地基不均勻沉降案例分析

1、地基不均勻沉降案例分析一，案例（1）; 地基不均勻沉降造成的嚴重傾斜蘇州市虎丘塔l工程事故概況:虎丘塔位于蘇州市西北虎丘公園山頂，原名云巖寺塔，落成于宋太祖建隆二年（公元961年），距今已有1000多年悠久歷史。全塔七層，高47.5m。塔的平面呈八角形，由外壁、回廊與塔心三部分組成。虎丘塔全部磚砌，外型完全模仿樓閣式木塔，每層都有八個壺門，拐角處的磚特制成圓弧形，十分美觀，在建筑藝術(shù)上是一個創(chuàng)造。中外游人不絕。1961年3月4日國務(wù)院將此塔列為全國重點文物保護單位。1980年6月虎丘塔現(xiàn)場調(diào)查，當(dāng)時由于全塔向東北方向嚴重傾斜，不僅塔頂離中心線已達231m，而且底層塔身發(fā)生不少裂縫，成為危險建筑

2、而封閉、停止開放。仔細觀察塔身的裂縫，發(fā)現(xiàn)一個規(guī)律，塔身的東北方向為垂直裂縫，塔身的西南面卻是水平裂縫?；⑶鹚A斜全景（1980年6月）虎丘塔-地質(zhì)剖面圖2事故原因分析經(jīng)勘察，虎丘山是由火山噴發(fā)和造山運動形成，為堅硬的凝灰?guī)r和晶屑流紋巖。山頂巖面傾斜，西南高，東北低?；⑶鹚鼗鶠槿斯さ鼗?，由大塊石組成，塊石最大粒徑達1000mm。人工塊石填土層厚12m，西南薄，東北厚。下為粉質(zhì)粘土，呈可塑至軟塑狀態(tài)，也是西南薄，東北厚。底部即為風(fēng)化巖石和基巖。塔底層直徑1366m范圍內(nèi)，覆蓋層厚度西南為28m，東北為58m，厚度相差30m，這是虎丘塔發(fā)生傾斜的根本原因。此外，南方多暴雨，源源雨水滲入地基塊石填

3、土層，沖走塊石之間的細粒土，形成很多空洞，這是虎丘塔發(fā)生傾斜的重要原因。在十年“文革”期間，無人管理，樹葉堵塞虎丘塔周圍排水溝，大量雨水下滲，加劇了地基不均勻沉降，危及塔身安全。從虎丘塔結(jié)構(gòu)設(shè)計上看有很大缺點，沒有做擴大的基礎(chǔ)，磚砌塔身垂直向下砌八皮磚，即埋深05m，直接置于上述塊石填土人工地基上。估算塔重63000kN，則地基單位面積壓力高達435kPa，超過了地基承載力。塔傾斜后，使東北部位應(yīng)力集中，超過磚體抗壓強度而壓裂。3事故處理方法：首先采取加固地基的辦法。第一期加固工程是在塔四周建造一圈樁排式地下連續(xù)墻，其目的為減少塔基土流失和地基土的側(cè)向變形。在離塔外墻約3m處，用人工挖直徑1.

4、4m的樁孔，深入基巖50cm，澆筑鋼筋混凝土。人工挖孔灌注樁可以避免機械鉆孔的振動。地基加固先從不利的塔東北方向開始，逆時針排列，一共44根灌注樁。施工中，每挖深80cm即澆15cm厚井圈護壁。當(dāng)完成67根樁后，在樁頂澆筑高450mm圈梁，連成整體。第二期加固工程進行鉆孔注漿和樹根樁加固塔基。鉆孔注水泥漿位于第一期工程樁排式圓環(huán)形地下連續(xù)墻與塔基之間，孔徑90mm，由外及里分三排圓環(huán)形注漿共113孔，注入漿液達26637rn3。樹根樁位于塔身內(nèi)順回廊中心和八個壺門內(nèi)，共做32根垂直向樹根樁。此外，在壺門之間8個塔身，各做2根斜向樹根樁?？傆?8根樹根樁，樁直徑90mm，安設(shè)316受力筋，采用壓

5、力注漿成樁。這項虎丘塔地基加固工程，由上海市特種基礎(chǔ)工程研究所改裝了XJ1001型鉆機，用干鉆法完成，效果良好?；⑶鹚鼗庸滩贾脠D二，案例（2）；某工廠新建的一生活區(qū)地基不均勻沉降引起的事故 某工廠新建一生活區(qū)，共14幢七層磚混結(jié)構(gòu)住宅（其中10幢為條形建筑，4幢為點式建筑）。在工程建設(shè)前，廠方委托一家工程地質(zhì)勘察單位按要求對建筑地基進行了詳細的勘察。工程于一九九三年至一九九四年相繼開工，一九九五年至一九九六年相繼建成完工。一年后在未曾使用之前，相繼發(fā)現(xiàn)10幢條形建筑中的6幢建筑的部分墻體開裂，裂縫多為斜向裂縫，從一樓到七樓均有出現(xiàn)，且部分有呈外傾之勢；3幢點式住宅發(fā)生整體傾斜。后

6、來經(jīng)仔細觀察分析，出現(xiàn)問題的9幢建筑均產(chǎn)生嚴重的地基不均勻沉降，最大沉降差達160mm以上。           事故發(fā)生后，有關(guān)部門對該工程質(zhì)量事故進行了鑒定，審查了工程的有關(guān)勘察、設(shè)計、施工資料，對工程地質(zhì)又進行了詳細的補勘。經(jīng)查明，在該廠修建生活區(qū)的地下有一古河道通過，古河道溝谷內(nèi)沉積了淤泥層，該淤泥層系新近沉積物，土質(zhì)特別柔軟，屬于高壓縮性、低承載力土層，且厚度較大，在建筑基底附加壓力作用下，產(chǎn)生較大的沉降。    凡古河道通過的9棟建筑物均產(chǎn)生了嚴重的地基

7、不均勻沉降，均需要對地基進行加固處理，生活區(qū)內(nèi)其它建筑物（古河道未通過）均未出現(xiàn)類似情況。該工程地質(zhì)勘察單位在對工程地質(zhì)進行詳勘時，對所勘察的數(shù)據(jù)（如淤泥質(zhì)土的標準貫入度僅為3，而其它地方為712）未能引起足夠的重視，對地下土層出現(xiàn)了較低承載力的現(xiàn)象未引起重視，輕易的對地基土進行分類判定，將淤泥定為淤泥質(zhì)粉土，提出其承載力為100kN, Es為4Mpa。     設(shè)計單位根據(jù)地質(zhì)勘察報告，設(shè)計基礎(chǔ)為淺基礎(chǔ)，寬度為2800mm，每延米設(shè)計荷載為270kN，其埋深為1.4m2m左右。該工程后經(jīng)地基加固處理后投入正常使用，但造成了較大的經(jīng)濟損失，經(jīng)法

8、院審理判決，工程地質(zhì)勘察單位向廠方賠償經(jīng)濟損失329萬元。三，地基不均勻沉降引起的裂縫分析地基不均勻沉降和地基土層的均勻性、地基土的壓縮性及荷載差異等有關(guān)。根據(jù)我國國情，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范中允許磚混結(jié)構(gòu)有沉降，并允許有沉降差。雖然規(guī)范要求控制沉降差，但在磚混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中不太被人們注意。此沉降差反映到地基上的磚混結(jié)構(gòu)上，有時可引起墻體裂縫。 3.1地基不均勻沉降引起墻體裂縫的特征 1、裂縫向沉降較大的方向傾斜，沿著門窗洞口約成45 度，呈正八字形。2、在房屋高差較大或荷載差異較大的情況下，裂縫位于層數(shù)低的，荷載輕的部分，并向上朝著層數(shù)高的荷載重的部分傾斜。3、當(dāng)房屋的沉降分布曲線呈凸形時，往

9、往除了在縱墻兩端出現(xiàn)倒八字形傾斜裂縫處，也常在縱墻頂部出現(xiàn)豎向裂縫。在多層磚混結(jié)構(gòu)中，也有在窗口下坎墻上出現(xiàn)豎向裂縫的。3.2地基不均勻沉降原因分析 1.房屋地基土層分布不均勻，土質(zhì)差別較大是發(fā)生地基不均勻沉降的客觀原因。 2.主觀原因造成地基不均勻沉降多與設(shè)計有關(guān)，例如：地基處理方案和基礎(chǔ)設(shè)計不協(xié)調(diào)或在同一建筑物基礎(chǔ)下采用多種地基處理方法。由于建筑立面的錯層，平面的變化引起荷載不均勻，如處理不好，可以引起地基不均勻沉降。當(dāng)房屋縱墻剛度較差時，由土壤的應(yīng)力擴散作用，房屋兩端應(yīng)力逐漸減小，可以引起地基不均勻沉降。還有的設(shè)計不符合規(guī)范的規(guī)定，實際中有的筏板從橫墻軸線算起挑出長達 2100mm 遠遠

10、超出規(guī)范的“不宜超出1500mm”的規(guī)定。結(jié)果將改變地基受力狀態(tài)，造成不良后果。 3.施工原因造成人工地基承載力不均勻。 4.房屋建成后使用不當(dāng)，如基礎(chǔ)長期受水浸泡或在房基附近挖坑、施工松動地基土等。 四，防止地基不均勻沉降的措施4.1建筑設(shè)計方面 1.建筑物體型力求簡單。 建筑物立面的高差不宜懸殊，接受荷載差異不宜太大；在平面上形狀力求簡單，盡量避免凹凸轉(zhuǎn)角，同時平面上的轉(zhuǎn)折和彎曲也不宜過多，否則會使其整體性和搞變形能力降低。另外，適當(dāng)控制建筑物的長高比（建筑物在平面上的長度和從基底算起的高度之比），其越小，整體剛度越好，調(diào)整不均勻沉降的能力越強，一般控制在2.5 左右。對于砌體剛度，應(yīng)合理

11、布置縱橫墻?？v橫墻應(yīng)盡量貫通，橫隔墻的間距不宜過大，一般不大于建筑物寬度的1.5 倍為宜。 2.設(shè)置沉降縫。 沉降縫將建筑物分成各自獨立的單元，各單元的沉降不相互影響。一般在建筑平面的轉(zhuǎn)折部位，高度差異（或荷載差異）處，長高比過大的砌體承重結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位，地基土的壓縮性有顯著異處，建筑結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)類型不同處，分期建造房屋的交界處等設(shè)置沉降縫應(yīng)有足夠的寬度，建筑物越高（層數(shù)越多），縫就越寬。具體縫寬和構(gòu)造見規(guī)范及有關(guān)資料。 4.2結(jié)構(gòu)設(shè)計方面 1.減輕建筑物自重。 減輕建筑物自重可以減小基底壓力，是防止和減輕不均勻沉降很重要的途徑。實際中可采用輕質(zhì)材料，如多孔磚墻或其他輕質(zhì)墻體

12、；選用輕型結(jié)構(gòu)，如預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)以及各種輕型空間結(jié)構(gòu)；選用自重較輕、覆土較少的基礎(chǔ)形式，如淺埋的寬基礎(chǔ)、有半地下室或地下室的基礎(chǔ)，或者室內(nèi)地面架空地坪等。 2.設(shè)置圈梁和鋼筋混凝土構(gòu)造柱。 在建筑物的墻體里設(shè)置圈梁和構(gòu)造柱能增強建筑物的整體性，提高其抗彎剛度，在一定程度上能防止或減少裂縫的出現(xiàn)，即使出現(xiàn)了裂縫也能阻止裂縫的發(fā)展。 4.3施工方面 1、在基坑開挖時，不要擾動地基土，通?？拥妆Ａ?00mm 左右的土，待墊層施工時，再人工挖除。如坑底土被擾動，應(yīng)挖去，用砂、碎石回填夯實。要注意打樁、井點降水及深基開挖對附近建筑物的影響。 2、在已建成的小、輕型建筑物周圍，不宜堆放大量

13、的建筑材料和土方等重物，以免地面堆載引起建筑物產(chǎn)生附加沉降。 五，治理方法不均勻沉降引起的裂縫對結(jié)構(gòu)的承載能力和整體性有較大的影響，需要及時治理加固。在加固之前，應(yīng)做好對裂縫的勘察，掌握裂縫開展規(guī)律，再根據(jù)裂縫程度，對結(jié)構(gòu)進行適當(dāng)?shù)募庸烫幚怼?5.1一般性裂縫，如若干年后不發(fā)展，則可以認為不影響結(jié)構(gòu)安全使用，可采用填縫修補或灌漿修補。填縫修補分為水泥砂漿填縫和配盤水泥砂漿填縫，工序為：先將裂縫清理干凈，用勾縫刀、抹子、刮刀等到工具將：的水泥砂漿或比砌筑砂漿高一級的水泥砂漿或摻有 107 膠的聚合物水泥砂漿填入磚縫；配筋水泥砂漿填縫則每隔45 皮磚，在磚縫中先嵌入鋼筋，然后按上述工序進行處理。灌縫修補是用壓力設(shè)備把水灰比為0.71.0 的水泥漿液壓入墻體內(nèi)，使裂縫粘合。5.2對于影響安全使用的裂縫，應(yīng)進行加固處理。因墻體強度不夠而發(fā)生的裂縫，墻面可敷貼鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片用中 6100300 雙向或中 4100200 雙向鋼筋網(wǎng)，并配置穿