地基不均匀毕业设计

1、西南科技大学城市学院土木工程系毕业设计第1阶段项目名称： 质量通病分析与预防能力提升 学生姓名： 代兴 学 号： 班 级： 建工1301 专 业： 建筑工程技术 指导教师： 马骏 教师职称： 工程师 2015年11月15日质量通病分析与预防能力提升 (地基不均匀沉降及其预防措施)主要内容:地基不均匀沉降（Uneven settlement of foundation）是指地基因承担荷载的能力过大。在荷载作用下，地基要产生变形。随着荷载的增大，地基变形逐渐增大，初始阶段地基土中应力处在弹性平衡状态，具有安全承载能力。当荷载增大到地基中开始出现某点或小区域内各点在其某一方向平面上的剪应力达到土的抗

2、剪强度时，该点或小区域内各点就发生剪切破坏而处在极限平衡状态，土中应力将发生重分布。地基小范围的极限平衡状态大都可以恢复到弹性平衡状态，地基尚能趋于稳定，仍具有安全的承载能力，但地基变形稍大，必须验算变形的计算值不允许超过允许值。当荷载继续增大，地基出现较大范围的塑性区时，将显示地基承载力不足而失去稳定，此时地基达到极限承载力过大就会引起地基的不均匀沉降。因此必须控制好地基的承载力，防止因不均匀沉降引发的事故与财产人员伤害。关键词：地基; 不均匀沉降; 施工; 沉降量; 荷载; 土质目 录第1章 绪 论 1 1.1 地基的概述1 1.2地基不均匀沉降11.3土的压缩性11.4地基不均匀沉降的简

3、介31.5土的液化与地基不均匀沉降的关系41.6地基的通病发生通常现象51.7地基质量通病的控制重要性5第2章 引起地基不均匀沉降的原因62.1地基不均匀沉降的原因62.2基础最终沉降量72.3地基的应力与沉降量计算不满足要求152.4软弱地基造成地基的不均匀沉降182.5地基埋置深度不够与建筑物的荷载过大19第3章 防止地基不均匀沉降的预防措施223.1特殊土地基的防治与处理方案223.3盐渍土地基防治预处理方案32第4章 导致的事故35总结57参考文献58 第1章 绪论1.1 地基概述地基（subsoil）指的是承受上部结构荷载影响的那一部分土体。基础下面承受建筑物全部荷载的土体或岩体称为

4、地基。地基不属于建筑的组成部分，但它对保证建筑物的坚固耐久具有非常重要的作用。1.2地基不均匀沉降建筑物和土工建筑物修建前，地基中早已存在着由土体自身重力引起的自重应力。建筑物和土工建筑物荷载通过基础或路堤的底面传递给地基，使天然土层原有的应力状态发生变化，在附加的三向应力分量作用下，地基中产生了竖向、侧向和剪切变形，导致各点的竖向和侧向位移。地基表面的竖向变形称为地基沉降，或基础沉降。1.3土的压缩性土的压缩性就是地基沉降产生一原因之一（竖向沉降）压缩性在压力作用下土的体积减小 孔隙的减小压缩性墨西哥城下的土层为：表层为人工填土与砂夹卵石硬壳层，厚度5m，含水率150600%，层厚达数十米。

5、该艺术宫沉降量高达4m，并造成公路下沉。建筑物的不均匀沉降，墨西哥城1.4地基不均匀沉降的简介不均匀沉降，主要是建筑物上部荷载分布不均匀，造成持力层地基土的附加应力不均匀，持力层地基土厚度分布不均匀，造成不同部位土体不均匀压缩变形。持力层地基土下卧层分布不均匀，造成土体总压缩变形的不均匀；基础持力层未选定在同一土层上。建筑物和土工建筑物修建前，地基中早就存在着由土体自身重力引起的自重应力。建筑物和土工建筑物荷载通过基础或路堤的底面传递给地基，使天然土层原有的应力状态发生变化，在附加的三向应力分量作用下，地基中产生了竖向、侧向和剪切变形，导致各点的竖向和侧向位移。地基表面的竖向变形称为地基沉降。

6、1.4.1.相邻基础沉降影响 建筑物在对方地基中产生附加应力，且较近一端下的附加应力较大，较远一端较小，两建筑物向内倾斜。1.5土的液化与地基不均匀沉降的关系液化：饱水松砂地基在振动荷载作用下丧失强度变成流动状态的一种现象阪神大地震中的地基液化1.6地基的通病发生通常现象当地基的承载力与整体稳定性不能满足基本要求时，在荷载作用下，地基将会发生局部或者发生整体的破坏。天然地基承载力的高低主要与土的的抗剪强度有关，也与基础的形式，基础底面积的大小和埋深有关。在建筑物的静，动荷载的作用下，地基将会产生沉降，水平位移以及不均匀沉降，若地基的变形超过有效值，将会影响建筑物或者构筑物的安全使用。其中地基的

7、不均匀沉降产生最多。1.7地基质量通病的控制重要性地基工程是建筑物施工技术复杂，难度很大的分部工程之一。主要有无支护土方，有支护土方，地基处理，桩基础等等的分部工程。地基的质量合格与否直接影响到建筑物的安全，随着国家的经济的发展和施工技术的进步，单体建筑的规模也是越来越大，总的功能也不断的增加。但是安全性不能得到保证使其质量问题也越来越多，让我们不得不重视其质量的通病；做到在发生之前去预防；在通病中去控制，因此地基质量通病问题也越来越重视。地基属于隐蔽工程，在施工完成后难以检测，在使用期间出现的通病我们应该尽量控制与预防。否则一旦发生质量问题就难以控制造成的后果不可想象；对于国民经济的损失也是

8、巨大的；对于在基础的隐蔽性我们在做到及时的检测与检验保证其使用功能，因此必须加强对地基的通病控制。第2章 引起地基不均匀沉降的原因2.1地基不均匀沉降的原因2.2基础最终沉降量研究表明：粘性土地基在基底压力作用下的沉降量S由三种不同的原因引起：S=初始沉降(瞬时沉降) Sd有限范围的外荷载作用下地基由于发生侧向位移(即剪切变形，体积不变)引起的。主固结沉降(渗流固结沉降) Sc由于超孔隙水压力逐渐向有效应力转化而发生的土渗透固结变形引起的，是地基变形的主要部分。次固结沉降 Ss主固结沉降完成以后，在有效应力不变条件下，由于土骨架的蠕变特性引起的变形。这种变形的速率与孔压消散的速率无关，取决于土

9、的蠕变性质，既包括剪应变，又包括体应变。2.3地基的应力与沉降量计算不满足要求地基自重应力、基底压力，水平自重力必须满足设计施工值，各种荷载条件下的土中附加应力计算应该达到最小的值。2.3.1土体自重应力的计算 即是假设地表面是无限延伸的水平面，在深度z处水平面上各点的自重应力相等且均匀地无限分布，任何竖直面和水平面上均无剪力存在，故地基中任意深度z处的竖向自重应力就等于单位面积上的土柱重量。1)单层土体的自重应力表达式：cz= g z cz=竖向自重应力 （KN/M2） g z=单位面积上的土柱重量。（Kg）2) 当地基由多个不同重度的土层（成层土）组成时：单层土体的自重应力式3）地下水位以

10、上土层采用天然重度，地下水位以下土层考虑浮力作用采用浮重度。4）在地下水位以下，埋藏有不透水层时，不透水层层面及以下的自重应力等于上覆土和水的总重。2.3.2水平自重应力的计算：土在自重作用下 不仅产生竖向自重应力，同时也产生水平自重应力。其水平自重应力的数值大小是随着竖向自重应力 变化而变化。1) 水平自重应力计算式静止侧压力系数因土的种类、重度不同而不同。2) 地下水位变化对水平自重应力的影响: 自然界中的天然土层，一般形成至今已有很长的地质年代，它在自重作用下的变形早巳稳定。但对于近期沉积或堆积的土层，应考虑它在自重应力作用下的变形。地下水位下降浮力消失自重应力增加该自重应力相当于大面积

11、附加均布荷载能引起下部土体产生新的变形，属于附加应力。 对于地下水的变化会影响到地基的承载力的变化，随着地下水的增加是地基的承载力下降；使其地基发生不均匀的沉降，使其地基的质量不能得到保证。2.3.3基底压力的计算 1、基底压力：建筑荷载通过基础传给地基，基础底面传给地基表面的压应力。2、地基反力：地基支撑基础的反力。（大小相等、方向相反的作用力与反作用力 ） 3、地基底压力的分布规律：建筑物荷载 基础 地基在地基与基础的接触面上产生压力 1）绝对柔性基础，基础刚度EI0，对地基变形没有抵抗能力。地基与基础二者变形协调一致，因此基底压力分布与作用在基础上的荷载完全一致2）绝对刚性基础，基础刚度

12、较大EI， 在荷载作用下只能平面下沉，而不能弯曲。3）有限刚度基础，基础刚度较大但不是绝对刚性， 可以稍微弯曲。在荷载作用下基底压力分布出现马鞍形、抛物线形。2.3.4基底附加压力：附加压力由于修造建筑物，在地基中增加的压力。2.2.4.1一般情况下，建筑物建造前天然土层在自重作用下的变形早已结束。因此，只有基底附加压力才能引起地基的附加应力和变形。基底的附加应力计算式轴心荷载：2.2.4.2地基附加应力是由新增加建筑物荷载在地基中产生的应力。是引起地基变形和破坏的主要原因。2.2.4.3附加应力分布特点 ：1）附加应力随地基土深度增加 其数值逐渐减小。 2）在任意深度同一水平面上附加应力不等

13、，中心线上附加应力最大，向两侧逐渐减小，但扩散的范围越来越广。 2.2.5地基的承载力必须满足竖向集中力作用下地基附加应力建筑荷载主要以竖向荷载为主，故只考虑竖向应力。其计算公式为：竖向荷载的力学分析图为2.2.5集中荷载产生的竖向附加应力存在着如下规律：1）在集中力P的作用线上,沿P作用线上的分布随深度增加而递减。2）在r0的竖直线上，从零逐渐增大，至一定深度后又随着z 的增加而逐渐变小。3）在z为常数的水平面上，随着深度z的增加，集中力作用线上的减小，随r的增加也逐渐减小。4）若在空间将相同的点连成曲面，就可以得到的等值线，其空间曲面的性状如同泡状，所以也称为应力泡。地基的集中荷载必须在竖

14、向荷载的附加应力的有效值范围，否则也是引发地基不均匀沉降的基本原因。 2.2.6叠加原理：由两个集中力共同作用时，地基附加压力扩散产生叠加现象，叠加过大也会引起地基不均匀沉降。应力叠加原理由此可见，相邻荷载距离过近相互之间压力扩散叠加使附加压力增加，并重新分布，从而引起相邻建筑产生附加沉降。2.2.7地基沉降量计算：地基变形在其表面形成的垂直变形量称为建筑物的沉降量。在外荷载作用下地基土层被压缩达到稳定2.2.7.1分层总和法计算地基最终沉降量，计算地基的最终沉降量，最常用的就是分层总和法。1）基本原理：该方法只考虑地基的垂向变形，没有考虑侧向变形，地基的变形同室内侧限压缩试验中的情况基本一致

15、，属一维压缩问题。地基的最终沉降量可用室内压缩试验确定的参数（ei、Es、a）进行计。2）在厚度为H的均匀土层上面施加连续均匀荷载p，这时土层只能在竖直方向发生压缩变形，而不可能有侧向变形，这同侧限压缩试验中的情况基本一样，属一维压缩问题。土层一维压缩分别为p1=H/2和p2=p1+p。从土的压缩试验曲线可以看出，竖向应力从p1增加到p2，将引起土的孔隙比从e1减小为e2。因此，可求得一维条件下土层的压缩变形s与土的孔隙比e的变化之间存在如下关系：这就是土层一维压缩变形量的基本计算公式。也可改写成：或 或 注式中：压缩系数； 体积压缩系数； Es压缩模量； H土层厚度；A附加应力面积，A=pH

16、。2.3土的压缩性与压实性对地基不均匀沉降的影响2.3.1地基沉降，由于土具有压缩性，因而在地基附加应力的作用下，地基必然会产生一定的沉降。2.3.2土的压缩性对地基不均匀沉降的影响因素1）应力历史对地基沉降的影响 a.正常固结土b.超固结土c.欠固结土 2）超固结土压缩性较低对工程有利； 3）欠固结土压缩性较高应注意考虑4）沉降观测的目的5）沉降观测的内容 a.手机资料和编写计划b.水准基点设置 c.观测点设置d.水准测量 e.观测资料的整理2.3.3土的压实性影响因素：1）含水率的影响2）最大干密度（对于与某N），3）最优含水率wop4）压实的次数与土密实度关系即为最佳含水率。5）击实功能

17、的影响: 土料的最大干密度和最优含水率不是常数。当含水率较低时击数的影响较显著。6) 土类和级配的影响:粘粒含量高，Ip大，难压密；级配良好，易压密；7) 粗粒含量的影响对d5mm粒径的含量不超过2530时，仍可用轻型击实，但要修正。8）土的容重与压实功的关系必须保持在最佳的位置，否则容易引地基的不均匀沉降。土的容重与压实功的关系示意图9） 铺土厚度的影响：土在压实功的作用下，压应力随深度增加而逐渐减小，其影响深度与压实机械、土的性质和含水量等有关。铺土厚度应小于压实机械压土时的有效作用深度，而且还应考虑最优土层厚度。铺得过厚，要压很多遍才能达到规定的密实度；则要增加机械的总压实遍数。最优的铺

18、土厚度应能使土方压实而机械的功耗费最少。填土的铺土厚度及压实遍数可参考图下。压实机具每层铺土厚度（mm）每层压实遍数（遍）平碾200-3006-8羊足碾200-3508-16蛙式打夯机200-2503-4人工打夯2003-42.4软弱地基造成地基的不均匀沉降2.4.1建筑物一般总会产生一定的沉降，软弱地基上的建筑物更容易产生不均匀沉降。过大的不均匀沉降易使上部结构开裂与破坏，造成建筑物各处渗水、下水道堵塞不畅等，严重影响建筑物的使用。对于多层砌体结构，由于砌体的抗拉、抗剪强度较低，在地基沉降时，很易在墙体上产生斜裂缝或踏步式裂缝，窗洞的四角部位尤其厉害。2.4.2实际施工中，有些工程不进行地质

19、勘察盲目施工；有的勘察不按规定进行，如钻探中布孔不准确或孔深不到位；有的抄袭相邻建筑物的资料等，都会给设计人员造成分析、判断或设计错误，使建筑物可能产生沉降或不均匀沉降，甚至发生结构破坏。2.4.3设计方面存在问题。建筑物长度太长；建筑体型比较复杂凹凸转角多；未在适当部位设置沉降缝；基础及建筑物整体刚度不足；建筑物层高相差大所受荷载差异大；地基土的压缩性显著不同、地基处理方法不同；以及设计方面的错误等都会引起建筑物产生过大的不均匀沉降。2.4.4没有认真进行验槽，基础施工前扰动了地基土；在已建成的建筑物周围推放大量的建筑材料或土方；对于砖砌体结构，砌筑质量不满足要求，砂浆强度低、灰缝不饱满、砌

20、砖组砌不当、通缝过多、拉结筋不按规定设置等，也会引起建筑物建成后产生不均匀沉降。2.5地基埋置深度不够与建筑物的荷载过大2.5.1基础的埋置深度，除了在寒冷地区要考虑地基土的冻胀程度外，还要考虑到工程的地质与水文条件，并且应该考虑到相邻建筑物或者构筑物的基础深度与基础的形式的相关性，以及与传递到地基的荷载大小和土性质的相关性。然后，经过计算，在安全可靠和最经济的条件下确定基础的埋置深度。一般情况下埋深大，造价较高，埋深小，不能满足建筑物的稳定性，通常一般不小于50厘米。例如丹东市某住宅楼小区基础坐落在没有开挖的草坪上，致使在施工的过程中出现地基下沉。2.5.2地基荷载试验的三个变形阶段。注式中

21、:S=立方厘米 P=千帕 Oa为（压密阶段） ab为（剪切阶段） bc为（破坏阶段）1）线性变形阶段（Oa段）荷载P与沉降S呈线性关系，地基中各点的剪切力均小于土的抗剪强度，土体处于弹性平衡状态；地基的变形主要是在荷载的作用下，土的空隙减小产生的压密变形；相当于a的荷载Pa为比例极限。2）塑性变形阶段（ab段）沉降增量与荷载增量的比值随荷载增加而增加P-S曲线呈曲线形；地基土在局部范围内的剪应力，达到土的抗剪强度，处于极限平衡状态，产生剪切破坏的区域为塑性区；地基土开始向周围挤出。3）破坏阶段（bc段）剪切破坏区不断扩大，最终在地基中形成连续的滑动面，基础急剧下降，基础四周土被挤出，发生整体剪

22、切破坏；相当于b的荷载Pu为极限荷载。4)由上述的试验结果可以得到，在建筑物或者构筑物把荷载的正确控制，可以防止于地基因荷载过大产生不均匀沉降。2.5.3对于一般的地基，在荷载的作用下，地基的不均匀沉降过程。亦可以用荷载试验P-S曲线进行（a）整体剪切破坏（b）局部剪切破坏（c）冲减破坏（d）典型p-s曲线(a) P=压力 S=沉降量 Fak=地基承载力 Fk=荷载值1）Fak Fk如图a：当荷载大于某一数值时，曲线有明显的转折点，地基急剧地下沉。同时在周围的地面上有明显的隆起现象，基础倾斜，甚至地基与建筑物发生整体滑动，建筑物失去稳定性。发生整体的沉降。即称为整体减剪破坏。2）FakFk时地

23、基的承载力大于其总荷载时，地基才有足够的稳定性，不会产生破坏性地基的不均匀沉降。第3章 防止地基不均匀沉降的预防措施3.1特殊土地基的防治与处理方案3.1.1湿陷性黄土由于黄土颗粒表面含有可溶盐，同时其结构具有肉眼可见的近乎铅直的小管孔、在雨水及地表水的浸湿下可溶盐溶解,从而使小土颗粒向大孔隙中滑移，导致地面沉陷，具有这种性质的土称为湿陷性黄土。3.1.2黄土的物理力学性质;强度c、值与黄土的湿度、结构关系密切。其内摩擦角()为531,内聚力(c)为00.42105Pa。黄土的压缩性及抗剪强度受黄土的成因、结构、组成及气候环境等因素的影响，所以不同地区的黄土其压缩性及抗剪强度也有所差别。3.1

24、.3黄土湿陷性评价 p上述加压稳定后的土样,在浸水作用下,下沉稳定后的高度(mm);h0土样的原始高度(mm);当s0.015时,为非湿陷性黄土;当0.015s0.03时,湿陷性轻微;当0.030.07时,湿陷性强烈。(2) 自重湿陷量zs(mm)。zs=06ni=1zsihizsi第i层土的自重湿陷系数;hi第i层土的厚度(mm);0因土质地区而异的修正系数。zs小于或等于70mm时,应定为非自重湿陷性黄土场地;zs大于70mm时,应定为自重湿陷性黄土场地;2.2.2黄土地基的湿陷等级的划分(1)湿陷性黄土地基,受水浸湿饱和至下沉稳定为止的湿陷量s(mm)应按下式计算:s=6ni=1sihi

25、si第i层土的湿陷系数;hi第i层土的厚度(mm);考虑地基土的受水浸湿可能性和侧向挤出等因素的修正系数。3.1.4湿陷性黄土地基的湿陷等级,应根据湿陷量的计算值和自重湿陷量的计算值来判定。非自重湿陷性场地自重湿陷性场地zs=7070zs350zs=300（轻微）（中等）300zs700（中等）（严重）（很严重）3.1.5处理方案1、 选用适应不均匀沉降的结构和基础类型（如框架结构和墩式结构），散水坡宜用混凝土，宽度不小于1.5m。2、 加强建筑物的整体刚度，如控制长度在3m以内，设置沉降缝，增设横墙，混凝土圈梁等。3、 将基底的湿陷性黄土全部或部分挖出，用灰土夯实。4、 对湿陷性土层用重锤夯

26、实或强夯法处理。5、 采用灰土挤密桩，消除桩深度范围内的黄土湿陷性，处理深度一般为510m。6、 采用爆扩桩、灌注桩或预制桩将上部传至非湿陷性土层上，爆扩桩长度一般不大于8m，扩大头直径1m。7、 采用硅化或碱液加固地基。现在加固部位钻孔，将一定浓度的硅酸钠或碱液通过压力或自重灌入土中，与黄土 进行化学反应生成钠，吕，钙等化合物。使土粒胶结，增加土体强度。8、 做好总体的平面和竖向设计及防洪措施，保证场地排水通畅，保持水管与建筑物有足够的距离，防治管网渗漏水，做好屋面和地面防水、排水措施。9、 合理安排施工程序，先施工地下工程，后施工地上工程，敷设管道时，先施工防洪、排水管道并保证其通畅，严防

27、地面水流入基坑内或基槽内。10、 基槽施工完后，应用素土在基础周围分层回填夯实，地基压实系数要符合规范要求，屋面施工完毕，应及时安装天沟、水落管和雨水管道等，将雨水引到室外排水系统。3.1.2膨胀土地基防治与处理方案3.2膨胀土，土的粘粒成分中含有较多的强亲水性矿物，并具有一定膨胀势能的地基。3.2.1膨胀土的详判指标名称判定指标自由膨胀率Fs(%)Fs=40标准吸湿含水率（%）=2.5塑性指数=153.2.2处理方案：1、提前平整场地，使用雨水预湿，减少挖填方湿度过大的差额，使含水量得到新的平衡，大部分膨胀力得到释放。2、 尽量保持原自然边坡，场地的稳定条件，避免大挖大填。基础适当蛮深或用墩

28、式基础。桩基础，以增加基础附加荷载，减少膨胀土层厚度，减轻升降幅度，但成孔时切忌向孔内注水，成孔后，宜当天浇筑混凝土。3、 临坡建筑不宜在坡角挖土施工，避免改变坡体平衡，使建筑物产生水平膨胀位移。4、 采取换土处理，将膨胀土层部分或全部挖去，用灰土。土石混合物或砂砾回填夯实，或在持力层上采用人工垫层，如砂砾作缓冲层，厚度不小于90cm。5、 在建筑物周围做好地表渗、排水沟处理。散水坡度适宜加宽，其下作砂、炉渣垫层，并设隔水层，室内小水道设防漏，防渗措施，是地基土尽量保持天然湿度和天然结构。6、 加强结构刚度，如设置地箍，地梁，在两端和内外墙连接处设置水平钢筋和强联接等。7、 做好保湿防水措施，

29、加强施工用水管理，做好现场临时排水，避免基坑侵泡和建筑物附加积水。3.3盐渍土地基防治预处理方案盐渍土是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤的总称。盐土是指土壤中可溶性盐含量达到对作物生长有显著危害的土类。盐分含量指标因不同盐分组成而异。碱土是指土壤中含有危害植物生长和改变土壤性质的多量交换性钠。3.3.1盐渍土的工程特征场地地基土为氯盐渍土，含盐量一般在8%12%之间，属超强盐渍土，土层深处见少量盐晶。土层含盐为易溶盐。场地土的有害毛细水，地下水埋藏较浅，表层土质又为粉土，盐渍土中有害毛细水上升能直接引起地基土的浸湿软化和次生盐滓化，对建(构)筑物地基产生有害影响。经勘察，有害毛细水上升的高度大

30、于地下水埋深的土层厚度。在恶劣气候条件下，毛细水渗出表层并湿润表层土，干化后形成坚硬的盐壳土。氯盐渍土在地下水位埋深较浅时，一般不具有溶陷性。但是，淡水浸湿场地氯盐渍土，具有较强的溶陷性。对淡水水池、输送淡水的管线(管沟、管井)和屋面、地面的雨水排放构筑物的防渗、防漏要求较高。施工过程中的施工用水和使用过程中的生活污水，必须排出建筑场地外。在地基处理时，不能采用含有淡水作业的施工工艺。 在抗震设防烈度为7度的条件下，地基土的液化等级为轻微液化，场地属轻微液化场地。在地基处理设计时，要考虑消除地基液化的可能。地下水对混凝土有强腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具有强腐蚀性，腐蚀特性为液体接触结晶腐蚀，

31、因此，地基处理不能采用混凝土和钢材。 根据生产工艺流程对建(构)筑物要求，地基处理应较大提高地基承载力和改善土的力学特性。消除场地内的可液化土层；减少或避免有害毛细水对建(构)筑物混凝土基础的腐蚀。根据盐渍地基土的岩土特性和当地多年建设施工经验，建议桩型有:浸沥青木桩、水力振冲法碎石桩(复合地基)、钢管桩(内充填高标号混凝土)、干振挤密碎石桩。对于盐渍土地基本文阐述采用强夯法进行处理。 3.3.2处理方案：1、做好场地竖向设计，避免大气降水、工业及生活用水、施工用水侵入地基，而造成建筑材料的腐蚀及盐胀。2、 室外散水坡度适当加宽，一般不小于1.5m，下部作灰土垫层，防治水渗入地基造成溶陷，绿化

32、带与建筑物距离应加大，严格控制绿化用水。3、 采取换填法、重夯法处理浅部土层。对厚度不大或渗透性较好的盐渍土，可采用侵水预溶，水头高度不小于30cm。侵水坑的平面尺寸每边应超过拟建房屋边缘不小于2.5m。4、 做好现场排洪、排水等。防止施工用水、雨水流入地基或基础周围，各种用水点应里基础10cm以上。5、 合理安排施工顺序，先施工埋置深、荷载大的基础，并及时回填好土料，夯实填土。3.4软土地基：软土地基一般是指抗剪强度较低、压缩性较高以及具有其它不良性质的地基土。常见的如天然的淤泥、生活垃圾、工业废料形成的杂填土和水力冲填泥砂形成的冲填土等。1、软土地基的特点建筑物的沉降量大而不均匀，沉降量大

33、现可采取有效措施进行控制，而不均匀沉降由于影响因素多且复杂，故成为现在建筑物开裂或严重影响使用等工程事故的主要原因，必须引起充分重视。但人们反复从科学实验的实践中，对软土地基上建筑物的设计与施工等方面已积累了许多经验，认为只要设计、施工及使用得当，在软土地基上成功的建造建筑物是完全可能的。2、此外，在软土地基上修建建筑物，还应考虑上部结构与地基的共同工作。因为软土地区的许多工程实践表明，考虑上部结构和地基的共同工作是减少地基不均匀沉降的一项十分成功的经验。因为上部结构（包括基础）和地基是紧密联系在一起的一个整体，它们互相联系又互相影响，如果仅从上部结构或地基单方面采取措施，往往不能获得即可靠又

34、经济的效果，必须对建筑体型、荷载情况、结构类型和地质条件等进行综合分析，采取相应的措施，这样就可以减少软土地基上建筑物的不均匀沉降，保证建筑物的安全和正常使用。1、工程事故概况 比萨市位于意大利中部，而比萨斜塔位于比萨市北部，它是比萨大教的一座钟塔，在大教堂东南方向相距约25m。 比萨斜塔是一座独立的建筑，周围空旷， 比萨斜塔建造，经历了三个时期：第一期，自1173年9月8日至1178年，建至第4层，高度约29m时，因塔倾斜而停工。 2、第二期，钟塔施工中断94年后，于1272年复工，至1278年，建完第7层，高48m，再次停工。比萨斜塔全景第三期，经第二次施工中断82年后，于1360年再复工

35、，至1370年竣工，全塔共八层，高度为55m。 全塔总荷重约为145MN，塔身传递到地基的平均压力约500kPa。目前塔北侧沉降量约90cm，南侧沉降量约270cm，塔倾斜约5.5，十分严重。 比萨斜塔向南倾斜，塔顶离开垂直线的水平距离已达527m，等于我国虎丘塔倾斜后塔顶离开水平距离的23倍。幸亏比萨斜塔的建筑材料大理石条石质量优，施工精细，尚未发现塔身有裂缝。 比萨斜塔基础底面倾斜值，经计算为0.093，即930,我国国家标准建筑地基基础设计规范GBJ 789中规定：高耸结构基础的倾斜，当建筑物高度Hg为：50mHg100m时，其允许值为0.005，即5。目前比萨斜塔基础实际倾斜值已等于我

36、国国家标准允许值的18倍。由此可见，比萨斜塔倾斜已达到极危险的状态，随时有可能倒塌。 比萨斜塔地基剖面图 2、事故原因分析 关于比萨斜塔倾斜的原因，早在18世纪记载当时就有两派不同见解：一派由历史学家兰尼里克拉西为首，坚持比萨塔有意建成不垂直；另一派由建筑师阿莱山特罗领导，认为比萨塔的倾斜归因于它的地基不均匀沉降。 本世纪以来，一些学者提供了塔的基本资料和地基土的情况。比萨斜塔地基土的典型剖面如图2所示。由上至下，可分为8层： 表层为耕植土，厚160m； 第2层为粉砂，夹粘质粉士透镜体，厚度5.40m； 第3层为粉土，厚3.0 m； 第4层为上层粘土，厚度10.5m； 第5层为中间粘土，厚为5

37、.0m； 第6层为砂土，厚为2.0m； 第7层为下层粘土，厚度12.5m； 第8层为砂土，厚度超过20.0m。 有人将上述8层土合为3大层： 一层为砂质粉质土； 一层为粘土层；层为砂质土层。 地下水位深1.6m，位于粉砂层。 根据上述资料分析认为比萨钟塔倾斜的原因是： （1）钟塔基础底面位于第2层粉砂中。 施工不慎，南侧粉砂局部外挤，造成偏心荷载，使塔南侧附加应力大于北侧，导致塔向南倾斜。 （2）塔基底压力高达500kPa，超过持力层粉砂的承载力，地基产生塑性变形，使塔下沉。塔南侧接触压力大于北侧，南侧塑性变形必然大于北侧，使塔的倾斜加剧。 （3）钟塔地基中的粘土层厚达近30m，位于地下水位下

38、，呈饱和状态。在长期重荷作用下，土体发生蠕变，也是钟塔继续缓慢倾斜的一个原因。 （4）在比萨平原深层抽水，使地下水位下降，相当于大面积加载，这是钟塔倾斜的重要原因。在60年代后期与70年代早期，观察地下水位下降，同时钟塔的倾斜率增加。当天然地下水恢复后，则钟塔的倾斜率也回到常值。 3、事故处理方法 （1）卸荷处理 为了减轻钟塔地基荷重，1838年至1839年，于钟塔周围开挖一个环形基坑。基坑宽度约3.5m，北侧深0。9m，南侧深2.7m。基坑底部位于钟塔基础外伸的三个台阶以下，铺有不规则的块石。基坑外围用规整的条石垂直向砌筑。基坑顶面以外地面平坦。 （2）防水与灌水泥浆 为防止雨水下渗，于19

39、331935年对环型基坑做防水处理，同时对基础环周用水泥浆加强。 （3）为防止比萨斜塔散架，于1992年7月开始对塔身加固。 第4章 导致的事故某九层框架建筑物，建成不久后即发现墙身开裂，建筑物沉降最大达58cm，沉降中间大，两端小，产生这一问题的原因是什么？目前情况如何处理？这是大家关心的问题。进一步了解发现，该建筑物是一箱基基础上的框架结构，原场地中有厚达9.518.4m厚的软土层、软土层表面为38m的细砂层，地质剖面见图1。设计者在细砂层面上回填砂石碾压密实，然后把碾压层作为箱基的持力层。在开始基础施工到装饰竣工完成的一年半中，基础最大沉降达58cm，由于沉降差较大，造成了上部结构产生裂

40、缝。如图所示。原因：该案例产生过大沉降并影响上部结构安全，关键原因是对地基承载力的认识不够完整。地基承载力是取决于基础应力影响所到的受力范围，不仅仅是基础底附近的土体承载力。同时，地基承载力应包含两层内容，一是地基强度稳定，二是地基变形。本工程基础长宽为6020m，其应力影响到地基下部的软土层，在上部结构荷载作用下软土产生固结沉降，随着时间的增长，沉降逐步发展，预计总沉降量会达约100cm，目前沉降量约为总沉降量的60%。由于沉降量过大，沉降不均匀，同时上部结构刚度也不均匀，从而在结构刚度突变处产生了裂缝。处理： 该工程必须要对地基进行加固处理，加固采用静压预制砼桩方案。但设计时要考虑桩土的共

41、同作用，同时充分考虑目前地基已承担了部分荷载，加固桩只需承担部分荷载即可，而不必设计成由加固桩承担全部荷载，从而达到节省的目的。启示：1、地基的承载力要考虑下卧软土层的承载力，地基设计应要进行沉降计算，尤其是场地存在软弱土层的地基，必须要进行沉降验算。2、这种地基的加固设计应考虑已有土体先发挥作用，已承担了部分荷载的特点，设计的加固桩与地基共同作用承担部分荷载，从而达到更经济合理的设计。1、工程概况某水厂各水池平面布置如图1所示，水池建成后进行充水使用，当充水一段时间后，发现水池产生较大沉降，典型沉降如图2所示。由于沉降较大，且沉降存在不均匀性，因此，马上进行放水。查找和分析沉降和不均匀沉降的

42、原因。提出处理方案。累计沉降量mm水解池观测点P1P2P3P4右侧881048175左化池观测点P1P2P3P4P5P6P7P8右侧1781891874148192185140左侧10017617960812482481462、地质情况经查，其场地中典型的地质剖面如图3所示。显然，场地表层有厚约3.5m左右的填土层，填土层以下为深后的淤泥质土层。3、地基处理方案本工程原地基处理方案为深层搅拌桩复合地基，搅拌桩直径=600mm，矩形布置，间距1.0m，桩长6m，地基承载力要经现场压板试验检测，要求地基承载力特征值大于150kPa。在实施过程中，地基处理方案修改为强夯处理

43、填土层并经现场原位压板试验检测，检测承载力满足要求后进行水池的施工。4、沉降及不均匀沉降原因分析原地基经强夯压实并经现场原位压板试验后是合格的，而实际建筑物完成后却产生这样大的沉降和不均匀沉降，原因何在据观测到的部分的沉降情况分析，水池产生沉降的主要原因是由于下卧软土层的固结沉降，目前沉降还未完成，在两个水池紧靠的地方沉降量是最大的。这主要是由于应力叠加相互影响，使该处沉降最大。尺寸效应下卧软层5、压板静载检测试验时，地基承载力是够的，且沉降较小，但为什么水池施工后沉降远大于试验时的沉降呢，这主要是由于压板试验的尺寸较小，常规地基压板荷载试验时压板直径为0.79m，其应力影响的深度有限，当应力

44、影响在3倍尺寸范围时，压试验检测到的主要是经强夯后压实的填土层的承载力，而反映不到其软弱下卧层，但当实际水池受荷时，其尺寸远大于压板试验时的尺寸，这样水池荷载的应力将扩散到软弱下卧层，从而使软弱下卧层产生变形，如图所示。因此，水池荷载作用下的沉降主要是由于下卧软土层产生的沉降，且在应力叠加最严重区沉降最大。6、启示设计人员要有明确的力学概念，不要被原位试验结果所蒙蔽，要清楚试验条件与实际建筑物边界条件的异同，用好试验结果，明确试验的局限性，尤其是尺寸效应，这是工程中遇到软弱下卧层时要注意的问题。像这种有软弱下卧层的情况直接用压板试验结果是错误和不安全的。但另一方面，若下卧层是硬层，则直接应用这

45、样的试验结果则又是偏于保守的，如图所示，因这时压板试验主要反映的是上部软层的承载力，而对下部硬层的承载特性未能反映。7、事故原因分析本工程中两侧填土是不平衡的，再加上靠河一侧反压土体未填之前，靠岸一侧土体先填筑至11.8m高程，造成两侧土压更大的不平衡。由于场地为软土地质，在两侧不平衡土压力作用下，软土体产生侧移，把其下的桩向河一侧推移，使桩顶向河一侧产生水平位移，而桩顶以上的结构体则整体向河一侧产生水平侧移，因而11.8m高程以下的柱子是向外倾斜的。当在11.8m高程再往上施工时，如果顺着柱子的倾斜方向向上，则结构更倾斜，为减少倾斜，控制柱顶与柱脚在同一垂线上，则11.8m高程以上的柱子必须

46、向内倾斜，由此施工后，则得到现场所看到的情况。由以上的原因分析可见，在软土地基中，施工顺序会对结构受力产生重要影响。软土在不平衡的土压力下会产生明显的侧向移动，带动其中的结构物侧移。按本工程情况，结构物两侧的填土应均衡，同时填筑，以保证两侧土压力的平衡，从而使结构两侧受力均衡，避免软土侧移的产生。对同类情况，实际工程中应充分重视不平衡土压力对软土地基的影响。由于地梁已开裂，同时还担心结构进一步变形，后来的处理措施是开挖并重做地梁，同时在地梁下新增加微形钢管桩，以帮助承担荷载。工程处理后试用多年，未见新的变形产生。一、 工程概况某城市引桥的挡土墙剖面如图所示，引桥两侧采用衡重式砼挡土墙结构，墙体

47、外侧分别要施工两条地下水管。由于场地中存在软土层，设计时地基处理采用了搅拌桩复合地基。二、 事故情况当两挡土墙之间的路基填土完成后，发现挡墙下沉了11cm，墙体一侧墙顶部向路基内倾斜，另一侧墙脚则向路外移动。引桥情况如图2 照片所示，墙顶向路内侧移如图3照片1所示，墙脚向路外侧移如图4照片所示。显然，是什么原因导致两侧挡土墙产生不同的位移。 墙顶向路内侧移三、 原因分析经现场了解，墙体沉降、侧移主要原因是填土作用下的地基下沉和挡土墙外侧水管埋设时基坑开挖顺序和变形的影响所致。挡墙顶部向填土的路内一侧位移，主要是由于路基填土使地基沉降变形所产生。据观测路基下软土层经搅拌桩处理，但在填土荷载作用下

48、仍产生了12cm的沉降，此沉降会引起挡墙在填土区一翼基础的沉降，从而带动墙体向填侧内移所造成。如图所示。至于挡墙墙脚向填土外侧移动，主要是该侧在填土后在墙脚外侧埋设水管时进行基坑开挖，而基坑开挖采用的是刚度较小的钢板桩支护，而此时路基填土已基本完成，在强大的路基填土荷载作用下，钢板桩变形大，土体侧移，从而引起挡墙脚部向外侧移。而另一侧不产生墙脚侧移的原因是因为该侧的水沟开挖是在路基填土之前完成的。因此，施工顺序的不同会产生不同的变形。四、 启示挡墙的位移不都是向非填土侧的，当地基土软弱时，在填土荷载作用下，填土一侧地基沉降较大，此时挡土墙会向填土一侧倾斜，这是软土地基上挡墙变形的一种特点。软土

49、地基施工采用不同的施工顺序对受力是有影响的，实际工程中应充分考虑施工顺序不同可能会产生的影响，合理安排施工顺序。1、工程情况在许多水利工程的堤防中，往往有很多穿堤的涵洞，由于变形的不均而存在安全隐患。如图1所示，剖面图如图2所示。由于河岸附近一般都是软弱地基，而堤防中填土作用在涵洞上的荷载相应较大，因此，一般涵洞下软土地基承载力不满足要求，因而通常会在涵洞下采用砼桩基处理，以保证涵洞的安全，而一般砼桩基的底部均会置于可靠的持力层上，这样，涵洞的沉降一般都较小，但涵洞两侧填土较大，在填土荷载作用下其沉降远大于涵洞结构的沉降，从而会存在以下问题，1、会在堤顶产生裂缝，如图3照片所示，图4照片则明显

50、可以看出涵洞两侧的沉降要大于涵洞位置处的沉降，如图4所示。2、会在涵底边角处产生底板脱空，而形成集中渗流通道，当洪水来临时发生管涌则会影响堤身的安全而形成灾害，图5照片是某水闸两侧堤防被冲垮后而造成重大灾害的情况。3、会对侧边的桩产生负摩阻力，由于涵侧边土沉降较大，其沉降较大于桩的沉降，从而会对桩产生负摩阻力。水利涵洞水利涵洞沉降和裂缝水利涵洞顶部的裂缝 涵洞两侧的沉降大于涵洞位置处的沉降同样，对于软土地基上的一些高速公路涵洞，当对涵洞基础采用过于刚性的地基处理时，如图所示，则会使涵洞沉降较少，而其两侧路基沉降过大，形成过大的不均沉降而影响行车，如图所示。这种变形不协调的问题在建筑工程中同样存

51、在，因人们一般较重视建筑物的安全，对建筑物今采取较强的地基处理，而对建筑物周边场地则一般不作处理，这样当周边有填土荷载时，会随着时间的增长，软土地基沉降，则会造成地面较大的沉降，造成室内外较大的沉降差，破坏室内外管道的连接，如图所示照片。二、启示地基处理除保证主体结构的安全及变形在安全范围外，还应要注意其与周边介质的沉降变形协调，这是很多软土地基中结构物设计中容易出现的问题，要树立正确的地基基础设计理念，单用变形控制设计，是今后较好解决这类问题的重要技术措施。一、工程概况某一工程挡土墙，墙高8m，墙身为浆砌石，墙后场地填土用作建筑用地，墙底下约有3m厚的软土层未清除，由于挡墙较重，软土的承载力

52、不能满足要求，因此要进行基础处理，基础处理采用长为4m的松木桩基础。挡土墙边砌筑边填筑墙后的填土，当挡墙砌筑到4m高且填土也填筑到4m时，墙体发生了明显的侧移，测量表明墙体平面的中部已产生了20cm的水平位移，如图1所示，位移后挡墙的照片如图2 所示。由于挡墙高度完成一半，还有一半未完成，如继续施工，可能会产生更大的变形，为此，发现问题后，工程暂时停工，进行原因分析和确定进一步的处理方案。位移后的挡墙二、原因分析显然，产生侧向移动主要是侧向土压力所致，原设计挡土墙高8m，但现在仅施工4m就产生了明显的变形，何来如此大的水平推力？据分析，主要是填土在软土层所产生的侧向压力推动木桩产生侧移。一般设

53、计仅计算挡土墙基础面以上填土对挡土墙的侧压力，而不计算由于填土对挡土墙基础下软土的侧压力。实际上，由于软土的侧压力较大，而填土的侧压力较小，且软土在底部，填土荷载大，填土荷载作用下软土层的侧向土压力要比填土层的侧压力大，如图3所示，而木桩基础承受垂直荷载性能好，承受水平荷载能力低，因此在软土的侧压力作用下墙体发生了侧移。三、处理方案由于挡土墙还有4m未施工，确定产生侧移的原因后，则要消除产生侧移的原因。挡墙后填土也已经填至4m高，对软土的垂直处理较难彻底。由于侧移主要是软土侧压力所致，为此，在挡土墙外侧设置一排砼钻孔桩来承担水平力，桩顶加一砼连系梁，连系梁与挡土墙基础接触，以便承担墙后进一步填土所产生的侧压力。挡土桩直径0.8m，间距0.9m，桩长8m。实施完成后的照片如图4所示。处理后进一步施工至原设计高程，墙体未发生新的明显变形，说明前面分析的原因正确，处理的方案合理。四、启示一般对于软土层厚度不是很大的的挡土墙基础采用木桩进行地基处理在工程中较常用，方便施工，造价低廉，但当墙后有新填土荷载时，其在软土层产生的侧压力是很大的，其值甚至要大于填土层的压力，从而使挡土