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文档简介

1、 学校代码 学 号 201109059947 分类号 密 级 毕业设计(论文)地基基础工程质量事故分析学习中心名称连云港东海奥鹏学习中心专 业 名 称土木工程学 生 姓 名谢春满指 导 教 师陈露萍 2013年 9 月 9 日 地基基础工程质量事故分析摘 要国内外建筑工程事故调查表明,多数工程事故源于地基问题,特别是在软弱地基或不良地基地区,地基问题更为突出。建筑场地地基不能满足建筑物对地基的要求,造成地基和基础事故。地基基础工程事故发生可能是因勘测、设计、构造、制造、安装与使用等因素相互作用引起的。本文通过列举的各类地基基础工程质量事故实例,从不同角度分析、研究了地基基础工程质量事故发生的一

2、些因素及原因。通过研究发现,地基基础工程质量事故带有很大的普遍性、地方性和经验性。不同的地方,地基不同,设计的基础不同,因地基基础发生的质量事故也因地方不同而不同,在特定的地基上发生的质量事故有很大的普遍性,而我们可以通过以往质量事故的经验教训总结,制定相应的应急预防措施,达到避免类似质量事故发生的效果。但经研究发现,避免地基基础质量事故的关键还在于人与法,不论是勘察、设计还是施工,我们的人知识要丰富、观念要转变、态度要端正、工作要踏实认真;我们的法要健全。这一结果将对我们预防地基基础工程质量事故发生提供很大的帮助。【关键词】地基基础 ,工程质量事故,工程地质,预防目录1 前言32 地基基础工

3、程质量事故实例及原因分析32.1 因工程地质勘查中的错误而产生的事故32.2 违章进行工程鉴定、处理方案错误所至而产生的事故42.3 因建筑物基础底面土压力过大超过地基承载力造成的事故52.4 因地基中暗沟、古墓等旧构筑物影响造成的事故62.5 因建筑地基发生溶蚀与管涌造成的事故62.6因地基变形差过大造成的缺陷事故72.7因新建相邻建筑物(含室内外地面大面积堆载)造成的事故83、工程事故分类93.1.地基失稳造成工程事故93.2.地基变形造成工程事故93.3.地基渗流造成工程事故103.4.土坡滑动造成工程事故103.5.地震造成工程事故103.6.特殊土地基工程事故103.7.其他地基工程

4、事故103.8人工地基事故103.9.基础工程事故114、工程事故原因114.1.对场地工程地质情况缺乏全面、正确的了解114.2.设计方案不合理或设计计算错误114.3.施工质量造成地基与基础工程事故124.4.环境条件改变造成地基与基础工程事故124.5.其他原因造成地基与基础工程事故125、工程事故预防126、工程事故处理137、 结论13后记14【参考文献】141 前言随着我国建设事业的突飞猛进发展,高大和重型建(构)筑物与日俱增,对地基与基础工程的要求也越来越高。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。建筑物对地基的要求可概括为以下三个方面:一是可靠的整体

5、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需要满足某一定值(规范)的要求。若地基的整体稳定性和承载力不能满足要求,在荷载作用下,地基将会产生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。在建筑物的荷载(包括静、动荷载的各种组合)作用下,地基将产生沉降、水平位移以及不均匀沉降,若地基变形超过允许值,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造成的工程事故比例最高,尤其是在深厚软黏土地区。在建筑结构的建造的使用过程中,由于地基和基础工程的质

6、量问题,使建筑物墙体和楼盖开裂影响使用的,有碍观瞻并使人有不安全感觉的,更有甚者使建筑物倒塌的事故,近几年有上升的趋势,根据统计资料显示,其中地基和基础工程的质量问题,占总事故的确21%。在建筑结构的设计和施工过程中,人们普遍认为最难驾驭的并不是上部结构,而是该工程的地基和基础工程的问题,建筑物的上部结构尽管千变万最化,复杂万分,但是在电子计算机的普遍应用,今天,它们基本上都是在设计和施工中可以被预知和掌握。而对于建筑群所在场地的地下土层分布则不然,一般地说,人们只能在设计前通过几个钻孔的土样的试验得知其少数信息,也只能在施工后,槽底的钎探结果了解其表层信息,至于更深层更全面的情况却不能全面的

7、掌握,往往凭经验加以处理,这就产生误差,甚至错误,造成对建筑物建成后的损坏,而且,地基基础都是地下隐蔽工程,建筑工程竣工后,难以检查,使用期间出现事故的苗头也不易察觉,一旦发生事故难以补救,甚至造成灾难性的后果。地基基础工程事故发生可能是因勘测、设计、构造、制造、安装与使用等因素相互作用引起的。而这些因素中。某些因素引起突发事故。另一些因素可能导致消耗性逐渐发生的事故,从安全上讲,突发事故是危险的。所以,研究并探讨地基基础工程事故发生的原因,更具有普遍性。地方性和经验性,对它的分析后得到的经验教训,更是建筑工程技术人员需要不断积累的知识财富。并对地基基础工程事故采取有效的防止措施,是一个值得重

8、视的课题。2 地基基础工程质量事故实例及原因分析2.1 因工程地质勘查中的错误而产生的事故工程勘察报告要全面反映建筑场地工程地质和水文地质情况,预防地基与基础的工程事故,首先对场地工程地质和水文地质条件全面正确的了解,要做到这一点关键要搞好工程勘查工作,要根据建筑物场地的特点,建筑物情况合理确定工程勘察目的和任务,勘查工作是设计的重要称序,决不能忽视而不做,也不能随便做而不考虑是否适用。特别是对复杂的、软弱的地基,更应慎重对待。即使对单层的一般性建筑,也不能不做勘查。事故实例:某市修建的修建的一座库房楼,该库房为两层楼房,平面呈一字型,东西向长47.28m,南北向宽10.68m,高7.50m。

9、库房正中为楼梯间,东西各两大间,每间长10.89m、宽10.20m。中部有两个独立柱基。内外墙均为条形基础。此楼据公司老总讲在使用一年后,库房西侧二楼墙上既发现有裂缝。此后裂缝数量增多,裂缝宽度展扩。据详细调查统计,大裂缝已有33条,有的裂缝长度超过1.80m,宽度达1030mm,且地面多处开裂。现在都6年了,6年之后,再度调查,发现裂缝长达3.20m,裂缝宽为810mm,且内外贯通。说明6年多来库房的沉降一直都在发展。事故原因分析:原勘查失误是事故的主因,原勘查报告虽有偿个钻孔资料但仅有库房对角线的41#、46#孔分别深5.10m、5.35m,其余5个孔只有2m多,远不及基础受压层深度。更值

10、得注意的是有2个孔已穿过有机土和泥碳层,但却未做记录,在报告中未说明,只是简单地建议地基计算强度为fk=100KN/M2。这是该库房发生严重质量问题的根源;设计人员对这份粗糙的勘查报告,并未提出补做勘查的要求。此外按规范规定对于三层和三层以上的房屋,其长高比L/H宜小于或等于2.5;本例虽为二层砌体结构,但长高比L/H=47.28/7.5=6.3,次值25,导致房屋的整体刚度过小,对地基过大不均匀沉降的调整能力太弱。设计人员又未采取加强上部结构刚度的有力结构措施,也是导致墙体开裂的重要原因。应吸取的教训:第一,工程勘查工作做的粗糙;第二,地基的选择和处理方法不当,未能使房屋坐落在比较均匀的天然

11、或人工地基上;第三,上部结构整体刚度弱。这三点教训也就是平时常说的“情况不明,决心不大,方法不好”。此外,在勘查时要重视对钻孔深度的选择。由于钻孔深度必须符合设计要求,如果不符合设计上对压缩厚度的需要,或者达不到桩所坐落的土层时,那就不可能正确计算出地基的沉降,或桩的正确承载力,也就达不到基础设计要求。因此必须按设计要求确定合适钻孔深度。如果由于勘查量不足,钻孔和探坑布点少,再加上钻孔深度不够,以致不能表达出土的不均匀性和层理的不一致性,就有可能引起建筑的翘曲和弯折而出现裂缝,造成危害和浪费。2.2 违章进行工程鉴定、处理方案错误所至而产生的事故某市玻璃厂1999 年4月为增加生产规模扩建厂房

12、,当时厂子里增加生产规模扩建厂房,在原来天然坡度约22的岩石地表平整场地,即在原地表向下开挖近5m,并距水厂原蓄水池3m左右,该蓄水池长12m、宽9m、深8.2m,容水约900m3。玻璃厂及水厂厂方为安全起见,通过熟人介绍,请了一高级工程师对玻璃厂扩建开挖坡角是否会影响水厂蓄水池安全作一技术鉴定。该高工在其出具的书面技术鉴定中认定:“该水池地基基础稳定,不可能产生滑移形成滑坡影响安全;可以从距水池3m处按5开挖放坡,开挖时沿水池边先打槽隔开,用小药量浅孔爆破,只要施工得当,不会影响水池安全;平整场地后,沿陡坡砌筑条石护坡;.本人负该鉴定的技术法律责任”。最后还盖了县勘察设计室的“图纸专用章”予

13、以认可。 工程于7月初按此方案平基结束后,就开始厂房工程施工,至9月6日建成完工。然而,就在9月7日下午5时许,边坡岩体突然崩塌,岩体及水流砸毁新建厂房两榀屋架,其中的工人3死5伤,酿成了一起重大伤亡事故。 该工程边坡岩体属于裂隙发育、遇水可以软化的软质岩石,虽然属于中小型工程,但环境条件复杂,施工爆破、水池渗漏、坡体卸荷变形等不确定的不利影响因素甚多,在没有基本的勘察设计资料的前提下采用直立边坡,破坏了原边坡的稳定坡角,而且未采用任何有效的支挡结构措施,该边坡失稳是必然会发生的。若有正确的工程鉴定,并严格按基建程序办事,采用经过勘察设计的岩石锚桩(或锚杆)挡墙和做好水池防渗处理措施则是能够有

14、效保证工程边坡安全的。 该高工的“技术鉴定”内容过于简略,分析评价肤浅、武断,未明确指出及贯彻执行现行勘察设计技术规范规定的技术原则及技术方法,主要结论建议缺乏技术依据,尽管其中有关地基施工中关于松动爆破和开槽减震的建议是正确的,也是有针对性的,但未经设计计算的有关边坡稳定的结论是不恰当的。有关用条石挡墙护坡的建议也不是该工程边坡条件下能确保边坡安全的有效支挡结构技术措施,而有关采用坡度为1:0.05的放坡建议,则更是没有贯彻现行规范的基本规定,缺少相应的论证分析,它的误导为该工程事故埋下了安全隐患。该“技术鉴定”虽然盖有县勘察设计室的“图纸专用章”,但却无一般勘察、设计单位通常执行的“审核”

15、、“批准”等技术管理和质量保证体系,从技术鉴定的内容到形式都缺乏严肃性;而且这种技术鉴定缺乏委托方与承担方之间的有关目的、任务、质量要求等基本的书面约定,这就从根本上影响了技术鉴定工作的深度和技术质量。 地基施工过程中及完工前后所发现的漏水等边坡岩体不稳定因素的征兆,虽然有关各方曾予以一定程度的重视与研究,但由于缺乏岩土工程及支挡结构方面的专业技术知识与经验,对隐患认识不足,未能采取相应措施,而继续盲目施工至全部工程(人工边坡及厂房扩建)结束和水池继续运行,并在7月3日决定将水池蓄水至7m水深,使整个工程的安危事实上依赖于个人狭隘的专业技术知识与经验上。 综上所述,此次事故造成人员伤亡,经济损

16、失巨大,以及负面社会影响,主要是由于违章进行工程鉴定、处理方案错误所至。从事工程鉴定的技术人员以及管理者应从此次事故中汲取经验教训,严格按照国家的统一鉴定方法与标准进行工程鉴定,即按照:客户委托,确定鉴定目的、范围和内容;初步调查;详细调查及检测验算;安全性、使用性鉴定评级;可靠性评级;出具鉴定报告及处理意见的基本鉴定程序规范、标准地进行工程鉴定。2.3 因建筑物基础底面土压力过大超过地基承载力造成的事故地基承载力是建筑物地基基础设计中的一个关键指标。各类地基承受基础传来荷载的能力都有一定的限度,超过这一限度,首先发生的是建筑物具有较大的不均匀沉降,引起房屋开裂;如果超越这一限度过多,则可能因

17、地基土发生剪切破坏而整体滑动或急剧下沉,造成房屋的倾倒或严重受损,下面列举全世界闻名的实例不少人都知道:加拿大特斯康谷仓,平面呈距形,长度59.44m,高度为31.00m,宽度为23.47m。容积为圆筒仓,每排 13个仓,5排,总计65个圆筒仓组成,谷仓的基础为整块钢筋混凝土筏板基础,基础厚度61cm,基础埋深为3.66m。1911年该仓开始施工,1913年秋完工。谷仓自重20000t,相当于装满谷物后总重量的42.5%。1913年9月起此谷仓装谷物,仔细装载,分布均匀。10月当谷仓装了31822m2谷物时,发现谷仓下沉,一小时沉降达31.5cm,结构物向西倾斜,并在24小时内,整个谷仓倾倒,

18、倾倒度达26.53。谷仓西端下沉7.32m,东端上抬1.52m。事故原因分析的结果是:谷仓工程未做勘察。设计根据邻近工程基槽开挖实验结果,计算地基承载力为352KPa,应用到这个谷仓。谷仓场地位于冰川湖的盆地中,地基表层为近代沉积层,厚度3m;表层下面为冰川沉积粘土层,厚度122m。1952年在离谷仓18.3m处打了一些钻孔,从钻孔的粘土原状式样测的:粘土层的平均含水率随深度而增加,从40%到60%;无側限抗压强度从118.4 KPa减少到70.0 Kpa,平均为100 KPa;平均液限l=105%,塑限p=35%,塑性指数高达IP=70。由试验可知这层土是高胶体、高塑性的。按太沙基公式计算地

19、基承载力f,如采用粘土层无側限抗压强度平均值100 Kpa,则地基承载力f为278.6 KPa,小于谷仓地基破坏时的基础底面压力329.4 KPa,若用qumin=70.0 KPa计算,则f=193.5 KPa,更远小于谷仓基础滑动时的实际基底力.事故分析其主要原因为:加拿大特斯康谷仓破坏的是因为谷仓事先未做勘察,设计盲目进行,采取设计荷载远超过地基土的承载力,导致谷仓发生地基整体滑动破坏的严重事故。此案例给我们的教训是:地基整体剪切破坏事故,它造成的工程事故灾害很严重,必须引起土建工程技术人员的极度重视。设计人员应慎重对待工程勘查 告提供的地基承载力建议值,严格计算基础的实际土压力,若对勘察

20、告的建议值有怀疑,可以在做载荷试验验证。施工人员在天然地基上建造大中型工程时,应复核设计地基承载力的合理性。一旦发生地基产生较大的沉降或倾斜,必须立即停工,会同勘查、设计和使用单位共同研究。采取必要措施,防止地基和建筑物发生灾难性破坏。2.4 因地基中暗沟、古墓等旧构筑物影响造成的事故建筑物地基槽开挖后,可能遇到许多局部异常的情况,例如:在地基土中存在有暗沟、古墓、古井、旧基础等已废除了的构筑物,其中在暗沟、古井内往往填充疏松的建筑垃圾或淤泥软土,形成局部的松软部位,可能引起基础局部严重下沉。导致上部墙体或结构开裂;如遇古墓、防空洞等中空构筑物,则可能引起塌陷事故;至于遇到旧基础、废化粪池等构

21、筑物,它们往往比周围天然地基坚实得多,形成软硬突变,也会造成上部结构开裂。因此在刨槽验槽过程中查明局部异常情况是十分重要的。我在资料上看到过这样一则实例:某厂铸钢车间厂房长度66.75m,宽度39m,为三跨等高排架,柱基为钢筋混凝土杯形基础,基础一般埋置深度为2m。基础夯实干密度d16g/cm3,夯实影响深度0.30.4m。厂房主体结构完工。安装吊车前发现结构开裂事故:房屋东侧地面开裂,裂缝长达15m,裂缝最大宽5060mm,。南墙东侧开裂,裂缝最大宽20mm,钢筋混凝土圈梁亦被拉裂,裂缝多达20余条。厂房东南角向外偏移20mm。厂房东南6个基础下沉。下沉速度平均每月约34mm。事故原因分析:

22、第一,未按设计要求探墓深度67m。实际探墓深度只有2m,事故发生后进行补探,在东南角10个柱基范围内,就探出木棺11个,位于基础下或旁边。木棺顶距基础底面约1.52.0m,木棺有的为空穴,有的充填淤泥。第二,厂房未经详细勘察,据初勘阶段临近厂房探坑资料,按地基土的承载力150KPa盲目设计,实际地基土非天然沉积土,而是填土,地基土的承载力仅为100120KPa。从此案例中我们学到的经验是:在地基基础施工中,遇到暗沟、古墓等旧构筑物是经常发生的。这时候最重要的是设法弄清情况,除进行必要的勘测、挖掘之外,虚心向当地人和工人请教,进行细微的调查研究,是十分必要的。然后才能作出符合实际的处理方法。2.

23、5 因建筑地基发生溶蚀与管涌造成的事故2.5.1.当建筑地基中存在地下水,并有下列条件时,则可能发生溶蚀与管涌事故: (1)石灰岩地区经长期地下水的作用,可能发生溶洞。溶洞发育地区,将发生地基溶蚀。 (2)山区残积土或披积土颗粒大小相差悬殊时。在地下水流动作用下,可能发生溶蚀或管涌。 (3)如地基土质级配不良,地下水流速大,则地基中土的细颗粒可能被冲走,而产生管涌。凡在上述地区建造的工程都应仔细进行工程地质勘察,如果认为地基中存在上述溶蚀问题,应另选场地,因为上述溶蚀事故的措施相当不容易,并且费用很高。事故实例:美国东南部亚拉巴马洲净水厂建在一座小山旁,基槽开挖6m深,以建造沉淀池和过滤建筑物

24、,工厂完工并使用一个月后。一天早上,操作人员听到很响的咕咕声,随着一连串的隆隆声,像远距离开大炮一样,过滤建筑物发生严重摇动并开裂,从顶部一直开裂到底部,同时建筑物一半发生倾斜。事故原因分析:净水厂的地基土为残积土,基岩为石灰岩,裂缝发育。建筑物施工其间,施工单位不慎打破直径457的自来水总管,结果将容量为226的大水箱放空,使得大量水渗入地下,当地基受水浸泡后,由于残积土颗粒大小悬殊,细颗粒被水冲走,发生溶蚀与管涌造成的事故,导致沉淀池底部出现大的洞穴,沉淀池基础与地基之间多处产生很大的缺口,宽达1530mm。由于地基严重溶蚀与管涌结果。净水厂完全遭到破坏,无法使用。这里我们应吸取的教训是:

25、土建工程技术人员应该认识到地下水对工程的设计方案、施工方法和工期、建筑工程的投资和使用都有密切关系。如果对地下水处理不当,可能发生工程事故。2.5.2.地下水的主要影响有: (1)基础埋深基础宜埋置在地下水位以上,冻土层厚度以下,后者与土中的毛细水有关。(2)施工排水当基础埋置地下水位以下时,基槽开挖和基础施工必须排水。如果排水不好或基槽遭踩踏都会造成隐患。 (3)地下水升降下降会使建筑物产生不均匀沉降,而上升会使粘土层软花、湿陷性黄土下沉、膨胀土层吸水膨胀。 (4)溶蚀与管涌在石灰岩地区地下水存在会造成溶蚀,在有承压水地区,如基槽挖除承压水以上隔水层,则可能出现大量涌水浸泡地基。 (5)空心

26、结构浮起水池、油罐、空旷地下工程埋深超越地下水位教多时,可能上浮,影响使用。2.6因地基变形差过大造成的缺陷事故不同地基土具有不同的压缩变形特征。地基土层分布不均匀时,将使建筑物产生不均匀沉降,当不均匀沉降超过规范规定容许值时,会导致建筑物发生墙体开裂、楼(地)面拉裂、基础断裂以致结构倾斜等事故。不均匀地基常表现为:良好地基中局部存在高压缩性土层;地基中分布有厚薄相差悬殊的软弱土层;山区基岩表面倾斜,其覆盖土层厚薄随之不同;建筑物局部基础设置在回填土上。下面列举案例加以说明。某五层住宅工程。全长81.84m,宽13.04m。楼板采用长向预制空心板,由三条纵墙承重(图2-15a)。横墙为自承重墙

27、。基础为三步灰土垫层、砖基础。地基为第四纪冲积亚粘土,密实,压缩性低,地基承载力可达250kN/m2,设计时取180kN/m2。(1)房屋开裂情况该工程主体结构完工后,进行了一次检查,发现西南角门口处有一斜向裂缝,最宽处达10mm,直至灰土基础上皮。裂缝上宽下窄,自下而上向西倾斜。当时在裂缝处贴石膏两块,一周后,上面一块石膏裂开1mm左右。同时内墙门洞处也有新裂缝出现,而且一层顶部墙身外角略有外倾。这些迹象表明,地基不均匀沉降在发展中。(2)补充勘察得到的西南角土层分布经过对房屋西南角进行钻孔补充勘察,发现产生裂缝的屋角恰好坐落在压缩性较高的亚粘土回填土上,补充勘察共计8个钻孔,根据各钻孔土层

28、分布图了解,回填土的深度以西南角最深,向东向北逐渐变浅。填土的压缩系数a1-2=0.59,e=0.78。回填土层以下为很厚的黄褐色可塑性亚粘土,e=0.65,=52%,IP=14.6,IL=0.6。过去施工时,曾经发现该处回填土的土质很差,但只是局部将基础加深80cm,以3:7灰土回填,且加深部分与原来的灰土基础宽度相等。补充勘察资料说明,局部加深的灰土层下还有1.5m左右的回填土层,向东约1112m,向北约1214m,由深变浅呈楔状。根据估算,墙壁角处的自由沉降量可达12.2cm,而无回填土处的自由沉降量只有6.5cm,差异5.7cm(局部倾斜约0.005)规范规定的允许值0.002)。从上

29、述情况看,裂缝的产生的原因主要是由于软土层没有全部挖除,因而产生过大不均匀沉降的缘故。此外,上部房屋的整体刚度很差。横墙与楼板无联系,各层未设圈梁,也促使裂缝发展。2.7因新建相邻建筑物(含室内外地面大面积堆载)造成的事故通常建筑地基为正常固结土,在地基土的自重压力下,土体沉降已经稳定。建造建筑物后,地基中产生附加应力,使土层压缩,引起建筑物的沉降。经过一段时间后,沉降稳定,地基处于新的固结状态。若在已有建筑物相邻处建造新的建筑物或在室内外大面积堆载,它们的重力荷载引起的附加应力会扩散到已有建筑物的地基上,使已有建筑物产生新的局部附加沉降。在有软土地基的区域,相邻新建建筑或在室内外大面积堆载对

30、已有房屋部分基础引起的附加沉降量会很大,且很不均匀,以致会引起已有建筑物的墙体开裂,或者使已有建筑物的片筏基础或箱形基础整体倾斜,导致整幢房屋发生倾斜。杭州某公司营业楼东西向长28.0m,南北向宽8.0m,高24.0m,为六层框架结构,建筑面积1600m2。营业楼采用天然地基,钢筋混凝土筏板基础,基础埋深1.40m。标准跨基底压力为63kPa。营业楼于1977年开工,1978年11月竣工后使用不久,发现楼房向北倾斜。1980年6月19日观测结果:楼顶部向北倾斜达25.928.9cm。其中与自来水公司五层楼房相邻处,倾斜量最大。两楼之间的沉降缝,在房屋顶部已闭合。若继续发生倾斜,则两顶部将发生碰

31、撞挤压,墙体将发生开裂破坏。(1)事故原因分析1)建筑场地不良场地西北角有暗塘,人工填土层厚达4.75m,基础埋在杂填土上。尤其是人工填土层下,存在泥炭质土、有机质土和淤泥质土以及流塑状态软弱粘性土,深达12.50m,均为高压缩性,这是楼房发生倾斜事故的根本原因。2)新建自来水公司五层大楼,紧靠运输公司营业楼北侧,仅以沉降缝分开。新建大楼附加应力向外扩散,使运输公司营业楼北侧地基中附加应力显著增大,引起高压缩土层压缩,地基进一步沉降,这是导致事故的重要原因。随着城市商业区建筑物密度的增加,相邻建筑物对基础沉降的影响事故越来越多,所以相邻建筑物对基础沉降的影响是设计和施工中一个不可忽视的问题。其

32、影响因素,包括两个相邻建筑物的间距、荷载的大小、地基土的性质以及施工时间先后等,其中以间距为主要因素。间距愈近、荷载愈大、地基愈软,则影响愈大。参照GB50007-2002软弱地基一章,当符合该章表7.3.3的净间距时可不计相邻建筑对沉降的影响。当需要考虑相邻建筑物对沉降的影响时,必须进行分层总和法的沉降验算。3、工程事故分类3.1.地基失稳造成工程事故建筑物作用在地基上的荷载密度超过地基承载力,地基将产生剪切破坏。地基产生剪切破坏将使建筑物下沉倒塌或破坏。地基承载力是建筑物地基基础设计中的一个关键指标。各类地基承受基础传来荷载的能力都有一定的限度,超过这一限度,建筑物将产生较大的沉降或不均匀

33、沉降,引起房屋开裂;如果超越过多,则地基土有可能发生剪切破坏而整体滑动或急剧下沉,造成房屋的倾斜或严重受损。地基破坏的形式与地基土层分布、土体性质、基础形状、埋深、加荷速率等因素有关。土体不易压缩、基础埋深较深时将形成冲切或局部剪切破坏;土体容易压缩、基础埋深较浅时将形成整体剪切破坏,产生整体剪切破坏前,在基础周围地面有明显隆起现象。对于一般地基,在局部荷载作用下,地基的失稳过程,可以用荷载试验的PS曲线来描述。对于压缩比较大的软粘土和松砂,其PS曲线也没有明显的转折点,但地基破坏是由于基础下面软弱层的变形使基础连续下沉,产生了过大的不能容许的沉降,基础就象“切入”土中一样,故称为冲切剪切破坏

34、,地基究竟发生那一种形式的破坏,除了与土的种类有关以外,还与基础的埋深、加荷速率等因素有关。例如当基础埋深较浅,荷载为缓慢施加的恒载时,将趋向于形成整体剪切破坏;若基础埋深较大,荷载是快速施加的,或是冲击荷载,则趋向于形成冲切或局部剪切破坏。在建筑工程中,地基失稳的后果常很严重,有时甚至是灾难性的破坏。因此,对地基强度破坏的危害性应有足够的重视,特别是在土承载力不高,渗透性低而加荷速度快(如过快的施工速度),或有水平荷载作用(如风荷载),或在斜坡及丘陵地段进行建筑时,更应慎重处理。3.2.地基变形造成工程事故地基在建筑物荷载作用下产生沉降,当总沉降量或不均匀沉降超过建筑物允许沉降时,影响建筑物

35、正常使用造成工程事故。地基总沉降过大,不仅容易使散水倒坡,而且建筑物室内外连接,内外网之间的水、电、暖管道断裂,都需付出相当代价。建筑物不均匀沉降时,容易造成建筑物的倾斜,及上部结构构件的开裂。具体可分为以下几类:3.2.1软弱地基变形3.2.2不均匀沉降对上部结构产生的变形3.2.3湿陷变形对上部结构产生的变形3.2.4胀缩变形对上部结构产生的变形3.2.5冻胀、融陷变形对上部结构的变形3.3.地基渗流造成工程事故渗流造成潜蚀,在地基中形成土洞、溶洞或土体结构改变,导致地基破坏。渗流形成流土、管涌导致地基破坏。地下水位下降引起地基中有效应力改变,导致地基沉降,严重的可造成工程事故。3.4.土

36、坡滑动造成工程事故在土坡上或土坡顶和土坡坡趾附近的建(构)筑物会因为土坡滑动产生破坏。造成土坡滑动的原因很多,除坡上加载、坡脚取土等人为因素外,土中渗流改变土的性质,特别是降低土层界面的强度,以及土体强度随蠕变降低等是重要的原因。具体有以下几类:3.4.1斜坡失稳的特征3.4.2斜坡上房屋稳定性破坏类型3.4.3基坑工程质量事故3.5.地震造成工程事故地震对建筑物的影响不仅与地震烈度有关,还与建筑场地效应、地基土动力特性有关。在同样的场地条件下,粘土地基和砂土地基、饱和土和非饱和土地基上房屋的震害差别也很大。地基对建筑物的破坏还与基础型式、上部结构、体型、结构形式和刚度有关。3.6.特殊土地基

37、工程事故特殊土主要指:湿陷性黄土地基、膨胀土地基、冻土地基以及盐渍土地基等。特殊土的工程性质与一般土不同,特殊土地基工程事故也有特殊性。3.7.其他地基工程事故地下工程(地铁、地下商场、地下车库和人防工程等)的兴建,地下采矿造成的采空区以及地下水位的变化,均可能导致影响范围内地面下沉造成地基工程事故。另外,各种原因的地裂缝也将造成工程事故。3.8人工地基事故1砂石垫层的质量事故原因(1)砂垫层与砂石垫层不密实引起质量事故。(2)寒冷地区冬季砂石垫层施工,因砂石被冰所包裹,造成砂石垫层不密实,到春天砂石垫层中冰融化,造成垫层迅速下沉。(3)砂石垫层属于浅层加固方法。对位于深厚软土层上,且有荷载差

38、异的建筑来说,使用该法并不能消除不均匀沉降,反而会适得其反。由于砂石垫层的存在使得软土的变形速率加大,而且差异沉降发展也较快,对上部结构危害甚至比天然地基大。2灰土桩的质量事故原因(1)桩内只有松散灰土或上部为松散灰土,下部才见灰土层;(2)桩标高不符合设计要求;(3)放线漏放,使得桩数不够。3生石灰桩质量事故原因(1)生石灰质量与每根桩生石灰用量,桩长等不符合设计要求;(2)每根生石桩施工结束,未及时封顶或过早开挖基坑,使得生石灰桩径向约束减小,挤密效果降低,从而引起建筑物的不均匀沉降,造成建筑物开裂损坏。3.9.基础工程事故除地基工程事故外,基础工程事故也影响建筑物的正常使用和安全。基础工

39、程事故可分为基础错位事故、基础构件施工质量事故以及其他基础工程事故。4、工程事故原因4.1.对场地工程地质情况缺乏全面、正确的了解许多地基与基础工程事故源于对建筑场地工程地质情况缺乏全面、正确的了解,没有正确了解建筑场地土层分布、各土层物理力学性质,就错误估计地基承载力和地基变形特性,导致发生地基与基础工程事故。造成设计人员对建筑场地工程地质和水文地质情况缺乏全面正确的了解,主要有下述情况:工程勘察工作不符合要求,建筑场地工程地质和水文地质情况非常复杂,没有按规定进行工程勘察工作。具体如下:(1)地基勘察工作欠认真,所提供的土性指标及地基承载力不确切。(2)地质勘察时,钻孔间距太大,不能全面准

40、确地反映地基的实际情况。在丘陵、山坡地区的建筑中,由于这个原因造成的事故实例比平原地区多。(3)地质勘察时,钻孔深度不够。(4)地质勘察报告不详明、不准确。造成地基基础设计方案的错误。4.2.设计方案不合理或设计计算错误设计方案不合理,主要是设计人员不能根据建筑物上部结构荷载、平面布置、高度、体型、场地工程地质条件,合理选用基础形式,造成地基不能满足建筑物对它的要求,导致工程事故。设计计算错误,主要包括:荷载计算不正确,基础设计方面错误,地基沉降计算不正确导致不均匀沉降失控。具体如下:(1)原设计方案不尽合理:有些工程的地质条件差、变化复杂,由于设计方案选择不合理,不能满足上部结构与荷载的要求

41、,因而引起建筑物开裂或倾斜。(2)盲目套图设计,不因地制宜;当建筑场地选定后,设计者是没有选择的余地,往往只能按具体情况采用天然地基或进行地基处理。由于各地的工程地质条件千差万别,错综复杂,即使同一地点也不尽相同,再加上建筑物的结构型式、平面布置及使用条件也截然不同,所以很难找到一个完全相同的例子,也无法作出一套包罗万象的标准图。因此,在考虑地基基础问题时,必须在对具体问题充分分析的基础上,正确地灵活运用土力学、地基基础与工程地质知识,以获得经济合理的方案。如果盲目的进行地基基础设计,或者死搬硬套所谓的“标准图”,将是贻害无穷的。(3)设计计算错误,荷载不准确:这类事故多数因设计者不具备相应的

42、设计水平,未取得可靠的地质资料,就盲目进行设计,设计又没有经过相应的复核审查,使错误设计计算得不到及时纠正而酿成。有时小的设计计算疏忽,也能造成墙体开裂,尤其是软土地区更应慎重。4.3.施工质量造成地基与基础工程事故地基基础工程施工质量的优劣,直接影响建筑物的安全和使用。地基基础属地下隐蔽工程,更应加倍重视不留隐患。施工质量方面的问题归纳起来有:(1)未按图施工或不按技术操作规程要求施工;(2)工程管理不善,未按建设要求与设计施工程序办事。 4.4.环境条件改变造成地基与基础工程事故环境改变常见下述情况:地下工程或深基坑工程施工对邻近建筑物地基与基础的影响;建筑物周围地面堆载引起建筑物地基附加

43、应力增加,导致建筑物完工后沉降和不均匀沉降进一步发展,建筑物周围地基中施工振动或挤压对建筑物地基的影响,地下水位变化对建筑物地基的影响及使用条件变化所引起的地基土应力分布变化。4.5.其他原因造成地基与基础工程事故上述原因造成工程事故通过努力是可以避免的,但有一些地基与基础工程事故是难以避免的,如少数地质情况特别复杂而造成的地基基础工程事故,以及超过设防标准的地震造成的地基基础工程事故,等等。5、工程事故预防工程事故发生的可能性是不可避免的,于是乎,作为工程人员,我们就必须对施工工程中可能发生的事故隐患尽量考虑进来。竭力减小事故发生的可能性。首先要搞好工程勘察工作。预防地基与基础工程事故首先要

44、重视对建筑场地工程地质和水文地质条件的全面、正确了解,这是预防地基与基础工程事故的关键。其次要做到精心设计。在全面、正确了解场地工程地质条件的基础上,根据建筑物对地基的要求,进行地基基础设计。如天然地基不能满足要求,则应进行地基处理形成人工地基,并采用合理的基础形式。地基、基础、上部结构是一个统一的整体,在设计中应统一考虑。要认真分析地基变形,正确估计施工后沉降,并控制建筑物施工后沉降在允许范围内。最后要做到精心施工。合理的设计需要通过精心施工来实现,要杜绝施工质量事故。6、工程事故处理地基事故发生后,首先应进行认真细致的调查研究,然后根据事故发生原因和类型,因地制宜的选择相应的基础托换方法。根据其原理不同可概括为下列5类:(1)基础扩大托换减少基础底面压力。(2)基础加深托换对原地基持力层卸荷,将基础上荷载传递到较好的新的持力层上。如坑式托换和桩式托换。(3)灌浆托换对地基加固提高地基承载力。(4)纠偏托换调整地基沉降,如迫降纠偏托换和顶升纠偏托换。(5)排水、支挡、减重和护坡等措施综合治理。如果建筑物基础需要进行托换,在施工开始前,首先要对该建筑物被托换的安全性予以论证。其次,在建筑物基础托换过程中,还要借助于监测手段,来保证建筑物的各部位之间不致产生过大的沉降差;第三要保证其邻近建筑

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