建筑工程质量事故分析与处理模块课件2.ppt

1、 模块模块2 2 地基及基础工程事故分析与处理地基及基础工程事故分析与处理2.1地基工程事故的分析与处理2.2基础工程事故的分析与处理模块模块2 2 地基及基础工程事故分析与处理地基及基础工程事故分析与处理在建筑结构的建造使用过程中，地基和基础工程的质量问题可能会造成建筑物墙体及楼盖开裂，从而影响正常使用。因此，熟悉并掌握地基及基础工程事故的原因与处理方法非常重要。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理地基是承受建筑物全部荷载的土体或岩体，它不属于建筑物的组成部分。为了使建筑物安全、正常地被使用而不遭到破坏，要求地基应满足设计需要的容许承载力，建筑物的沉降值小于容许变

2、形值及地基无滑动危险，这是对地基设计的基本要求。地基工程事故的原因分析2.1.12.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理地基工程事故发生的重要原因是勘察、设计、施工不当或环境和使用情况发生变化，尤其是在软弱地基或不良地基地区，地基问题更为突出，严重的会导致建筑物倒塌。常见地基工程事故的原因主要有如下几个方面：2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（1）地基工程设计开始前的准备工作不够深入，地基勘察不到位。根据我国建筑工程施工规范的相关规定，在工程设计之前应该首先进行基础的勘察工作，详细了解该工程所处位置的地下土壤的土质类别，该类土质的最大承载力

3、情况，地下水的走向，地下水水位的高低，地下的洞穴、墓穴等情况，地基土的土层分布是否均匀，并根据勘察资料深入研究分析该工程的地基基础工程的设计，以确保工程施工的安全。但是，在实际的地基工程施工中，很多设计单位在地基工程设计之前不进行深入的地基勘察，或者出于节约成本的考虑不进行地基的勘察工作，导致地基工程施工出现质量问题，给整个工程带来安全隐患。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（2）在地基基础的设计中，没有对地基结构的承载力进行仔细的计算。对每一个工程项目来说，地基工程是整个建筑工程的基础。在进行基础设计时，设计人员应该根据地基勘察所得到的地基的土质情况、未来建筑物

4、所施加的荷载、所采用的地基基础施工材料的特性，对工程的地基基础的形状尺寸及地基施工的工艺技术要求等进行设计和说明，确保地基基础的承载力能满足工程的施工要求，将地基的变形值限制在工程允许的范围内，避免工程的结构受到裂缝、坍塌等的威胁。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（3）基础的埋设深度（埋深）不够。设置建筑工程基础的埋设深度时，通常需要考虑当地冬季的冻土层厚度、本工程的地基土的地质条件和地下水位情况，同时必须考虑该工程相邻建筑工程或者构筑物的地基基础的埋设深度，以及本工程地基的结构和形式、承载能力的大小等，通过详细的计算和比较，确定一个既安全又经济的基础埋设深度。

5、但是很多建筑工程在确定基础的埋设深度时比较随便，或者没有经过详细的分析和计算，只是凭借经验，致使工程的埋设深度不够，给建筑基础带来了安全隐患。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（4）在工程地基的施工中不重视地基土在寒冷地区的冻胀问题，埋设深度不符合要求。同时，没有在软弱地基的设计与施工中采取有效的措施防止或者减少地基基础的沉降。地基基础的施工工程应该尽量避免在雨期施工，即使没法避免在雨期施工，也必须确保地面的雨水不排入基坑或者基槽；对于地下水位较高的地基工程，施工时必须采取有效的降水或者排水措施。对于已经受到雨水或者地下水影响的地基土要铲除，然后回填土并夯实。对于

6、湿陷性黄土地基，应该采用换土的办法进行处理，并进行加固。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理 地基失稳事故的分析与处理2.1.2地基失稳的形式地基失稳的形式1.在荷载的作用下，地基中产生了剪应力，当局部范围内的剪应力超过土的抗剪强度时，将使一部分土体沿着另一部分土体滑动而造成剪切破坏（此时塑性区扩大到相互贯通，形成一个连续的滑动面），这样的现象称为地基丧失稳定，即地基失稳。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理当地基土的抗剪强度小于地基受到的压力设计值时，地基就会产生局部或整体的剪切破坏，即地基丧失了稳定性（失稳破坏）。失稳破坏的具体形式有

7、整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲切剪切破坏，其结果是引起建筑物结构破坏或倒塌。地基破坏形式与地基土层分布、土体性质、基础形状及埋深、加荷速率等因素有关。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理1 1）整体剪切破坏）整体剪切破坏对于压缩性较小的密实砂与坚硬黏土地基，当基础埋深较浅、上部荷载很大而使基底压力超过极限承载能力时，地基内的塑性变形区将发展成为一个连续滑动面，即发生整体剪切破坏，基础周围的地面有明显隆起现象。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理2 2）局部剪切破坏）局部剪切破坏局部剪切破坏的地基塑性变形区位于基础下方，滑动面未延伸至地面，

8、地面略有隆起现象，但房屋不会明显倾斜或者倒塌。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理3 3）冲切剪切破坏）冲切剪切破坏对于压缩性较大的松散和软土地基，当基础埋深较深时，上部荷载使地基土连续下沉，并沿基础周边产生竖向剪切，建筑物产生过大的不能容许沉降，即冲切剪切破坏。破坏时地基不出现明显的连续滑动面，基础四周的地面不隆起，建筑物没有很大倾斜，基础就像切入土中一样，建筑物将产生较大沉降。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理1 1）事故概况）事故概况加拿大特朗斯康谷仓，长度为59.4 m，宽度为23.5 m，高度为31.0 m，共65个圆筒仓；采

9、用钢混筏板基础，厚度为61 cm，埋深为3.66 m。1911年动工，1913年完工，自重20 000 t。谷仓于1913年9月开始装谷物，10月17日装了31 822 t谷物时，谷仓1 h竖向沉降达30.5 cm；24 h倾斜2653，西端下沉7.32 m，东端上抬1.52 m，上部钢混筒仓完好无损。事故现场如图2-1所示。地基失稳事故案例地基失稳事故案例2.2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理图2-1 加拿大特朗斯康谷仓事故现场2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理2 2）事故分析）事故分析对于地基土事先未进行调查，只是根据邻近结构物基

10、槽开挖取土试验结果计算地基承载力，并将其应用到谷仓施工上。1952年，经勘察试验与计算，地基实际承载力小于破坏时的基底压力。因此，谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理3 3）事故处理）事故处理事后在谷仓下面做了70多个支承于基岩上的混凝土墩，使用388个50 t的千斤顶及支撑系统将仓体逐渐纠正过来，其位置比原来降低了4 m。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（1）沉降大而不均匀。软土地区大量沉降观测资料统计表明，砖墙承重的混合结构建筑，若以层数表示地基受荷大小，则三层房屋的沉降量为1520 cm，四层房

11、屋的沉降量为2050 cm，五层至六层房屋的沉降量多超过70 cm。有吊车的一般单层工业厂房的沉降量为2040 cm，而大型构筑物，如水塔、油罐、料仓、储气柜等，其沉降量一般都大于50 cm，有的甚至超过100 cm。地基变形事故的分析与处理2.1.3地基变形事故的特征地基变形事故的特征1.1 1）软弱地基的变形特征）软弱地基的变形特征2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（2）沉降速率大。建筑物的沉降速率是衡量地基变形发展程度及状况的一个重要标志。软土地基的沉降速率较大，一般在加荷终止时沉降速率最大。沉降速率随基础面积和荷载性质的变化而有所不同。一般民用或工业建筑的

12、活荷载较小时，其竣工时的沉降速率为0.51.5 mm/d；活荷载较大的工业建筑物和构筑物，其最大沉降速率可达45.3 mm/d。随着时间的推移，沉降速率逐渐衰减，但在施工期0.51年内建筑物的差异沉降发展最为迅速，建筑物最容易出现裂缝。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（3）沉降稳定历时长。建筑物沉降主要由于地基土受荷后，孔隙水压力逐渐消散，而有效应力不断增加，导致地基产生固结作用。因为软土的渗透性低，孔隙水不易排除，故建筑物的沉降稳定历时均较长。有的建筑物在建成后的几年、十几年甚至几十年内沉降尚未完全稳定。例如，上海展览馆的中央大厅为箱形基础，基础面积为46.5

13、 m46.5 m，半地下室，基底压力约为130 kPa，附加压力约为120 kPa，1954年建成，30年后累计沉降量已超过1.8 m，沉降影响范围超过30 m，造成相邻两侧展览厅的墙体严重开裂。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（1）砖墙开裂。地基不均匀沉降使砖砌体弯曲，从而导致砌体因所受主拉应力过大而开裂。（2）砖柱断裂。砖柱裂缝有水平裂缝和垂直裂缝两种。前者是由于基础不均匀沉降使中心受压砖柱产生纵向弯曲而产生。水平裂缝均出现在砌体下部，沿水平灰缝发展，使砌体受压面积减小，严重时将造成局部压碎而失稳。垂直裂缝一般出现在砖柱上部。例如，某平面为“”形的四层教学楼

14、，因一翼下沉较大，外廊的预制楼板发生水平位移，使支承楼板的底层中部外廊砖柱柱头拉裂，裂缝上大下小，最宽处达8 mm，延伸1.3 m。2 2）不均匀沉降对上部结构产生的效应）不均匀沉降对上部结构产生的效应2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（3）钢筋混凝土柱倾斜或断裂。单层钢筋混凝土柱的排架结构常因地面上大面积堆料而造成柱基倾斜。刚性屋盖系统的支撑作用在柱头产生较大的附加水平力，使柱身因弯矩增大而开裂，裂缝多为水平裂缝，且集中在柱身变截面处及地面附近。露天跨柱的倾斜虽不会造成柱身裂损，但会影响吊车的正常运行，出现滑车或卡轨现象。例如，上海某厂铸钢车间露天跨柱，车间内堆

15、载为100 kPa，造成轨顶最大位移值达8.5 cm，柱基最大相对内倾值达0.012 5，导致吊车卡轨、滑车，工字形柱发生倾斜、出现裂缝。19641965年曾凿开基础杯口，用钢丝绳纠偏，目前柱子尚有明显倾斜。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（4）高耸构筑物的倾斜。建在软土地基上的烟囱、水塔、筒仓、立窑、油罐和储气柜等高耸构筑物，若采用天然地基，则产生倾斜的可能性较大。例如，某厂紧邻建造的两个高度为32.43 m的石灰窑，其中，北窑先投入生产，造成南窑向北倾斜，相对倾斜值达0.016。当南窑投产时，北窑又向南倾斜，相对倾斜值达0.011 4，最后不得不采取加压措施

16、纠偏。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（1）基础及上部结构开裂。黄土地基的湿陷性引起房屋下沉量加大，墙体裂缝较大，并开裂迅速。（2）倾斜。湿陷变形只出现在受水浸湿部位，而没有浸水的部位基本不发生变形，从而形成沉降差。整体刚度较大的房屋和构筑物（如烟囱、水塔等）易发生倾斜。（3）折断。当地基遇到多处湿陷时，基础往往产生较大的弯曲变形，引起房屋基础和管道折断。当给排水干管折断时，会对周围建筑物的安全构成更大的威胁。3 3）湿陷变形对上部结构产生的效应）湿陷变形对上部结构产生的效应2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（1）建筑物的开裂破坏一

17、般都具有地区性成群出现的特性，大部分是在建成后四五年，甚至一二十年才出现开裂，也有少部分在施工期就出现开裂。这主要是受地基含水量、场地的地形、地貌、工程与水文的地质条件、气候、施工等综合因素的影响。（2）遇水膨胀、失水收缩引起墙体开裂。墙体裂缝有正八字形、倒八字形、X形，还有水平缝及局部斜裂缝。随着胀缩反复交替出现，墙体可能出现挤碎或错位现象。4 4）胀缩变形对上部结构产生的效应）胀缩变形对上部结构产生的效应2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（3）在地质条件相同情况下的房屋开裂破坏。此种破坏以单层、二层房屋较多，三层房屋较少、较轻。单层房屋，尤其是单层民用房 屋的

18、开裂最为普遍，其破坏率占单层建筑物总数的85%；二层房屋破坏率为25%30%；三层房屋一般略有轻微的变形开裂破坏，其破坏率为5%10%。基础形式不同，房屋开裂情况也不同，条形基础的破坏较单独基础的破坏更为普遍。排架、框架结构房屋，其变形开裂破坏的程度和破坏率均低于砖混结构。体形复杂的房屋由于失水和得水的临空面大，受大气的影响也大，故其变形开裂破坏较体形简单的房屋严重。地裂通过处的房屋必定开裂。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（4）外墙与内墙交接处的破坏。（5）室内地坪开裂，特别是空旷的房屋或外廊式房屋的地坪较易出现纵向裂缝。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处

19、理地基工程事故的分析与处理当基础埋深小于冻结深度时，在基础侧面作用着切向冻胀力 T，在基底作用着法向冻胀力 N。如果基础上荷载 F 和自重 G 不足以平衡法向冻胀力和切向冻胀力，基础就会被抬起来。融化时，冻胀力消失，冰变成水，土的强度降低，基础产生融陷。不论是上抬还是融陷，一般都是不均匀的，其必然导致建筑开裂破坏。例如，河北崇礼县某住宅楼，上冻前地下室施工完毕，只进行了外侧回填，地下室内没有采取任何保温措施，第二年开春时，发现大部分有门洞口的圈梁出现裂缝，最宽处达8 mm，最后不得不加固补强。5 5）冻胀、融陷变形对上部结构产生的效应）冻胀、融陷变形对上部结构产生的效应2.1 2.1 地基工程

20、事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（1）墙体裂缝。（2）基础拉断。（3）外墙因冻胀抬起，内墙不动，造成天棚与内墙分离。（4）台阶隆起，门窗歪斜。建筑物因地基冻融产生的破坏现象，可概括为以下几种：2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理某运输公司营业楼东西向的长度为28 m，南北向的宽度为8 m，高度为24 m，为六层框架结构，建筑面积为1 600 m2。营业楼采用天然地基、钢筋混凝土筏板基础，基础埋深为1.4 m。标准跨基底压力为63 kPa，营业楼竣工使用后不久，楼房向北倾斜，半年后，经测定，楼顶部向北倾斜达259289 mm。其中与自来水公司五层大楼相邻处的倾

21、斜量最大。两楼之间的沉降缝在房顶部已闭合。若继续发生倾斜，则营业楼的墙体将发生开裂破坏。地基变形事故案例地基变形事故案例2.1 1）事故概况）事故概况2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（1）建筑场地不良。经检查，该建筑场地有暗塘，人工填土层的厚度达4.75 m，基础埋在杂填土上。尤其是在人工填土层下存在泥炭质土、有机质土、淤泥质土及流塑状态软弱黏性土，深度达12.5 m，这些土均为高压缩性，这是楼房发生倾斜事故的根本原因。（2）新建自来水公司五层大楼紧靠运输公司营业楼北侧，仅以沉降缝分开。新建大楼的附加应力向外扩散，使运输公司营业楼北侧地基中的附加应力显著增大，引

22、起高压缩性土层压缩，地基进一步沉降，这是导致事故发生的重要原因。2 2）事故分析）事故分析2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理为了解决大楼的倾斜问题，可以采用冲孔挤土法和井点降水法来处理。具体操作方法如下：（1）冲孔挤土法。在6个沉井底部各打2个水平孔（孔径为146 mm，孔深为4 m），钻进营业楼下的泥炭质土中。（2）井点降水法。用1个星期从6个沉井中连续抽水，抽水停止后，井的沉降速率会降低。3 3）事故处理）事故处理2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理建（构）筑物过量沉降是指建（构）筑物基础发生的沉降量大于允许值，而导致建筑结构上部损

23、坏、整体倾斜、丧失使用功能的现象。建（构）筑物不均匀沉降是指建（构）筑物同一相互传力的结构体基础之间出现不等量的沉降现象。这两种现象可以由地基土质不同的构造特性和环境条件的变化而引起，也可以由基础压力超过地基的容许承载力或地基受力不均匀而产生。地基沉降事故的分析与处理2.1.4地基沉降事故的原因分析地基沉降事故的原因分析1.2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理建筑物从建造开始便已经开始沉降积累，但建（构）筑物达到沉降稳定的时间与地基土的应力历史有关，短的可以是几个月，长的可以是几年甚至几十年。地基土质结构相对不稳定和地基受力不均匀是引起建（构）筑物过量沉降或不均匀沉

24、降的主要原因。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（1）地基土质结构相对不稳定造成基础沉降。土质结构相对不稳定可以是先天形成的，也可以是后天形成的。先天形成的有软土、杂填土、冲填土、湿陷性黄土、膨胀土等欠固结的土，其土质成分（或分布）不均匀，土的压缩性高（密度小、含水量高、强度低）。上述两种情况下的土质容易造成基础不均匀沉降和最终沉降量增大，所以在这类地基土上建造建（构）筑物前，应用正确的地基处理方法对地基进行必要的处理。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（2）地基受力不均匀造成基础不均匀沉降。地基受力是指基础基底以下一定深度范围内各土

25、层受到的压力。地基受力分为直接受力（通过基础传力）和间接受力（通过土层传力）。通过基础传力使地基受力不均匀的情况包括：建筑物外立面错落，工业厂房设备质量布置不均匀，因吊车荷载或风载作用使基础底部产生偏心压力等。通过土层传力使地基受力不均匀的情况包括：相邻建（构）筑物或基础压力、回填土自重、地面设备压力等。理论上，地基受力不均匀可以通过调整基础底面积来控制建筑物的不均匀沉降，但实际上土层的结构变化是相当复杂的。地基受力不均匀是造成基础不均匀沉降的主要原因，因此，在建造建（构）筑物时要尽量做到结构均衡、荷重分布均匀。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理分析以上原因，除沉

26、降计算理论不完善、土体计算参数难确定外，建（构）筑物基础产生过量沉降或不均匀沉降是可以通过采取各种措施人为减少或避免的，而事实上，因建（构）筑物产生过量沉降或不均匀沉降而导致的建筑结构上部损坏、整体倾斜、丧失使用功能等工程事故连年不断。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（1）建筑物体形应力求简单。建筑物立面的高差不宜悬殊，所受荷载差异不宜太大；在平面上开头应力求简单，尽量避免凹凸转角，同时平面上的转折和弯曲也不宜过多，否则会使其整体性和抗变形能力降低。另外，适当控制建筑物的长高比（建筑物在平面上的长度和从基底算起的高度之比），其越小，整体刚度越好，调整不均匀沉降的

27、能力越强，长高比一般控制在2.53.0。对于砌体承重结构，为保证其整体刚度，应合理布置纵横墙。纵横墙应尽量贯通，横隔墙的间距不宜过大，一般不宜大于建筑物宽度的1.5倍。防止地基产生沉降的措施防止地基产生沉降的措施2.2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（2）设置沉降缝。沉降缝将建筑物分成各自独立的单元，各单元的沉降不相互影响。一般在建筑平面的转折部位、高度差异（或荷载差异）处、长高比过大的砌体承重结构或钢筋混凝土西式体承重结构或钢筋混凝土框架结构的适当部位、地基土的压缩性有显著差异处、建筑结构或基础类型不同处、分期建造房屋的交界处等设置沉降缝。沉降缝应有足够的宽度，

28、建筑物越高（层数越多），缝应越宽。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（3）相邻建筑物之间应保持一定的距离。地基土中的附加应力会扩散到基础外的一定宽度和深度，如果两相邻建筑物距离过近，就会产生应力叠加，从而引起过大的不均匀沉降，特别是在原有建筑物旁新建高层建筑物时更应注意。（4）设置圈梁和钢筋混凝土构造柱。在建筑物的墙体里设置圈梁和构造柱能增强建筑物的整体性，提高其抗弯刚度，在一定程度上能防止或减少裂缝的出现，即使出现了裂缝也能阻止裂缝的发展。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（5）减小或调整基础底面的附加压力。采用较大的基础底面积，减

29、小基底附加压力，可以减小沉降量。对同一地基上建筑物的相邻部分可采用不同的基底附加压力，荷载大的宜通过增大基底尺寸来减小基底附加压力，降低沉降差异。某些时候可采用静定结构体系，当发生不均匀沉降时，不致引起很大的附加内力，能较好地适应不均匀沉降。（6）在基坑开挖时不要扰动地基土，通常坑底保留约200 mm厚的土，待垫层施工时，再人工挖除。若坑底土被扰动，则应挖去，用砂、碎石回填夯实。要注意打桩、井点降水及深基开挖对附近建筑物的影响。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（7）当建筑物存在高、低和重、轻不同部分时，应先施工高、重部分，使其有一定的沉降后再施工低、轻部分，或先

30、施工主体房屋，再施工附属房屋，这样能减少一部分沉降差。当高低层使用连接件时，应最后修建连接件，以调整部分沉降差异。活荷载大的建筑物（如料仓、油罐、水塔等）在施工前，有条件时可先堆载预压；在使用期间，应控制加载速率和加载范围，避免量大、迅速和集中堆载。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理杭州某住宅楼为七层砖混结构，地基采用振动灌注桩基础。在施工过程中对沉降进行监测，测点位置如图2-2所示。当上部结构施工至第五层时（10月2日），测点21、24、26、28累计沉降分别为3 mm、3 mm、1 mm、1 mm。当施工至屋顶楼面时（同年10月3日），上述四点累计沉降分别达4

31、8 mm、42 mm、11 mm、23 mm，产生了不均匀沉降。室内装饰工程及竣工后沉降与不均匀沉降继续发展，21、24、26和28点沉降（同年12月22日）分别达到120 mm、112 mm、38 mm、46 mm。最大不均匀沉降达84 mm，沉降发展趋势如图2-2所示，此时沉降与不均匀沉降还在继续发展。地基沉降事故案例地基沉降事故案例3.1 1）事故概况）事故概况2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理图2-2 测点位置和沉降发展趋势2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理2 2）事故分析）事故分析 因为主体施工基本完成，所以可采用锚杆静压桩

32、加固地基。锚杆静压桩加固地基基础的方法适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土和人工填土等地基土。其工艺是先在需要进行地基基础加固的既有建筑物基础上按设计开凿压桩孔和锚杆孔，用黏结剂植入锚杆，然后安装压桩架，使其与建筑物基础连为一体，并以既有建筑物自重做反力，用千斤顶将预制桩压入土中，桩段间用硫磺胶泥或焊接连接。当压桩力或压桩深度达到设计要求后，将桩与基础用微膨胀混凝土浇筑在一起，桩即可受力，从而达到提高地基承载力和控制沉降的目的。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理3 3）事故处理）事故处理为制止沉降与不均匀沉降进一步发展，在沉降较大的一侧采用锚杆静压桩加固地基。桩位布

33、置如图2-3所示。桩截面尺寸为200mm200 mm，桩长取16.0 m，桩段长2.0 m、1.5 m和1.0 m不等。采用硫磺胶泥接桩。设计单桩承载力200 kN。锚杆采用28螺纹钢制作，锚固长度为300 mm。自开始压桩至压桩结束，共压桩65根。压桩结束后沉降与不均匀沉降得到了控制，加固效果较好。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理 图2-3 桩位布置2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理 斜坡失稳事故的分析与处理2.1.5斜坡失稳事故的特征斜坡失稳事故的特征1.（1）斜坡失稳常以滑坡形式出现，滑坡规模差异很大，滑坡体积从数百立方米到数

34、百万立方米，对工程危害极大。（2）滑坡既可以是缓慢的、长期的，也可以是突然发生的，以每秒几米甚至几十米的速度下滑。古滑坡可以因外界条件变化而激发新滑坡。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理斜坡上房屋稳定性的破坏类型斜坡上房屋稳定性的破坏类型2.由于房屋位于斜坡上的位置不同，因此斜坡出现滑动对房屋产生的危害也不同，大致可分为以下3类：（1）当房屋位于斜坡顶部时，从顶部形成滑坡，导致土从房屋下挤出，地基土松动，如图2-4 所示。房屋因出现不均匀沉降而开裂损坏或倾斜。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理图2-4 房屋下地基土松动2.1 2.1

35、地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（2）当房屋位于斜坡上时，在滑坡情况下，房屋下的土发生移动，部分土绕过房屋基础移动，如图2-5所示。在这种情况下，无论是作用在基础上的土压力，还是单独基础在平面上的不同位移都可能使房屋出现不允许的变形，导致房屋破坏。图2-5 房屋下土移动2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（3）当房屋位于斜坡下部时，房屋要经受滑动土体的侧压力，如图2-6所示。这种情况对房屋造成的危害程度与滑坡规模、体积有关，常常是灾难性的。图2-6 房屋受滑动土体的侧压力作用2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理滑坡的治理滑

36、坡的治理3.在治理滑坡前，首先应深入了解形成滑坡的内、外部条件及这些条件的变化。对诱发滑坡的各种因素，应分清主次，采取各种相应的措施使滑坡最终趋于稳定。一般情况下，滑坡的发生有一个过程。若能在其活动初期加以整治，就比较容易，收效也较快。所以，治理滑坡应及时，而且要从根本上解决，以防后患。治理滑坡主要采取排水、支挡、减重和护坡等措施。在个别情况下，也可采用通风疏干、电渗排水、爆破灌浆、化学加固、浇水冻结等方法来改善滑动带岩土的性质，以稳定边坡。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理斜坡失稳事故案例斜坡失稳事故案例4.1 1）事故概况）事故概况某制药厂位于地形不平区域，高

37、差超过7m。工厂北部为柠檬酸车间和土霉素车间。某年6月22日，制药厂发生大规模滑坡，滑坡体外形近似簸箕形。滑坡后缘在柠檬酸车间和土 霉素车间西半部。滑坡体长达61m，宽度为70105m，厚度为812m，面积为5287m2，体积为5104m3。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理滑坡体后缘地面开裂，最宽的裂缝达50cm，高程为222.07m。滑坡体前缘高出地面32cm，高程为214.8m。滑坡体使墙体开裂错位8cm，使板脱落。滑坡体后缘与中部发生大裂缝14条，裂缝的长度为1235m，最长一条为70m，裂缝的宽度为0.215cm，最宽的为40cm。滑坡体产生两个沉陷区：

38、一个在西部，沉降量为500mm左右；另一个在东部，沉降量为300mm左右。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理2 2）事故分析）事故分析导致该制药厂发生滑坡的原因有自然环境因素和人为因素两方面。（1）厂区位于明家溪顺向斜坡带上，地形坡度约为15。地表为人工填土卵砾石，粒径为20130mm，松散，厚度为1.02.66m，最厚处达5.41m。第二层为残坡积粉质黏土，呈可塑状态，厚薄不均，一般厚度为0.152.19m，最厚处达4.0m。第三层为泥岩，泥质，抗风化能力差，吸水后易软化，强度低。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（2）柠檬酸车间排

39、放工业废水，排水管年久失修，管道破裂，大量废水由地表沿裂缝渗入地下，侵蚀软化土体，使土与泥岩的抗剪强度降低。（3）滑坡体前缘位于空气压缩站，因建房平基切坡，造成临空面。虽然修筑了7m的挡土墙，但挡土墙的基础未达基岩，不能阻挡滑坡体滑动。（4）当年36月当地降雨多，雨水大量渗入地下，致使地下水位抬高，土体有效应力降低，产生动水力，因此于6月22日发生大滑坡。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理3 3）事故处理）事故处理事故发生后，事故处理人员进行了5个钻孔勘察，根据实际情况采用锚挡桩方案。在滑坡体通过柠檬酸车间北段外墙与南段外墙等部位钻孔，灌注钢筋混凝土锚挡桩，其直径

40、为300 mm，间距为1 m。每根桩要求深入滑动面以下23 m，浇筑混凝土195 m3。与此同时，对柠檬酸车间的所有排水管进行改建更新。地面裂缝用混凝土抹面填塞，防止雨水渗入，避免新滑坡的发生。此外，还采取了减重和反压两项工程措施，即在滑坡体上部主滑地段拆迁危房，包括库房和传达室，并搬走锅炉和堆放的钢材；在滑坡体下部堆放千吨砂石和条石，对滑坡体进行反压，以阻挡其滑动。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理 人工地基事故的分析与处理2.1.6人工地基事故发生的原因人工地基事故发生的原因1.（1）砂石垫层质量事故发生的原因。砂垫层与砂石垫层不密实。寒冷地区冬季砂石垫层施工

41、，因砂石被冰包裹，造成砂石垫层不密实，到春天砂石垫层中的冰融化，造成垫层迅速下沉。砂石垫层属于浅层加固方法。对位于深厚软土层上且有荷载差异的建筑来说，使用该法并不能消除不均匀沉降，反而会适得其反。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（2）灰土桩质量事故发生的原因。桩内只有松散灰土或上部为松散灰土，下部为灰土层。桩标高不符合设计要求。放线漏放，使得桩数不够。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（3）生石灰桩质量事故发生的原因。生石灰的质量、每根桩的生石灰用量及桩长等均不符合设计要求。每根生石桩施工结束后，未及时封顶或过早开挖基坑，使得生石灰

42、桩的径向约束减小，挤密效果降低，从而引起建筑物的不均匀沉降，造成建筑物开裂损坏。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理人工地基事故案例人工地基事故案例2.1 1）事故概况）事故概况某工程的3个独立柱基因受地理位置的限制而修建在古河道上，设计时未对地基做详细勘察，选用的地基承载力偏高，但在开挖基坑时，检验发现地基的淤泥质黏土层的承载力较低，不能满足设计要求，故决定采用砂垫层方案进行处理。此工程中有的砂垫层厚度大于3cm，施工时临近冬季，次年春天发现有3个柱基沉降量很大，有时每天的沉降量达1cm之多，从沉降量曲线的性状来分析，沉降速度这么快，显然是砂垫层的质量出了问题。2

43、.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理2 2）事故分析）事故分析（1）地基处理方案选择不当。从建筑物的重要性及长远观点考虑，该工程不应该采用砂垫层方案，且柱基附近又有频繁的往复动荷载。（2）对砂垫层的强度及其变形等均考虑不周，设计的垫层厚度过大。（3）冬期施工为抢进度，施工方法、载荷试验均未按照有关设计规范的要求进行，施工技术水平也较差，且上卧软土层的厚度过大。（4）未按规定的最佳含水量施工，加上砂卵石级配不合理，没有振实就匆忙地做完了砂卵石垫层，并在其上做基础与上部结构，以致造成柱基沉降量过大。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理3 3）事

44、故处理）事故处理为避免事态进一步恶化，并使该项工程能按时使用，决定采用电动硅化加固地基的方法阻止砂垫层急速下沉，防止因柱基的不均匀下沉而影响整个上部结构。施工时，既要硅化加固好基础底面以下的砂卵石垫层，又要尽可能通过电渗法改变垫层以下的淤泥质黏土可能产生的侧向挤出。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理 特殊土地基事故的分析与处理2.1.7特殊土地基的事故现象及对工程的危害特殊土地基的事故现象及对工程的危害1.（1）湿陷性黄土。天然黄土在覆土的自重应力作用下，或在自重应力与附加应力的共同作用下，受水浸湿后，其结构会被迅速破坏并发生显著附加下沉。湿陷性黄土由于被水浸湿常

45、会使建筑物出现不均匀沉降，或引起边坡滑动，且这种破坏具有突发性，工程上难以预料其下沉部位。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（2）膨胀土。膨胀土是一种高塑性黏土，强度一般较高，具有吸水膨胀、失水收缩、反复胀缩变形、浸水强度衰减、干缩裂隙发育等特性，性质不稳定，常使建筑物产生大量竖向裂缝，端部斜向裂缝和窗台下水平裂缝，内、外山墙对称或不对称的倒八字形裂缝等；地坪出现纵向长条裂缝和网格状裂缝。裂缝一般于建筑物完工后半年到五年内出现。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（3）盐渍土。盐渍土中含有石膏、芒硝、岩盐（硫酸盐或氯化物）等，其含量大于

46、0.5%，是一种在自然环境下具有溶陷、盐胀等特殊性的土。盐渍土在干燥时，盐类呈结晶状态，地基具有较高的强度，但遇水后易崩解，出现土体失稳、强度降低、压缩性增大等情况，造成建筑物不均匀沉陷、开裂、倾斜，甚至破坏。由于盐渍土浸水后不仅强度降低，而且伴随着土结构被破坏，产生较大的溶陷变形，其变形速度一般较黄土湿陷变形快，因此危害更大。另外，盐分渗入与其接触的基础或墙体，会在结晶过程中使材料膨胀或产生腐蚀破坏。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理特殊土地基事故的防治与处理方案特殊土地基事故的防治与处理方案2.1 1）湿陷性黄土地基事故的防治与处理方案）湿陷性黄土地基事故的防

47、治与处理方案（1）选用适应不均匀沉降的结构和基础类型（如框架结构和墩式基础），散水坡宜用混凝土，宽度不小于15 m。（2）加强建筑物的整体刚度，如控制长度比在3以内，设置沉降缝，增设横墙、钢筋混凝土圈梁等。（3）将基底的湿陷性土层全部或部分挖除，用灰土夯实。（4）对湿陷性土层用重锤夯实法或强夯法处理。前者能消除12m厚土层的湿陷性，后者可消除36 m厚土层的湿陷性。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（5）采用灰土挤密桩消除桩深度范围内黄土的湿陷性，处理深度一般为510 m。（6）采用爆扩桩、灌注桩或预制桩将上部荷载传至非湿陷性土层。爆扩桩的长度一般不大于8 m，扩

48、大头的直径为1 m左右。（7）采用硅化或碱液加固地基。其方法是先在加固部位钻孔，利用压力或自重将一定浓度的硅酸钠或碱液灌入土中，与黄土进行化学反应生成钠、铝、钙等化合物，使土粒胶结，增加土体的强度。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理2 2）膨胀土地基事故的防治与处理方案）膨胀土地基事故的防治与处理方案（1）提前平整场地，使场地经过雨水预湿，减小挖填方湿度过大的差别，使含水量得到新的平衡，大部分的膨胀力得到释放。（2）尽量保持原自然边坡、场地的稳定条件，避免大挖大填。基础适当埋深或用墩式基础、桩基础，以

49、增加基础附加荷载，减小膨胀土层的厚度，减小升降幅度，但成孔时切忌向孔内灌水，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。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理（4）采取换土处理，将膨胀土层部分或全部挖去，用灰土、土石混合物或沙砾回填夯实，或在持力层上采用人工垫层，如用砂、沙砾做缓冲层，厚度不小于90cm。（5）在建筑物周围做好地表渗（排）水沟处理等。散水坡适当加宽（可做成1.21.5m），其下做砂或炉渣垫层，并设隔水层。室内下水道采取防漏、防渗措施，使地基土尽量保持原有的天然湿度和天然结构。（6）加强结构刚度

50、，如设置地箍、地梁，在两端和内外墙连接处设置水平钢筋，加强联结等。（7）采取保湿防水措施，加强施工用水管理，做好现场临时排水，避免基坑（槽）浸泡和建筑物附近积水。2.1 2.1 地基工程事故的分析与处理地基工程事故的分析与处理3 3）盐渍土地基事故的防治与处理方案）盐渍土地基事故的防治与处理方案（1）做好场地的竖向设计，避免大气降水、工业及生活用水、施工用水浸入地基，造成建筑材料的腐蚀及盐胀。（2）室外散水坡应适当加宽，一般不小于1.5m；散水下部应做灰土垫层，防止水渗入地基造成溶陷。绿化带与建筑物的距离应加大，严格控制绿化用水。（3）对基础采取防腐措施，如采用耐腐蚀建筑材料，或在基础外部做防