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1、5 0 4第五届全国岩土工程实录交流会岩土工程实录集 某建筑事故原因分析及其治理措施实录 吴新文 ( 北京矿务局综合地质工程公司， 北京1 0 2 3 0 0 1 工程概况 张家口 军分区干休所2 - 楼， 位于张家口市陵园路乙1 9 号院内. 为一幢3 层住宅楼， 建筑面 积约1 6 8 0 时， 建筑物总高 度1 0 . 2 0 m ， 条形基础， 砖混结构， 无地下室, 1 9 8 9 年竣工。 2 楼投人使用后， 发现该楼中单元东侧墙体由上至下发生墙体开裂， 受1 9 9 8 年张北地区两 次地震的影响， 墙体裂缝进一步加大， 影响了 建筑物的正常 使用。 受业主的委托， 我公司在详细
2、分析原有资料及实地踏勘的基础上， 决定采用双液压力注浆的 方法， 对2 - 楼进行地基 加固， 以 确保该建筑物的 正常安全使用。 1 9 9 9 - 0 9 一 2 6 进 人现场， 1 9 8 一 1 0 一 2 5 完成现场工作， 施工3 1 个化学注浆孔， 注浆总量为 1 4 . 4 9 . , 7 0 个水泥注浆孔， 注浆总量为3 6 . 4 0 时， 另外共设3 个钻孔对土洞进行了 有效的充填， 填充石屑、 砂子1 . 1 0 时， 化学浆2 . 0 时， 水泥浆1 0 . 3 0 衬， 总计1 3 . 4 0 时。 2 场地地若摘况 本建筑座落在山 坡一侧， 地形东高西 低， 基
3、础以下主要地基土自 上而下依次为: )3 : 7 灰土质量比垫层: 灰白一 灰揭色， 稍密一 中上密， 稍湿一 湿， 本层厚度 1 . 0 0 m 。本垫层 施工质量 较 差， 具体 表现 在白 灰渗 人不 均匀， 时多时少， 总体呈薄层状， 局部未形成整体， 机械钻 进最大岩芯长度仅为1 2 c m 。白 灰未经严格筛选， 可见大于1 5 ， 的灰块、 石块。 角 砾 未填土 层: 褐灰色， 稍密一 中 密， 湿， 最大粒 径5 c m ， 一般 粒径0 . 2 - 1 . 0 c m . 棱角状， 中一 弱风化. 粘质粉土及砾砂混合充填， 含量4 0 %一 4 5 %， 含有砖块、 瓷瓦片
4、、 碎铁块等杂质， 主 要分布在场地的中、 西段。施工时采用普通木夯法， 夯实度 不好， 且不均匀， 具体表现在: 成孔钻 进中时快时慢， 且塌孔现象严重; 本层经水泥浆压力灌注后， 形成团块分布于土中。本层厚度。 一1 . 5 0 m. 黄土状粘质粉土: 褐黄色， 中 下密， 湿一 饱和， 可塑， 属高压缩性强湿陷性土， 湿陷等级为互 一 m 级 非自 重 湿 陷 ， 本 层 厚0 . 5 0 - 4 . 3 0 认 。 由于建筑周围地面防水不好， 形成大气降水下渗， 加上本建筑已使用1 0 年， 部分上、 下水管 路出现跑、 漏水现象， 从而导致粘质粉土层部分湿陷。 另外， 在本楼北段，
5、存在一个旧水井， 由于施工时没有认真充填夯实， 仅用推土机推土填平， 因 此， 粘质粉土层湿陷 后形成一个土洞， 土洞顶深5 . 5 0 m ， 土洞底深6 . 4 0 m ， 体积1 1 . 4 0 时。 3 本故原因分析 墙体裂缝主要分布在该楼的中 段， 主要裂缝两条: 其中一条的由 楼顶贯穿到地面， 裂缝向东 倾斜， 倾角约8 0 0 ， 宽度3 一 8 m m ; 另一条裂缝宽2 一 6 二 ， 西段“ 多字型” 排列小裂缝若干。 根据现场实地观察和综合分析， 我们认为2 件 楼墙体开裂以下几方面的原因: ( 1 ) 经实测场地地形东西两端高差3 . 1 0 m ， 场地东段基本座落在
6、薄层的粉质粘土层上， 持力 层为角砾层， 而西段有2 . 5 0 m的人工加固地基， 且施工质量较差， 由此形成东硬西软的局面， 由 吴新文: 某建筑事故原因分析及其治理措施实录 5 肥 于地基土的承载力和压缩性相差悬殊， 这是造成此次事故的主要原因。 ( 2)施工质量差， 造成大气降水下渗和本楼管道受地基沉降的影响而出现跑漏水问题， 降低 了 基底土的强度， 同 时也造成湿陷性黄土的 湿陷变形， 加剧了 基础的 不均匀沉降。 (3) 地下土洞隐伏在本楼主要的承重墙下， 且分布在主要持力层范围内， 它是造成局部差异 沉降的主要原因。 ( 4)建筑场地属山区 不均匀地基， 本建筑物长高比 相对较
7、大， 因未设沉降缝， 当山区温度变化 大时， 温度应力与沉降应力在建筑物上部相重合， 增加了 裂缝宽度， 从而降低了建筑物的整体刚 度。 (5) 张北地区的两次地展亦加重了 本楼的开裂程度。 4 地若加圈方案设计 根据本建筑场地地基土构成、 分布及墙体裂缝产生的原因， 经反复论证， 决定采用不同的注 浆材料加固 不同的地基上， 其加固机理和技术方案如下: 4 . 1 沮险性黄土的加固 针对本场地存在湿陷性土的特性， 设计采用硅酸纳作为注浆材料， 其加固机理为: 硅酸钠( 水 玻瑞) 浆液注人土层后、 促使土的颖粒表面相互溶合胶结， 并在土中钙、 镁离子的化学反应作用 下， 使这种胶结得以固 化
8、， 从而增强土的 结构强度， 降低土的压缩性， 消除土的 湿陷性。 本次施工采用张家口 市宣化区福利加工厂生产的硅酸钠原液， Be二 4D. 42， 相对体积质量 1 39， 依据规范及本次设计要求， 将硅酸钠原液按1 : 2(体积比) 用水进行稀释成相对体积质量为 1 . 14一 1 . 巧的 浆液， 并用专用比 重计进行控制， 搅拌均匀后， 用压力泵并通过导管注人孔内， 设计 注 化学浆液钻孔31个、 平均 单孔注 浆t大于0 . 努心， 注 浆压力控制在。 . 1 0 0 . 3oM r a O 4 . 2 人工回 续地基土的加固 针对0 一 2 . 50m的3 : 7 质量的灰土层和角
9、砾回 填土层， 设计采用水泥做为注浆材料， 其 加固 机理为: 在较大压力 作用下， 将水泥 桨压人或挤人回填土的 裂隙和空隙中， 一面排除土层部 分空隙中的水份， 另一面将土层中大于0 . 加rnln 以上的空隙进行有效的 充填， 从而达到胶结固化 和充填地基土的作用， 本次施工采用的是张家口宣化水泥厂生产的月 2 5 奋 水泥， 水泥浆液按灰水 质量比1 : 0 . 7(重量比) 的比 例进行搅拌， 浆液比重控制在 1 . 6 一 1 . 7 ， 初凝时间为12h ， 终凝时间 为24h ， 28d 后水泥试样抗压强度可达llM Pa， 结石率可达如%。 4 乃口 矿渣硅酸盐水泥浆液， 按
10、灰水比1 ; 0 . 7 的比例进行搅拌均匀后， 通过压力泵经导管注人 孔内。 本次设计注浆孔70个， 平均单孔注浆量大于0 . 50心， 注浆压力控制在0 . 即一 1 . 加M r a o 4 ， 3 钻孔的布里及工作1 根据不同地基土的浆液渗透半径和压浆有效扩散半径及建筑场地的客观施工条件， 本工程 在2楼的室内、 外均设计了钻孔， 总数为70个， 钻孔深度5 一 s m ， 孔间距1 卜 印一 2 ， 加m ， 斜孔钻 进角度1 60一 头 笋 ， 钻孔孔径1 肠二 ， 以 保证最大程度地对基础下的 地基土进行加固， 总工作量为 4 5 2m。 4 . 4 施工顺序及方法 本次施工采用
11、隔孔注浆方法， 以控制瞬间附 加沉降量， 两种浆材的注浆顺序为， 在化学浆液 注人24h 时， 再压注水泥浆。 4 . 5 施工工艺流程 钻机定位测量立轴角度一钻进成孔，配制和搅拌浆液下止浆塞压力注浆达到设计 5 伪第五届全国岩土工程实录交流会岩土工程实录集 要求后起止浆塞， 用水泥浆补灌至孔口， 并抹平。 5 结语 通过此项工程的实践， 我们在以下几个方面取得了成果和经验: ( 1)合理的设计方案， 正确的施工方法， 有效地克服了压力注浆时给建筑物本身带来的新的 附加沉降问题. 在施工过程中和施工后， 未见已有裂缝有扩大的现象。 ( 2)在一个工程项目中， 针对不同的地基土分别采用两种注浆材
12、料， 并分段进行压力注浆， 并 取得了良好的地基加固 效果， 具体表现在: 1) 在后期施工的 钻孔中， 3 : 7(质量比) 灰土垫层顶底板处， 全部发现有3 一 15rlun 的水泥层， 并在层间发现有2 一 3 条细薄层状水泥脉。 2)场地西部层角砾素填土中， 大部分钻孔发现10一 1 00二 直径的团状水泥浆胶结体和少 量的细薄层水泥脉。 3)在层粘质粉土的中下部， 可见水泥脉完全充填在原垂直裂隙中。 4)施工结束后， 通过3 个验证孔的5 个土样试验， 地基土强度增加20%一 30%， 粘质粉土 层的湿陷性明显消除。 ( 3)土洞的发现和有效充填， 消除了土柯可能带来的突然下陷的隐患， 其上部已有建筑经 5 个月的 观察和监侧， 未发现该建筑的已有裂缝有扩大的现象( 坡体裂缝已在地基加固后进行处 理) 。 此项工程的圆满完成. 解决了委托方的 难题， 消除了隐患， 节省了翻建资金， 同 时也为我公司 带来了良 好的经济效益和社会效益。 本文采用张家口 军分区干休所地基加固工程竣工报告中的部分材料， 并得到冯科明高级工 程师的斧正， 对此表示衷心的感谢! ，考文献 1 . 阎明 礼主编， 地基处理技术 2 . 曾国 熙主 编. 地基处理手册 北京: 中国环境科学出版社， 1 卯 5 北京: 中国建筑工业出版社， 1 9 朋
