某住宅小区桩基础工程事故分析

地基基础工程
则, 直接采用有限范围填土库仑公式计算主动土压 力, 结果不一定合理。
( 2) 当 0 < r < cr时, 岩石坡面与填土的摩擦 角 r的取值显著影响土压力的大小, 因此工程应用 时 r的取值要合理。
( 3) 基于楔体极限平衡方法, 提出了稳定岩石 坡面倾角为任意值时土压力的计算方法, 拓展了有 限范围填土土压力计算的适用范围; 并且该方法已 应用于理正挡土墙设计软件, 可供工程设计应用。
( GB50021- 2001) 第 4. 9. 8条 桩基工程的岩土工 程勘察报告除应符合本规范第 14章的要求, 并按第
4. 9. 6条、第 4. 9. 7条提供承载力和变形参数外, 尚
应包括下列内容:
3对欠固结土和有大面积堆
载的工程, 应分析桩侧产生负摩阻力的可能性及其
对桩基承载力的影响, 并提供负摩阻力系数和减少
( 2) 第四系残积层: 粉质粘土 层, 红褐色, 硬塑, 含云母、氧化铁 等, 分布不连续, 厚度较小, 压缩模量 E 为 s100~ 200 2. 8 ~ 7. 6MP a, 轻型动力触探锤击数为 13~ 18, 工程性 质较差。 ( 3) 侏罗系沉积岩: 强风化泥岩 层, 红褐色 - 灰绿色, 稍湿 - 湿, 岩芯呈柱状, 手不易掰碎, 局部含砾石, 工程性质好; 全风化泥岩 1 层, 红褐色, 稍湿 - 湿, 岩芯呈 短柱状, 手掰即碎, 呈硬土状, 工程性质较好; 强风化砾岩 2 层, 杂色, 稍湿, 泥质胶结, 岩芯 呈短柱状, 锤击可碎, 砾石一般粒径 3~ 5cm, 工程性 质好。
[ 3] 朱 奎. 桩基质量事 故分析与 对策 [ M ]. 北京: 中 国建 筑工业 出版社, 2009.
收稿日期 2009- 10 - 03
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岩土工程界 第 12卷 第 12期
地基基础工程
图 3 条形基础平面示意图
表 1 3# 、4#、5# 、6#住宅楼岩土物理力学参数
岩岩
土 层 编
土 名
号称
湿 度
比 重 Gs
密 度
干 密 度
饱 和
度
g cm- 3
g cm- 3
Sx %
孔 隙 比
e
压缩模量 E s /M Pa 0~ 50 50~ 100 100 ~ 200
参考文 献
[ 1] 北京市勘察设计研究院有限公司, 等. 建筑桩基技 术规范 ( JG J 94 - 2008) [ S ] . 北京: 中国建筑工业出版社, 2008.
[ 2] 中华人 民共 和国建 设部. 载 体桩 设计 规程 ( JG J 135 - 2007) [ S ] . 北京: 2007.
4. 8
0. 71
0. 54
0. 36 26 16 4
/
填土
第四 系残
积层
粉质 粘土
/ 2. 71
/
//
/
/
/
/
/
强风 化泥
岩
稍湿 湿
/ 1. 99 1. 72 67. 8 0. 581 5. 8
9. 0
11. 8
0. 29
侏罗 系沉 积岩
1
全风 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ泥
岩
稍显 湿
/
2. 01 1. 67
/
/
/
/
/
/
强风
4 结束语
由于桩基础勘察、设计、施工、管理等因素造成 的工程质量事故大多数是可以控制和预防的。根据
( 下转第 47页 )
岩土工程界 第 12卷 第 12期
图 3 r 取不同值时 Ea - r 的变化曲线
3 结论
( 1) 当墙后存在岩石坡面时, 应根据实际情况, 先判断岩石坡面与铅垂面夹角 r 临界岩石坡面夹 角 cr的 关系 , 再 确定 采用 计算 土压 力的 公 式。否
2 化砾 稍湿 / ( 2. 15) /
/
/
/
/
/
/
岩
/ 0. 20
/ /
/
/
/ 9 100
0. 16 38 28 74 230
/
/
/ 31 170
/
/
/
/ 500
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地基基础工程
G EO TECHN ICAL ENG INEER ING W ORLD Vo.l 12 No. 12
锤击数为 18~ 69, 含砖渣、灰渣及泥岩碎屑等; 粉质粘土填土 2 层: 黄褐色, 湿, 硬塑 可塑,
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负摩阻力措施的建议 的相关规定。
3. 2 设计原因
设计单位提供的 结构计算书、单桩承载 力计
算书 中, 单桩竖向承载力计算未考虑桩 侧产生的
负摩阻力, 不 符合 建筑桩 基技术规范 ( JGJ 94-
2008) 第 5. 4. 2条 符合下列条件之一的桩基, 当桩 周土层产生的沉降超过基桩的沉降时, 在计算基桩
( 1) 人工堆积层: 全风化泥岩填土 层: 红褐色, 稍湿 - 湿, 压缩 模量 E 为 s100 ~ 200 4. 0~ 7. 2 M Pa, 轻型动力 触探锤击 数为 20~ 73, 含砖渣、灰渣等; 粉土填土 1 层: 黄褐色, 稍湿 - 湿, 密实, 压缩 模 量 E s100~ 200 为 7. 1 ~ 1 3. 5M Pa, 轻 型 动 力 触 探
[ 3] 中交第二公路勘察设计研究院. 公路挡土墙 设计与施 工技术 细则 [ M ] . 北京: 人民交通出版社, 2008.
( 上接第 44页 )
大量桩基础工程质量事故的宝贵经验, 在桩基的勘 察、设计、施工过程中应做好以下几点: 首先, 严格按 照规范进行岩土工程勘察, 勘察报告应准确反映建 筑场地工程地质和水文地质情况, 并提出科学的地 基处理方案; 其次, 在全面了解场地工程地质条件的 基础上, 根据建筑物及场地特点, 进行上部结构与地 基基础共同作用分析后, 选择安全、经济、合理的桩 基; 最后, 在施工过程中, 应根据成孔工艺和地层条 件, 采取有效措施确保成孔、成桩的施工质量, 桩基 方案均应通过现场基桩竖向静载试验验证并通过低 应变测试等方法对基桩施工质量进行检测和评定。
文章编号: 1009- 5098( 2009) 12- 0042- 04
1 工程概况
某住宅小区的 3# 、4# 、5# 、6# 均为 6层砖混结构住 宅楼 ( 见图 1) , 基础为钢筋混凝土条形基础 (图 3), 基础承台梁下设计为复合载体夯扩桩, 桩径 400 mm, 桩端持力层为泥岩层, 夯扩桩的单桩设计承载力不小 于 600 kN。该工程 2007年 4月开始施工, 2008年 3 月发现上部结构墙体多处裂缝 ( 见图 2)。由于需对 3# 、4# 、5# 、6#楼房墙体裂缝成因进行鉴定, 2009年 9月 对该工程进行了详细勘察、鉴定。勘察发现, 3#、4#、 5# 、6# 住宅小 区 原 为一 整 体 呈东 西 走 向 的山 间 冲 沟, 自然地形起伏较大 (整体呈东北高、西南低之势 ), 其 西侧为该冲沟的下部, 目前尚未填方, 该场地现状地 势比 较 平 坦, 勘 探 期 间 钻 孔 孔 口 处 地 面 标 高 为 1154. 39~ 1155. 03 m。
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某住宅小区桩基础工程事故分析
刘育民 1, 张津伟 2
( 1. 北京 市建筑工程研究院, 北京 100039; 2. 中矿资源勘探股份有限公司 , 北 京 100089)
摘 要 桩基础以其承载力高、沉降量小、适应性强的 特点, 广泛应用于各种复杂地质条件下的工程, 尤其
2. 2 上部结构检测
3#、4# 、5#、6# 楼上部结构墙体均存在多处不同程 度的裂缝, 裂缝多为正八字形或倒八字形, 结构同一 轴线 1~ 6层裂缝分布较为规律, 基础承台梁开挖后 发现多处梁侧面存在竖向裂缝, 该工程裂缝为典型 的基础不均匀沉降引起的结构开裂。
3 事故成因分析
3. 1 勘察原因
图 1 某住宅小区工程照片
图 2 某住宅小区上部结构裂缝照片
2 现场勘查、检测
2. 1 岩土工程复勘 根据现场勘探、原位测试及室内土工试验成果,
按地层沉积年代、成 因类型, 将 本次钻探最大 深度 ( 24. 0 m ) 范围内的土层划分为人工堆积层、第四系 残积层、侏罗系沉积岩三大类, 并按地层岩性及其物 理力学性质 (部分指标见表 1) , 进一步划分为 3 个 大层。详细地层分述如下:
笔者水平有限, 不免有疏误, 敬请读者指正。
参考文 献
[ 1] 重 庆市 设计 院. 建 筑边 坡工 程 技术 规范 ( G B50330 - 2002) [ S ] . 北京: 中国建筑工业出版社, 2002.
[ 2] 中华人民共和国水利行业标准. 水工挡土墙设计规范 ( SL 379 - 2007) [ S] . 北京: 中国水利水电出版社, 2007.
压缩模量 E 为 s100~ 200 4. 0~ 6. 9M Pa, 轻型动力触探 锤击数为 15~ 17, 含砖渣、灰渣及泥岩碎屑等。
人工堆积层总体上表现为成分复杂、均匀性差、 压缩性高、工程性质较差。本次勘探的钻进强度、原 位测试数据和室内土工试验结果表明, 所有人工堆 积层均无被加固固结的特点。
适用于软弱地基上的建筑物。随着桩基础在工程上的 大量使用, 由于勘察、设计、施工、管理等因
素造成的桩基质量事故时有发生。文章以某 住宅小区桩基 础工程事 故为例, 对该 桩基工 程事故
原因进行分析, 供类似工程的设计及施工参考。
关键词 桩基础 工程事故 负摩 阻力
中图分类号: TU 471 文献标识码: A
0. 35
0. 29 29 21 14
/
岩
人
工 堆 积
粉土 稍湿 1 填土 湿 2. 69 1. 97 1. 68 78. 0 0. 590 4. 4
7. 1
9. 3
0. 36
0. 23
0. 17 22 29 12
/
层
粉质
2 粘土 / 2. 72 1. 96 1. 63 82. 5 0. 613 2. 4 3. 2
由于本工程人工堆积土层厚度变化不规律, 基 岩面起伏高差较大, 人工堆积层属于欠固结土层, 岩
土工程勘察应充分考虑人工堆积层对 桩身的负摩
阻。根据甲方提供的原 岩土工程勘察报告 , 该勘
察报告中未考虑桩侧产生负摩阻力的可能性及其对
桩基承载力的影响、未提供负摩阻力系数和减少负
摩阻力措 施的建议, 不符 合 岩土工程 勘察规范
桩单桩竖向承载力特征值 R a= 170 2. 2= 374 kN,
由此可见, 设计单桩承载力 600 kN 偏不安全。
3. 3 施工原因
根据 工程地质剖面图 可知, 3# 、4# 、5# 、6# 楼基 础下各土层分布极不均匀, 欠固结的人工堆积层厚 度变化显著, 桩基设计持力层 ( 全风化泥岩层 ) 深度 最大的约 17. 8m ( 第 17个钻孔处 ) 、最小的约 2. 5m ( 第 4个钻孔处 ) , 而 3# 、4# 、5# 、6# 楼复合载体夯扩 桩施工记录表 中基桩成孔深度普遍为 4m, 可见在 3# 、4#、5# 、6# 桩基施工时部分基桩桩端复合载体未进 入持力层, 不符合设计要求。
压缩系数 a /M Pa- 1
天快然剪
0 ~ 50
50~ 100 100~ 200 粘聚 内擦 力 c 摩角 / kPa /
标入 准试 贯验
N
地力 基特 承征 载值
fa / kP a
全填
风土 稍湿
化泥 湿 2. 71 2. 01 1. 70 84. 0 0. 5948 3. 6
4. 8
6. 1
0. 47
承载力时应计入桩侧负摩阻力: 1桩穿越较厚松散
填土、自重湿陷性黄土、欠固结土、液化土层进入相
对较硬土层时;
的相关规定。根据试验结果,
全风化泥岩单轴抗压强度平均值约为 340 kP a, 其地
基承载力特征值为 0. 5 340= 170 kP a, 复合载体夯
扩桩载体等效计算面积 A e取 2. 2, 则复合载体夯扩
3. 4 事故成因综合分析
根据现场勘察情况, 3# 、4# 、5# 、6# 楼由于地基不 均匀沉降引起的上部结构墙体开裂事故的主要原因 有: ( 1) 岩土工程勘察未考虑桩侧产生负 摩阻力的 可能性及其对桩基承载力的影响、未提供负摩阻力 系数和减少负摩阻力措施的建议; ( 2) 桩 基设计时 单桩竖向承载力计算未考虑桩侧产生的负摩阻力导 致单桩竖向承载力取值偏不安全; ( 3) 桩 基施工时 部分基桩桩端复合载体未进入设计持力层 ( 全风化 泥岩层 ); 另外, 上部结构砂浆强度不符合设计要求 导致墙体抗剪强度偏低、结构未设置沉降缝也对墙 体开裂有一定影响, 如果场地内雨水、污水及其他生 活排水长期渗漏, 也可能会导致地基土因浸泡强度降 低而产生失稳、湿陷, 进而对上部结构产生不利影响。