土力学与地基基础(第四版)第十一章 地基基础事故

土力学与地基根底

第11章地基根底工程事故与分析实例

第11章、地基根底工程事故与分析实例

第一节地基根底事故类型及原因

第二节地基根底事故的人为因素

第三节地基根底事故预防与处理

第四节建筑工程事故案例介绍概述国内外建筑工程事故调查说明，多数工程事故源于地基问题。地基根底属于隐蔽工程，难以检查发现，一旦发生事故，危害极大，且处理难度大。出现地基根底事故苗头时，应加强监测并分析原因，确定合理的处理方法及时处理。11.1地基根底事故类型及原因事故类型：墙体开裂事故原因：地基沉降不均匀造成危害：墙体开裂轻那么影响美观和实用，重那么危及平安。事故类型：建筑整体倾斜事故原因：地基沉降不均匀；设计或使用不当。造成危害：建筑倾斜、开裂、倾覆、倒塌。事故类型：建筑严重下沉事故原因：地基承载力不够，建筑整体发生均匀或不均匀下沉。造成危害：建筑开裂、散水倒坡，雨水积聚，建筑物与外部之间连接的各种管道、电缆等错位或发生断裂。事故类型：根底开裂事故原因：地基软硬突变时，在交界处产生巨大剪应力导致开裂。造成危害：对上部结构产生严重影响，深埋地下处理困难。事故类型：地基滑动事故原因：建筑荷重传到根底底面的接触应力大于地基土抗剪强度。造成危害：建筑整体滑动导致倾斜或倾倒，且突发性强。事故类型：地基溶蚀与管涌事故原因：长期地下水产生溶洞溶蚀，导致地基根底被掏空。造成危害：建筑突发性发生大幅度的不均匀沉降，导致倾斜或坍塌。事故类型：土坡滑动事故原因：土坡失稳产生滑动造成危害：建筑突发性和消灭性的坍塌、埋没。事故类型：地基液化失效事故原因：地基为砂土或粉土，且地下水位高，发生地震时产生振动液化，失去承载能力。造成危害：地震时，建筑发生大范围的严重沉陷、开裂或倾覆。事故类型：基槽变位滑动事故原因：基坑边坡土体承载力缺乏；地表及地下水渗流作用，造成的涌砂、涌泥、涌水等而导致边坡失稳，基坑坍塌。边坡支护结构的强度、刚度或者稳定性缺乏，引起支护结构破坏，导致边坡失稳，基坑坍塌。造成危害：突发性强，可瞬间埋没基槽内的一切人或物，还可能导致附近建筑开裂。事故类型：季节性冻胀事故事故原因：地基土中的水在冬季零度以下冻结成冰，因膨胀拱起建筑。温度上升再化为水后土体呈流塑状态，造成建筑下沉。造成危害：通常产生不均匀沉降，导致建筑开裂或倾斜。事故类型：特殊土地基事故事故原因：湿陷性黄土地基、膨胀土地基、冻土地基、盐渍土地基等，都会导致建筑沉降。造成危害：建筑开裂、倾斜等。11.2地基根底事故的人为因素11.2.1不勘察或勘察不仔细11.2.2设计工作失误11.2.3施工质量低劣11.2.4建筑规划错误11.2.5地下设施影响11.2.6超量开采地下水11.2.7支护措施不当11.2.8使用维护不当11.2.9其他因素11.3根底事故的预防及处理11.3.1事故预防1、精心勘查2、精心设计3、精心施工11.3.2事故处理1、现场调查：调查设计图、工程地质报告、施工记录等2、现状评估和预估：根据对现状的评估和预估，分析并决定事故处理意见3、确定合理有效的补救方案：事故发生后，如地基已稳定且未超标，可不必处理地基，只需对上部结构进行补强加固处理；如地基沉降变形尚不稳定，那么需加固地基，同时对上部结构也要修复和补强加固；如建筑结构严重损坏，那么需撤除重建。11.4根底事故案例国外案例1——加拿大特朗斯康谷仓根底事故〔1〕概况加拿大特朗斯康谷仓长59.44米,宽23.47米，高31.0米，容积36368立方米。谷仓为圆筒仓，每排13个圆筒仓，共5排65个圆筒仓组成。谷仓的根底为钢筋混凝土筏基，厚61厘米，根底埋深3.66米。谷仓于1911年开始施工，1913年秋完工。谷仓自重20000吨。

1913年9月开始往谷仓装谷物。当谷仓装了31822立方米谷物时，1小时内垂直沉降达30.5厘米，谷仓整体结构逐渐向西倾斜，并在24小时内倾倒，倾斜度达26度。谷仓倾倒后，上部钢筋混凝土筒仓坚如盘石，仅有极少的外表裂缝。〔2〕事故原因事后经调查发现，特朗斯康谷仓发生地基滑动强度破坏的主要原因是对谷仓地基土层事先未作勘察、试验与研究，而是直接采用了附近建筑基槽352kPa地基承载力的试验结果。后经勘察试验与计算，谷仓地基实际承载力为，远小于谷仓破坏时发生的压力329.4kPa，因此，谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动，导致这一严重事故的发生。由于谷仓整体刚度较高，地基破坏后，筒仓仍保持完整，无明显裂缝。〔3〕处理方法为修复筒仓，在根底下设置了70多个支承于深16m基岩上的混凝土墩，使用了388只千斤顶，逐渐将倾斜的筒仓纠正。补救工作是在倾斜谷仓底部水平巷道中进行，新的根底在地表下深10.36m。经过纠倾处理后，谷仓于1916年起恢复使用。修复后位置比原来降低了4m。国外案例2——美国大型水泥仓库根底事故〔1〕概况建于美国纽约市汉森河旁的一座大型水泥仓库，上部结构为圆筒形壳，直径13米，高度23.33米；其根底为整块钢筋混凝土筏板根底，筏板厚度0.78米，根底埋深2.80米。1940年，当这座水泥仓库装载水泥后发生严重下沉，随后整座水泥仓库发生倾倒。倾倒后仓库的倾角达45度，地基土被挤出地面高5.18米。与此同时，离水泥筒仓净距23米以外的办公楼受水泥仓库倾倒的影响也发生倾斜。54〔2〕事故原因事后经勘察发现，水泥仓库的地基土分为四层。表层为厚度5.49米的黄色粘土；第二层为厚度17.07米的蓝色层状粘土，标准贯入试验锤击数N＝8～11，估计承载力为84—105kPa；第三层为厚度仅1.83米的棕色碎石混粘土；第四层为岩石。水泥仓库筏板根底位于表层黄色粘土中部；由于黄色粘土层不厚，根底底面以下仅约2.7米，根底宽度超过13米，地基主要持力层为第二层蓝色粘土。水泥仓库高度达23.33米，装载水泥后的地基荷载估计在200～250kPa之间，远大于蓝色粘土的地基承载力，使仓库地基发生剪切强度破坏而整体滑动。由于地基软弱，地基整体滑动产生巨大的滑动力，使滑动体外侧土发生变形，也导致23米外的办公楼地基变形而倾斜。

水泥仓库设计时没有认真进行地基承载力的计算，是这次事故的主要原因。当这座水