建筑結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)工程缺陷事故的分析與預(yù)防

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)地基；基礎(chǔ)工程；質(zhì)量缺陷；事故；預(yù)防措施

前言

目前，在建筑結(jié)構(gòu)的施工過程中，最難駕馭的不是建筑的上部結(jié)構(gòu)，而是工程的地基和基礎(chǔ)工程事故。建筑物對(duì)地基的要求可概括為以下三個(gè)方面：一是可靠地整體穩(wěn)定性；二是足夠的地基承載力；三是在建筑物的荷載作用下，其沉降值、水平位移及不均勻沉降差需要滿足某一定值（規(guī)范）的要求。

二、地基工程事故概述

基礎(chǔ)是與地基緊密聯(lián)系、互相依存的工程結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)、施工必須依據(jù)地質(zhì)情況，采用適宜的基礎(chǔ)形式、材料、埋深與施工方法，以有效地承受上部結(jié)構(gòu)的荷載。不合理或者錯(cuò)誤的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量問題都會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)工程質(zhì)量缺陷與事故。

地基事故，按其性質(zhì)可分為地基強(qiáng)度和變形兩大類。地基強(qiáng)度問題引起的地基事故主要表現(xiàn)在地基承載力不足或喪失穩(wěn)定性；地基變形問題引起的事故常發(fā)生在軟土、濕陷性黃土、膨脹土、季節(jié)性凍土等地區(qū)。。

地基事故的主要原因是由于勘察、設(shè)計(jì)、施工不當(dāng)或環(huán)境和使用情況發(fā)生改變引起的，最終表現(xiàn)為產(chǎn)生過大的變形或不均勻沉降，從而使基礎(chǔ)或上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫或傾斜，消弱和破壞了結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致建筑物倒塌。

三、地基與基礎(chǔ)工程事故常見類型

1.地基失穩(wěn)造成工程事故

建筑物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。地基產(chǎn)生剪切破壞將使建筑物下沉倒塌或破壞。

地基承載力是建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。各類地基承受基礎(chǔ)傳來荷載的能力都有一定的限度，超過這一限度，建筑物將產(chǎn)生較大的沉降或不均勻沉降，引起房屋開裂；如果超越過多，則地基土有可能發(fā)生剪切破壞而整體滑動(dòng)或急劇下沉，造成房屋的傾斜或嚴(yán)重受損。

地基破壞的形式與地基土層分布、土體性質(zhì)、基礎(chǔ)形狀、埋深、加荷速率等因素有關(guān)。土體不易壓縮、基礎(chǔ)埋深較深時(shí)將形成沖切或局部剪切破壞；土體容易壓縮、基礎(chǔ)埋深較淺時(shí)將形成整體剪切破壞，產(chǎn)生整體剪切破壞前，在基礎(chǔ)周圍地面有明顯隆起現(xiàn)象。

2.地基變形造成工程事故

地基在建筑物荷載作用下產(chǎn)生沉降，當(dāng)總沉降量或不均勻沉降超過建筑物允許沉降時(shí)，影響建筑物正常使用造成工程事故。地基總沉降過大，不僅容易使散水倒坡，而且建筑物室內(nèi)外連接，內(nèi)外網(wǎng)之間的水、電、暖管道斷裂，都需付出相當(dāng)代價(jià)。建筑物不均勻沉降時(shí)，容易造成建筑物的傾斜，及上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件的開裂。

3.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(dǎo)致地基破壞。滲流形成流土、管涌導(dǎo)致地基破壞。地下水位下降引起地基中有效應(yīng)力改變，導(dǎo)致地基沉降，嚴(yán)重的可造成工程事故。

4.土坡滑動(dòng)造成工程事故

建在土坡上或土坡頂和土坡坡趾附近的建(構(gòu))筑物會(huì)因?yàn)橥疗禄瑒?dòng)產(chǎn)生破壞。造成土坡滑動(dòng)的原因很多，除坡上加載、坡腳取土等人為因素外，土中滲流改變土的性質(zhì)，特別是降低土層界面的強(qiáng)度，以及土體強(qiáng)度隨蠕變降低等是重要的原因。

5.地震造成工程事故

地震對(duì)建筑物的影響不僅與地震烈度有關(guān)，還與建筑場(chǎng)地效應(yīng)、地基土動(dòng)力特性有關(guān)。在同樣的場(chǎng)地條件下，粘土地基和砂土地基、飽和土和非飽和土地基上房屋的震害差別也很大。地基對(duì)建筑物的破壞還與基礎(chǔ)型式、上部結(jié)構(gòu)、體型、結(jié)構(gòu)形式和剛度有關(guān)。

6.特殊土地基工程事故

特殊土主要指：濕陷性黃土地基、膨脹土地基、凍土地基以及鹽漬土地基等。特殊土的工程性質(zhì)與一般土不同，特殊土地基工程事故也有特殊性。

7.其他地基工程事故

地下工程(地鐵、地下商場(chǎng)、地下車庫和人防工程等)的興建，地下采礦造成的采空區(qū)以及地下水位的變化，均可能導(dǎo)致影響范圍內(nèi)地面下沉造成地基工程事故。另外，各種原因的地裂縫也將造成工程事故。

8.基礎(chǔ)工程事故

除地基工程事故外，基礎(chǔ)工程事故也影響建筑物的正常使用和安全�；�礎(chǔ)工程事故可分為基礎(chǔ)錯(cuò)位事故、基礎(chǔ)構(gòu)件施工質(zhì)量事故以及其他基礎(chǔ)工程事故。

工程事故的原因分析

1.對(duì)場(chǎng)地工程地質(zhì)情況缺乏全面、正確的了解

許多地基與基礎(chǔ)工程事故源于對(duì)建筑場(chǎng)地工程地質(zhì)情況缺乏全面、正確的了解，沒有正確了解建筑場(chǎng)地土層分布、各土層物理力學(xué)性質(zhì)，就錯(cuò)誤估計(jì)地基承載力和地基變形特性，導(dǎo)致發(fā)生地基與基礎(chǔ)工程事故。造成設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑場(chǎng)地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況缺乏全面正確的了解，主要有下述情況：勘察布孔間距偏大，鉆孔取土深度太淺，不能全面放映建筑場(chǎng)地地基土層實(shí)際情況；勘察工作質(zhì)量事故，取土、試樣儲(chǔ)運(yùn)和土木試樣中發(fā)生質(zhì)量問題，導(dǎo)致提供的勘察報(bào)告不能反映實(shí)際情況，提供的土的強(qiáng)度指標(biāo)和變形模量與實(shí)際情況差距很大；建筑場(chǎng)地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況非常復(fù)雜。

2.設(shè)計(jì)方案不合理或設(shè)計(jì)計(jì)算錯(cuò)誤

設(shè)計(jì)方案不合理，主要是設(shè)計(jì)人員不能根據(jù)建筑物上部結(jié)構(gòu)荷載、平面布置、高度、體型、場(chǎng)地工程地質(zhì)條件，合理選用基礎(chǔ)形式，造成地基不能滿足建筑物對(duì)它的要求，導(dǎo)致工程事故。

設(shè)計(jì)計(jì)算錯(cuò)誤，主要包括：荷載計(jì)算不正確，低估實(shí)際荷載；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面錯(cuò)誤，基礎(chǔ)底面積偏小，或者基礎(chǔ)平面布置不合理，造成不均勻沉降偏大；地基沉降計(jì)算不正確導(dǎo)致不均勻沉降失控。

3.施工質(zhì)量造成地基與基礎(chǔ)工程事故

施工質(zhì)量方面的問題主要有：未按設(shè)計(jì)施工圖施工；未按技術(shù)操作規(guī)程施工，甚至偷工減料；所用的材料的規(guī)格、質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)要求等。

4.環(huán)境條件改變?cè)斐傻鼗�與基礎(chǔ)工程事故

環(huán)境改變常見下述情況：地下工程或深基坑工程施工對(duì)鄰近建筑物地基與基礎(chǔ)的影響；建筑物周圍地面堆載引起建筑物地基附加應(yīng)力增加導(dǎo)致建筑物沉降和不均勻沉降進(jìn)一步發(fā)展；地下水變化對(duì)建筑物地基的影響；建筑物加層、維修、使用等的影響。

5.其他原因造成地基與基礎(chǔ)工程事故

上述原因造成工程事故通過努力是可以避免的，但有一些地基與基礎(chǔ)工程事故是難以避免的，如少數(shù)地質(zhì)情況特別復(fù)雜而造成的地基基礎(chǔ)工程事故，以及超過設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的地震造成的地基基礎(chǔ)工程事故等等。

五、做好地基與基礎(chǔ)事故預(yù)防措施

1．在勘測(cè)時(shí)要重視對(duì)鉆孔勘探點(diǎn)的選擇，鉆孔深度必須符合設(shè)計(jì)要求，如果不符合設(shè)計(jì)對(duì)壓縮厚度的要求，或者達(dá)不到樁所座落的底層時(shí)，就不可能正確的計(jì)算地基的沉降及裝的承載力，也就達(dá)不到基礎(chǔ)的要求，因此，必須按設(shè)計(jì)要求確定合適的鉆孔深度，同事對(duì)具有動(dòng)水壓力的細(xì)砂層在開挖時(shí)，看著是否形成流砂現(xiàn)象，也要有充分而準(zhǔn)確的估計(jì)，并作出相應(yīng)的對(duì)策，以免出現(xiàn)事故而影響工程安全。

2.在正確了解工程地質(zhì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)建筑物對(duì)地基的要求，進(jìn)行基礎(chǔ)的精心設(shè)計(jì)。地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)是一個(gè)統(tǒng)一的整體，在設(shè)計(jì)中應(yīng)統(tǒng)一考慮。設(shè)計(jì)中要充分考慮水文條件對(duì)施工質(zhì)量和難易程度的影響。對(duì)程序計(jì)算出的地基沉降結(jié)果要根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，對(duì)可疑的結(jié)果要經(jīng)過專家論證，方可采用。

3.施工過程中一定要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行，不能偷工減料，基坑開挖到設(shè)計(jì)深度后要采取適當(dāng)措施，防止土體結(jié)構(gòu)受到擾動(dòng)或破壞。加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的管控，每一個(gè)關(guān)鍵部分的施工，都要有詳細(xì)的施工措施及相關(guān)預(yù)案。

施工過程中，嚴(yán)格按結(jié)構(gòu)施工圖施工的同時(shí)，應(yīng)特別重視地勘資料，經(jīng)常和地勘設(shè)計(jì)單位溝通，提前判斷深基坑開挖時(shí)是否會(huì)觸動(dòng)地下承壓水，造成基坑浸泡，對(duì)此做好預(yù)案。對(duì)地質(zhì)勘查結(jié)束與基坑開挖間隔時(shí)間較長(zhǎng)的工程，應(yīng)判斷是否需要重新勘查水位。

3.加強(qiáng)施工期間的監(jiān)測(cè)。包括建筑物沉降、傾斜和位移觀測(cè)，地面沉降觀測(cè)，建筑物和地面裂縫觀測(cè)等。

六、結(jié)束語

綜上所述，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)工程缺陷事故是多方面的，因此，我們需要從多個(gè)角度來縮減工程缺陷出現(xiàn)的范圍和頻率，設(shè)計(jì)人員和設(shè)計(jì)單位要盡量做到“計(jì)算科學(xué)，設(shè)計(jì)精心”，把潛在的設(shè)計(jì)質(zhì)量問題降到最低；同時(shí)在施工方面，需要嚴(yán)把材料關(guān)，嚴(yán)格遵循操作規(guī)程和施工程序，將施工中可能出現(xiàn)的工程質(zhì)量問題努力降到最低，嚴(yán)格防止重大工程事故的發(fā)生。

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