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1、地基与根底工程事故与处理摘要:建筑物事故的发生,不少与地基问题有关。地基事故的主要缘由是由于勘察、设计、施工不当或环境和使用状况发生转变引起的,最终表现为产生过大的变形或不均匀沉降,从而使根底或上部构造消灭裂缝或倾斜,减弱和破坏了构造的整体性、耐久性,严峻的导致建筑物倒塌。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缺乏或丧失稳定性;地基变形问题引起的事故常发生在软土、湿陷性黄填土、膨胀土、季节性冻土等地区。地基事故发生后,首先应进展认真细致的调查争论,然后依据事故民生的缘由和类型,因地制宜地选择合理的根底托换方法,进展处理。文章分析了地基根底工
2、程事故发生的一些因素及缘由,提出了相应的防止方法,同时列举了实例加以说明。关键词:地基根底、工程事故、缘由分析在建筑构造的建筑的使用过程中,由于地基和根底工程的质量问题,使建筑物墙体和楼盖开裂影响使用的,有碍观瞻并使人有担忧全感觉的,更有甚者使建筑物倒塌的事故,近几年有上升的趋势,依据统计资料显示,其中地基和根底工程的质量问题,占总事故确实 21%。在建筑构造的设计和施工过程中, 人们普遍认为最难驾驭的并不是上部构造,而是该工程的地基和根底工程的问题,建筑物的上部构造尽管千变万最化,简单万分,但是在电子计算机得普遍应用,今日,它们根本上都是在设计和施工中可以被预知和把握。而对于建筑群所在场地的
3、地下土层分布则不然,一般地说,人们只能在设计前通过几个钻孔的土样的试验得知其少数信息,也只能在施工后,槽底的钎探结果了解其表层信息,至于更深层更全面的状况却不能全面的把握,往往凭阅历加以处理, 这就产生误差,甚至错误造成对建筑物建成后的损坏,而且,地基根底都是地下隐蔽工程,建筑工程竣工后,难以检查,使用期间消灭事故的苗头也不易觉察,一旦发生事故难以补救,甚至造成灾难性的后果。因此,对地基、根底工程事故处理的分析及实行有关措施很有必要。一、地基与根底的工程事故的缘由及分析造成地基与根底工程事故的缘由有:第一,对场地工程地质状况缺乏全面、正确的了解。很多地基与根底工程事故源于对建筑场地工程地质状况
4、缺乏全面、正确的了解,没有正确了解建筑场地土层分布、各土层物理力学性质,就错误 估量地基承载力和地基变形特性,导致发生地基与根底工程事故。造成设计人 员对建筑场地工程地质和水文地质状况缺乏全面正确的了解,主要有下述状况: 工程勘察工作不符合要求,建筑场地工程地质和水文地质状况格外简单,没有 按规定进展工程勘察工作。其次,设计方案不合理或设计计算错误。设计方案 不合理,主要是设计人员不能依据建筑物上部构造荷载、平面布置、高度、体 型、场地工程地质条件,合理选用根底形式,造成地基不能满足建筑物对它的 要求,导致工程事故。设计计算错误,主要包括:荷载计算不正确,根底设计 方面错误,地基沉降计算不正确
5、导致不均匀沉降失控。第三,施工质量造成地 基与根底工程事故。施工质量方面的问题主要有:未按设计施工图施工,未按 技术操作规程施工。第四,环境条件转变造成地基与根底工程事故。环境转变 常见下述状况:地下工程或深基坑工程施工对邻近建筑物地基与根底的影响; 建筑物四周地面堆载引起建筑物地基附加应力增加,导致建筑物完工后沉降和 不均匀沉降进一步进展,建筑物四周地基中施工振动或挤压对建筑物地基的影 响,地下水位变化对建筑物地基的影响。第五,因治理不当而造成的工程事故。(一)因地基承载力缺乏而产生的事故事故实例:某电站工程指挥部于 1996 年 10 月 27 日对于已完工的局部工程进展试水。8:30 左
6、右,在黄九坳渠首开闸放水,放水流量为 0.8 秒立米(黄九坳引水渠设计流量为 2.7 秒立米;集合渠设计流量为 6.0 秒立米)。10:30 左右,水流到达集合渠的溢流堰,由于溢流堰的冲砂孔直径只有 400mm,排水流量小,以至集合渠水位根本到达设计水位。14:15 左右,值班人员巡查至集合渠 3 号渡槽进口槽台时未觉察漏水和渗水现象。15:45 分左右,值班人员觉察集合渠 3 号渡槽进口槽台四周的连段消灭裂缝和大量漏水,并马上报告指挥部。16:00 左右,有关人员赶到出事地点,觉察槽身微微倾斜,在场的技术人员感到状况不妙,马上赶到上游 300m 左右的冲砂闸,开闸防水,但开闸很不顺当。17:
7、00 左右,有关人员返回 3 号渡槽时,觉察槽台根底已被大量的漏水淘空, 状况已格外严峻。17:10 分,槽台失稳跌落,槽身一端已跌落在冲刷坑中,另一端仍支在排架上。17:30 分,整段槽身跌落土坑中,从放水至槽台、槽身破坏共历时 9 个小时左右。缘由分析:该槽台地基没有相应的地质资料及相关土工试验资料。经事后土工试验分析,该地基土质偏软,压缩性大,实际承载力为 100120kPa,地基承载力偏低(地基的设计承载力平均值为 116.8 kPa)。当渡槽通水时,地基的应力到达或接近地基承载力,地基沉降严峻,造成整个槽台下沉,致使渡槽连接段断裂,直接引发这次事故。(二)因设计荷载取值错误而产生的事
8、故事故实例:太原某银行营业大厦深基坑事故,基坑边有始终径为 2.0 m 的大型城市排洪管道穿过。基坑开挖完毕后,开头作根底垫层时,突然天降大雨,排洪管内流量剧增,巨大的水流撞开了管道拐弯处,致使管内的洪水流出,冲走基坑东侧支护桩的桩间土,引起局部桩体倾斜,地面塌陷,相邻单位的砖混构造车库倒 塌,4 层豪华招待所的根底外露,境况危急。缘由分析:未考虑四周环境转变引起土、水压力的变化,基坑东侧未作止水帷幕,造成地面塌陷,四周的建筑物破坏。土压力、水压力的计算是支护构造设计计算的前提,但是必需留意到实际的土压力在基坑开挖到地下构造完工期间,并不是常数,土压力随四周环境条件的转变而变化。如雨季,地下管
9、道漏水等会引起土压力、水压力的变化 ,地面堆载、堆料、临时建筑物等都会引起土、水压力的变化而诱发基坑事故。(三)因施工质量缘由而产生的事故事故实例:北京某工程深基坑工程事故,施工单位认为基坑支护体系太保守, 于是取消了锚杆支护,同时将桩根底改为人工挖孔大直径桩,将原基坑深 11 m 改为深 12 m。另外,基坑开挖前夕,另一施工单位在基坑北侧距离支护桩 5 m 远处, 建筑三层砖混构造的施工用房。北京进入雨季,基坑开挖至-10 m 左右时,基坑四周地面消灭裂缝,支护桩倾斜,基坑北侧近 100 m 范围内 80 多根支护桩严峻倾斜,最大桩顶水平位移达 1.7 m。缘由分析:由于在施工过程中偷工减
10、料,不按设计要求,随便更换材料而造成基坑达不到要求。(四)相邻施工影响而引发的工程事故事故实例:上海某两幢相邻高层建筑,在施工打桩前上级曾对两工程实行协调措施,以利工程安全施工。在两工程相邻处设土体应力释放孔、测斜管、地面位移、孔隙水等测点进展观测,桩分布处设置塑料排水板,并规定限速打桩,但施工时没有认真执行。打桩限速均在 5 根每天的范围内,但施工单位打桩越打越快, 有一天打了 18 根。监测单位已觉察相邻工地围护构造的沉降明显增大,并消灭很多裂缝,工程桩向西位移,严峻的有 7 排之多,坑底严峻隆起。缘由分析:在饱和粘土地基中打大量密集的预制桩,会产生较高的超孔隙水压力,使施工打桩区在肯定范
11、围内的地表和深层土体发生较大的水平位移和垂直位移,可能导致已打入桩的偏位、弯曲和上浮,给邻近基坑和地下管线等带来危害。有毗邻工程施工时,必需生疏到其相互影响的严峻性,要设立一个强有力的指挥中心,实行切实可行的防范措施,必需明确沉桩对四周环境的影响和削减沉桩影响的有效措施。(五)治理不当而造成的事故事故实例:南京某银行大楼,承受钢筋砼灌注桩支护,支护桩后承受旋喷桩形成止水帷幕,桩顶设置钢筋砼圈梁。方案实施时,由于治理不当,止水墙质量很差,止水失效,为抢进度,桩项圈梁尚未施工便开头开挖,且一次挖至设计标高。基坑开挖后,东南角桩间消灭大量涌泥和流砂,支护桩向基坑内倾斜达 20 mm 以上,桩后形成
12、510 m 的地面裂缝,放坡地段降水井失效,边坡滑移,使东南面的电影院严峻开裂,被迫停业撤除。缘由分析:该工程事故主要缘由是现场治理混乱,没有严格按设计方案实施, 挖土不当,灌注桩和止水桩质量差,止水帷幕未形成,致使桩间土大量流入基坑, 基坑外面产生较大的沉降。基坑土体变形快速,而应急措施又不得力,桩后压密 注浆质量差,使四周的房屋因地基失水失土而产生不均匀的沉降,最终导致事故 的发生。二、预防措施及结论当发生一次重大的地基根底事故后,最关键的事对这次质量事故发生的原 因进展分析,只有正确的分析,才能觉察事故的原发症结。对于构造设计,施 工技术和使用中的错误引起的,其中大局部是主观性的错误。当
13、严格遵守勘查、设计与施工的标准文件的规定和相应要求,则错误是可以避开的。工程设计人 员在进展地基根底的设计时,应留意以下几个方面:第一,地基根底的设计应当依据建筑物的使用要求,构造型式和工地的土质条件,并结合现场具体状况,在适用与经济的前提下,要保证建筑物的主要承重构造在正常使用过程中不发生裂缝或损坏。其次,地基根底工程事故是目前在建筑工程中消灭得较多的问题。为防患于未然,有关人员应针对地基状况,“对症下药“认真细致地做好勘查、总体布置,选取根底类型和设计计算等方面的工作。第三,有关人员不仅要争论已消灭的工程事故作为“前车之鉴“,同时也应学习已有的成功阅历与方法,不断提高技术水平,确保工程质量
14、。结论:根底工程是一项简单的与多方面因素相关的系统工程,勘察、设计、施工、监测和治理是几个严密联系的环节,它要求不仅要有相关学科的学问,同时要具备丰富的施工阅历和科学的治理方法。一般说来,根底工程事故都是由各种不利因素共同引发的,不能以简洁的方法来处理简单工程事故。因此在根底工程设计施工中,对地质条件和周力环境进展充分勘察把握全面状况,在此根底上进展工程设计参数,要依据基坑所在场地的工程地质报告、土工施工结果、原位标贯试验结果、土层含水量、区域地层参数的取值阅历等综合选取。在分析支护构造受力和变形时,应充分考虑施工的每一阶段支护构造体系和外面荷载的变化,同时要考虑施工工艺的变化,挖土次序和位置
15、的变化,支撑和留土时间的变化等。充分生疏到在基坑施工过程中还会遇到很多设计阶段难以推测到的问题,因此,设计人员应亲热和施工人员联系,把握施工进展状况,准时处理施工中遇到的意外状况。施工过程中应当制定完备的监测方案,监测结果应准时总结,一旦觉察问题应准时与设计施工等方面准时反映,以便分析特别缘由,准时提出解决方法。工程的施工必需完全依据设计文件的要求去做,需要变更施工工艺和施工挨次应提前向设计人员提出,设计人员重计算分析许可前方可进展变更。总之,要因地制宜,不断总结阅历,提高设计和治理水平,严格按标准要求进展设计施工, 防止和避开各类事故的发生。参考文献:1 崔千祥、张耀军.工程事故分析与处理M.科学出版社,2023.2 罗福干.建筑构造缺陷事故的分析及防治M.清华大学出版社,2023. 3建筑地基根底设计标准 GB50007-2023S.中国建筑工业出版社,2023. 4陈仲颐,叶书麟.根底工程学M.中国建筑工业出版社,1991.5 陈希哲.地基事故与预防-国内外工程实例M.北京:清华大学出版社,2023.6 陈希哲.国内外地基根底事故缘由分析与处理J.建筑技术,2023.
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