建筑工程事故分析与处理(3)-地基.ppt

,建筑事故分析与处理,第三章 地基、基础工程事故处理（一）地基工程事故处理,地基工程事故的原因地基工程事故类别、特征及其效应地基工程事故的分级标准和处理方案选择,本章内容,地基工程事故：地基失稳或变形、斜坡失稳、挡土墙失稳等基础工程事故：包括基础错位、变形过大、强度不足、设备基础振动过大等地基事故按性质分：地基强度和变形两大类。地基强度问题引起的地基事故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地基事故常发生在软土、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土等地区；,乌干达工地坍塌事故,地基工程事故的原因,一、地质勘察问题勘察工作不认真，提供的指标及地基承载力不确切；钻孔间距太大，勘察不全面；钻孔深度不够；地质勘察报告不详细、不准确，造成地基基础设计方案错误；,地基工程事故的原因,二、设计方案及计算问题设计方案不合理；盲目套用图纸，不因地制宜；设计计算错误，荷载不准确三、施工问题不按图施工或未按技术操作规程施工；偷工减料、以次充好；管理不善，不按建设要求和施工程序办事；,地基工程事故的原因,四、环境及使用问题基础施工的环境效应；地下水位的变化；使用条件的变化所引起的地基土应力分布和性状变化（盲目加层、大面积堆载、管理不善长期不维修、改变功能）；,1、整体剪切破坏当荷载大于某数值时， 基础急剧下沉。基础周围地 面有明显的隆起现象，基础 倾斜，甚至倒塌， 地基发生整体剪切 破坏。,地基工程事故类别、特征及其效应,一、地基失稳事故属于剪切破坏,2、局部剪切破坏滑动面从基础的一边开始，止于地基中的某点，基础周围地面也有明显的隆起现象，但基础无明显的倾斜或倒塌。,地基工程事故类别、特征及其效应,3、冲切剪切破坏由于弱土层的变形使基础连续下沉，产生过大的沉降，基础就像切入土中一样。,地基工程事故类别、特征及其效应,地基冲切剪切破坏,例：加拿大特朗斯康谷仓的倾覆 该谷仓由65个圆柱形筒仓组成，高31米，片筏基础，钢筋砼结构，自重20万KN, 建成使用时装谷27万KN后，西侧陷入土中8.8M，东侧抬起1.5M，仓身整体倾斜2653。 这是地基强度破坏发生整体滑动，建筑物失去稳定的典型例子。 软土地基上建筑物应严格控制加荷速率，使软土地基排水固结，强度增长，防止失稳。,整体剪切破坏实例,原因分析： 经勘察，基础下为15M厚的高塑性淤泥质软粘土地基，初次存谷后使基底平均压力达330KPa，超过了地基极限承载力（280KPa）。 处理措施： 为修复筒仓，在基础下面设置了70多个支承于深16M的基岩上的混凝土墩，使用388只500KN千斤顶，逐渐将倾覆的筒仓纠正。修复后筒仓位置比原来降低了4m。,整体剪切破坏实例,意大利比萨斜塔,这是举世闻名的建筑物倾斜的典型实例。 全塔总重约145MN，基础底面平均压力约50kPa。地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层。 目前塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80m，塔顶离中心线已达5.27m，倾斜5.5，成为危险建筑。1990年1月4日被封闭。 除加固塔身外，用压重法和取土法进行地基处理。目前已向游人开放。,1995年12月，武汉市整体爆破一幢18层的高层建筑。该建住高度655m，采用336根锤击沉管扩底灌注桩，桩长175m，桩端进入中密粉细砂持力层l4m。 爆破拆除的原因是该高层建筑结构到顶后3个月内产生很大的倾斜，顶部水平位移达2884mm，倾斜超过5，且发展速度很快，如不及时拆除，有整体倾覆的危险。 这一桩基失稳的事故告诉人们采用桩基础并不是万无一失的，应当重视桩基础安全度的研究。,1996年9月，海口市经受12级飓风袭击，伴有400mm以上的大暴雨，在滨海大道旁的某商住小区内，一座停工中的体积达30000m3的巨型地下室突然窜出地面56m，整体倾斜，犹如平地出现一艘水泥船，停泊在两幢高楼的中间。 虽然经过降水、牵引、归位等工程措施处理，但因地下室两端高差仍有900mm无法扶正，且顶板和外墙均已开裂，不能继续利用而报废。 这一典型的倾覆失稳的事故再次告诫人们，粘性土中的巨大浮力不容忽视。,二、滑坡（斜坡）失稳1、滑坡（斜坡）失稳的特征 斜坡失稳常以滑坡形式出现，对工程危害极大； 滑坡可以是缓慢的、长期的，也可以是突然的发生，以每秒几米甚至几十米的速度下滑； 大部分在山区，受一些因素影响，斜坡土石体在重力作用下失稳，沿斜坡向下缓慢整体移动。,地基工程事故类别、特征及其效应,2、滑坡（斜坡）上房屋稳定性破坏类型1）建筑物位于斜坡顶部时，在顶部形成滑坡，土就从基础下挤出，地基土松动，地基出现不均匀沉降，房屋将出现开裂损坏或倾斜。如图a,地基工程事故类别、特征及其效应,山顶民房夜遇山体滑坡 地基悬空阳台消失,2、滑坡（斜坡）上房屋稳定性破坏类型2）位于斜坡上的房屋，在土体发生滑坡情况下，部分土绕过基础移动，建筑物随部分土体一起移动。如图b,地基工程事故类别、特征及其效应,2、滑坡（斜坡）上房屋稳定性破坏类型3）位于坡脚下部的房屋，通常只是经受滑坡土体的压力，如图c,地基工程事故类别、特征及其效应,3、滑坡整治 整治前，应深入了解形成滑坡的内外部条件，对诱因应分清主次； 整治必须及时，最好在滑坡初期，且要根本解决； 整治方法： 排水、支挡、减重和护坡；也可用通风疏干、电渗排水、爆破灌浆、化学加固等方法来改善滑动带岩土的性质，以稳定边坡。,地基工程事故类别、特征及其效应,1959年法国67m高的马尔帕塞薄拱坝因坝基失稳而毁于一旦，死亡380人。 4年后，意大利265m高的瓦昂拱坝上游托克山左岸发生大规模的滑坡，滑坡体从大坝附近的上游扩展长达1800m，并横跨峡谷滑移300400m，估计有23亿立方米的岩块滑入水库，冲到对岸形成100150m高的岩堆，致使库水漫过坝顶，冲毁了下游的朗格罗尼镇，死亡约2500人，但大坝却未遭破坏。 这两起震惊世界的特大灾害给人们敲响了警钟，在岩石工程中必须重视岩石力学。,1985年6月12日凌晨，在长江西陵峡上段，兵书宝剑峡出口处发生总体积为2107m3的新摊滑坡。 新滩古镇滑入长江，古镇全部被毁。由于自1968年以来对该滑坡进行了深入的研究与地表位移的长期监测，在滑坡发生以前及时发出临滑警报，由于紧急疏散人员而全镇1371人无一伤亡。 这一大灾无人员伤亡的事例说明只要重视岩土工程工作，加强监测和预报，地质灾害是可以预测、预报，可以减少损失的。,1998年长江全流域特大洪水时，万里长江堤防经受了严峻的考验，一些地方的大堤垮塌，大堤地基发生严重管涌，洪水淹没了大片土地，人民生命财产遭受巨大的威胁。仅湖北省沿江段就查出4974处险情，其中重点险情540处中，有320处属地基险情；溃口性险情34处中，除3处是涵闸险情外，其余都是地基和堤身的险情。可见，长江防洪工程的重点在岩土工程。,三、挡土墙失稳 指挡土墙的滑动、倾覆或倒塌 原因： 设计时没有考虑排水措施或排水措施不当，增加了挡土墙的压力； 墙后填土夯不密实； 挡土墙的基础埋置深度选择不当；,地基工程事故类别、特征及其效应,四、地基变形事故 1、软土地基不均匀沉降；（软土指抗剪强度较低、压缩性较高、渗透性较小的淤泥、淤泥质土、和某些充填土、杂填土及高压缩性土层。） 变形特征沉降大而不均匀； 沉降速率大； 沉降稳定历时长；,地基工程事故类别、特征及其效应,不均匀沉降对上部结构产生的影响 砖墙开裂；（砖砌体受弯，受主拉应力过大开裂） 砖柱断裂；水平缝（下部）及垂直缝（上部） 钢筋砼柱倾斜或断裂；（裂缝多为水平缝，且集中在柱身变截面处及地面附近） 高耸建筑物倾斜；,地基工程事故类别、特征及其效应,2、湿陷性黄土地基的变形； 湿陷性黄土中粉土颗粒占60%以上，含有大量的可溶盐类，土中有肉眼可见的大孔隙，在建筑物和土作用下受水浸湿，土的结构迅速破坏，强度降低，并发生显著的附加沉降。 变形特征变形量大； 发展速度快；,地基工程事故类别、特征及其效应,湿陷变形可分为外荷湿陷变形及自重湿陷变形；前者由基础荷载引起，后者是在土层饱和自重压力作用下产生的；对上部结构产生的效应（影响） 基础及上部结构开裂； 倾斜；湿陷变形只出现在受水浸湿部位，而没有水浸部位基本不动，造成倾斜 折断；地基遇到多处湿陷时；,地基工程事故类别、特征及其效应,3、膨胀土地基(胀缩)的变形； 膨胀土地基指黏粒成分由强亲水性矿物组成，具有吸水膨胀和失水收缩且胀缩性能较大的黏性土。 变形特征不均匀性；可逆性； 边坡变形特征不但有升降变形，还有水平位移。,地基工程事故类别、特征及其效应,胀缩变形对上部结构产生的效应（影响） 结构开裂；（特点：地域性和成群性） 遇水膨胀，失水收缩，反复作用； 室内地面开裂； 外墙与内墙交接处； 在地质条件相同的情况下，单层房屋开裂较为普遍；,地基工程事故类别、特征及其效应,地基沉降,地基下沉引起开裂,地面下沉导致楼梯裂陷,浙江萧甬铁路路基下沉事故,4、季节性冻土地基冻胀有规律的季节性变化冬季冻结，夏季融化（冻结发胀、融化沉陷，即冻融）变形与气温、基础埋深有关； 破坏现象墙体裂缝；基础拉断；外墙因冻胀抬起，内墙不动，天棚与内墙分离；台阶隆起，门窗歪斜；,地基工程事故类别、特征及其效应,地基工程事故的分级标准和处理方案选择,一、地基事故的分级不均匀沉降超标，墙面出现1mm以下的裂缝或稍微倾斜1级不均匀沉降超标，墙面、梁、柱出现少量裂缝，门窗开启不灵2级不均匀沉降显著或均匀沉降很大，墙、梁、柱开裂普遍，倾斜明显，影响安全和适用3级不均匀沉降严重，结构有破损，危及安全，不能使用4级,对严重程度为1、2级事故的建筑物，可先观察，视沉降和裂缝是否稳定和建筑物的重要程度，确定处理与否； 对严重程度为3级事故的建筑物，无论其发展情况和重要程度如何，均应立即着手补救处理； 对严重程度为4级事故的建筑物，需要采取紧急安全措施，并进行有效的补救托换处理。,地基工程事故的分级标准和处