地基基礎(chǔ)處理案例

1、學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 1 地基基礎(chǔ)工程與工程事故分析 第一節(jié) 建筑工程對(duì)地基的要求 國(guó)內(nèi)外建筑工程事故調(diào)查表明多數(shù)工程事故源于地基問題， 特別是在軟弱地基或不良地基地區(qū)，地基問題更為突出。建筑 場(chǎng)地地基不能滿足建筑物對(duì)地基的要求，造成地基與基礎(chǔ)工程 事故。各類建筑工程對(duì)地基的要求可歸納為下述三個(gè)方面的要 求： 1.地基承載力或穩(wěn)定性方面 在建(構(gòu))筑物的各類荷載組合作用下(包括靜荷載和動(dòng)荷載)， 作用在地基上的設(shè)計(jì)荷載應(yīng)小于地基承載力設(shè)計(jì)值，以保證地 基不會(huì)產(chǎn)生破壞。 各類土坡應(yīng)滿足整體穩(wěn)定要求，不會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)破壞。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 2 若地基承載力或穩(wěn)定性不能滿足要求，地

2、基將產(chǎn)生局部剪 切破壞或沖切剪切破壞、或整體剪切破壞。地基破壞將導(dǎo)致建(構(gòu)) 筑物的結(jié)構(gòu)破壞或倒塌。 2.沉降或不均勻沉降方面 在建(構(gòu))筑物各類荷載組合作用下(包括靜荷載和動(dòng)荷載)， 建筑物沉降和不均勻沉降不能超過允許值。 沉降和不均勻沉降值較大時(shí)，將導(dǎo)致建(構(gòu))筑物產(chǎn)生裂縫、 傾斜，影響正常使用和安全。 不均勻沉降嚴(yán)重的可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，甚至倒塌。 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ 789)給出的建筑物的地基變 形允許值見表6-1所示。規(guī)范規(guī)定對(duì)表中未包括的其它建筑物的地 基變形允許值，可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基變形的適應(yīng)能力和使用上 的要求確定。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 3 地基中滲流可能造

3、成兩類問題： 一類是因滲流引起水量流失； 另一類是在滲透力作用下產(chǎn)生流土、管涌。 流土和管涌可導(dǎo)致土體局部破壞，嚴(yán)重的可導(dǎo)致地基整體破壞。 不是所有的建筑工程都會(huì)遇到這方面的問題，對(duì)滲流問題要求 較嚴(yán)格的是蓄水構(gòu)筑物和基坑工程。滲流引起的問題往往通過 土質(zhì)改良，減小土的滲透性，或在地基中設(shè)置止水帳幕阻截滲 流來解決。 建筑工程對(duì)地基的要求可以概括為上述三個(gè)方面。每項(xiàng)建筑工 程都會(huì)遇到地基承載力和地基沉降、不均勻沉降問題，設(shè)計(jì)人 員都要回答這二個(gè)問題。 第二節(jié) 地基與基礎(chǔ)的基本形式 一、地基基本形式 當(dāng)天然地基能夠滿足建(構(gòu))筑物對(duì)地基的要求時(shí)，采用天然 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 4 地基。

4、當(dāng)天然地基不能滿足建(構(gòu))筑物對(duì)地基的要求時(shí)，需要 對(duì)天然地基進(jìn)行地基處理形成人工地基，以滿足建(構(gòu))筑物對(duì) 地基的要求。通常建筑物地基可分為天然地基和人工地基兩大 類。 天然地基中土層分布最常見的是層狀地基和均質(zhì)地基， 也有一些地基中土層分布很不均勻。后者往往屬于不良地基， 需要進(jìn)行地基處理形成人工地基。 層狀地基是指在持力層范圍，或在壓縮層范圍內(nèi)，天然 地基是由二層或二層以上不同性質(zhì)的土層組成。 均質(zhì)地基是指在上述范圍內(nèi)，土體性質(zhì)基本相同，屬于 同一土層。 當(dāng)然，嚴(yán)格的均質(zhì)地基是不存在的，地基土是自然的、歷 史的產(chǎn)物，同一土層，土體的強(qiáng)度與剛度也是隨深度變化的。 按照上述分析，天然地基通常

5、可分為層狀地基和均質(zhì)地基兩類。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 5 人工地基隨地基處理方法不同主要可形成均質(zhì)地基、層狀地 基、復(fù)合地基和樁基礎(chǔ)等不同形式。 均質(zhì)地基:當(dāng)加固區(qū)的寬度和厚度與荷載作用面積或者與其相 應(yīng)的地基持力層或壓縮層厚度相比較都已滿足一定的要求，可 稱為均質(zhì)地基。 層狀地基：若加固區(qū)厚度較小時(shí)，可稱為層狀地基。 復(fù)合地基:天然地基在地基處理過程中部分土體得到增強(qiáng)，或 被置換，或在天然地基中設(shè)置加筋材料，加固區(qū)是由基體(天然 地基土體)和增強(qiáng)體兩部分組成的人工地基稱為復(fù)合地基。 復(fù)合地基加固區(qū)整體看是非均質(zhì)的。根據(jù)地基中增強(qiáng)體的 方向又可分為水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基和豎向增強(qiáng)體復(fù)合地

6、基。 豎向增強(qiáng)體習(xí)慣上稱樁，有時(shí)也稱為柱。豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基 通常稱為樁體復(fù)合地基。廣義講，人工地基也包括樁基礎(chǔ)，樁 是深入地基中柱型構(gòu)件，樁與連接樁頂?shù)某信_(tái)組成深基礎(chǔ)。樁 基礎(chǔ)是一種常見的基礎(chǔ)型式。它將上部結(jié)構(gòu)的荷載，通過較弱 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 6 地層或水傳遞到深部較堅(jiān)硬的，壓縮性小的土層或巖層。將人 工地基與天然地基統(tǒng)一考慮，并將樁基也包括在內(nèi)，地基具有 下述幾種形式(圖5-2-1)： (1)均質(zhì)地基； (2)層狀地基； (3)豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基； (4)水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基； (5)樁基。 (a)均勻地基；（b）層狀地基；（c）豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基； (d)水平增強(qiáng)體復(fù)合地基

7、;(e)樁基。 圖5-2-1 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 7 二、基礎(chǔ)基本形式 建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)將建(構(gòu))筑物上部結(jié)構(gòu)荷載傳給地基，是 建(構(gòu))筑物的重要組成部分。基礎(chǔ)分類方法很多。按基礎(chǔ)埋置深 度可分為： 淺埋基礎(chǔ)(條形基礎(chǔ)、柱基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)、殼體基礎(chǔ)等)； 深埋基礎(chǔ)(樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、沉箱基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻基 礎(chǔ)等)； 明置基礎(chǔ)。 按基礎(chǔ)變形特性可分為柔性基礎(chǔ)和剛性基礎(chǔ)。按基礎(chǔ)形式 可分為：獨(dú)立基礎(chǔ)、聯(lián)合基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、 樁基礎(chǔ)、管柱基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)和沉箱基礎(chǔ)等。 第三節(jié) 常見地基與基礎(chǔ)工程事故分類及原因綜述 一、工程事故分類 按土力學(xué)原理，常見地基與基

8、礎(chǔ)工程事故分類如下： 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 8 1.地基變形造成工程事故 地基在建筑物荷載作用下產(chǎn)生沉降，包括瞬時(shí)沉降、固結(jié)沉 降和蠕變沉降三部分。當(dāng)總沉降量或不均勻沉降超過建筑物允 許沉降值時(shí)，影響建筑物正常使用造成工程事故。特別是不均 勻沉降，將導(dǎo)致建筑物上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，整體傾斜，嚴(yán)重的 造成結(jié)構(gòu)破壞。建筑物傾斜導(dǎo)致荷載偏心將改變荷載分布，嚴(yán) 重的可導(dǎo)致地基失穩(wěn)破壞。 2.地基失穩(wěn)造成工程事故 結(jié)構(gòu)物作用在地基上的荷載密度超過地基承載力，地基將產(chǎn) 生剪切破壞，包括整體剪切破壞、局部剪切破壞和沖切剪切破 壞三種形式(圖5-3-1)。地基產(chǎn)生剪切破壞將使建筑物倒塌或破 壞。 學(xué)習(xí)資料

9、僅供參考http:/ 9 圖5-3-1 地基破壞的三種形式 (a)整體剪切破壞；(b)局部剪切破壞；(c)沖切剪切破壞 整體剪切破壞(圖5-3-1a)當(dāng)上部荷載很大，超過地基極限荷 載時(shí)，地基土從基礎(chǔ)一側(cè)到另一側(cè)發(fā)生連續(xù)滑動(dòng)面的破壞。破壞 時(shí)基礎(chǔ)四周地面隆起，房屋傾倒乃至倒塌。這種破壞多在壓縮性 較小的密實(shí)砂和堅(jiān)硬粘土中發(fā)生。 沖切剪切破壞(圖5-3-1b)上部荷載使得地基土連續(xù)下沉， 建筑物產(chǎn)生過大不容許沉降的破壞。破壞時(shí)基礎(chǔ)切入土中，無滑 動(dòng)面，地面不隆起，房屋沒有很大傾斜更不會(huì)倒塌。這種破壞多 發(fā)生在壓縮性較大的松砂和軟粘土中。 局部剪切破壞(圖5-3-1c)介于前二者之間。破壞時(shí)滑動(dòng)面

10、 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 10 從基礎(chǔ)一邊開始，終止于地基中某點(diǎn)，地面略有隆起但房屋不會(huì) 明顯傾斜或倒塌。 3.地基滲流造成工程事故 土中滲流引起地基破壞造成工程事故主要有下述幾種情況： 滲流造成潛蝕，在地基中形成土洞、溶洞、或土體結(jié)構(gòu)改 變，導(dǎo)致地基破壞； 滲流形成流土、管涌導(dǎo)致地基破壞； 地下水位下降引起地基中有效應(yīng)力改變，導(dǎo)致地基沉降，嚴(yán) 重的可造成工程事故。 4.土坡滑動(dòng)造成工程事故 建在土坡上或土坡頂和土坡坡趾附近的建(構(gòu))筑物會(huì)因土坡滑 動(dòng)產(chǎn)生破壞。造成土坡滑動(dòng)的原因很多，除坡上加載、坡腳取土 等人為因素外，土中滲流改變土的性質(zhì)，特別是降低土層界面強(qiáng) 度， 學(xué)習(xí)資料僅供參考h

11、ttp:/ 以及土體強(qiáng)度隨蠕變降低等是重要原因。 5.地震造成工程事故 地震對(duì)建筑物的影響不僅與地震烈度有關(guān)，還與建筑場(chǎng)地 效應(yīng)、地基土動(dòng)力特性有關(guān)。 唐山地震后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，普遍存在同一烈度區(qū)內(nèi)建筑物破 壞程度有顯著差異對(duì)同一類土，因地形不同，可以出現(xiàn)不同 的場(chǎng)地效應(yīng)，房屋的震害因而不同。在同樣的場(chǎng)地條件下，粘 土地基和砂土地基、飽和土和非飽和土地基上房屋的震害差別 也很大。 地震對(duì)建筑物的破壞還與基礎(chǔ)型式、上部結(jié)構(gòu)、體型、 結(jié)構(gòu)型式及剛度有關(guān)。 6.特殊土地基工程事故 這里特殊土地基主要指濕陷性黃土地基、膨脹土地基、凍 土地基、以及鹽漬土地基等。 特殊土的工程性質(zhì)與一般土不 同，特殊土地基工程

12、事故也有其特殊性。 濕陷性黃土在天然狀態(tài)上具有較高強(qiáng)度和較低的壓縮性，但 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 12 受水浸濕后結(jié)構(gòu)迅速破壞，強(qiáng)度降低，產(chǎn)生顯著附加下沉。在 濕陷性黃土地基上建造建筑物前，如果沒有采取措施消除地基 的濕陷性，則地基受水浸濕后往往發(fā)生事故，影響其正常使用 和安全，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致建筑物破壞。 土中水凍結(jié)時(shí)，其體積約增加原水體積的9。土體在凍 結(jié)時(shí)，產(chǎn)生凍脹，在融化時(shí)，產(chǎn)生收縮。土體凍結(jié)后，抗壓強(qiáng) 度提高，壓縮性顯著減小，土體導(dǎo)熱系數(shù)增大并具有較好的截 水性能。土體融化時(shí)具有較大的流變性。凍土地基因環(huán)境條件 改變，地基土體產(chǎn)生凍脹和融化，地基土體的凍脹和融化導(dǎo)致 建筑物開裂、

13、甚至破壞，影響其正常使用和安全。 鹽漬土含鹽量高，固相中有結(jié)晶鹽，液相中有鹽溶液。鹽 漬土地基浸水后，因鹽溶解而產(chǎn)生地基溶陷。另外鹽漬土中鹽 溶液將導(dǎo)致建筑物材料腐蝕。地基溶陷和對(duì)建筑物材料腐蝕都 可能影響建筑物的正常使用和安全，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致建筑物破壞。 7.其他地基工程事故 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 13 除了上述原因外，地下工程(地下鐵道、地下商場(chǎng)、地下車庫(kù) 和人防工程等)的興建，地下采礦造成的采空區(qū)，以及地下水 位的變化，均可能導(dǎo)致影響范圍內(nèi)地面下沉造成地基工程事 故。另外，各種原因造成的地裂縫也將造成工程事故。 8.基礎(chǔ)工程事故 除地基工程事故外，基礎(chǔ)工程事故也將影響建筑物的正常

14、使用和安全?；A(chǔ)工程事故可分為基礎(chǔ)錯(cuò)位事故、基礎(chǔ)構(gòu)件 施工質(zhì)量事故、以及其它基礎(chǔ)工程事故。 基礎(chǔ)錯(cuò)位事故是指因設(shè)計(jì)、或施工放線造成基礎(chǔ)位置與 上部結(jié)構(gòu)要求位置不符合。如工程樁偏位，柱基礎(chǔ)偏位，基 礎(chǔ)標(biāo)高錯(cuò)誤等。 基礎(chǔ)施工質(zhì)量事故類型很多，基礎(chǔ)類型不同，質(zhì)量事故 不同。如樁基礎(chǔ)，發(fā)生斷樁、縮頸、樁端未達(dá)設(shè)計(jì)要求、樁 身混凝土強(qiáng)度不夠等；又如擴(kuò)展基礎(chǔ)，混凝土強(qiáng)度未達(dá)要 求，鋼筋混凝土表面出現(xiàn)蜂窩、露筋或孔洞等。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 14 其他基礎(chǔ)事故如基礎(chǔ)型式不合理、設(shè)計(jì)錯(cuò)誤造成的工程事故等。 二、工程事故原因綜述 造成地基與基礎(chǔ)工程事故的原因主要來自下述方面： 1.對(duì)場(chǎng)地工程地質(zhì)情況缺

15、乏全面、正確地了解 許多地基與基礎(chǔ)工程事故源于對(duì)建筑場(chǎng)地工程地質(zhì)情況缺 乏全面、正確了解。沒有正確了解建筑場(chǎng)地土層分布、各土層 物理力學(xué)性質(zhì)，就會(huì)錯(cuò)誤估計(jì)地基承載力和地基變形特性，導(dǎo) 致發(fā)生地基與基礎(chǔ)工程事故。 造成設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑場(chǎng)地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況缺乏全 面、正確了解主要有下述情況： (1)工程勘察工作不符合要求 沒有按照規(guī)定要求進(jìn)行工程勘察工作，如勘察布孔間距偏大、 鉆孔取土深度太淺，造成勘察取土不能全面反映建筑場(chǎng)地地基 土 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 15 層實(shí)際情況。也有少數(shù)情況屬于工程勘察工作質(zhì)量事故造成。 在取土、試樣運(yùn)輸和土工試驗(yàn)過程中發(fā)生質(zhì)量事故，致使提供 的工程地質(zhì)勘

16、察報(bào)告不能反映實(shí)際情況。如提供的土的強(qiáng)度指 標(biāo) 和變形模量與實(shí)際情況差距很大，不能反映實(shí)際性狀。 (2)建筑場(chǎng)地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況非常復(fù)雜 某些工程地質(zhì)變化很大，雖然已按規(guī)范有關(guān)規(guī)定布孔進(jìn)行勘 察，但還不能全面反映地基土層變化情況。如地基中存在尚未 發(fā)現(xiàn)的暗平浜、古河道、古墓、古井等。這種情況導(dǎo)致地基與 基礎(chǔ)工程事故，為數(shù)也不少。 (3)沒有按規(guī)定進(jìn)行工程勘察工作 沒有按規(guī)定進(jìn)行工程勘察工作造成工程事故雖然很少，但也 時(shí)有所聞。應(yīng)嚴(yán)格按工程建設(shè)程序開展工程建設(shè)工作。 2.設(shè)計(jì)方案不合理或設(shè)計(jì)計(jì)算錯(cuò)誤 設(shè)計(jì)方案不合理或設(shè)計(jì)計(jì)算錯(cuò)誤主要有下述幾個(gè)方面問題： 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 16

17、(1)設(shè)計(jì)方案不合理 設(shè)計(jì)人員不能根據(jù)建筑物上部結(jié)構(gòu)荷載、平面布置、高度、體 型，場(chǎng)地工程地質(zhì)條件，合理選用基礎(chǔ)型式，造成地基不能滿足 建筑物對(duì)它的要求，導(dǎo)致工程事故。 (2)設(shè)計(jì)計(jì)算錯(cuò)誤 反映在地基與基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)計(jì)算方面的錯(cuò)誤主要有下述三方面： 荷載計(jì)算不正確，低估實(shí)際荷載，導(dǎo)致地基超載造成地基承載 力或變形不能滿足要求。 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面錯(cuò)誤?；A(chǔ)底面積偏小造成承載力不能滿足要 求，或基礎(chǔ)底平面布置不合理，造成不均勻沉降偏大。 地基沉降計(jì)算不正確導(dǎo)致不均勻沉降失控。 產(chǎn)生設(shè)計(jì)計(jì)算方面的錯(cuò)誤的原因多數(shù)是設(shè)計(jì)者不具備相應(yīng)的 設(shè)計(jì)水平，設(shè)計(jì)計(jì)算又沒有經(jīng)過認(rèn)真復(fù)核審查，使錯(cuò)誤不能得到 糾正而造成的。也

18、有一些設(shè)計(jì)計(jì)算方面的錯(cuò)誤是認(rèn)識(shí)水平問題造 成 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 的。 3.施工質(zhì)量造成地基與基礎(chǔ)工程事故 在地基與基礎(chǔ)工程事故中，因?yàn)槭┕べ|(zhì)量問題造成的事故所 占比例不小。施工質(zhì)量方面的問題主要有下述兩方面： (1)未按設(shè)計(jì)施工圖施工 基礎(chǔ)平面位置、基礎(chǔ)尺寸、標(biāo)高等未按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工。 施工所用材料的規(guī)格不符合設(shè)計(jì)要求等。 (2)未按技術(shù)操作規(guī)程施工 施工人員在施工過程中未按操作規(guī)程施工，甚至偷工減料， 造成施工質(zhì)量事故。 4.環(huán)境條件改變?cè)斐傻鼗c基礎(chǔ)工程事故 環(huán)境條件改變會(huì)造成地基與基礎(chǔ)工程事故，常見有下述情況： (1) 地下工程或深基坑工程施工對(duì)鄰近建筑物地基與基礎(chǔ)的影 響

19、； 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ (2)建筑物周圍地面堆載引起建筑物地基附加應(yīng)力增加導(dǎo)致 建筑物工后沉降和不均勻沉降進(jìn)一步發(fā)展； (3) 建筑物周圍地基中施工振動(dòng)或擠壓對(duì)建筑物地基的影 響； (4)地下水位變化對(duì)建筑物地基的影響。 5.其他原因造成地基與基礎(chǔ)工程事故 上述四方面原因造成工程事故通過努力是可以避免的， 也有一些地基與基礎(chǔ)工程事故是難以避免的。如按50年一遇標(biāo) 準(zhǔn)修建的防洪堤，遇到百年一遇的洪水造成的基礎(chǔ)沖刷破壞； 又如由超過設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的地震造成的地基與基礎(chǔ)工程事故；前面 提到的少數(shù)地質(zhì)情況特別復(fù)雜而造成地基與基礎(chǔ)工程事故也屬 于這一類。 地基與基礎(chǔ)工程事故還與人們的認(rèn)識(shí)水平有關(guān)，某

20、些工 程事故是由工程問題的隨機(jī)性、模糊性，以及未知性造成的。 隨著人類認(rèn)識(shí)水平的提高，可減少該類事故的發(fā)生。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 19 第四節(jié) 事故預(yù)防及處理對(duì)策 一、事故預(yù)防 絕大多數(shù)地基與基礎(chǔ)工程事故是可以預(yù)防的，精心設(shè)計(jì)、精 心施工可以預(yù)防工程事故中的絕大部分。 搞好工程勘察:預(yù)防地基與基礎(chǔ)工程事故首先要重視對(duì)建筑 場(chǎng)地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的全面、正確了解。要做到這一 點(diǎn)，關(guān)鍵要搞好工程勘察工作。 其次要做到精心設(shè)計(jì)。在全面、正確了解場(chǎng)地工程地質(zhì)條 件的基礎(chǔ)上，根據(jù)建筑物對(duì)地基的要求，進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。 如天然地基不能滿足要求，則應(yīng)進(jìn)行地基處理形成人工地基， 并采用合理的基礎(chǔ)

21、型式。 最后要做到精心施工。合理的設(shè)計(jì)需要通過精心施工來實(shí) 現(xiàn)。要杜絕施工質(zhì)量事故。 二、事故處理原則及程序 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 20 1. 分析事故產(chǎn)生的原因:發(fā)生地基與基礎(chǔ)工程事故后，要分析事 故產(chǎn)生的原因，對(duì)工程事故現(xiàn)狀作出評(píng)估并對(duì)其進(jìn)一步發(fā)展作 出預(yù)估。 2. 提出事故處理意見：在現(xiàn)場(chǎng)研究和進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上提 出事故處理意見。 3. 組織專家組委托工程顧問公司咨詢：必要時(shí)可組織專家組或 委托工程顧問公司提出事故處理意見。 對(duì)地基不均勻沉降造成上部結(jié)構(gòu)開裂、傾斜的，如地基沉 降確已穩(wěn)定，且不均勻沉降未超標(biāo)準(zhǔn)，能保證建筑物安全使用 的情況，只需對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固，不需對(duì)地

22、基進(jìn)行加固 處理。 若地基沉降變形尚未穩(wěn)定，則需對(duì)建筑物地基進(jìn)行加固， 以滿足建筑物對(duì)地基沉降的要求。在地基加固的基礎(chǔ)上，對(duì)上 部結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)或補(bǔ)強(qiáng)加固。已有建筑物地基加固和糾偏技術(shù) 在第五章中詳細(xì)介紹。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 21 若地基與基礎(chǔ)工程事故已造成結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞，難以補(bǔ)強(qiáng) 加固，或進(jìn)行地基加固和結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)費(fèi)用較大，還不如拆除原有 建筑物重建時(shí)，則應(yīng)拆除原有建筑物，進(jìn)行重建。 地基與基礎(chǔ)工程事故處理程序如書中圖63所示。 第五節(jié) 地基與基礎(chǔ)加固方法分類 當(dāng)天然地基不能滿足建筑物對(duì)它的要求時(shí)，需要進(jìn)行地基處 理，形成人工地基以滿足建筑物對(duì)它的要求。當(dāng)已有建筑物地 基與基礎(chǔ)發(fā)生工程事

23、故，需要對(duì)已有建筑物地基與基礎(chǔ)進(jìn)行加 固，以保證其正常使用和安全。地基與基礎(chǔ)加固方法很多，按 加固原理可分為下述八類： 1.置換 置換是用物理力學(xué)性質(zhì)較好的巖土材料置換天然地基中的部 分或全部軟弱土體或不良土體，形成雙層地基或復(fù)合地基，以 達(dá)到提高地基承載力、減少沉降的目的。主要包括換土墊層法、 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 22 擠淤置換法、褥墊法、振沖置換法(或稱振沖碎石樁法)、沉管碎 石樁法、強(qiáng)夯置換法、砂樁(置換)法、石灰樁法，以及EPS超輕 質(zhì)料填土法等。 2.排水固結(jié) 排水固結(jié)是指土體在一定荷載作用下固結(jié)，孔隙比減小，強(qiáng) 度提高，以達(dá)到提高地基承載力，減少工后沉降的目的。主要 包括

24、加載預(yù)壓法、超載預(yù)壓法、砂井法(包括普通砂井、袋裝砂 并和塑料排水帶法)、真空預(yù)壓與堆載預(yù)壓聯(lián)合作用，以及降低 地下水位等。 3.灌入固化物 灌入固化物是向土體中灌人或拌入水泥、或石灰、或其他化 學(xué)固化漿材在地基中形成增強(qiáng)體，以達(dá)到地基處理的目的。主 要包括深層攪拌法(包括漿體噴射和粉體噴射深層攪拌法)、高壓 噴射注漿法、滲入性灌漿法、劈裂灌漿法、擠密灌漿法和電動(dòng) 化學(xué)灌漿法等。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 23 4.振密、擠密 振密、擠密是采用振動(dòng)或擠密的方法使未飽和土密實(shí)，土體孔 隙比減小，以達(dá)到提高地基承載力和減少沉降的目的。主要包括 表層原位壓實(shí)法、強(qiáng)夯法、振沖密實(shí)法、擠密砂樁法、爆

25、破擠密 法、土樁、灰土樁法等。 5.加筋 加筋是在地基中設(shè)置強(qiáng)度高、模量大的筋材，以達(dá)到提高地基 承載力、減少沉降的目的。強(qiáng)度高、模量大的筋材，可以是鋼筋 混凝土也可以是土工格柵、土工織物等。主要包括加筋土法、土 釘墻法、錨固法、樹根樁法、低強(qiáng)度混凝土樁復(fù)合地基和鋼筋混 凝土樁復(fù)合地基法等。 6.冷熱處理 冷熱處理是通過凍結(jié)土體，或焙燒、加熱地基土體改變土體物 理力學(xué)性質(zhì)以達(dá)到地基處理的目的。它主要包括凍結(jié)法和燒結(jié)法 兩種。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 24 7.托換 托換是指對(duì)原有建筑物地基和基礎(chǔ)進(jìn)行處理和加固或改建。 主要包括基礎(chǔ)加寬法、墩式托換法、樁式托換法以及綜合托換 法等。 8.糾

26、偏 糾偏是指對(duì)由于不均勻沉降造成傾斜的建筑物進(jìn)行矯正 的手段。主要包括加載糾偏法、掏土糾偏法、頂升糾偏法和綜 合糾偏法等。 各類地基處理方法的簡(jiǎn)要原理和適用范圍如書中表62所 示。有的地基處理方法主要用于天然地基加固，有的地基處理 方法主要用于已有建(構(gòu))筑物地基加固，有的兩種情況均適用。 對(duì)地基處理方法進(jìn)行嚴(yán)格的統(tǒng)一分類是很困難的。不少 地基處理方法具有多種效用，例如土樁和灰土樁法既有擠密作 用又有置換作用。另外，還有一些地基處理方法的加固機(jī)理以 及計(jì)算方法目前還不是十分明確。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 25 尚需進(jìn)一步探討。地基處理方法不斷發(fā)展，功能不斷擴(kuò)大，也 使分類變得更加困難。因

27、此上述分類僅供讀者參考。 第六節(jié) 一般地基和基礎(chǔ)工程缺陷和事故的主要因素及其現(xiàn)象 一、因地基土層分布軟硬不均造成的缺陷和事故 由于地基土層分布軟硬不均導(dǎo)致建筑物墻體開裂、地面陷裂、 樓面拉裂，以至結(jié)構(gòu)發(fā)生傾斜、房屋發(fā)生損傷的實(shí)例在建筑工 程中是屢見不鮮的。究其原因，是建筑結(jié)構(gòu)各部位產(chǎn)生過大的 (超過規(guī)范容許值)不均勻沉降所致。具體地說又可分為以下幾 類情況： 第1類情況是地基中存在著局部高壓縮性軟弱土層； 第2類情況是雖然整個(gè)建筑物的地基中分布有軟弱土層， 但它們的厚薄相差懸殊； 第3類情況多屬于山區(qū)建筑，由于山區(qū)巖石表面傾斜，巖 石頂面以上覆蓋的土層厚薄也隨之不同； 學(xué)習(xí)資料僅供參考http

28、:/ 26 第4類情況是建筑物某一部位的基礎(chǔ)不恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置在回填 土上。下面分別列舉案例加以說明。 工程實(shí)例1： 北京某校教室樓為三層磚混結(jié)構(gòu)，二、三層為現(xiàn)澆鋼筋混 凝土大梁和預(yù)制樓板，屋蓋為木屋架、瓦屋面，西側(cè)輔助房間 及樓梯間為四屋鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓蓋。此樓設(shè)計(jì)時(shí)即發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ) 落在不均勻土層上：東南角下為較堅(jiān)實(shí)的亞粘土，而西北占總 面積23范圍內(nèi)卻有高壓縮性有機(jī)土及泥炭層，厚23m(圖5-1- 3)。當(dāng)時(shí)的處理措施是；對(duì)可能位于泥炭層上的基礎(chǔ)都采用鋼 筋混凝土條形基礎(chǔ)，并將地基承載力由120kNm2降至80kN m2， 同時(shí)在二、三層樓板下設(shè)置圈梁。此樓建成使用后第二年 即多處開裂，房屋微傾，不

29、得不停止使用，12年后進(jìn)行加固。 (1)房屋開裂和傾斜情況 東、西立面墻體裂縫如圖5-1-3c、d所示。其中最寬的裂縫 在西立面軸線邊，自墻頂起直達(dá)房屋半高，裂縫寬30mm左 右； 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 27 軸線屋架下內(nèi)縱墻的壁柱也被拉裂，錯(cuò)開30mm左右，這是北 墻一端下沉，與內(nèi)縱墻相連的拉梁將壁柱拉裂的緣故。在二、 三層樓面上，、軸線附近有貫通房屋東西向的裂縫，寬 1020mm不等。 圖5-6-1平面及裂縫情況 (a)鉆孔位置、三層平面及開裂情況(最寬處2lmm)；(b)泥炭土邊緣、二層平 面及開裂情況(最寬處12mm)；(c)東立面裂縫；(d)西立面裂縫；(e)房屋四周 相對(duì)和

30、絕對(duì)沉降(cm) 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 28 房屋東南角沉降小，西北角沉降大，相對(duì)沉降差8284mm左 右(圖5-1-3e)。 (2)地基土層分布(圖5-6-2鉆孔平面布置見圖5-6-2a) 圖5-6-2 鉆孔地質(zhì)剖面 (a)房屋軸線西側(cè)；(b)房屋軸線東側(cè) 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 29 表層為填土，疏松，厚23.5m； 第二層為亞粘土，褐灰色，a1-2O.45Mpa-1，厚11.5m； 第三層為有機(jī)土，灰黑色，較軟弱，550燒灼失量5 15 ，厚O.51.4m； 第四層為泥炭層，黑綠色，含大量未分解植物質(zhì)，燒灼失量 l5%5%，l55%160%,e3.543.82，a1-233

31、.6Mpa-1，屬 超高壓縮性，此層厚不均勻，多數(shù)0.52.3m，西端薄中部厚，東 南角無此泥炭層； 第五層為砂礫石，密實(shí)，厚0.81.5m； 第六層為亞粘土，黃褐色，厚816.8m； (3)事故原因分析 1)本樓位于古池塘邊緣，泥炭層邊線正處于房屋對(duì)角線上。如 果該樓在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)東移、西移或做穿越泥炭層的樁基、采用換 土地基等措施，都能避免此事故。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 30 所以事故主因是末處理好勘察、地基處理和建筑總平面三者關(guān)系。 2)對(duì)已發(fā)現(xiàn)局部超壓縮性軟弱地基的處理方案是錯(cuò)誤的。僅采 用降低地基承載力、加大鋼筋混凝土基礎(chǔ)底面積、在二、三層設(shè) 置圈梁的做法，它們對(duì)于地基實(shí)際發(fā)生

32、的不均勻變形基本上不能 起抵御作用。 3)房屋上部結(jié)構(gòu)布置未適應(yīng)地基變形特色。有三點(diǎn)失誤： 房屋中部有兩個(gè)空曠樓梯間，使樓面整體性在此處嚴(yán)重削 弱； 教室，三層基本上是一個(gè)56m寬12m的大房間(中間只有兩排 磚垛作為橫墻相連)，整個(gè)房屋的空間剛度太弱； 房北端為階梯教室，室內(nèi)填土從北向南坡下，加劇了北部的 沉降。 從以上因素分析，該樓必然西北部的沉降大于東南部。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 整個(gè)房屋如同既受反向彎矩又受扭矩的梁。裂縫必然集中在房 屋中部薄弱部位的頂端，上屋樓面和墻體的裂縫必然多于下層。 (4)加固處理做法(圖5-6-3) 56-3 某教室樓 加固處理示意 (a)平面； (b

33、)頂層圈梁； (c) 三層圈梁； (d)二層圈梁； (e) 窗間墻和墻 面做法。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 32 此樓需要等待沉降基本停止后方可進(jìn)行加固處理，為此等待了 12年。 曾經(jīng)考慮矽化法加固(因有機(jī)土和泥炭土很難與化學(xué)漿液 化合膠結(jié)而放棄)、現(xiàn)澆混凝土樁托梁法(因施工困難，費(fèi)用太 高而放棄)、拆除第三層改為兩層的減荷法(因影響使用而放棄) 等處理措施。 最后決定用“增設(shè)圈梁、加固墻體”的做法： 1)暫拆木屋蓋，在三層頂部增設(shè)一現(xiàn)澆內(nèi)外墻交圈的鋼筋混 凝土圈梁540mm350mm，422，做完后再將木屋蓋恢復(fù)； 2)在三層樓板頂皮標(biāo)高處加設(shè)一層現(xiàn)澆內(nèi)外墻的鋼筋混凝土 圈梁(室外160

34、mm680mm，822；室內(nèi)260mm200mm， 422)，每隔lm用螺栓穿過磚墻加以連接； 3)在二層樓板頂皮標(biāo)高處也增設(shè)類似圈梁見圖5-1-4d; 4)在外墻窗間墻和4個(gè)墻角，加設(shè)上下貫通的鋼筋(416)， 并錨固在基礎(chǔ)上，保證各層圈梁的共同工作； 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 33 5)外墻內(nèi)外兩面加設(shè)6200的鋼筋網(wǎng)并噴一層30mm水泥砂漿。 目前，此教室樓已安全使用多年，未發(fā)現(xiàn)新的開裂情況。 工程實(shí)例2： 北京某庫(kù)房樓，位于一荷花池東南側(cè)、東西干道北側(cè)。該庫(kù) 房為兩層樓房，平面呈一字形，東西向長(zhǎng)47.28m ，南北向?qū)?10.68m ，高7.50m( 圖5-6-4)。庫(kù)房正中為樓梯

35、間，東西各兩大 間，每間長(zhǎng)10.80m、寬l0.20m，中部有兩個(gè)獨(dú)立柱基。內(nèi)外墻 均為條形基礎(chǔ)。 圖5-6-4 某庫(kù)房樓平面及裂縫情況 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 34 (1)房屋開裂情況 此樓1980年動(dòng)工，當(dāng)年6月竣工后使用。一年后在庫(kù)房西側(cè) 二樓墻上即發(fā)現(xiàn)有裂縫。此后，裂縫數(shù)量增多，裂縫長(zhǎng)度延 伸，裂縫寬度展擴(kuò)。1984年4月曾對(duì)此庫(kù)房作詳細(xì)調(diào)查統(tǒng)計(jì)， 大 裂 縫 已 有 33 條 ， 有 的 裂 縫 長(zhǎng) 度 超 過 1.80m ， 寬 度 達(dá) 10 30mm，且地面多處開裂。 同年6月4日在庫(kù)房一樓西大間南墻裂縫處貼紙，6月8日紙即 被撕開，說明裂縫發(fā)展速度較快。同年10月，實(shí)測(cè)該

36、裂縫長(zhǎng)達(dá) 2.80m，寬為68mm。1991年2月15日再度實(shí)測(cè)該處裂縫，發(fā) 現(xiàn)已長(zhǎng)達(dá)3.20m，縫寬為810mm，且墻內(nèi)外貫通。說明6年多 來庫(kù)房的沉降仍在發(fā)展，但已有收斂的趨勢(shì)。 (2)地基土層分布(圖5-6-5) 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 35 圖5-6-5土層分布圖 (a)原勘察報(bào)告地層剖面(南側(cè))；(b)重新勘察地層剖面(南側(cè)) l979年在該庫(kù)房樓設(shè)計(jì)時(shí)所采用的“建筑地基勘察報(bào)告”地層 剖面圖見圖5-6-5。該報(bào)告建議的地基持力層為層，地基設(shè)計(jì)強(qiáng) 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 36 度取f100kNm2。 為研究事故原因和加固方案，于1984年10月重新鉆探，在 庫(kù)房南北外墻各

37、布置4孔，孔深67m，都鉆至堅(jiān)實(shí)卵石層終孔。 同時(shí)進(jìn)行原位測(cè)試與土工試驗(yàn)。查明土層分布如下： 表面為填土，疏松，厚1.652.30m； 第二層為新近代沖積粘性土，場(chǎng)地南為粘土，場(chǎng)地北還有 粉質(zhì)粘土和粉土，呈可塑至軟塑狀態(tài)，厚1.152.23m； 第三層為有機(jī)土和泥炭，黑色；有機(jī)土為飽和可塑狀態(tài)， 厚0.31.5m不等；泥炭層極疏松，稍濕，狀如蜂窩煤引火用炭 餅，有大量未腐爛植物質(zhì)，含量高達(dá)41.3，壓縮性極大；泥炭 層厚度極不均勻，東西兩端很薄，l、4、8三孔無，7孔厚 度超過2m； 第四層為粉砂，灰色灰黑色，密實(shí)，(東南局部有細(xì)砂薄 層)厚度很不均勻，1、5 厚度超過2m，3孔無，7孔僅0.

38、2m 厚。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 37 (3)事故原因分析 1)原勘察失誤是事故的主因。原“勘察報(bào)告”雖有7個(gè)鉆孔 資料，但僅有庫(kù)房對(duì)角線的4146孔分別深5.10m、5.35m，其 余5個(gè)孔深只有2m多，遠(yuǎn)不及地基受壓層深度。 更值得注意的是，其中有2個(gè)孔已穿透有機(jī)土與泥炭層 但卻未做記錄，“報(bào)告”中也未說明，只是簡(jiǎn)單地建議地基計(jì)算 強(qiáng)度為R1.0kgcm2 ，即fk100kNm2。這是該庫(kù)房發(fā)生嚴(yán) 重質(zhì)量問題的根源。 2) 設(shè)計(jì)人員面對(duì)這份粗糙而不滿足設(shè)計(jì)要求的“勘察報(bào) 告”，并末提出補(bǔ)做勘察的要求。此外，(GBJ789)規(guī)定對(duì)于三 層和三層以上房屋，其長(zhǎng)高比LH宜小于或等于2.5

39、； 本例雖為二層砌體結(jié)構(gòu)，但長(zhǎng)高比LH47.287.50 6.3，此值2.5，導(dǎo)致房屋的整體剛度過小，對(duì)地基過大不均勻 沉降的調(diào)整能力太弱。設(shè)計(jì)人又未采取加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)剛度的有 力結(jié)構(gòu)措施，也是導(dǎo)致墻體開裂的重要原因。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 38 (4)加固處理做法 曾經(jīng)考慮了4種加固方案： 1) 三重管旋噴樁定向旋噴法在基礎(chǔ)底面以下形成半徑為 0.60.8m的半圓樁，托住基礎(chǔ)使它們不再繼續(xù)下沉。但因?yàn)榛?礎(chǔ)底面寬度為1.2m，旋噴樁只能托住基底外側(cè)部分，將造成基 礎(chǔ)偏心受壓；同時(shí)由于該庫(kù)房北側(cè)可供施工的空間狹窄，難以 安置旋噴法的施工機(jī)械。 2)混凝土灌注樁架梁法如若采用常規(guī)灌注樁直徑

40、，地基中 的軟弱土層可能造成縮頸；若采用大直徑灌注樁，工程量大， 造價(jià)高。 3) 鋼管樁架梁法經(jīng)估算需用直徑200 、長(zhǎng)6m 的132 根鋼 管，不僅造價(jià)高而且在室內(nèi)分段打入后的連接做法既不易又難 以保證質(zhì)量。 4)鋼筋混凝土預(yù)制樁架梁法它的投資少，接樁采用硫磺 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 39 膠泥粘法，快速方便，被定為實(shí)施方案。所設(shè)計(jì)的預(yù)制樁橫截 面為180mm180mm，八角形，第一節(jié)長(zhǎng)260cm，下部30cm為 尖錐形，便于打入土中，第二、三節(jié)長(zhǎng)170cm，便于運(yùn)輸(庫(kù)房 室內(nèi)凈高3.30m，該樁分三節(jié)才能施工)。預(yù)制樁布置在墻體兩 側(cè)，間距23m不等。橫梁采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆梁，位于

41、基礎(chǔ) 墻的圈梁底側(cè)。 按上述第(4)方案加固后，未在加固部位新發(fā)現(xiàn)裂縫，房屋 使用情況良好。 工程實(shí)例3: 某五層住宅工程，全長(zhǎng)81.84m，總寬13.04m。樓板采用長(zhǎng) 向預(yù)制空心板，由三條縱墻承重(圖5-6-6)。橫墻為自承重墻。 基礎(chǔ)為三步灰土、磚砌大放腳。地基為第四紀(jì)沖積亞粘土，密 實(shí)，壓縮性低，地基承載力可達(dá)250kNm2 ，設(shè)計(jì)時(shí)取180kN m2。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 40 圖5-6-6某住宅平面、裂縫及地質(zhì)剖面示意 (a)平面及補(bǔ)鉆孔；(b)補(bǔ)充勘察土層剖面 (1)房屋開裂情況 該工程主體結(jié)構(gòu)完工后，進(jìn)行了一次檢查，發(fā)現(xiàn)西南角門口 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 41

42、處有一斜向裂縫，最寬處達(dá)10mm，直至灰土基礎(chǔ)上皮。裂縫上 寬下窄，自下而上向西傾斜。當(dāng)時(shí)在裂縫處貼石膏兩塊，一周 后，上面一塊石膏裂開1mm左右。同時(shí)，內(nèi)墻門洞處也有新裂 縫出現(xiàn)，而且一層頂部墻身外角略有外傾。這些跡象表明，地 基的不均勻沉降在發(fā)展中。 (2)補(bǔ)充勘察得到的西南角土層分布 經(jīng)過對(duì)房屋西南角進(jìn)行鉆孔補(bǔ)充勘察，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生裂縫的屋角 恰好座落在壓縮性較高的亞粘土回填土上。 補(bǔ)充勘察共計(jì)8個(gè)鉆孔(分布見圖5-6-6a)，各鉆孔土層分 布見圖5-6-6b。 由圖可見，回填土的深度以西南角最深，向東向北逐漸 變淺。填土的壓縮系數(shù)a1-20.59，e0.78?；靥钔翆右韵聻楹?厚 學(xué)習(xí)資料僅

43、供參考http:/ 42 的黃褐色可塑性亞粘土，e0.65，52，Ip14.6，IL0.6。 過去施工時(shí)，曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)該處回填土的土質(zhì)很差，但只是局部將基 礎(chǔ)加深80cm，以3:7灰土回填，且加深部分與原來的灰土基礎(chǔ)寬 度相等。補(bǔ)充勘察資料說明，局部加深的灰土層下還有1.5m左右 的回填土層，向東約1112m，向北約1214m，逐漸減薄至0。 根據(jù)估算，墻角處的自由沉降量可達(dá)12.2cm，而無回填土 處的自由沉降量只有6.5cm，差異5.7cm(局部?jī)A斜約0.005)規(guī)范規(guī) 定的允許值0.002)。 從上述情況看，裂縫的產(chǎn)生主要是由于對(duì)回填土沒有全部 挖除，因而產(chǎn)生過大不均勻沉降的緣故。 學(xué)習(xí)資料

44、僅供參考http:/ 43 此外，上部房屋的整體剛度很差，橫墻與樓板無聯(lián)系，各層 未設(shè)圈梁，也促使裂縫發(fā)展。 (3)加固處理做法(圖5-6-7) 采用柱墩架梁托底法，即在屋角墻體兩側(cè)各設(shè)置若干穿越回 填土座落在亞粘土層上的毛石混凝土柱墩(直徑11.2m)，上架 鋼筋混凝土次主梁，將原磚墻基礎(chǔ)挑起。計(jì)算上考慮加固后房 屋能共同工作。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 44 傳力途徑是將縱墻荷載傳給貼墻兩側(cè)的次梁，再由次梁傳 給橫穿墻體的主梁和柱墩。為了使縱墻荷載傳給次梁，每隔1m 左右在墻上剔一12cm深槽，由次梁側(cè)邊挑出槽齒伸入此深槽。 為了防止主梁混凝土在達(dá)到一定強(qiáng)度前過早受力，在柱墩與主 梁間

45、保留40cm空隙，待主梁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50后，再 澆筑梁墊。 為了驗(yàn)證此工程地基基礎(chǔ)加固的效果、加固前在外諾墻角 處 設(shè) 置 了 23 個(gè) 沉 降 觀 測(cè) 點(diǎn)。加固后第一個(gè)月測(cè)得沉降量為 0.560.80mm，第二個(gè)月測(cè)得新沉降量為0.020.03mm，說明 效果良好。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 5-6-7加固措施示意 (a)加固做法平面；(6)橫剖面；(b)梁墻結(jié)合處做法 應(yīng)吸取的教訓(xùn) 本節(jié)從3個(gè)側(cè)面說明地基軟硬不均造成的危害(房屋局部座落 45 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 45 在軟弱土層上、房屋完全座落在厚薄懸殊的軟弱土層上、房屋 座落在山區(qū)覆蓋層厚薄不同的土層上、房屋局部座

46、落在回填土 上)。 我們不能要求房屋都建造在良好地基上，但必須對(duì)擬建 房屋的地基土層有全面了解，以便提出合理的地基處理方案， 使房屋盡可能座落在良好的天然或人工地基上。 我們也不可能要求房屋不發(fā)生不均勻沉降，但必須使上 部結(jié)構(gòu)有足夠的整體剛度，以抵御房屋必然發(fā)生的不均勻沉降 而不致使墻體開裂。 本節(jié)3個(gè)實(shí)例的共同教訓(xùn)是： 1)工程勘察工作做得粗糙。 2)地基選擇和處理方法不當(dāng)。未能使房屋座落在比較均勻的 天然或人工地基上； 3)上部結(jié)構(gòu)整體剛度弱。這三點(diǎn)教訓(xùn)也就是平時(shí)常說的“情況 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 46 不明，決心不大，方法不好”。 3個(gè)實(shí)例的加固方案之所以成功，也是在這三方面認(rèn)真

47、考 慮和妥當(dāng)解決的結(jié)果。 二、因建筑物基礎(chǔ)底面土壓力過大超過地基承裁力造成的事 故 地基承載力是建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。各 類地基承受基礎(chǔ)傳來荷載的能力都有一定的限度。 超過這一限度，首先發(fā)生的是建筑物具有較大的不均勻 沉降，引起房屋開裂；如果超越這一限度過多，則可能因地基 土發(fā)生剪切破壞而整體滑動(dòng)或急劇下沉，造成房屋的傾倒或嚴(yán) 重受損。 下面列舉兩個(gè)全世界聞名的實(shí)例。 工程實(shí)例1： 加拿大特朗斯康谷倉(cāng)、平面呈矩形，長(zhǎng)度5944m，寬度 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 48 23.47m，高度31.00m，容積36368m3。谷倉(cāng)為圓筒倉(cāng)，每排13個(gè) 倉(cāng)，5排，總計(jì)65個(gè)圓筒倉(cāng)組成。谷

48、倉(cāng)的基礎(chǔ)為整塊鋼筋混凝土 筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)厚度61cm，基礎(chǔ)埋深3.66m。 1911年該谷倉(cāng)開始施工，1913年秋完工。谷倉(cāng)自重 20000t，相當(dāng)于裝滿谷物后總重量的42.5。1913年9月起，往 此谷倉(cāng)裝谷物，仔細(xì)裝載，均勻分布。 10月，當(dāng)谷倉(cāng)裝31822m3谷物時(shí)，發(fā)現(xiàn)谷倉(cāng)下沉，一小時(shí) 沉降達(dá)30.5cm。結(jié)構(gòu)物向西傾斜，并在24小時(shí)內(nèi)，整座谷倉(cāng)傾 倒，傾斜度離垂線達(dá)26053。谷倉(cāng)西端下沉7.32m，東端上抬 1.52m。10月18日，檢查傾倒后谷倉(cāng)上部鋼筋混凝土筒倉(cāng)，堅(jiān)如 盤石，僅有極少的表面裂縫。見圖5-6-8。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 49 (a) 圖5-6-8加拿大谷倉(cāng)

49、 （a）谷倉(cāng)因地基滑動(dòng)傾倒現(xiàn)場(chǎng)；（b）谷倉(cāng)傾倒事故剖面示意 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 50 (1)事故原因分析 經(jīng)檢查，谷倉(cāng)工程未做勘察。設(shè)計(jì)根據(jù)鄰近工程基槽開 挖試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算地基承載力為352kPa，應(yīng)用到這個(gè)谷倉(cāng)。谷 倉(cāng)場(chǎng)地位于冰川湖的盆地中。地基表層為近代沉積層，厚3m； 表層下面為冰川沉積粘土層，厚達(dá)12.2m。粘土層下面為冰川下 冰債層，固結(jié)良好。厚為3m。 1952年在離谷倉(cāng)18.3m處打了一些鉆孔，從粘土原狀試樣 測(cè)得：粘土層的平均含水量隨深度而增加，從40到約60； 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu從118.4kPa減小到70.0kPa，平均為100.0kPa； 平均液限105，塑限p

50、35，塑性指數(shù)高達(dá)IP70。由 試驗(yàn)可知這層粘土是高膠體、高塑性的。 按太沙基教授公式計(jì)算地基承載力人如采用粘土層無側(cè) 限抗壓強(qiáng)度平均值 100kPa，則f為276.6kPa，小于谷倉(cāng)地基破壞 時(shí)的基礎(chǔ)底面壓力329.4kPa。若用qumin70.0kPa計(jì)算，則f 193.8kPa，更遠(yuǎn)小于谷倉(cāng)地基滑動(dòng)時(shí)的實(shí)際基底壓力。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 51 卡拉費(fèi)斯計(jì)算指出：加荷速率對(duì)地基事故起作用，因?yàn)楹奢d突 然施加的地基承載力小于加荷固結(jié)逐漸進(jìn)行的承載力，這對(duì)粘 土尤為重要。因粘土需很長(zhǎng)時(shí)間才能完全固結(jié)。據(jù)裴克教授資 料計(jì)算，抗剪強(qiáng)度增長(zhǎng)所需時(shí)間約為1年，而谷物荷載施加僅 45天，幾乎相

51、當(dāng)于突然加荷。 綜上所述，加拿大特朗斯康谷倉(cāng)破壞的主要原因?yàn)椋汗?倉(cāng)事先未做勘察，設(shè)計(jì)盲目進(jìn)行，采用設(shè)計(jì)荷載遠(yuǎn)超過地基土 的承載力值，導(dǎo)致谷倉(cāng)發(fā)生地基整體滑動(dòng)破壞的嚴(yán)重事故。 (2)事故處理方法 在谷倉(cāng)基礎(chǔ)下，新做70多個(gè)混凝土墩，支承在巖石地基 上。用50t級(jí)千斤頂388個(gè)，逐漸將傾斜的基礎(chǔ)頂起來。補(bǔ)救工 程在傾斜谷倉(cāng)底部水平巷道中進(jìn)行。新做混凝土墩基深度達(dá) 10.36m。 經(jīng)過上述糾傾處理后，谷倉(cāng)于1916年恢復(fù)使用，但處理 的費(fèi)用是昂貴的。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 52 工程實(shí)例2： 近代世界上另一最嚴(yán)重的因地基承載力失效而導(dǎo)致破壞 的建筑物，是美國(guó)紐約的一座大型水泥倉(cāng)庫(kù)。這座水泥

52、倉(cāng)庫(kù)位 于紐約市漢森河旁，它的上部結(jié)構(gòu)為圓筒形殼，直徑d13m， 高度23.33m ；其基礎(chǔ)為整塊鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，筏板厚度 0.78m，基礎(chǔ)埋深2.80m。 1940年當(dāng)這座水泥倉(cāng)庫(kù)裝載水泥后，發(fā)生嚴(yán)重下沉，隨后 整座水泥倉(cāng)庫(kù)發(fā)生傾倒。傾倒后倉(cāng)庫(kù)的傾角達(dá)450。地基土被擠 出地面高5.18m 。與此同時(shí)，離水泥筒倉(cāng)凈距23m 以外的辦公 樓，受水泥倉(cāng)庫(kù)傾倒的影響也發(fā)生傾斜。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 53 （）水泥倉(cāng)庫(kù)因地基滑動(dòng)傾倒現(xiàn)場(chǎng)；（b）倉(cāng)庫(kù)傾倒事故剖面圖 (a) (b) 圖5-6-9 美國(guó)水泥倉(cāng)庫(kù)事故 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 54 事故原因分析如下： 紐約水泥倉(cāng)庫(kù)的地基土

53、分為4層(圖5-6-9b)： 表層為粘土，黃色，厚度5.49m； 第層為粘土，藍(lán)色，層狀，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N811，估 計(jì)承載力為84105kPa，厚度17.07m； 第層為碎石混粘土，棕色，厚度僅1.83m； 第層為巖石。水泥倉(cāng)庫(kù)筏板基礎(chǔ)位于表層黃色粘土中部； 由于黃色粘土層不厚，基礎(chǔ)底面以下僅約2.7m，基礎(chǔ)寬度超 過13m，地基主要持力層為第層藍(lán)色粘土； 水泥倉(cāng)庫(kù)高度達(dá)23.33m，裝載水泥后的基地荷載估計(jì)在 200250kPa之間，遠(yuǎn)大于藍(lán)色粘土的地基承載力，使倉(cāng)庫(kù)地基發(fā) 生剪切強(qiáng)度破壞而整體滑動(dòng)； 由于地基軟弱，地基整體滑動(dòng)產(chǎn)生巨大的滑動(dòng)力，使滑動(dòng) 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 5

54、4 體外側(cè)土發(fā)生變形，也導(dǎo)致23m外的辦公樓地基變形而傾斜。 美國(guó)紐約水泥倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)沒有認(rèn)真進(jìn)行地基承載力的計(jì) 算，這是這次事故的主要原因。當(dāng)這座水泥倉(cāng)庫(kù)開始發(fā)生大量沉 降災(zāi)難預(yù)兆時(shí)，如果立即卸除儲(chǔ)藏的極重的水泥，很容易挽救， 可以在倉(cāng)庫(kù)下托換基礎(chǔ)。但倉(cāng)庫(kù)負(fù)責(zé)人僅安排了仔細(xì)進(jìn)行沉降觀 測(cè)與記錄，未采取卸荷措施，結(jié)果發(fā)展成整體滑動(dòng)破壞的災(zāi)難。 應(yīng)吸取的教訓(xùn) 這兩個(gè)工程事故是典型的地基整體剪切破壞實(shí)例。它造成 的災(zāi)害比一節(jié)所述因地基過大不均勻沉降給工程帶來的損害嚴(yán)重 得多，它必須引起土建工程技術(shù)人員的極度重視。 設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到地基沉S與地基受到的壓應(yīng)力P有密切 關(guān)系，如圖5-6-12所示。當(dāng)P

55、不大時(shí)P-S呈直線關(guān)系，地基為壓密 階段()； P增大后，P-S呈曲線關(guān)系，這時(shí)基礎(chǔ)邊緣出現(xiàn)塑性變形 區(qū)， 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 56 圖5-6-11 P-S關(guān)系曲線 稱為局部剪裂階段()； 當(dāng)P很大時(shí)，地基塑性區(qū)連成一個(gè)連續(xù)滑動(dòng)面，稱為滑動(dòng)破壞 階段()，它會(huì)使基礎(chǔ)以上的建筑物傾倒。 地基承載力的基本值f0 應(yīng)取()和()的交界處P。，或取() 和()交界處PU的50。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 57 如地基壓應(yīng)力達(dá)到PU，對(duì)于壓縮性較小的土層，必將產(chǎn)生整 體剪切破壞；而對(duì)于壓縮性較大的土層，則會(huì)產(chǎn)生沖切剪切破壞 (我國(guó)某倉(cāng)庫(kù)基底壓力達(dá)150kPa，而下臥8m厚的軟土實(shí)際地基承

56、載力只有80kPa，結(jié)果發(fā)生因基礎(chǔ)兩側(cè)土被塑性擠出的過量沉降 破壞就是一例)。 所以設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)慎重對(duì)待工程勘察報(bào)告提供的地基承載 力建議值，嚴(yán)格計(jì)算基礎(chǔ)的實(shí)際土壓力。若對(duì)勘察報(bào)告的建議值 有懷疑，可以在現(xiàn)場(chǎng)做載荷試驗(yàn)驗(yàn)證。 施工人員在天然地基上建造大中型工程時(shí)，應(yīng)復(fù)核設(shè)計(jì)地 基承載力的合理性。一旦發(fā)現(xiàn)地基產(chǎn)生較大的沉降或傾斜，必須 立即停工，會(huì)同勘察、設(shè)計(jì)和使用單位共同研究，采取必要措 施，防止地基和建筑物發(fā)生災(zāi)難性破壞。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 58 三、 因地基中暗溝、古墓等舊構(gòu)筑物影響造成的缺陷和事故 建筑場(chǎng)地基槽開挖后，可能遇到許多局部異常情況。例如， 在地基土中存在有暗溝、古

57、井、菜窖、古墓、舊基礎(chǔ)、廢化糞 池以及防空洞等已廢除的構(gòu)筑物。 其中，在暗溝、深坑、古井內(nèi)往往充填疏松的建筑垃圾或淤 泥軟土，形成局部的松軟部位，可能引起基礎(chǔ)局部嚴(yán)重下沉， 導(dǎo)致上部墻體或 至于遇到舊基礎(chǔ)、廢化糞池等類構(gòu)筑物，它們往往比周圍天 然地基堅(jiān)實(shí)得多，形成軟硬突變，也會(huì)造成上部結(jié)構(gòu)開裂。 但是，這些暗溝、古墓等埋在地下，很難發(fā)現(xiàn)，有時(shí)由于面 積不大，即使鉆探也容易漏過。它們常常在施工刨槽后經(jīng)過釬 探拍底才能發(fā)現(xiàn)；有時(shí)釬探也只露了一個(gè)頭，需要深挖才能探 明。因此，在刨槽驗(yàn)槽過程中查明局部異常情況是十分重要的。 工程實(shí)例1： 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 59 某廠鑄鋼車間廠房長(zhǎng)度66.7

58、5m ，寬度39m，為三跨等高排 架，下弦標(biāo)高9.5m。15m主跨設(shè)5t與3t吊車各一臺(tái)。屋蓋為三合一 屋面板，15m 預(yù)應(yīng)力屋架和9m 薄腹梁。梁柱構(gòu)件為組合式吊車 梁，鋼筋混凝土工字形柱。柱基為鋼筋混凝土杯形基礎(chǔ)?；酌?積：邊柱為3.3m2.1m ，中柱為2.9m2.1m ，基礎(chǔ)一般埋深為- 2.0m 。外墻厚37cm ，采用塊石條形基礎(chǔ)?；缀粚?shí)干密度d 1.6g/3，夯實(shí)影響深度0.30.4m。 廠房主體結(jié)構(gòu)完工，安裝吊車前發(fā)現(xiàn)下列結(jié)構(gòu)開裂事故： (1)東山墻內(nèi)側(cè)A、B軸線間地面開裂，裂縫長(zhǎng)達(dá)15m，縫寬50 60mm，見圖5-6-12； （2）取B、C軸線和14軸線相交的9m薄腹梁

59、端有豎向裂縫、寬 35mm，下大上小，整個(gè)斷面裂通，見圖5-6-12b。 (3)南墻11-14軸間開裂，裂縫最大寬度約20mm。鋼筋混凝土圈 梁亦被拉裂。裂縫多達(dá)20余條，見圖55-6-12c。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 60 圖5-6-12 鑄鋼車間開裂情況 （a）平面與剖面；(b)薄腹梁端開裂；(c)南墻與圈梁開裂 (4)廠房東南角A、14軸向外偏移20mm。 (5)廠房東南6個(gè)基礎(chǔ)普遍下沉。下沉速率平均每月約34mm。 其中東南角A、14軸柱基沉降最嚴(yán)重。以3軸B、C軸為基準(zhǔn)的相 對(duì)沉降量見圖5-6-13。 (1)事故原因分析 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 61 圖5-6-13鑄鋼車

60、間東南部位基礎(chǔ)沉降與古墓分布圖 1)鑄鋼車間廠房未經(jīng)詳細(xì)勘察，據(jù)初勘階段鄰近廠房探坑資 料，按地基承載力150kPa 盲目設(shè)計(jì)。實(shí)際地基土非天然沉積 土，而是填土，地基承載力僅為100120kPa。 2)未按設(shè)計(jì)要求探墓深度67m，實(shí)際探墓深度只2m。事故 發(fā)生后進(jìn)行補(bǔ)探，在東南角10 個(gè)柱基范圍內(nèi)，就探出木棺11 個(gè)，位于基礎(chǔ)下或旁邊。木棺頂距基礎(chǔ)底面約1.52.0m。木棺 有的為空穴，有的充填淤土，見圖5-6-13虛線。 學(xué)習(xí)資料僅供參考http:/ 62 3)建筑場(chǎng)地東南角地勢(shì)低，設(shè)計(jì)未詳細(xì)據(jù)地形資料加深基礎(chǔ)埋 深。使該處基礎(chǔ)埋深僅0.6m，降低地基承載力設(shè)計(jì)值。 4)場(chǎng)地東南地勢(shì)低，雨