地基与基础工程事故与处理

第二章地基与基础工程事故分析与处理第一节地基与基础工程事故概述第二节地基工程事故原因分析与处理第三节基础工程事故原因分析与处理本章小结第一节地基与基础工程事故概述一、地基与基础工程的建筑要求地基和基础是建筑物的重要组成部分，任何建筑都必须有可靠的地基和基础。建筑物对地基的要求可概括为以下三个方面：一是可靠的整体稳定性；二是足够的地基承载力；三是在建筑物的荷载作用下，其沉降值、水平位移及不均匀沉降差需要满足某一定值的要求。二、地基与基础的关系基础是与地基紧密联系、互相依存的工程结构。基础的设计、施工必须依据地质情况，采用适宜的基础形式、材料、埋深与施工方法，以有效地承受上部结构的荷载。不合理或错误的基础设计与施工质量问题都会导致基础工程质量缺陷与事故。下一页返回第一节地基与基础工程事故概述三、地基与基础工程事故的发生当地基的整体稳定性和承载力不能满足要求时，在荷载作用下，地基将会产生局部或整体剪切破坏。天然地基承载力的高低主要与土的抗剪强度有关，也与基础形式、基础底面积大小和埋深有关。在建筑物荷载（包括静、动荷载的各种组合）的作用下，地基将产生沉降、水平位移以及不均匀沉降，若地基的变形超过允许值，将会影响建筑物、构筑物的安全与正常使用，严重的将造成建筑物破坏甚至倒塌。其中以不均匀沉降超过允许值而造成的工程事故比例最高，尤其是在深厚的软钻土地区。下一页上一页返回第一节地基与基础工程事故概述四、地基与基础工程事故的特点地基和基础都属地下隐蔽工程，建筑工程竣工后难以检查，使用期间出现缺陷事故苗头也不易察觉。一旦发生事故，难以补救，甚至造成灾难性的后果。因此，建设工程中的地基基础工程的缺陷和事故，具有普遍性、地方性、隐蔽性和严重性的特点。下一页上一页返回第一节地基与基础工程事故概述五、地基与基础工程质量控制的重要性地基与基础工程是建筑施工技术复杂、难度很大的分部工程之一。主要包括无支护土方、有支护土方、地基处理、桩基、地下防水等子分部工程。地基与基础施工质量合格与否，直接影响到建筑物的结构安全。随着国家经济的发展和施工技术的进步，单体工程的建筑规模越来越大，综合使用功能越来越多，故地基与基础的施工质量越来越受到人们的关注和重视。上一页返回第二节地基工程事故原因分析与处理一、地基工程事故概述建筑工程事故的发生不少与地基问题有关。地基事故的主要原因是由于勘察、设计、施工不当或环境和使用情况发生改变引起的，最终表现为产生过大的变形或不均匀沉降，从而使基础或上部结构出现裂缝或倾斜，削弱和破坏了结构的整体性、耐久性，严重的会导致建筑物倒塌。地基事故，按其性质可分为地基强度和变形两大类。地基强度问题引起的地基事故主要表现在地基承载力不足或丧失稳定性；地基变形问题引起的事故常发生在软土、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土等地区。下一页返回第二节地基工程事故原因分析与处理地基事故发生后，首先应进行认真细致的调查研究，然后根据事故发生的原因和类型，因地制宜地选择合理的基础托换方法进行处理。二、导致地基工程事故产生的原因（一）地质勘察问题（二）设计方案及计算问题（三）施工问题（四）环境问题三、地基工程事故的类型及特征（一）地基的沉降与变形事故1.软土地基不均匀沉降事故下一页上一页返回第二节地基工程事故原因分析与处理2.膨胀土地基变形事故3.湿陷性黄土地基变形事故（二）地基失稳事故1.事故类型：（1）冲切剪切破坏。（2）整体剪切破坏。（3）局部剪切破坏。2.事故特征：地基失稳的特征如图2-5所示。四、地基工程事故分析与实例（一）地基沉降造成的工程事故1.事故现象（1）建筑物产生倾斜。长高比较小的建筑物，特别是高耸构筑物，不均匀沉降将引起建（构）筑物倾斜。若倾斜较大，下一页上一页返回第二节地基工程事故原因分析与处理则影响正常使用。若倾斜不断发展，重心不断偏移，严重的将引起建（构）筑物倒塌破坏。（2）墙体产生裂缝。不均匀沉降使砖砌体承受弯曲而导致砌体因受拉应力过大而产生裂缝。长高比较大的砖混结构，若中部沉降比两端沉降大可能产生八字裂缝，如图2-6所示；若两端沉降比中部沉降大则可能产生倒八字裂缝，如图2-7所示。（3）柱体断裂或压碎。不均匀沉降将使中心受压柱体产生纵向弯曲而导致拉裂，严重的可造成压碎失稳。浙江地区某建筑物一层为商店，2～4层为住宅，整体刚度很好，基础为独立桩基础。建筑物一侧在市政管道挖沟期间发生建筑物不均匀沉降，导致3根钢筋混凝土柱子压碎破坏。下一页上一页返回第二节地基工程事故原因分析与处理2.原因分析地基变形沉降大是地基工程中较常见的质量问题，其原因包括以下几方面：（1）未搞清地基中的软弱土层、暗沟、暗塘和古墓等。（2）明知地基软弱，但设计未进行沉降验算或未采取适宜设计方案预防沉降。（3）上部结构荷载密度过大、基础偏小或荷载增大（如房屋加层），使地基超负荷而加大变形。（4）地基浸水湿陷，地下水位变化及产生管涌、潜蚀等，使地基承载力下降，变形士曾大。下一页上一页返回第二节地地基工工程事故故原因分分析与处处理（5）邻邻近基坑坑开挖，，但原基基础未采采取相应应的稳定定加固措措施，或或新建建建筑沉降降使原建建筑地基基沉降增增大。3.沉降降事故处处理的方方法当发现建建筑物产产生不均均匀沉降降导致建建筑物倾倾斜或产产生裂缝缝时，首首先要搞搞清不均均匀沉降降发展的的情况，，然后再再决定是是否需要要采取加加固措施施。若必必须采取取加固措措施，则则要确定定其处理理方法。。如果不均均匀沉降降会继续续发展，，首先要要通过地地基基础础加固遏遏制沉降降继续发发展，如如采用锚锚杆静压压桩托换换，或其其他桩式式托换，，或采用用地基加加固方法法。沉降降基本稳稳定后再再根据倾倾斜情况况决定是是否需要要纠倾。。倾斜未未影响安安全使用用可不进进行纠倾倾。对需需要下一页上一页返回第二节地地基工工程事故故原因分分析与处处理纠倾的建建筑物视视具体情情况可采采用迫降降纠倾法法、顶升升纠倾法法或综合合纠倾法法。4.事故故实例[例2-1]某某工厂水水电车间间基础的的扩大托托换。（二）地地基失稳稳造成的的工程事故故1.地基基失稳的的原因（1）对对必须建建于滑坡坡地区的的建筑物物和构筑筑物，出出现滑坡坡失稳，，是对滑滑坡处理理预防不不力或不不当所致致，如修修建工程程切削坡坡脚、坡坡上堆放放材料重重物等。。下一页上一页返回第二节地地基工工程事故故原因分分析与处处理（2）暴暴雨、山山洪、地地震等自自然灾害害往往是是导致滑滑坡问题题的主要要原因。。（3）房房屋建筑筑地点、、位置选选择不当当，一般般应尽量量避开地地质不稳稳定、易易滑坡的的地区。。2.事故故实例[例2-2]某某水泥筒筒仓地基基失稳破破坏。（三）基基坑支护护事故随着高层层建筑的的发展，，施工中中大开挖挖深基槽槽、基坑坑的做法法愈来愈愈多，确确保深基基坑施工工的可靠靠和稳定定成为高高层建筑筑施工的的关键问问题之一一。基坑坑有两类类：一类类是放坡坡基坑，，当基坑坑较深时时，边坡坡的宽度度较宽，，占用大大量场地地；另一一类是不不放坡下一页上一页返回第二节地地基工工程事故故原因分分析与处处理基坑，采采用支护护结构，，在高层层建筑施施工，特特别是在在场地受受到限制制的情况况下经常常被采用用。1.基坑坑支护事事故的类类型及原原因（1）结结构构件件失效。。（2））土体失失效。2.事故故实例[例2-3]某某基坑水水泥土重重力式挡挡墙整体体失稳破破坏。（四）边边坡滑动动事故1.边坡坡滑动事事故产生生的原因因在边坡上上或土坡坡上方建建造建（（构）筑筑物或堆堆放重物物，往往往要增加加坡上作作用荷载载；土坡坡排水不不畅或久久雨地下下水位上上升，往往往会图2-15墙后卸载载示竟图图减小土土坡土体体抗剪强强度，并并增加下一页上一页返回第二节地地基工工程事故故原因分分析与处处理渗流力作作用；疏疏浚河道道，在坡坡脚挖土土等，会会减小土土坡稳定定性以及及土体蠕蠕变造成成土体强强度降低低等。2.边坡坡滑动事事故处理理土坡治理理可采用用减小荷荷载、放放缓坡度度、支挡挡、护坡坡、排水水、土质质改良、、加固等等措施综综合治理理。3.边坡坡滑动事事故的严严重性边坡失稳稳产生滑滑动破坏坏不仅危危及边坡坡上的建建（构））筑物，，而且危危及坡上上和坡下下方附近近建（构构）筑物物的安全全。土坡坡滑动对对建（构构）筑物物的破坏坏是严重重的。在在山坡地地基和江江边湖边边地基上上进行土土木工程程建设一一定要重重视土坡坡稳定问问题。4.事故故实例:[例2-4]某客运运站大楼楼发生不不均匀沉沉降。上一页返回第三节基基础工工程事故故原因分分析与处处理一、基础础错位事事故原因因分析与与处理（一）基基础错位位事故产产生的原原因基础错位位事故产产生的原原因如图2-17所示。（二）基基础错位位事故处处理措施施基础错位位事故处处理措施施见表2-2。（三）事事故实例例[例2-5]某某站独立立基础错错位事故故。二、基础础变形事事故（一）基基础变形形事故产产生的原原因基础变形形事故产产生的原原因主要要有以下下几方面面：下一页返回第三节基基础工工程事故故原因分分析与处处理（1）设设计方面面的原因因：基础础方案不不合理、、上部结结构复杂杂、荷载载差异大大、建筑筑物整体体刚度差差、对地地基不均均匀沉降降较敏感感。（2）地地质勘测测方面的的原因：：未经勘勘测就设设计施工工；勘测测资料不不足、不不准、有有误等。。（3）地地下水条条件变化化方面的的原因：：人工降降低地下下水位；；地基浸浸水；建建筑物使使用后，，大量抽抽取地下下水等。。（4）施施工方面面的原因因：施工工顺序及及方法不不当；大大量的不不均匀堆堆载；人人为降低低地下水水位等。。（二）基基础变形形事故的的处理措措施基础变形形事故的的处理措措施如图2-19所示。下一页上一页返回第三节基基础工工程事故故原因分分析与处处理（三）事事故实例例[例2-5]新新建相邻邻建筑物物造成已已有建筑筑营业楼楼倾斜事事故。三、桩基基础工程程事故（一）概概述桩基工程程的施工工是一项项技术性性十分强强的施工工技术，，又属于于隐蔽工工程，在在施工过过程中，，如处理理不当，，就会发发生工程程质量事事故。但但由于目目前尚无无可靠快快速的检检测方法法使施工工者及时时掌握并并了解成成桩过程程中的质质量，而而且桩基基础施工工发生的的质量问问题，往往往是多多方面原原因造成成的。桩基础工工程通常常应用于于建筑、、交通、、道路、、桥梁等等工程中中。近几几年来国国内桩工工机械与与新的工工法有了了很大的的发展，，设计下一页上一页返回第三节基基础工工程事故故原因分分析与处处理理论也有有了很大大的进步步。桩基基础具有有承载力力高、稳稳定性好好、变形形量小、、沉降收收敛快等等特性。。近年来来，随着着建筑施施工技术术水平的的提高，，对桩的的承载力力、地基基变形、、桩基施施工质量量也提出出了更高高的要求求。（二）桩桩基础工工程事故故的类型型1.钢筋筋混凝土土预制桩桩工程事事故2.灌注注桩工程程事故灌注桩是是用机具具在现场场钻孔，，然后在在孔内放放人钢筋筋（也可可不放）），并浇浇捣混凝凝土而成成。由于于灌注桩桩的桩长长不受限限制，深深度可达达几十米米，成孔孔的方法法又较多多，所以以在托换换工程中中广泛使使用。它它不仅用用于地基基事故处处理，也也可用于于旧房增增层改造造中下一页页上一页页返回第三节节基基础工工程事事故原原因分分析与与处理理外套框框架的的桩基基础等等。灌灌注桩桩的成成孔方方法有有螺旋旋钻钻钻孔灌灌注桩桩、潜潜水钻钻钻孔孔灌注注桩和和人工工挖孔孔灌注注桩等等几种种。四、多多层建建筑基基础工工程事事故（一））概述述多层建建筑大大多采采用浅浅基础础。常常见的的基础础形式式有条条形基基础、、片筏筏基础础、独独立基基础等等。按按材料料分有有砖砌砌基础础和钢钢筋混混凝土土基础础。选选用何何种形形式的的基础础，受受地质质条件件、上上部荷荷载的的大小小、主主体结结构形形式等等因素素的影影响。。多层建建筑基基础工工程发发生质质量事事故，，有可可能对对建筑筑物的的结构构安全全等造造成极极大的的影响响。多多层建建筑基基础工工程常常见的的质量量事故故有基基础轴轴线偏偏差、、基础础标高高错误误、预预埋洞洞和预预埋件件的标标高和和上一页页返回第三节节基基础工工程事事故原原因分分析与与处理理位置错错误等等，还还包括括基础础变形形、沉沉降等等。（二））事故故实例例[例2-8]某某市商商住楼楼地基基基础础发生生沉降降及变变形。。五、高高层建建筑基基础工工程事事故（一））概述述近年来来，我我国的的高层层建筑筑施工工技术术得到到快速速的发发展。。在基基础工工程方方面，，高层层建筑筑多采采用桩桩基础础、筏筏式基基础、、箱形形基础础或桩桩基与与箱形形基础础的复复合基基础，，涉及及深基基坑支支护、、桩基基施工工、大大体积积混凝凝土浇浇筑、、深层层降水水等施施工技技术。。（二））事故故实例例