学习情境三分析处理地基与基础工程质量事故课件.pptx
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1、学习学习情境三情境三 分析分析处理地基处理地基与基础工程质量事故与基础工程质量事故学习单元学习单元 1 了解地基与基础工程事故了解地基与基础工程事故学习单元学习单元 2 分析与处理地基工程事故分析与处理地基工程事故学习单元学习单元 3 分析与处理基础工程事故分析与处理基础工程事故目录目录学习单元学习单元 4 建筑地基的加固与纠倾建筑地基的加固与纠倾过渡页过渡页学习单元学习单元 1 了解地基与基础工程事故了解地基与基础工程事故学习单元一学习单元一 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。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
2、地承受上部结构的荷载。“一、地基与基础工程的关系及建筑要求一、地基与基础工程的关系及建筑要求学习单元一学习单元一 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。建筑物对地基和基础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满足某一定值的要求。“一、地基与基础工程的关系及建筑要求一、地基与基础工程的关系及建筑要求学习单元一学习单元一“一、地基与基础工程的关系及建筑要求一、地基与基础工程的关系及建筑要求学习单元一学习单元一 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
3、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。“二、地基与基础工程事故的发生二、地基与基础工程事故的发生学习单元一学习单元一 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,尤其是在软黏土深厚的地区。“二、地基与基础工程事故的发生二、地基与基础工程事故的发生学习单元一学习单元一 地基和基础都属地下隐蔽工程,建筑工程竣工后难以检查,使用期间出现缺陷或事
4、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。“三、地基与基础工程事故的特点三、地基与基础工程事故的特点学习单元一学习单元一 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。“四、地基与基础工程质量控制的重要性四、地基与基础工程质量控制的重要性学习单元一学习单元一 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
5、基础的施工质量越来越受到人们的关注和重视。“四、地基与基础工程质量控制的重要性四、地基与基础工程质量控制的重要性学习单元学习单元 2 分析与处理地基工程事故分析与处理地基工程事故过渡页过渡页学习学习单元二单元二 建筑工程事故的发生大多与地基问题有关。地基事故发生的主要原因是勘察、设计、施工不当或环境和使用情况发生改变,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。“一、地基工程事故概述一、地基工程事故概述学习学习单元二单元二“一、地基工程事故概述一、地基工程事故概述学习学习单元二单元二(一)地质勘察问题(一)
6、地质勘察问题 1)勘察工作不认真,报告中提供的指标不确切。如某办公楼,设计前仅做简易勘测,提供的勘测数据不准确。勘察时钻孔间距太大,不能全面准确地反映实际情况。“二、导致地基工程事故产生的原因二、导致地基工程事故产生的原因学习学习单元二单元二 设计人员按偏高的地基承载力设计,房屋尚未竣工就出现较大的不均匀沉降,倾斜约为40cm,并引起附近房屋开裂。“二、导致地基工程事故产生的原因二、导致地基工程事故产生的原因学习学习单元二单元二 2)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。在丘陵地区的建筑中,由于这个原因造成的事故实例比平原地区的多。3)钻孔深度不够。对较深范围内地基的软弱
7、层、暗浜、墓穴、孔洞等情况没有查清,仅依据地表面或基底以下深度不大范围内的情况提供勘察资料。“二、导致地基工程事故产生的原因二、导致地基工程事故产生的原因学习学习单元二单元二 4)勘察报告不详细、不准确引起基础设计方案的错误。如某工程,根据岩石深度在基底5m以下的资料,采用了5m长的爆扩桩基础,建成后,中部产生较大的沉降,墙体开裂,经补充勘察,发现中部基岩面深达10m。“二、导致地基工程事故产生的原因二、导致地基工程事故产生的原因学习学习单元二单元二(二)设计方案及计算问题(二)设计方案及计算问题1.设计方案不合理 有些工程的地质条件差,变化复杂,由于基础设计方案选择不合理,不能满足上部结构与
8、荷载的要求,因而引起建筑物开裂或倾斜。“二、导致地基工程事故产生的原因二、导致地基工程事故产生的原因学习学习单元二单元二 如某市某8层框架结构楼房,片筏基础,地基软土用砂井处理,建成后,差异沉降达41cm,导致电梯无法安装。“二、导致地基工程事故产生的原因二、导致地基工程事故产生的原因学习学习单元二单元二2.设计计算错误 有的设计单位资质低,设计人员不具备相应的设计水平,还有的无证设计或根本不懂相关理论,仅凭经验设计,导致设计出错,造成事故。“二、导致地基工程事故产生的原因二、导致地基工程事故产生的原因学习学习单元二单元二(三)施工问题(三)施工问题1.未按操作规程施工 施工人员在施工过程中未
9、按操作规程施工,甚至偷工减料,造成事故质量事故。“二、导致地基工程事故产生的原因二、导致地基工程事故产生的原因学习学习单元二单元二2.未按施工图施工 基础平面位置、基础尺寸、标高等未按设计要求进行施工。施工所用的材料的规格不符合设计要求等。“二、导致地基工程事故产生的原因二、导致地基工程事故产生的原因学习学习单元二单元二(四)环境问题四)环境问题 1)地下水位变化或污水的侵入对建筑物地基的影响。2)建筑物附近地面堆载引起地基附加应力及附加沉降,导致地基不均匀沉降的产生及进一步发展。“二、导致地基工程事故产生的原因二、导致地基工程事故产生的原因学习学习单元二单元二 3)建筑物周围地基中施工振动或
10、挤压对建筑物地基的影响。4)地下工程或深基坑工程施工对邻近建筑物地基的影响。“二、导致地基工程事故产生的原因二、导致地基工程事故产生的原因学习学习单元二单元二(一)地基变形造成工程事故(一)地基变形造成工程事故(二)地基失稳造成工程事故(二)地基失稳造成工程事故(三)土坡滑动造成工程事故(三)土坡滑动造成工程事故(四)地基渗流造成工程(四)地基渗流造成工程事故事故“三、地基工程事故分类三、地基工程事故分类学习学习单元二单元二(五)特殊土地基工程事故五)特殊土地基工程事故(六)地震造成工程事故(六)地震造成工程事故(七)其他地基工程(七)其他地基工程事故事故“三、地基工程事故分类三、地基工程事故
11、分类学习学习单元二单元二(一一)地基变形造成工程事故地基变形造成工程事故1.事故现象 1)建筑物产生倾斜。2)墙体产生裂缝。3)柱体断裂或压碎。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二2.事故原因分析 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,使地基超负荷而加大变形。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二 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,变形增大。5)邻近基坑开挖,但原基础未采取相应的稳定加固措
12、施,或新建建筑沉降使原建筑地基沉降增大。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二3.事故处理措施 当发现建筑物产生不均匀沉降导致建筑物倾斜或产生裂缝时,首先要搞清不均匀沉降发展的情况,然后再决定是否需要采取加固措施。若必须采取加固措施,则要确定其处理方法。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二 如果不均匀沉降会继续发展,首先要通过加固地基基础遏制沉降继续发展,如采用锚杆静压桩托换,或其他桩式托换,或采用地基加固方法。沉降基本稳定后,再根据倾斜情况决定是否需要纠倾,未影响安全使用的可不进行纠倾,对需要纠倾的建筑物,视具体情况可采用迫降纠倾法、顶升纠倾
13、法或综合纠倾法。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二(二二)地基失稳造成工程事故地基失稳造成工程事故1.事故破坏形式 地基承载力是基础设计中一个重要的指标,在荷载作用下,当地基承载力不能满足要求时,地基可能产生冲切剪切破坏、整体剪切破坏、局部剪切破坏等破坏形式。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二 1)冲切剪切破坏。2)整体剪切破坏。当荷载大于某数值时,基础急剧下沉。同时,基础周围的地面有明显的隆起现象,继而基础倾斜,甚至倒塌,地基发生整体剪切破坏。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二 3)局部剪切破坏。与整体剪切破
14、坏类似,滑动面从基础的一边开始,终止于地基中的某点。只有当基础发生相当大的竖向位移时,滑动面才发展到地面。破坏时,基础周围的地面也有隆起现象,但基础无明显的倾斜或倒塌。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二2.事故预防与处理 地基失稳破坏往往是灾难性的,地基失稳造成的工程事故补救比较困难,建筑物地基失稳破坏将导致建筑物倒塌破坏,造成人员伤亡,对周围环境产生不良影响。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二 因此,地基失稳造成的工程事故重在预防。除在工程勘察、设计、施工、监理各方面做好工作外,进行必要的监测也是重要的,对地基失稳预兆(如沉降速率过大)
15、应高度重视。若发现沉降速率或不均匀沉降速率较大,应及时采取措施,进行地基基础加固或卸载,以确保安全。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二 在进行地基基础加固时,应注意某些加固施工过程中可能产生附加沉降的不良影响。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二(三三)土坡滑动造成工程事故土坡滑动造成工程事故1.事故原因 1)在边坡上或土坡上方建造建筑物或堆放重物,增加坡上作用荷载。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二 2)土坡排水不畅或久雨地下水位上升,往往会减小土体抗剪强度,并增加渗流力作用。3)疏浚河道,在坡脚挖土等,减少土
16、坡稳定性以及土体蠕变造成土体强度降低。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二2.事故特征 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百万立方米,对工程危害极大。2)滑坡可以是缓慢的、长期的,也可能突然发生,以每秒几米甚至几十米的速度下滑。旧滑坡可以因外界条件变化而激发新滑坡。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二3.事故破坏类型 1)房屋位于斜坡顶部时,顶部形成滑坡,土从房屋下挤出,地基土移动,地基出现不均匀沉降,房屋将出现开裂损坏或倾斜。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二 2)房屋位于斜
17、坡上,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。在这种情况下,无论是作用在基础上的土压力,还是基础在平面上的不同位移,都可能引起房屋产生不允许的变形,导致房屋破坏。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二 3)房屋位于斜坡下部时,房屋要经受滑动土体的压力。其对房屋所造成的危害程度与滑坡规模、体积有关,常常是灾难性的。4.事故处理措施 土坡治理可采用减小荷载、放缓坡度、支挡、护坡、排水、土质改良、加固等措施综合治理。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二(四四)特殊土地基工程事故特殊土地基工程事故1.湿陷性黄土地基事故 要弄清黄土湿陷
18、的特点,采取合理有效的措施。有效措施主要包括:通过地基处理消除建筑物地基的全部湿陷量和部分湿陷量;防止水浸入地基,避免地基土体发生湿陷;“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二 加强上部结构刚度,采用合理体型,使建筑物对地基湿陷变形有较大的适应性。2.膨胀性地基工程事故 预防和治理膨胀土地基吸水膨胀、失水收缩造成的地基工程事故,要根据膨胀土的特点,采取合理、有效的措施。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二3.冻土地基工程事故冻土地基处理的主要方法如下:1)换土法。通过用粗砂、砾石等非(弱)冻胀性材料置换天然地基的冻胀性土,以削弱或基本消除地基土的
19、冻胀。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二 2)排水隔水法。采取措施降低地下水位,隔断外水补给来源并排除地表水,防止地基土致湿,减小冻胀程度。3)保温法。在建筑物基础底部或四周设置隔热层,增大热阻,以推迟地基土冻结,提高土中温度,减小冻结深度。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二 4)采用物理、化学方法改良土质。如向土体内加入一定量的可溶性无机盐类,如NaCl、CaCl2、KCl等,使之形成人工盐渍土,或向土中掺入石油产品或副产品及其他化学表面活性剂,形成憎水土等。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二(五五)基坑支护
20、事故基坑支护事故1.结构构件失效结构构件失效的形式及原因如下:1)内撑压屈或锚拉杆断裂。锚拉杆断裂或内撑压屈如图3-9(a)所示。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二 主要原因是地面荷载增大或土压力计算偏小、内部支撑断面过小导致受压失稳,或者锚拉杆断面不足、长度不够以及锚固部分失效,为此,要正确设计内撑和锚拉杆,留有足够的安全储备。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二 2)支护墙平面变形过大或弯曲破坏。支护墙平面变形过大或弯曲破坏如图3-9(b)所示。支护墙过薄、土压力计算不准、地面增加堆载或基坑挖土超深等原因都可能产生这种现象,因此,要正确
21、地设计墙体,严格控制挖土深度。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二2.土体失效土体失效的形式及原因如下:1)支护墙底部走动,如图3-9(c)所示。主要原因是基坑底部土质太差,能承受的被动土压力很小,或支护墙埋深过浅使墙底部被动土压力不足,它们都可能使墙脚处的土体失稳破坏。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二 2)基坑外侧土体失稳,滑动面在支护墙下通过,如图3-9(d)所示。主要原因是支护墙体底部入土深度不足或撑锚系统失效、地面荷载过大,造成基坑边坡整体滑动破坏,又称为整体失稳破坏。“四、地基工程事故分析四、地基工程事故分析学习学习单元二单元二
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