工程事故分析與处理第6章地基与基础处理.ppt

第6章 地基与基础工程事故处理6.1 地基工程事故类别及特征 地基产生过量的变形或不均匀变形，使上部地基产生过量的变形或不均匀变形，使上部结构开裂、倾斜，削弱和破坏了结构的整体性、结构开裂、倾斜，削弱和破坏了结构的整体性、耐久性，并影响到建筑物正常使用。严重者，地耐久性，并影响到建筑物正常使用。严重者，地基失稳导致建筑物倒塌。基失稳导致建筑物倒塌。6 6.1.1.1.1 地基失稳造成工程事故地基失稳造成工程事故 作用在地基上的荷载超过地基承载力，地作用在地基上的荷载超过地基承载力，地基将产生剪切破坏而整体滑动或急剧下沉，造成基将产生剪切破坏而整体滑动或急剧下沉，造成房屋的倾斜或严重受损。房屋的倾斜或严重受损。1整体剪切破坏 局部剪切破坏 冲切剪切破坏 26.1 地基工程事故类别及特征 6 6.1.2.1.2 地基变形造成工程事故地基变形造成工程事故 地基在荷载作用下产生沉降，包括瞬时沉降、地基在荷载作用下产生沉降，包括瞬时沉降、固结沉降和蠕变沉降。当总沉降量或不均匀沉降固结沉降和蠕变沉降。当总沉降量或不均匀沉降量超过建筑物允许沉降量时，影响建筑物正常使量超过建筑物允许沉降量时，影响建筑物正常使用或安全造成工程事故。用或安全造成工程事故。均匀沉降均匀沉降对上部结构影响不大，但沉降量过对上部结构影响不大，但沉降量过大，可造成室内地坪低于室外地坪，引起雨水倒大，可造成室内地坪低于室外地坪，引起雨水倒灌、管道断裂，以及污水不易排出等问题。灌、管道断裂，以及污水不易排出等问题。36 6.1.2.1.2 地基变形造成工程事故地基变形造成工程事故 不均匀沉降不均匀沉降造成建筑物偏斜和产生裂缝。不均匀造成建筑物偏斜和产生裂缝。不均匀沉降过大对上部结构的影响：沉降过大对上部结构的影响：（1）产生裂缝）产生裂缝 使砖砌体承受弯曲导致砌体因拉应力过大而使砖砌体承受弯曲导致砌体因拉应力过大而产生裂缝。产生裂缝。46 6.1.2.1.2 地基变形造成工程事故地基变形造成工程事故 （2）柱体断裂或压碎）柱体断裂或压碎 使轴心受压柱产生纵向弯曲而导使轴心受压柱产生纵向弯曲而导致拉裂。致拉裂。56 6.1.2.1.2 地基变形造成工程事故地基变形造成工程事故 （3）建筑物产生偏斜）建筑物产生偏斜 高耸构筑物，不均匀沉降将引起高耸构筑物，不均匀沉降将引起建筑物偏斜。若偏斜较大，则影响正常使用。建筑物偏斜。若偏斜较大，则影响正常使用。66 6.1.3 .1.3 人工地基工程事故人工地基工程事故 1.砂、石垫层置换加固地基砂、石垫层置换加固地基 将软弱土层挖除，换填结构较好的砂、石将软弱土层挖除，换填结构较好的砂、石，或素土、，或素土、石屑、粉煤灰等材料，形成素土地基（土垫层）、灰土地石屑、粉煤灰等材料，形成素土地基（土垫层）、灰土地基或砂垫层和砂石垫层地基等。砂（砂石、碎石）垫层既基或砂垫层和砂石垫层地基等。砂（砂石、碎石）垫层既要有足够的厚度以置换可能被剪切破坏的软弱土层，又要要有足够的厚度以置换可能被剪切破坏的软弱土层，又要有足够的宽度以防止砂垫层向两侧挤出。有足够的宽度以防止砂垫层向两侧挤出。容易出现的问题：容易出现的问题：砂垫层与砂石垫层不密实；砂垫层与砂石垫层不密实；寒冷地区冬季施工砂石垫层，砂石被冰所包裹，春季融化，寒冷地区冬季施工砂石垫层，砂石被冰所包裹，春季融化，造成垫层迅速下沉。造成垫层迅速下沉。对于深厚软土层上，且有荷载差异对于深厚软土层上，且有荷载差异的建筑物来说，该法不能消除不均匀沉降，而且差异沉降的建筑物来说，该法不能消除不均匀沉降，而且差异沉降发展也较快，对上部结构的危害性甚至比天然地基大。发展也较快，对上部结构的危害性甚至比天然地基大。76 6.1.3 .1.3 人工地基工程事故人工地基工程事故 2.灰土桩挤密加固地基灰土桩挤密加固地基 利用打入钢套管（或振动沉管）在地基中成孔，通过利用打入钢套管（或振动沉管）在地基中成孔，通过“挤挤”压作用，使地基土得到加压作用，使地基土得到加“密密”，然后在孔中分层填入，然后在孔中分层填入灰土后夯实而成灰土桩。灰土桩与桩间土共同组成复合地灰土后夯实而成灰土桩。灰土桩与桩间土共同组成复合地基。基。容易出现的问题：容易出现的问题：桩内松散灰土未夯实；桩内松散灰土未夯实；桩标桩标高不符合设计要求。高不符合设计要求。放线漏放，使得桩数不够。放线漏放，使得桩数不够。86 6.1.3 .1.3 人工地基工程事故人工地基工程事故 3.生石灰桩挤密加固地基生石灰桩挤密加固地基 利用打入钢套管（或振动沉管）在地基中成孔，填入利用打入钢套管（或振动沉管）在地基中成孔，填入石灰夯实，产生吸水、膨胀、发热以及离子交换作用，使石灰夯实，产生吸水、膨胀、发热以及离子交换作用，使桩柱硬化，成形后与桩间土组成复合地基。桩柱硬化，成形后与桩间土组成复合地基。容易出现的问题容易出现的问题：生石灰质量与桩长等不符合设生石灰质量与桩长等不符合设计要求；计要求；桩标高不符合设计要求。桩标高不符合设计要求。石灰桩施工结束，石灰桩施工结束，未及时封顶或过早开挖基坑，使得生石灰桩径向约束大大未及时封顶或过早开挖基坑，使得生石灰桩径向约束大大降低，以致基底有大面积隆起或混凝土垫层开裂。降低，以致基底有大面积隆起或混凝土垫层开裂。96 6.1.3 .1.3 人工地基工程事故人工地基工程事故 4.强夯法加固地基强夯法加固地基 利用不同重量的夯锤，从不同的高度自由落下，产生利用不同重量的夯锤，从不同的高度自由落下，产生很大的冲击力处理地基的方法。冲击波和动应力，可提高很大的冲击力处理地基的方法。冲击波和动应力，可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等消除湿陷性黄土的湿陷性等。容易出现的问题：容易出现的问题：夯点选择、夯击后间歇时间、夯点选择、夯击后间歇时间、夯击次数等不合理，造成夯击过程中地面出现隆起和翻浆夯击次数等不合理，造成夯击过程中地面出现隆起和翻浆现象；现象；地基土中有冻土、淤泥，以及地下水、土的振动地基土中有冻土、淤泥，以及地下水、土的振动液化等原因，致使强夯后未能满足设计要求的密实度。液化等原因，致使强夯后未能满足设计要求的密实度。土层中存在软土夹层，影响加固深度与加固效果。土层中存在软土夹层，影响加固深度与加固效果。106 6.1.3 .1.3 人工地基工程事故人工地基工程事故 5.碎石挤密桩加固地基碎石挤密桩加固地基 用振动沉桩机将钢套管沉入土中，再灌入并密实碎石用振动沉桩机将钢套管沉入土中，再灌入并密实碎石而成形成的碎石桩体，与原地基土共同组成复合地基。而成形成的碎石桩体，与原地基土共同组成复合地基。容易出现的问题：容易出现的问题：桩身缩颈；桩身缩颈；灌石量不足，使灌石量不足，使碎石挤密桩密实度达不到设计要求；碎石挤密桩密实度达不到设计要求；桩未达到设计标桩未达到设计标高；桩体偏斜过大；高；桩体偏斜过大；断桩。断桩。116 6.1.3 .1.3 人工地基工程事故人工地基工程事故 6.深层搅拌法加固地基深层搅拌法加固地基 以水泥、石灰等材料作为固结剂，通过特制的深层搅以水泥、石灰等材料作为固结剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深部就地将软粘土和固化物强制拌合，使拌机械，在地基深部就地将软粘土和固化物强制拌合，使软粘土硬结成具有整体性和水稳定性的柱状、壁状和块状软粘土硬结成具有整体性和水稳定性的柱状、壁状和块状等的水泥加固土体。等的水泥加固土体。容易出现的问题：容易出现的问题：工艺不合理，搅拌机械提速不工艺不合理，搅拌机械提速不均匀等造成搅拌体质量不均匀；均匀等造成搅拌体质量不均匀；注浆泵损坏，喷浆口堵注浆泵损坏，喷浆口堵塞，管道内有硬结快及杂物，水泥浆稠度不合适等造成喷塞，管道内有硬结快及杂物，水泥浆稠度不合适等造成喷浆不正常；浆不正常；工艺不适当，粘土颗粒的粘结力强等原因工艺不适当，粘土颗粒的粘结力强等原因造成施工中发生抱钻或冒浆现象。造成施工中发生抱钻或冒浆现象。126 6.1.3 .1.3 人工地基工程事故人工地基工程事故 7.旋喷法法加固地基旋喷法法加固地基 用钻机把带有合金喷嘴的注浆管钻进土中预定位置，用钻机把带有合金喷嘴的注浆管钻进土中预定位置，通过高压泵，把浆液（水泥浆）喷射到土中，浆液喷射流通过高压泵，把浆液（水泥浆）喷射到土中，浆液喷射流把一定范围内土层射穿，使原状土破坏，同时钻杆以一定把一定范围内土层射穿，使原状土破坏，同时钻杆以一定速度渐渐向上提升，将被浆液射流切削的土粒与浆液进行速度渐渐向上提升，将被浆液射流切削的土粒与浆液进行搅拌混合，胶结硬化后，在土中便形成新的固结体，达到搅拌混合，胶结硬化后，在土中便形成新的固结体，达到加固地基的目的。加固地基的目的。容易出现的问题：容易出现的问题：加固体的成桩直径不同，桩身加固体的成桩直径不同，桩身强度不均匀，局部出现缩颈；强度不均匀，局部出现缩颈；钻孔沉管困难，并出现钻孔沉管困难，并出现偏差过大及冒浆现象。偏差过大及冒浆现象。136 6.1.4 .1.4 特殊土地基工程事故特殊土地基工程事故 1.湿陷性黄土地基工程事故湿陷性黄土地基工程事故 黄土在一定压力作用下受水浸湿，土体结构迅速破坏黄土在一定压力作用下受水浸湿，土体结构迅速破坏而发生显著附加下沉称为湿陷性。在其自重压力下受水浸而发生显著附加下沉称为湿陷性。在其自重压力下受水浸湿发生湿陷的称为自重湿陷性黄土；在其自重压力下受水湿发生湿陷的称为自重湿陷性黄土；在其自重压力下受水浸不发生湿陷的称为非自重湿陷性黄土。浸不发生湿陷的称为非自重湿陷性黄土。防止措施防止措施:通过地基处理消除建筑物地基的全部湿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；处理方法主要有：垫层法、强夯法、陷量和部分湿陷量；处理方法主要有：垫层法、强夯法、预浸水法、灰土桩、碎石桩、搅拌桩等。预浸水法、灰土桩、碎石桩、搅拌桩等。防止水浸入防止水浸入地基，避免地基土体发生湿陷；地基，避免地基土体发生湿陷；加强上部结构刚度，采加强上部结构刚度，采取合理体型，使建筑物对地基湿陷性变形有较大的适应性。取合理体型，使建筑物对地基湿陷性变形有较大的适应性。146 6.1.4 .1.4 特殊土地基工程事故特殊土地基工程事故 2.膨胀土地基工程事故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粘性土，自由膨胀率一般超过塑粘性土，自由膨胀率一般超过49%49%。膨胀土地基吸水膨。膨胀土地基吸水膨胀，失水收缩将造成地基上建筑物及市政设施破坏。胀，失水收缩将造成地基上建筑物及市政设施破坏。防治措施防治措施:排水和保湿措施排水和保湿措施 换土（置换范围厚度换土（置换范围厚度宜采用基础宽度的宜采用基础宽度的1.82.21.82.2倍，宽度宜采用基础宽度的倍，宽度宜采用基础宽度的11.211.2倍倍 ）；）；加深基础埋深（加深基础埋深（1.23.0m1.23.0m）或采用桩基）或采用桩基础。础。15散水灰土沟壁塑料薄膜帷幕 保湿帷幕示意图 16散水素土夯实砂子沟壁 保湿暗沟示意图 176 6.1.4 .1.4 特殊土地基工程事故特殊土地基工程事故 4.盐渍土地基工程事故盐渍土地基工程事故 盐渍土含盐量较高，固相中有结晶盐，液相中有盐溶盐渍土含盐量较高，固相中有结晶盐，液相中有盐溶液。盐渍土地基浸水后，因盐溶解而产生地基溶陷。盐渍液。盐渍土地基浸水后，因盐溶解而产生地基溶陷。盐渍土中盐溶液还将腐蚀建筑物材料。土中盐溶液还将腐蚀建筑物材料。防治措施防治措施:桩基础；桩基础；加大混凝土保护层；加大混凝土保护层；增强增强结构刚度，提高适应变形的能力结构刚度，提高适应变形的能力。186 6.1.5 .1.5 地震造成工程事故地震造成工程事故 地震时饱和砂土和粉土地基可能产生液化，饱和软地震时饱和砂土和粉土地基可能产生液化，饱和软粘土地基可能产生震陷。造成地基承载力降低甚至丧失，粘土地基可能产生震陷。造成地基承载力降低甚至丧失，引起建筑物产生较大的沉降和不均匀沉降，造成建筑物的引起建筑物产生较大的沉降和不均匀沉降，造成建筑物的严重破坏。严重破坏。地震对建筑物的影响与地震对建筑物的影响与地震烈度地震烈度和和建筑物场地效应建筑物场地效应、地基土地基土动力特性动力特性有关，还与有关，还与基础型式基础型式、上部结构上部结构、体型体型、刚度等刚度等有关。有关。防治措施防治措施:建筑物场址的选择；建筑物场址的选择；基础类型选择；基础类型选择；结结构类型选择构类型选择；地基处理。地基处理。196 6.1.6.1.6 地基渗流造成工程事故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，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；导致地基破坏；渗流形成流土、管涌导致地基破坏；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，地下水位下降引起地基中有效应力改变，导致地基沉降，严重的可造成程事故。严重的可造成程事故。其他地基工程事故：其他地基工程事故：土坡滑动；采矿造成的采空区；地下水位的变化等。土坡滑动；采矿造成的采空区；地下水位的变化等。206.2 地基工程事故的原因 6 6.2.1.2.1 地质勘察问题地质勘察问题 不能正确了解建筑场地土质分布、各土层物理力学不能正确了解建筑场地土质分布、各土层物理力学性质，错误估计地基承载力和地基变形特征，导致发生性质，错误估计地基承载力和地基变形特征，导致发生地基与基础工程事故。地基与基础工程事故。1.工程勘察工作不符合要求工程勘察工作不符合要求 1）没按规定要求进行勘察工作。如勘察布孔间距）没按规定要求进行勘察工作。如勘察布孔间距偏大、钻孔取土深度太浅，不能全面反映建筑场地地基偏大、钻孔取土深度太浅，不能全面反映建筑场地地基土层实际情况。土层实际情况。21 6.2.1.2.1 地质勘查问题地质勘查问题 1.工程勘察工作不符合要求工程勘察工作不符合要求 2）勘察工作质量事故。取土、试样储运和土工）勘察工作质量事故。取土、试样储运和土工试验中发生质量问题，导致提供的勘察报告不能反映实试验中发生质量问题，导致提供的勘察报告不能反映实际情况，如提供的土的强度指标和变形模量与实际情况际情况，如提供的土的强度指标和变形模量与实际情况差距很大。差距很大。22 6.2.1.2.1 地质勘查问题地质勘查问题 2.建筑场地工程地质和水文地质情况非常复杂建筑场地工程地质和水文地质情况非常复杂 地基中存在尚未发现的软弱层、暗浜、古河道、地基中存在尚未发现的软弱层、暗浜、古河道、墓穴、古井等。墓穴、古井等。3.没有按规定进行工程勘察工作没有按规定进行工程勘察工作 不按规定进行工程勘察工作，及地质勘察报告不按规定进行工程勘察工作，及地质勘察报告不详细、不准确。不详细、不准确。23 6.2.2 .2.2 设计方案及计算问题设计方案及计算问题 1.设计方案不合理设计方案不合理 不能根据建筑物上部结构荷载、平面布置、高度、不能根据建筑物上部结构荷载、平面布置、高度、体型，场地工程地质条件，合理选择地基处理方案和基体型，场地工程地质条件，合理选择地基处理方案和基础形式。础形式。2.设计计算错误设计计算错误1）荷载计算不正确，低估实际荷载，导致地基超载造成地）荷载计算不正确，低估实际荷载，导致地基超载造成地基承载力或变形不能满足要求。基承载力或变形不能满足要求。2）基础设计方面错误。基础底面积偏小。或基础底平面布）基础设计方面错误。基础底面积偏小。或基础底平面布置不合理，造成不均匀沉降偏大。置不合理，造成不均匀沉降偏大。3）地基沉降计算不正确导致不均匀沉降失控。）地基沉降计算不正确导致不均匀沉降失控。24 6.2.3 .2.3 施工质量问题施工质量问题 1.不按施工图施工不按施工图施工 基础平面位置、基础尺寸、标高等未按设计要求基础平面位置、基础尺寸、标高等未按设计要求进行施工。进行施工。2.未按技术操作规程施工未按技术操作规程施工 施工人员在施工过程中不按操作规程施工，甚至施工人员在施工过程中不按操作规程施工，甚至偷工减料。偷工减料。3.材料不合格材料不合格 所用材料的规格、质量不符合设计要求等。所用材料的规格、质量不符合设计要求等。25 6.2.4 .2.4 环境及使用问题环境及使用问题 1）地下工程或深基坑工程施工对邻近建筑物地基与基础的）地下工程或深基坑工程施工对邻近建筑物地基与基础的影响；影响；2）建筑物周围地面堆载引起建筑物地基附加应力增加导致）建筑物周围地面堆载引起建筑物地基附加应力增加导致建筑物沉降和不均匀沉降进一步发展；建筑物沉降和不均匀沉降进一步发展；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；）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）地下水变化对建筑物地基的影响；）地下水变化对建筑物地基的影响；5）建筑物加层、维修、使用等影响。）建筑物加层、维修、使用等影响。266.3 地基事故的分级标准和处理方案 6.3.1.3.1 地基事故的分级标准地基事故的分级标准 建筑物损坏程度分级建筑物损坏程度分级 27 6.3.2 .3.2 托换技术托换技术 对对既既有有建建筑筑物物的的地地基基和和基基础础进进行行处处理理与与加加固固，或或在在既既有有建建筑筑物物基基础础下下修修建建地地下下工工程程（如如隧隧道道穿穿越越），以以及及邻邻近近建建造造新新工工程程而而影影响响到到既既有有建建筑筑物物安安全全等等问问题题的的处处理理技术技术。托换技术分类：托换技术分类：按施工方法分：按施工方法分：扩大基础面积；墩式托换；桩式托换；扩大基础面积；墩式托换；桩式托换；地基加固等。地基加固等。按性质分：按性质分：补救性托换；预防性托换；维持性托换。补救性托换；预防性托换；维持性托换。28 6 6.3.3 .3.3 调查研究调查研究 为制定地基处理技术方案提供依据。为制定地基处理技术方案提供依据。1.基本调查基本调查：工程情况：工程情况：场地；环境；结构等。场地；环境；结构等。事故情况：事故情况：时间、经过；事故现状和实测数据，人员时间、经过；事故现状和实测数据，人员伤亡和经济损失；是否进行过处理；沉降与裂缝实测资伤亡和经济损失；是否进行过处理；沉降与裂缝实测资料。料。查阅原有地质勘察报告：查阅原有地质勘察报告：摸清地基的持力层、下卧层摸清地基的持力层、下卧层和基岩的性状和埋深；地基土的物理力学性能；地下水和基岩的性状和埋深；地基土的物理力学性能；地下水位及其变化和补给等情况。位及其变化和补给等情况。291.基本调查基本调查：复核原有建筑结构设计图纸复核原有建筑结构设计图纸：了解该建筑物的结构、了解该建筑物的结构、构造和受力特征构造和受力特征。检查竣工验收资料检查竣工验收资料：了解施工过程中所发生的各种了解施工过程中所发生的各种问题（建筑材料、成品、半成品的质量问题（建筑材料、成品、半成品的质量），以及施工变），以及施工变更记录。更记录。生产、使用等情况生产、使用等情况：生产或使用情况是否与设计相生产或使用情况是否与设计相符，是否有变更及其具体影响；符，是否有变更及其具体影响；302.补充调查补充调查：补勘补勘：当地质资料不完整、不准确或没做过勘察工当地质资料不完整、不准确或没做过勘察工作时，须进行补勘（差异沉降大、开裂、倾斜等问题严作时，须进行补勘（差异沉降大、开裂、倾斜等问题严重的部位）重的部位）。补查补查：对计算书进行必要的核算；对隐蔽工程局部对计算书进行必要的核算；对隐蔽工程局部开挖检查落实等。开挖检查落实等。补补测测：对建筑物进行补充沉降观测；对建筑物进行补充沉降观测；31 6.3.4 .3.4 地基事故处理的程序和注意事项地基事故处理的程序和注意事项 1.地基和基础加固的工作程序地基和基础加固的工作程序 调查调查鉴定鉴定拟定方案拟定方案方案优化方案优化施工方案施工方案施工施工 施工人员要对地基基础加固目的、加固原理、技术要求和施工人员要对地基基础加固目的、加固原理、技术要求和质量标准等心中有数；严格控制质量；质量标准等心中有数；严格控制质量；加强施工期间的沉降观测。对重要的或对沉降有严格限制加强施工期间的沉降观测。对重要的或对沉降有严格限制的建筑，应在加固后继续进行长期沉降观测。的建筑，应在加固后继续进行长期沉降观测。32 6.3.4 .3.4 地基事故处理的程序和注意事项地基事故处理的程序和注意事项 2.地基和基础加固方案的选择地基和基础加固方案的选择 处理的目的处理的目的在于加强基础和改善地基的承载能力，在于加强基础和改善地基的承载能力，有效地传递建筑物荷载，从而控制沉降，减少差异沉降，有效地传递建筑物荷载，从而控制沉降，减少差异沉降，根除病害，使建筑物恢复安全使用。根除病害，使建筑物恢复安全使用。处理方案处理方案：基础扩大（基础加宽或联片）、墩式置换、地基：基础扩大（基础加宽或联片）、墩式置换、地基处理（如灌浆）、做桩设梁（或台）托换原地基、调整处理（如灌浆）、做桩设梁（或台）托换原地基、调整沉降纠偏等。沉降纠偏等。有时尚需采取排水、支挡、减重和护坡等措施综合有时尚需采取排水、支挡、减重和护坡等措施综合治理。治理。33 2.地基和基础加固方案的选择地基和基础加固方案的选择方案选择考虑的因素：方案选择考虑的因素：1）地基事故的类型、范围大小、变形特征；）地基事故的类型、范围大小、变形特征；2）建筑场地地基土分布与组成状况、地下水位高低与水）建筑场地地基土分布与组成状况、地下水位高低与水质（有无侵蚀性）、所需新持力层埋藏深度等；质（有无侵蚀性）、所需新持力层埋藏深度等；3）该建筑物现状，如结构与基础类型、完整程度、荷载）该建筑物现状，如结构与基础类型、完整程度、荷载大小等；大小等；4）周围房屋的密集程度；）周围房屋的密集程度；5）施工条件、经验、费用等。）施工条件、经验、费用等。34 2.地基和基础加固方案的选择地基和基础加固方案的选择例如：例如：某浴室建造在某浴室建造在级湿陷性黄土地基上，由于管道漏级湿陷性黄土地基上，由于管道漏水发生湿陷事故。但因场地湿陷性土层太厚，采用灌浆水发生湿陷事故。但因场地湿陷性土层太厚，采用灌浆法造价太高。根据该地区地下水较低和黄土开挖后可保法造价太高。根据该地区地下水较低和黄土开挖后可保持竖直边坡的特点，采用施工简易的基底下直接做墩的持竖直边坡的特点，采用施工简易的基底下直接做墩的处理方法。对于荷载大、上部结构刚度较好，地质条件处理方法。对于荷载大、上部结构刚度较好，地质条件复杂，持力层埋藏深，地下水位较高的地区，可采用桩复杂，持力层埋藏深，地下水位较高的地区，可采用桩式托换。式托换。35 2.地基和基础加固方案的选择地基和基础加固方案的选择例如：例如：膨胀土地基上的建筑物破坏程度较严重，一般应拆膨胀土地基上的建筑物破坏程度较严重，一般应拆除重建。重建工作应按照膨胀土地区建筑技术规范除重建。重建工作应按照膨胀土地区建筑技术规范进行。对于轻微的破坏等级，应尽量进行加固，以节约进行。对于轻微的破坏等级，应尽量进行加固，以节约资金。需要注意，地基处理费用一般较高，且工程施工资金。需要注意，地基处理费用一般较高，且工程施工有一定难度。有一定难度。因冻害所引起的事故，很少采用地基处理办法，而因冻害所引起的事故，很少采用地基处理办法，而多采用消除冻胀的措施，必要时也可采用混凝土做墩进多采用消除冻胀的措施，必要时也可采用混凝土做墩进行处理。行处理。36 3.地基和基础加固方案的实施地基和基础加固方案的实施1）实施步骤：）实施步骤：对需要加固的原有建筑物结构进行加固；对需要加固的原有建筑物结构进行加固；采取适当而稳妥的方法，将原有建筑物基础的全部或采取适当而稳妥的方法，将原有建筑物基础的全部或部分支托；部分支托；根据工程需要，对原有建筑物地基或基础进行加固；根据工程需要，对原有建筑物地基或基础进行加固；当需要在建筑物下建造地下构筑物（如地铁通道、车当需要在建筑物下建造地下构筑物（如地铁通道、车站等）时，在基础已支托的状态下，在原基础下开挖土方，站等）时，在基础已支托的状态下，在原基础下开挖土方，并进行施工；并进行施工；将荷载传到新建的地下工程上；将荷载传到新建的地下工程上；必要时，拆除托换结构。必要时，拆除托换结构。37 3.地基和基础加固方案的实施地基和基础加固方案的实施2）注意事项）注意事项 托换范围由小到大，逐步扩大；托换范围由小到大，逐步扩大；工期长，要考虑如季节性的温度变化和雨雪影响；深工期长，要考虑如季节性的温度变化和雨雪影响；深基坑开挖后土层卸载引起的基坑回弹影响；基坑排水对相邻基坑开挖后土层卸载引起的基坑回弹影响；基坑排水对相邻建筑物的影响，及临时性的支护结构的可靠性等问题；建筑物的影响，及临时性的支护结构的可靠性等问题；高难度的技术工作，要由具备丰富经验的单位和技术高难度的技术工作，要由具备丰富经验的单位和技术人员承担；人员承担；加强施工监测。监测内容包括：建筑物沉降、倾斜和加强施工监测。监测内容包括：建筑物沉降、倾斜和位移观测，地面沉降观测，托换结构变形观测，建筑物和地位移观测，地面沉降观测，托换结构变形观测，建筑物和地面裂缝观测，以及地质资料和地下水变化情况等。面裂缝观测，以及地质资料和地下水变化情况等。386.4 地基加固及事故处理 6.4.1.4.1 基础扩大基础扩大 基础扩大对减少基底接触压力效果明显，基础扩大对减少基底接触压力效果明显，施工方便、费用低，有条件时应优先考虑。施工方便、费用低，有条件时应优先考虑。3940加强连接的措施：加强连接的措施：原有基础凿毛和刷洗干净；原有基础凿毛和刷洗干净；隔一定高度（如隔一定高度（如250）设置钢筋锚杆，（可与原基础钢）设置钢筋锚杆，（可与原基础钢筋焊接连接筋焊接连接）；）；沿原基础周边每隔一定距离（如沿原基础周边每隔一定距离（如1.01.5m），用一定直），用一定直径（如径（如20）的钢筋套锚固；）的钢筋套锚固；41【工程实例【工程实例6.1】1.工程概况：工程概况：某水电车间为砖混结构，钢筋混凝土梁板，毛某水电车间为砖混结构，钢筋混凝土梁板，毛石基础，顶部设钢筋混凝土圈梁，地处水塘边。竣工石基础，顶部设钢筋混凝土圈梁，地处水塘边。竣工不久，由于基础不均匀沉降，在靠近水塘一角的山墙、不久，由于基础不均匀沉降，在靠近水塘一角的山墙、拐角及纵墙一段的墙体，开裂严重，且在继续发展。拐角及纵墙一段的墙体，开裂严重，且在继续发展。经开挖坑槽验查，墙体开裂部位下的圈梁及毛石基础经开挖坑槽验查，墙体开裂部位下的圈梁及毛石基础也明显裂缝。也明显裂缝。2.事故原因事故原因：屋面梁传给壁柱的是集中荷载，故对于软弱地：屋面梁传给壁柱的是集中荷载，故对于软弱地段，应将壁柱下基础宽度加大。由于设计疏忽，采用段，应将壁柱下基础宽度加大。由于设计疏忽，采用了与窗间墙下的基础同宽的处理办法，因而形成纵墙了与窗间墙下的基础同宽的处理办法，因而形成纵墙下基底压力的分布不均，加之该工程上部结构刚度差，下基底压力的分布不均，加之该工程上部结构刚度差，不具备调整基底压力和变形的能力，因此在壁柱间被不具备调整基底压力和变形的能力，因此在壁柱间被门窗洞口削弱的墙体上发生了斜向裂缝。门窗洞口削弱的墙体上发生了斜向裂缝。423.事故处理：事故处理：根据事故原因，选择基础扩大加固方案。分别根据事故原因，选择基础扩大加固方案。分别对墙体开裂部位二个壁柱、一个拐角及山墙中段等四对墙体开裂部位二个壁柱、一个拐角及山墙中段等四处基础进行加固处理处基础进行加固处理。434.施工步骤施工步骤屋面梁下设临时支撑，以卸除加固部位基础上的部分荷屋面梁下设临时支撑，以卸除加固部位基础上的部分荷载；载；从基础两侧开挖坑槽，并将基底下的基土掏掉，按设计从基础两侧开挖坑槽，并将基底下的基土掏掉，按设计长宽厚度浇筑混凝土。浇筑的混凝土高出毛石基础底长宽厚度浇筑混凝土。浇筑的混凝土高出毛石基础底面，底部布置面，底部布置12140双向钢筋。双向钢筋。混凝土达到规定强度后，对旧基础及上部墙体的裂缝用混凝土达到规定强度后，对旧基础及上部墙体的裂缝用水泥砂浆嵌补，个别开裂严重的墙体做了局部拆砌，水泥砂浆嵌补，个别开裂严重的墙体做了局部拆砌，最后拆除临时支撑。最后拆除临时支撑。44 6.4.2 .4.2 墩式托换墩式托换 也也称称坑坑式式托托换换。它它是是直直接接在在被被托托换换建建筑筑物物的的基基础础下下挖挖坑坑至至新新设设计计的的持持力力层层，然然后后从从坑坑底底浇浇筑筑混混凝凝土土到到基基底底的的一一种种托托换换方方法法。混混凝凝土土墩墩可可以以是是连连续续的的，也也可可以是间断的以是间断的。连续墩间断墩45施工步骤：施工步骤：在被托换的基础侧面人工开挖一个在被托换的基础侧面人工开挖一个1.20.9m的导坑，挖的导坑，挖到比原有基础底面深到比原有基础底面深1.5m处；处；将导坑横向扩展到基础下面，并继续在基础下面开挖到将导坑横向扩展到基础下面，并继续在基础下面开挖到新的持力层设计标高；新的持力层设计标高；用混凝土浇灌至离基础底面用混凝土浇灌至离基础底面80处停止灌注，养护一天；处停止灌注，养护一天；用干硬性砂浆或膨胀水泥填塞并捣实成为密实的填充层；用干硬性砂浆或膨胀水泥填塞并捣实成为密实的填充层；重复以上步骤，直到全部基础的托换工作完成为止。重复以上步骤，直到全部基础的托换工作完成为止。46 6 6.4.3 .4.3 桩式托换桩式托换 桩桩式式托托换换是是靠靠搁搁置置在在桩桩上上的的托托梁梁或或承承台台系系统统来来支支承承被被托托换换的的柱柱和和墙墙。桩桩式式托托换换包包括括压压入入桩桩托托换换、打打入入桩桩托托换、灌注桩托换、树根桩托换、灰桩托换等方法。换、灌注桩托换、树根桩托换、灰桩托换等方法。可可用用于于上上部部结结构构荷荷载载较较大大，地地质质条条件件复复杂杂，地地下下水水位较高，采用坑式托换有困难时。位较高，采用坑式托换有困难时。1.锚杆静压桩托换锚杆静压桩托换 将将压压桩桩架架通通过过锚锚杆杆与与原原基基础础连连接接，利利用用建建筑筑物物自自重重荷荷载载作作为为压压桩桩反反力力，用用千千斤斤顶顶将将桩桩分分段段压压入入地地基基中中，通通过静压桩承担部分荷载。过静压桩承担部分荷载。适适用用于于粘粘性性土土、淤淤泥泥质质土土、杂杂填填土土、粉粉土土、黄黄土土等等地基。地基。47桩压桩孔锚杆千斤顶反力架电动葫芦48施工步骤：施工步骤：清除基础面上覆土，并将地下水位降低至基础面以下，清除基础面上覆土，并将地下水位降低至基础面以下，以保证作业面。以保证作业面。按加固设计图放线定位。压桩孔可凿成上小下大的棱锥按加固设计图放线定位。压桩孔可凿成上小下大的棱锥形，以利于基础承受冲剪。锚杆孔根据压力大小确定形，以利于基础承受冲剪。锚杆孔根据压力大小确定锚固深度。凿孔可用风动凿岩机，也可采用人工凿孔。锚固深度。凿孔可用风动凿岩机，也可采用人工凿孔。凿孔完成后，锚杆孔应认真情渣，再采用树脂砂浆固定凿孔完成后，锚杆孔应认真情渣，再采用树脂砂浆固定锚杆，养护后再安装压桩反力架。锚杆，养护后再安装压桩反力架。采用电动或手动千斤顶压桩；采用电动或手动千斤顶压桩；压桩至设计要求时，可进行封桩。压桩至设计要求时，可进行封桩。49 2.树根桩托换树根桩托换 小小直直径径（通通常常为为100250）的的钻钻孔孔灌灌注注桩桩；可可用用于于增增层层改改造造、岩岩坡坡或或土土坡坡的的稳稳定定加加固固以以及及挡挡土土墙墙的的锚锚固固等。等。适用于砂性土、粘性土等各种类型的土。适用于砂性土、粘性土等各种类型的土。树根桩可以是垂直的或倾斜的；树根桩可以是垂直的或倾斜的；施施工工步步骤骤：钻钻机机钻钻孔孔至至基基础础下下面面土土层层中中的的设设计计标标高高；清清孔孔、吊吊放放钢钢筋筋笼笼；下下注注浆浆管管，用用压压力力注注入入水水泥泥浆浆或或水水泥泥砂砂浆浆，边边灌灌、边边振振、边边拔拔管管而而成成桩桩，或或放放入入钢钢筋筋笼笼后后投投放放碎碎石石，然然后后用用压压力力注注入入水水泥泥浆浆或或水水泥泥砂砂浆浆而而成成桩桩 将将树树根根桩桩主主筋筋和和基基础础主主筋筋焊焊接接，并并在在原原基基础础顶顶面面将将混混凝凝土凿毛，浇筑一层等强度的混凝土。土凿毛，浇筑一层等强度的混凝土。50地下工程边坡稳定加层改造桥墩基础51 3.石灰桩或灰土桩托换石灰桩或灰土桩托换 利利用用生生石石灰灰吸吸水水膨膨胀胀以以及及石石灰灰与与土土中中活活性性二二氧氧化化硅硅反反应应生生成成水水稳稳定定性性硅硅酸酸钙钙的的原原理理，达达到到提提高高地地基基承承载载力力、降低湿陷性的目的降低湿陷性的目的。施工步骤：施工步骤：成孔：成孔：采用打入钢管法或用洛阳铲成孔。孔可向采用打入钢管法或用洛阳铲成孔。孔可向基础中心倾斜，使基础下土层得到直接加固。孔径为基础中心倾斜，使基础下土层得到直接加固。孔径为100150mm，孔距为（，孔距为（2.53.0）d,(d为桩直径为桩直径)，深，深度为度为24m。视加固要求可在基础两侧各布置。视加固要求可在基础两侧各布置13排，排，排距为（排距为（2.02.5）d，按等边三角形布置；，按等边三角形布置；52填土：填土：向孔内分层填入粒径为向孔内分层填入粒径为2050mm的生石灰，每的生石灰，每层厚层厚200250mm，用夯锤分层夯实，填灰至基底标高，用夯锤分层夯实，填灰至基底标高附近为止；附近为止；封孔：封孔：基底下基底下200mm至地面的孔内用至地面的孔内用2 8的灰土或素土回的灰土或素土回填夯实，以保证石灰吸水膨胀时不致向上隆起。填夯实，以保证石灰吸水膨胀时不致向上隆起。由于石灰桩的挤压半径较小，由于石灰桩的挤压半径较小，(一般只有一般只有50100mm)，以及可能产生软化现象，所以一般只用它来，以及可能产生软化现象，所以一般只用它来处理不太严重的湿陷事故。为防止产生软化现象，可采处理不太严重的湿陷事故。为防止产生软化现象，可采用灰土桩、灰砂桩、灰砂土桩进行挤密加固。用灰土桩、灰砂桩、灰砂土桩进行挤密加固。53【工程实例工程实例6 6.3.3】1.1.工程概况工程概况 虎丘塔，建于公元虎丘塔，建于公元961年（宋朝）年（宋朝）,全国重点保护文全国重点保护文物。七层，高物。七层，高47.5m，塔底直径，塔底直径13.66m，呈八角形，由呈八角形，由外壁、回廊与塔心三部分组成。外壁、回廊与塔心三部分组成。1980年，塔因向东北方向年，塔因向东北方向严重倾斜，底座处发生多处裂缝，成为危险建筑而停止开严重倾斜，底座处发生多处裂缝，成为危险建筑而停止开放。加固前塔顶离中心垂线已达放。加固前塔顶离中心垂线已达2.31m，倾斜值，倾斜值0.0486（远大于规范规定的允许值（远大于规范规定的允许值0.006）。）。54虎丘塔 55虎丘斜塔56平面图572.2.事故原因事故原因 经勘察查明，虎丘山山顶岩面倾斜，西南高，东北低。经勘察查明，虎丘山山顶岩面倾斜，西南高，东北低。虎丘塔的地基为虎丘塔的地基为m厚的大块石人工地基。人工地基厚的大块石人工地基。人工地基下面为粉质粘土，为可塑至软塑状态，底部即为风化岩石下面为粉质粘土，为可塑至软塑状态，底部即为风化岩石和基岩。在塔底直径和基岩。在塔底直径13.66m范围内，岩石顶面的覆盖层范围内，岩石顶面的覆盖层厚度在西南面为厚度在西南面为2.8m，在东北面为，在东北面为5.8m，相差有，相差有3m之多。之多。583.3.事故处理事故处理 第一期加固工程：在塔四周建造一圈排桩式地下连续第一期加固工程：在塔四周建造一圈排桩式地下连续墙，目的是避免塔基土流失和地基土侧向变形。具体方法墙，目的是避免塔基土流失和地基土侧向变形。具体方法是在离塔墙外约是在离塔墙外约3m3m处用人工挖直径处用人工挖直径1.4m1.4m的桩孔，深入基的桩孔，深入基岩岩500500，浇筑混凝土并设置钢筋直至地面。加固次序先，浇筑混凝土并设置钢筋直至地面。加固次序先从最危急的塔东北方向开始，逆时针进行，一共从最危急的塔东北方向开始，逆时针进行，一共4444根桩墩。根桩