【2019年整理】地基不均勻沉降案例分析

1、地基不均勻沉降案例分析 一，案例（1）;地基不均勻沉降造成的嚴(yán)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?；⑶鹚看u砌，外型完全模仿 樓閣式木塔，每層都有八個(gè)壺門，拐角處的磚特制成圓弧形，十分美觀，在建筑 藝術(shù)上是一個(gè)創(chuàng)造。中外游人不絕。1961年3月4日國(guó)務(wù)院將此塔列為全國(guó)重 點(diǎn)文物保護(hù)單位。 1980年6月虎丘塔現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，當(dāng)時(shí)由于全塔向東北方向嚴(yán)重傾斜，不僅塔頂離 中心線已達(dá)2. 31m而且底

2、層塔身發(fā)生不少裂縫，成為危險(xiǎn)建筑而封閉、停止 開(kāi)放。仔細(xì)觀察塔身的裂縫，發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律，塔身的東北方向?yàn)榇怪绷芽p，塔身 的西南面卻是水平裂縫。 虎丘塔傾斜全景（1980年6月） 虎丘塔I - I地質(zhì)剖面圖 2 事故原因分析 經(jīng)勘察，虎丘山是由火山噴發(fā)和造山運(yùn)動(dòng)形成， 為堅(jiān)硬的凝灰?guī)r和晶屑流紋 巖。山頂巖面傾斜，西南高，東北低?；⑶鹚鼗鶠槿斯さ鼗?，由大塊石組成， 塊石最大粒徑達(dá)1000mm人工塊石填土層厚1 2m西南薄，東北厚。下為粉質(zhì) 粘土，呈可塑至軟塑狀態(tài)，也是西南薄，東北厚。底部即為風(fēng)化巖石和基巖。塔 底層直徑13. 66m范圍內(nèi)，覆蓋層厚度西南為2. 8m東北為5. 8m厚度相差 3.

3、0m,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(xì)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(wú)人管理，樹(shù)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上看有很大缺點(diǎn)，沒(méi)有做擴(kuò)大的基礎(chǔ)，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63000kN, 則地基單位面積壓力高達(dá) 435kPa,超過(guò)了地基承載力。 塔傾斜后，使東北部位 應(yīng)力集中，超過(guò)磚體抗壓強(qiáng)度而壓裂。 3.事故處理方法： 首先采取加固地基的辦法。 第一期加固工程是在塔四周

4、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(cè)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(jī)械鉆孔的振動(dòng)。 地基加固先從不利的塔東北方向開(kāi)始， 逆時(shí)針排列，一共44根灌注樁。施工中， 每挖深80cm即澆15cm厚井圈護(hù)壁。當(dāng)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(jìn)行鉆孔注漿和樹(shù)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孔，注入漿液達(dá)26637rn3。樹(shù)根樁位于塔身內(nèi)順回廊中心和八個(gè)壺門內(nèi)， 共

5、做32根垂直向樹(shù)根樁。此外，在壺門之間 8個(gè)塔身，各做2根斜向樹(shù)根樁。 總計(jì)48根樹(shù)根樁，樁直徑90mm安設(shè)316受力筋，米用壓力注漿成樁。 這項(xiàng)虎丘塔地基加固工程，由上海市特種基礎(chǔ)工程研究所改裝了XJ . 100- 1型 鉆機(jī)，用干鉆法完成，效果良好。 * 11 15 A 7 18 II 6 沖; 1U 4 51 4 H4 3 36 11 布置圖 虎丘塔地基加固 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(jié)構(gòu)住宅（其中10幢為條形建筑，4幢 為點(diǎn)式建筑）。在工程建設(shè)前，廠方委托一家工程地質(zhì)勘察單位按要求對(duì)建筑地 基進(jìn)行了詳細(xì)的勘察。工程

6、于一九九三年至一九九四年相繼開(kāi)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，相繼發(fā)現(xiàn)10幢條形建筑中 的6幢建筑的部分墻體開(kāi)裂，裂縫多為斜向裂縫，從一樓到七樓均有出現(xiàn)，且部 分有呈外傾之勢(shì)；3幢點(diǎn)式住宅發(fā)生整體傾斜。后來(lái)經(jīng)仔細(xì)觀察分析，出現(xiàn)問(wèn)題 的9幢建筑均產(chǎn)生嚴(yán)重的地基不均勻沉降，最大沉降差達(dá)160mm以 上。 事故發(fā)生后，有關(guān)部門對(duì)該工程質(zhì)量事故進(jìn)行了鑒定，審查了工程的有 關(guān)勘察、設(shè)計(jì)、施工資料，對(duì)工程地質(zhì)又進(jìn)行了詳細(xì)的補(bǔ)勘。經(jīng)查明，在該廠修 建生活區(qū)的地下有一古河道通過(guò)，古河道溝谷內(nèi)沉積了淤泥層，該淤泥層系新近 沉積物，土質(zhì)特別柔軟，屬于高壓縮性、低承載力土層，且厚度較

7、大，在建筑基 底附加壓力作用下，產(chǎn)生較大的沉降。 凡古河道通過(guò)的9棟建筑物均產(chǎn)生了嚴(yán)重的地基不均勻沉降，均需要對(duì) 地基進(jìn)行加固處理，生活區(qū)內(nèi)其它建筑物（古河道未通過(guò)）均未出現(xiàn)類似情況。 該工程地質(zhì)勘察單位在對(duì)工程地質(zhì)進(jìn)行詳勘時(shí)，對(duì)所勘察的數(shù)據(jù)（如淤泥質(zhì)土的 標(biāo)準(zhǔn)貫入度僅為3，而其它地方為712）未能引起足夠的重視，對(duì)地下土層出現(xiàn) 了較低承載力的現(xiàn)象未引起重視，輕易的對(duì)地基土進(jìn)行分類判定，將淤泥定為淤 泥質(zhì)粉土，提出其承載力為100kN, Es為4Mpa 設(shè)計(jì)單位根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)為淺基礎(chǔ)，寬度為2800mm 每延米設(shè)計(jì)荷載為270kN,其埋深為1.4m2m左右。該工程后經(jīng)地基加固處理

8、后投入正常使用，但造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失，經(jīng)法院審理判決，工程地質(zhì)勘察單 位向廠方賠償經(jīng)濟(jì)損失329萬(wàn)元。 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(guān)。 根據(jù)我國(guó)國(guó)情，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中允許磚混結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不太被人們注意。此 沉降差反映到地基上的磚混結(jié)構(gòu)上，有時(shí)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(shù)低的，荷載輕 的部分，并向上朝著層

9、數(shù)高的荷載重的部分傾斜。 3、當(dāng)房屋的沉降分布曲線呈凸形時(shí)，往往除了在縱墻兩端出現(xiàn)倒八字形傾 斜裂縫處，也常在縱墻頂部出現(xiàn)豎向裂縫。 在多層磚混結(jié)構(gòu)中，也有在窗口下坎 墻上出現(xiàn)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(zhì)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(shè)計(jì)有關(guān)， 例如：地基處理方案和基 礎(chǔ)設(shè)計(jì)不協(xié)調(diào)或在同一建筑物基礎(chǔ)下采用多種地基 處理方法。由于建筑立面的 錯(cuò)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(dāng)房屋縱墻剛度較差時(shí)，由土壤的應(yīng)力擴(kuò)散作用，房屋兩端應(yīng)力逐漸減小，可以 引起地基不均勻

10、沉降。還有的設(shè)計(jì)不符合規(guī)范的規(guī)定，實(shí)際中有的筏板從橫墻 軸線算起挑出長(zhǎng)達(dá)2100mm遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出規(guī)范的“不宜超出 1500mm的規(guī)定。結(jié)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(dāng)，如基礎(chǔ)長(zhǎng)期受水浸泡或在房基附近挖坑、施工松 動(dòng)地基土等。 四，防止地基不均勻沉降的措施 4.1建筑設(shè)計(jì)方面 1. 建筑物體型力求簡(jiǎn)單。建筑物立面的高差不宜懸殊，接受荷載差異不宜 太大；在平面上形狀力求簡(jiǎn)單，盡量避免凹凸轉(zhuǎn)角，同時(shí)平面上的轉(zhuǎn)折和彎曲也 不宜過(guò)多，否則會(huì)使其整體性和搞變形能力降低。 另外，適當(dāng)控制建筑物的長(zhǎng)高 比（建筑物在平面上的長(zhǎng)度和從基底算起

11、的高度之比），其越小，整體剛度越好， 調(diào)整不均勻沉降的能力越強(qiáng)，一般控制在 2.5左右。對(duì)于砌體剛度，應(yīng)合理布 置縱橫墻?？v橫墻應(yīng)盡量貫通，橫隔墻的間距不宜過(guò)大，一般不大于建筑物寬度 的1.5倍為宜。 2. 設(shè)置沉降縫。沉降縫將建筑物分成各自獨(dú)立的單元， 各單元的沉降不相 互影響。一般在建筑平面的轉(zhuǎn)折部位，高度差異（或荷載差異）處，長(zhǎng)高比過(guò)大 的砌體承重結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位，地基土的壓縮性有顯著異 處，建筑結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)類型不同處，分期建造房屋的交界處等設(shè)置沉降縫應(yīng)有足夠 的寬度，建筑物越高（層數(shù)越多），縫就越寬。具體縫寬和構(gòu)造見(jiàn)規(guī)范及有關(guān)資 料。 4.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面 1. 減輕建筑

12、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(shí)際中可采用輕質(zhì)材料，如多孔磚墻或其他輕質(zhì)墻體； 選用輕型結(jié)構(gòu)，如預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)以及各種輕型空間結(jié)構(gòu)； 選 用自重較輕、覆土較少的基礎(chǔ)形式，如淺埋的寬基礎(chǔ)、有半地下室或地下室的基 礎(chǔ)，或者室內(nèi)地面架空地坪等。 2. 設(shè)置圈梁和鋼筋混凝土構(gòu)造柱。在建筑物的墻體里設(shè)置圈梁和構(gòu)造柱能 增強(qiáng)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(xiàn)， 即使出現(xiàn)了裂縫也能阻止裂縫的發(fā)展。 4.3施工方面 1、 在基坑開(kāi)挖時(shí)，不要擾動(dòng)地基土，通?？拥妆Ａ?00mm左右的土，待墊 層施工時(shí)，再人工挖除。如

13、坑底土被擾動(dòng)，應(yīng)挖去，用砂、碎石回填夯實(shí)。要注 意打樁、井點(diǎn)降水及深基開(kāi)挖對(duì)附近建筑物的影響。 2、在已建成的小、輕型建筑物周圍，不宜堆放大量的建筑材料和土方等重 物，以免地面堆載引起建筑物產(chǎn)生附加沉降。 五，治理方法 不均勻沉降引起的裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力和整體性有較大的影響，需要及時(shí) 治理加固。在加固之前，應(yīng)做好對(duì)裂縫的勘察，掌握裂縫開(kāi)展規(guī)律，再根據(jù)裂縫 程度，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸?處理。 5.1 一般性裂縫，如若干年后不發(fā)展，則可以認(rèn)為不影響結(jié)構(gòu)安全使用，可 采用填縫修補(bǔ)或灌漿修補(bǔ)。填縫修補(bǔ)分為水泥砂漿填縫和配盤水泥砂漿填縫，工 序?yàn)椋合葘⒘芽p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(jí)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