地基不均勻沉降案例分析

1、地基不均勻沉降案例分析地基不均勻沉降案例分析，案例（1）;地基不均勻沉降造成的嚴重傾斜一一蘇州市虎丘塔I .工程事故概況：虎丘塔位于蘇州市西北虎丘公園山頂， 原名云巖寺塔，落成于宋太祖建隆二 年（公元961年），距今已有1000多年悠久歷史。全塔七層，高47.5m。塔的平 面呈八角形，由外壁、回廊與塔心三部分組成。虎丘塔全部磚砌，外型完全模 仿樓閣式木塔，每層都有八個壺門，拐角處的磚特制成圓弧形，十分美觀，在 建筑藝術上是一個創(chuàng)造。中外游人不絕。1961年3月4日國務院將此塔列為全 國重點文物保護單位。1980年6月虎丘塔現場調查，當時由于全塔向東北方向嚴重傾斜，不僅塔頂離 中心線已達2. 3

2、1m而且底層塔身發(fā)生不少裂縫，成為危險建筑而封閉、停止 開放。仔細觀察塔身的裂縫，發(fā)現一個規(guī)律，塔身的東北方向為垂直裂縫，塔 身的西南面卻是水平裂縫。虎丘塔傾斜全景（1980年6 月）100 82虎丘塔I - I地質剖面圖2. 事故原因分析經勘察，虎丘山是由火山噴發(fā)和造山運動形成，為堅硬的凝灰?guī)r和晶屑流 紋巖c山頂巖面傾斜，西南高，東北低。虎丘塔地基為人工地基，由大塊石組 成，塊石最大粒徑達lOOOmmo人工塊石填土層厚l2in,西南薄，東北厚。下 為粉質粘土，呈可塑至軟塑狀態(tài)，也是西南薄，東北厚。底部即為風化巖石和 基巖。塔底層直徑13. 66m范圍內，覆蓋層厚度西南為28m,東北為58m,

3、 厚度相差3Om,這是虎丘塔發(fā)生傾斜的根本原因。此外，南方多暴雨，源源雨 水滲入地基塊石填土層，沖走塊石之間的細粒土，形成很多空洞，這是虎丘塔 發(fā)生傾斜的重要原因。在十年“文革”期間，無人管理，樹葉堵塞虎丘塔周圍 排水溝，大量雨水下滲，加劇了地基不均勻沉降，危及塔身安全。從虎丘塔結構設計上看有很大缺點，沒有做擴大的基礎，磚砌塔身垂直向 下砌八皮磚，即埋深0. 5m,直接置于上述塊石填土人工地基上。估算塔重 63000RN,則地基單位面積壓力高達435kPa,超過了地基承載力。塔傾斜后，使 東北部位應力集中，超過磚體抗壓強度而壓裂。3. 事故處理方法：首先釆取加固地基的辦法。第一期加固工程是在塔

4、四周建造一圈樁排式地下連續(xù)墻，其目的為減少塔 基土流失和地基土的側向變形。在離塔外墻約3m處，用人工挖直徑1.4m的樁 孔，深入基巖50cm,澆筑鋼筋混凝土。人工挖孔灌注樁可以避免機械鉆孔的振動。地基加固先從不利的塔東北方向開始， 逆時針排列，一共44根灌注樁。 施工中，每挖深80cm即澆15cm厚井圈護壁。當完成6-7根樁后，在樁頂澆筑 高450mm圈梁，連成整體。第二期加固工程進行鉆孔注漿和樹根樁加固塔基。鉆孔注水泥漿位于第一期工 程樁排式圓環(huán)形地下連續(xù)墻與塔基之間，孔徑90mm由外及里分三排圓環(huán)形注漿共113孑L,注入漿液達26637rn3。樹根樁位于塔身內順回廊中心和八個壺門 內，共做

5、32根垂直向樹根樁。此外，在壺門之間 8個塔身，各做2根斜向樹根 樁?？傆?8根樹根樁，樁直徑90mm安設316受力筋，米用壓力注漿成樁。 這項虎丘塔地基加固工程，由上海市特種基礎工程研究所改裝了XJ .1001型鉆機，用干鉆法完成，效果良好。H打4d19nT4Z8*17布置圖二,案例（2）;某工廠新建的一生活區(qū)地基不均勻沉降引起的事某工廠新建一生活區(qū)，共14幢七層磚混結構住宅（其中10幢為條形建筑，4幢 為點式建筑）。在工程建設前，廠方委托一家工程地質勘察單位按要求對建筑 地基進行了詳細的勘察。工程于一九九三年至一九九四年相繼開工，一九九五 年至一九九六年相繼建成完工。一年后在未曾使用之前，

6、相繼發(fā)現10幢條形建筑中的6幢建筑的部分墻體開裂，裂縫多為斜向裂縫，從一樓到七樓均有出現， 且部分有呈外傾之勢；3幢點式住宅發(fā)生整體傾斜。后來經仔細觀察分析，出現 問題的9幢建筑均產生嚴重的地基不均勻沉降，最大沉降差達160mm以上。事故發(fā)生后，有關部門對該工程質量事故進行了鑒定，審查了工程的有 關勘察、設計、施工資料，對工程地質又進行了詳細的補勘。經查明，在該廠 修建生活區(qū)的地下有一古河道通過，古河道溝谷內沉積了淤泥層，該淤泥層系 新近沉積物，土質特別柔軟，屬于高壓縮性、低承載力土層，且厚度較大，在 建筑基底附加壓力作用下，產生較大的沉降。凡古河道通過的9棟建筑物均產生了嚴重的地基不均勻沉降

7、，均需要對 地基進行加固處理，生活區(qū)內其它建筑物（古河道未通過）均未出現類似情況。 該工程地質勘察單位在對工程地質進行詳勘時，對所勘察的數據（如淤泥質土 的標準貫入度僅為3，而其它地方為712）未能引起足夠的重視，對地下土層 出現了較低承載力的現象未引起重視，輕易的對地基土進行分類判定，將淤泥 定為淤泥質粉土，提出其承載力為 100kN, Es為4Mpa設計單位根據地質勘察報告，設計基礎為淺基礎，寬度為2800mm每延米設計荷載為270kN,其埋深為1.4m2m左右。該工程后經地基加固處理 后投入正常使用，但造成了較大的經濟損失，經法院審理判決，工程地質勘察 單位向廠方賠償經濟損失329萬元。

8、三，地基不均勻沉降引起的裂縫分析地基不均勻沉降和地基土層的均勻性、地基土的壓縮性及荷載差異等有關。根據我國國情，建筑地基基礎設計規(guī)范中允許磚混結構有沉降，并允許有沉 降差。雖然規(guī)范要求控制沉降差，但在磚混凝土結構設計中不太被人們注意。此沉降差反映到地基上的磚混結構上，有時可引起墻體裂縫。3.1地基不均勻沉降引起墻體裂縫的特征1、 裂縫向沉降較大的方向傾斜，沿著門窗洞口約成45度，呈正八字形。2、在房屋高差較大或荷載差異較大的情況下，裂縫位于層數低的，荷載輕 的部分，并向上朝著層數高的荷載重的部分傾斜。3、當房屋的沉降分布曲線呈凸形時，往往除了在縱墻兩端出現倒八字形傾 斜裂縫處，也常在縱墻頂部出

9、現豎向裂縫。在多層磚混結構中，也有在窗口下 坎墻上出現豎向裂縫的。3.2地基不均勻沉降原因分析1. 房屋地基土層分布不均勻，土質差別較大是發(fā)生地基不均勻沉降的客觀 原因。2. 主觀原因造成地基不均勻沉降多與設計有關，例如：地基處理方案和 _ = - - 、 基礎設計不協(xié)調或在同一建筑物基礎下米用多種地基處理方法。由于建筑立 面的錯層，平面的變化引起荷載不均勻，如處理不好，可以引起地基不均勻沉 降。當房屋縱墻剛度較差時，由土壤的應力擴散作用，房屋兩端應力逐漸減I 小，可以引起地基不均勻沉降。還有的設計不符合規(guī)范的規(guī)定，實際中有的 筏板從橫墻軸線算起挑出長達 2100mm遠遠超出規(guī)范的“不宜超出

10、1500mm的 規(guī)定。結果將改變地基受力狀態(tài)，造成不良后果。3. 施工原因造成人工地基承載力不均勻。4. 房屋建成后使用不當，如基礎長期受水浸泡或在房基附近挖坑、施工松 動地基土等。四，防止地基不均勻沉降的措施4.1建筑設計方面1. 建筑物體型力求簡單。建筑物立面的高差不宜懸殊，接受荷載差異不宜 I太大；在平面上形狀力求簡單，盡量避免凹凸轉角，同時平面上的轉折和彎曲 也不宜過多，否則會使其整體性和搞變形能力降低。另外，適當控制建筑物的 長高比（建筑物在平面上的長度和從基底算起的高度之比），其越小，整體剛度 越好，調整不均勻沉降的能力越強，一般控制在2.5左右。對于砌體剛度，應合理布置縱橫墻。縱

11、橫墻應盡量貫通，橫隔墻的間距不宜過大，一般不大于建 筑物寬度的1.5倍為宜。2. 設置沉降縫。 沉降縫將建筑物分成各自獨立的單元，各單元的沉降不 相互影響。一般在建筑平面的轉折部位，咼度差異（或荷載差異）處，長咼比-F|I過大的砌體承重結構或鋼筋混凝土框架結構的適當部位，地基土的壓縮性有顯 著異處，建筑結構或基礎類型不同處，分期建造房屋的交界處等設置沉降縫應 有足夠的寬度，建筑物越高（層數越多），縫就越寬。具體縫寬和構造見規(guī)范及 有關資料。4.2結構設計方面1. 減輕建筑物自重。減輕建筑物自重可以減小基底壓力，是防止和減輕不均勻沉降很重要的途徑。實際中可采用輕質材料，如多孔磚墻或其他輕質墻 體

12、；選用輕型結構，如預應力鋼筋混凝土結構、輕鋼結構以及各種輕型空間結 構；選用自重較輕、覆土較少的基礎形式，如淺埋的寬基礎、有半地下室或地 下室的基礎，或者室內地面架空地坪等。2. 設置圈梁和鋼筋混凝土構造柱。在建筑物的墻體里設置圈梁和構造柱能增強建筑物的整體性，提高其抗彎剛度，在一定程度上能防止或減少裂縫的 出現，即使出現了裂縫也能阻止裂縫的發(fā)展。4.3施工方面1、 在基坑開挖時，不要擾動地基土，通常坑底保留200mm左右的土，待墊 層施工時，再人工挖除。如坑底土被擾動，應挖去，用砂、碎石回填夯實。要注意打樁、井點降水及深基開挖對附近建筑物的影響。2、在已建成的小、輕型建筑物周圍，不宜堆放大量

13、的建筑材料和土方等重 物，以免地面堆載引起建筑物產生附加沉降。五，治理方法不均勻沉降引起的裂縫對結構的承載能力和整體性有較大的影響，需要及 時治理加固。在加固之前，應做好對裂縫的勘察，掌握裂縫開展規(guī)律，再根據 裂縫程度，對結構進行適當的加固處理。5.1 一般性裂縫，如若干年后不發(fā)展，則可以認為不影響結構安全使用，可 采用填縫修補或灌漿修補。填縫修補分為水泥砂漿填縫和配盤水泥砂漿填縫， 工序為：先將裂縫清理干凈，用勾縫刀、抹子、刮刀等到工具將1:3的水泥 砂漿或比砌筑砂漿高一級的水泥砂漿或摻有107膠的聚合物水泥砂漿填入磚縫；配筋水泥砂漿填縫則每隔4 5皮磚，在磚縫中先嵌入鋼筋，然后按上述工 序進行處理。灌縫修補是用壓力設備把水灰比為 0.7 1.0的水泥漿液壓入墻體 內，使裂縫粘合。5.2對于影響安全使用的裂縫，應進行加固處理。因墻體強度不夠而發(fā)生的 裂縫，墻面可敷貼鋼筋網片，網片用中 6 100 300雙向或中 410200 雙向鋼筋網，并配置穿墻