（土木工程专业论文）建筑地基基础勘察、设计与施工中存在的问题剖析与控制管理.pdf

c a n d i d a t e ： s u p e n r i s o r ： a c a d e m i cd e g r e ea p p l i e df b r ： s p e c i a l 够： d a t eo f b r a le x a m i n a t i o n ： u n i v e r s i t v ： w us u n - h a l p r o z h a n gm i n g y i m a s t e ro fe n g i n e e r i n g g e o t e c l u l i c a le n g i n e e r i n g j u n e2 0 1 0 q i n g d a ot e c h n o l o g i c a lu n i v e r s i t ) r 1-r、1 工程硕士学位论文 建筑地基基础勘察、设计与施工中存在的问 题剖析与控制管理 学位论文答辩日期： 指导教师签字： 答辩委员会成员签字： 。凶伊、良幽 查! 垒乏 i】1， 摘要一 a b s t r a c t 第1 章 1 1 1 2 1 3 目录 缉 论一一一一一1 地基基础对于建筑物整体的重要性 国内夕 研究现状一一 一一l 一一一2 本文研究的主要内容一一一一3 第2 章 地基基础常见问题列举及原因分析一一一4 2 1 地基基础常见问题的特性一一一一一4 2 1 1 地基基础质量问题形成的多元复杂性4 2 1 2 地基基础质量问题突现的潜在多发性4 2 1 3 地基基础质量问题后果的连锁灾难性一一5 2 2地基基础当前普遍存在的问题一一一一一一一5 2 2 1 忽视工程前期地质勘查工作的重要性一一一5 2 2 2 不能做到科学合理地选择地基基础设计形式一一一6 2 2 3 施工过程中监管理缺失导致地基基础问题的劣化一7 2 2 4 不做正确及时处理软弱地基等地基基础问题一一7 2 2 5 其它潜在因素的影响一一一一一7 2 3地基基础常见问题的表现形式一一一8 2 4 习【章d 、结一一一一9 第3 章严谨组织工程前期地质勘查工作的重要意义一一1 0 3 1严谨组织实施工程前期地质勘查工作是保障地基基础质量的必要前提和 科学依据一一一一一一一一l 0 3 2 3 3 当前工程前期地质勘查工作的现状和问题一一一l o 工程前期地质勘查工作的重要性的工程实例分析一1 l 3 4对工程前期地质勘查工作现状的主要意见建议一1 l 3 5 本章d 、结一一一一一1 2 第4 章科学合理的选择地基基础方案是保证地基基础质量的重要保障一13 4 1 地基基础确定设计选型的主要原则一一1 3 4 2 科学合理的选择地基基础方案的必要前提一一1 3 4 2 1 掌握地基基础处理的主要目标一一一一一一1 3 4 2 2 掌握地基基础变形处理的主要原则一1 3 4 3针对软弱地基和地基基础不均匀沉降等问题的常见处理措施一1 4 4 4结合工程实例说明地基基础变形问题的处理1 5 4 5常见软弱地基基础的类型、成因和处理方法1 9 4 5 1 常见软弱地基基础的类型一1 9 4 5 2 软弱地基基础对建筑物主体的影响及分析一2 0 4 5 3 软弱地基基础问题处理措施的选用及效果分析一一一一2 0 4 6 常见软弱地基基础问题处理措施方案类型及特点一一2 2 4 7 结合工程实例说明软弱地基处理方案的选定及其效益影响一一2 3 4 8 对地基基础出现不均匀沉降的处理措施及原则一2 3 4 8 1 科学处置地基基础不均匀沉降问题的重要意义2 3 4 8 2 非均匀沉降地基基础问题的变形控制方法及措施一一2 3 青岛理工大学工学硕士学位论文 4 8 3 避免建筑物出现不均匀沉降的常用措施及效果一2 4 4 9 正确处理地基基础不均匀沉降的处理实例及步骤2 4 4 1 0 既有建筑物的地基基础加固技术研究2 6 4 1 0 1 开展既有建筑物地基基础加固技术研究的现实意义一2 6 4 1 0 2 既有建筑物地基基础加固工作的实施步骤一一2 7 4 1 0 3 既有建筑物地基基础加固施工的基本原则一2 9 4 1 0 4 既有建筑物地基基础加固施工的主要程序一3 0 4 1 0 5 既有建筑物地基基础加固技术的主要方法一3 0 4 1 l既有建筑物地基基础加固技术的应用实例分析一一35 4 12 习匠章爿、结一一一一一4 0 第5 章地基基础施工过程中常见问题的控制与管理一4 1 5 1 地基基础施工过程中监督管理工作的主要内容一4 1 5 2 建设各方责任主体监督管理的主要内容及其责任4 1 5 3 军队建设主管部门开展监督管理工作的方法和要点一4 4 5 3 1 军队建设主管部门开展监督管理工作的要点一一一4 4 5 3 2 军队建设主管部门应增强监督管理工作的技术力量保障4 5 5 3 3 军队建设主管部门应增强监督管理工作的专业制度保障一4 5 5 3 4 严谨的奖罚制度是提高监督管理水平的重要手段一一4 6 5 4 本章d 、结一一一一4 7 第6 章结论部分4 8 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作 致 谢一 参考文献 4 9 4 9 5 0 青岛理工大学工学硕士学位论文 摘要 自1 9 9 5 年以来，随着国家综合国力的不断增强，我国以每年超过1 0 的速 度高速增加国防经费投入，这其中有相当比例的经费投入到各军兵种的营房设 施、训练基地和战地工程建设中来，这些工程不仅是我军战斗力生成保障的重要 依托，也使各军兵种工程建设部队受到了极大的锻炼，工程施工能力获得了很大 的提高，一大批优质工程交付给作战部队使用，在支援地方建设发展方面也作出 了突出贡献。 虽然各军兵种工程建设部队在各项工程建设过程中获得了经验，提高了能 力，却也在实际实施过程中曝露出了诸多问题。比如为支援地方经济发展，大批 位置良好的军用土地划拨给各地地方政府使用，现有军队驻防营区面积不断缩 小，且多处于边远偏僻地区，同时出于新形势下军事斗争准备的需要，为保障营 区隐蔽安全，反敌侦察等需求，相当比例的军事工程选择在地形复杂区域建设， 这导致各军兵种工程建设部队在施工过程中常常面临着极其复杂的技术问题，特 别是老旧营区的整体翻新和复杂地质条件下的部队内部的独立施工。 本文通过总结过去多年来在济南军区某工程建设部队中参加的多项工程施 工经历和工作体会，着重分析了当前军队工程建设部队在地质勘查工作、地基基 础设计专业能力、既有建筑物地基基础加固技术、软弱地基处理、地基基础不均 匀沉降应对措施和地基基础施工过程中的监督管理工作等方面存在的问题，并结 合具体工程实例进行深入地分析和总结。 通过总结分析具体问题和工程实例，着重阐述了地基基础工程在建筑工程中 的重要地位，明确阐述了工程前期地质勘查工作的重要意义和科学合理的选用地 基基础设计方案、在施工过程中灵活运用软弱地基处理技术、遏制地基不均匀沉 降等问题，以及探讨了对既有建筑物开展地基基础分部加固技术研究的必要性。 分析总结表明，地基基础分部工程是保障整个建筑物全寿命周期内经济效益 得以发挥的最重要部分，重视和加强工程前期地质勘查工作、地基基础方案的设 计选择、地基基础分部施工过程中各种问题的灵活处理和监督管理是保证建筑物 整体质量的必要措施，应该遵照安全适用、经济简便、科学合理的原则，真正确 保整个建筑物的经济、安全。 主题词：地基基础勘察设计地基处理基础加固 m p r o d u c t i o ns a f e g u a r di m p o r t a n tb a c k i n g ，a l s oc a u s e sv a r i o u ss e r v i c e sa n da r m e e n 西n e e r i n gc o n s 饥l c t i o n 锄yt 0r e c e i v e 也e e n o m o u se x e r c i s e ，p r o je c tc o n s t n l c t i o n a b i l i t yh 舔o b t a i n e dt h ev e 巧b i ge n h a n c e l n e n t ，a1 a r g eq u a i l t i t i e so f h i g hq u a l n yp e o j e c t p a y m e l l tu s e s f o r 也ec o m b a tu n i t ，i ss u p p o n i n g 也ep l a c ec o n s 缸1 1 c t i o nd e v e l o p m t a s p e c ta l s ot om a l 【et l l eo u t s t a n d i n gc o n 砸b u t i o n s a l t l l o u g hv a r i o u ss e r v i c e sa n d m se n 西n e e r i n gc o n s t r u c t i o n 锄yh a so b t a i n e d t l l ee x p e r r i e n c ei ne a c he n g i n e 嘶n gc o n s t m c t i o np r o c e s s ，s h 唧e i l c e da b i l i t y ，a 咖a l l y a l s o 也ee x p o s u r eh a dm a n yp r o b l e m si nt h ea c t l l a li m p l e m e n t a t i o np r o c e s s f o r i n s t a j l c et os u p p o r tt 1 1 ep r o v i n c i a le c o n o m yd e v e l o p m e n t ，也el a r g eq u 龃t i t i e s o 邱o s i t i o n9 0 0 dm i l i t a r y1 a n d 仃a n s f 打sf o rt 1 1 er e 酉o n a l l o c a la u t h o r i 哆u s e s ，也ec x i s t i n g a m l ys t a t i o n s 也c b a r r a c k sa r e at 0r c d u c eu n c e a s i n g l y ，粗di si nt h eo u t l 姐n gr e m o t e a r e a s i m u l t a n e o u s l vs t e m s 舶m 也en e e dw h i c hl l n d e r 也en e ws i t i l 撕o n 也e m i l i t a r y s t m g g l ep r e p a r e s ，t o s a f e g u a r dt h eb a n a c k sa r e ah i d i n gs e c 吣d e m a n d sa n d s oo n c o u n t e r - e n e m yr e c o m l a l s s a n c e ，p e r s p e c t l v e sm l l i t a r ye n 缪n e e n n gc h 0 1 c em t n et e 玎a l n c o m p l c xr e 百o nc o n s 觚c t i o n ，m i sc a u s e sv 耐o u ss e 州c e sa n d 锄se n 舀n e 嘶n g c o n s t n l c t i o n 锄yt o f a c et h e e x 竹e m e l yc o m p l e xt e c h l l i c a lq u e s t i o n 行e q u e n t l yi nm e c o n t m c t i o np r o c e s s ，s p e c i a l l yt h eo b s o l e t eb a r r a c k sa r e a sw h o l er e n o v a t e sw i 也 t h e c o m p l e xg e o l o g yu n d e ri n d 印e n d e n tc o n s t m c t i o n s i n c em i sa n i c l e 也r o u 班t h es u m m a r ys i xy e a r s ，m a n yp r o j e c tc o n s 拥j c t i o n s w h i c hh a s p 硼i c i p a t e di nt l l ej i n a nm i l i t a r yr e 百o ns o m ee n 西n e e r i n gc o n s t 九l c t i o n 锄y e x p e r i e n c e si i l 也ep a s ta n dw o r l ( s 也ee x p 耐e n c e ，a i l a l y z e st h e c u r r e n t 锄y e n 舀n e e r i n gc o n s 仇1 c t i o na r m yi nt h e 野o u n df o u n d a t i o ng e o l o g ys u e 姐n g w o r k ，g r o u n df 0 u n d a t i o nd e s i 萨s p e c i a l i z e da b i l i t y ，t 0h a v e t h eq u e s t i o nw h i c h0 1 d c 刀叩h a t i c a l l yt h eb u i l d i n g 伊o m mf o u i l d a t i o nr c i n f o r c e m e n tt e c h n 0 1 0 9 y t h ew e a k s u d 灯a d ef o u n d a t i o nr e i n f o r c e m e n t ，t h e 固0 1 m df o u n d a t i o nd i f e 打e n t i a ls e t t l e m e n t c o u n t e rm e a s u r e s 粕d 霉0 u n df o l l n d 撕o n gc o n s t m c t i o ni np r o c e s s s 孤沪e c t s 观ds oo n m a n a g e m e n tb ys u p e r v i s i o nw o r ke x i s t ，a n du n i f i e st h ec o n c r c t ep r o j e c te x 锄p l et o c 锄哆o nt h ec o r r e s p o n d i i l ga n a l y s i s 觚dt h es u 衄a 巧 t h l o u 曲t h es u m m a r ya n a l y s i sc o n c r e c t eq u e s t i o na n dt h ep 哩- 0 j e c t e x 锄p l e ，e l a b o r a t e d e m p h a t i c a l l yt h e 掣o u n df o l l n d a t i o np 耐si na r c h i t e c t u r a l e n 百n e e r i n gi m p o r t a n tp o s i t i o n ，e l a b o r a t e de x p l i c i t l y 也ep r o j e c tp r e l i i n i n 哪g e 0 1 0 g ) r s u r v e y i n gw o r k si m p o 慨1 tm e a n i n ga 1 1 d 也es c i e n c er e 邪o n a b l es e l e c tt h eg r o u n d f o u n d a t i o nd e s i 乒p r o p o s a l ，i nt l l ec o n s 们1 c t i o np r o c e s sn i m b l eu t i l i z a t i o np r o c e s s i n g q u e s t i o n s 觚ds oo nw e a ks u b 蓼a d ef 1 0 m d a t i o n ，g r 0 皿dd i f f 盯e n t i a ls e 位l e m e n t ，觞w e u a sd i s c u s s e dt oh a dt h eb u i l d i n gt od “e l o pm eg r 0 吼df o u n d 撕o nb 删】c ho l dt 0 r e i n f o r c et h ec n 萄n e e r i n gr e s e a r c ht l l en e c e s s i t y 青岛理工大学工学硕士学位论文 t h ea n a l y s i ss 咖a r yi n d i c a t e dt h a tt h eg r o u n df o u n d a t i o np a ni s 也em o s t i m p o r t a n tp a r tw m c _ hi n 血es a f e g u a r d 钮t i r cb u i l d i n gt o t a ll i f cc y c l e 也ee c o n o m i c e 蚯c i e n c yc 觚d i s p l a y ，t a k e sa n ds 仃e n g _ t h e n sn l ep e o j e c tp r e l i n l i n 缸yg e o l o g y s u r v e 姐n gw o r k ，t h eg r o u n d a t i o np l a nd e s g i nc h o i c e ，i nt h eg r o 皿d 劬u n d a t i o nb r 龃c h c o n s 仃u c t i o np r o c e s se ac _ h1 【i n do fq u e s 虹o nn i m b l ep r o c e s s i n ga l l d 也em a n a g e m e n tb y s l l p e r v i 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物整体的根本，对于建筑物整体的重要意义主要表现在以下几个方面： ( 1 ) 地基基础出现的常见问题在土木工程范围内普遍存在。 当地质条件较为复杂或者地质条件较为恶劣时，地基基础工程必然成为整 个工程的首要难点和必须先行解决、无法回避的问题。 ( 2 ) 地基基础难以预见的复杂性难以预测。 由于土体性质复杂多变，地质勘查工作又面临很多局限，加之工程技术人 员对于不同地质条件的处理方法不一，造成了基础部分工程问题的不定性和经 验性，地基基础问题难以预见的复杂性令工程建设技术人员很难把握、解决。 ( 3 ) 地基基础工程造价通常占据建筑物整体工程造价相当高的比例。 通常而言，地基基础工程造价，视其复杂程度和设计选型、施工管理的科 学合理程度，占据建筑物整体总造价的比例可以变动于2 5 一3 5 之间，在地质 条件较好时，占总造价比例相对较低，但在软土地区或者复杂地质条件下，其 造价可占总造价的4 0 以上。这就要求设计单位和施工单位既要保证建筑物整 体的质量安全，更要在设计、施工时能选择最合理的地基基础设计方案和施工 方案，以降低地基基础的造价。 ( 4 ) 地基基础常见问题引发的工程事故难以防范，而且后果严重。 2 0 0 9 年8 月3 1 日，河北省人民医院换热站基础部分工程施工过程中突发 土方坍塌事故，造成4 人当场死亡，经济损失严重。事故发生前，工程建设各 方均对工程进行了多次检查，并未发现事故隐患，事故发生时，工人已无法躲 避或采取自救措施，导致4 人死亡的结果无法挽回，可见地基基础问题引发的 后果非常严重。 ( 5 ) 建筑物投入使用后的质量问题多由地基基础问题引起。 建筑物竣工验收投入使用后，如果地基基础出现问题，必将使得建筑物上 部结构受到影响，如基础之间发生差异沉降时，继而产生扭曲或者倾斜，使得 建筑物上部结构同时产生倾斜、扭曲，严重时甚至导致建筑物局部结构损坏。 地基基础的不均匀变形不仅严重影响建筑物本身的正常使用，结构变化加剧时 青岛理工大学工学硕士学位论文 必将危及建筑物整体安全。对这些发生质量问题的建筑物，必须及时实施纠正 矫偏、加固增强，情况严重时就不得不拆除。由此可见地基基础发生问题后代 价极其沉重。 综上所述，地基基础工程在整个建筑工程全程中占有重要地位，起到重要 作用，因此无论是在地方工程建设中还是军队国防军备工程建设施工过程中， 其重要意义可以说是根本性、决定性的，在工程建设的规划、设计阶段，就必 须保证地基基础有足够的承载力，地基基础的总沉降量和不均匀沉降两必须严 格控制在规定范围以内，必须保证满足地基基础变性要求，同时还必须合理设 计建筑物总体高度，科学合理的选定建筑物基础的地面积大小、断面形式、埋 深和建筑间距，以保证安全要求。 可以说，地基基础在建筑工程中起到重要作用，具有重要地位，因此在军 队营房工程建设施工过程中的规划、设计阶段，就必须保证地基基础有足够的 承载力，总沉降量和不均匀沉降量必须严格限定在规定范围内，满足变形要求。 同时必须合理设计建筑物高度，科学确定基础底面积大小、断面形式、埋深和 建筑间距，以满足安全要求。 1 2 国内外研究的现状 自第一次世界大战结束以来的近百年时间，西方发达国家便开始了军事后 勤保障依托社会和民间资源商业化经营，其军事设施的工程建设、维修保障等 日常业务已经全部委托给民间商业公司承担，仅保留必要的野战舟桥、工程伪 装等作战用专业工程技术力量，其对于建筑物地基基础的技术研究水平并不高 于我军。 但是西方发达国家自十八世纪以来，大规模开展城市建设，打造密集交通 网络，其在建筑技术上已经具有相当高的研究水平，特别是在建筑物地基基础 的工程勘察、设计选型、施工质量监督管理等方面，其民间商业公司人才储备 丰厚，专业分类细致，从业人员研究谨密、经验丰富，对于在军事工程建设过 程中遇到的各类问题能够迅速采取措施处理各种类型的问题。 我军自成立以来，一直高度重视军事土工作业，历经战争考验，具有一定 的技术水平，从1 9 9 5 年以来，连续1 5 年大规模开展各项军事工程建设，不仅 极大提高了军事保障能力，在施工过程中，也锤炼了一支支能打硬仗、恶战的 工程建设队伍，不仅机械化水平明显增强，而且技术水平也有极大提高，对于 桩基基础技术、软弱地基处理、深埋坑道、大型隧道施工等技术方面，均取得 了显著成绩和较大发展，一部分技术能力接近国际水平，许多工程建设部队积 极与地方高校开展专业合作，引进人才，通过大量施工、总结经验，还发展了 一些新型实用技术，获得了广泛认可。 1 3 本文研究的主要内容 虽然各军兵种工程建设部队和地方高校、研究所等科研机构积极合作，展 开了广泛的技术研究，但是由于军事工程建设的保密要求和施工地域地质条件 和地基基础工程技术难度的复杂性，学术理论应用与工程建设中的实际应用情 况差异很大，非常有必要针对不通工程的地基基础技术进行研究，本文研究的 主要内容有以下几个方面： 2 ( 1 ) 汇总地基基础常见问题，分析其表现现象和深层次原因。 由于工程前期地质勘查工作组织不细致或不详实，给后续地基基础设计选 型和施工监管带来难度。进行地基基础基础类型设计时，由于对土体特性缺乏 足够的技术资料分析，容易出现基础设计选型不当、地基处理方法不能保证使 用要求，给建筑物投入使用后的维护保障埋下隐患。完美的地基基础设计方案 需要有高技术水平的施工队伍，这是建筑工程保质保量完成的必要条件。环境 因素的改变，比如地下水位的变化、临近工程基坑施工或者工程场地内有堆载 时也会对地基基础产生不利影响。通过总结建筑物发生质量事故的各种表现， 比如地面以上梁结构、柱体或者楼板开裂，墙体、地梁或者承台出现裂缝，甚 至倾斜，建筑物发生沉降及倾斜、沉陷等情况。 ( 2 ) 通过剖析军队工程建设部队对于工程前期地质勘查工作的认识误区， 并结合工程实例，说明细致详尽的开展工程前期地质勘查工作，切实掌握工程 区域地质情况，会给地基基础设计工作提供翔实可靠的工程依据，对于施工过 程中可能出现的变化能够及时科学地提供应对方案，可以极大提高工程建设的 进度和经济效益。 ( 3 ) 建筑物整体中，地基基础占有重要地位，任何一个建筑物都必须通 过地基基础将自身全部荷载传递到土体，可以说地基基础就是建筑物整体的根 本，工程建设的效益很大程度上就完全取决于地基基础设计、施工的质量。许 多实例证明，因为地基基础发生变形且没有得到及时有效控制而造成损坏的建 筑物比比皆是，尤其是我国国内普遍存在的砖混结构建筑物墙体开裂的情况。 地基基础设计选型如果不能做到科学合理，必然会引发严重的质量事故，造成 工程投资的巨大浪费。 同时本章还分析总结了既有建筑物地基基础加固技术的原则要求和基本 程序，分别说明了扩大基础部分底面积法、注浆加固基础法、坑式托换法等常 用的地基基础加固方法，结合工程实例，说明了开展既有建筑物地基基础加固 技术的必要步骤和方法。 ( 4 ) 军队工程建设部队在建筑物形成的全过程中都处于独立作业的情况 下，由于很难委托地方部门或者商业公司参与监督管理和提供技术服务，就必 须努力提高自身的技术水平和监管效能。本章从前期投入、过程转化和效能产 出三个角度，分析了军队工程建设部队在地基基础整体形成的个阶段中，监督 管理工作的主要内容及要点，提出军队工程建设部队提高复杂地域、恶劣地形 条件下开展作战工程建设保证地基基础质量的主要手段和监管内容。 ( 5 ) 针对于军队工程建设部队在工程建设中忽视地基基础前期地质勘察、 盲目选择地基基础形式以及忽视地基基础施工质量管理等问题，提出了改进的 具体意见和对应的处理措施。 3 青岛理工大学工学硕士学位论文 第二章地基基础工程常见问题列举及原因分析 2 1地基基础常见问题的特性 地基基础常见问题即通常所说的地基基础质量问题，是指在地基基础投入 产出过程中或者是最终产出的质量，不能够达到国家法律、法规、技术标准和 设计文件及施工合同中关于使用及安全等方面的综合要求。 地基基础对于质量要求的可靠性极高，该部分质量可靠性是建筑物整体安 全可靠性的根本之源，是有效发挥建筑物各项使用功能的必要前提，是工程建 设过程监督管理的重中之重，其重要地位是地基基础常见问题形成的多元复杂 性和出现常见问题的潜在多发性，以及发生质量问题引起严重后果的连锁效应 所决定的。 2 1 1地基基础常见质量问题形成的多元复杂性 地基基础生产的过程涵盖了工程前期地质勘察、工程设计、施工产出、监 督管理和维护使用全过程，建设单位、勘察单位、设计单位、施工单位、监理 单位、材料设备生产供应单位和使用单位等工程建设各方责任主体的行为行 动，都对地基基础产出形成的过程起重要作用。 建设单位是建筑物整体质量目标的直接决策者，在建筑物整体的生产过程 中起主导作用，建设单位的资金投入直接决定了建筑物整体质量形成的水平高 低。 勘察单位能否提供详实细致的地质勘察报告是开展地基基础设计工作的 前提，而科学合理的设计选型是保证地基基础质量的科学规划，是地基基础质 量形成的龙头，很大程度上还影响着工程投资的效益水平。 施工单位是建筑物整体的直接形成方，其专业技术水平和管理能力程度直 接决定着地基基础的质量水平高低，其对地基基础常见问题的处理决定了建筑 物整体质量形成后的质量标准高低。 监理单位作为建筑物整体质量目标实现的专业管理提供者和过程控制方， 质量控制专业化水平和科学指导服务是保证质量目标能否实施的关键一方。 设备和材料生产供应单位提供建筑物整体形成所必须的设备与材料，其能 否保障设备与材料的质量达到标准是实现建筑物整体质量的重要因素和物质 基础。 使用单位不仅是建筑物的需求者和使用者，也是建筑物整体的维护者和完 善者，其日常使用行为方式对建筑物整体特别是地基基础有着重要的影响。 综上可见，作为建筑物整体的重要组成部分，地基基础产出形成的各个阶 段以及各个单位之间，其关系及相对独立但有相互影响，每一方均对地基基础 产出形成全过程有着重要影响。 2 1 2 地基基础常见问题突现的潜在多发性 ( 1 ) 地基基础常见问题突现的潜在性主要表现在两个方面： 一是由于部分工程建设方对于工程前期地质勘查工作重要性认识不足，设 计选型缺失考虑部分因素，或是施工过程中由于管理监督不力导致潜留隐患， 4 青岛理工大学工学硕士学位论文 者在投入使用后建筑物地基基础遭到某种不利环境的侵蚀、使用方维护不 、自然灾害等因素，使得建筑物地基基础问题突现具有很大的不确定性。 。二是地基基础在产出形成过程中，从基坑处理开始直至地基基础完成，后 道工序完全覆盖前一道工序的工程内容，而分部分项工程整体埋藏于地表视 范围以下，其整体具有不可回避的隐蔽性，对其的实测监管工作难于开展落 o ( 2 ) 地基基础常见问题突现的潜在多发性，也是由于地基基础产出形成 多个阶段组成和同时受到工程建设各方责任主体影响所造成的，其产出形成 过程中任何一个阶段或是某个环节的细小失误都极有可能诱发地基基础常见 问题的劣化，或是隐留下隐患。而如果考虑到工程建设各方责任主体在地基基 础重要性认识上的异同，管理上差异、专业技术能力上的不足以及某方有意识 的暗箱操作，都极大增加了地基基础质量问题突现的概率。 2 1 3地基基础质量问题引发后果的连锁灾难性 地基基础突现质量问题后，其引发的质量事故后果连锁性与地基基础本身 的重要地位和根本作用因素是密切相关的。 建筑物整体质量或是各分部分项工程质量都是基于地基基础质量之上的， 而一旦地基基础出现质量事故，必然直接影响到向地基基础传递荷载并紧固连 成于一体的主体部分质量，影响相对较小时会导致墙体等主体部位出现裂缝， 局部结构受力稳定遭到破坏，严重时将使建筑物主体结构受力体系失去效能， 丧失承载能力，导致建筑物整体全部报废，直至倒塌。 地基基础承担了建筑物整体的上部荷载，一旦突现质量问题，就必然影响 到上部结构，甚至直接危及到使用者的生命财产安全，对地基基础的处理处置 必须慎之又慎，而已建成交付使用的建筑物就更是如此。 2 2地基基础当前普遍存在的问题 各军兵种工程建设部队在相当长的一段时期内，由于从事的工程类别与民 用工程有极大差别，同时因为专业技术力量不足，以及在工程管理认识、监督 效能方面的缺陷，在工程前期地质勘查工作、设计选型、施工形成产出、工程 监督管理等多个方面均存在认识误区和不足之处，存在一些共性的问题。 2 2 1 忽视工程前期地质勘查工作的重要性 依照工程建设基本程序，工程前期地质勘查工作应在建筑物整体设计、施 工前完成，并依据国家标准详尽提供施工区域地基土质、土体承载力大小、地 下水位高低、持力层性质、土层分布等资料，设计单位依据掌握这些资料后， 方能开展设计工作，但绝大多数军队工程建设部队对此项工作的重要性均认识 不足。比如： ( 1 ) 在没有地质详勘报告时，或随意估计土体土质，或参考没有对比意 义的地质资料，低估地基土体的承载力，盲目加大地基基础面积和承载力，造 成严重浪费； ( 2 ) 对于复杂地形地区或山区地带，凭肉眼观察和经验判断土体土质， 过高估计地基土体承载力，造成建筑物出现不均匀沉降或过大沉降等现象，导 5 青岛理工大学工学硕士学位论文 致建筑物上部结构开裂，严重时导致坍塌； ( 3 ) 部分军队工程建设部队虽然组织进行了工程前期地质勘查工作，但 由于专业技术人员不足或技术能力不够，不能完整依照标准规定严谨勘探或勘 探深度不够，不能查清施工区域内较深范围内有无软弱土体或溶洞等异常情 况； ( 4 ) 某些建筑工程虽然进行了勘探，但不完整或勘探深度不够，查不清 较深范围内有无软弱下卧层、墓穴、孔洞等异常情况； ( 5 ) 勘察手段单一，未采取针对性手段进行勘察测试； ( 6 ) 勘察过程草率，未严格按规范规程要求操作； ( 7 ) 资料分析不细； ( 8 ) 室内试验项目少等等； ( 9 ) 有的地质勘探钻孔间距过大，不能全面准确地反映地基实际情况； ( 1 0 ) 有的地质勘探报告不详细不明确，只有钻孔柱状图，缺乏工程地质 剖面图，不能反映地基土层水平方向分布情况。 以上这些情况会导致地质勘察报告不能准确反映场地土层的真实变化和 土层的实际指标，在评估场地和提出建议时针对性不强，对地基基础型式及其 计算参数的建议也难以正确。 2 2 2 不能做到科学合理的选择地基础设计形式 地基基础作为建筑物整体的最重要部分，它的设计选型应当根据地质土体 情况，外部荷载的大小，基础部分选用材料等因素来确定地基基础底面积尺寸， 使得地基基础底面应力小于地基土体的容许承载力，使得地基土体的受荷变形 值在容许变形值范围以内，进而保障建筑物整体上部结构的使用和安全。 由于各军队工程建设部队不同于地方科研机构，没有编制配备足够的专业 设计人员，现有工程设计人员常常凭借经验来选择地基基础形式，很多设计人 员在不了解掌握地基土层土体基本情况，没有充分意识到对于软弱土体在荷载 作用受到压缩的长期性，没有在非均匀地基土体上设计建筑物基础部分的经 验，没有正确选择适用的地基基础形式，盲目加大地基基础底面积，或者对软 弱地基土体没有采取相应的处理措施，或者当同一个建筑物整体采用了不同的 地基基础设计形式时，对于地基土体刚度不同的情况未采取有效措施，导致建 筑物整体因受力结构倾斜发生差异沉降和开裂，一部分一级和二级建筑物工 程，未做基本的地基基础变形验算，对于发生沉降、沉降差、倾斜或局部倾斜 等情况不做预案，忽视了地基基础安全的基本因素是保障地基基础变形值控制 在允许范围以内。上述种种原因极易导致建筑物地基基础不均匀变形，进而引 发建筑物突现裂缝等现象。 同时，军队设计人员往往不掌握建筑物的变形特征，对于估算施工期间和 使用期间的地基基础变形值，不能采取相应的处理措施。 此外，地基基础设计中有许多考虑因素需要进一步探讨，如建筑物纵横墙 交界处的基础部分，因为在荷载计算中往往被重复计算，而造成应力叠加，进 而引发附加沉降现象。不少设计人员在计算荷载时往往对机构件所受荷载取值 不当，或者进行设计时选用的计算理论公式或套用模型选择过分依赖电脑设计 6 青岛理工大学工学硕士学位论文 程序，生搬硬套技术规范和力学模型，计算过程简单化、省略化，缺乏概念设 计理念，计算结果常常与实际情况不符，而设计时考虑因素缺失太多或遗漏部 分因素，对于细部处理措施没有说明或含糊不清，这些状况的存在，给日后的 施工和使用都留下了严重隐患。 2 2 3 施工过程中监管缺失导致地基基础问题劣化 军队工程建设部队不同于地方或民间施工企业，施工人员主体主要是新服 役战士，配以部分有施工经验的军官、士官作为技术力量主体，施工过程中重 视工程量的完成，对于质量问题则由于技术力量薄弱或管理方面缺陷易出现下 列问题： ( 1 ) 施工人员不按照设计要求或规范标准进行施工，随意性大； ( 2 ) 施工人员对于施工工艺缺少了解，技术手段不熟练，对于地基基础 常见问题的处理方法和施工方法不能及时发现，缺乏处理经验和正确对策，出 现质量隐患或问题不能能及时正确解决，使得问题潜留下来并引发更大的问 题； ( 3 ) 对于施工材料、设备的选用把关不严格，大多数施工人员由于此前 未接触过施工材料，对于水泥、钢材以及砂石等材料不能区别优劣，混凝土配 合比控制把关不严谨，对于掺架剂使用不当，对于钢筋尺寸、数量和保护层不 能够严格依照设计要求使用，在混凝土浇筑时不能保证浇筑厚度，对于混凝土 的养护重视不够。这些因素都会引发地基基础常见问题的突现。 ( 4 ) 作为军事工程，往往承担着许多新材料实验任务，而现在新材料、 新工艺、新技术开发速度快，施工技术要求高，图纸和技术说明日益复杂，许 多军队工程建设部队人员专业技术水平有限，对于这些新事物、新标准的理解 不全面，也会导致地基基础问题的严重化。 2 2 4 不能正确及时处理软弱地基等地基基础问题 军队工程建设部队因以往主要承担军事土工作业任务，不需要特别注重特 殊地形问题的处理，随着近十五年来支援地方经济建设的任务加重，参与一批 急难险重工程建设任务，施工过程中遇到了许多技术问题，这其中，软弱地基 基础问题逐步成为了常见问题和难点问题。 软弱地基基础主要是指由淤泥质土体、冲填土或者其它高压缩性土层构成 的地基基础，因为这种地基基础形式压缩模量较小，在荷载作用下产生的较大 变形。许多军队工程建设部队对于软弱地基、地基基础不均匀沉降等现象危害 性认识不够，又不熟悉国家规范中的标准要求，对于建筑物的整体质量分布和 平面布局设计考虑欠佳，虽然在结构设计中采取增大地基基础底面积、增加布 设圈梁以及增加设置沉降缝等应对措施，但是针对软弱地基、地基基础不均匀 沉降等情况没有采取相适应的处置措施，还是不可避免的引发了建筑物过大的 变形差异变形，继而出现建筑物的倾斜、沉陷。 2 2 5 其它潜在因素的影响 建筑物整体形成投入使用后，地基基础形态和结构承载力会因为荷载的变 化而发生相应的变化，比如： ( 1 ) 随意装饰装修，拆除承重墙导致结构受力状态改变，继而引发建筑 7 青岛理工大学工学硕士学位论文 物墙体开裂； ( 2 ) 地基基础受到液体浸泡，导致地基基础出现湿陷； ( 3 ) 发生山体滑坡、水灾、泥石流以及地震、战争等非人力不可抗拒因 素，建筑物整体都极有可能受到严重破坏； ( 4 ) 建筑物在使用过程中出现问题而没有及时维修，使得建筑物的破损 程度加剧。 上述情况以及其他未提及的因素都将导致建筑物整体结构受力体系受到 损坏，而地基基础最为重要，一旦地基基础受损，整体建筑物的受损将是不可 避免的结局。 2 3地基基础常见问题的表现形式 因地基基础常见为题引发的建筑物整体质量事故，通常表现为地面部分 梁、柱、板开裂，墙体出现大面积裂缝，地梁、承台倾斜或者出现裂缝，建筑 物整体发生倾斜、沉降或地面沉陷等情形，具体特征表现如下： ( 1 ) 垂直向开裂： 当建筑物整体平面面积较大，而高度较小时，当地基基础中部尺寸出现特 硬岩土体或特软土体时，顺该处部位垂直方向容易出现垂直裂缝； ( 2 ) 水平方向开裂： 建筑物整体中间部位的地基基础出现较大沉降时，因为刚性屋面或者楼板 的水平拉力作用会导致纵向墙体出现水平裂缝，楼地面堆积荷载引发室内地面 基础沉陷、基础内倾，则会导致外墙内侧出现水平裂缝，当外墙楼板尚未浇筑 前，夯实回填土所产生的挤压作用也会导致突现水平裂缝，建筑物整体发生倾 斜的情况时，与倾斜边平行的墙体也会出现水平