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1、地基沉降及失穩質量事故,2017-05-29,地基工程質量事故,地基變形事故,地基失穩事故,1,2,3,地基事故可分為天然地基上的事故和人工地基上的事故兩類。無是天然地基上的事故還是人工地基上的事故，按其性質可概括為地基強度和變形兩大問題。地基強度問題引起的地基事故主要表現在地基承載力不足或地基喪失穩定性或斜坡喪失穩定性。地基變形問題引起的地基事故經常發生在軟土、失陷性黃土、膨脹土、季節性凍土等地區,一、地基工程事故原因分析,1.地質勘察深度不足或者根本不勘察2.基礎設計不調查、不計算。3.軟弱地基不處理4.忽視寒冷地區地基上的凍脹5.基礎埋置深度不足6.地基基礎缺乏防護、防水、排水、措施7.2、不按圖紙規范施工，粗制濫造,第二節 地基失穩事故,什么叫地基失穩？地基在荷載的作用下，地基中產生了剪切力。當局部范圍內的剪切力超過土的抗剪強度時，將發生一部分土體沿著另一部分土體滑動二造成剪切破壞，這種現象稱之為地基喪失穩定，即失穩。,當地基土的抗剪強度不足以承受地基所收的壓力設計值，地基就會產生局部或者整體的剪切破壞，具體形式有：1.整體剪切破壞2.局部剪切破壞3.沖切剪切破壞結果都是引起建筑物結構破壞或者倒塌。地基失穩的預兆往往就是沉降的速率過大，必須充分重視，而且建筑物的不均勻沉降也會引起地基失穩破壞,事故緊急處置情況針對傾倒樓房附近存在南面開挖基坑、北面堆土過高、部分防汛墻坍塌等重大隱3、患，為保持土壓平衡，根據專家組建議，加快卸載北面堆積最高約10米的土方，抓緊回填樓房南面深約4.6米的基坑，同時對多余土方進行外運。經過搶險施工人員三天三夜的連續奮戰，累計卸載、外運和回填土方約6萬方。至6月30日，南面基坑全部填平，北面堆土下降至0.5米左右，臨時防汛設施基本修筑完成，有效防止了次生災害的發生。三是組織專業檢測人員，分別對在建的其余10幢樓房、鄰近居民小區、附近防汛設施和道路管線進行不間斷監測，并對燃氣、電力等管線進行了逐戶安檢。專家組根據檢測結果判斷，鄰近居民小區、附近道路管線等未受影響；在建的其余樓房安全狀況穩定，不會發生類似傾倒事故。臨時撤離居民于6月29日晚全部回家，4、工程搶排險任務于7月1日結束。,1、房屋傾倒的主要原因是，緊貼7號樓北側，在短期內堆土過高，最高處達10米左右；與此同時，緊鄰大樓南側的地下車庫基坑正在開挖，開挖深度4.6米，大樓兩側的壓力差使土體產生水平位移，過大的水平力超過了樁基的抗側能力，導致房屋傾倒。2、傾倒事故發生后，對其它房屋周邊的堆土及時采取了卸土、填坑等措施，目前地基和房屋變形穩定，房屋傾倒的隱患已經排除。3、原勘察報告，經現場補充勘察和復核，符合規范要求；原結構設計，經復核符合規范要求；大樓所用PHC管樁，經檢測質量符合規范要求。4、建議進一步分析房屋傾倒機理，總結經驗、吸取教訓；同時對周邊房屋進一步檢測和監測，確保安全。,5、地基是承受建筑物全部荷載的土體或巖體，它不屬于建筑物的組成部分。為了使建筑物安全、正常地使用而不遭到破壞，要求地基應滿足設計需要的容許承載力、建筑物的沉降值小于容許變形值以及地基無滑動危險，這是對地基設計的基本要求。造成上海蓮華南路高樓地基失穩的主要因素是：（1）高樓南側地下車庫施工順序失當。通常，應在高層建筑的基礎上設置地下室或車庫，這有利于建筑物抗震。上海蓮華南路的高樓沒有在其基礎上設置車庫的原因，可能是考慮到地基承載力較差的緣故。高樓南側的地下車庫是按照先淺后深的順序進行施工的，這顯然不適當。（2）高樓北側土方堆放失當。在施工期內，于高樓北側較長時間堆放高達10米左右的土方是十分不恰當的6、。（3）地基土體的含水量增大。在高樓整體倒塌前的一段時間里，正處于雨季，地基土體的含水量增大，使地基土體容易發生擾動。,2009年6月，上海閔行區蓮花河畔景苑在建的13層7號樓整體倒覆，致一名工人當場被壓死亡。,這樣，在上面三個主要因素的綜合作用下，該高樓發生了地基失穩的災難：失當堆放的土方在高樓北側對地基形成了高加載；地下車庫深度4.6米的大開挖取土在高樓南側形成了對地基的大減載；地基的土體在高樓南、北兩側形成了高差較大的凌空面。于是，“大樓兩側的壓力差使土體產生水平位移”，該水平位移使高差較大的凌空面處的地基發生滑動變形而使地基失穩，地基的失穩導致了高樓的整體傾斜；瞬間，建筑物對樁基礎的設7、計軸力（垂直荷載）轉化為對樁基礎向上的拔力和水平力，從而導致了預應力鋼筋混凝土管樁頂部與房屋底板在連接處被整齊地切開的災難性破壞13層的高樓就轟然倒塌了。,二,三,浙江蕭甬鐵路發生地基整體下沉事故,中廣網北京5月10日消息2005年5月9日上午7時10分，浙江蕭甬鐵路余姚西至驛亭區間，由于地方一磚瓦廠取土，造成鐵路地基土體移位，路堤發生整體下沉事故，導致鐵路中斷行車，杭州至寧波間途經該處的旅客列車受到影響。,1.整體剪切破壞對壓縮性較小的密實砂與堅硬粘土地基，基礎埋深較淺時，當上部荷載很大使基底壓力超過極限承載能力時，地基內塑性變形區發展形成一連續滑動面，即發生整體剪切破壞，在基礎周圍地面有明8、顯隆起現象。,2.局部剪切破壞局部剪切破壞的地基塑性變形區位于基礎下方，滑動面未延伸至地面，地面略有隆起現象，但房屋不會明顯傾斜或者倒塌。,3.沖壓剪切破壞對壓縮性較大的松散和軟土地基，當基礎埋深較深時，上部荷載使地基土連續下沉，并沿基礎周邊產生豎向剪切，建筑物產生過大的不能容許沉降，即沖切剪切破壞。破壞時地基不出現明顯的連續滑動面。基礎四周的地面不隆起，建筑物沒有很大傾斜，基礎就像切入土中一樣，建筑物產生較大沉降。,1,2,3,4,軟土地基的不均勻沉降,膨脹土地基膨脹或收縮,季節性凍土地基凍脹.,三、地基變形事故,軟土地基事故案例分析,地基軟弱下臥層的問題 案情：某九層框架建筑物，建成不久后9、即發現墻身開裂，建筑物沉降最大達58cm，沉降中間大，兩端小，產生這一問題的原因是什么？目前情況如何處理？這是大家關心的問題。進一步了解發現，該建筑物是一箱基基礎上的框架結構，原場地中有厚達9.518.4m厚的軟土層、軟土層表面為38m的細砂層，地質剖面見圖1。設計者在細砂層面上回填砂石碾壓密實，然后把碾壓層作為箱基的持力層。在開始基礎施工到裝飾竣工完成的一年半中，基礎最大沉降達58cm，由于沉降差較大，造成了上部結構產生裂縫。,原因：該案例產生過大沉降并影響上部結構安全，關鍵原因是對地基承載力的認識不夠完整。地基承載力是取決于基礎應力影響所到的受力范圍，不僅僅是基礎底附近的土體承載力。同時，10、地基承載力應包含兩層內容，一是地基強度穩定，二是地基變形。本工程基礎長寬為6020m，其應力影響到地基下部的軟土層，在上部結構荷載作用下軟土產生固結沉降，隨著時間的增長，沉降逐步發展，預計總沉降量會達約100cm，目前沉降量約為總沉降量的60%。由于沉降量過大，沉降不均勻，同時上部結構剛度也不均勻，從而在結構剛度突變處產生了裂縫,處理：該工程必須要對地基進行加固處理，加固采用靜壓預制砼樁方案。但設計時要考慮樁土的共同作用，同時充分考慮目前地基已承擔了部分荷載，加固樁只需承擔部分荷載即可，而不必設計成由加固樁承擔全部荷載，從而達到節省的目的。啟示啟示啟示啟示：1、地基的承載力要考慮下臥軟土層的承11、載力，地基設計應要進行沉降計算，尤其是場地存在軟弱土層的地基，必須要進行沉降驗算。2、這種地基的加固設計應考慮已有土體先發揮作用，已承擔了部分荷載的特點，設計的加固樁與地基共同作用承擔部分荷載，從而達到更經濟合理的設計,案例2,工程概況 某城市防洪擋土結構示意圖如圖1所示，該場地原為一斜坡，為美化城市，現要施工一擋土結構如圖1所示，靠岸一側為墻,用作擋土和擋水。靠河一側為框架柱子，頂部作為一個街景平臺。由于場地存在軟土層，因而采用樁基進行處理,施工順序及事故情況 施工順序為先打樁，完成地梁施工以及11.8m高程以下的側墻及梁柱，然后在墻后岸上的斜坡進行填土至11.8m，再繼續施工11.8m高程12、以上的結構和回填靠河一側7.2m高程處的反壓土坡。當施工完成后，發現柱子傾斜，11.8m高程處的橫梁產生裂縫，后進一步開挖，發現地梁也有斷裂破壞。現場調查發現，靠河一側的柱子有明顯的傾斜和彎曲，在11.8m橫梁處為分界點，下部向外傾斜而上部則向內傾斜，示意圖如圖2所示，現場照片則如圖3所示。,3、事故原因分析 據分析 主要是施工順序不合理所產生。本工程中兩側填土是不平衡的，再加上靠河一側反壓土體未填之前，靠岸一側土體先填筑至11.8m高程，造成兩側土壓更大的不平衡。由于場地為軟土地質，在兩側不平衡土壓力作用下，軟土體產生側移，把其下的樁向河一側推移，使樁頂向河一側產生水平位移，而樁頂以上的結構13、體則整體向河一側產生水平側移，因而11.8m高程以下的柱子是向外傾斜的。當在11.8m高程再往上施工時，如果順著柱子的傾斜方向向上，則結構更傾斜，為減少傾斜控制柱頂與柱腳在同一垂線上，則11.8m高程以上的柱子必須向內傾斜，由此施工后，則得到現場所看到的情況,4、啟示 由以上的原因分析可見，在軟土地基中，施工順序會對結構受力產生重要影響。軟土在不平衡的土壓力下會產生明顯的側向移動，帶動其中的結構物側移。按本工程情況，結構物兩側的填土應均衡，同時填筑，以保證兩側土壓力的平衡，從而使結構兩側受力均衡，避免軟土側移的產生。對同類情況，實際工程中應充分重視不平衡土壓力對軟土地基的影響,5、處理 由于地梁已開裂，同時還擔心結構進一步變形，后來的處理措施是開挖并重做地梁，同時在地梁下新增加微形鋼管樁，以幫助承擔荷載。工程處理后試用多年，未見新的變形產生,