土木工程质量缺陷事故分析及处理第5章-地基与基础课件

5地基与基础工程中的质量控制、缺陷和事故土木工程质量缺陷事故分析及处理5地基与基础工程中的质量控制、缺陷和事故土木工程质量缺陷事土木工程质量缺陷事故分析及处理第5章-地基与基础课件本章提要1、地基与基础工程概念、特点及要求3、常见地基基础工程缺陷的常见缺陷、事故及实例4、深基坑事故多发的原因及对策2、地基与基础工程质量控制要点本章提要1、地基与基础工程概念、特点及要求3、常见地基土木工程质量缺陷事故分析及处理第5章-地基与基础课件5.1地基与基础概念、特点及要求5.1.2地基与基础工程的特点2、难以驾驭——经验性（1）复杂性：地基承载力、方案、沉降估算、地质处理、基坑边坡稳定、地下水的排出等

（2）无法预知、完全掌握1、直接造成倒塌事故少，造成墙体、屋面开裂3、普遍性（隐蔽工程）5.1地基与基础概念、特点及要求5.1.2地基与基础工程的特5.1地基与基础概念、特点及要求一、强度要求3、缺陷表现地基强度破坏是一种因剪力强度不足而产生的剪切失稳①地基土体②基坑和边坡土体的剪切失稳1、概念：要求地基有足够的承载力（优先考虑：天然地基）2、竣工——现场检验4、案例分析p155实例5.15.1.3地基的要求5.1地基与基础概念、特点及要求一、强度要求3、缺陷表现5.1地基与基础概念、特点及要求二、变形要求1、概念

要求地基有均匀的压缩量，以保证有均匀的下沉2、地基沉降的原因（孔隙率、土体颗粒大小）土体受压缩，孔隙率变小而引起3、不均匀沉降

（1）原因：地基土层压缩性大、厚薄不均、在基础上其附近有地面堆载、相邻基础荷载差异较大、相邻的新建建筑物距离过近，地下水位的变化等

（2）例子：①上海工业展览中央大厅、②意大利比萨斜塔5.1地基与基础概念、特点及要求二、变形要求1、概念3、比萨斜塔

比萨斜塔是比萨城的标志，1987年它和相邻的大教堂、洗礼堂、墓园一起因其对11世纪至14世纪意大利建筑艺术的巨大影响，而被联合国教育科学文化组织评选为世界遗产。比萨斜塔比萨斜塔是比萨城的标志，1987年它和相5.1地基与基础概念、特点及要求二、变形要求4、措施：地基变形设计三、稳定要求1、概念要求地基有防止产生滑坡，倾斜方面的能力2、措施——挡土墙，防滑坡变形的出现3、地基形式（天然地基、人工地基）4、地基种类（深地基、浅地基）5.1地基与基础概念、特点及要求二、变形要求4、措施：地5.2地基与基础工程施工质量控制5.2.1地基工程的质量控制1、工程地质详细勘察报告，内容包括：(1)勘探点平面布置图、钻孔柱状图和地质剖面图(2)1/3-2/3钻孔数的所取土样物理力学参数(3)地下水情况、图层冰冻深度(4)勘察单位对于本场地的地质情况综述5.2地基与基础工程施工质量控制5.2.1地基工程的质量控5.2地基与基础工程施工质量控制2、各方共同验槽(1)核对尺寸、位置和标高(2)验证详细勘察报告，保证土质符合设计要求(3)了解地下水实际情况——制定技术措施(4)确定勘察报告确定基础下的持力层3、注意建筑工程对地基的要求(1)基底压力应满足地基承载力要求(2)沉降量、不均匀沉降和倾斜不超过允许值(3)基础应埋在冰冻线以下5.2地基与基础工程施工质量控制2、各方共同验槽(1)核对5.2地基与基础工程施工质量控制(1)开挖方向（分层分段）、留坡（土质、开挖深度）(2)机械开挖（深5m、20-30cm）(3)土方回填（禁用松土，宜用级配砂石、灰土或素混凝土填至设计标高）2、土方边坡值控制根据挖土深度的不同，确定是否需要留坡如：密实、中密实的沙土和碎土-1.0m；坚硬性粘土-2.0m5.2.2土方工程的质量控制1、土方开挖控制5.2地基与基础工程施工质量控制(1)开挖方向（分层分段）5.2地基与基础工程施工质量控制(1)填方与回填土料的控制（密实度）(2)分层对称进行①根据：填土性质、压实机具②最佳含水量、最大干密度的测定（合格率要求）(3)预留沉降量（填方高度的30%）4、填方和回填土的质量要求(1)基坑排水:适用浅基础或水量不大的基础(2)地面截水：筑堤截水

(3)井点降水：适用于地下水位高的施工区域可无水状态开挖、防流砂、边坡稳定

注意：临近建筑物、构筑物的保护3、土方开挖时的排水控制5.2地基与基础工程施工质量控制(1)填方与回填土料的控制5.2地基与基础工程施工质量控制(1)钢筋混凝土基础、独立基础、条形基础等的控制——第二章混凝土工程质量标准(2)大放脚砖基础、柱下基础等的控制——第三章砌体工程质量标准5.2.3基础工程质量控制1、分类：浅基础、深基础（深度5m为界）2、浅基础的质量控制3、深基础：桩基础、地下连续墙基础

（钢混结构）——第二章混凝土工程质量标准5.2地基与基础工程施工质量控制(1)钢筋混凝土基础、5.2地基与基础工程施工质量控制(1)桩位准确度(2)打桩顺序A、标高：先深后浅B、规格：先大后小，先长后短C、密集程度：先中间后两边或四周(3)垂直度的控制（承载偏差）桩基础施工方面的控制——打桩(4)标高和贯入度(5)接桩(6)预制桩（锤击打入）新的方式：压桩5.2地基与基础工程施工质量控制(1)桩位准确度桩基础施工5.2地基与基础工程施工质量控制（1）干成孔灌注桩(1)成孔方式（人工成孔、螺旋钻机成孔）(2)成孔深度符合设计要求(3)厚度检查、沉渣厚度、钢筋定位4、灌注桩工程质量控制（2）沉管灌注桩

(1)概念：利用锤击打桩法或振动打桩法，将桩靴的钢套管沉入土中，然后边浇注混凝土边锤击或振动边拔管而成的桩。

(2)套管垂直度、深度、强度、拔管速度和高度

(3)拔管注意点5.2地基与基础工程施工质量控制（1）干成孔灌注桩4、灌注5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例1、原因：土受水浸泡发软，强度降低2、缺陷表现：产生各种滑坡和泥石流5.3.1水使岩土变软，抗剪强度降低，重度增大3、案例分析

p164实例5.4暴雨引起的滑坡事故5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例1、原因：土受水浸泡5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例1、湿陷性黄土分布：黄河中游地区2、黄土特征（1）天然含水量状态：强度较高、压缩性小（2）遇水浸湿状态：变形很大、强度降低——湿陷性黄土

5.3.2在湿陷性黄土地区，水会引起地基的湿陷3、黄土分类

（1）湿陷性黄土（自重和非自重）（2）非湿陷性黄土（一般粘性土）4、黄土作为地基的处理——措施5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例1、湿陷性黄土分布：5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例5、黄土湿陷的原因

（1）内因：土的大孔性和多孔性（2）外因：水和压力

6、湿陷内外因的防止对策

（1）内因——强夯实和挤密法《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）（2）外因——防水措施（丁类建筑）

《湿陷性黄土地区建筑规范》中的防水措施5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例5、黄土湿陷的原因5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例黄土地基湿陷事故的处理——浸水矫正法

（1）方法阐述（2）案例分析p166实例5.65.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例黄土地基湿陷事故的处5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例1、膨胀土分布：面积约10万平方公里2、膨胀土特征

（1）天然状态：工程性状良好（强度、压缩性）（2）危害：吸水膨胀，失水收缩5.3.3膨胀土地基，吸水膨胀，失水收缩3、缺陷表现：不均匀的膨缩变形

轻型房屋、路面、边坡及地下建筑的开裂和破坏4、原因分析（1）膨胀力（基地压力低）（2）含水量的变化（气候变化）5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例1、膨胀土分布：面积5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例5、膨胀土防止措施：

（1）减小基地面积或增大基底压力（2）基础埋在较深的土层4、数据表现

（1）美国报道，破坏损失每年达23亿美元（2）普遍性：湖北郧县，13000栋，90%5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例5、膨胀土防止措施：5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例1、液化：固体状态→液化状态2、原因分析（地震作用）p167

——完全丧失抗剪强度和承载力3、常见液化土：中密至松散状态的粉、细沙和粉尘4、缺陷表现：地面喷水冒砂，地基不均匀沉陷、地裂或土体滑移5.3.4饱和土液化问题对策：《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）强制性条文规定：“存在饱和砂土和饱和粉土的地基，除6度设防外，应进行液化判别”5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例1、液化：固体状态→5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例5.3.5基坑降水引起周边土体沉降

临近建筑物、构筑物的保护，采取相应的措施5.3.6流砂1、概念：饱和松砂中剪应力增大时，在不排水的条件下的剪缩势使土内孔隙水压力大幅度升高，土强度骤然下降，导致砂土无限流动的现象称为流砂2、原因：土体中存在向上的渗流力3、危害：地基会随着流砂一起移动，发生位移4、防治途径：（1）减小或平衡动水压力；（2）设法使动水压力向下；（3）截断地下水流5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例5.3.5基坑降水5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例5.3.7基坑坑底翻砂冒水（突涌）1、概念：当基坑下有承压含水层存在时，开挖基坑减少了含水层上覆不透水层的厚度，当它减少到一定程度时，与承压水的水头压力不能平衡时能顶裂或冲毁基坑底板，造成突涌2、表现形式（1）基底顶裂（2）边坡失稳（3）地基土扰动3、基坑突涌的条件5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例5.3.7基坑坑底5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例5.3.8地下结构上浮（1）地下水埋藏较浅——进行抗浮验算（2）抗浮对策（3）注意点5.3.9沉桩挤土效应对周围环境的不利影响（1）扰动附近土层，改变其应力状态（2）周围已有建筑及市政道路、管线的影响

缺陷表现：建筑物开裂和倾斜、道路路面损坏、水管爆裂、煤气外泄、通信中断以及边坡失稳等5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例5.3.8地下结构5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例（3）影响挤土效应大小的因素①土的类别②桩的种类（排挤土桩、低排挤土桩、非排挤土桩）③沉桩的速率（4）减少挤土效应对周围环境影响的措施

①预钻孔②增设排水措施，加快土体固结③设置应力释放孔④控制沉桩速率（沉桩数）⑤合理安排沉桩的施工顺序⑥改用非排挤土桩5.3.10沉桩挤土效应对在建工程自身基础的不利影响p178-1805.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例（3）影响挤土效应大5.4深基坑事故多发的原因及对策1、技术方面的原因（1）岩土力学性质复杂多变（2）地基与基础工程难以驾驭的特点2、人为的因素（1）建设单位谋取暴利，偷工减料（2）违法分包（资质）（3）工程款无法按期到位：措施支护时机（4）质量安全监督失控、施工未按操作规程进行（5）监理公司人员缺乏责任心——旁站监促5.4.1深基坑事故多发的原因

5.4深基坑事故多发的原因及对策1、技术方面的原因5.4.5.4深基坑事故多发的原因及对策1、利用工程结构作为支护结构（连续墙、腰梁、横撑、高强混凝土钢管桩）基坑施工原则：开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖2、加强监测工作设计单位、施工单位3、深基坑工程信息化施工

5.4.2深基坑事故的对策

5.4深基坑事故多发的原因及对策1、利用工程结构作为支护结5地基与基础工程中的质量控制、缺陷和事故土木工程质量缺陷事故分析及处理5地基与基础工程中的质量控制、缺陷和事故土木工程质量缺陷事土木工程质量缺陷事故分析及处理第5章-地基与基础课件本章提要1、地基与基础工程概念、特点及要求3、常见地基基础工程缺陷的常见缺陷、事故及实例4、深基坑事故多发的原因及对策2、地基与基础工程质量控制要点本章提要1、地基与基础工程概念、特点及要求3、常见地基土木工程质量缺陷事故分析及处理第5章-地基与基础课件5.1地基与基础概念、特点及要求5.1.2地基与基础工程的特点2、难以驾驭——经验性（1）复杂性：地基承载力、方案、沉降估算、地质处理、基坑边坡稳定、地下水的排出等

（2）无法预知、完全掌握1、直接造成倒塌事故少，造成墙体、屋面开裂3、普遍性（隐蔽工程）5.1地基与基础概念、特点及要求5.1.2地基与基础工程的特5.1地基与基础概念、特点及要求一、强度要求3、缺陷表现地基强度破坏是一种因剪力强度不足而产生的剪切失稳①地基土体②基坑和边坡土体的剪切失稳1、概念：要求地基有足够的承载力（优先考虑：天然地基）2、竣工——现场检验4、案例分析p155实例5.15.1.3地基的要求5.1地基与基础概念、特点及要求一、强度要求3、缺陷表现5.1地基与基础概念、特点及要求二、变形要求1、概念

要求地基有均匀的压缩量，以保证有均匀的下沉2、地基沉降的原因（孔隙率、土体颗粒大小）土体受压缩，孔隙率变小而引起3、不均匀沉降

（1）原因：地基土层压缩性大、厚薄不均、在基础上其附近有地面堆载、相邻基础荷载差异较大、相邻的新建建筑物距离过近，地下水位的变化等

（2）例子：①上海工业展览中央大厅、②意大利比萨斜塔5.1地基与基础概念、特点及要求二、变形要求1、概念3、比萨斜塔

比萨斜塔是比萨城的标志，1987年它和相邻的大教堂、洗礼堂、墓园一起因其对11世纪至14世纪意大利建筑艺术的巨大影响，而被联合国教育科学文化组织评选为世界遗产。比萨斜塔比萨斜塔是比萨城的标志，1987年它和相5.1地基与基础概念、特点及要求二、变形要求4、措施：地基变形设计三、稳定要求1、概念要求地基有防止产生滑坡，倾斜方面的能力2、措施——挡土墙，防滑坡变形的出现3、地基形式（天然地基、人工地基）4、地基种类（深地基、浅地基）5.1地基与基础概念、特点及要求二、变形要求4、措施：地5.2地基与基础工程施工质量控制5.2.1地基工程的质量控制1、工程地质详细勘察报告，内容包括：(1)勘探点平面布置图、钻孔柱状图和地质剖面图(2)1/3-2/3钻孔数的所取土样物理力学参数(3)地下水情况、图层冰冻深度(4)勘察单位对于本场地的地质情况综述5.2地基与基础工程施工质量控制5.2.1地基工程的质量控5.2地基与基础工程施工质量控制2、各方共同验槽(1)核对尺寸、位置和标高(2)验证详细勘察报告，保证土质符合设计要求(3)了解地下水实际情况——制定技术措施(4)确定勘察报告确定基础下的持力层3、注意建筑工程对地基的要求(1)基底压力应满足地基承载力要求(2)沉降量、不均匀沉降和倾斜不超过允许值(3)基础应埋在冰冻线以下5.2地基与基础工程施工质量控制2、各方共同验槽(1)核对5.2地基与基础工程施工质量控制(1)开挖方向（分层分段）、留坡（土质、开挖深度）(2)机械开挖（深5m、20-30cm）(3)土方回填（禁用松土，宜用级配砂石、灰土或素混凝土填至设计标高）2、土方边坡值控制根据挖土深度的不同，确定是否需要留坡如：密实、中密实的沙土和碎土-1.0m；坚硬性粘土-2.0m5.2.2土方工程的质量控制1、土方开挖控制5.2地基与基础工程施工质量控制(1)开挖方向（分层分段）5.2地基与基础工程施工质量控制(1)填方与回填土料的控制（密实度）(2)分层对称进行①根据：填土性质、压实机具②最佳含水量、最大干密度的测定（合格率要求）(3)预留沉降量（填方高度的30%）4、填方和回填土的质量要求(1)基坑排水:适用浅基础或水量不大的基础(2)地面截水：筑堤截水

(3)井点降水：适用于地下水位高的施工区域可无水状态开挖、防流砂、边坡稳定

注意：临近建筑物、构筑物的保护3、土方开挖时的排水控制5.2地基与基础工程施工质量控制(1)填方与回填土料的控制5.2地基与基础工程施工质量控制(1)钢筋混凝土基础、独立基础、条形基础等的控制——第二章混凝土工程质量标准(2)大放脚砖基础、柱下基础等的控制——第三章砌体工程质量标准5.2.3基础工程质量控制1、分类：浅基础、深基础（深度5m为界）2、浅基础的质量控制3、深基础：桩基础、地下连续墙基础

（钢混结构）——第二章混凝土工程质量标准5.2地基与基础工程施工质量控制(1)钢筋混凝土基础、5.2地基与基础工程施工质量控制(1)桩位准确度(2)打桩顺序A、标高：先深后浅B、规格：先大后小，先长后短C、密集程度：先中间后两边或四周(3)垂直度的控制（承载偏差）桩基础施工方面的控制——打桩(4)标高和贯入度(5)接桩(6)预制桩（锤击打入）新的方式：压桩5.2地基与基础工程施工质量控制(1)桩位准确度桩基础施工5.2地基与基础工程施工质量控制（1）干成孔灌注桩(1)成孔方式（人工成孔、螺旋钻机成孔）(2)成孔深度符合设计要求(3)厚度检查、沉渣厚度、钢筋定位4、灌注桩工程质量控制（2）沉管灌注桩

(1)概念：利用锤击打桩法或振动打桩法，将桩靴的钢套管沉入土中，然后边浇注混凝土边锤击或振动边拔管而成的桩。

(2)套管垂直度、深度、强度、拔管速度和高度

(3)拔管注意点5.2地基与基础工程施工质量控制（1）干成孔灌注桩4、灌注5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例1、原因：土受水浸泡发软，强度降低2、缺陷表现：产生各种滑坡和泥石流5.3.1水使岩土变软，抗剪强度降低，重度增大3、案例分析

p164实例5.4暴雨引起的滑坡事故5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例1、原因：土受水浸泡5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例1、湿陷性黄土分布：黄河中游地区2、黄土特征（1）天然含水量状态：强度较高、压缩性小（2）遇水浸湿状态：变形很大、强度降低——湿陷性黄土

5.3.2在湿陷性黄土地区，水会引起地基的湿陷3、黄土分类

（1）湿陷性黄土（自重和非自重）（2）非湿陷性黄土（一般粘性土）4、黄土作为地基的处理——措施5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例1、湿陷性黄土分布：5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例5、黄土湿陷的原因

（1）内因：土的大孔性和多孔性（2）外因：水和压力

6、湿陷内外因的防止对策

（1）内因——强夯实和挤密法《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）（2）外因——防水措施（丁类建筑）

《湿陷性黄土地区建筑规范》中的防水措施5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例5、黄土湿陷的原因5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例黄土地基湿陷事故的处理——浸水矫正法

（1）方法阐述（2）案例分析p166实例5.65.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例黄土地基湿陷事故的处5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例1、膨胀土分布：面积约10万平方公里2、膨胀土特征

（1）天然状态：工程性状良好（强度、压缩性）（2）危害：吸水膨胀，失水收缩5.3.3膨胀土地基，吸水膨胀，失水收缩3、缺陷表现：不均匀的膨缩变形

轻型房屋、路面、边坡及地下建筑的开裂和破坏4、原因分析（1）膨胀力（基地压力低）（2）含水量的变化（气候变化）5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例1、膨胀土分布：面积5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例5、膨胀土防止措施：

（1）减小基地面积或增大基底压力（2）基础埋在较深的土层4、数据表现

（1）美国报道，破坏损失每年达23亿美元（2）普遍性：湖北郧县，13000栋，90%5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例5、膨胀土防止措施：5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例1、液化：固体状态→液化状态2、原因分析（地震作用）p167

——完全丧失抗剪强度和承载力3、常见液化土：中密至松散状态的粉、细沙和粉尘4、缺陷表现：地面喷水冒砂，地基不均匀沉陷、地裂或土体滑移5.3.4饱和土液化问题对策：《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）强制性条文规定：“存在饱和砂土和饱和粉土的地基，除6度设防外，应进行液化判别”5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例1、液化：固体状态→5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例5.3.5基坑降水引起周边土体沉降

临近建筑物、构筑物的保护，采取相应的措施5.3.6流砂1、概念：饱和松砂中剪应力增大时，在不排水的条件下的剪缩势使土内孔隙水压力大幅度升高，土强度骤然下降，导致砂土无限流动的现象称为流砂2、原因：土体中存在向上的渗流力3、危害：地基会随着流砂一起移动，发生位移4、防治途径：（1）减小或平衡动水压力；（2）设法使动水压力向下；（3）截断地下水流5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例5.3.5基坑降水5.3常见地基基础工程缺陷、事故及实例5.3.7基坑坑底翻砂冒水（突涌）1、概念：当基坑下有承压含水层存在时，开挖基坑减少了含水层上覆不透水