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第6章地基與基礎(chǔ)工程事故處理6.1地基工程事故類別及特征
地基產(chǎn)生過量的變形或不均勻變形,使上部結(jié)構(gòu)開裂、傾斜,削弱和破壞了結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性,并影響到建筑物正常使用。嚴重者,地基失穩(wěn)導致建筑物倒塌。
6.1.1地基失穩(wěn)造成工程事故
作用在地基上的荷載超過地基承載力,地基將產(chǎn)生剪切破壞而整體滑動或急劇下沉,造成房屋的傾斜或嚴重受損。2021/12/21工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理整體剪切破壞局部剪切破壞沖切剪切破壞
2021/12/22工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.1地基工程事故類別及特征
6.1.2地基變形造成工程事故
地基在荷載作用下產(chǎn)生沉降,包括瞬時沉降、固結(jié)沉降和蠕變沉降。當總沉降量或不均勻沉降量超過建筑物允許沉降量時,影響建筑物正常使用或安全造成工程事故。
均勻沉降對上部結(jié)構(gòu)影響不大,但沉降量過大,可造成室內(nèi)地坪低于室外地坪,引起雨水倒灌、管道斷裂,以及污水不易排出等問題。
2021/12/23工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.1.2地基變形造成工程事故
不均勻沉降造成建筑物偏斜和產(chǎn)生裂縫。不均勻沉降過大對上部結(jié)構(gòu)的影響:(1)產(chǎn)生裂縫使磚砌體承受彎曲導致砌體因拉應(yīng)力過大而產(chǎn)生裂縫。
2021/12/24工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.1.2地基變形造成工程事故
(2)柱體斷裂或壓碎
使軸心受壓柱產(chǎn)生縱向彎曲而導致拉裂。
2021/12/25工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.1.2地基變形造成工程事故
(3)建筑物產(chǎn)生偏斜高聳構(gòu)筑物,不均勻沉降將引起建筑物偏斜。若偏斜較大,則影響正常使用。
2021/12/26工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.1.3人工地基工程事故
1.砂、石墊層置換加固地基
將軟弱土層挖除,換填結(jié)構(gòu)較好的砂、石,或素土、石屑、粉煤灰等材料,形成素土地基(土墊層)、灰土地基或砂墊層和砂石墊層地基等。砂(砂石、碎石)墊層既要有足夠的厚度以置換可能被剪切破壞的軟弱土層,又要有足夠的寬度以防止砂墊層向兩側(cè)擠出。容易出現(xiàn)的問題:①砂墊層與砂石墊層不密實;②寒冷地區(qū)冬季施工砂石墊層,砂石被冰所包裹,春季融化,造成墊層迅速下沉。③對于深厚軟土層上,且有荷載差異的建筑物來說,該法不能消除不均勻沉降,而且差異沉降發(fā)展也較快,對上部結(jié)構(gòu)的危害性甚至比天然地基大。
2021/12/27工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.1.3人工地基工程事故
2.灰土樁擠密加固地基
利用打入鋼套管(或振動沉管)在地基中成孔,通過“擠”壓作用,使地基土得到加“密”,然后在孔中分層填入灰土后夯實而成灰土樁?;彝翗杜c樁間土共同組成復(fù)合地基。
容易出現(xiàn)的問題:①樁內(nèi)松散灰土未夯實;②樁標高不符合設(shè)計要求。③放線漏放,使得樁數(shù)不夠。
2021/12/28工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.1.3人工地基工程事故
3.生石灰樁擠密加固地基
利用打入鋼套管(或振動沉管)在地基中成孔,填入石灰夯實,產(chǎn)生吸水、膨脹、發(fā)熱以及離子交換作用,使樁柱硬化,成形后與樁間土組成復(fù)合地基。
容易出現(xiàn)的問題:①生石灰質(zhì)量與樁長等不符合設(shè)計要求;②樁標高不符合設(shè)計要求。③石灰樁施工結(jié)束,未及時封頂或過早開挖基坑,使得生石灰樁徑向約束大大降低,以致基底有大面積隆起或混凝土墊層開裂。2021/12/29工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.1.3人工地基工程事故
4.強夯法加固地基
利用不同重量的夯錘,從不同的高度自由落下,產(chǎn)生很大的沖擊力處理地基的方法。沖擊波和動應(yīng)力,可提高地基土的強度、降低土的壓縮性、改善砂土的抗液化條件、消除濕陷性黃土的濕陷性等。
容易出現(xiàn)的問題:①夯點選擇、夯擊后間歇時間、夯擊次數(shù)等不合理,造成夯擊過程中地面出現(xiàn)隆起和翻漿現(xiàn)象;②地基土中有凍土、淤泥,以及地下水、土的振動液化等原因,致使強夯后未能滿足設(shè)計要求的密實度。
③土層中存在軟土夾層,影響加固深度與加固效果。2021/12/210工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.1.3人工地基工程事故
5.碎石擠密樁加固地基
用振動沉樁機將鋼套管沉入土中,再灌入并密實碎石而成形成的碎石樁體,與原地基土共同組成復(fù)合地基。
容易出現(xiàn)的問題:①樁身縮頸;②灌石量不足,使碎石擠密樁密實度達不到設(shè)計要求;
③樁未達到設(shè)計標高;樁體偏斜過大;④斷樁。
2021/12/211工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.1.3人工地基工程事故
6.深層攪拌法加固地基以水泥、石灰等材料作為固結(jié)劑,通過特制的深層攪拌機械,在地基深部就地將軟粘土和固化物強制拌合,使軟粘土硬結(jié)成具有整體性和水穩(wěn)定性的柱狀、壁狀和塊狀等的水泥加固土體。
容易出現(xiàn)的問題:①工藝不合理,攪拌機械提速不均勻等造成攪拌體質(zhì)量不均勻;②注漿泵損壞,噴漿口堵塞,管道內(nèi)有硬結(jié)快及雜物,水泥漿稠度不合適等造成噴漿不正常;
③工藝不適當,粘土顆粒的粘結(jié)力強等原因造成施工中發(fā)生抱鉆或冒漿現(xiàn)象。
2021/12/212工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.1.3人工地基工程事故
7.旋噴法法加固地基用鉆機把帶有合金噴嘴的注漿管鉆進土中預(yù)定位置,通過高壓泵,把漿液(水泥漿)噴射到土中,漿液噴射流把一定范圍內(nèi)土層射穿,使原狀土破壞,同時鉆桿以一定速度漸漸向上提升,將被漿液射流切削的土粒與漿液進行攪拌混合,膠結(jié)硬化后,在土中便形成新的固結(jié)體,達到加固地基的目的。
容易出現(xiàn)的問題:①加固體的成樁直徑不同,樁身強度不均勻,局部出現(xiàn)縮頸;
②鉆孔沉管困難,并出現(xiàn)偏差過大及冒漿現(xiàn)象。
2021/12/213工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.1.4特殊土地基工程事故
1.濕陷性黃土地基工程事故黃土在一定壓力作用下受水浸濕,土體結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著附加下沉稱為濕陷性。在其自重壓力下受水浸濕發(fā)生濕陷的稱為自重濕陷性黃土;在其自重壓力下受水浸不發(fā)生濕陷的稱為非自重濕陷性黃土。
防止措施:①通過地基處理消除建筑物地基的全部濕陷量和部分濕陷量;處理方法主要有:墊層法、強夯法、預(yù)浸水法、灰土樁、碎石樁、攪拌樁等。
②防止水浸入地基,避免地基土體發(fā)生濕陷;③加強上部結(jié)構(gòu)剛度,采取合理體型,使建筑物對地基濕陷性變形有較大的適應(yīng)性。2021/12/214工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.1.4特殊土地基工程事故
2.膨脹土地基工程事故
膨脹土是具有較大的吸水膨脹和失水收縮變形特征的高塑粘性土,自由膨脹率一般超過49%。膨脹土地基吸水膨脹,失水收縮將造成地基上建筑物及市政設(shè)施破壞。
防治措施:①排水和保濕措施②換土(置換范圍厚度宜采用基礎(chǔ)寬度的1.8~2.2倍,寬度宜采用基礎(chǔ)寬度的1~1.2倍);③加深基礎(chǔ)埋深(1.2~3.0m
)或采用樁基礎(chǔ)。2021/12/215工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理散水灰土溝壁塑料薄膜帷幕
保濕帷幕示意圖
2021/12/216工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理散水素土夯實砂子溝壁
保濕暗溝示意圖
2021/12/217工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.1.4特殊土地基工程事故
4.鹽漬土地基工程事故
鹽漬土含鹽量較高,固相中有結(jié)晶鹽,液相中有鹽溶液。鹽漬土地基浸水后,因鹽溶解而產(chǎn)生地基溶陷。鹽漬土中鹽溶液還將腐蝕建筑物材料。
防治措施:①樁基礎(chǔ);
②加大混凝土保護層;③增強結(jié)構(gòu)剛度,提高適應(yīng)變形的能力。2021/12/218工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.1.5地震造成工程事故
地震時飽和砂土和粉土地基可能產(chǎn)生液化,飽和軟粘土地基可能產(chǎn)生震陷。造成地基承載力降低甚至喪失,引起建筑物產(chǎn)生較大的沉降和不均勻沉降,造成建筑物的嚴重破壞。地震對建筑物的影響與地震烈度和建筑物場地效應(yīng)、地基土動力特性有關(guān),還與基礎(chǔ)型式、上部結(jié)構(gòu)、體型、剛度等有關(guān)。
防治措施:①建筑物場址的選擇;
②基礎(chǔ)類型選擇;③結(jié)構(gòu)類型選擇;④地基處理。2021/12/219工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.1.6地基滲流造成工程事故◆滲流造成潛蝕,在地基中形成土洞、溶洞或土體結(jié)構(gòu)改變,導致地基破壞;◆滲流形成流土、管涌導致地基破壞;◆地下水位下降引起地基中有效應(yīng)力改變,導致地基沉降,嚴重的可造成程事故。其他地基工程事故:土坡滑動;采礦造成的采空區(qū);地下水位的變化等。2021/12/220工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.2地基工程事故的原因
6.2.1地質(zhì)勘察問題
不能正確了解建筑場地土質(zhì)分布、各土層物理力學性質(zhì),錯誤估計地基承載力和地基變形特征,導致發(fā)生地基與基礎(chǔ)工程事故。1.工程勘察工作不符合要求
1)沒按規(guī)定要求進行勘察工作。如勘察布孔間距偏大、鉆孔取土深度太淺,不能全面反映建筑場地地基土層實際情況。
2021/12/221工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
6.2.1地質(zhì)勘查問題
1.工程勘察工作不符合要求
2)勘察工作質(zhì)量事故。取土、試樣儲運和土工試驗中發(fā)生質(zhì)量問題,導致提供的勘察報告不能反映實際情況,如提供的土的強度指標和變形模量與實際情況差距很大。
2021/12/222工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
6.2.1地質(zhì)勘查問題
2.建筑場地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況非常復(fù)雜
地基中存在尚未發(fā)現(xiàn)的軟弱層、暗浜、古河道、墓穴、古井等。3.沒有按規(guī)定進行工程勘察工作
不按規(guī)定進行工程勘察工作,及地質(zhì)勘察報告不詳細、不準確。
2021/12/223工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
6.2.2設(shè)計方案及計算問題
1.設(shè)計方案不合理
不能根據(jù)建筑物上部結(jié)構(gòu)荷載、平面布置、高度、體型,場地工程地質(zhì)條件,合理選擇地基處理方案和基礎(chǔ)形式。2.設(shè)計計算錯誤1)荷載計算不正確,低估實際荷載,導致地基超載造成地基承載力或變形不能滿足要求。2)基礎(chǔ)設(shè)計方面錯誤?;A(chǔ)底面積偏小?;蚧A(chǔ)底平面布置不合理,造成不均勻沉降偏大。3)地基沉降計算不正確導致不均勻沉降失控。
2021/12/224工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
6.2.3施工質(zhì)量問題
1.不按施工圖施工
基礎(chǔ)平面位置、基礎(chǔ)尺寸、標高等未按設(shè)計要求進行施工。2.未按技術(shù)操作規(guī)程施工
施工人員在施工過程中不按操作規(guī)程施工,甚至偷工減料。
3.材料不合格
所用材料的規(guī)格、質(zhì)量不符合設(shè)計要求等。
2021/12/225工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
6.2.4環(huán)境及使用問題
1)地下工程或深基坑工程施工對鄰近建筑物地基與基礎(chǔ)的影響;2)建筑物周圍地面堆載引起建筑物地基附加應(yīng)力增加導致建筑物沉降和不均勻沉降進一步發(fā)展;3)建筑物周圍地基中施工振動或擠壓對建筑物地基的影響;4)地下水變化對建筑物地基的影響;5)建筑物加層、維修、使用等影響。
2021/12/226工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.3地基事故的分級標準和處理方案
6.3.1地基事故的分級標準
建筑物損壞程度分級
事故判斷嚴重程度不均勻沉降超過規(guī)范容許值,墻面出現(xiàn)1㎜以下裂縫或稍有傾斜1不均勻沉降超過規(guī)范容許值,墻面與梁柱有少量裂縫,門窗開啟不靈2不均勻沉降顯著或均勻沉降很大,承重墻、梁、柱普遍開裂,或傾斜明顯,影響安全使用3不均勻沉降嚴重,或結(jié)構(gòu)破損,危及安全,不能使用42021/12/227工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
6.3.2托換技術(shù)
對既有建筑物的地基和基礎(chǔ)進行處理與加固,或在既有建筑物基礎(chǔ)下修建地下工程(如隧道穿越),以及鄰近建造新工程而影響到既有建筑物安全等問題的處理技術(shù)。
托換技術(shù)分類:◆按施工方法分:擴大基礎(chǔ)面積;墩式托換;樁式托換;地基加固等?!舭葱再|(zhì)分:補救性托換;預(yù)防性托換;維持性托換。
2021/12/228工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
6.3.3調(diào)查研究
為制定地基處理技術(shù)方案提供依據(jù)。1.基本調(diào)查:◆工程情況:場地;環(huán)境;結(jié)構(gòu)等?!羰鹿是闆r:時間、經(jīng)過;事故現(xiàn)狀和實測數(shù)據(jù),人員傷亡和經(jīng)濟損失;是否進行過處理;沉降與裂縫實測資料。◆查閱原有地質(zhì)勘察報告:摸清地基的持力層、下臥層和基巖的性狀和埋深;地基土的物理力學性能;地下水位及其變化和補給等情況。
2021/12/229工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理1.基本調(diào)查:
◆復(fù)核原有建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙:了解該建筑物的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和受力特征。
◆檢查竣工驗收資料:了解施工過程中所發(fā)生的各種問題(建筑材料、成品、半成品的質(zhì)量
),以及施工變更記錄。
◆生產(chǎn)、使用等情況:生產(chǎn)或使用情況是否與設(shè)計相符,是否有變更及其具體影響;
2021/12/230工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理2.補充調(diào)查:
◆補勘:當?shù)刭|(zhì)資料不完整、不準確或沒做過勘察工作時,須進行補勘(差異沉降大、開裂、傾斜等問題嚴重的部位)。
◆補查:對計算書進行必要的核算;對隱蔽工程局部開挖檢查落實等。
◆補測:對建筑物進行補充沉降觀測;
2021/12/231工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
6.3.4地基事故處理的程序和注意事項
1.地基和基礎(chǔ)加固的工作程序調(diào)查—鑒定—擬定方案—方案優(yōu)化—施工方案—施工
◆施工人員要對地基基礎(chǔ)加固目的、加固原理、技術(shù)要求和質(zhì)量標準等心中有數(shù);嚴格控制質(zhì)量;
◆加強施工期間的沉降觀測。對重要的或?qū)Τ两涤袊栏裣拗频慕ㄖ?,?yīng)在加固后繼續(xù)進行長期沉降觀測。
2021/12/232工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
6.3.4地基事故處理的程序和注意事項
2.地基和基礎(chǔ)加固方案的選擇
處理的目的在于加強基礎(chǔ)和改善地基的承載能力,有效地傳遞建筑物荷載,從而控制沉降,減少差異沉降,根除病害,使建筑物恢復(fù)安全使用。
處理方案:基礎(chǔ)擴大(基礎(chǔ)加寬或聯(lián)片)、墩式置換、地基處理(如灌漿)、做樁設(shè)梁(或臺)托換原地基、調(diào)整沉降糾偏等。有時尚需采取排水、支擋、減重和護坡等措施綜合治理。
2021/12/233工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
2.地基和基礎(chǔ)加固方案的選擇方案選擇考慮的因素:1)地基事故的類型、范圍大小、變形特征;2)建筑場地地基土分布與組成狀況、地下水位高低與水質(zhì)(有無侵蝕性)、所需新持力層埋藏深度等;3)該建筑物現(xiàn)狀,如結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)類型、完整程度、荷載大小等;4)周圍房屋的密集程度;5)施工條件、經(jīng)驗、費用等。2021/12/234工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
2.地基和基礎(chǔ)加固方案的選擇例如:某浴室建造在Ⅲ級濕陷性黃土地基上,由于管道漏水發(fā)生濕陷事故。但因場地濕陷性土層太厚,采用灌漿法造價太高。根據(jù)該地區(qū)地下水較低和黃土開挖后可保持豎直邊坡的特點,采用施工簡易的基底下直接做墩的處理方法。對于荷載大、上部結(jié)構(gòu)剛度較好,地質(zhì)條件復(fù)雜,持力層埋藏深,地下水位較高的地區(qū),可采用樁式托換。2021/12/235工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
2.地基和基礎(chǔ)加固方案的選擇例如:膨脹土地基上的建筑物破壞程度較嚴重,一般應(yīng)拆除重建。重建工作應(yīng)按照《膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范》進行。對于輕微的破壞等級,應(yīng)盡量進行加固,以節(jié)約資金。需要注意,地基處理費用一般較高,且工程施工有一定難度。因凍害所引起的事故,很少采用地基處理辦法,而多采用消除凍脹的措施,必要時也可采用混凝土做墩進行處理。
2021/12/236工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
3.地基和基礎(chǔ)加固方案的實施1)實施步驟:
①對需要加固的原有建筑物結(jié)構(gòu)進行加固;
②采取適當而穩(wěn)妥的方法,將原有建筑物基礎(chǔ)的全部或部分支托;
③根據(jù)工程需要,對原有建筑物地基或基礎(chǔ)進行加固;④當需要在建筑物下建造地下構(gòu)筑物(如地鐵通道、車站等)時,在基礎(chǔ)已支托的狀態(tài)下,在原基礎(chǔ)下開挖土方,并進行施工;
⑤將荷載傳到新建的地下工程上;
⑥必要時,拆除托換結(jié)構(gòu)。
2021/12/237工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
3.地基和基礎(chǔ)加固方案的實施2)注意事項
①托換范圍由小到大,逐步擴大;
②工期長,要考慮如季節(jié)性的溫度變化和雨雪影響;深基坑開挖后土層卸載引起的基坑回彈影響;基坑排水對相鄰建筑物的影響,及臨時性的支護結(jié)構(gòu)的可靠性等問題;
③高難度的技術(shù)工作,要由具備豐富經(jīng)驗的單位和技術(shù)人員承擔;
④加強施工監(jiān)測。監(jiān)測內(nèi)容包括:建筑物沉降、傾斜和位移觀測,地面沉降觀測,托換結(jié)構(gòu)變形觀測,建筑物和地面裂縫觀測,以及地質(zhì)資料和地下水變化情況等。
2021/12/238工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.4地基加固及事故處理
6.4.1基礎(chǔ)擴大
基礎(chǔ)擴大對減少基底接觸壓力效果明顯,施工方便、費用低,有條件時應(yīng)優(yōu)先考慮。
2021/12/239工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理2021/12/240工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理加強連接的措施:◆原有基礎(chǔ)鑿毛和刷洗干凈;◆隔一定高度(如250㎜)設(shè)置鋼筋錨桿,(可與原基礎(chǔ)鋼筋焊接連接
);◆沿原基礎(chǔ)周邊每隔一定距離(如1.0~1.5m),用一定直徑(如20㎜)的鋼筋套錨固;
2021/12/241工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理【工程實例6.1】
1.工程概況:某水電車間為磚混結(jié)構(gòu),鋼筋混凝土梁板,毛石基礎(chǔ),頂部設(shè)鋼筋混凝土圈梁,地處水塘邊??⒐げ痪?,由于基礎(chǔ)不均勻沉降,在靠近水塘一角的山墻、拐角及縱墻一段的墻體,開裂嚴重,且在繼續(xù)發(fā)展。經(jīng)開挖坑槽驗查,墻體開裂部位下的圈梁及毛石基礎(chǔ)也明顯裂縫。2.事故原因:屋面梁傳給壁柱的是集中荷載,故對于軟弱地段,應(yīng)將壁柱下基礎(chǔ)寬度加大。由于設(shè)計疏忽,采用了與窗間墻下的基礎(chǔ)同寬的處理辦法,因而形成縱墻下基底壓力的分布不均,加之該工程上部結(jié)構(gòu)剛度差,不具備調(diào)整基底壓力和變形的能力,因此在壁柱間被門窗洞口削弱的墻體上發(fā)生了斜向裂縫。
2021/12/242工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理3.事故處理:根據(jù)事故原因,選擇基礎(chǔ)擴大加固方案。分別對墻體開裂部位二個壁柱、一個拐角及山墻中段等四處基礎(chǔ)進行加固處理
。
2021/12/243工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理4.施工步驟①屋面梁下設(shè)臨時支撐,以卸除加固部位基礎(chǔ)上的部分荷載;②從基礎(chǔ)兩側(cè)開挖坑槽,并將基底下的基土掏掉,按設(shè)計長寬厚度澆筑混凝土。澆筑的混凝土高出毛石基礎(chǔ)底面,底部布置?12@140雙向鋼筋。③混凝土達到規(guī)定強度后,對舊基礎(chǔ)及上部墻體的裂縫用水泥砂漿嵌補,個別開裂嚴重的墻體做了局部拆砌,最后拆除臨時支撐。
2021/12/244工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
6.4.2墩式托換
也稱坑式托換。它是直接在被托換建筑物的基礎(chǔ)下挖坑至新設(shè)計的持力層,然后從坑底澆筑混凝土到基底的一種托換方法?;炷炼湛梢允沁B續(xù)的,也可以是間斷的。
連續(xù)墩間斷墩2021/12/245工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理施工步驟:①在被托換的基礎(chǔ)側(cè)面人工開挖一個1.2×0.9m的導坑,挖到比原有基礎(chǔ)底面深1.5m處;②將導坑橫向擴展到基礎(chǔ)下面,并繼續(xù)在基礎(chǔ)下面開挖到新的持力層設(shè)計標高;
③用混凝土澆灌至離基礎(chǔ)底面80㎜處停止灌注,養(yǎng)護一天;④用干硬性砂漿或膨脹水泥填塞并搗實成為密實的填充層;⑤重復(fù)以上步驟,直到全部基礎(chǔ)的托換工作完成為止。
2021/12/246工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
6.4.3樁式托換
樁式托換是靠擱置在樁上的托梁或承臺系統(tǒng)來支承被托換的柱和墻。樁式托換包括壓入樁托換、打入樁托換、灌注樁托換、樹根樁托換、灰樁托換等方法??捎糜谏喜拷Y(jié)構(gòu)荷載較大,地質(zhì)條件復(fù)雜,地下水位較高,采用坑式托換有困難時。1.錨桿靜壓樁托換將壓樁架通過錨桿與原基礎(chǔ)連接,利用建筑物自重荷載作為壓樁反力,用千斤頂將樁分段壓入地基中,通過靜壓樁承擔部分荷載。適用于粘性土、淤泥質(zhì)土、雜填土、粉土、黃土等地基。2021/12/247工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理樁壓樁孔錨桿千斤頂反力架電動葫蘆2021/12/248工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理施工步驟:①
清除基礎(chǔ)面上覆土,并將地下水位降低至基礎(chǔ)面以下,以保證作業(yè)面。②按加固設(shè)計圖放線定位。壓樁孔可鑿成上小下大的棱錐形,以利于基礎(chǔ)承受沖剪。錨桿孔根據(jù)壓力大小確定錨固深度。鑿孔可用風動鑿巖機,也可采用人工鑿孔。③鑿孔完成后,錨桿孔應(yīng)認真情渣,再采用樹脂砂漿固定錨桿,養(yǎng)護后再安裝壓樁反力架。④采用電動或手動千斤頂壓樁;⑤壓樁至設(shè)計要求時,可進行封樁。
2021/12/249工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
2.樹根樁托換
小直徑(通常為100~250㎜)的鉆孔灌注樁;可用于增層改造、巖坡或土坡的穩(wěn)定加固以及擋土墻的錨固等。適用于砂性土、粘性土等各種類型的土。樹根樁可以是垂直的或傾斜的;施工步驟:①鉆機鉆孔至基礎(chǔ)下面土層中的設(shè)計標高;②清孔、吊放鋼筋籠;③下注漿管,用壓力注入水泥漿或水泥砂漿,邊灌、邊振、邊拔管而成樁,或放入鋼筋籠后投放碎石,然后用壓力注入水泥漿或水泥砂漿而成樁④將樹根樁主筋和基礎(chǔ)主筋焊接,并在原基礎(chǔ)頂面將混凝土鑿毛,澆筑一層等強度的混凝土。
2021/12/250工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理地下工程邊坡穩(wěn)定加層改造橋墩基礎(chǔ)2021/12/251工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
3.石灰樁或灰土樁托換
利用生石灰吸水膨脹以及石灰與土中活性二氧化硅反應(yīng)生成水穩(wěn)定性硅酸鈣的原理,達到提高地基承載力、降低濕陷性的目的。
施工步驟:①成孔:采用打入鋼管法或用洛陽鏟成孔。孔可向基礎(chǔ)中心傾斜,使基礎(chǔ)下土層得到直接加固??讖綖?00~150mm,孔距為(2.5~3.0)d,(d為樁直徑),深度為2~4m。視加固要求可在基礎(chǔ)兩側(cè)各布置1~3排,排距為(2.0~2.5)d,按等邊三角形布置;
2021/12/252工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理②填土:
向孔內(nèi)分層填入粒徑為20~50mm的生石灰,每層厚200~250mm,用夯錘分層夯實,填灰至基底標高附近為止;③封孔:基底下200mm至地面的孔內(nèi)用2∶8的灰土或素土回填夯實,以保證石灰吸水膨脹時不致向上隆起。由于石灰樁的擠壓半徑較小,(一般只有50~100mm),以及可能產(chǎn)生軟化現(xiàn)象,所以一般只用它來處理不太嚴重的濕陷事故。為防止產(chǎn)生軟化現(xiàn)象,可采用灰土樁、灰砂樁、灰砂土樁進行擠密加固。
2021/12/253工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理【工程實例6.3】工程概況虎丘塔,建于公元961年(宋朝),全國重點保護文物。七層,高47.5m,塔底直徑13.66m,呈八角形,由外壁、回廊與塔心三部分組成。1980年,塔因向東北方向嚴重傾斜,底座處發(fā)生多處裂縫,成為危險建筑而停止開放。加固前塔頂離中心垂線已達2.31m,傾斜值0.0486(遠大于規(guī)范規(guī)定的允許值0.006)。
2021/12/254工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理虎丘塔
2021/12/255工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理虎丘斜塔2021/12/256工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理平面圖2021/12/257工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理2.事故原因經(jīng)勘察查明,虎丘山山頂巖面傾斜,西南高,東北低。虎丘塔的地基為1~2m厚的大塊石人工地基。人工地基下面為粉質(zhì)粘土,為可塑至軟塑狀態(tài),底部即為風化巖石和基巖。在塔底直徑13.66m范圍內(nèi),巖石頂面的覆蓋層厚度在西南面為2.8m,在東北面為5.8m,相差有3m之多。
2021/12/258工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理3.事故處理第一期加固工程:在塔四周建造一圈排樁式地下連續(xù)墻,目的是避免塔基土流失和地基土側(cè)向變形。具體方法是在離塔墻外約3m處用人工挖直徑1.4m的樁孔,深入基巖500㎜,澆筑混凝土并設(shè)置鋼筋直至地面。加固次序先從最危急的塔東北方向開始,逆時針進行,一共44根樁墩。為保證安全,每挖深800㎜,即澆筑150㎜厚樁圈護壁;每完成6-7根柱墩,即在頂部澆筑截面高度為450㎜的圈梁,將樁墩連為一體。
2021/12/259工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理2021/12/260工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理3.事故處理第二期加固工程:用鉆孔注漿和樹根樁加固塔基。鉆孔的直徑為90mm,位于第一期工程中排樁式圓環(huán)形地下連續(xù)墻與塔基之間,由外及里分3排,圓環(huán)形注漿孔113個,注入漿液達26637m3,把塔四周地基土固結(jié)起來,最后進入塔身作樹根樁。在回廊中心和8個壺門內(nèi),共做32根豎向樹根樁;并在壺門之間8個塔角,各做2根斜向樹根樁,總計48根樹根樁。樁直徑90mm,配置3φ16受力筋,采用壓力注漿成樁。2021/12/261工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
6.4.4灌漿加固
利用水泥漿液或其他化學漿液,通過灌注壓入、高壓噴射或機械攪拌,使?jié){液與土顆粒膠結(jié)起來,以改善土的物理和力學性質(zhì)。
灌漿材料有粒狀漿材,如水泥漿、粘土漿等;化學漿材,如硅酸鈉(水玻璃)、氫氧化鈉、環(huán)氧樹脂、丙烯酰胺等。按加固原理分為滲透灌漿、擠密灌漿、劈裂灌漿和電動化學灌漿。
2021/12/262工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理1.滲透灌漿利用低粘滯度的溶液,在壓力作用下,滲入地基土的孔隙和裂縫中,由溶液自身或與土顆粒表面的物質(zhì)成分發(fā)生化學反應(yīng),將松散土顆粒膠結(jié)成整體,而基本上不改變原狀土的結(jié)構(gòu)和體積,所用灌漿壓力相對較小。適用于中砂以上的砂性土地基。具體方法有硅化加固法和堿液加固法等。
2021/12/263工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理2.劈裂灌漿利用高粘滯度漿液,在高壓力作用下,克服地層的初始應(yīng)力和抗拉強度,引起土體結(jié)構(gòu)的破壞和擾動,使之發(fā)生劈裂,使土層中原有的裂隙或孔隙張開,形成新的裂隙或孔隙,漿液的可灌性和擴散距離增大,而所用的灌漿壓力相對較高。2021/12/264工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理3.水泥灌漿加固一般都采用普通硅酸鹽水泥。水泥漿的水灰比一般取0.6~1.0。特點為結(jié)石體力學強度較高和滲透性較低,耐久性較好,無毒,料源廣,價廉。1)單液水泥灌漿法指用單一的漿液灌漿;為適應(yīng)不同的灌漿目的和自然條件,常在水泥漿中摻入各種附加劑。灌漿施工時可采用自上而下空口封閉分段灌漿,也可采用自下而上栓塞分段灌漿??卓缮蚁蚧A(chǔ)中心傾斜,使水泥漿液能直接滲入基底下的地基土中。2021/12/265工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理2)雙液水泥硅化灌漿法將水玻璃與水泥分別配制成兩種漿液,按照一定比例用兩臺泵或一臺雙缸獨立分開的泵同時(兩種漿液在管口三通處匯合)注入土中。這種漿液不僅具有水泥漿的優(yōu)點,而且還兼有某些化學漿液的優(yōu)點。例如,凝結(jié)時間快,可灌性高等,并可準確控制凝結(jié)時間(從幾秒到幾十分鐘)。2021/12/266工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理【工程實例6.4】工程概況某變壓器間長15m,寬4m,由五個開間構(gòu)成,混合結(jié)構(gòu),毛石條形基礎(chǔ)。使用中因基礎(chǔ)不均勻下沉,致使縱橫墻交接處附近墻體嚴重開裂。2.事故原因經(jīng)對地基進行開挖和鉆探取樣試驗,查明在基礎(chǔ)底面以上為松軟雜填土,基底以下1.5~3.0m范圍內(nèi)為黃色粘土,空隙比和濕度都比較大,黃色粘土以下為風化破碎的石灰?guī)r。由于該房屋地處山坡,周圍沒有排水溝,地表水滲透較嚴重,造成基底土顆粒流失形成空洞,引起該房屋基礎(chǔ)不均勻下沉和墻體開裂。
2021/12/267工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理3.事故處理采用硅化法加固地基土,其加固漿液采用水泥和水玻璃(Na2O·nSiO2)混合液。在下沉量較大的南面和東面布孔,灌漿半徑按0.87m考慮,每層灌漿深度為0.5m,采用1:0.4左右的斜孔,以使?jié){液滲入基底以下土層中。考慮到被加固的黃色粘土空隙較大,容易進漿,施工時采用自下向上的灌注方法,使基底下的土能均勻硅化。經(jīng)硅化加固地基后,該樓房沉降基本穩(wěn)定。
2021/12/268工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理2021/12/269工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.5基礎(chǔ)加固及事故處理
6.5.1基礎(chǔ)錯位事故處理
1.基礎(chǔ)錯位事故類別
1)基礎(chǔ)平面錯位:包括單向和雙向錯位兩種;2)基礎(chǔ)標高錯誤:包括基底標高、基礎(chǔ)各臺階標高以及基礎(chǔ)頂面標高錯誤;3)預(yù)留洞和預(yù)埋件的標高、位置錯誤;4)基礎(chǔ)插筋數(shù)量、方位錯誤。2021/12/270工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
2.基礎(chǔ)錯位處理方法
1)吊移法:將錯位基礎(chǔ)與地基分離,用起重機將基礎(chǔ)吊離原位。按照正確的位置處理好地基,并清理好吊起的基礎(chǔ)底面后,將基礎(chǔ)吊裝到正確位置。為了確?;A(chǔ)與地基的接觸緊密,可采用坐漿安裝,甚至進行壓力灌漿。吊移法適用于上部結(jié)構(gòu)尚未施工;現(xiàn)場有所需起重機械;基礎(chǔ)有足夠的強度和抗裂性能的情況。2)頂推法:用千斤頂將錯位基礎(chǔ)推移到正確位置,然后在基底處作水泥壓力灌漿,保證基礎(chǔ)與地基之間接觸緊密。適用于:上部結(jié)構(gòu)尚未施工;有適用的頂推設(shè)備;頂推后座力所需的支護設(shè)施較簡單的情況。
2021/12/271工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理3)擴大法:將錯位基礎(chǔ)局部拆除后,按正確位置擴大基礎(chǔ)。此法使用于錯位的基礎(chǔ)不影響其他地下工程;基礎(chǔ)允許留設(shè)施工縫的情況。4)其他方法:基礎(chǔ)錯位偏差既不影響安全和使用要求,又不妨礙施工的事故,通過結(jié)構(gòu)驗算,并經(jīng)設(shè)計單位同意時,可不進行處理;基礎(chǔ)錯位后,通過修改上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計來確保使用要求和結(jié)構(gòu)安全;基礎(chǔ)事故嚴重者只能拆除重做。2021/12/272工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理【工程實例6.5】工程概況某造船廠機加工車間擴建工程,其邊柱截面尺寸為400×600㎜。基礎(chǔ)施工時,柱基坑分段開挖,在挖完第五個基坑后,即澆墊層、扎筋、支模、澆混凝土?;A(chǔ)完工后,檢查發(fā)現(xiàn)五個基礎(chǔ)都錯位300㎜。2021/12/273工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理2.事故原因施工放線時,誤把柱截面中心線作為廠房邊列柱的軸線,因而錯位300㎜,即廠房跨度大了300㎜。3.事故處理
采用局部拆除后,擴大基礎(chǔ)的方法進行處理。處理步驟為:①將基礎(chǔ)杯口短邊外側(cè)混凝土鑿除;②鑿除部分基礎(chǔ)混凝土,露出底板鋼筋,并將基礎(chǔ)與擴大部分連接面全部鑿毛;③擴大基礎(chǔ)混凝土墊層,接長底板鋼筋;④對原有基礎(chǔ)連接面清洗并充分濕潤后,澆筑擴大部分的混凝土。
2021/12/274工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理杯口部分鑿除
基礎(chǔ)部分鑿除
基礎(chǔ)擴大部分
廠房邊柱軸線
基礎(chǔ)處理示意圖
2021/12/275工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.5.2基礎(chǔ)變形事故處理
1.鋼筋混凝土基礎(chǔ)變形特征1)沉降量:指單獨基礎(chǔ)的中心沉降值。2)沉降差:指兩相鄰單獨基礎(chǔ)的沉降量之差。地基不均勻、相鄰柱荷載差異較大等情況,有可能出現(xiàn)基礎(chǔ)不均勻下沉,導致吊車滑軌,圍護磚墻開裂,梁柱開裂等。3)斜率:指基礎(chǔ)兩端點的沉降差與其距離之比。對高層或高聳結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不均勻或有相鄰荷載影響時,應(yīng)當注意基礎(chǔ)的傾斜。建筑物越高,對基礎(chǔ)的斜率要求也越嚴。4)局部傾斜:指磚石承重結(jié)構(gòu)沿縱向6~10m以內(nèi)兩點沉降差與其距離的比值。
2021/12/276工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理2.處理方法①過地基處理,矯正基礎(chǔ)變形。所用方法有沉井法;浸水法;降水法;掏土法;振動局部液化法;注入外加劑使地基土膨脹法;地基應(yīng)力解除法;水平擠密樁法等;②頂升糾偏法。包括從基礎(chǔ)下加千斤頂頂升糾偏;地面上切斷墻、柱進行頂升糾偏等;③頂推或吊移法;④卸荷法;⑤反壓法
。2021/12/277工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理3.糾正基礎(chǔ)變形方法的選擇
①準確查清基礎(chǔ)變形原因;②優(yōu)選處理方案
;③認真做好矯正變形前的準備工作;2021/12/278工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理【工程實例6.6】工程概況某鋼廠的鋼錠庫為露天棧橋,跨度25.5m,柱距9m,吊車為40t橋式吊車,建于濕陷性黃土地基。棧橋因局部場地遭大水浸泡后,發(fā)現(xiàn)有一根柱向外傾斜,吊車軌頂中心線偏離95㎜以上,吊車隨時可能脫軌墜落,已不能正常使用。2.事故原因該工程地基土為Ⅰ級自重濕陷性黃土,地基承載力為200KN/㎡,地面8m深處為非濕陷性土。事后測定基底標高(地面下-4m)處土的含水率,東側(cè)為27%,西側(cè)為16%,因此造成黃土地基濕陷量不同,基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降而使柱子向外傾斜。2021/12/279工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理2021/12/280工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理3.事故處理
①加固地基:用兩根鋼筋混凝土扁擔梁L1,將基礎(chǔ)荷載傳遞給四根爆擴樁上,樁直徑為350㎜,爆擴頭直徑為1400㎜,樁底標高為地面以下10.5m處,此處黃土沒有浸水,且為非濕陷性土層。
2021/12/281工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理3.事故處理
②頂推法糾偏:用千斤頂頂推傾斜的基礎(chǔ),使柱子恢復(fù)垂直狀態(tài)。
③做好場地排水措施,防止再次浸水。2021/12/282工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.5.3基礎(chǔ)孔洞事故處理
1.造成基礎(chǔ)孔洞事故的原因1)施工工藝錯誤:如混凝土自由下落高度過大、混凝土運輸澆筑方法不當?shù)仍斐苫炷岭x析;澆注混凝土時墊塊位移,鋼筋緊貼模板,或模板拆除過早產(chǎn)生缺棱、掉角;2)不按規(guī)定的施工順序和施工工藝認真操作、漏振等;3)鋼筋密集處或預(yù)留孔洞和埋件處,混凝土澆筑不暢通,不能充慢模板而形成孔洞;4)模板嚴重跑漿,形成特大蜂窩、孔洞;5)混凝土石子太大,被密集的鋼筋擋住。2021/12/283工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6)混凝土有泥塊和雜物摻入,或?qū)⒋蠹暇?、木塊混入混凝土中。7)不按規(guī)定下料(把吊斗直接注入模板中澆注混凝土),或一次下料過多,下部振搗器振動作用半徑達不到,形成松散狀態(tài),以至出現(xiàn)特大蜂窩和孔洞。8)混凝土配合比不準確,或者砂、石、水泥材料計量有誤,形成蜂窩和孔洞;9)模板孔隙未堵好,或支設(shè)不牢固,振搗混凝土發(fā)生模板位移,造成蜂窩及孔洞。2021/12/284工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理2.處理方法及選擇1)局部修補:基礎(chǔ)內(nèi)部質(zhì)量沒有問題,僅在表面出現(xiàn)孔洞,可將孔洞附近混凝土修鑿、清洗后,用高一個強度等級的混凝土填實修補。2)灌漿:當基礎(chǔ)內(nèi)部出現(xiàn)孔洞時,常用壓力灌漿處理。最常用的灌漿材料是水泥漿或水泥砂漿。3)擴大基礎(chǔ):已施工基礎(chǔ)質(zhì)量不可靠時,采用加大或加高基礎(chǔ)的方法處理。此時,除了以可靠的結(jié)構(gòu)驗算為依據(jù)外,還應(yīng)有足夠的空間。應(yīng)注意基礎(chǔ)擴大后對使用的影響,以及與其他基礎(chǔ)或設(shè)備是否沖突等。4)拆除重做:孔洞嚴重,修補無法達到原設(shè)計要求時,方采用此法。2021/12/285工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理【工程實例6.7】工程概況某廠房7個聯(lián)合基礎(chǔ),下端700㎜高度內(nèi)采用土模。施工后發(fā)現(xiàn)有嚴重蜂窩,空洞,可以用粗鋼筋穿入深達1.4m。挖開全部土模檢查,發(fā)現(xiàn)7個基礎(chǔ)中蜂窩、空洞達100余處。某一柱基蜂窩、空洞20處,總面積7.83㎡,占基礎(chǔ)下段700mm高度4個側(cè)面面積的40。此外,有的基礎(chǔ)還有分層現(xiàn)象,在離基底300mm處有一層140mm厚的分離層。2021/12/286工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理2021/12/287工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理2.事故原因1)在澆筑基底中部混凝土時,底節(jié)串筒不成豎向,結(jié)果使石子滾向前方,砂漿留在后面,形成蜂窩;2)基礎(chǔ)頂面設(shè)置有125×300mm的方格鋼筋網(wǎng),施工人員站在網(wǎng)上操作。澆搗底板中部時,振搗棒從兩邊斜插入振搗,表面雖出漿,中下部難以振實,質(zhì)量無法保證;3)土模附近振搗極差;4)造成分離層的因素是工人交接班停留時間過長,超過混凝土初凝時間。但接班后繼續(xù)灌筑時,沒有先灌注一層無石子的水泥砂漿。5)基礎(chǔ)受力主筋太密,鋼筋凈距不足40㎜;影響砼澆筑。2021/12/288工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理2021/12/289工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理3.事故處理
考慮如下幾方面因素:①舊基礎(chǔ)蜂窩、空洞面積太大,除表面發(fā)現(xiàn)的情況外,內(nèi)部其它情況尚且不明;②底板部分墊層與受力主筋之間已灌進大量泥漿,無法徹底清除;③若將基礎(chǔ)加高,對生產(chǎn)使用無影響。決定在舊基礎(chǔ)上重新作鋼筋混凝土基礎(chǔ)。新基礎(chǔ)根據(jù)計算需2m高,肋部包括舊基礎(chǔ)在內(nèi)為2m寬。新舊基礎(chǔ)接觸面處全部鑿毛連接。已發(fā)現(xiàn)的蜂窩、空洞全部用高標號砂漿填實。2021/12/290工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.5.4樁基礎(chǔ)事故處理
1.混凝土預(yù)制打入樁
1)樁頂破碎。原因:混凝土強度不夠、樁頂鋼筋構(gòu)造不妥、樁頂不平、錘重選擇不當、樁墊不良等。2)沉樁過程中會產(chǎn)生擠土效應(yīng),引起樁身側(cè)移、傾斜、甚至斷樁。合理安排打樁順序,控制打樁速度,設(shè)置砂井或減壓孔等,都可以減小擠土效應(yīng)。3)樁基變位。對先打樁后挖土的工程,如果打樁后緊接著開挖基坑,由于土的應(yīng)力釋放,以及挖土高差形成一側(cè)卸荷和側(cè)向推力,土體易產(chǎn)生水平位移,使先前打設(shè)的樁產(chǎn)上水平移位。
2021/12/291工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
2.泥漿護壁鉆孔灌注樁
1)塌孔(成孔中、澆筑混凝土前、混凝土澆筑中)。原因:泥漿比重不夠;孔內(nèi)水頭高度不夠或出現(xiàn)較大承壓水,動水壓力得不到平衡;在松軟砂層中鉆進時,進尺速度太快或停在一處空轉(zhuǎn)時間過長,轉(zhuǎn)速太快。2)鉆孔漏漿。原因:遇到滲水性強或有地下水流動的土層;水頭過高使孔壁滲漿。3)樁孔偏斜。原因:鉆孔中遇到較大的孤石或探頭石;在有傾斜度的軟硬地層交界處、巖石傾斜處,或在粒徑大小懸殊的砂卵石中鉆進,鉆頭所受的阻力不均。2021/12/292工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
2.泥漿護壁鉆孔灌注樁
4)鋼筋籠放置與設(shè)計要求不符。鋼筋籠變形,保護層不夠,深度位置不符合要求。原因:堆放、起吊、運輸沒有嚴格執(zhí)行規(guī)程,支墊數(shù)量不夠或位置不當,造成變形;鋼筋籠吊放入孔時不是垂直緩緩放下,而是斜插入孔內(nèi);清孔時孔底沉碴或泥漿沒有清理干凈,鋼筋籠放不到設(shè)計深度。5)斷樁。原因:混凝土較干,骨料太大或未及時提升導管以及導管位置傾斜等,使導管堵塞,形成樁身混凝土中斷;混凝土澆筑不連續(xù),中斷時間過長;導管掛住鋼筋籠,提升導管時沒有扶正等。2021/12/293工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
3.樁基事故處理方法選擇樁基事故種類很多,原因也很復(fù)雜,在選擇處理方法時要慎重。
2021/12/294工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理序號處理方法
事故名稱補沉補樁糾偏送樁加補樁擴大承臺復(fù)合地基修改樁型或沉樁參數(shù)承臺外周補樁1沉樁深度不足▲△△2最終貫入度太大▲△△△△3接樁節(jié)點脫開△▲4樁位偏差過大△▲5樁傾斜過大但未斷裂△▲△6土體上涌使樁上升(未斷)▲△7斷樁▲△△預(yù)制樁常見事故處理方法選擇
2021/12/295工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理鉆孔灌注樁常見質(zhì)量事故處理方法選擇
序號
處理方法事故名稱
打撈鉆具成孔事故處理法導管事故處理法接樁補樁樁身鉆孔補強擴大承臺復(fù)合地基改變施工方法修改設(shè)計參數(shù)減小結(jié)構(gòu)荷載結(jié)構(gòu)驗算1鉆孔中掉鉆、埋鉆▲△△2成孔中縮頸、塌孔、漏漿、孔斜▲△△3導管被卡、拉斷或外露▲△△△4混凝土強度低劣▲△△△5樁深不足△▲△△6沉碴過厚△▲△△△7錯位嚴重△▲8樁頂標高不足▲2021/12/296工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理【工程實例6.8】工程概況深圳某15層綜合樓采用鉆孔灌注樁。主樓部分99根,直徑1000㎜;輔樓部分23根,直徑800㎜。設(shè)計單樁承載力分別為4500kN和3200kN,設(shè)計樁長47m,要求進入中風化花崗巖不少于1m。樁頂混凝土應(yīng)澆筑至設(shè)計樁頂標高以上0.5至0.8m。施工采用黃河鉆,正循環(huán)泥漿護壁鉆孔,導管水下澆筑混凝土成樁。該場地土層自上而下為:①填土,未經(jīng)壓實的亞粘土,厚2~4m;②淤泥,軟—流塑狀,高壓縮性,厚2~4m;③淤泥質(zhì)土,軟塑,高壓縮性,厚3~5m;④可塑性粘土及少量砂層。地下水埋深2m,蘊藏量豐富。2021/12/297工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理2.事故情況及原因⑴樁基礎(chǔ)質(zhì)量問題施工后發(fā)現(xiàn)有21%混凝土試塊未達設(shè)計要求。抽測25根直徑1000㎜的樁,其中有局部斷裂、泥質(zhì)夾層、承載力低的三類樁6根,有其它局部問題的二類樁7根。開挖檢查,36﹟及39﹟樁開挖至-7.5m樁頂設(shè)計標高處無混凝土,其中36﹟樁在-13m處、39﹟樁在-11.7m處始遇硬物。對7根樁進行鉆探抽芯檢查,發(fā)現(xiàn):①有5根樁尖未進入中風化花崗巖層;②有5根樁孔底部沉渣超厚;③4根樁有一處以上樁芯破碎不連續(xù);④1根為斷樁;⑤樁身普遍局部含泥、砂,骨料松散(設(shè)計要求混凝土為C28,個別芯樣混凝土只有16.8MPa)。對質(zhì)量問題嚴重的31﹟及107﹟樁進行單樁靜載試驗:31﹟樁壓至5400kN破壞,容許承載力2250kN,其中摩擦力約占90%;107﹟樁壓至6400kN破壞,容許承載力2800kN,摩擦力約占70%。說明這些樁只能起摩擦作用,且均未達到4500kN的設(shè)計承載力要求。
2021/12/298工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理⑵質(zhì)量問題原因分析
1)入巖程度判斷失誤。停鉆前終孔采樣中已含有中風化顆粒,誤認為已進入中風化層而停鉆。
2)沉渣超厚普遍。由于孔深在45m以上,孔徑大,擴孔要求高,泥漿循環(huán)速度慢,排渣困難,從提升鉆具至下導管澆筑混凝土前的一段時間內(nèi),在孔底沉淀不少渣土。
3)樁芯破碎及斷樁。由于導管埋管及拆管長度控制不嚴,造成樁身夾泥、混凝土松脆破碎及斷樁等現(xiàn)象。
4)樁頂未達設(shè)計標高。原因:①澆筑混凝土的上升,泥漿不斷被擠出孔外,所剩的泥漿變稠甚至形成泥團,使混凝土難以進入混凝土保護層;待澆筑完混凝土后,混凝土的側(cè)壓力增加,使混凝土被擠入保護層,混凝土面的標高下降。②導管埋入混凝土太深,拔出后造成混凝土頂面下降。③混凝土的側(cè)壓力大于淤泥孔壁壓力,會使混凝土擠向四側(cè),形成鼓肚使混凝土頂面下降。
2021/12/299工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理2021/12/2100工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理5)樁身混凝土強度低。原因:①由于混凝土水灰比大,必然會降低強度。②混凝土內(nèi)混有泥漿也降低強度。3.事故處理1)考慮到有相當部分的樁未進入中風化花崗巖層、樁底沉渣過厚、試樁承載力過低等原因,決定上部由15層減至10層。2)減層后的樁基尚需作如下加固處理:
①挖除樁頂積土,支模板接樁至設(shè)計標高。
②通過鉆探抽芯孔,以清水高壓清洗樁身混凝土破碎帶,壓灌水灰比為0.5的純水泥漿進入裂隙及芯孔。③設(shè)法加固各樁之間的承臺和承臺梁,使它們盡可能連成一體,調(diào)整各樁間可能產(chǎn)生的不均勻沉降。2021/12/2101工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.5.5支護結(jié)構(gòu)式基坑失穩(wěn)事故處理
基坑類別:邊坡基坑;當基坑較淺,場地較大時采用;支護結(jié)構(gòu)式基坑,有重力式和樁墻式等?;虞^深,場地較小時采用。1.樁墻式支護結(jié)構(gòu)的失效形式樁墻式支護結(jié)構(gòu)按支撐系統(tǒng)的不同分為:懸臂式、內(nèi)撐式和錨拉式三種。懸臂式一般在豎向懸臂樁墻頂布置一道圈梁;內(nèi)撐式有斜撐、單層或多層水平內(nèi)撐;錨拉式有水平拉錨和斜拉錨。支護墻多用深層攪拌樁、鋼筋混凝土連續(xù)墻、鋼板樁等。
2021/12/2102工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理樁墻式支護結(jié)構(gòu)的失效形式
(1)結(jié)構(gòu)構(gòu)件失效形式
1)支護墻平面外變形過大或彎曲折斷破壞。支護墻過薄、土壓力計算不準、地面增加堆載或基坑挖土超深等原因都可能產(chǎn)生這種現(xiàn)象。當圍護墻不足以抵抗土壓力形成的彎矩時,墻體折斷造成基坑邊坡倒塌。為此要正確設(shè)計墻體,嚴格控制挖土深度。
2)錨撐失穩(wěn)破壞。主要原因是地面荷載增大或土壓力計算有誤,或內(nèi)部支撐體系強度或穩(wěn)定性不夠,或者錨拉桿的拉錨力不夠(錨拉桿斷面不足,長度不足以及錨固部分失效)。2021/12/2103工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理樁墻式支護結(jié)構(gòu)的失效形式
(2)土體失效形式
1)基坑外側(cè)土體失穩(wěn),滑動面在支護墻下通過
。當支護結(jié)構(gòu)底部入土深度不足或撐錨系統(tǒng)失效,地面荷載過大造成的基坑邊坡整體滑動破壞,也稱整體失穩(wěn)破壞。
2021/12/2104工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理樁墻式支護結(jié)構(gòu)的失效形式
(2)土體失效形式
2)支護墻底部走動。內(nèi)撐式和拉錨式圍護結(jié)構(gòu),若基坑底部土質(zhì)太差,能承受的被動土壓力很小,或支護墻埋深過淺使得墻底部處被動土壓力過大,都可能使墻底踢腳處的土體失穩(wěn)破壞。
2021/12/2105工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理樁墻式支護結(jié)構(gòu)的失效形式
(2)土體失效形式
3)基坑底部土體隆起。軟土地基中,當基坑內(nèi)土體不斷挖去,坑內(nèi)外土體的高差使支護墻外側(cè)土體向坑內(nèi)方向擠壓,就會造成基坑內(nèi)土體隆起,基坑外地面沉降,坑內(nèi)側(cè)被動土壓力減少,甚至引起支護體系失穩(wěn)破壞。2021/12/2106工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理樁墻式支護結(jié)構(gòu)的失效形式
(2)土體失效形式
4)基坑內(nèi)管涌
。基坑外側(cè)地下水位過高,基底土質(zhì)較差時,基坑滲流可能發(fā)生管涌現(xiàn)象,使被動土壓力減少或喪失,造成支護體系失效。誘發(fā)支護體系破壞的原因和破壞性是往往是綜合的;基坑工程事故重在預(yù)防。2021/12/2107工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理2.支護事故的處理方法
1)支擋法。當支護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)超常變形或倒塌時,可以采用支擋墻,加設(shè)各種鋼板樁及內(nèi)支撐。加設(shè)鋼板樁與斷樁連接,可以防止樁后土體進一步塌方而危及周圍建筑物的情況發(fā)生;加設(shè)內(nèi)支撐可以減少支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和水平變形。在加設(shè)內(nèi)支撐時,第一道支撐應(yīng)盡可能高;最下一道支撐應(yīng)盡可能降低,僅留出灌制鋼筋混凝土基礎(chǔ)底板所需的高度。2021/12/2108工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理2.支護事故的處理方法
2)注漿法。出現(xiàn)防水帷幕樁間漏水,基坑底部出現(xiàn)流砂、隆起等現(xiàn)象時,可以采用注漿法進行加固處理,防止事態(tài)的進一步發(fā)展。注漿法的用途:
①用于止水防滲、堵漏。當管涌量大不易灌漿時,可以先回填土方與草包,然后進行多道注漿。
②保護性的的加固措施?;娱_挖造成周圍建筑物、地下管線等設(shè)施的變形接近臨界值時,可以通過在其下部多道注漿,得到保護性的處理。
③防止支護結(jié)構(gòu)變形過大。對樁后土體加固可以減少主動土壓力;對樁前土體的加固可以加大被動土壓力,同時還可以防止基坑底部出現(xiàn)隆起,增加基底土的承載能力。2021/12/2109工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理2.支護事故的處理方法
3)隔斷法。在被開挖的基坑與周圍原有建筑物之間建立一道隔斷墻,該隔斷墻承受由于基坑開挖引起的土的側(cè)壓力,必要時可以起到防水帷幕的作用。隔斷墻一般采用樹根樁、深層攪拌樁、壓力注漿等筑成。
4)降水法??拥壮霈F(xiàn)大規(guī)模涌砂時,在基坑底部設(shè)置深井或采用井點降水,以控制流砂的出現(xiàn)。但應(yīng)考慮由于降水造成周圍建筑物的下沉,地下管線等設(shè)施的變形等影響。
2021/12/2110工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理2.支護事故的處理方法
5)坑底加固法。通過在基坑底部采取壓力注漿、攪拌樁、樹根樁及旋噴樁等措施,提高基坑底部土體的抗剪強度,同時起到止水防滲的作用。
6)卸荷法。當支護結(jié)構(gòu)頂部位移較大,即將發(fā)生傾覆破壞時,挖掉樁后一定深度內(nèi)的土體,減小樁后主動土壓力。要考慮基坑周圍場地條件。
2021/12/2111工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理【工程實例6.9】工程概況某城市一大廈坐落在軟粘土地基上。其主樓部分為二層地下室,基坑深10m;裙樓部分為一層地下室,基坑深5m。平面位置如圖3.27a所示,基坑支護墻采用水泥土重力擋土墻,主樓及裙樓基坑支護墻的計算開挖深度均取5m。2.事故情況當裙樓和主樓部分基坑挖至地坪面以下5m深時,擋土墻變形很小,開挖順利。但當主樓部分基坑繼續(xù)挖至地面以下8m左右時,主樓西、南側(cè)支護墻包括裙樓支護墻均產(chǎn)生整體失穩(wěn)破壞,而東、北兩側(cè)支護墻則完好無損,變形很小。西南側(cè)支護墻失效造成主樓部分樁嚴重移位。2021/12/2112工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理主樓和群樓總平面
西、南側(cè)基坑擋土墻剖面示意圖
2021/12/2113工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理3.事故原因
支護墻結(jié)構(gòu)計算簡圖錯誤。即對主樓西、南兩側(cè)支護墻均與裙樓支護墻一樣,按開挖深度5m計算是錯誤的。當總挖深超過5m后,作用在主樓支護墻上的主動土壓力遠大于計算土壓力,提供給裙樓支護墻上的被動土壓力遠小于計算被動土壓力。當開挖深度接近8m時,勢必產(chǎn)生整體失穩(wěn)失效。東、北兩側(cè)未產(chǎn)生破壞,是由于該兩側(cè)主樓和裙樓支護墻之間的平臺較長(圖3.27b),該兩側(cè)主樓的支護墻足以承擔總開挖深度8~10m(實際只有3~5m)的主動土壓力。2021/12/2114工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理6.6
建筑物的糾偏
6.6.1建筑物糾偏概述
1.建筑物糾偏的方法①將沉降小的部位促沉,使沉降均勻而將建筑物糾正;②將沉降大的部位頂升,將建筑物糾正。
2.注意事項詳細分析建筑物的地基工程勘察資料;分析地基產(chǎn)生不均勻沉降過大的原因;糾偏過程中,須進行嚴密的監(jiān)測(沉降、地下水、裂縫、結(jié)構(gòu)應(yīng)力等)。一是通過加載來促使地基變形達到糾偏的目的;二是通過掏土來調(diào)整地基土的變形達到糾偏的目的。
2021/12/2115工程事故分析與處理第6章地基與基礎(chǔ)處理
6.6.2促沉糾偏
1.基礎(chǔ)下地基中掏土
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