项目背景：广州番禺洛浦街作为广州“南拓”重点项目的实施地区之一， 110kV洛浦变电站建设可保证本区域的建设项目顺利开发和实施。本站位于广州市番禺区洛浦街沙溪村番禺大桥引桥东侧，离珠江主河道约800米。站址现状为种植菜地，西南环绕水塘。周边已建有大型住宅小区、商品批发城，中学等建筑。站内主要建筑为5层配电装置楼，采用钢筋混凝土框架结构。场地内配套构筑物还有事故油池，电缆沟、站内道路、挡土墙、围墙等。
2012年1月完成的110kV洛浦变电站岩土工程详细勘察报告描述：站址场地处于珠江三角洲冲积平原入海口附近地带，地势较平坦，勘察范围内未见地下断裂、暗沟、无坍塌、滑坡等不良地质现象，土（岩）体稳定性尚好。但场地上部软弱地层发育，对地基基础施工有较大影响。根据场地鉆探结果，在钻孔揭露的深度范围内，场地内岩土层按其成因自上而下可分为：填土层、冲积层、残积层和基岩4个大层。勘探期间测得各孔静止水位埋深（终孔24小时后统一测量）为0.90～1.40m，平均1.15m。其中表层填土为粉质粘土质，层厚为1.30～2.80m，平均厚度为2.48m。冲积层为淤泥质土：灰黑色，饱和，流塑，该层分布广泛，平均厚度为6.13m。
这种场地属于常见的三角洲冲积平原地貌，针对本场地的软弱地基，施工图设计给出的场地处理方案为水泥土搅拌桩，处理深度约12m，持力层为硬塑粉质粘土或全风化泥岩层。该工法工艺成熟，工后沉降少，承载力可满足道路、电力管廊等构筑物的功能要求。由于场地处于闹市区，为避免施工噪音扰民，配电装置楼的基础采用静压高强预应力管桩，桩长16-18米，桩直径500mm，单桩承载力特征值900kN，以强风化泥岩为持力层，桩端进入持力层深度不小于1米。采用静压沉桩方式工期短、无噪音、现场易于文明施工管理。场地由原场地标高填土2.5米至场地设计标高。
事故经过：2013年8月下旬，施工单位开始前期施工准备工作。从临时进站道路进入到场地，采用一台小型推土机进行场地的清表工作，有经验的施工人员在推土机行走的路线上铺上钢板，不料推土机刚上钢板就直接连机带钢板一起陷入到淤泥里，驾驶员立刻跳车，施工人员采取紧急措施，用大马力机械通过钢丝绳将推土机牵引出泥坑。如此松软的场地连一台小型机械都无法进场，根本不可能按原计划填2.5米高的填土，更不可能上一台配重达到3000 kN重的静压桩
机进场施工。施工单位提出场地的实际情况与地质勘查报告描述不符，无法正常完成后续的施工任务，要求设计人员修改原先的场地处理及基础选型方案。
本人作为这个项目的结构设计及专业负责人，面对这个施工中突如其来出现的问题，必须找到问题出现的原因，提出技术可行、工期造价合理的解决方案，思考今后工作流程中如何避免同类事故的发生。
探明原因：洛浦变电站施工前分别由两家不同的地质勘察单位完成岩土工程初勘与详勘工作。完成的时间分别为2009年7月和2011年11月。初勘时，由于业主跟当地的村民沟通不畅，勘察单位无法进入站址地块开展工作，只能在紧邻站址地块东边的区域进行钻探。详勘阶段经业主多次协调，村民同意提供场地开展勘查工作。勘察单位先后两次进场才完成现场钻探工作，共完成钻孔施工14个，其中技术孔5个，鉴别孔9个。并于2012年1月提交岩土工程详细勘察报告。对比两家不同的公司所出具勘察报告对场地的评价和土层的分析并没有大的出入。根据以往经验场地完全可以满足一般机械进场施工要求。走访施工现场时，当地种植农户告知设计人员：场地以前是珠江主河道的河漫滩，土地没有开发之前的用途是鱼塘。20年前场地西侧1.5公里处的番禺大桥引桥段桥墩钻孔桩基础时，施工单位将钻孔产生的泥浆全部倾倒在鱼塘里，形成目前的场地表层填土。场地中间农户用来灌溉的小水塘，水位会跟随珠江潮汐而发生有规律的变化。这点可以证明，场地内地下水与珠江河水有水利联系。设计和施工人员几次现场踏勘，没有发现场地其他异常之处。表层填土的性状为什么会发生突然的改变呢？
经对详勘报告和现场情况进行深入分析，设计人员初步判断由于2013年台风季节降水明显偏多（据施工单位记录2012年6-7月下雨天数为14天，而2013年同期为21天），场地表层填土因雨水连续浸泡，而使表层粉土处于饱和状态。为进一步探明目前表层填土的性状，经与业主项目部和施工单位沟通，再进行一次施工勘察。此次勘察目的为明确表层填土的当前性状以及测定冲积层中淤泥里的有机质含量。施工勘察报告显示勘探期间测得的各孔静止水位埋深（终孔24小时后统一测量）为0.25～0.40m，与值枯水期详勘测得的水位有较大提高，证实之前的初步判断正确。针对表层填土进行了标贯试验，测点38个，标贯修正击数标准值仅为：1.4击。冲积层中淤泥的有机质含量为3.6-4.7%，平均值为4.2%；饱和度平均值为95.1。
表层粉土性状介于粘性土与砂土之间，塑性指数Ip≤10，其在密实、含水量较小的状态下，是良好的天然地基，而在松散、且含水量较大的状态下就会转变
成软弱地基。粉土中的粘粒含量少，水可以在土孔隙中自由流动，动水压力可带走土中的细颗粒，而且还能溶解土中的盐分，使得土孔隙增大，压缩性提高，抗剪强度降低。饱和状态下的粉土，土颗粒之间失去粘聚力而处于悬浮状态，再加上施工机械的扰动，土颗粒之间原有结构破坏，瞬间就成了高灵敏度的软土。原岩土勘察任务中因为不需要利用表层填土作为基础的持力层，所以没有特别提出对这层土性质作细致分析，因而无法预见后期施工中出现这种意外。
找到事故发生的原因，设计提出了两个解决方案进行选择对比：
方案一：场地软基处理采用高压喷射注浆法（旋喷法），配电装置楼桩基采用冲孔灌注桩，施工细节和技术要点如下：
1、由现状场地标高（广州高程约5.75m）分区进行软基处理，处理方法为高压喷射注浆法（旋喷法），工艺采用二重管法。处理后的地基承载力特征值达到100kPa以上。该法的机械设备为小型钻机，目前场地软基的承载力可满足施工要求。
2、在处理后的地基上开始填级配砂石至配电装置楼桩基施工标高（广州高程约6.9m），小型机械压实。压实后的砂石土，固结所需时间短，沉降少，强度高。
3、原配电楼静压桩方案因施工机械加配重达300吨，场地无法达到重型机械施工要求的承载力，穿越表层新的砂石填土时需要引孔。且考虑场地位于珠江边的河漫滩，存在动水压力的影响，所以桩基础方案考虑改为φ800-1400冲孔灌注桩，以中风化泥岩为持力层。桩基础成孔方式也可考虑采用旋挖桩（履带式，65吨，施工要求的地基承载力特征值约90 kPa），施工速度快，钢套筒（10米长）穿越淤泥层，现场无需制作泥浆护壁。但施工机械费用高于冲孔桩。
4、主体半地下室施工至场地标高（广州高程约8.40m），继续填级配砂石至场地标高。后面可以顺利衔接主体施工。
该方案施工机械均为小型机械，可在当前场地上完成施工，施工过程没有大的噪音扰民，基本规避了各种可预见的风险。但高压喷射注浆法跟原来的水泥土搅拌桩的施工成本相比高出部分超过100万元；基础采用冲孔灌注桩，工期比原来的静压预应力管桩方案增加4-5个月。成本跟工期都无法按广州电力局工程项目节点控制要求完成，业主项目部对该方案难以接受。
方案二：场地清表降水，填碎石土至半地下室地板标高，场地处理仍然采用水泥土搅拌桩，配电装置楼基础采用锤击高强预应力管桩。施工细节和技术要点如下：
1、場地施工前先进行物探，确认场地及四周无重要管线及地下构筑物。以免后续填土过程中将场地周边重要管线挤断。
2、为保证施工顺利进行以及水泥土搅拌桩的成桩后达到设计强度要求，沿场地四周（填土范围向外扩2～3米）设置排水降水沟，四个角点设砖砌集水井，井背设反滤孔。场地内设6米深钢筋笼式降水井纵横双向每15米设置1个 。用排水泵排水至场地以外。
3、场地清表300mm：当场地内存在积水时，根据情况采取排水疏干，或填沙砾石、掺石灰等措施。
4、场地由清表后的现状标高开始填碎石土（土料为粘性土，碎石粒径不大于50mm，碎石含量不小于30%）至6.85米（半地下室底板垫层底面标高），压实系数0.94。碎石粒径不宜过大，否则后续的水泥土搅拌桩施工会出现卡机现象。
5、开始配电装置楼的锤击高强预应力管桩施工，桩机的行走方式是滚筒加垫枕木，且行走在碎石土上，填土过程中机械压实已经可满足施工作业要求。由于桩数不多，施工工期只有2周，锤击管桩时产生的噪音问题由业主跟周边住户进行沟通解决，施工单位尽量避免休息时间施工作业。
6、填土（材料同前）至场地设计标高8.40米，场地内进行水泥土搅拌桩施工。此次施工勘察检测到冲积层中淤泥的有机质含量为3.6-4.7%，平均值为4.2%，虽然低于5%，但仍建议通过前期进站道路地基处理结果来确定其适应性。水泥土搅拌桩桩径500mm，间距1-1.5米，持力层为硬塑粉质粘土或全风化泥岩层，处理有效深度约11.60-13.0米。处理后桩身强度28天龄期达到1.60MPa，90天龄期达到2.40MPa，单桩承载力特征值115kN，复合地基承载力特征值fspk需达到120kPa。
此方案对工期的影响小，施工单位通过优化后续施工方案消化工期影响。施工费用增加部分在于填土方的材料和数量的改变，材料由粘土改为碎石土，新填土将原先场地内的软土挤到了周边，实际发生的土方增加量也不可能准确计算，
设计根据情况跟施工单位增加了一定费用，施工单位为尽快解决问题也同意分担其中的风险。
最后经业主、施工单位跟设计人员的通力配合下，一致同意采用第二方案处理此次意外事故。三方各自承担一定可预见的风险。目前110kV洛浦变电站已经完成土建分部施工验收，进入设备管线安装阶段，将于2015年5月竣工投产运行。
回顾：位于珠江河漫滩上的场地岩土勘察除查明站址区的地形、地貌和地层的分布、成因、类别、时代及岩土物理力学性质，提供岩土地基承载力特征值、抗剪强度、压缩模量等指标及提出地基基础方案设计所需计算参数等一般要求外，还需要做更细致的工作。1、表层填土虽然不作为持力层，但需要满足后续施工机械进场的要求，地质勘察应提供标贯试验数据以供设计参考。2、这种地段中的冲积层因受人类生活的影响，淤泥中有机质含量普遍偏高，采用水泥土搅拌桩复合地基一定要通过试验来确定其适应性，否则无法达到处理预期的效果。3、制定地基处理方案一定要综合考虑方案对工期和成本的影响以及方案的可施工性。
参考文献：《地基及基础》（第三版）中国建筑工业出版社 《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012 ）
《地基处理手册》（第三版） 龚晓南主编 中国建筑工业出版社
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