土木工程事故分析与处理(5-8)(ppt文档).ppt

地基地基与基础篇与基础篇6.1 建筑工程对地基的要求建筑工程对地基的要求1、地基承载力对地基的要求、地基承载力对地基的要求 设计荷载小于地基承载力设计值，否则地基则有可能出现局设计荷载小于地基承载力设计值，否则地基则有可能出现局部剪力破坏，冲切剪力破坏。整体稳定性不能满足时则会产部剪力破坏，冲切剪力破坏。整体稳定性不能满足时则会产生滑动破坏。生滑动破坏。2、沉降或不均匀沉降方面、沉降或不均匀沉降方面 沉降或不均匀沉降不能超过允许值，否则将使建筑物产生裂沉降或不均匀沉降不能超过允许值，否则将使建筑物产生裂缝、倾斜影响使用安全。缝、倾斜影响使用安全。3、渗流方面、渗流方面 两类问题：一类是因渗流引起水量流失；另一类是在渗透力两类问题：一类是因渗流引起水量流失；另一类是在渗透力的作用下产生流土、管涌。流土和管涌可导致土体局部破坏，的作用下产生流土、管涌。流土和管涌可导致土体局部破坏，严重的可导致地基整体破坏。严重的可导致地基整体破坏。处理办法：土质改良、减少土的渗透力、设止水帷幕。处理办法：土质改良、减少土的渗透力、设止水帷幕。6.2 地基与基础的基本形式地基与基础的基本形式一、地基基本形式一、地基基本形式将人工地基与天然地基统一考虑，并将桩基也将人工地基与天然地基统一考虑，并将桩基也包括在内，地基具有下述几种形式：包括在内，地基具有下述几种形式：1、均质地基、均质地基2、层状地基、层状地基3、竖向增强体复合地基、竖向增强体复合地基4、水平向增强体复合地基、水平向增强体复合地基5、桩基、桩基二、基础基本形式二、基础基本形式基础埋置深度基础埋置深度 浅基础浅基础 深基础深基础基础变形特性基础变形特性 柔性基础柔性基础 刚性基础刚性基础基础形式基础形式 独立基础独立基础、条形基础、条形基础、筏形基、筏形基础础 、箱型基础、箱型基础、桩基础、桩基础、管柱基础、管柱基础、地下、地下连续墙基础、连续墙基础、沉井基础沉井基础、沉箱基础等、沉箱基础等6.3 常见地基与基础工程事故分类常见地基与基础工程事故分类及原因综述及原因综述一、地基与基础工程事故分类一、地基与基础工程事故分类1、地基变形造成工程事故、地基变形造成工程事故沉降或不均匀沉降导致建筑物上部结构产生裂缝、整体倾斜，严沉降或不均匀沉降导致建筑物上部结构产生裂缝、整体倾斜，严重的造成结构破坏。重的造成结构破坏。2、地基失稳造成工程事故、地基失稳造成工程事故荷载密度超过地基承载力，地基产生剪切破坏（整体剪切、局部荷载密度超过地基承载力，地基产生剪切破坏（整体剪切、局部剪切和冲剪破坏）剪切和冲剪破坏）地基破坏的三种形式地基破坏的三种形式（a）整体剪切破坏；（）整体剪切破坏；（b）局部剪切破坏；（）局部剪切破坏；（c）冲切剪切破坏）冲切剪切破坏3、地基渗流造成工程事故、地基渗流造成工程事故渗流形成土洞、溶洞或土体结构破坏，或形成流土、管涌导致地基破坏。渗流形成土洞、溶洞或土体结构破坏，或形成流土、管涌导致地基破坏。地下水位下降引起地基中有效应力改变，导致地基沉降。地下水位下降引起地基中有效应力改变，导致地基沉降。4、土坡滑动造成工程事故、土坡滑动造成工程事故原因：坡上加载、坡脚取土，土中渗流降低土层界面强度，土体蠕变强度降低。原因：坡上加载、坡脚取土，土中渗流降低土层界面强度，土体蠕变强度降低。5、地震造成工程事故、地震造成工程事故6、特殊土地基工程事故、特殊土地基工程事故（1）湿陷性黄土）湿陷性黄土受水浸湿后结构迅速破坏，强度降低，产生显著附加下沉。受水浸湿后结构迅速破坏，强度降低，产生显著附加下沉。（2）膨胀土地基）膨胀土地基膨胀土由柔水性较强的蒙脱石和伊利石等次生粘土矿物质组成，坚硬、膨胀土由柔水性较强的蒙脱石和伊利石等次生粘土矿物质组成，坚硬、强度高，但吸水膨胀，失水收缩。强度高，但吸水膨胀，失水收缩。7、其他地基工程事故、其他地基工程事故如：地下工程事故如：地下工程事故8、基础工程事故、基础工程事故（1）基础错位事故：基础位置与上部结构要求位置不符合。桩偏位、基础偏位、基础标高）基础错位事故：基础位置与上部结构要求位置不符合。桩偏位、基础偏位、基础标高等；等；（2）基础施工质量事故：断桩、颈缩、混凝土强度不够、混凝土表面质量等；）基础施工质量事故：断桩、颈缩、混凝土强度不够、混凝土表面质量等；（3）其他基础事故：基础形式不合理、设计错误等。）其他基础事故：基础形式不合理、设计错误等。w1、对场地工程地质情况缺乏全面、正确的了解w（1）工程勘察工作不符合要求；w布孔间距大，钻孔取土深度太浅w（2）建筑场地工程地质和水文地质情况非常复杂；w暗浜、古河道、古墓、古井等w（3）没有按工程建设程序开展工程建设工作。w2、设计方案不合理或设计计算错误w（1）设计方案不合理：未合理选用基础形式；w（2）设计计算错误：荷载计算不正确，低估实际荷载，基础底面积偏小，沉降计算不正确导致不均匀沉降失控。w3、施工质量造成地基与基础工程事故w（1）未按图施工；w（2）未按技术操作规程施工。w4、环境条件改变造成地基与基础工程事故w（1）地下工程或深基坑工程施工临近建筑物；w（2）建筑物周围地面堆载附加应力增加，沉降；w（3）建筑物周围地基中施工振动或挤压；w（4）地下水位变化。w5、其他原因造成地基与基础工程事故w百年一遇洪水、地震一、地基加固方法一、地基加固方法1、置换、置换置换是用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中的部分或全部置换是用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中的部分或全部软弱土体或不良土体，形成双层地基或复合地基以达到提高地基软弱土体或不良土体，形成双层地基或复合地基以达到提高地基承载力、减少沉降的目的。主要包括换土垫层法、挤淤置换法、褥承载力、减少沉降的目的。主要包括换土垫层法、挤淤置换法、褥垫法、振冲置换法垫法、振冲置换法(或称振冲碎石柱法或称振冲碎石柱法)、沉管碎石桩法、强夯置换、沉管碎石桩法、强夯置换法、砂桩法、砂桩(置换置换)法、石灰桩法，以及法、石灰桩法，以及EPS（发泡聚苯乙烯）超轻质（发泡聚苯乙烯）超轻质料填土等。料填土等。2、排水固结、排水固结排水固结是指土体在一定荷载作用下固结，孔隙比减小，强度提高，排水固结是指土体在一定荷载作用下固结，孔隙比减小，强度提高，以达到提高地基承载力，减少工后沉降的目的。主要包括加载预压以达到提高地基承载力，减少工后沉降的目的。主要包括加载预压法、超载预压法、砂井法法、超载预压法、砂井法(包括普通砂井、袋装砂井和塑料排水带包括普通砂井、袋装砂井和塑料排水带法法)、真空预压与堆载预压联合作用，以及降低地下水位等。、真空预压与堆载预压联合作用，以及降低地下水位等。3、灌入固化物、灌入固化物灌入固化物是向土体中灌入或拌入水泥、或石灰、或其他化学固化浆灌入固化物是向土体中灌入或拌入水泥、或石灰、或其他化学固化浆材在地基中形成增强体，以达到地基处理的日的。主要包括深层搅材在地基中形成增强体，以达到地基处理的日的。主要包括深层搅拌法拌法(包括浆体四射和物体喷射深层搅拌法包括浆体四射和物体喷射深层搅拌法)、高压喷射注浆法、渗、高压喷射注浆法、渗入性灌浆法、劈裂灌浆法、挤密灌浆法和电动化学灌浆法等。入性灌浆法、劈裂灌浆法、挤密灌浆法和电动化学灌浆法等。6.4 事故预防及处理对策事故预防及处理对策6.5地基与基础加固方法分类地基与基础加固方法分类w 4、振密、挤密、振密、挤密w 振密、挤密是采用振动或挤密的方法使未饱和土密实，土振密、挤密是采用振动或挤密的方法使未饱和土密实，土体孔隙比减小，以达到提高地基承载力和减少沉降的目的。体孔隙比减小，以达到提高地基承载力和减少沉降的目的。主要包括表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密砂桩主要包括表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密砂桩法、爆破挤密法、土桩、灰土桩法等。法、爆破挤密法、土桩、灰土桩法等。w 5、加筋、加筋w 加筋是在地基中设置强度高、模量大的筋材，以达到提高加筋是在地基中设置强度高、模量大的筋材，以达到提高地基承载力、减少沉降的目的。强度高、模量大的筋材，可地基承载力、减少沉降的目的。强度高、模量大的筋材，可以是钢筋混凝土也可以是土工格栅、土工织物等。主要包括以是钢筋混凝土也可以是土工格栅、土工织物等。主要包括加筋土法、土钉墙法、锚固法、树根桩法、低强度混凝土桩加筋土法、土钉墙法、锚固法、树根桩法、低强度混凝土桩复合地基和钢筋混凝土桩复合地基法等。复合地基和钢筋混凝土桩复合地基法等。w6、冷热处理、冷热处理w 冷热处理是通过冻结土体，或焙烧、加热地基土体改变土冷热处理是通过冻结土体，或焙烧、加热地基土体改变土体物理力学性质以达到地基处理的目的。它主要包括冻结法体物理力学性质以达到地基处理的目的。它主要包括冻结法和烧结法两种。和烧结法两种。w 7、托换、托换w 托换是指对原有建筑物地基和基础进行处理和加固或改建。托换是指对原有建筑物地基和基础进行处理和加固或改建。主要包括基础加宽法、墩式托换法、桩式托换法以及综合托主要包括基础加宽法、墩式托换法、桩式托换法以及综合托换法等。换法等。w 8、纠偏、纠偏w 纠偏是指对由于不均匀沉降造成倾斜的建筑物进行矫正的纠偏是指对由于不均匀沉降造成倾斜的建筑物进行矫正的手段。主要包括加载纠偏法、淘土纠偏法、顶升纠偏法和综手段。主要包括加载纠偏法、淘土纠偏法、顶升纠偏法和综合纠偏法等。合纠偏法等。第7章 地基与基础工程事故及处理7.1 地基沉降造成的工程事故地基沉降造成的工程事故【实例实例7-1】杭州某住宅楼锚杆静压桩地基加固杭州某住宅楼锚杆静压桩地基加固 杭州某住宅楼位于杭州市文三路西端西部外发区内。杭州某住宅楼位于杭州市文三路西端西部外发区内。住宅楼为七层砖混结构，地基采用住宅楼为七层砖混结构，地基采用377振动灌注桩基础。振动灌注桩基础。在施工过程中对沉降进行监测，测点位置如下图中所示。在施工过程中对沉降进行监测，测点位置如下图中所示。当上部结构施工至第当上部结构施工至第5层时层时(95年年10月月2日日)，测点，测点21、24、26、28累计沉降分别为累计沉降分别为3mm、3mm、lmm、1mm。当。当施工至屋顶楼面时施工至屋顶楼面时(95年年l0月月30日日)，上述四点累计沉降分，上述四点累计沉降分别达别达48mm、42mm、11mm、23mm，产生了不均匀沉，产生了不均匀沉降。室内装饰工程及竣工后沉降与不均匀沉降继续发展，降。室内装饰工程及竣工后沉降与不均匀沉降继续发展，2l、24、26和和28点沉降点沉降(95年年12月月22日日)分别达到分别达到l 20mm、112mm、38mm、46mm。最大不均匀沉降达。最大不均匀沉降达84mm，沉降发展趋势如图所示，此时沉降与不均匀沉降还在继沉降发展趋势如图所示，此时沉降与不均匀沉降还在继续发展。续发展。沉降曲线和锚杆静压桩位图沉降曲线和锚杆静压桩位图为制止沉降与不均匀沉降进为制止沉降与不均匀沉降进一步发展，在沉降较大一例一步发展，在沉降较大一例采用锚杆静压桩加固地基。采用锚杆静压桩加固地基。桩位布置如图所示。桩截面桩位布置如图所示。桩截面为为200mm200mm，桩长，桩长取取160m，桩段长，桩段长2.0m、1.5m和和1.0m不等。采用硫不等。采用硫磺胶泥接桩。设计单桩承载磺胶泥接桩。设计单桩承载力力200kN。锚杆采用。锚杆采用428螺螺纹钢制作，锚固长度纹钢制作，锚固长度300mm。锚杆静压桩自。锚杆静压桩自96午午1月月12日开始压桩，日开始压桩，2月月12日压桩结束，共压桩日压桩结束，共压桩65根。由图可以看出压桩结束根。由图可以看出压桩结束后沉降与不均匀沉降得到控后沉降与不均匀沉降得到控制，加固效果是好的。制，加固效果是好的。7.2 地基失稳造成的工程事故地基失稳造成的工程事故 地基承载力是建筑地基基础设计中的一个关键指标。各类地基承受基础传来荷载的能力都有一定的限度。超过这一限度，首先发生的是建筑物具有较大的不均匀沉降，引起房屋开裂；如果超过这一限度过多，可能因地基土发生剪切破坏而整体滑动或者急剧下降，造成房屋倾倒或者严重受损。【7-2】加拿大特朗斯康谷仓，平面呈矩型，长度59.44m，宽度23.47m，高度31.00m，容积36368m3。谷仓为圆筒仓，每排13个仓，5排，总计65个圆筒，谷仓的基础为整块钢筋混凝土伐板基础，基础厚61cm，基础深埋3.66m。1911年，该谷仓开始施工，1913年秋完工。谷仓自重2万吨，相当于装满谷物后总重量42.5%，1913年9月起，往谷仓装谷物，仔细装载，均匀分布。10月，当谷仓装了31822m3谷物时，发现谷仓下降，1小时达30.5cm。结构物向西倾斜，并在24小时内，整个谷仓倾倒，倾斜度离垂线达 2653。谷仓西端下降7.32m，东端上抬1.52m，10月18日，检查倾倒后谷仓上部钢筋混凝土筒仓，坚如磐石，仅有极少表面裂缝。（1）事故原因分析：经检查，谷仓工程未做勘察。设计根据邻近工程基槽开挖试验结果，计算地基承载力为352KPa，应用到这个谷仓。谷仓场地位于冰川湖的盆地中。地基表层为近代沉积层，厚3m，表层下面为冰川沉积粘土层，厚达12.2m，粘土层下面为冰川下冰碛层，固结良好，厚度为3m。1952年在离谷仓18.3m处打了一些钻孔，从粘土原状试样测得：粘土层的平均含水量随深度而增加，从40%到60%；无侧限抗压强度从118.4KPa减小到70.0KPa，平均为100 KPa ，平均液限=105%，塑限=35%，塑性指数高达=70。由试验可知这层粘土是高胶体、高塑性的。按太沙基教授公式计算地基承载力，如采用粘土层无侧限抗压强度平均值100KPa，则 为276.6 KPa，小于谷仓地基破坏时的地基低面压力329.4KPa。若用最小的无侧限抗压强度=70.0KPa计算，则=193.8KPa，更远小于谷仓地基滑动时的实际基地压力。卡拉费斯计算指出：加荷速率对地基事故起作用，因为荷载突然施加的地基承载力小于加荷固结逐渐进行的承载力，这对粘土尤为重要，因粘土需要很长时间才能完全固结。据斐克教授资料计算，抗剪强度增长所需时间约为1年，而谷仓荷载施加仅为45天，几乎相当于突然加荷。综上所述，加拿大特朗斯康谷仓破坏的主要原因为：谷仓事先没有经过勘测，设计盲目进行，采用设计荷载远超过地基土的承载力值，导致谷仓发生地基整体滑动破坏的严重事故。Kpa，则f为276.6 KPa68因基础土方工程施工质量低劣造成的缺陷和事故建筑工程建设中保证地基和基础的施工质量是保证整个建筑物工程质量的关键。一般说来。基槽的开挖应当快速进行；基槽开挖至设计高程时，应立即验槽并做基础。尤其对于雨季施工时的粘性土地基，更必须快挖、快做基础，防止暴雨浸泡基槽，使地基土软化，形成今后房屋质量事故的隐患。工程实例7-3辽宁省铁岭市某统建职工住宅楼，位于龙首山北麓，为一长53.18m、宽9.60m、高15.0m 的五层楼房，建筑面积2526m2。1984年5月完成设计，当年动工，8月底完成主体工程，进行外部装修，11月进行内部装修。在施工期间的7月份即发现墙体开裂。1985年5月进行全面调查时，发现东部单元砖墙裂缝由窗下发展至楼板，从一层至五层，层层开裂。裂缝长度超过1m，裂缝宽度25mm(图7.1)。南墙有5条裂缝，北墙对应也有5条，屋顶圈梁也开裂。东69山墙一楼窗下有两条竖向裂缝；其余还有十多条裂缝大致呈450角伸展。(a)(b)图7.1铁岭市某住宅楼(a)外景；(b)一楼窗下墙开裂情况(1985年5月摄)(1)事故原因分析及地基土层分布本工程虽座落于龙首山北麓一片复杂场地区域内，但在进行勘察时只布置了三个钻孔，且均不在建筑物外形轮廓线上。从勘70资料看(图7.2):第层为杂填土，厚薄不均，东部厚3.60m，西部仅厚1.0m；第层为粉质粘土，东部呈软塑状态，西部为可塑与硬塑状态，见图5-6-17中的、；第层为强风化基岩，其顶部埋深在住宅西部为地下5.0处，而在东部则超过8.90m。根据这样三个土层变化很大的钻孔资料，无法绘制地质剖面图。至于土工试验，只取了一个原状土，代表性很差。总之，勘察的质量差工作粗糙。71图7.2 铁岭住宅楼钻孔布置及土层分布(a)平面及钻孔位置；(b)地质剖面设计采用天然地基，基础埋深1.50m，大部分设置在杂填土上。基础材料采用毛石基础(整体性差)，基础宽度东山墙为1.30m；其余均为1.0m(对于五层建筑物的重力荷载和复杂地基情况来说，这些基础宽度太小)。设计时考虑地基软硬不同，将住宅楼分为两个单元，其间用沉降缝分开，并在基础顶部和二、四层楼板与屋面板标高处设72置钢筋混凝土圈梁。看来设计中基础宽度大小、基础材料太弱也是导致房屋质量问题的原因之一。至于施工质量低劣则是本工程发生质量事故的关键。早在1983年11月，尚未勘察，就动工挖基槽。1984年4月正式开工，基槽挖至1.27m深时即遇地下水(原勘察资料中地 下水仅有一孔的资料，水位埋深3.0m)，施工时继续下挖至设计基底标高时，基槽内普遍积水20余厘米。曾用两台小水泵抽水，但抽不干。为了抢工期，在基槽水未排干，工人在水中踩踏使槽底呈稀泥的状态下做基础的混凝土垫层。方法是用干水泥和砂、卵石搅拌(未加水)倒入基坑，以为基坑积水与此拌合料结合就可在28天后形成C10的混凝土。实际上这种垫层基本不起结构构造作用，相反却大面积地扰动了基础73下卧层土的原状结构。此外，在整个施工期间沿外墙内周圈的暖气沟内长期泡水，也恶化了地基。更为严重的是,在施工期间已发现墙体开裂，但并未引起施工单位的重视，也未采取相应措施来改善地基或加强上部结构，相反继续施工，以致墙体的裂缝愈来愈严重。(2)事故处理方法该住宅楼在使用前需要进行地基加固并对已有墙体裂缝进行补强处理。为加固地基，必须进一步掌握场地的详细工程地质条件。根据当地技术力量薄弱的条件，应该先用北京铲与轻便触探试验设备重新勘察，了解杂填土与第层软塑粉质粘土的分布范围与厚度，同时掌握第层强风化基岩面的埋置深度的变化情况。然后在地基差、墙体裂缝密集的区段采用钢筋混凝土次、74主梁与混凝土柱墩支托墙体基础的办法，防止地基土继续沉降。其做法要点是：1)在需加固的墙基两旁做两排现场灌筑的支承混凝土桩墩，其底面埋置在基岩面以下30cm左右；2)在基础墙两侧做与墙体有足够抗剪结合的次、主梁；3)在主梁与桩顶间设置梁垫。1：地基加固地基加固 基础加宽技术基础加宽技术 墩式托换技术墩式托换技术 静压桩托换静压桩托换 桩式托换技术桩式托换技术 ：树根桩托换树根桩托换(微型桩）微型桩）其他桩式托换其他桩式托换 灌浆加固技术灌浆加固技术 地基加固技术地基加固技术 ：旋喷桩加固技术旋喷桩加固技术 其他地基加固技术其他地基加固技术 综合加固技术综合加固技术第8章 已有建筑物地基加固与纠斜技术基础加宽技术基础加宽技术 ：通过基础加宽可以扩大基础底面：通过基础加宽可以扩大基础底面 积，有效降低基底接积，有效降低基底接触压力。触压力。基础加宽示意图基础加宽示意图（a）刚性条形基础加宽；（）刚性条形基础加宽；（b）柔性条形基础加宽；（）柔性条形基础加宽；（c）条形基础扩大成片筏基础）条形基础扩大成片筏基础托换技术1、墩式托换是直接在基础下挖扎，灌注棍凝土形成混凝土墩基础。一般适用于浅层、墩式托换是直接在基础下挖扎，灌注棍凝土形成混凝土墩基础。一般适用于浅层有较好的持力层情况，让墩基础落在良好的持力层上，使其具有较高承载力。有较好的持力层情况，让墩基础落在良好的持力层上，使其具有较高承载力。墩式托换示意图（a）连续混凝土墩；（b）间断混凝土墩2、桩式托换技术、桩式托换技术（1）锚杆静压桩 锚杆静压桩装置示意图及压桩孔和锚杆位置图 （a）锚杆静压桩装置示意图；（b）及压桩孔和锚杆位置图1桩；2压桩孔；3锚杆；4反力架；5千斤顶；6电动葫芦；7基础（2 2）树根桩托换）树根桩托换 树根桩是一种小直径钻孔灌注桩，其直径通常为树根桩是一种小直径钻孔灌注桩，其直径通常为100100250mm250mm，有时也有采用，有时也有采用300mm300mm。树根桩施工过程如下：先利用钻机钻孔，满足设计要求树根桩施工过程如下：先利用钻机钻孔，满足设计要求后，放入钢筋或钢筋笼，同时放人注浆管，用压力注入后，放入钢筋或钢筋笼，同时放人注浆管，用压力注入水泥浆或水泥砂浆而成桩，亦可放入钢筋笼后再灌入碎水泥浆或水泥砂浆而成桩，亦可放入钢筋笼后再灌入碎石，然后再注入水泥浆或水泥砂浆而成桩。小直径钻孔石，然后再注入水泥浆或水泥砂浆而成桩。小直径钻孔灌注桩也有人称为微型校。小直径钻孔灌注桩可以竖向、灌注桩也有人称为微型校。小直径钻孔灌注桩可以竖向、斜向设置，网状布置如树根状，故称为树根桩。斜向设置，网状布置如树根状，故称为树根桩。树根桩加固示意图树根桩加固示意图（a）加层改造工程地基加固；（）加层改造工程地基加固；（b）修建地下铁道树根桩托换）修建地下铁道树根桩托换（c）边坡稳定加固；（）边坡稳定加固；（d）桥墩基础树根桩托换）桥墩基础树根桩托换2.纠斜技术 两条途径：两条途径：将沉降小的部位促沉，将沉降小的部位促沉，使沉降均匀而将建筑纠正；使沉降均匀而将建筑纠正；将沉降大的部位顶升，将建筑将沉降大的部位顶升，将建筑物纠正。物纠正。（一）迫降纠偏技术1、加载纠偏技术 通过在建筑物沉降较少的一侧加载，迫使地基土变形产生沉降，达到纠偏目的称为加载纠偏。最常用的加载手段是堆载，在沉降较少一侧堆放重物，如钢锭、砂石、及其他重物，如下图所示。堆载纠偏又称为堆载加压纠偏法。该法较适用于建(构)筑物刚度较好，跨度不大，地基为深厚软粘土地基情况。堆载加压纠偏过程中应加强监测，严格控制加载速率。堆载加压纠偏示意图 加载纠偏也可通过锚桩加压实现，在沉降较小的一侧地基中设置锚桩，修加载纠偏也可通过锚桩加压实现，在沉降较小的一侧地基中设置锚桩，修建与建筑物基础相连接的钢筋混凝土悬臂梁，通过千斤顶加荷系统加载，建与建筑物基础相连接的钢筋混凝土悬臂梁，通过千斤顶加荷系统加载，促使基础纠偏促使基础纠偏(如下图如下图)。锚桩加压纠偏一般可多次加荷。施加一次荷载后，。锚桩加压纠偏一般可多次加荷。施加一次荷载后，地基变形应力松弛，荷载减小，变形稳定后、再施加第二次荷载，如此地基变形应力松弛，荷载减小，变形稳定后、再施加第二次荷载，如此重复，荷载可一次一次增大当一次荷载保持不变，变形稳定后，再增重复，荷载可一次一次增大当一次荷载保持不变，变形稳定后，再增加下一次荷载，直至达到纠偏目的。加下一次荷载，直至达到纠偏目的。锚桩加压纠偏 l2、基础底地基中掏土纠偏、基础底地基中掏土纠偏l直接在基础下地基中掏土对建筑物沉降反映敏感，一定要严密监测，利用监测结直接在基础下地基中掏土对建筑物沉降反映敏感，一定要严密监测，利用监测结果及时调整掏土施工顺序及掏土数量。掏土又可分为钻孔取土、人工直接掏挖和果及时调整掏土施工顺序及掏土数量。掏土又可分为钻孔取土、人工直接掏挖和水冲掏土方法。一般砂性土地基采用水冲法较适宜，粘性土及碎卵石地基采用人水冲掏土方法。一般砂性土地基采用水冲法较适宜，粘性土及碎卵石地基采用人工掏挖与水冲相结合的办法。一般可在建筑物沉降小的一侧设置若干个沉井，在工掏挖与水冲相结合的办法。一般可在建筑物沉降小的一侧设置若干个沉井，在沉井壁留孔，沉至设计标高后，通过沉井预留孔，将高压水枪仲入基础下进行深沉井壁留孔，沉至设计标高后，通过沉井预留孔，将高压水枪仲入基础下进行深层射水，使泥浆流出完成掏土，达到纠偏目的。层射水，使泥浆流出完成掏土，达到纠偏目的。l沉井射水取土纠偏示意图沉井射水取土纠偏示意图l（a）剖面；（）剖面；（b）平面）平面若建筑物底面积较大，可在基础底板上钻孔埋套管取土。取土若建筑物底面积较大，可在基础底板上钻孔埋套管取土。取土可采用人工掏土和钻孔取土两种。人工掏土套管深度即为掏可采用人工掏土和钻孔取土两种。人工掏土套管深度即为掏土深度，钻孔取土套管深度为开始取土深度，取土深度由钻土深度，钻孔取土套管深度为开始取土深度，取土深度由钻孔深度决定。孔深度决定。基础底版下钻孔取土纠偏示意图 基础侧面地基中掏土纠偏示意图基础侧面地基中掏土纠偏示意图（a）剖面；（）剖面；（b）平面）平面l3、基础侧地基中掏土纠偏、基础侧地基中掏土纠偏l 在建筑物沉降较小的一面外侧地基在建筑物沉降较小的一面外侧地基中设置一排密集的钻孔，在靠近地面处中设置一排密集的钻孔，在靠近地面处用套管保护，在适当深度通过钻孔取土，用套管保护，在适当深度通过钻孔取土，使地基土发生侧向位移，增大该侧沉降使地基土发生侧向位移，增大该侧沉降量，达到纠偏目的。如需要，也可加密量，达到纠偏目的。如需要，也可加密钻孔，使之形成深沟。基础外侧地基中钻孔，使之形成深沟。基础外侧地基中陶土纠偏施工过程中大致可分为定孔位、陶土纠偏施工过程中大致可分为定孔位、钻孔、下套管、陶土、孔内作必要排水钻孔、下套管、陶土、孔内作必要排水和最终拨管回填等阶段。孔位和最终拨管回填等阶段。孔位(孔距孔距)按按楼房平面形式、倾斜方向和倾斜率、房楼房平面形式、倾斜方向和倾斜率、房屋结构特点以及地基土层情况确定。钻屋结构特点以及地基土层情况确定。钻孔直径一般采用孔直径一般采用4400mm，孔深和套管，孔深和套管长度根据陶土部位确定。陶土使用大型长度根据陶土部位确定。陶土使用大型麻花钻或大锅锥。陶土顺序、深度、次麻花钻或大锅锥。陶土顺序、深度、次数、间隔时间根据监测资料和倾斜情况数、间隔时间根据监测资料和倾斜情况分析确定。孔内排水采用潜水泵，通过分析确定。孔内排水采用潜水泵，通过降水可促进土体倾向移动。拨管也应间降水可促进土体倾向移动。拨管也应间隔进行，并及时回填土料。隔进行，并及时回填土料。（二）顶升纠偏技术 顶升纠偏是将建筑物基础和上部结构沿某一特定位置进行分离，在分离区设置若干个支承点，通过安装在支承点的顶升设备，使建筑物沿某一直线(点)作平面转动，使倾斜建筑物得到纠正。为确保上部分离体的整体性和刚度，采用钢筋混凝土加固，通过分级托换，形成全封闭的顶升支承梁(柱)体系。顶升纠偏示意图 地基加固方法地基加固方法1、置换、置换置换是用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中的部分或全部软弱土体或不置换是用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中的部分或全部软弱土体或不良土体，形成双层地基或复合地基以达到提高地基承载力、减少沉降的目的。良土体，形成双层地基或复合地基以达到提高地基承载力、减少沉降的目的。主要包括换土垫层法、挤淤置换法、褥垫法、振冲置换法主要包括换土垫层法、挤淤置换法、褥垫法、振冲置换法(或称振冲碎石柱法或称振冲碎石柱法)、沉管碎石桩法、强夯置换法、砂桩沉管碎石桩法、强夯置换法、砂桩(置换置换)法、石灰桩法，以及法、石灰桩法，以及EPS（发泡聚苯乙（发泡聚苯乙烯）超轻质料填土等。烯）超轻质料填土等。2、排水固结、排水固结排水固结是指土体在一定荷载作用下固结，孔隙比减小，强度提高，以达到提高地排水固结是指土体在一定荷载作用下固结，孔隙比减小，强度提高，以达到提高地基承载力，减少工后沉降的目的。主要包括加载预压法、超载预压法、砂井法基承载力，减少工后沉降的目的。主要包括加载预压法、超载预压法、砂井法(包括普通砂井、袋装砂井和塑料排水带法包括普通砂井、袋装砂井和塑料排水带法)、真空预压与堆载预压联合作用，以、真空预压与堆载预压联合作用，以及降低地下水位等。及降低地下水位等。3、灌入固化物、灌入固化物灌入固化物是向土体中灌入或拌入水泥、或石灰、或其他化学固化浆材在地基中形灌入固化物是向土体中灌入或拌入水泥、或石灰、或其他化学固化浆材在地基中形成增强体，以达到地基处理的日的。主要包括深层搅拌法成增强体，以达到地基处理的日的。主要包括深层搅拌法(包括浆体四射和物体包括浆体四射和物体喷射深层搅拌法喷射深层搅拌法)、高压喷射注浆法、渗入性灌浆法、劈裂灌浆法、挤密灌浆法、高压喷射注浆法、渗入性灌浆法、劈裂灌浆法、挤密灌浆法和电动化学灌浆法等。和电动化学灌浆法等。l 4、振密、挤密、振密、挤密l 振密、挤密是采用振动或挤密的方法使未饱和土密实，土体孔振密、挤密是采用振动或挤密的方法使未饱和土密实，土体孔隙比减小，以达到提高地基承载力和减少沉降的目的。主要包括隙比减小，以达到提高地基承载力和减少沉降的目的。主要包括表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密砂桩法、爆破挤密表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密砂桩法、爆破挤密法、土桩、灰土桩法等。法、土桩、灰土桩法等。l 5、加筋、加筋l 加筋是在地基中设置强度高、模量大的筋材，以达到提高地基加筋是在地基中设置强度高、模量大的筋材，以达到提高地基承载力、减少沉降的目的。强度高、模量大的筋材，可以是钢筋承载力、减少沉降的目的。强度高、模量大的筋材，可以是钢筋混凝土也可以是土工格栅、土工织物等。主要包括加筋土法、土混凝土也可以是土工格栅、土工织物等。主要包括加筋土法、土钉墙法、锚固法、树根桩法、低强度混凝土桩复合地基和钢筋混钉墙法、锚固法、树根桩法、低强度混凝土桩复合地基和钢筋混凝土桩复合地基法等。凝土桩复合地基法等。l6、冷热处理、冷热处理l 冷热处理是通过冻结土体，或焙烧、加热地基土体改变土体物冷热处理是通过冻结土体，或焙烧、加热地基土体改变土体物理力学性质以达到地基处理的目的。它主要包括冻结法和烧结法理力学性质以达到地基处理的目的。它主要包括冻结法和烧结法两种。两种。l 7、托换、托换l 托换是指对原有建筑物地基和基础进行处理和加固或改建。主托换是指对原有建筑物地基和基础进行处理和加固或改建。主要包括基础加宽法、墩式托换法、桩式托换法以及综合托换法等。要包括基础加宽法、墩式托换法、桩式托换法以及综合托换法等。l 8、纠偏、纠偏l 纠偏是指对由于不均匀沉降造成倾斜的建筑物进行矫正的手段。纠偏是指对由于不均匀沉降造成倾斜的建筑物进行矫正的手段。主要包括加载纠偏法、淘土纠偏法、顶升纠偏法和综合纠偏法等。主要包括加载纠偏法、淘土纠偏法、顶升纠偏法和综合纠偏法等。实例实例8-2 南京金陵饭店位于南京市中心新街口。饭店塔楼地上37层，高度110.75m，地下1层，基底压力超过600kPa。地基软弱，无法采用天然地基浅基础。香港设计公司采用筏基加桩基方案。筏板厚度2.5m。桩基采用南京桥梁厂特制550离心管桩。经现场桩静载荷试验，极限荷载4400kN，设计采用单桩承载力2320kN，安全系数仅1.9。1131980年2月开始打桩，当管桩桩尖到达桩端持力层泥质页岩和砂岩岩面时，发现桩端发生移滑。这一问题，势必降低单桩承载力数值，危及整个工程的安全。(a)施工景象（b）特制桩尖图 上所示特制管桩桩尖防止桩尖沿倾斜岩面移滑(1980年6月摄)存在问题的原因与处理方法如下：金陵饭店场地下，基岩面严重倾斜，倾角超过300。常规管桩桩尖构造为圆锥形，桩尖为一根粗的主筋。当桩尖到达基岩面后，继续打桩，主筋就顺严重倾斜面向低处移滑。这是问题的原因所在。114为解决这一问题，要使管桩接触基岩面不发生移滑，必须改变常规预制桩桩尖的构造。金陵饭店工程设计了4种不同的桩尖新结构型式，经现场应用结果，采用最佳的方案为桩尖特制3 块钢板，呈y形的方案。见图b。当3块钢板任一边碰到岩石后，即咬住岩石。继续打桩时，管桩竖直下沉，不再移滑。工程实例8-3北京昆仑饭店位于北京市城区东直门外东三环北路西侧亮马河北岸。该饭店主楼平面呈5形，29层，高102m，包括二层裙房在内，总建筑面积84000m2。根据饭店使用要求，低层裙房采用天然地基，高低层连成整体。为解决两者沉降差过大的问题，高层采用桩基础。原设计采用正方形截面300mm300mm，长度10.50 11.00m 的钢筋混凝土预制桩。以第层中细砂为桩端持力层。当基槽开挖至第层粉质粘土后，进行打桩做静载荷试验。115不料，桩打入土中不到一半深度时，只见打桩锤反弹很高，桩打不下去。存在问题的原因与处理方法如下：昆仑饭店地质土层表层为人工填土层，以下为新近沉积层和第四系沉积的褐黄粉质粘土层及灰色粉土层，在修建地下室时已挖除。桩顶位于地下室底板下，为第层粉质粘土层。粉土层下面有一细粉砂层，标准贯入试验锤击数N49 62击，密实，层厚不大仅1.50 2.50m。其下为粉土层，层厚3.50 5.50m。再下面即密实中细砂层，为桩端持力层。上述细粉砂层，密实状态，是桩打不下去的原因。北京市机械施工公司承担桩基施工，建议将桩型改为如400，厚90mm的预应力离心钢筋混凝土预制空心管桩，情况良好。为使桩更顺利地通过细粉砂层，同时为使槽底土因桩打入引起的上涌量尽量减小，最后采用先钻一个300mm孔，深度56m，将400预应力空心管桩栽入孔内，再打桩至10.5011.00m的方法，妥善解决了上述桩打不下去的问题。工程实例8-4：湖北某磷肥厂熟化车间的厂房平面呈一字形，长96m，宽18m。厂房设一台5t桥式抓斗吊车，轨顶标高和柱顶标高分别为10m和12.2m。结构体系为钢筋混凝土柱，杯形基础，钢轻屋架，石棉瓦屋面。该厂房建成后使用不久，柱基相继出现不均匀沉降与倾斜。最大沉降达146mm，最大柱顶水平偏移为99mm(向室内)。吊车轨道经多次调整已难于行驶。随后发现上柱下截面开裂，裂缝宽度5.25mm，裂缝长度约为柱宽的23，危及安全。128图 熟化车间平剖面和地质情况示意(a)平面；（b）剖面及柱子倾斜情况化肥7m高，超载且堆放不均匀。这是引起柱子倾斜与开裂的原因。(2)事故处理方法经研究，采用桩基托换法。每根柱子的基础在厂房内外各设置2根灌注桩，桩端达卵石层，桩顶做承台，与原基础上部联结。129从而使厂房上部结构和吊车的重力荷载，通过桩基直接传递到卵石层，控制了柱基的沉降(见图)。对已经明显倾斜的柱基础，先采用基础加压纠偏法，并用拉伸机在厂房外侧施加荷载300kN进行纠偏。纠正轨顶偏移直l532mm。然后再将桩与承台固定。在采用桩基托换受力后，加固了上部结构，并调整了吊车梁和轨道。经过上述处理后，使用效果良好。131工程实例8-5武汉某工程为单层砖房，建筑面积约600m2，承重墙柱用Mul0砖、M2.5砂浆砌成，基础墙上有钢筋混凝土圈梁一道，屋盖为T形屋面梁、预制屋面板，基础为毛石混凝土。(a)平面及严重破坏处；(b)剖面该房屋座落在大面积压实填土上。原该处地形平坦，由于总体规划需要，要在该处填89m深的填土。设计对填土的技术要求是：(1)填土前铲除表层耕植土，清除有机杂物；132(2)回填的土为当地粉土，土内不得有树皮草根等有机物；(3)每层回填厚度为200250mm，需将土块打碎，分层压实；压实机械采用羊足碾或压路机；(4)压实过程中要控制填土中的最优含水量，取16；(5)压实过程中要做快速分析试验，压实系数(土的控制干容重最大干容重)要在0.90以上。但是由于此填土区位于交通干道和天然排水沟之间，受到地形和已有路基填土工程的限制，各处填土的密实度很不一致。总平面图133又由于填土时尚不知房屋坐标，后来才知道房屋一角落在填土边坡上，不得不补填。基槽挖方时发现后填土方内部有蜂窝空隙，后又将这些土方重新挖土、回填、再人工分层夯实。此房屋主体结构完工后即出现不均匀下沉。下沉速度很快。7个月后4房角下沉达304mm，南墙及西墙下沉量较大，南墙上裂缝最宽处达100mm，相应部位的基础断裂，多数门宙过梁脱落。此外，室内地坪与散水也下塌开裂。填土层及沉降情况134(1)事故原因分析1)填土压实系数指标定得太低。本工程压实系数要求0.90以上，而建筑地基基础设计规范要求砌体承重结构的主要受力层范围内的压实系数在0.96以上。2)填土质量很不均匀。按本工程所用土(比重268)算得的考虑压实系数o96后的填土干容重应为1.75g/3；实际的填土干容重为1.491.73g/cm3：。实际的压实系数最低0.90，最高1.01，平均在0.920.93之间。这两个指标说明填土质量很不均匀，其密度和物理力学性能均不适应房屋地基要求。3)房屋西南角落在旧填土的边坡上。虽然施工时对该处补填了土方，但边坡土方不易压实，它成为后来西南角沉降量最大的原因。4)此工程进行屋