地基處理1地基事故分析與處理

第二章地基事故分析與處理第一節(jié)概述第二節(jié)事故的分類和原因第三節(jié)根底工程的事故分析與處理

第四節(jié)事故分析第一節(jié)概述一、地基與根底工程的建筑要求地基和根底是建筑物的重要組成局部，任何建筑都必須有可靠的地基和根底。建筑物對地基的要求可概括為以下三個方面：一是可靠的整體穩(wěn)定性；二是足夠的地基承載力；三是在建筑物的荷載作用下，其沉降值、水平位移及不均勻沉降差需要滿足某一定值的要求。第一節(jié)概述二、地基與根底的關(guān)系根底是與地基緊密聯(lián)系、互相依存的工程結(jié)構(gòu)。根底的設(shè)計(jì)、施工必須依據(jù)地質(zhì)情況，采用適宜的根底形式、材料、埋深與施工方法，以有效地承受上部結(jié)構(gòu)的荷載。不合理或錯誤的根底設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量問題都會導(dǎo)致根底工程質(zhì)量缺陷與事故。三、地基與根底工程事故的發(fā)生當(dāng)?shù)鼗恼w穩(wěn)定性和承載力不能滿足要求時，在荷載作用下，地基將會產(chǎn)生局部或整體剪切破壞。天然地基承載力的上下主要與土的抗剪強(qiáng)度有關(guān)，也與根底形式、根底底面積大小和埋深有關(guān)。在建筑物荷載〔包括靜、動荷載的各種組合〕的作用下，地基將產(chǎn)生沉降、水平位移以及不均勻沉降，假設(shè)地基的變形超過允許值，將會影響建筑物、構(gòu)筑物的平安與正常使用，嚴(yán)重的將造成建筑物破壞甚至倒塌。其中以不均勻沉降超過允許值而造成的工程事故比例最高，尤其是在深厚的軟鉆土地區(qū)。

第一節(jié)概述四、地基與根底工程事故的特點(diǎn)地基和根底都屬地下隱蔽工程，建筑工程竣工后難以檢查，使用期間出現(xiàn)缺陷事故苗頭也不易覺察。一旦發(fā)生事故，難以補(bǔ)救，甚至造成災(zāi)難性的后果。因此，建設(shè)工程中的地基根底工程的缺陷和事故，具有普遍性、地方性、隱蔽性和嚴(yán)重性的特點(diǎn)。第一節(jié)概述五、地基與根底工程質(zhì)量控制的重要性地基與根底工程是建筑施工技術(shù)復(fù)雜、難度很大的分部工程之一。主要包括無支護(hù)土方、有支護(hù)土方、地基處理、樁基、地下防水等子分部工程。地基與根底施工質(zhì)量合格與否，直接影響到建筑物的結(jié)構(gòu)平安。隨著國家經(jīng)濟(jì)的開展和施工技術(shù)的進(jìn)步，單體工程的建筑規(guī)模越來越大，綜合使用功能越來越多，故地基與根底的施工質(zhì)量越來越受到人們的關(guān)注和重視。第一節(jié)概述第二節(jié)事故的分類與原因建筑工程事故的發(fā)生不少與地基問題有關(guān)。地基事故的主要原因是由于勘察、設(shè)計(jì)、施工不當(dāng)或環(huán)境和使用情況發(fā)生改變引起的，最終表現(xiàn)為產(chǎn)生過大的變形或不均勻沉降，從而使根底或上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫或傾斜，削弱和破壞了結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性，嚴(yán)重的會導(dǎo)致建筑物倒塌。地基事故，按其性質(zhì)可分為地基強(qiáng)度和變形兩大類。地基強(qiáng)度問題引起的地基事故主要表現(xiàn)在地基承載力缺乏或喪失穩(wěn)定性；地基變形問題引起的事故常發(fā)生在軟土、濕陷性黃土、膨脹土、季節(jié)性凍土等地區(qū)。一、導(dǎo)致地基工程事故產(chǎn)生的原因地質(zhì)勘察問題設(shè)計(jì)方案及計(jì)算問題施工問題環(huán)境問題

第二節(jié)事故的分類與原因二、地基事故的類型〔一〕地基的失穩(wěn)事故

第二節(jié)事故的分類與原因加拿大特朗斯康谷倉的地基事故第二節(jié)事故的分類與原因地基局部剪切破壞第二節(jié)事故的分類與原因地基沖切剪切破壞第二節(jié)事故的分類與原因1.軟弱地基變形特征

(1)沉降大而不均勻軟土地區(qū)大量沉降觀測資料統(tǒng)計(jì)說明，磚墻承重的混和結(jié)構(gòu)建筑，如以層數(shù)表示地基受荷大小，那么三層房屋的沉降量較小，四層房屋的沉降量較大，五層至六層那么更大。某建筑物沉降隨時間衰減曲線(二)地基變形事故(2)沉降速率大建筑物的沉降速率是衡量地基變形開展程度與狀況的一個重要標(biāo)志。(3)沉降穩(wěn)定歷時長建筑物沉降主要由于地基土受荷后，孔隙水壓力逐漸消散，而有效應(yīng)力不斷增加，導(dǎo)致地基固結(jié)作用所引起的第二節(jié)事故的分類與原因

2.不均勻沉降對上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響

(1)磚墻開裂由于地基不均勻沉降使磚砌體受彎曲而導(dǎo)致砌體因受主拉應(yīng)力過大而開裂。

(2)磚柱斷裂磚柱裂縫有水平縫及垂直縫兩種類型。

(3)鋼筋混凝土柱傾斜或開裂單層鋼筋混凝土柱的排架結(jié)構(gòu)，常因地面上大面積堆料造成柱基傾斜。(4)高聳構(gòu)筑物的傾斜建到軟土地基上的煙囪、水塔、筒倉、立窯、油罐和儲氣柜等高聳構(gòu)筑物，采用天然地基，那么產(chǎn)生傾斜的可能性較大。第二節(jié)事故的分類與原因

3.地基濕陷變形對上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響

(1)根底及上部結(jié)構(gòu)開裂濕陷性黃土地基引起房屋下沉量大，墻體裂縫大，并開展迅速。

(2)傾斜濕陷變形只出現(xiàn)在受水浸濕部位，而沒有浸水部位那么根本不動，從而形成沉降差，因而整體剛度較大的房屋和構(gòu)筑物，如煙囪、水塔等那么易發(fā)生傾斜。

(3)折斷當(dāng)?shù)鼗龅蕉嗵帩裣輹r，根底往往產(chǎn)生較大彎曲變形，引起房屋根底和管道折斷。

第二節(jié)事故的分類與原因4.地基脹縮變形對上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響(1)建筑物的開裂破壞一般具有地區(qū)性成群出現(xiàn)的特性建筑物大局部是在建成后三五年，甚至一二十年后才出現(xiàn)開裂，也有少局部在施工期就開裂的。

(2)遇水膨脹、失水收縮引起墻體開裂墻體裂縫有正、倒八字形、X形，還有水平縫及局部斜裂縫。墻體裂縫示意圖

a)正八字形b)倒八字形c)局部斜裂縫d)水平裂縫第二節(jié)事故的分類與原因(3)在地質(zhì)條件相同情況下的房屋開裂破壞此種破壞以單層、二層房屋較多，三層房屋較少、較輕。

(4)外墻與內(nèi)墻交接處的破壞。

(5)室內(nèi)地坪開裂，特別是空曠的房屋或外廊式房屋的地坪易出現(xiàn)縱向裂縫。第二節(jié)事故的分類與原因

5.地基凍脹、融陷變形對上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響

(1)墻體裂縫一、二層輕型房屋的墻體裂縫很普遍。

(2)根底拉斷這種情況經(jīng)常發(fā)生在不采暖的輕型結(jié)構(gòu)磚砌根底中，主要因側(cè)向凍切力作用所致。

(3)外墻因凍脹抬起、內(nèi)墻不動、天棚與內(nèi)墻別離這種情況常發(fā)生在農(nóng)村單層住宅采暖房屋里。(4)臺階隆起、門窗歪斜冬天由于凍脹，臺階隆起導(dǎo)致外門不易推開，來年開凍以后臺階又回落。第二節(jié)事故的分類與原因

(三)斜坡失穩(wěn)引起地基事故

1.斜坡失穩(wěn)的特征

1)斜坡失穩(wěn)常以滑坡形式出現(xiàn)，滑坡規(guī)模差異很大，滑坡體積從數(shù)百立方米到數(shù)百萬立方米，對工程危害極大。

2)滑坡可以是緩慢的、長期的，也可以是突然的發(fā)生，以每秒幾米甚至幾十米的速度下滑。

第二節(jié)事故的分類與原因房屋下地基松動2.斜坡上房屋穩(wěn)定性破壞類型

1)房屋位于斜坡頂部時，從頂部形成滑坡，發(fā)生土從房屋下擠出，地基土松動。第二節(jié)事故的分類與原因房屋下土移動2)房屋位于斜坡上，在滑坡情況下，房屋下的土發(fā)生移動，局部土繞過房屋根底移動。第二節(jié)事故的分類與原因滑動土體壓在房屋上3)房屋位于斜坡下部，房屋要經(jīng)受滑動土體的側(cè)壓力。第二節(jié)事故的分類與原因2)基坑工程具有較大的綜合性，從土力學(xué)看它涉及土的穩(wěn)定、變形和滲流三方面問題；從支護(hù)結(jié)構(gòu)看它涉及結(jié)構(gòu)、力學(xué)和材料三方面知識。

3)基坑工程具有很強(qiáng)的地區(qū)性，在不同工程地質(zhì)、不同的建筑要求下，它的差異很大。常用樁墻式支護(hù)結(jié)構(gòu)

a)鋼筋混凝土懸臂支護(hù)b)鋼筋混凝土內(nèi)撐式支護(hù)c)鋼板樁水平錨碇支護(hù)

d)鋼板樁坑內(nèi)斜撐支護(hù)e)鋼板樁多層水平內(nèi)撐支護(hù)f)鋼板樁多層錨拉支護(hù)3.基坑工程質(zhì)量事故

1)基坑支護(hù)全體系具有臨時性，地下工程完工后即失去作用，因而它設(shè)計(jì)時的平安儲藏較小。1)屬于結(jié)構(gòu)構(gòu)件失效形式有：

①內(nèi)撐壓屈或錨拉桿斷裂(a)。主要原因是地面荷載增大或土壓力計(jì)算有誤，也可能是內(nèi)部支撐斷面過小導(dǎo)致受壓失穩(wěn)，或者錨拉桿斷面缺乏、長度缺乏以及錨固局部失效。為此要正確設(shè)計(jì)內(nèi)撐和錨拉桿，留有足夠平安儲藏。

第二節(jié)事故的分類與原因1)屬于結(jié)構(gòu)構(gòu)件失效形式有：

②支護(hù)墻平面外變形過大或彎曲破壞(b)。支護(hù)墻過薄、土壓力計(jì)算不準(zhǔn)、地面增加堆載或基坑挖土超深等原因都可能產(chǎn)生這種現(xiàn)象。為此要正確地設(shè)計(jì)墻體，嚴(yán)格控制挖土深度。

第二節(jié)事故的分類與原因2)屬于土體失效形式有：

①基坑外側(cè)土體失穩(wěn)，滑動面在支護(hù)墻下通過(c)。主要原因往往是支護(hù)墻底部入土深度缺乏或撐錨系統(tǒng)失效、地面荷載過大所造成的基坑邊坡整體滑動破壞，也稱整體失穩(wěn)破壞。第二節(jié)事故的分類與原因②支護(hù)墻底部走動(d)。主要原因是基坑底部土質(zhì)太差，能承受的被動土壓力很小，或支護(hù)墻埋深過淺使得墻底部被動土壓力缺乏，它們都可能使墻底踢腳處的土體失穩(wěn)破壞。

3)基坑底部土體隆起(e)。

4)基坑內(nèi)管涌(f)。第二節(jié)事故的分類與原因

三、地基工程事故原因分析

(一)地質(zhì)勘察問題

(1)地基勘察工作欠認(rèn)真，所提供的土體性質(zhì)指標(biāo)及地基承載力不確切例如某辦公樓，設(shè)計(jì)之前僅作簡易觸探，而設(shè)計(jì)者又按勘察報告提出的偏高土力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

(2)地質(zhì)勘察時，鉆孔間距太大，不能全面準(zhǔn)確地反映地基的實(shí)際情況在丘陵、山坡地區(qū)的建筑中，由于這個原因造成的事故實(shí)例比平原地區(qū)多。第二節(jié)事故的分類與原因(3)地質(zhì)勘察時，鉆孔深度不夠如有的工程在沒有查清較深范圍內(nèi)地基中有無軟弱層、暗浜、墓穴、孔洞等情況下，僅根據(jù)勘察資料提供的地外表或根底底面以下深度不大范圍內(nèi)的地基情況進(jìn)行地基根底設(shè)計(jì)，因而造成明顯的不均勻沉降，導(dǎo)致建筑物裂縫，有的甚至不能使用。

(4)地質(zhì)勘察報告不詳細(xì)、不準(zhǔn)確地質(zhì)勘察報告不詳細(xì)、不準(zhǔn)確造成地基根底設(shè)計(jì)方案的錯誤，如四川某工程，根據(jù)建筑物兩端鉆孔提供的巖石埋藏深度在根底底面以下5m的資料，采用了5m的爆擴(kuò)樁根底。

第二節(jié)事故的分類與原因(二)設(shè)計(jì)方案及計(jì)算問題(1)原設(shè)計(jì)方案不盡合理有些工程的地質(zhì)條件差、變化復(fù)雜，由于設(shè)計(jì)方案選擇不合理，不能滿足上部結(jié)構(gòu)與荷載的要求，因而引起建筑物開裂或傾斜。

(2)盲目套用設(shè)計(jì)圖樣當(dāng)建筑場地選定后，設(shè)計(jì)者沒有選擇的余地，往往只能按具體情況采用天然地基或進(jìn)行地基處理。

(3)設(shè)計(jì)計(jì)算錯誤，荷載不準(zhǔn)確這類事故多數(shù)因設(shè)計(jì)者不具備相應(yīng)的設(shè)計(jì)水平，未取得可靠的地質(zhì)資料，就盲目進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)又沒有經(jīng)過相應(yīng)的復(fù)核審查，使錯誤設(shè)計(jì)計(jì)算得不到及時糾正而釀成。

(三)施工問題

(1)未按圖施工或不按技術(shù)操作規(guī)程要求施工如上海某住宅樓，底層為框架，2～6層為混合結(jié)構(gòu)。第二節(jié)事故的分類與原因(2)工程管理不善，未按建設(shè)要求與設(shè)計(jì)施工程序辦事如洛陽市五層磚混結(jié)構(gòu)宿舍，地基采用灰土樁處理。

(四)環(huán)境及使用問題

1.根底施工的環(huán)境影響

2.地下水位變化

3.使用條件變化所引起的地基土應(yīng)力分布變化

1)房屋加層之前，缺乏認(rèn)真鑒定和可行性研究，草率上馬，盲目行