常肥槽回填前应满足以下几个条件：
1）地下室结构施工完毕，形成整体结构；
2）外墙及基础的混凝土强度达到要求；
3）地下室外墙防水、保温等作业已验收完成；
4）室外管线需回填前埋设的，已做好管线保护工作并进行验收；
5）选择适合的季节、气候进行回填；若遇到雨季，应做好防雨措施，防止雨水入渗肥槽；
6）当满足回填条件时，应尽快进行肥槽回填，避免地表水或降水影响地基承载力，确保建筑物的稳定性。
贵阳某地下停车场在结构尚未合围成整体结构时，并且地下室结构混凝土强度未达到要求的情况下，为了抢进度提前进行了肥槽回填。在较大的回填土侧压力下，地下室剪力墙及柱子整体发生断裂和倾覆，连带整个地下室垮塌。是一起典型的由于不满足肥槽回填条件，过早的进行肥槽回填而导致的工程事故，如图10所示。
图10 贵州某工程事故现场
5.2 回填材料和质量
在实际工程中，设计人员常常简单的依据规范条文对肥槽回填材料和压实系数提出设计要求，但往往施工现场不具备施工条件或施工条件难以达到设计要求。对于肥槽回填材料的选择，应综合考虑地质条件、支护形式、埋深、环境等因素，不同的回填材料对应施工工艺也不同，要保证回填质量，应合理选择。
浅基坑常采用放坡或放坡土钉墙支护形式，肥槽上口范围较大，且大都埋设管线，室外楼梯、台阶、散水也常常位于此处。一旦回填不密实，填土发生沉降，就会造成散水沉降开裂、管道变形或断裂、楼梯台阶不均匀沉降等，如图11（引用）。
图11 散水沉降变形示意图
广东某商业广场，采用放坡开挖，基坑深约20m,肥槽顶部宽度6m~15m，由于回填厚度大，回填土土质不均匀，夯实不密实，回填土在自重荷载长期作用及雨水入渗的影响下，肥槽内回填土挤密下沉，广场出现不均匀沉降，地砖开裂，花坛倾斜，垫层与土体脱离的现象，如图12。
图12 地砖开裂及垫层脱空
深基坑常采用桩锚支护结构，如果基坑底面处于地下水位以下，降水有困难时，基本都需要设置止水帷幕，以防止地下水的渗漏。对于深基坑肥槽宽度一般只有1m左右，因锚头、腰梁还占用一定空间，回填压实不仅操作困难，还有很高的施工风险。若回填材料或者施工质量不满足设计要求，使用期间地表水下渗在基坑肥槽积水并渗入基础底板，若地下室四周设置止水帷幕或封水带，在不透水地基的作用下，会形成“水盆”效应（见图13），导致地下室底板反拱及开裂，地下室填充墙开裂，甚至梁柱节点开裂等事故。
图13 “水盆”效应示意图
南宁某地下车库上浮，就是由于肥槽回填土未夯实及表面未作硬化覆盖处理，受连续强降水影响，地表积水入渗肥槽，由于地下车库四周的止水帷幕及车库底板下粉质粘土不透水地基的作用，形成“水盆”效应，造成地下室上浮，地下室底板反拱，地下室柱子开裂，如图14。
图14 地下车库柱裂缝
近些年由肥槽回填质量引起的工程事故，大多都与水有关，尤其是山区建筑。若遇暴雨或地面排水不畅入渗肥槽，除了引起回填土的自身沉降，也容易出现地下结构上浮事故。为此对于回填材料的选择和质量控制提出几点建议：
1）基坑肥槽宜采用弱透水或不透水材料回填，同时回填材质和回填质量能保证土对地下室的约束作用不受扰动（如地铁运行、地震作用）；
2）当肥槽较窄时，可采用素混凝土或搅拌流动性水泥土回填，施工方便快捷，回填质量有保障；当肥槽较宽时，可采用灰土、压实性较好的素土分层夯实回填。
3）回填前应首先清除肥槽底部杂物和积水，槽底宜设置一层隔水层，避免由于肥槽浸水，影响地基承载力；
4）肥槽回填后应及时在外墙四周地面做覆盖硬化处理，防止地表水或雨水入渗，范围宜扩至肥槽边缘外1m；
5）应预防基坑侧壁坡面渗水，做好隔水措施，尤其是山区、地势起伏较大地区；
6）由于部分回填土直接压在基础上，回填顺序对地基变形有影响，特别是回填深度较大时，设计中应考虑整个范围内均衡回填，相对两侧或四周同时进行，避免出现较大的高差。
5.3 不能及时回填采取的措施
若未达到现场条件或其他因素影响，不能及时回填肥槽时，应在肥槽底及坡脚浇筑30~50cm厚水泥土或混凝土，形成隔水层，如图15。如遇雨季，应做好覆盖、防水及排水措施。
图15 槽底隔水层示意图
采取隔水措施主要具有以下优点：
1）避免槽内积水与地下水互通引起上浮；
2）避免槽内积水引起地基土软化；
3）避免坡脚浸水，抗剪强度和抗滑力降低，造成塌方。
6 结语
1）肥槽回填质量是引发工程事故的因素之一，建设相关方应当予以重视。
2）应及时回填肥槽，回填前应注意是否具备回填条件。
3）回填材料应综合考虑地质条件、支护形式、埋深、地理环境等因素。
4）肥槽回填尽量选用弱透水或不透水材料，有利于保证回填质量，避免工程事故。
5）肥槽回填过程中应控制回填顺序，保证均衡回填，避免出现较大高差。
参考文献：
[ 1 ] 中华人民共和国住房与城乡建设部. 建筑地基基础设计规范：GB
50007-2011[S]. 北京: 中国建筑工业出版社，2011.
[ 2 ] 中华人民共和国住房与城乡建设部. 建筑桩基技术规范：JGJ 94—
2008[S]. 北京: 中国建筑工业出版社，2008.
[ 3 ] 中华人民共和国住房与城乡建设部. 高层建筑混凝土结构技术规
程：JGJ 3-2010[S]. 北京: 中国建筑工业出版社，2010.
[ 4 ] 中华人民共和国住房与城乡建设部. 建筑工程抗浮技术标准：JGJ
476-2019 [S]. 北京: 中国建筑工业出版社，2019.
[ 5 ] 北京市规划委员会. 北京地区建筑地基基础勘察设计规范：DBJ
11-501-2009[S].北京: 北京市城乡规划标准化办公室， 2017.
[ 6 ] 刘金波，李文平，刘民易，等. 地基基础设计禁忌及实例[M]. 北京：
中国建筑工业出版社，2013.
[ 7 ] 梁俊勋，卢玉南，吴必胜. 南宁市某地下车库上浮、开裂原因分析[J].
施工技术，2014，43（增刊）：573-575.
[ 8 ] 王英军，黄昌乾. 肥槽回填土常见工程问题与处理方法[J]. 岩土工程技术，2019，33（2）：84-88.
本文来自公众号「地基基础设计咨询」，不代表本站立场。
文章版权归作者地基基础设计咨询所有，如需转载请先经得作者确认授权（可通过本站私信文章作者）。文中图片出处为水印文字，由文章作者整理上传，若有侵权请告知翻身猫处理。
