第二章_地基与基础工程质量事故分析与处理

• 四、地基工程事故分析与实例
• （一）地基沉降造成的工程事故 • 1.事故现象 • （1）建筑物产生倾斜。长高比较小的建筑物，特别是高耸构筑物， 不均匀沉降将引起建（构）筑物倾斜。若倾斜较大，
第二节 地基工程事故原因分析与处理
图2-1 荷载试验 的F—S曲线
第二节 地基工程质量事故分析与处理
一、建筑工程地基事故类别及特征 建筑物事故的发生，不少与地基问题有关。 (一)地基失稳事故
的沉降量较小，四层房屋的沉降量较大，五层至六层则更大。
图2-5 某建筑物沉降随时间衰减曲线
第二节 地基工程质量事故分析与处理
(2)沉降速率大 建筑物的沉降速率是衡量地基变形发展程度与状 况的一个重要标志。 (3)沉降稳定历时长 建筑物沉降主要由于地基土受荷后，孔隙水
压力逐渐消散，而有效应力不断增加，导致地基固结作用所引起 的。 2.不均匀沉降对上部结构产生的影响 (1)砖墙开裂 由于地基不均匀沉降使砖砌体受弯曲而导致砌体因 受主拉应力过大而开裂。 (2)砖柱断裂 砖柱裂缝有水平缝及垂直缝两种类型。 (3)钢筋混凝土柱倾斜或开裂 单层钢筋混凝土柱的排架结构，常 因地面上大面积堆料造成柱基倾斜。
第二节 地基工程质量事故分析与处理
(1)建筑物的开裂破坏一般具有地区性成群出现的特性 建筑物大 部分是在建成后三五年，甚至一二十年后才出现开裂，也有少部 分在施工期就开裂的。
(2)遇水膨胀、失水收缩引起墙体开裂 墙体裂缝有正、倒八字形、 X形，还有水平缝及局部斜裂缝(见图2-6)。
图2-6 墙体裂缝示意图 a)正八字形 b)倒八字形 c)局部斜裂缝 d)水平裂缝
• （一）地基的沉降与变形事故 • 1.软土地基不均匀沉降事故
第二节 地基工程事故原因分析与 处理
• • • • 2.膨胀土地基变形事故 3.湿陷性黄土地基变形事故 （二）地基失稳事故 1.事故类型：（1）冲切剪切破坏。（2）整体剪切破坏。（3）局部 剪切破坏。 • 2.事故特征：地基失稳的特征如图所示。
第二节 地基工程质量事故分析与处理
2)房屋位于斜坡上，在滑坡情况下，房屋下的土发生移动，部分 土绕过房屋基础移动，如图2-8所示。
图2-7
房屋下地基松动
第二节 地基工程质量事故分析与处理
图2-8
房屋下土移动
3)房屋位于斜坡下部，房屋要经受滑动土体的侧压力(见图2-9)。
第二节 地基工程质量事故分析与处理
图2-10 常用桩墙式支护结构 a)钢筋混凝土悬臂支护 b)钢筋混凝土内撑式支护 c)钢板桩水平锚碇支护 d)钢板桩坑内斜撑支护 e)钢板桩多层水平内撑支护 f)钢板桩多层锚拉支护
第二节 地基工程质量事故分析与处理
1)属于结构构件失效形式有： ① 内撑压屈或锚拉杆断裂(见图2-11a)。主要原因是地面荷载增大 或土压力计算有误，也可能是内部支撑断面过小导致受压失稳，
第二节 地基工程事故原因分析与 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。
• 二、导致地基工程事故产生的原因
• • • • （一）地质勘察问题 （二）设计方案及计算问题 （三）施工问题 （四）环境问题
• 三、地基工程事故的类型及特征
建筑工程质量事故分析 第2版
主编
第二章 地基与基础工程质量事故分析与处理
第一节
地基与基础工程事故概述
第二节 地基工程质量事故分析与处理 第三节 基础工程质量事故分析与处理 第四节 建筑地基加固与纠倾技术
第一节 地基与基础工程事故概述
• 一、地基与基础工程的建筑要求
• 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的要求。
图2-9
滑动土体压在房屋上
3.基坑工程质量事故 1)基坑支护全体系具有临时性，地下工程完工后即失去作用，因 而它设计时的安全储备较小。
第一节 地基工程质量事故分析与处理
2)基坑工程具有较大的综合性，从土力学看它涉及土的稳定、变 形和渗流三方面问题；从支护结构看它涉及结构、力学和材料三 方面知识。
3)基坑工程具有很强的地区性，在不同工程地质、不同的建筑要 求下，它的差异很大。
第二节 地基工程质量事故分析与处理
(4)高耸构筑物的倾斜 建到软土地基上的烟囱、水塔、筒仓、立 窑、油罐和储气柜等高耸构筑物，采用天然地基，则产生倾斜的 可能性较大。
3.地基湿陷变形对上部结构产生的影响 (1)基础及上部结构开裂 湿陷性黄土地基引起房屋下沉量大，墙 体裂缝大，并开展迅速。 (2)倾斜 湿陷变形只出现在受水浸湿部位，而没有浸水部位则基 本不动，从而形成沉降差，因而整体刚度较大的房屋和构筑物， 如烟囱、水塔等则易发生倾斜。 (3)折断 当地基遇到多处湿陷时，基础往往产生较大弯曲变形， 引起房屋基础和管道折断。 4.地基胀缩变形对上部结构产生的影响
图2-2
加拿大特朗斯康谷仓的地基事故
第二节 地基工程质量事故分析与处理
图2-3 地基局部剪切破坏
第二节 地基工程质量事故分析与处理Biblioteka 图2- 4 地基冲切剪切破坏
(二)地基变形事故
第二节 地基工程质量事故分析与处理
1.软弱地基变形特征 (1)沉降大而不均匀 软土地区大量沉降观测资料统计表明，砖墙 承重的混和结构建筑，如以层数表示地基受荷大小，则三层房屋
第二节 地基工程事故原因分析与 处理
• 一、地基工程事故概述
• 建筑工程事故的发生不少与地基问题有关。地基事故的主要原因是由 于勘察、设计、施工不当或环境和使用情况发生改变引起的，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，按其性质可分为地基强度和变形两大类。地基强度问题引 起的地基事故主要表现在地基承载力不足或丧失稳定性；地基变形问 题引起的事故常发生在软土、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土等地 区。
• 二、地基与基础的关系
• 基础是与地基紧密联系、互相依存的工程结构。基础的设计、施工必 须依据地质情况，采用适宜的基础形式、材料、埋深与施工方法，以 有效地承受上部结构的荷载。不合理或错误的基础设计与施工质量问 题都会导致基础工程质量缺陷与事故。
第一节 地基与基础工程事故概述
• 三、地基与基础工程事故的发生
或者锚拉杆断面不足、长度不足以及锚固部分失效。为此要正确 设计内撑和锚拉杆，留有足够安全储备。 ② 支护墙平面外变形过大或弯曲破坏(见图2-11b)。支护墙过薄、 土压力计算不准、地面增加堆载或基坑挖土超深等原因都可能产 生这种现象。为此要正确地设计墙体，严格控制挖土深度。 2)属于土体失效形式有： ① 基坑外侧土体失稳，滑动面在支护墙下通过(见图2-11c)。主要 原因往往是支护墙底部入土深度不足或撑锚系统失效、地面荷载 过大所造成的基坑边坡整体滑动破坏，也称整体失稳破坏。
第二节 地基工程质量事故分析与处理
(3)在地质条件相同情况下的房屋开裂破坏 此种破坏以单层、二 层房屋较多，三层房屋较少、较轻。 (4)外墙与内墙交接处的破坏。
(5)室内地坪开裂，特别是空旷的房屋或外廊式房屋的地坪易出现 纵向裂缝。 5.地基冻胀、融陷变形对上部结构产生的影响 (1)墙体裂缝 一、二层轻型房屋的墙体裂缝很普遍。 (2)基础拉断 这种情况经常发生在不采暖的轻型结构砖砌基础中， 主要因侧向冻切力作用所致。 (3)外墙因冻胀抬起、内墙不动、天棚与内墙分离 这种情况常发 生在农村单层住宅采暖房屋里。
• 当地基的整体稳定性和承载力不能满足要求时，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 荷载（包括静、动荷载的各种组合）的作用下，地基将产生沉降、水 平位移以及不均匀沉降，若地基的变形超过允许值，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而造成的工程事故比例最高，尤其是在深厚 的软钻土地区。
第一节 地基与基础工程事故概述
• 四、地基与基础工程事故的特点
• 地基和基础都属地下隐蔽工程，建筑工程竣工后难以检查，使用期间 出现缺陷事故苗头也不易察觉。一旦发生事故，难以补救，甚至造成 灾难性的后果。因此，建设工程中的地基基础工程的缺陷和事故，具 有普遍性、地方性、隐蔽性和严重性的特点。
第一节 地基与基础工程事故概述
第二节 地基工程质量事故分析与处理
② 支护墙底部走动(见图2-11d)。主要原因是基坑底部土质太差， 能承受的被动土压力很小，或支护墙埋深过浅使得墙底部被动土 压力不足，它们都可能使墙底踢脚处的土体失稳破坏。
3)基坑底部土体隆起(见图2-11e)。 4)基坑内管涌(见图2-11f)。
图2-11 锚桩式支护结构的破坏形式 a)锚拉破坏或支撑压屈 b)平面变形过大或弯曲破坏 c)墙后土体整体滑动失稳 d)底部走动 e)坑底隆起 f)管涌
• 五、地基与基础工程质量控制的重要性
• 地基与基础工程是建筑施工技术复杂、难度很大的分部工程之一。主 要包括无支护土方、有支护土方、地基处理、桩基、地下防水等子分 部工程。地基与基础施工质量合格与否，直接影响到建筑物的结构安
全。随着国家经济的发展和施工技术的进步，单体工程的建筑规模越
来越大，综合使用功能越来越多，故地基与基础的施工质量越来越受 到人们的关注和重视。
第二节 地基工程质量事故分析与处理
4.强夯地基质量事故的原因 二、地基工程事故原因分析 (一)地质勘察问题
(1)地基勘察工作欠认真，所提供的土体性质指标及地基承载力不 确切 例如某办公楼，设计之前仅作简易触探，而设计者又按勘 察报告提出的偏高土力学指标进行设计。 (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、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。