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1、13.1 地基工程事故类别及特征 3.1.2 3.1.2 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量超过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，影响建筑物正常使用或安全造成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。工程事故。均匀沉降均匀沉降对上部结构影响不大，但沉降量过大，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，引起雨水倒灌、管道断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。
2、裂，以及污水不易排出等问题。第1页/共129页23.1.2 3.1.2 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：均匀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使砖砌体承受弯曲导致砌体因拉应力过大而产生裂缝。大而产生裂缝。第2页/共129页33.1.2 3.1.2 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使轴心受压柱产生纵向弯曲而导致拉裂。而导致拉裂。第3页/共129页43.1.2
3、3.1.2 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。起建筑物偏斜。若偏斜较大，则影响正常使用。第4页/共129页53.1.3 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，或素土、石屑、粉煤灰等材料，形成素土地基（土垫层）、土、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）灰土地基或砂垫
4、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，又要有足够的宽度以防止砂垫层向两侧挤出。层，又要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；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。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，而且差异沉降发展也较快，对上部结构的危害性甚至比天然地基大。第5页/共129页63.1.3 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
5、入钢套管（或振动沉管）在地基中成孔，通过“挤”压作用，使地基土得到加“密”，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；桩标高不符合设计要求。放线漏放，使得桩数不够。第6页/共129页73.1.3 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。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计要求；桩标高不符合设计要求。石灰桩施工
6、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降低，以致基底有大面积隆起或混凝土垫层开裂。第7页/共129页83.1.3 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，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，产生很大的冲击力处理地基的方法。冲击波和动应力，可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗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、消除湿陷性黄土的湿陷性等液化条件、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、
7、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现象；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。土层中存在软土夹层，影响加固深度与加固效果。第8页/共129页93.1.3 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碎石而成形成的碎石桩体，与原地基土共同组成复合地基。基。容易出现的问题：容易出现的问题：桩身缩颈；灌石量不足，使碎石挤密桩密实度达不到设计要求
8、；桩未达到设计标高；桩体偏斜过大；断桩。第9页/共129页103.1.3 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，使软粘土硬结成具有整体性和水稳定性的柱状、壁合，使软粘土硬结成具有整体性和水稳定性的柱状、壁状和块状等的水泥加固土体。状和块状等的水泥加固土体。容易出现的问题：容易出现的问题：工艺不合理，搅拌机械提速不均匀等造成搅拌体质量不均匀；注浆泵损坏，喷浆口堵塞，
9、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；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。第10页/共129页113.1.3 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，浆液置，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，同时钻杆以一定速度渐渐向上提升，将被浆液射流切削的土粒杆以一定速度渐渐向上提升，将被浆液
10、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，达到加固地基的目的。固结体，达到加固地基的目的。容易出现的问题：容易出现的问题：加固体的成桩直径不同，桩身强度不均匀，局部出现缩颈；钻孔沉管困难，并出现偏差过大及冒浆现象。第11页/共129页123.1.4 3.1.4 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。在其自重压力下破坏而发生显著附加下沉称为湿陷性。在其自重
11、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浸不发生湿陷的称为非自重湿陷性黄土。力下受水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。防止水浸入地基，避免地基土体发生湿陷；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。第12页/共129页133.1.4 3.1.4 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
12、缩变形特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征的高塑粘性土，自由膨胀率一般超过49%49%。膨胀土地。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。破坏。防治措施防治措施:排水和保湿措施 换土（置换范围厚度宜采用基础宽度的1.82.21.82.2倍，宽度宜采用基础宽度的11.211.2倍 ）；加深基础埋深（1.23.0m1.23.0m）或采用桩基础。第13页/共129页14散水灰土沟壁塑料薄膜帷幕 保湿帷幕示意图 第14页/共129页15散水素土夯实砂子沟壁 保湿暗沟示意图 第15页/共12
13、9页163.1.4 3.1.4 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。盐溶液。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。盐渍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；加大混凝土保护层；增强结构刚度，提高适应变形的能力。第16页/共129页173.1.5 3.1.5 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，饱和地震时饱和砂土和粉土地基可能产生液
14、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软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，造成建筑物的严重破坏。筑物的严重破坏。地震对建筑物的影响与地震烈度和建筑物场地效应、地基土动力特性有关，还与基础型式、上部结构、体型、刚度等有关。防治措施防治措施:建筑物场址的选择；基础类型选择；结构类型选择；地基处理。第17页/共129页183.1.6 3.1.6 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，导致地基破坏；渗流形成流土、管涌导致地基破坏；
15、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。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。第18页/共129页193.2 地基工程事故的原因 3.2.1 3.2.1 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。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。第19页/共129页20 3.2.1 3.2.1 地质勘查问题地质勘查问题 1
16、.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差距很大。第20页/共129页21 3.2.1 3.2.1 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、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，及地质勘察报告不详细、不准确。第21页/共129页22 3.2.2 3.2.2 设计方案及计算问题设计方案
17、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、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。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。第22页/共129页23 3.2.3 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
18、过程中不按操作规程施工，甚至偷工减料。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。第23页/共129页24 3.2.4 3.2.4 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；4）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。第24页/共129页253.3 地基事故的分级标准和处理方案 3.3.1 3.3.1 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
19、程度分级 事故判断严重程度不均匀沉降超过规范容许值，墙面出现1以下裂缝或稍有倾斜1不均匀沉降超过规范容许值，墙面与梁柱有少量裂缝，门窗开启不灵2不均匀沉降显著或均匀沉降很大，承重墙、梁、柱普遍开裂，或倾斜明显，影响安全使用3不均匀沉降严重，或结构破损，危及安全，不能使用4第25页/共129页26 3.3.2 3.3.2 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题的处
20、理技术问题的处理技术。托换技术分类：托换技术分类：按施工方法分：扩大基础面积；墩式托换；桩式托换；地基加固等。按性质分：补救性托换；预防性托换；维持性托换。第26页/共129页27 3.3.3 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：场地；环境；结构等。事故情况：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；沉降与裂缝实测资料。查阅原有地质勘察报告：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；地下水位及其变化和补给等情况。第27页/共129页281.基本调查基本调查
21、：复核原有建筑结构设计图纸：了解该建筑物的结构、构造和受力特征。检查竣工验收资料：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），以及施工变更记录。生产、使用等情况：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；第28页/共129页292.补充调查补充调查：补勘：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、倾斜等问题严重的部位）。补查：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。补测：对建筑物进行补充沉降观测；第29页/共129页30 3.3.4 3.3.4 地基事故处理的程序和注意事地基事故处理的程序和注意事项项 1.地基和基础
22、加固的工作程序地基和基础加固的工作程序 调查鉴定拟定方案方案优化施工方案施工 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的建筑，应在加固后继续进行长期沉降观测。第30页/共129页31 3.3.4 3.3.4 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，根除病害，使建筑物恢复安全使用。处理方案：基础扩大（基础加宽或联片）、墩式置换、地基处理（如
23、灌浆）、做桩设梁（或台）托换原地基、调整沉降纠偏等。有时尚需采取排水、支挡、减重和护坡等措施综合治理。第31页/共129页32 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：1）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、荷载大小等；4）周围房屋的密集程度；5）施工条件、经验、费用等。第32页/共129页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例如：某浴室建造在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
24、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，地质条件复杂，持力层埋藏深，地下水位较高的地区，可采用桩式托换。第33页/共129页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：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。第3
25、4页/共129页35 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：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；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，并进行施工；将荷载传到新建的地下工程上；必要时，拆除托换结构。第35页/共129页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2）注意事项 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；深基坑开挖后土层卸载引起的基坑回弹影响；基坑排水对
26、相邻建筑物的影响，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人员承担；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，建筑物和地面裂缝观测，以及地质资料和地下水变化情况等。第36页/共129页373.4 地基加固及事故处理 3.4.1 3.4.1 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，施工方便、费用低，有条件时应优先考虑。第37页/共129页38第38页/共129页39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；隔一定高度（如250）设置钢筋锚杆，（可与原基础钢筋焊接连接）；沿原基础周边每
27、隔一定距离（如1.01.5m），用一定直径（如20）的钢筋套锚固；第39页/共129页40【工程实例工程实例4.1】1.工程概况：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。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。2.事故原因：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，不具备调整基底压力和变形的能力，因此在
28、壁柱间被门窗洞口削弱的墙体上发生了斜向裂缝。第40页/共129页413.事故处理：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处基础进行加固处理。第41页/共129页424.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载；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面，底部布置12140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。第42页/共129页43 3.4.2 3.4.2 墩式托换墩式托换 也也称称坑坑式式托
29、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，也可以是间断的的，也可以是间断的。连续墩间断墩第43页/共129页44施工步骤：施工步骤：在被托换的基础侧面人工开挖一个1.20.9m的导坑，挖到比原有基础底面深1.5m处；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；用混凝土浇灌至离基础底面80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；重复以上步骤，直到全部基础
30、的托换工作完成为止。第44页/共129页45 3.4.3 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换、灌灌注注桩桩托托换换、树树根根桩桩托托换换、灰灰桩桩托托换换等方法。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，地地下水位较高，采用坑式托换有困难时。下水位较高，采用坑式托换有困难时。1.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
31、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中，通过静压桩承担部分荷载。基中，通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、黄黄土等地基。土等地基。第45页/共129页46桩压桩孔锚杆千斤顶反力架电动葫芦第46页/共129页47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，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。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
32、压桩反力架。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。第47页/共129页48 2.树根桩托换 小直径（通常为100250）的钻孔灌注桩；可用于增层改造、岩坡或土坡的稳定加固以及挡土墙的锚固等。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：钻机钻孔至基础下面土层中的设计标高；清孔、吊放钢筋笼；下注浆管，用压力注入水泥浆或水泥砂浆，边灌、边振、边拔管而成桩，或放入钢筋笼后投放碎石，然后用压力注入水泥浆或水泥砂浆而成桩 将树根桩主筋和基础主筋焊接，并在原基础顶面将混凝土凿毛，浇筑一层等
33、强度的混凝土。第48页/共129页49地下工程边坡稳定加层改造桥墩基础第49页/共129页50 3.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承载力、降低湿陷性的目的基承载力、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。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。孔可向基础中心倾斜，使基础下土层得到直接加固。孔径为孔径为100150mm，孔距为（，孔距为（2.53.0）d,(d为桩直
34、径为桩直径)，深度为，深度为24m。视加固要求可在基础两。视加固要求可在基础两侧各布置侧各布置13排，排距为（排，排距为（2.02.5）d，按等边，按等边三角形布置；三角形布置；第50页/共129页51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，的生石灰，每层厚每层厚200250mm，用夯锤分层夯实，填灰至基，用夯锤分层夯实，填灰至基底标高附近为止；底标高附近为止；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28的灰土或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素土回填夯实，以保证石灰吸水膨胀时不致向上隆起。起。由于石灰桩的挤压半径较小
35、，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，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，可采用灰土桩、灰砂桩、灰砂土桩进行挤密现象，可采用灰土桩、灰砂桩、灰砂土桩进行挤密加固。加固。第51页/共129页52【工程实例工程实例3.33.3】1.1.工程概况工程概况 虎丘塔，建于公元961年（宋朝）,全国重点保护文物。七层，高47.5m，塔底直径13.66m，呈八角形，由外壁、回廊与塔心三部分组成。1980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
36、筑而停止开放。加固前塔顶离中心垂线已达2.31m，倾斜值0.0486（远大于规范规定的允许值0.006）。第52页/共129页53虎丘塔 第53页/共129页54虎丘斜塔虎丘斜塔第54页/共129页55平面图第55页/共129页562.2.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。虎丘塔的地基为m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，底部即为风化岩石和基岩。在塔底直径13.66m范围内，岩石顶面的覆盖层厚度在西南面为2.8m，在东北面为5.8m，相差有3m之多。第56页/共129页573.3.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
37、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。根桩墩。为保证安全，每挖深为保证安全，每挖深800800，即浇筑，即浇筑150150厚桩圈护壁；厚桩圈护壁；每完成每完成6-76-7根柱
38、墩，即在顶部浇筑截面高度为根柱墩，即在顶部浇筑截面高度为450450的圈梁，的圈梁，将桩墩连为一体。将桩墩连为一体。第57页/共129页58第58页/共129页593.3.事故处理事故处理 第二期加固工程：用钻孔注浆和树根桩加固塔基。钻第二期加固工程：用钻孔注浆和树根桩加固塔基。钻孔的直径为孔的直径为90mm90mm，位于第一期工程中排桩式圆环形地下，位于第一期工程中排桩式圆环形地下连续墙与塔基之间，由外及里分连续墙与塔基之间，由外及里分3 3排，圆环形注浆孔排，圆环形注浆孔113113个，个，注入浆液达注入浆液达26637m26637m3 3,把塔四周地基土固结起来，最后进把塔四周地基土固结
39、起来，最后进入塔身作树根桩。在回廊中心和入塔身作树根桩。在回廊中心和8 8个壶门内，共做个壶门内，共做3232根竖根竖向树根桩；并在壶门之间向树根桩；并在壶门之间8 8个塔角，各做个塔角，各做2 2根斜向树根桩，根斜向树根桩，总计总计4848根树根桩。桩直径根树根桩。桩直径90mm,90mm,配置配置316316受力筋，采用受力筋，采用压力注浆成桩。压力注浆成桩。第59页/共129页60 3.4.4 3.4.4 灌浆加固灌浆加固 利利用用水水泥泥浆浆液液或或其其他他化化学学浆浆液液，通通过过灌灌注注压压入入、高高压压喷喷射射或或机机械械搅搅拌拌，使使浆浆液液与与土土颗颗粒粒胶胶结结起起来来，以
40、以改善土的物理和力学性质。改善土的物理和力学性质。灌灌浆浆材材料料有有粒粒状状浆浆材材，如如水水泥泥浆浆、粘粘土土浆浆等等；化化学学浆浆材材，如如硅硅酸酸钠钠（水水玻玻璃璃）、氢氢氧氧化化钠钠、环环氧氧树脂、丙烯酰胺等。树脂、丙烯酰胺等。按按加加固固原原理理分分为为渗渗透透灌灌浆浆、挤挤密密灌灌浆浆、劈劈裂裂灌浆和电动化学灌浆。灌浆和电动化学灌浆。第60页/共129页611.1.渗透灌浆渗透灌浆 利用低粘滞度的溶液，在压力作用下，渗入地基土的利用低粘滞度的溶液，在压力作用下，渗入地基土的孔隙和裂缝中，由溶液自身或与土颗粒表面的物质成分发孔隙和裂缝中，由溶液自身或与土颗粒表面的物质成分发生化学反
41、应，将松散土颗粒胶结成整体，而基本上不改变生化学反应，将松散土颗粒胶结成整体，而基本上不改变原状土的结构和体积，所用灌浆压力相对较小。原状土的结构和体积，所用灌浆压力相对较小。适用于中砂以上的砂性土地基。具体方法有硅化加固适用于中砂以上的砂性土地基。具体方法有硅化加固法和碱液加固法等。法和碱液加固法等。第61页/共129页622.2.劈裂灌浆劈裂灌浆 利用高粘滞度浆液，在高压力作用下，克服地层的初利用高粘滞度浆液，在高压力作用下，克服地层的初始应力和抗拉强度，引起土体结构的破坏和扰动，使之发始应力和抗拉强度，引起土体结构的破坏和扰动，使之发生劈裂，使土层中原有的裂隙或孔隙张开，形成新的裂隙生劈
42、裂，使土层中原有的裂隙或孔隙张开，形成新的裂隙或孔隙，浆液的可灌性和扩散距离增大，而所用的灌浆压或孔隙，浆液的可灌性和扩散距离增大，而所用的灌浆压力相对较高。力相对较高。第62页/共129页633.3.水泥灌浆加固水泥灌浆加固 一般都采用普通硅酸盐水泥。水泥浆的水灰比一般一般都采用普通硅酸盐水泥。水泥浆的水灰比一般取取0.61.00.61.0。特点为结石体力学强度较高和渗透性较低，。特点为结石体力学强度较高和渗透性较低，耐久性较好，无毒，料源广，价廉。耐久性较好，无毒，料源广，价廉。1）单液水泥灌浆法 指用单一的浆液灌浆；为适应不同的灌浆目的和自然指用单一的浆液灌浆；为适应不同的灌浆目的和自然
43、条件，常在水泥浆中掺入各种附加剂。条件，常在水泥浆中掺入各种附加剂。灌浆施工时可采用自上而下空口封闭分段灌浆，也可灌浆施工时可采用自上而下空口封闭分段灌浆，也可采用自下而上栓塞分段灌浆。孔可梢向基础中心倾斜，使采用自下而上栓塞分段灌浆。孔可梢向基础中心倾斜，使水泥浆液能直接渗入基底下的地基土中。水泥浆液能直接渗入基底下的地基土中。第63页/共129页642）双液水泥硅化灌浆法 将水玻璃与水泥分别配制成两种浆液，按照一定比例将水玻璃与水泥分别配制成两种浆液，按照一定比例用两台泵或一台双缸独立分开的泵同时（两种浆液在管口用两台泵或一台双缸独立分开的泵同时（两种浆液在管口三通处汇合）注入土中。这种浆
44、液不仅具有水泥浆的优点，三通处汇合）注入土中。这种浆液不仅具有水泥浆的优点，而且还兼有某些化学浆液的优点。例如，凝结时间快，可而且还兼有某些化学浆液的优点。例如，凝结时间快，可灌性高等，并可准确控制凝结时间（从几秒到几十分钟）。灌性高等，并可准确控制凝结时间（从几秒到几十分钟）。第64页/共129页65【工程实例工程实例3.43.4】1.1.工程概况工程概况 某变压器间长某变压器间长15m15m，宽，宽4m4m，由五个开间构成，混合，由五个开间构成，混合结构，毛石条形基础。使用中因基础不均匀下沉，致使纵结构，毛石条形基础。使用中因基础不均匀下沉，致使纵横墙交接处附近墙体严重开裂。横墙交接处附近
45、墙体严重开裂。2.2.事故原因事故原因 经对地基进行开挖和钻探取样试验，查明在基础底面经对地基进行开挖和钻探取样试验，查明在基础底面以上为松软杂填土，基底以下以上为松软杂填土，基底以下1.53.0m1.53.0m范围内为黄色粘范围内为黄色粘土，空隙比和湿度都比较大，黄色粘土以下为风化破碎的土，空隙比和湿度都比较大，黄色粘土以下为风化破碎的石灰岩。由于该房屋地处山坡，周围没有排水沟，地表水石灰岩。由于该房屋地处山坡，周围没有排水沟，地表水渗透较严重，造成基底土颗粒流失形成空洞，引起该房屋渗透较严重，造成基底土颗粒流失形成空洞，引起该房屋基础不均匀下沉和墙体开裂。基础不均匀下沉和墙体开裂。第65页
46、/共129页663.3.事故处理事故处理 采用硅化法加固地基土，其加固浆液采用水泥和水玻采用硅化法加固地基土，其加固浆液采用水泥和水玻璃璃(Na2OnSiO2)(Na2OnSiO2)混合液混合液。在下沉量较大的南面和东面布孔，灌浆半径按在下沉量较大的南面和东面布孔，灌浆半径按0.87m0.87m考考虑，每层灌浆深度为虑，每层灌浆深度为0.5m0.5m，采用，采用 1 1：0.40.4左右的斜孔，以左右的斜孔，以使浆液渗入基底以下土层中。考虑到被加固的黄色粘土空使浆液渗入基底以下土层中。考虑到被加固的黄色粘土空隙较大，容易进浆，施工时采用自下向上的灌注方法，使隙较大，容易进浆，施工时采用自下向上
47、的灌注方法，使基底下的土能均匀硅化。基底下的土能均匀硅化。经硅化加固地基后，该楼房沉降基本稳定。经硅化加固地基后，该楼房沉降基本稳定。第66页/共129页67第67页/共129页683.5 基础加固及事故处理 3.5.1 3.5.1 基础错位事故处理基础错位事故处理 1.1.基础错位事故类别基础错位事故类别 1）基础平面错位：包括单向和双向错位两种；2）基础标高错误：包括基底标高、基础各台阶标高以及基 础顶面标高错误；3）预留洞和预埋件的标高、位置错误；4）基础插筋数量、方位错误。第68页/共129页69 2.2.基础错位处理方法基础错位处理方法 1 1）吊移法：）吊移法：将错位基础与地基分离
48、，用起重机将基础吊离原位。按照正确的位置处理好地基，并清理好吊起的基础底面后，将基础吊装到正确位置。为了确保基础与地基的接触紧密，可采用坐浆安装，甚至进行压力灌浆。吊移法适用于上部结构尚未施工；现场有所需起重机械；基础有足够的强度和抗裂性能的情况。2 2）顶推法：）顶推法：用千斤顶将错位基础推移到正确位置，然后在基底处作水泥压力灌浆，保证基础与地基之间接触紧密。适用于：上部结构尚未施工；有适用的顶推设备；顶推后座力所需的支护设施较简单的情况。第69页/共129页703 3）扩大法：）扩大法：将错位基础局部拆除后，按正确位置扩大基础。此法使用于错位的基础不影响其他地下工程；基础允许留设施工缝的情
49、况。4 4）其他方法：）其他方法：基础错位偏差既不影响安全和使用要求，又不妨碍施工的事故，通过结构验算，并经设计单位同意时，可不进行处理；基础错位后，通过修改上部结构的设计来确保使用要求和结构安全；基础事故严重者只能拆除重做。第70页/共129页71【工程实例工程实例3.53.5】1.1.工程概况工程概况 某造船厂机加工车间扩建工程，其边柱截面尺寸为某造船厂机加工车间扩建工程，其边柱截面尺寸为400600400600。基础施工时，柱基坑分段开挖，在挖完第。基础施工时，柱基坑分段开挖，在挖完第五个基坑后，即浇垫层、扎筋、支模、浇混凝土。基础完五个基坑后，即浇垫层、扎筋、支模、浇混凝土。基础完工后
50、，检查发现五个基础都错位工后，检查发现五个基础都错位300300 。第71页/共129页722.2.事故原因事故原因 施工放线时，误把柱截面中心线作为厂房边列柱的轴施工放线时，误把柱截面中心线作为厂房边列柱的轴线，因而错位线，因而错位300300，即厂房跨度大了，即厂房跨度大了300300。3.3.事故处理事故处理 采用局部拆除后，扩大基础的方法进行处理。处理步采用局部拆除后，扩大基础的方法进行处理。处理步骤为：骤为：将基础杯口短边外侧混凝土凿除；将基础杯口短边外侧混凝土凿除；凿除部分基凿除部分基础混凝土，露出底板钢筋，并将基础与扩大部分连接面全础混凝土，露出底板钢筋，并将基础与扩大部分连接面