地基基礎工程事故分析（一）
發(fā)布時間：2010-01-14 共1頁
【摘 要】文章分析了地基基礎工程事故發(fā)生的一些因素及原因，提出了相應的防止辦法，同時列舉了實例加以說明。
【關鍵詞】地基基礎；工程事故；工程地質
一、前言
在建筑結構的建造的使用過程中，由于地基和基礎工程的質量問題，使建筑物墻體和樓蓋開裂影響使用的，有礙觀瞻并使人有不安全感覺的，更有甚者使建筑物倒塌的事故，近幾年有上升的趨勢，根據(jù)統(tǒng)計資料顯示，其中地基和基礎工程的質量問題，占總事故的確21%。在建筑結構的設計和施工過程中，人們普遍認為最難駕馭的并不是上部結構，而是該工程的地基和基礎工程的問題，建筑物的上部結構盡管千變萬最化，復雜萬分，但是在電子計算機得普遍應用，今天，它們基本上都是在設計和施工中可以被預知和掌握。而對于建筑群所在場地的地下土層分布則不然，一般地說，人們只能在設計前通過幾個鉆孔的土樣的試驗得知其少數(shù)信息，也只能在施工后，槽底的釬探結果了解其表層信息，至于更深層更全面的情況卻不能全面的掌握，往往憑經(jīng)驗加以處理，這就產(chǎn)生誤差，甚至錯誤造成對建筑物建成后的損壞，而且，地基基礎都是地下隱蔽工程，建筑工程竣工后，難以檢查，使用期間出現(xiàn)事故的苗頭也不易察覺，一旦發(fā)生事故難以補救，甚至造成災難性的 后果。
地基基礎工程事故發(fā)生可能是因勘測、設計、構造、制造、安裝與使用等因素相互作用引起的。而這些因素中。某些因素引起突發(fā)事故。另一些因素可能導致消耗性逐漸發(fā)生的事故，從安全上講，突發(fā)事故是危險的。所以，研究并探討地基基礎工程事故發(fā)生的原因，更具有普遍性。地方性和經(jīng)驗性，對它的分析后得到的經(jīng)驗教訓，更是建筑工程技術人員需要不斷積累的知識財富。并對地基基礎工程事故采取有效的防止措施，是一個值得重視的課題。
二、地基與基礎的工程事故的原因及防治方法
?。ㄒ唬┮蚬こ痰刭|勘查中的錯誤而產(chǎn)生的事故
工程勘察報告要全面反映建筑場地工程地質和水文地質情況，預防地基與基礎的工程事故，首先對場地工程地質和水文地質條件全面正確的了解，要做到這一點關鍵要搞好工程勘查工作，要根據(jù)建筑物場地的特點，建筑物情況合理確定工程勘察目的和任務，勘查工作是設計的重要稱序，決不能忽視而不做，也不能隨便做而不考慮是否適用。特別是對復雜的、軟弱的地基，更應慎重對待。即使對單層的一般性建筑，也不能不做勘查。
事故實例：某市修建的一座庫房樓，該庫房為兩層樓房，平面呈一字型，東西向長47.28m，南北向寬10.68m，高7.50m。庫房正中為樓梯間，東西各兩間，每間長10.89m、寬10.20m。中部有兩個獨立柱基。內外墻均為條形基礎。此樓在使用一年后。庫房西側二樓墻上既發(fā)現(xiàn)有裂縫。此后裂縫數(shù)量增多，裂縫寬度展擴。據(jù)詳細調查統(tǒng)計，裂縫已有33條，有的裂縫長度超過1.80m，寬度達10～30mm，且地面多處開裂。6年之后，再度調查，發(fā)現(xiàn)裂縫長達3.20m，裂縫寬為8～10mm，且內外貫通。說明6年多來庫房的沉降一直都在發(fā)展。
事故原因分析：原勘查失誤是事故的主因，原勘查報告雖有償個鉆孔資料但僅有庫房對角線的41#、46#孔分別深5.10m、5.35m，其余5個孔只有2m多，遠不及基礎受壓層深度。更值得注意的是有2個孔已穿過有機土和泥碳層，但卻未做記錄，在報告中未說明，只是簡單地建議地基計算強度為fk=100KN/M2。這是該庫房發(fā)生嚴重質量問題的根源；設計人員對這份粗糙的勘查報告，并未提出補做勘查的要求。此外按規(guī)范規(guī)定對于三層和三層以上的房屋，其長高比L/H宜小于或等于2.5；本例雖為二層砌體結構，但長高比L/H=47.28/7.5=6.3，次值》25，導致房屋的整體剛度過小，對地基過不均勻沉降的調整能力太弱。設計人員又未采取加強上部結構剛度的有力結構措施，也是導致墻體開裂的重要原因。
應吸取的教訓：第一，工程勘查工作做的粗糙；第二，地基的選擇和處理方法不當，未能使房屋坐落在比較均勻的天然或人工地基上；第三，上部結構整體剛度弱。這三點教訓也就是平時常說的“情況不明，決心不，方法不好”。
此外，在勘查時要重視對鉆孔深度的選擇。由于鉆孔深度必須符合設計要求，如果不符合設計上對壓縮厚度的需要，或者不到樁所坐落的土層時，那就不可能正確計算出地基的沉降，或樁的正確承載力，也就達不到基礎設計要求。因此必須按設計要求確定合適鉆孔深度。如果由于勘查量不足，鉆孔和探坑布點少，再加上鉆孔深度不夠，以致不能表達出土的不均勻性和層理的不一致性，就有可能引起建筑的翹曲和彎折而出現(xiàn)裂縫，造成危害和浪費。。
?。ǘ┮蚪ㄖ锘A底面土壓力過超過地基承載力造成的事故
地基承載力是建筑物地基基礎設計中的一個關鍵指標。各類地基承受基礎傳來荷載的能力都有一定的限度，超過這一限度，首先發(fā)生的是建筑物具有較的不均勻沉降，引起房屋開裂；如果超越這一限度過多，則可能因地基土發(fā)生剪切破壞而整體滑動或急劇下沉，造成房屋的傾倒或嚴重受損，下面列舉全世界聞名的實例
事故實例：加拿特斯康谷倉，平面呈距形，長度59.44m，高度為31.00m，寬度為23.47m。容積為圓筒倉，每排 13個倉，5排，總計65個圓筒倉組成，谷倉的基礎為整塊鋼筋混凝土筏板基礎，基礎厚度61cm，基礎埋深為3.66m。1911年該倉開始施工，1913年秋完工。谷倉自重20000t，相當于裝滿谷物后總重量的42.5%。1913年底月起此谷倉裝谷物，仔細裝載，分布均勻。10月當谷倉裝了31822m2谷物時，發(fā)現(xiàn)谷倉下沉，一小時沉降達31.5cm，結構物向西傾斜，并在24小時內，整個谷倉傾倒，傾倒度達26.53。谷倉西端下沉7.32m，東端上抬1.52m。
事故原因分析：經(jīng)檢查，谷倉工程未做勘察。設計根據(jù)鄰近工程基槽開挖實驗結果，計算地基承載力為352KPa，應用到這個谷倉。谷倉場地位于冰川湖的盆地中，地基表層為近代沉積層，厚度3m；表層下面為冰川沉積粘土層，厚度122m。1952年在離谷倉18.3m處打了一些鉆孔，從鉆孔的粘土原狀式樣測的：粘土層的平均含水率隨深度而增加，從40%到60%；無側限抗壓強度從118.4 KPa減少到70.0 Kpa，平均為100 KPa；平均液限ωl=105%，塑限ωp=35%，塑性指數(shù)高達IP=70。由試驗可知這層土是高膠體、高塑性的。按太沙基公式計算地基承載力f，如采用粘土層無側限抗壓強度平均值100 Kpa，則地基承載力f為278.6 KPa，小于谷倉地基破壞時的基礎底面壓力329.4 KPa，若用qumin=70.0 KPa計算，則f=193.5 KPa，更遠小于谷倉基礎滑動時的實際基底力.
事故主要原因：加拿特斯康谷倉破壞的是因為谷倉事先未做勘察，設計盲目進行，采取設計荷載遠超過地基土的承載力，導致谷倉發(fā)生地基整體滑動破壞的嚴重事故。
應吸取的教訓：地基整體剪切破壞事故，它造成的工程事故災害很嚴重，必須引起土建工程技術人員的極度重視。設計人員應慎重對待工程勘查 告提供的地基承載力建議值，嚴格計算基礎的實際土壓力，若對勘察告的建議值有懷疑，可以在做載荷試驗驗證。施工人員在天然地基上建造中型工程時，應復核設計地基承載力的合理性。一旦發(fā)生地基產(chǎn)生較的沉降或傾斜，必須立即停工，會同勘查、設計和使用單位共同研究。采取必要措施，防止地基和建筑物發(fā)生災難性破壞。
（三）因地基中暗溝、古墓等舊構筑物影響造成的事故
建筑物地基槽開挖后，可能遇到許多局部異常的情況，例如：在地基土中存在有暗溝、古墓、古井、舊基礎等已廢除了的構筑物，其中在暗溝、古井內往往填充疏松的建筑垃圾或淤泥軟土，形成局部的松軟部位，可能引起基礎局部嚴重下沉。導致上部墻體或結構開裂；如遇古墓、防空洞等中空構筑物，則可能引起塌陷事故；至于遇到舊基礎、廢化糞池等構筑物，它們往往比周圍天然地基堅實得多，形成軟硬突變，也會造成上部結構開裂。因此在刨槽驗槽過程中查明局部異常情況是十分重要的。
事故實例：某廠鑄鋼車間廠房長度66.75m，寬度39m，為三跨等高排架，柱基為鋼筋混凝土杯形基礎，基礎一般埋置深度為2m?；A夯實干密度》ρd≥16g/cm3，夯實影響深度0.3～0.4m。廠房主體結構完工。安裝吊車前發(fā)現(xiàn)結構開裂事故：房屋東側地面開裂，裂縫長達15m，裂縫最寬50～60mm，。南墻東側開裂，裂縫最寬20mm，鋼筋混凝土圈梁亦被拉裂，裂縫多達20余條。廠房東南角向外偏移20mm。廠房東南6個基礎下沉。下沉速度平均每月約3～4mm。
事故原因分析：第一，未按設計要求探墓深度6～7m。實際探墓深度只有2m，事故發(fā)生后進行補探，在東南角10個柱基范圍內，就探出木棺11個，位于基礎下或旁邊。木棺頂距基礎底面約1.5～2.0m，木棺有的為空穴，有的充填淤泥。第二，廠房未經(jīng)詳細勘察，據(jù)初勘階段臨近廠房探坑資料，按地基土的承載力150KPa盲目設計，實際地基土非天然沉積土，而是填土，地基土的承載力僅為100～120KPa。
一點經(jīng)驗：在地基基礎施工中，遇到暗溝、古墓等舊構筑物是經(jīng)常發(fā)生的。這時候最重要的是設法弄清情況，除進行必要的勘測、挖掘之外，虛心向當?shù)厝撕凸と苏埥蹋M行細微的調查研究，是十分必要的。然后才能作出符合實際的處理方法。
（巖土工程師＿）
【關鍵詞】地基基礎；工程事故；工程地質
一、前言
在建筑結構的建造的使用過程中，由于地基和基礎工程的質量問題，使建筑物墻體和樓蓋開裂影響使用的，有礙觀瞻并使人有不安全感覺的，更有甚者使建筑物倒塌的事故，近幾年有上升的趨勢，根據(jù)統(tǒng)計資料顯示，其中地基和基礎工程的質量問題，占總事故的確21%。在建筑結構的設計和施工過程中，人們普遍認為最難駕馭的并不是上部結構，而是該工程的地基和基礎工程的問題，建筑物的上部結構盡管千變萬最化，復雜萬分，但是在電子計算機得普遍應用，今天，它們基本上都是在設計和施工中可以被預知和掌握。而對于建筑群所在場地的地下土層分布則不然，一般地說，人們只能在設計前通過幾個鉆孔的土樣的試驗得知其少數(shù)信息，也只能在施工后，槽底的釬探結果了解其表層信息，至于更深層更全面的情況卻不能全面的掌握，往往憑經(jīng)驗加以處理，這就產(chǎn)生誤差，甚至錯誤造成對建筑物建成后的損壞，而且，地基基礎都是地下隱蔽工程，建筑工程竣工后，難以檢查，使用期間出現(xiàn)事故的苗頭也不易察覺，一旦發(fā)生事故難以補救，甚至造成災難性的 后果。
地基基礎工程事故發(fā)生可能是因勘測、設計、構造、制造、安裝與使用等因素相互作用引起的。而這些因素中。某些因素引起突發(fā)事故。另一些因素可能導致消耗性逐漸發(fā)生的事故，從安全上講，突發(fā)事故是危險的。所以，研究并探討地基基礎工程事故發(fā)生的原因，更具有普遍性。地方性和經(jīng)驗性，對它的分析后得到的經(jīng)驗教訓，更是建筑工程技術人員需要不斷積累的知識財富。并對地基基礎工程事故采取有效的防止措施，是一個值得重視的課題。
二、地基與基礎的工程事故的原因及防治方法
?。ㄒ唬┮蚬こ痰刭|勘查中的錯誤而產(chǎn)生的事故
工程勘察報告要全面反映建筑場地工程地質和水文地質情況，預防地基與基礎的工程事故，首先對場地工程地質和水文地質條件全面正確的了解，要做到這一點關鍵要搞好工程勘查工作，要根據(jù)建筑物場地的特點，建筑物情況合理確定工程勘察目的和任務，勘查工作是設計的重要稱序，決不能忽視而不做，也不能隨便做而不考慮是否適用。特別是對復雜的、軟弱的地基，更應慎重對待。即使對單層的一般性建筑，也不能不做勘查。
事故實例：某市修建的一座庫房樓，該庫房為兩層樓房，平面呈一字型，東西向長47.28m，南北向寬10.68m，高7.50m。庫房正中為樓梯間，東西各兩間，每間長10.89m、寬10.20m。中部有兩個獨立柱基。內外墻均為條形基礎。此樓在使用一年后。庫房西側二樓墻上既發(fā)現(xiàn)有裂縫。此后裂縫數(shù)量增多，裂縫寬度展擴。據(jù)詳細調查統(tǒng)計，裂縫已有33條，有的裂縫長度超過1.80m，寬度達10～30mm，且地面多處開裂。6年之后，再度調查，發(fā)現(xiàn)裂縫長達3.20m，裂縫寬為8～10mm，且內外貫通。說明6年多來庫房的沉降一直都在發(fā)展。
事故原因分析：原勘查失誤是事故的主因，原勘查報告雖有償個鉆孔資料但僅有庫房對角線的41#、46#孔分別深5.10m、5.35m，其余5個孔只有2m多，遠不及基礎受壓層深度。更值得注意的是有2個孔已穿過有機土和泥碳層，但卻未做記錄，在報告中未說明，只是簡單地建議地基計算強度為fk=100KN/M2。這是該庫房發(fā)生嚴重質量問題的根源；設計人員對這份粗糙的勘查報告，并未提出補做勘查的要求。此外按規(guī)范規(guī)定對于三層和三層以上的房屋，其長高比L/H宜小于或等于2.5；本例雖為二層砌體結構，但長高比L/H=47.28/7.5=6.3，次值》25，導致房屋的整體剛度過小，對地基過不均勻沉降的調整能力太弱。設計人員又未采取加強上部結構剛度的有力結構措施，也是導致墻體開裂的重要原因。
應吸取的教訓：第一，工程勘查工作做的粗糙；第二，地基的選擇和處理方法不當，未能使房屋坐落在比較均勻的天然或人工地基上；第三，上部結構整體剛度弱。這三點教訓也就是平時常說的“情況不明，決心不，方法不好”。
此外，在勘查時要重視對鉆孔深度的選擇。由于鉆孔深度必須符合設計要求，如果不符合設計上對壓縮厚度的需要，或者不到樁所坐落的土層時，那就不可能正確計算出地基的沉降，或樁的正確承載力，也就達不到基礎設計要求。因此必須按設計要求確定合適鉆孔深度。如果由于勘查量不足，鉆孔和探坑布點少，再加上鉆孔深度不夠，以致不能表達出土的不均勻性和層理的不一致性，就有可能引起建筑的翹曲和彎折而出現(xiàn)裂縫，造成危害和浪費。。
?。ǘ┮蚪ㄖ锘A底面土壓力過超過地基承載力造成的事故
地基承載力是建筑物地基基礎設計中的一個關鍵指標。各類地基承受基礎傳來荷載的能力都有一定的限度，超過這一限度，首先發(fā)生的是建筑物具有較的不均勻沉降，引起房屋開裂；如果超越這一限度過多，則可能因地基土發(fā)生剪切破壞而整體滑動或急劇下沉，造成房屋的傾倒或嚴重受損，下面列舉全世界聞名的實例
事故實例：加拿特斯康谷倉，平面呈距形，長度59.44m，高度為31.00m，寬度為23.47m。容積為圓筒倉，每排 13個倉，5排，總計65個圓筒倉組成，谷倉的基礎為整塊鋼筋混凝土筏板基礎，基礎厚度61cm，基礎埋深為3.66m。1911年該倉開始施工，1913年秋完工。谷倉自重20000t，相當于裝滿谷物后總重量的42.5%。1913年底月起此谷倉裝谷物，仔細裝載，分布均勻。10月當谷倉裝了31822m2谷物時，發(fā)現(xiàn)谷倉下沉，一小時沉降達31.5cm，結構物向西傾斜，并在24小時內，整個谷倉傾倒，傾倒度達26.53。谷倉西端下沉7.32m，東端上抬1.52m。
事故原因分析：經(jīng)檢查，谷倉工程未做勘察。設計根據(jù)鄰近工程基槽開挖實驗結果，計算地基承載力為352KPa，應用到這個谷倉。谷倉場地位于冰川湖的盆地中，地基表層為近代沉積層，厚度3m；表層下面為冰川沉積粘土層，厚度122m。1952年在離谷倉18.3m處打了一些鉆孔，從鉆孔的粘土原狀式樣測的：粘土層的平均含水率隨深度而增加，從40%到60%；無側限抗壓強度從118.4 KPa減少到70.0 Kpa，平均為100 KPa；平均液限ωl=105%，塑限ωp=35%，塑性指數(shù)高達IP=70。由試驗可知這層土是高膠體、高塑性的。按太沙基公式計算地基承載力f，如采用粘土層無側限抗壓強度平均值100 Kpa，則地基承載力f為278.6 KPa，小于谷倉地基破壞時的基礎底面壓力329.4 KPa，若用qumin=70.0 KPa計算，則f=193.5 KPa，更遠小于谷倉基礎滑動時的實際基底力.
事故主要原因：加拿特斯康谷倉破壞的是因為谷倉事先未做勘察，設計盲目進行，采取設計荷載遠超過地基土的承載力，導致谷倉發(fā)生地基整體滑動破壞的嚴重事故。
應吸取的教訓：地基整體剪切破壞事故，它造成的工程事故災害很嚴重，必須引起土建工程技術人員的極度重視。設計人員應慎重對待工程勘查 告提供的地基承載力建議值，嚴格計算基礎的實際土壓力，若對勘察告的建議值有懷疑，可以在做載荷試驗驗證。施工人員在天然地基上建造中型工程時，應復核設計地基承載力的合理性。一旦發(fā)生地基產(chǎn)生較的沉降或傾斜，必須立即停工，會同勘查、設計和使用單位共同研究。采取必要措施，防止地基和建筑物發(fā)生災難性破壞。
（三）因地基中暗溝、古墓等舊構筑物影響造成的事故
建筑物地基槽開挖后，可能遇到許多局部異常的情況，例如：在地基土中存在有暗溝、古墓、古井、舊基礎等已廢除了的構筑物，其中在暗溝、古井內往往填充疏松的建筑垃圾或淤泥軟土，形成局部的松軟部位，可能引起基礎局部嚴重下沉。導致上部墻體或結構開裂；如遇古墓、防空洞等中空構筑物，則可能引起塌陷事故；至于遇到舊基礎、廢化糞池等構筑物，它們往往比周圍天然地基堅實得多，形成軟硬突變，也會造成上部結構開裂。因此在刨槽驗槽過程中查明局部異常情況是十分重要的。
事故實例：某廠鑄鋼車間廠房長度66.75m，寬度39m，為三跨等高排架，柱基為鋼筋混凝土杯形基礎，基礎一般埋置深度為2m?；A夯實干密度》ρd≥16g/cm3，夯實影響深度0.3～0.4m。廠房主體結構完工。安裝吊車前發(fā)現(xiàn)結構開裂事故：房屋東側地面開裂，裂縫長達15m，裂縫最寬50～60mm，。南墻東側開裂，裂縫最寬20mm，鋼筋混凝土圈梁亦被拉裂，裂縫多達20余條。廠房東南角向外偏移20mm。廠房東南6個基礎下沉。下沉速度平均每月約3～4mm。
事故原因分析：第一，未按設計要求探墓深度6～7m。實際探墓深度只有2m，事故發(fā)生后進行補探，在東南角10個柱基范圍內，就探出木棺11個，位于基礎下或旁邊。木棺頂距基礎底面約1.5～2.0m，木棺有的為空穴，有的充填淤泥。第二，廠房未經(jīng)詳細勘察，據(jù)初勘階段臨近廠房探坑資料，按地基土的承載力150KPa盲目設計，實際地基土非天然沉積土，而是填土，地基土的承載力僅為100～120KPa。
一點經(jīng)驗：在地基基礎施工中，遇到暗溝、古墓等舊構筑物是經(jīng)常發(fā)生的。這時候最重要的是設法弄清情況，除進行必要的勘測、挖掘之外，虛心向當?shù)厝撕凸と苏埥蹋M行細微的調查研究，是十分必要的。然后才能作出符合實際的處理方法。
（巖土工程師＿）
