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1、地基基础的加固建筑物地基基础常见问题及原因分析建筑物基础加固建筑物地基加固建筑地基基础事故的补救与预防第一节 建筑物地基基础常见问题 及原因分 析一、常见问题一、常见问题 1.墙体开裂 地基或基础一旦发生问题,一般是通过墙体开裂反应出来。而墙体的整体性及承载力也会因地基基础的问题而削弱,甚至丧失。在实际工程中,沉降缝是经常见到的。2.基础断裂或拱起 当地基的沉降差较大,基础设计 或施工中存在问题时,会引起基础断裂。 第一节 建筑物地基基础常见问题 及原因分 析3.建筑物下沉过大 当地基土较软弱,基础设计 形式不当及计算有误时,会导致整座建筑物下沉过大,轻者会造成室外水倒灌,重者建筑物无法使用。
2、例如,上海展览馆的中央大厅为箱形基础,1954年建成,30年后的累计沉降达18001800mmmm。再如,墨西哥城的国家剧院建在厚层火山灰地基上,建成后沉降达3000mm,门厅成为半地下室,影响了剧院的使用。第一节 建筑物地基基础常见问题 及原因分 析4.地基滑动 地基滑动有两种情况 ,一种是下雨、渗水 后在坡地建筑物的下 部开挖时而引起的地 基滑动;另一种是地 基普遍软弱,设计时 将地基承载力估值 过高或使用时严重 超载而引起的地基失 稳,产生滑动事故。 第一节 建筑物地基基础常见问题 及原因分 析5.地基液化失效 疏松的粉细砂、轻亚粘土地基,地震时容易产生液化,强度 剧烈下降,致使建筑物倾
3、倒和大幅度震沉。例如,唐山矿冶学院书库 为四层楼房,1976年唐山 地震时发生震沉,一层楼 全部沉入地下。再如,日 本新渴公寓建于砂土地 基上,1961年6月因新渴发 生7.5级地震,地基发生液 化而倾倒。第一节 建筑物地基基础常见问题 及原因分 析二、原因分析二、原因分析 1.主观原因 (1)不认真勘察,没有完整的勘察资料。地质勘察报告是建筑物地基基础设计 的基本依据。不进行勘察而凭经验设计 ,或勘察工作做得不认真、不细致,勘察报告未能准确反映实际地质条件,甚至漏测局部夹层弱土,没有探出局部土坑、古井,或是提供的土质指标不确切,均会导致设计失误,从而造成地基基础事故。 第一节 建筑物地基基础
4、常见问题 及原因分 析(2)设计方案不周。地基基础设计 方案的选择和确定非常重 要,必须做到因地制宜,安全可靠,经济合理。有些建筑物的 地质条件差,变化复杂,更应合理选择设计 方案,认真做好计 算分析,否则就会引起建筑物结构开裂或倾斜,危及安全。 (3)施工质量低劣。地基基础一般均为隐蔽工程,施工中常见的问题有:施工管理不善,未按设计图纸 及程序办事;未勘察就施工;偷工减料,砌体强度、混凝土强度达不到设计要求,有的甚至在混凝土内填放砖块;开挖后未验槽就浇捣基础,或开挖后发现有意外情况也不作认真处理就施工等。 第一节 建筑物地基基础常见问题 及原因分 析2.客观原因 (1)地基土软弱。软土地基的
5、压缩性大,抗剪强度低,流变性 强,对上部建筑体形及荷载等变化反应较敏感,如设计不周, 软土地基上的建筑物较易出现下列裂缝: 1)建筑物的高差悬殊大,常在高低楼的接合处墙面上出现裂 缝。 2)体形复杂的建筑物,如L、T、形等建筑物常在转角 处开裂。 3)基础相对密集处或在已有建筑物近旁的新建房屋,因附加 应力大,变形重叠,常在基础的稀密交接处或在原有建筑物的 墙体上出现裂缝。第一节 建筑物地基基础常见问题 及原因分 析4)上部结构圈梁少,长高比过大等使整个房屋刚度较差。 5)筷板基础的配筋计算有误或施工质量差,容易出现局部拱 起开裂。 6)仓库、料仓等堆料较多的建(构)筑物,其底板或地坪易出 现
6、局部弯沉事故。 (2)地基浸水湿陷。湿陷性黄土地基以及未夯实的填土地基 等,在浸水后会产生附加沉降,引起墙体开裂。 如小鸭集团搪瓷车间沉降。第一节 建筑物地基基础常见问题 及原因分 析客观原因 (3)地基软硬不均。在山坡上、池塘边、河沟旁或局部有古 井、土坑、炮弹坑等地段上建造的建筑物,因地基软硬不均 、沉降差过大而常使上部墙体开裂。 (4)膨胀土、冻胀土地基。膨胀土吸水后膨胀,失水后收缩 。因此建在膨胀土上的建筑物危害较大,会发生内墙、外墙 、地面开裂,裂缝有时呈交叉形。如山东农机学校学生实习 车间开裂。第一节 建筑物地基基础常见问题 及原因分 析冻胀对 建筑物的破坏极大。如冷库建筑物,其冷
7、气透入湿度 较大的地基,致使地基土冻胀,而引起地坪拱起开裂。在寒冷 天气,室外地基冻结膨胀,产生向上向内的力,引起室内外开 裂（如图10-1所示）。第二节 建筑物基础加固建筑物基础加固分加大基础底面积法 、基础加深法 、基 础补强加固法等。 加大基础底面积法分基础直接加宽、外增独立基础加大两 种。第二节 建筑物基础加固一、加大基础底面积法 加宽或加大基础底面积的方法,因其施工简单、所需设备 少,常用于基础底面积太小而产生过大沉降或不均匀沉降事 故的处理,以及采用直接法加层时对 地基基础的补偿加固 。 (一)基础直接加宽 基础直接加宽是挖开原基础两侧的填土后浇筑新基础的方 法。这种方法的优点是能
8、使新旧基础很好结合、共同变形 。 1.单面加宽；2.双面加宽；3.四面加宽；4.增设筏板基础 。注意不要在基础全长或四周挖贯通式的地槽,基底不能裸 露,以免饱和土从基底挤出,导致不均匀沉降。 第二节 建筑物基础加固(二)外增基础 1.抬梁法 抬梁法是在原基础两侧挖坑并做新基础,通过钢筋混凝土梁将墙体荷载部分转移到新做基础上的一种加大基底面积的方法。新加的抬墙梁应设置在原地基梁或圈梁的下部。这种加固方法具有对原基础扰动 少、设置数量较为灵活的特点。第二节 建筑物基础加固图10-2表示在原基础两侧新增条形基础抬梁扩大基底面积的做法。第二节 建筑物基础加固图10,3分别表示在原基础两侧新增独立基础抬
9、梁扩大基底面积的做法。采用抬梁法加大基底面积时,应注意抬梁的设置应避开底层的门、窗和洞口；抬梁的顶部须用钢板楔紧。对于外增独立基础,可用千斤顶将抬梁顶起,并打入钢楔,以减少新增基础的应力滞后。第二节 建筑物基础加固2.斜撑法 斜撑法加大基底面积,与上述抬梁法不同之点,是抬梁改为斜撑,新加的独立基础不是位于原基础两侧,而是位于原基础之间(如图10-4所示)。第二节 建筑物基础加固二、墩式加深(托换) 墩式加深是指将原持力层 地基土分段挖去,然后浇 筑混凝土墩或砌筑砖墩, 使基础支承到较好的土 层上的一种基础加固法 。此法对于软弱地基,特 别是膨胀土地基的处理 是较为有效的。墩体可 以是间断的,也
10、可以是连 续的,主要取决于原基础 的荷载和地基上的承载 力。第二节 建筑物基础加固墩式加深(托换)施工步骤如下： (1)在贴近被托换的基础旁,人工开挖比原基础底面深1.5m 、长1.2m、宽0.9m的导坑。 (2)将导坑横向扩展到原基础下面(见图10-5a),并继续下 挖至所要求的持力层。 (3)用微膨胀混凝土浇筑基础下的坑体(或砌砖墩),注意振 捣密实并顶紧原基础底面。若没有膨胀剂时 ,则应在离 原基础底面80mm处停止浇注,待养护1天后,再用l：l水泥 砂浆填实这80mm的空隙。 (4)如此间隔分段重复上述工序,直至全部加深工作完成为 止。第二节 建筑物基础加固 三、基础加固 基础自身的加
11、固方法,有混凝土围套加固、加厚加固和灌浆加 固。 1.混凝土圈套加固 混凝土围套加固是指在已开裂、破损或因加层而需要提高刚度的基础外面浇筑钢筋混凝土围套的一种基础加固方法。这 种方法不仅可使基础底面积增大,降低原基底的反力,而且可使原基础受到围套的约束,其刚度、抗剪、抗弯和抗冲切的能力得到提高。第二节 建筑物基础加固2.灌浆法加固 灌浆法加固是指用压送设备把水泥浆或环氧树脂浆压入原 基础的裂缝内或破损处的一种加固方法,如图10-7所示。施工时先在基础中钻孔,孔径应比灌浆管直径(一般为25mm)大23mm,孔距取3.51.0m,孔数对于独立基础应不小于2个孔。灌浆压力为0.20.6MPa。灌浆有
12、效半径约0.61.2m。第二节 建筑物基础加固3.加厚加固 图10-6为采用加厚 方法对条形基础进 行加固的示意图。 这种加固方法是将 原基础的肋加高、 加宽。以减少基础 底板的悬臂长度和 降低悬臂弯矩,使原 基础的刚度及承载 力得到提高。尤其 适合于旧房加层设 计时的基础加固。第三节 建筑物地基加固一、已有建筑物地基承载力的确定 已有建筑物地基在长期荷载作用下,其承载力有所提高,在进行事故处理及加层设计时 ,都可加以利用。确定地基当前的允许承载力值,可采用现场实测 和经验公式计算。现场实测 的方法有井探、静力触探及动力触探等。目前国内外确定已有建筑物地基承载力的经验公式有多种,但是它们都不通
13、用,因此不再详述。第三节 建筑物地基加固二、几种特殊土的判别 1.软土地基 软土地基一般指在静水或缓慢流水环境中沉积的,天然含 水量较大、压缩性较高、承载力较低的软塑土。 当各项指标在下述范围时,即可判定为软土地基。 天然孔隙e1.0；天然含水量35% 压缩系数al-20.5MPa-1；塑性指数Ip10(当Ip17时,为淤泥 质粘土;当17注Ip10时,为淤泥粉质粘土) 不排水抗剪强度Cu20KPa。第三节 建筑物地基加固2.湿陷性黄土 (1)(1)湿陷性黄土的判定。湿陷性黄土的判定。黄土的湿陷量可用湿陷系数衡量 。湿陷系数由室内压缩试验测 定。在压缩仪 中将原状试 样逐级加压到规定的压力p,
14、等压缩稳 定后测得压缩试 祥 高度hp,然后加水浸湿,测得下沉稳定后的高度h/p。设土样 的原始高度为h0,则湿陷系数S,为当S0.15时,一般定为湿陷性黄土。 测定湿陷性的压力p应与地基中黄土实际受到的压力相当 。自基础底面算起,l0m以内的土层用200kPa,10m以下的土 层用300kPa。第三节 建筑物地基加固湿陷性黄土 (2)(2)湿陷等湿陷等级级的划分。的划分。湿陷性黄土地基湿陷等级按分级湿 陷量S划分,其值按下式计算:式中 si第i层土的诗陷系数； hi第i层土的厚度(cm)。 S的累计范围是自基础底算起，对非自重湿陷性黄土 地基算至基底下5m为止，对自重湿陷性黄土地基算至基 底
15、下10m为止，其中，S0.15的土层不计入。 根据S大小按表10-1划分黄土地基的湿陷等级。第三节 建筑物地基加固3.膨胀土 (1)(1)直直观鉴别观鉴别 。若肉眼观察到以下现象,即可初步判定为膨 胀土： 1)建筑物裂缝随气候的变化而张开或闭合。 2)土层出现的裂缝,常有光滑面和擦痕。有的裂隙中充填 着灰白、灰绿色粘土,在自然条件下呈坚硬或硬塑状态; 3)常见浅层塑性滑坡、地裂,新开挖坑壁易发生坍塌。 如观察到上述现象,且土的自由膨胀率大于或等于40%,即应判为膨胀土。第三节 建筑物地基加固膨胀土 (2)膨胀土的膨胀潜势分类。膨胀土膨胀潜势可按自由膨 胀率的大小分为三类: ef90%则为强膨胀
16、潜势; 65% ef 90%则为中膨胀潜势； ef 65%则为弱膨胀潜势。 自由膨胀率为人工制备的烘干土在水中增加的体积与原体积V0之比。即：第三节 建筑物地基加固膨胀土 (3)(3)膨膨胀胀土土场场地与地基地与地基评评价。价。膨胀土场地有平坦场地和坡 地场地之分。一般建于坡地场地上的房屋损坏比例高,且 事故严重,而建于坡顶及坡腰上的房屋损坏率高于建于坡 脚或盆地中部的房屋。 膨胀土的分布一般是不均匀的,同一场地内可能既分布有膨胀土,也可能分布有非膨胀土。所以不能仅局限于膨胀土的判别而应对整个地基进行评价,也即要划分地基土的胀缩等级。膨胀土的地基胀缩等级可按分级变形量Sc确定。第三节 建筑物地基加固 三、建筑物的地基加固 对已有建筑物的地基土进行处理(加固),是解决地基基础 问题的另一条途径,它可以改善地基的受力及变形性能,提 高承载力。 1.锚杆静压桩法
