《第二章建筑物地基与基础事故分析及防治》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章建筑物地基与基础事故分析及防治（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章建筑物地基与基础事故分析及防治,2.1 综述,2.1.1建筑工程对地基的要求1、地基承载力或稳定性方面的要求2、沉降或不均匀沉降方面3、渗流方面 地基中渗流可能造成两类问题：一类是因渗流引起水量流失，另一类是在渗透力作用下产生流土、管涌。,2.1.2地基与基础的基本形式,一、地基基本形式通常建筑物地基可分为天然地基（层状地基、均质地基）和人工地基（均质地基、层状地基、竖向增强体复合地基、水平向增强体复合地基、桩基）。将人工地基与天然地基统一考虑，地基具有下述几种形式： 1、均质地基 2、层状地基 3、竖向增强体复合地基 4、水平向增强体复合地基 5、桩基,二、基础基本形式按基础埋置深度可
2、分：浅埋基础（条形基础、桩基础、片筏基础、壳体基础） 深埋基础（桩基础、沉井基础、地下连续墙基础） 明置基础按基础变形特性可分：柔性基础和刚性基础按基础形式可分：独立基础、联合基础、条形基础、片筏基础、箱形基础、桩基础、管柱基础、地下连续墙基础、沉井基础和沉箱基础,2.1.3常见地基与基础工程事故分类及原因综述,一、工程事故分类：（按土力学原理）1、地基变形造成工程事故 总沉降量或不均匀沉降超过建筑物允许沉降值时，影响建筑物正常使用造成工程事故。2、地基失稳造成工程事故 荷载密度过大，地基将产生剪切破坏，包括整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲切剪切破坏三种形式。地基产生剪切破坏将使建筑物倒塌或破坏
3、。3、地基渗流造成工程事故 渗流造成潜蚀，在地基中形成土洞、溶洞或土体结构改变，导致地基破坏； 渗流形成流土、管涌导致地基破坏； 地下水位下降引起地基中有效应力改变，导致地基沉降，严重的可造成工程事故。,4、土坡滑动造成工程事故5、地震造成工程事故 地震对建筑物的影响不仅与地震烈度有关，还与建筑物场地效应、地基土动力特性有关。6、特殊土地基工程事故 特殊土：湿陷性黄土地基、膨胀土地基、冻土地基、盐渍土地基。7、其他地基工程事故8、基础工程事故 基础错位事故：因设计或施工放线造成基础位置与上部结构要求位置不符合。 基础构件施工质量事故： 其他基础工程事故：基础型式不合理、设计错误等,二、工程事故
4、原因总述,1、对场地工程地质情况缺乏全面、正确的了解 （1）工程勘察工作不符合要求 （2）建筑场地工程地质和水文地址情况非常复杂 （3）没有按规定进行工程勘察工作,2、设计方案不合理或设计计算错误 （1）设计方案不合理 （2）设计计算错误：荷载计算不正确、基础设计错误、地基沉降计算不正确,3、施工质量造成地基与基础工程事故（比较少） （1）未按设计施工图施工 （2）未按技术操作规程施工,4、环境条件改变造成地基与基础工程事故 （1）地下工程或深基坑工程施工对邻近建筑物地基的影响 （2）建筑物周物地面堆载引起 （3）建筑物周围地基中施工振动或挤压对建筑物地基的影响 （4）地下水位变化对建筑物地基
5、的影响。,5、其他原因造成地基与基础工程事故 洪水、地震,2.1.4事故预防及处理对策,一、事故预防1、重视对建筑场地工程地质和水文地质条件的全面和正确了解。关键是要搞好工程勘察工作。2、精心设计3、精心施工,二、事故处理原则及程序教材309页,2.1.5地基与基础加固方法分类地基与基础加固方法很多，按加固原理可分为下述八类：1、置换换土垫层法、挤淤置换法、褥垫法、振冲置换法（或称振冲碎石桩法）、沉管碎石桩法、强夯置换法、砂桩（置换）法、石灰桩法、EPS超轻质料填土法。2、排水固结加载预压法、超载预压法、真空预压与堆载预压联合作用、降低地下水位。3、灌入固化物深层搅拌法、高压喷射注浆法渗入性灌
6、浆法、劈裂灌浆法、挤密灌浆法和电动化学灌浆法、夯实水泥桩法4、振密、挤密表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密砂石桩法、孔内夯实法、爆破挤密法、土桩、灰土桩法。5、加筋加筋土法、土钉墙法、锚固法、树根桩法、低强度混凝土桩复合地基和钢筋混凝土桩复合地基法。6、冷热处理冻结法、烧结法7、托换基础加宽法、墩式托换法、桩式托换法、综合托换法8、纠偏加载纠偏法、掏土纠偏法、顶升纠偏法和综合纠偏法。,2.2 地基与基础工程事故及处理2.2.1地基沉降造成的工程事故一、概述沉降量过大或者不均匀沉降，建筑物不均匀沉降过大对上部结构的影响主要反映在以下几个方面：1、墙体产生裂缝：不均匀沉降使砖砌体承受弯曲而导
7、致砌体因受拉应力过大而产生裂缝。2、柱体断裂或压碎：不均匀沉降使中心受压柱体产生纵向弯曲而导致拉裂，严重的可造成压碎失稳。3、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。,对结构物裂缝视裂缝情况可采用下述处理方法：1、修补裂缝：在缝内填入膨胀水泥浆或环氧粘结剂，或其他化学浆液，表面抹平，重做面层；2、局部修复：部分凿除，重新浇注或砌筑；3、结构补强：外包钢板、或高强碳纤维、或钢筋混凝土；4、其他处理方法：改变结构方案、改变使用条件、或局部拆除重做。,2.2.2地基失稳造成的工程事故一、概述地基可能产生整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲切剪切破坏。地基破坏
8、形式与地基土层分布、土体性质、基础形状、埋深、加何速率等因素有关。地基失稳在工业与民用建筑工程中较少，在交通水利工程中较多。地基失稳造成工程事故补救比较困难，所以重在预防。,2.2.3基坑工程工程事故基坑工程具有下述特点：1、基坑围护体系是临时结构，安全储备较小，具有较大的风险性；2、由于工程地质和水文地质差异很大，基坑工程具有很强的区域性；3、基坑与相邻建（构）筑物、地下管线等环境条件有关，具有很强的个性；4、基坑工程涉及地基稳定、变形和渗流三个土力学课题，同时学要岩土也结构两个方面的知识，具有很强的综合性；5、目前没有成熟理论精确计算土压力；围护体系变形无法预知。6、基坑工程具有较强的空间
9、效应与时间效应；7、基坑工程包括围护体系设计与施工和土方开挖两部分；8、基坑工程具有重要的环境效应。基坑工程事故形式与围护结构形式有关。,围护结构形式主要可以分类：1、放坡开挖及简易围护；2、悬臂式围护结构；3、重力式围护结构；4、内撑式围护结构；5、拉锚式围护结构；6、土钉墙围护结构；7、其他形式围护结构；,围护体系破坏形式：P335图1、墙体折断破坏；2、墙体失稳破坏；3、基坑隆起破坏；4、踢脚失稳破坏；5、管涌破坏；6、支撑体系失稳破坏,2.2.4边坡滑动工程事故边坡失稳产生滑动破坏不仅危及边坡上的建（构）筑物，而且危及坡上和坡下附近建（构）筑物的安全。土坡滑动对建（构）筑物的破坏是严重
10、的。在山坡地基和江边湖边地基上进行土木工程建设一定要重视土坡稳定问题。土坡治理可采用减少荷载，放缓坡度，支挡，护坡，排水，土质改良，加固等措施综合治理。,2.2.5地震造成工程事故,地震对建（构）筑物的破坏作用是通过地基和基础传递给上部结构的。地震是地基和基础起着传播地震波和支承上部的双重作用。地震时，建筑物可能由于地基承载力降低和产生不均匀沉降引起破坏，也可能由于上部结构不能承受地震力产生的附加应力而破坏，或两者兼而有之。地震对建（构）筑物的破坏与地质条件有关；地震与场地条件有关：孤立的山丘、山梁、高差较大的黄土台地，以及山嘴等地形形态震害比较严重；多层地基、土层分布对震害也有较大的影响。基
11、础型式不同，抗震性能不同。据震后调查资料表明：基础与震害之间存在一定关系。对不良地基进行地基处理可有效提高地基的抗震性能。,2.2.6特殊土地基工程事故,一、湿陷性黄土地基工程事故黄土：湿陷性黄土：自重湿陷性黄土 非自重湿陷性黄土 非湿陷性黄土：湿陷性黄土地基受水浸湿后，土体结构迅速破坏而发生显著附加沉降导致建筑物破坏是常见的湿陷性黄土地基工程事故。,为防止黄土湿陷采取合理措施包括：通过地基处理消除建筑物地基的全部湿陷量和部分湿陷量；防止水浸入地基，避免地基土体发生湿陷；加强上部结构刚度，采用合理体型，使建筑物对地基湿陷变形有较大的适应性。,湿陷性黄土地基处理方法有下述几种：,土或灰土垫层法；
12、土桩或灰土桩法；重锤夯实法和强夯法；预浸水法；振冲碎石桩法；深层搅拌法；灌浆法；桩基础。,对湿陷性黄土地基上已有建筑物地基加固和纠偏主要采用下述方法：桩式托换；灌浆法；石灰桩法和灰土桩法；加载促沉法和浸水促沉法纠偏及其他纠偏技术。,二、膨胀土地基工程事故,膨胀土是具有较大的吸水膨胀和失水收缩变形特征的高塑性粘性土。膨胀土地基处理主要措施：排水或保湿措施、换土、加深基础埋深或采用桩基础等。,三、冻土地基工程事故,土中水冻结时，体积约增加原水体积的9%，从而使土体体积膨胀，融化后土体体积变小。土体冻结使原来土体矿物颗粒间的水分联接变为冰晶胶结，使土体具有较高的抗剪强度和较小的压缩性。,防治建筑物冻
13、害的方法有多种，基本上可归为二类：一类是通过地基处理消除或减小冻胀和融沉的影响；另一类是增强结构对地基冻胀和融沉的适应能力。消除或减小冻胀和融沉影响的地基处理方法：换填法；采用物理化学方法改良土质；保温法；排水隔水法。,四、盐渍土地地基工程事故,盐渍土是指含盐量超过一定数量的土。盐渍土主要特点：盐渍土中液相含有盐溶液，固相含有结晶盐。盐渍土地基浸水后，土中盐溶解产生地基溶陷，某些盐渍土在环境温度或湿度变化时可能产生土体体积膨胀；盐渍土的盐溶液会导致建筑物和市政设施材料的腐蚀。,盐渍土地基减小地基溶陷的处理方法,水预溶法；换填法；强夯法；盐化处理法；采用桩基础。盐渍土地基防止盐胀措施有：化学方法
14、；换填法；设地面隔热层，使地基地温变化幅度小。,2.2.7基础工程事故,一、概述基础工程事故指建（构）筑物基础部分强度不够、变形过大、或基础错位造成建筑工程事故。1、基础错位事故（有三类）（1）基础平面错位：上部结构与基础在平面上相互错位，有的甚至方向有误，上部结构与基础南北方向颠倒；（2）基础标高有误；（3）基础上预留洞口和预埋件的标高和位置有误。2、基础孔洞事故：钢筋混凝土基础工程表面出现严重蜂窝、漏筋或孔洞,3、桩基工程事故（1）常见沉管灌注桩质量事故：桩身缩颈、夹泥：提管速度过快、混凝土配合比不良、和易性流动性差、混凝土浇注时间过快；桩身裂缝或断桩：沉管灌注桩是挤土桩。施工过程中挤土使
15、地基中产生超静孔隙水压力。桩间距过小，地基土中过高的超静孔隙水压力，以及邻近桩沉管挤压等原因可能使桩身产生裂缝甚至断桩。桩身蜂窝、空洞：主要原因是混凝土级配不良，粗骨料粒径过大，和易性差及粘土层中夹砂层影响等。,对产生事故的原因，采用下述措施预防事故发生：1)通过试桩核对勘察报告所提供的工程地质资料、检验打桩设备质量的技术措施是否合适。2)采用合适的沉、拔管工艺，根据土层情况控制拔管速度。3)选用合理的混凝土配合比。4)确定合理打桩程序，减小相邻影响。,(2)常见钻孔灌注桩质量事故钻孔灌注桩可分为干作业法和泥浆护壁法两大类。干作业法又可分为机械钻孔和人工挖孔两类。泥浆护壁法又可分为反循环钻成孔
16、、正循环钻成孔、潜水钻成孔以及钻孔扩底等多种成孔工艺。,主要事故反映在下述方面：1)钻孔灌注桩沉渣过厚。2)塌孔或缩孔造成桩身断面减小，甚至造成断桩。3)桩身混凝土质量差，出现蜂窝、孔洞。预防措施主要有根据土质条件采用合理的施工工艺和优质护壁泥浆，采用合适的混凝土配合比。若发现桩身质量欠佳和沉渣过厚，可采用在桩身混凝土中钻孑L、压力灌浆加固，严重时可采用补桩处理。,(3)预制桩常见质量事故打入桩或静压桩质量事故一般较少。常见质量事故为桩顶破碎、桩身侧移、倾斜及断桩事故。打入桩较易发生桩顶破碎现象。其原因可能是：混凝土强度不够、桩顶钢筋构造不妥、桩顶不平整、锤重选择不当、桩顶垫层不良等。打人桩和静压桩会产生挤土效应，可能引起桩身侧移、倾斜、甚至断桩。根据产生桩顶破碎的原因采取相应措施，避免桩顶破碎现象发生。若桩顶破坏可凿去破碎层，制作高强混凝土桩头，养护后再锤击沉桩。减小挤土效应的措施有：合理安排打桩顺序，控制打桩速度，如需要可先钻孔取土再沉桩，有时也可在桩侧设置砂井或减压孔。采用空心敞口预制桩也要减小挤土效应。,
