地基基础工程事故分析与处理

1、地基基础工程事故分析与处理【摘要】在我国建设工程房屋建筑工程中，随着我国经济建设的发展，全国各地都在兴建各类工厂企业、商业大厦、宾馆饭店、多层与高层住宅等建筑工程。然而在建筑的同时许多建筑在后期却出现质量的问题，基础工程是房屋的的根本，一旦基础出现问题将会导致墙体出现不均匀沉降严重视时楼体将会发生倒塌。本文分析了地基基础工程事故发生的一些因素及原因，提出了相应的防止办法，同时列举了实例加以说明。【关键词】地基基础；工程事故；地基变形；处理方法随着我国经济建设的发展，各种现代化的建筑如雨后春笋般出现，确保和提高建筑工程质量就显得尤为重要。而在建筑物使用过程中，由于基础问题最常见的是基础的不均匀沉

2、降从而导致建筑物倾斜、墙体和楼盖的开裂、影响使用和建筑物的耐久性、有碍观看并使人有不安全的则屡见不鲜。在建筑结构的设计和施工过程中，基础工程是房屋建筑工程的关键，一切工程事故的发生可以说是基础工程在勘察的过程中，往往因为勘察不到位勘察未进行到持力层部位，从而设计图纸导致基础无法支撑主体结构造成工程事故。国内外建筑工程事故调查表明多数工程事故源于地基问题，如若建筑场地地基不能满足建筑物对地基的要求，造成地基基础工程事故，地基基础工程事故发生可能是因勘测、设计、构造、制造、安装与使用等因素相互作用引起的。而这些因素中。某些因素引起突发事故。另一些因素可能导致消耗性逐渐发生的事故，从安全上讲，突发事

3、故是危险的。所以，研究并探讨地基基础工程事故发生的原因，更具有普遍性、地方性和经验性，对每一个事故分析后得到的经验，并采取有效的防治措施，是我们值得重视的问题。1、建筑物对地基的要求11地基承载力或稳定性问题地基承载力或稳定性问题是指地基在建（构）筑物荷载（包括静、动荷载的各种组合）作用下能否保持稳定。若地基承载力不能满足要求，在建（构）筑物荷载作用下，地基将会产生局部或整体剪切破坏，影响建（构）筑物的安全与正常使用，甚至造成建（构）筑物的破坏。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、大小和埋深有关。边坡稳定也属于这类问题。12沉降、水平位移及不均匀沉降问题在建（构）筑物的荷

4、载（包括静、动荷载的各种组合）作用下，地基将产生沉降、水平位移以及不均匀沉降。若地基变形（沉降、水平位移、不均匀沉降）超过允许值，将会影响建（构）筑物的安全与正常使用，严重的将造成建（构）筑物破坏。其中不均匀沉降超过允许值造成的工程事故比例最高，特别在深厚软粘土地区。天然地基变形大小主要与荷载大小和土的变形特性有关，也与基础型式有关2、地基工程事故原因分析21地质勘察问题2.1.1地基勘察工作欠认真，所提供的土性指标及地基承载力不确切。例如武昌某办公楼，设计之前仅作简易触探，而设计者又按勘察报告提出的偏高土力学指标进行设计。结果造成该楼尚未竣工即出现很大沉降和相对沉降差，倾斜约40cm，并引起

5、邻近已有房屋严重开裂。又如江苏省某县一小学教学楼，平面为“Z”字形，无地质勘察资料盲目套图设计。施工中即发展墙体开裂、楼房扭曲倾斜、地面开裂，并发展到室外地坪。最后采用局部降低一层和加固地基方法才获解决。212地质勘察时，钻孔间距太大，不能全面准确地反映地基的实际情况。在丘陵、山坡地区的建筑中，由于这个原因造成的事故实例比平原地区多。如河北省张家口宝善街住宅小区，其地基中的砂卵起伏变化较大（水平方向达0.2m/m）。地质勘察资料没有提供这些数据。设计时，将基础按地质勘察深度选择桩基础，由于地表下土层的厚度变化甚大，而造成某些楼的桩基础不得不变为桩墩，修改基础设计，并且给施工带来极大难度。213

6、地质勘察时，钻孔深度不够。如有的工程在没有查清较深范围内地基中有无软弱层、暗浜、墓穴、孔洞等情况下，仅根据勘察资料提供的地表面或基础底面以下深度不大范围内的地基情况进行地基基础设计，因而造成明显的不均匀沉降，导致建筑物裂缝，有的甚至不能使用。如南京某厂家属宿舍为五层砖混结构，采用不埋板式基础。当施工到五层时，发现基础断裂。后经补充勘探，发现宿舍西部地表杂填土1.4m以下，有一层淤泥及稻壳灰，厚2m多，高压缩性，建筑物座落在这样软硬悬殊的地基上，势必造成基础不均匀沉降而断裂。这类事故屡见不鲜，尤应引起足够重视。214地质勘察报告不详明、不准确。造成地基基础设计方案的错误。如四川某工程，根据建筑物

7、两端钻孔提供的岩石埋藏深度在基础底面以下5m的资料，采用了5m的爆扩桩基础。建成后，在建筑物中部产生较大沉降，墙体开裂。经补充勘察，发现建筑物中部基岩面深达1517m，爆扩桩悬浮在软土中，最后造成该建筑物不均匀沉降。22设计方案及计算问题221有些工程的地质条件差、变化复杂，由于设计方案选择不合理，不能满足上部结构与荷载的要求，因而引起建筑物开裂或倾斜。例如河北省张家口某射击娱乐中心，单层射击大厅，由中央大厅13米，两翼展览厅9米组成。两翼展览厅与中央大厅相距4.35m，中间以通道相连。该建筑物座落在压缩模量仅有1.45MPa的高压缩性深厚软土地区，采用三七灰土垫层人工地基方案，而施工单位由于

8、工期短，擅自改为砂卵石垫层处理方案。该修改方案对于深厚的软土层又有荷载差异的地基，势必带来不均匀沉降。因此，在2年半的沉降观测中，中央大厅下沉量平均达10.5cm，造成两翼15m范围内的巨大差异沉降，使两翼展览厅外承重墙基础的局部倾斜达0.018。而建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）规定，在高压缩性地基上的砌体承重结构基础的局部倾斜允许值为0.003，大大超过允许值。因而造成墙体内部产生的附加应力超过砌体弯曲抗拉强度极限，导致两翼展览厅墙面开裂。又如厦门市某大楼为七层框架结构（局部八层），片筏基础，地基为软土，采用砂井处理方案，而未采用预压措施。造成大楼建成后，差异沉降达16.6

9、cm，最大倾斜达16.9。地基规范规定的允许倾斜值为0.0004，超过允许值，导致电梯无法安装。222盲目套图设计，不因地制宜；当建筑场地选定后，设计者是没有选择的余地，往往只能按具体情况采用天然地基或进行地基处理。由于各地的工程地质条件千差万别，错综复杂，即使同一地点也不尽相同，再加上建筑物的结构型式、平面布置及使用条件也截然不同，所以很难找到一个完全相同的例子，也无法作出一套包罗万象的标准图。因此，在考虑地基基础问题时，必须在对具体问题充分分析的基础上，正确地灵活运用土力学、地基基础与工程地质知识，以获得经济合理的方案。如果盲目的进行地基基础设计，或者死搬硬套所谓的“标准图”，将是贻害无穷

10、的。例如山西省太原市某住宅楼，套用本市7909通用住宅设计图纸施工，没按实际地基条件进行地基基础设计，结果造成内外墙体开裂，影响安全，住户被迫迁出。又如湖北光化磷肥厂熟化车间，基础没按实际地基条件设计，套用标准图设计图纸，建成后厂房柱子内倾并开裂，影响正常生产。223设计计算错误，荷载不准确：这类事故多数因设计者不具备相应的设计水平，未取得可靠的地质资料，就盲目进行设计，设计又没有经过相应的复核审查，使错误设计计算得不到及时纠正而酿成。有时小的设计计算疏忽，也能造成墙体开裂，尤其是软土地区更应慎重。如蚌埠铁路局水电车间，采用砖混结构，钢筋混凝土屋面梁、板、砖壁柱，毛石条形基础。该建筑位于水塘边

11、。由于疏忽了屋面梁传给砖壁柱的集中荷载，而没有将砖壁柱附近基础加宽，只采用与窗间墙基础同宽，造成纵墙下基础底面压力分布不均匀，最后导致纵墙开裂、基础顶面的钢筋混凝土圈梁及毛石条形基础出现裂缝，影响使用。23施工问题地基基础工程施工质量的优劣，直接影响建筑物的安全和使用。地基基础属地下隐蔽工程，更应加倍重视不留隐患。归纳起来施工方面存在的问题有：231未按图施工或不按技术操作规程要求施工：如上海某住宅楼，底层为框架，26层为混合结构。在北框架的基础梁上悬挑出一进深为3m平房，设计要求该梁底应做砖坑，保证梁底有20cm左右空隙。施工未按图纸要求做，致使基础底面受力不均匀，造成南面基底应力增加，北面

12、基底应力减少。因此使建筑物南北面产生较大的差异下沉，造成建筑严重倾斜。232工程管理不善，未按建设要求与设计施工程序办事：如洛阳市五层砖混结构宿舍，地基采用灰土桩处理。因管理混乱，工地上没有一个技术人员自始至终进行技术把关，缺乏细致认真的技术交底和质量检查。施工严重违反操作规程，使灰土桩质量低劣，最后不得不全部返工重做，造成很大经济损失。24环境及使用问题241基础施工的环境效应：打桩、钻孔灌注及深基坑开挖对周围环境所引起的不良影响，是当前城市建设中反映特别突出的问题，主要是对周围已有建筑物的危害。如张家口市宣化区某银行办公楼，在桩基施工中，因打桩振动影响，引起附近某家属宿舍墙体开裂、地面、楼

13、板裂缝。而钻孔灌注桩可以避免打入桩振动的不良影响，但钻孔灌注桩当穿过砂层施工时，若不能及时用泥浆护孔，则会造成孔中涌砂、塌孔，对周围已有建筑物构成威胁。如某市一幢12层的大楼，采用贯穿砂砾石层直达基岩的钻孔灌注桩施工方案。桩长30m，桩径700mm，全场地共73根桩，从开始施工到施工结束历时两个月。在施工完20多根桩时，东西两侧相邻两幢3层办公楼严重开裂，邻近5层和6层两幢建筑物也受到不同程度的影响，周围地面和围墙裂缝宽达34cm。当施工完50根桩时，相邻两幢3层办公楼不得不拆除，这是钻孔灌注桩在复杂地地质条件下，碰到砂层而未泥浆护孔造成的严重工程事故。又如南京市交通银行深基坑开挖时，因支挡结

14、构侧向位移，引起邻近某电影院基础不均匀沉降，导致墙体和柱开裂严重，最后不得不拆除重建。242地下水位变化：由于地质、气候、水文、人类的生产活动等因素的作用，地下水位经常会有很大的变化。这种变化对已有建筑物可能引起各种不良的后果。特别是当地下水位在基础底面以下变化时，后果更为严重。当地下水位在基础底面以下压缩层范围内上升时，水能浸湿和软化岩土，从而使地基的强度降低，压缩性增大，建筑物就会产生过大沉降或不均匀沉降，最终导致其倾斜或开裂。对于结构不稳定的土，如湿陷性黄土、膨胀土等影响尤为严重。若地下水位在基础底面以下压缩层范围内下降时，水的渗流方向与土的重力方向一致，地基中的有效应力增加，基础就会产

15、生附加沉降。如果地基土质不均匀，或者地下水位不是缓慢而均匀地下降，基础就会产生不均匀沉降，造成建筑物倾斜，甚至开裂和破坏。在建筑地区，地下水位变化常与抽水、排水有关。因为局部的抽水或排水，能使基础底面以下地下水位突然下降，从而引起建筑物地基变形。例如浙江省某高校教学楼，建成后使用16年一直正常。1976年由于该楼附近开挖深井，过量抽取地下水，引起地基不均匀沉降，导致墙体开裂，最大开裂处手掌能进出自如，东侧墙倾斜，危及大楼安全。又如河北省某电厂，在进行凉水塔基础施工时，为了降低地下水位，采用轻型井点降水。在降水过程中没有考虑对周围建筑物的影响，结果导致邻近某中学教学楼不均匀下沉而倾斜、开裂。3、地基工程事故处理地基事故发生后，首先应进行认真细致的调查研究，然后根据事故发生原因和类型，因地制宜的选择相应的基础托换方法。根据其原理不同可概括为下列5类：基础扩大托换减少基础底面压力；基础加深托换对原地基持力层卸荷，将基础上荷载传递到较好的新的持力层上。如坑式托换和桩式托换；灌浆托换对地基加固提高地基承载力；纠偏托换调整地基沉降，如迫降纠偏托换和顶升纠偏托换；排水、支挡、减重和护坡等措施综合治理。如果建筑物基础需要进行托换，在施工开始前，首先要对该建筑物被托换的安全性予以论证。其次，在建筑物基础托换过程中，还要借助于监测手段