【正文】 工程實(shí)例 2 ?某大型企業(yè)的職工食堂為一單層砌體結(jié)構(gòu)建筑。在施工 竣工后尚未使用時(shí)，即已發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)開(kāi)裂事故。墻體裂縫最 寬的有 100mm左右，房角下沉最多處達(dá) 304mm，多處門(mén)窗過(guò)梁脫 落。此工程難以啟用，只得拆除。 ?究其原因，此工程正建于 8～ 9m深的大面積壓實(shí)填土層 上，在此工程的主體結(jié)構(gòu)尚未完工時(shí)即遇到暴雨。大量雨水積聚 在末回填的基槽內(nèi)，將人工新壓實(shí)的粉土地基泡軟。后來(lái)此基槽 未經(jīng) 學(xué)習(xí)資料僅供參考 75 未經(jīng)處理就做完了上部結(jié)構(gòu)和裝修工程。由于泡軟的人工地基 具有濕陷性，難以承受上部房屋的自重，而且人工填土密實(shí)度 不一、厚薄不均，很容易造成極大的不均勻沉降，使得房屋嚴(yán) 重開(kāi)裂。 ?不論大面積填土不實(shí)，還是基槽泡水不處理，都屬于地 基基礎(chǔ)土方工程施工質(zhì)量低劣?？磥?lái)前者為內(nèi)因，后者是導(dǎo)因。 本工程即使地基不泡水，在長(zhǎng)期使用后也會(huì)發(fā)生墻體開(kāi)裂問(wèn) 題；只不過(guò)地基遭到浸水后才導(dǎo)致如此嚴(yán)重的事故，以致不得 不予以報(bào)廢。 五、 因新建相鄰建筑影響造成的缺陷和事故 ?通常建筑地基為正常固結(jié)土，在地基土的自重壓力下， 土體沉降已經(jīng)穩(wěn)定。建造建筑物后，地基中產(chǎn)生附加應(yīng)力，使 土層壓縮，引起建筑物的沉降。 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，沉降穩(wěn)定，地基處于新的固結(jié)狀態(tài)。 學(xué)習(xí)資料僅供參考 76 ?若在已有建筑物相鄰處建造新的建筑物，它的重力荷載引 起的附加應(yīng)力會(huì)擴(kuò)散到已有建筑物的地基上，使已有建筑物產(chǎn)生 新的局部附加沉降。 ?在有軟土地基的區(qū)域，相鄰新建建筑對(duì)已有房屋部分基 礎(chǔ)引起的附加沉降量會(huì)很大，且很不均勻，以致會(huì)引起已有建筑 物的墻體開(kāi)裂，或者使已有建筑物的筏片基礎(chǔ)或箱形基礎(chǔ)整體傾 斜，導(dǎo)致整幢房屋發(fā)生傾斜。 ?在舊城改造中，拆除部分舊房并在其鄰近建造高樓，這個(gè) 問(wèn)題更值得引起高度重視。 工程實(shí)例 1： 杭州某運(yùn)輸公司營(yíng)業(yè)樓，位于杭州市北部武林門(mén)。建筑物東 西向長(zhǎng) ，南北向?qū)?，高 ，為六層框架結(jié)構(gòu)，建筑 面積 1600m2。營(yíng)業(yè)樓采用天 然地基，鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ) 學(xué)習(xí)資料僅供參考 77 埋深 。標(biāo)準(zhǔn)跨基底壓力為 63kPa。 營(yíng)業(yè)樓于 1977年開(kāi)工， 1978年 11月竣工后使用不久，發(fā)現(xiàn) 樓房向北傾斜。 l 980 年 6 月 19日觀測(cè)結(jié)果：樓頂部向北傾斜達(dá) ～ 。其中與自 來(lái)水公司五層樓房相鄰處，傾斜量最大。 兩樓之間的沉降縫，在房屋頂部已閉合 (圖 5619b)。若繼續(xù)發(fā)生 傾斜，則兩樓頂部將發(fā)生碰撞擠壓，墻體將發(fā)生開(kāi)裂破壞。 圖 5619 (a)營(yíng)業(yè)樓沖孔擠土糾傾示意； (b)營(yíng)業(yè)樓 (左側(cè) )傾斜情況 (1)事故原因分析 學(xué)習(xí)資料僅供參考 78 1) 建 筑 場(chǎng) 地 不 良 。 場(chǎng) 地 西 北 角 有 暗 塘 ， 人 工 填 土 層 厚 達(dá) ，基礎(chǔ)埋在雜填土 上。尤其是在人工填土層下，存在泥炭 質(zhì)土、有機(jī)質(zhì)土和淤泥質(zhì)土以及流塑狀態(tài)軟弱粘性土，深達(dá) ，均為高壓縮性，這是樓房發(fā)生傾斜事故的根本原因。 2)附加應(yīng)力向外擴(kuò)散。 新建 自來(lái)水公司五層大樓，緊靠運(yùn)輸公 司營(yíng)業(yè)樓北側(cè)，僅以沉降縫分開(kāi)。新建大樓附加應(yīng)力向外擴(kuò)散， 使運(yùn)輸公司營(yíng)業(yè)樓北側(cè)地基中附加應(yīng)力顯著增大，引起高壓縮土 層壓縮，地基進(jìn)一步沉降。這是導(dǎo)致事故的重要原因。 (2)事故處理方法 1980年初，由浙江省建筑設(shè)計(jì)院勘察分院進(jìn)行沉降觀測(cè)。該 運(yùn)輸公司營(yíng)業(yè)樓沉降速率：南面 ／ d，北面達(dá) ／ d。同 時(shí)屋頂以 ／ d的速率繼續(xù)向北傾斜。為了解決大樓傾斜事 故，曾考慮采取下列措施 ： 1)壓重糾傾法 由于大樓傾斜是由北側(cè)新建自來(lái)水公司樓房的附加應(yīng)力引 起，于是在運(yùn)輸公司營(yíng)業(yè)樓南側(cè)堆鋼錠 3400kN來(lái)糾傾。從 1980 年 6月 學(xué)習(xí)資料僅供參考 79 起，經(jīng)歷 3年時(shí)間， 實(shí)測(cè)營(yíng)業(yè)樓南北兩側(cè)沉降速率接近，但并末 解決營(yíng)業(yè)樓已經(jīng)嚴(yán)重北傾問(wèn)題，而且鋼錠是租來(lái)的，不能永遠(yuǎn)堆 在樓前。一旦鋼錠運(yùn)走，營(yíng)業(yè)樓勢(shì)必又進(jìn)一步北側(cè)。因而壓重法 無(wú)效。 2)沉井自然擠土法 在營(yíng)業(yè)樓筏板基礎(chǔ)南側(cè) ，開(kāi)挖 6只磚砌小沉井，深度 ～ 。期望地基 中的泥炭質(zhì)土和有機(jī)質(zhì)土?xí)谏喜亢奢d作 用下，自然向沉井空間擠出，使?fàn)I業(yè)樓向南沉降。經(jīng)數(shù)日觀察， 未見(jiàn)軟弱土被擠出。此法也未成功。 3)沖孔擠土法 (圖 5619b) 在上述 6個(gè)沉井 底部各打兩個(gè)水平孔，鉆進(jìn)營(yíng)業(yè)樓下泥炭質(zhì) 土中，孔徑 146mm，孔深 4m。結(jié)果，營(yíng)業(yè)樓南側(cè)沉降速率 增大為 ～ ／ d，效果明顯。接著增加 水平孔和用壓力水沖孔， 使南側(cè)沉降速率保持在 ～ ／ d。 學(xué)習(xí)資料僅供參考 80 沖孔擠土法從 1983年 11月 18日開(kāi)始，至 1984年 1月 27日結(jié)束。累 計(jì)沖孔進(jìn)尺 1500m，重復(fù)沖孔約 80％，總計(jì)排泥量約 18m3。使?fàn)I 業(yè)樓南側(cè) A 軸的人工沉降量達(dá) — 。糾回屋頂傾斜量 242mm，圓滿完成糾傾任務(wù)。 4)井點(diǎn)降水法 1984年 2月 13日一 27日，在 6個(gè)沉井中連續(xù)抽水，營(yíng)業(yè)樓南側(cè) 沉降速率又上升為 ～ ／ d。抽水停止后，沉降速率即降低 為 ～ ／ d。此法也是有效的。 至 1986年 8月，該運(yùn)輸公 司和自來(lái)水公司兩幢大樓已分離，沉 降情況已經(jīng)穩(wěn)定。因而可以確認(rèn)上述沖孔擠土法與井點(diǎn)降水法是 成功的。 工程實(shí)例 2： 天津市人民會(huì)堂辦公樓，位于人民會(huì)堂大樓東北方向。辦公樓 東西向 7個(gè)開(kāi)間，長(zhǎng)度約 ，南北向?qū)捈s ，高約 ， 學(xué)習(xí)資料僅供參考 81 為兩層樓房。工程建成，使用多年正常。 1984 年底，辦公樓西側(cè)北墻發(fā)現(xiàn)裂縫。此后，裂縫不斷加 長(zhǎng)，加寬。至 1986年 7月，該辦公樓鄰近新建樓 房一側(cè)墻體的 開(kāi)裂情況極其嚴(yán)重： 圖 5620辦 公樓一層、二層墻體開(kāi)裂情況 1)第一條裂縫位于西北角，在地面以上高度 ，開(kāi)裂 寬度超過(guò) 100mm，人們可 以用拳頭在墻體開(kāi)裂處自由出入；這 條裂縫向東、向下斜向延伸至地面，長(zhǎng)度超過(guò) 6m；同時(shí)西北角 墻 學(xué)習(xí)資料僅供參考 82 體已斷開(kāi)錯(cuò)位達(dá) 150mm(圖 5620)。 2)第二條裂縫位于北墻二層，從西起第一扇窗中部向東向下斜 向延伸到第二扇窗下部直至一層頂面圈梁，長(zhǎng)度超過(guò) 3m(圖 56 20)。 (1)事故原因分析 天津市人民會(huì)堂辦公樓為兩層小樓，荷載不大，原使用情況 良好。 1984年 7月，在緊靠辦公樓 西側(cè)，新建天津市科學(xué)會(huì)堂學(xué) 術(shù)樓。此新建六層大樓為東西向 8開(kāi)間房屋，總長(zhǎng)約 ，總寬 度約 ，總高度約 。與人民會(huì)堂辦公樓西側(cè)外 墻的凈距 僅 30cm。 辦公樓地基為淤泥質(zhì)軟土，在新建科學(xué)會(huì)堂學(xué)術(shù)樓附加應(yīng)力 的擴(kuò)散作用下，一端產(chǎn)生嚴(yán)重下沉。不到半年時(shí)間，過(guò)量的不均 勻沉降，使辦公樓墻體斜向拉裂。這是相鄰荷載影響導(dǎo)致事故的 典型實(shí)例。 學(xué)習(xí)資料僅供參考 83 (2)事故處理方法 在辦公樓西側(cè)，墻體開(kāi)裂部位的下方，采用局部樁基架梁支托 墻體基礎(chǔ)的辦法 (以防止地基繼續(xù)下沉。至于墻體開(kāi)裂問(wèn)題，一 般可分 4種情況處理： 1)裂縫較細(xì)、數(shù)量較少時(shí) ，可用純水泥漿 (灰水比 3： 7或 2： 8) 或水玻璃砂漿、環(huán)氧砂漿灌縫補(bǔ)強(qiáng) ( 圖 5621) ；對(duì)水平通長(zhǎng)裂 縫，可沿裂縫鉆孔，做成銷(xiāo)鍵，加強(qiáng)裂縫上下兩側(cè)砌體共同作用 (圖 5621)； 2)裂縫較細(xì)、數(shù)量較多時(shí) ，可用局部雙面鋼筋網(wǎng) (φ4φ6 ，間 距 100一 200mm)、外抹 30mm面層水泥砂漿予以加固；兩面層問(wèn) 打 間距 500mm 左右梅花形布置的含有 6 形鋼筋鉤子的混凝土楔 塊，如圖 5621c； 3)裂縫較寬、數(shù)量不多時(shí) ，可 在相裂縫相交的灰縫中用高標(biāo)號(hào)砂 漿和細(xì)鋼筋填縫 (圖 )，也可在裂縫兩端及中部做鋼筋混凝土楔子 或扒鋸、拐梁 (圖 5621e、 f)； 學(xué)習(xí)資料僅供參考 84 圖 5621 墻 體開(kāi)裂處理措施示意 4)裂縫很寬或內(nèi)外墻拉結(jié)不良時(shí)，可用鋼筋拉桿或型鋼予以 加固 (圖 5621g)； 本工程西側(cè)墻體的裂縫既寬又多，應(yīng)考慮 2)、 3)、 4)三種補(bǔ) 強(qiáng)措施綜合加以應(yīng)用。 學(xué)習(xí)資料僅供參考 影響建筑物的預(yù)估 平均 沉降量 (cm) 影響建筑物的長(zhǎng)高比 ＜ L／ H＜ ＜ L／ H＜ 7～ 15 16～ 25 26～ 40 ＞ 40 2～ 3 3～ 6 6～ 9 3～ 6 6～ 9 9～ 12 85 [應(yīng)吸取的教訓(xùn) ] 相鄰建筑物對(duì)基礎(chǔ)沉降的影響，是設(shè)計(jì)和施工中一個(gè)不可 忽視的問(wèn)題。其影響因素，包括兩個(gè)相鄰建筑物的間距、荷載 的大小、地基土的性質(zhì)以及施工時(shí)間先后等，其中以間距為主 要因素。間距愈近、荷載愈大、地基愈軟，則影響愈大。 參照 (GBJ7—89)“軟弱地基”一章，當(dāng)符合表 561的間距時(shí) 可不計(jì)相鄰建筑對(duì)沉降的影響。 相鄰建筑物基礎(chǔ)間的凈距 表 651 9～ 12 ≥12 學(xué)習(xí)資料僅供參考 86 注： ； Hi為自基礎(chǔ)底面標(biāo)高算起的建 筑物高度； ＜ L/Hi＜ 2時(shí)，其間距還可適當(dāng)減?。? ——采用長(zhǎng)校時(shí)，不受此限制；當(dāng)影響建筑物預(yù)估平均 沉降小于 7cm時(shí)，或 L／ Hi＜ ，也不受此限制。 當(dāng)需要考慮相鄰建筑物對(duì)沉降的影響時(shí)，必須用土力學(xué)或 設(shè)計(jì)規(guī)范中采用的分層總和法進(jìn)行沉降的驗(yàn)算。 六、 因地下水大幅度下降造成的缺陷和事故 從土力學(xué)得知，地面以下的水雖統(tǒng)稱(chēng)地下水，但按埋藏條件又 可分為： (1)上層滯水 —指積 聚在透水性小的局部粘性土隔水層上的水。 這種水主要靠雨水補(bǔ)給，有季節(jié)性。 基槽開(kāi)挖時(shí)遇上層滯水， 可明排抽水排除，對(duì)工程影響不大。 (2)潛水 一即通 常所稱(chēng)的地下水，是埋藏在地表下第一個(gè)連續(xù) 分布的穩(wěn)定隔水層上，具有自由水面的重力水。此水位標(biāo)高 學(xué)習(xí)資料僅供參考 87 稱(chēng)地下水位。潛水由雨水與河水補(bǔ)給，也有季節(jié)性。潛水的水 量較大，尤其在砂或卵石層潛水中開(kāi)挖基槽，要注意排水。潛 水對(duì)工程有密切影響。 (3)承壓水 ——指 埋藏于兩個(gè)連續(xù)分布的隔水層之間的有壓 地下水。基槽開(kāi)挖時(shí)，若打穿承壓水上面的第一隔水層，則此 承壓水固有壓力而上涌，壓力大時(shí)可以噴出地面。 (4)毛細(xì)水 ——當(dāng) 潛水面以上為粘性土或粉土?xí)r，土中的細(xì)孔隙 類(lèi)似毛細(xì)管，可使?jié)撍畯目紫吨猩叱蔀槊?xì)水；毛細(xì)水在北 方寒冷季節(jié)，可使地基土凍脹，會(huì)造成上部結(jié)構(gòu)墻體開(kāi)裂。 ?每一地區(qū)的地下水位不是固定不變的 (各地區(qū)也不同：我 國(guó)南方一些地區(qū)，地下水位在地面以下不足 1m；而西北黃土高 原，地下水埋深達(dá) 100～ 200m)，它們往往隨著季節(jié)而時(shí)升 時(shí)降。 盡管如此，這種水位的變化是不大的，它對(duì)工程的影響也不大。 但若當(dāng)?shù)卮罅块_(kāi)采地下水作為生活或工業(yè)用水，則地下水位將 大幅度下降，可能對(duì)現(xiàn)有建筑物引起沉降。尤其是深厚的軟土 地 學(xué)習(xí)資料僅供參考 88 區(qū)，地下水位大幅度下降，導(dǎo)致各類(lèi)建筑物嚴(yán)重下沉，如上海市 曾發(fā)生過(guò)的問(wèn)題。 究其原因，原來(lái)地下水位高，水下地基土受地下水浮力作 用，其天然重度為有效重度 γ， ；當(dāng)?shù)叵滤幌陆岛?，其天?重 度不受浮力作用，為濕重度 γ， γ＞ γ， 。例如 γ＝ 20kN／ m3： γ， ＝ 11kN／ m：，水位下降 h＝ 25m，則相當(dāng)于大面積荷載 σ作 用于下降后的地下水面高程上。此數(shù)值為： σ＝ (γ一 γ， )h＝ (20—11) 25＝ 200kPa 這樣廣闊分布的 ‘荷載，必將產(chǎn)生 大量地基的沉降量，導(dǎo)致上 部建筑超量的沉降或不均勻沉降的事故。這也是土建工程技術(shù)人 員在設(shè)計(jì)施工和使用中所要加以注意和防止的。 工程實(shí)例 1： 某大學(xué)地處杭州市的西部、西湖的西北。第六教學(xué)大樓平面呈 L 形，門(mén)廳為 5層，兩翼為 3—4層，建筑面積約為 5000m2(圖 5622)。 學(xué)習(xí)資料僅供參考 89 (a) 平面 圖 5622 第六教學(xué)樓旋噴樁加 固地基布置 (b)土層剖面 學(xué)習(xí)資料僅供參考 90 ?地基持力層為堅(jiān)硬狀態(tài)碎石土，地基承載力采用 f＝ 200kPa。 設(shè)計(jì)天然地基淺基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)底寬為 。教學(xué)大樓于 1960 年建成，使用 16年正常。 ? 1976年，該大學(xué)為增加供水量，在大樓東部相距約 200m 處打一口深井，井深為 315m，抽取石灰?guī)r溶洞地下 水。同時(shí)， 將相距大樓 300m 的一股自流泉改為深井泵，抽水量達(dá) 200m3 ／ d，使該處地下水位下降超過(guò) 25m。 ?當(dāng)年，教學(xué)大樓發(fā)生不均勻沉降，并隨著時(shí)間日趨嚴(yán)重。 沉降速率不斷增大，達(dá)到 28mm／ d。因而發(fā)生墻體開(kāi)裂與傾斜事 故。 1977年 11月 14日，一樓土工試驗(yàn)室地坪發(fā)現(xiàn)裂縫。 l978年 2 月，二樓水管被拉斷，墻體裂縫不斷增多，情況十分嚴(yán)重。 (1)事故原因分析 為查明上述事故原因，曾在第六教學(xué)大樓內(nèi)外布設(shè) 9個(gè)鉆孔。 由鉆孔資料揭示大樓中間門(mén)廳及其周?chē)?，在表層碎石?～