地基工程事故分析与处理

• 第二节 导致地基工程事故发生的原因 • 第三节 常见地基事故分析与处理
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第一节 建筑工程地基的基本要求及地 基加固方法
• 一、建筑工程地基的基本要求 • 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,造成地基与基础事故.各类建筑工程对地基的要 求可归纳为以下三个方面. • １. 沉降或不均匀沉降方面 • 在建(构)筑物的各类荷载组合作用下(包括静荷载和动荷载),建筑物沉 降和不均匀沉降不能超过允许值.当沉降和不均匀沉降值较大时,将导 致建(构)筑物产生裂缝、倾斜,影响正常使用和安全.不均匀沉降严重 的可能导致结构破坏,甚至倒塌.
• ８)封桩前,应凿毛和刷洗干净桩顶侧表面后再涂混凝土界面剂,封桩可 分为不施加预应力法和预应力法两种方法.当封桩不施加预应力时,在 桩端达到设计压桩力和设计深度后,即可使千斤顶卸载,拆除压桩架,焊 接锚杆交叉钢筋,清除压桩孔内杂物、积水及浮浆,
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第一节 建筑工程地基的基本要求及地 基加固方法
• ３. 渗流方面 • 地基中的渗流可能会造成两类问题:一类是因渗流引起水体流失;另一
类是渗透力作用下产生流土、管涌.流土和管涌可导致土体局部破坏, 严重的可导致地基整体破坏.不是所有的建筑工程都会遇到这方面的 问题,对渗流问题要求较严格的是蓄水构筑物和基坑工程.渗流引起的 问题往往通过土质改良,减小土的渗透性,或在地基中设置止水帷幕阻 截渗流来解决. • 建筑物的全部荷载都由它下面的地层来承担,受建筑物影响的那一部 分地层称为地基,建筑物向地基传递荷载的下部结构就是基础.
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第一节 建筑工程地基的基本要求及地 基加固方法
• (２)在原基础底面下沿横向开挖与基础同宽,深度达到设计持力层的基 坑.
• (３)基础下的坑体应采用现浇混凝土灌注,并在距离原基础底面８０ mm 处停止灌注,待养护一天后,用掺入膨胀剂和速凝剂的干稠水泥砂 浆填入基底空隙,再用铁锤敲击木条,并挤实所填砂浆.
• 然后与桩帽梁一起浇筑C３０微膨胀早强混凝土;当施加预应力时,应 在千斤顶不卸载条件下,采用型钢托换支架,清理干净压桩孔后立即将 桩与压桩孔锚固,在封桩混凝土达到设计强度后,方可卸载.
• ５. 树根桩法 • 树根桩法适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂土、碎石土及人
工填土等地基土上既有建筑的修复和增层、古建筑的整修、地下铁道 的穿越等加固工程.
方案选择不合理,不能满足上部结构与荷载的要求,因而引起建筑物开 裂或倾斜.例如,某展览馆,由两层高达１６m 的中央大厅和高达９.２m 的两翼展览厅组成.
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第二节 导致地基工程事故发生的原因
• 两翼展览厅与中央大厅相距４.３５m,中间以通道相连.该建筑物坐落 在压缩模量仅有１.４５MPa的高压缩性深厚软土地区,采用砂卵石垫 层处理方案.对于深厚的软土层且又有荷载差异的情况下,该方案并不 能消除不均匀沉降.因此,在两年半的沉降观测中,中央大厅下沉量平均 达６０.５cm,造成两翼１５m 范围内的巨大差异沉降,使两翼展览厅 外承重墙基础的局部倾斜达０.０２８.而当时«建筑地基基础设计规范 »(GB５０００７—２０１１)规定,在高压缩性地基上的砌体承重结构 基础的局部倾斜允许值为０.００３.该工程的实际局部倾斜大大超过 规范的允许值,因而造成墙体内部产生的附加应力超过砌体弯曲抗拉 强度极限,导致两翼展览厅墙面开裂.
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第二节 导致地基工程事故发生的原因
• 建筑工程事故的发生大多与地基问题有关.地基事故发生的主要原因 是勘察、设计、施工不当或环境、使用情况发生改变,最终表现为产 生过大的变形或不均匀沉降,从而使基础或上部结构出现裂缝或倾斜, 削弱和破坏了结构的整体性、耐久性,严重的会导致建筑物倒塌.
• 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 的原因和类型,因地制宜地选择合理的基础托换方法进行处理.
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第二节 导致地基工程事故发生的原因
• (４)勘察报告不详细、不准确引起基础设计方案的错误.如某工程,根 据岩石深度在基底５m 以下的资料,采用了５m 长的爆扩桩基础,建成 后,中部产生较大的沉降,墙体开裂,经补充勘察,发现中部基岩面深达１ ０m.
• 二、设计方案及计算问题 • 由于设计方案及计算问题而导致地基工程质量事故的具体原因如下: • (１)设计方案不合理.有些工程的地质条件差,变化复杂,由于基础设计
基上的设计荷载应小于地基承载力设计值,以保证地基不会产生破坏. 各类土坡应满足稳定要求,不会产生滑动破坏.若地基承载力或稳定性 不能满足要求,地基将产生局部剪切破坏或冲切剪切破坏或整体剪切 破坏.地基破坏将导致建(构)筑物的结构破坏或倒塌.
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第一节 建筑工程地基的基本要求及地 基加固方法
• ４. 锚杆静压桩法 • 锚杆静压桩法适用于淤泥、淤泥质土、粉土和人工填土等地基土.锚
杆静压桩施工应符合以下规定: • (１)锚杆静压桩施工前应做好下列准备工作: • １)清理压桩孔和锚杆孔施工工作面;
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第一节 建筑工程地基的基本要求及地 基加固方法
• ２)制作锚杆螺栓和桩节; • ３)开凿压桩孔,并应将孔壁凿毛,清理干净压桩孔,将原承台钢筋割断
建造在膨胀土地基上的建筑物随季节气候变化会反复不断地产生不均匀的抬升和下沉建筑物的开裂破坏具有地区性成群出现的特点建筑物的裂缝随气候变化不停地张开或闭合而且对低层轻型房屋和构筑物的危害尤其严重且不易修复膨胀土上建筑物的层数或建筑物荷载越小破坏越严重
第二章 地基工程事故分析与处理
• 第一节 建筑工程地基的基本要求及地基加固 方法
法、加深基础法、锚杆静压桩法、树根桩法等. • １.基础补强注浆加固法 • 基础补强注浆加固法适用于基础因受不均匀沉降、冻胀或其他原因引
起的基础裂损时的加固.
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第一节 建筑工程地基的基本要求及地 基加固方法
• 注浆施工时,先在原基础裂损处钻孔注浆,管直径可为２５mm,钻孔与 水平面的倾角不应小于３０°,钻孔孔径应比注浆管的直径大２~３ mm,孔距可为０.５~１.０m.浆液材料可采用水泥浆等,注浆压力可取 ０.１~０.３MPa.如果浆液不下沉,则可逐渐加大压力至浆液在１０~ １５min内不再下沉,然后停止注浆.注浆的有效直径为０.６~１.２m. 对单独基础,每边钻孔不应少于２个;对条形基础,应沿基础纵向分段施 工,每段长度可取１.５~２.０m.
后弯起,待压桩后再焊接; • ４)开凿锚杆孔,应确保锚杆孔内清洁干燥后再埋设锚杆,并以胶粘剂加
以封固. • (２)压桩施工应符合下列规定: • １)压桩架应保持竖直,锚固螺栓的螺帽或锚具应均衡紧固,压桩过程中
应随时拧紧松动的螺帽;
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第一节 建筑工程地基的基本要求及地 基加固方法
• ２)就位的桩节应保持竖直,使千斤顶、桩节及压桩孔轴线重合,不得偏 心加压,压桩时应垫钢板或麻袋,套上钢桩帽后再进行压桩,桩位平面偏 差不得超过±２０mm,桩节垂直度偏差不得大于１％的桩节长;
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第一节 建筑工程地基的基本要求及地 基加固方法
• «建筑地基基础设计规范»(GB５０００７—２０１１)给出了建筑物 较严格的地基变形允许值,规范中未提及的其他建筑物的地基变形允 许值,可根据上部结构对地基变形的适应能力和建筑物使用上的要求 确定.
• ２. 地基承载力或稳定性方面 • 在建(构)筑物的各类荷载组合作用下(包括静荷载和动荷载),作用在地
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第一节 建筑工程地基的基本要求及地 基加固方法
• (５)当采用钢筋混凝土套加固时,加宽部分的主筋应与原基础内主筋相 焊接.
• (６)对条形基础加宽时,应按长度１.５~２.０m 划分成单独区段,分批、 分段、间隔进行施工.
• 当不宜采用混凝土套或钢筋混凝土套加大基础底面积时,可将原独立 基础改成条形基础;将原条形基础改成十字交叉条形基础或筏形基础; 将原筏形基础改成箱形基础.
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第二节 导致地基工程事故发生的原因
• (２)设计计算错误.有的设计单位资质低,设计人员不具备相应的设计 水平,还有设计人员无证设计或根本不懂相关理论,仅凭经验设计,导致 设计出错,造成事故.
• (３)盲目套图设计,不因地制宜.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形式、平面布 置及使用条件也往往不同,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,在考虑地基问题时,必须在对具体问 题充分分析的基础上,正确灵活地运用土力学地基与工程地质知识,以 获得经济合理的方案.如果盲目地进行地基设计,或者死搬硬套所谓的 “标准图”,将是贻害无穷的.
• (２)在灌注混凝土前,应将原基础凿毛和刷洗干净后,铺一层高强度等 级水泥浆或涂混凝土界面剂,以增加新老混凝土基础的粘结力.
• (３)对加宽部分,地基上应铺设厚度和材料均与原基础垫层相同的夯实 垫层.
• (４)当采用混凝土套加固时,基础每边加宽宽度的外形尺寸应符合现行 国家标准«建筑地基基础设计规范»(GB５０００７—２０１１)中有 关刚性基础台阶宽高比允许值的规定.沿基础高度隔一定距离应设置 锚固钢筋.
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第二节 导致地基工程事故发生的原因
• 一、地质勘察问题 • 地质勘察方面主要存在以下问题: • (１)勘察工作不认真,报告中提供的指标不确切.如某办公楼,设计前仅
做简易勘测,提供的勘测数据不准确.勘察时钻孔间距太大,不能全面准 确地反映实际情况.设计人员按偏高的地基承载力设计,房屋尚未竣工 就出现较大的不均匀沉降,倾斜约为４０cm,并引起附近房屋开裂. • (２)地质勘察时,钻孔间距太大,不能全面准确地反映地基的实际情况. 在丘陵地区的建筑中,由于这个原因造成的事故实例比平原地区的多. • (３)钻孔深度不够.对较深范围内地基的软弱层、暗浜、墓穴、孔洞等 情况没有查清,仅依据地表面或基底以下深度不大范围内的情况提供 勘察资料.
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第一节 建筑工程地基的基本要求及地 基加固方法
• ３.加深基础法 • 加深基础法适用于地基浅层有较好的土层可作为持力层且地下水水位
较低的情况.可将原基础埋置深度加深,使基础支承在较好的持力层上, 以满足设计对地基承载力和变形的要求. • 当地下水水位较高时,应采取相应的降水或排水措施.基础加深的施工 应按以下步骤进行: • (１)先在贴近既有建筑基础的一侧分批、分段、间隔开挖长约为１.２ m、宽约为０.９m的竖坑,对坑壁不能直立的砂土或软弱地基要进行 坑壁支护,竖坑底面可比原基础底面深１.５m.
• ３)整根桩应一次连续压到设计标高,当必须中途停压时,桩端应停留在 软弱土层中,且停压的间隔时间不宜超过２４h;
• ４)压桩施工应对称进行,不应数台压桩机在一个独立基础上同时加压; • ５)焊接接桩前应对准上、下节桩的垂直轴线,清除焊面铁锈后进行满
焊;
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第一节 建筑工程地基的基本要求及地 基加固方法
• ６)采用硫黄胶泥接桩时,其操作施工应按照国家现行标准«建筑地基 基础工程施工质量验收规范»(GB５０２０２—２００２)的有关规定 执行;
标准«建筑 地基基础设计规范»(GB５０００７—２０１１)规定的单桩竖向承载 力标准值的１.５倍,持续时间不应少于５min;
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第一节 建筑工程地基的基本要求及地 基加固方法
• 与上部结构相比,地基与基础设计和施工中的不确定因素较多,需要更 多地依靠经验特别是当地经验去解决实际问题.地基基础的设计需同 时满足强度和变形的要求,因为地基基础的各种事故都是“强度”问 题和“变形”问题的反映.
• 二、地基加固方法 • 对已有地基基础加固的方法有基础补强注浆加固法、加大基础底面积
• ２. 加大基础底面积法 • 加大基础底面积法适用于既有建筑的地基承载力或基础底面积尺寸不
满足设计要求时的加固.可采用混凝土套或钢筋混凝土套加大基础底 面积.加大基础底面积的设计和施工应符合下列规定:
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第一节 建筑工程地基的基本要求及地 基加固方法
• (１)当基础承受偏心受压时,可采用不对称加宽;当基础承受中心受压 时,可采用对称加宽.