【正文】 工程實例 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，即已發(fā)現(xiàn)嚴重的結(jié)構(gòu)開裂事故。墻體裂縫最 寬的有 100mm左右，房角下沉最多處達 304mm，多處門窗過梁脫 落。此工程難以啟用，只得拆除。 ?究其原因，此工程正建于 8～ 9m深的大面積壓實填土層 上，在此工程的主體結(jié)構(gòu)尚未完工時即遇到暴雨。大量雨水積聚 在末回填的基槽內(nèi)，將人工新壓實的粉土地基泡軟。后來此基槽 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 重開裂。 ?不論大面積填土不實，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?？磥砬罢邽閮?nèi)因，后者是導(dǎo)因。 本工程即使地基不泡水，在長期使用后也會發(fā)生墻體開裂問 題；只不過地基遭到浸水后才導(dǎo)致如此嚴重的事故，以致不得 不予以報廢。 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)過一段時間后，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)力會擴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，相鄰新建建筑對已有房屋部分基 礎(chǔ)引起的附加沉降量會很大，且很不均勻，以致會引起已有建筑 物的墻體開裂，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 問題更值得引起高度重視。 工程實例 1： 杭州某運輸公司營業(yè)樓，位于杭州市北部武林門。建筑物東 西向長 ，南北向?qū)?，高 ，為六層框架結(jié)構(gòu)，建筑 面積 1600m2。營業(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 。標準跨基底壓力為 63kPa。 營業(yè)樓于 1977年開工， 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日觀測結(jié)果：樓頂部向北傾斜達 ～ 。其中與自 來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)生開裂破壞。 圖 5619 (a)營業(yè)樓沖孔擠土糾傾示意； (b)營業(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 地 不 良 。 場 地 西 北 角 有 暗 塘 ， 人 工 填 土 層 厚 達 ，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、有機質(zhì)土和淤泥質(zhì)土以及流塑狀態(tài)軟弱粘性土，深達 ，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)力向外擴散。 新建 自來水公司五層大樓，緊靠運輸公 司營業(yè)樓北側(cè)，僅以沉降縫分開。新建大樓附加應(yīng)力向外擴散， 使運輸公司營業(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)計院勘察分院進行沉降觀測。該 運輸公司營業(yè)樓沉降速率：南面 ／ d，北面達 ／ d。同 時屋頂以 ／ 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)新建自來水公司樓房的附加應(yīng)力引 起，于是在運輸公司營業(yè)樓南側(cè)堆鋼錠 3400kN來糾傾。從 1980 年 6月 學(xué)習(xí)資料僅供參考 79 起，經(jīng)歷 3年時間， 實測營業(yè)樓南北兩側(cè)沉降速率接近，但并末 解決營業(yè)樓已經(jīng)嚴重北傾問題，而且鋼錠是租來的，不能永遠堆 在樓前。一旦鋼錠運走，營業(yè)樓勢必又進一步北側(cè)。因而壓重法 無效。 2)沉井自然擠土法 在營業(yè)樓筏板基礎(chǔ)南側(cè) ，開挖 6只磚砌小沉井，深度 ～ 。期望地基 中的泥炭質(zhì)土和有機質(zhì)土?xí)谏喜亢奢d作 用下，自然向沉井空間擠出，使營業(yè)樓向南沉降。經(jīng)數(shù)日觀察， 未見軟弱土被擠出。此法也未成功。 3)沖孔擠土法 (圖 5619b) 在上述 6個沉井 底部各打兩個水平孔，鉆進營業(yè)樓下泥炭質(zhì) 土中，孔徑 146mm，孔深 4m。結(jié)果，營業(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日開始，至 1984年 1月 27日結(jié)束。累 計沖孔進尺 1500m，重復(fù)沖孔約 80％，總計排泥量約 18m3。使營 業(yè)樓南側(cè) A 軸的人工沉降量達 — 。糾回屋頂傾斜量 242mm，圓滿完成糾傾任務(wù)。 4)井點降水法 1984年 2月 13日一 27日，在 6個沉井中連續(xù)抽水，營業(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，該運輸公 司和自來水公司兩幢大樓已分離，沉 降情況已經(jīng)穩(wěn)定。因而可以確認上述沖孔擠土法與井點降水法是 成功的。 工程實例 2： 天津市人民會堂辦公樓，位于人民會堂大樓東北方向。辦公樓 東西向 7個開間，長度約 ，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，加寬。至 1986年 7月，該辦公樓鄰近新建樓 房一側(cè)墻體的 開裂情況極其嚴重： 圖 5620辦 公樓一層、二層墻體開裂情況 1)第一條裂縫位于西北角，在地面以上高度 ，開裂 寬度超過 100mm，人們可 以用拳頭在墻體開裂處自由出入；這 條裂縫向東、向下斜向延伸至地面，長度超過 6m；同時西北角 墻 學(xué)習(xí)資料僅供參考 82 體已斷開錯位達 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，長度超過 3m(圖 56 20)。 (1)事故原因分析 天津市人民會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)會堂學(xué) 術(shù)樓。此新建六層大樓為東西向 8開間房屋，總長約 ，總寬 度約 ，總高度約 。與人民會堂辦公樓西側(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)會堂學(xué)術(shù)樓附加應(yīng)力 的擴散作用下，一端產(chǎn)生嚴重下沉。不到半年時間，過量的不均 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。至于墻體開裂問題，一 般可分 4種情況處理： 1)裂縫較細、數(shù)量較少時 ，可用純水泥漿 (灰水比 3： 7或 2： 8) 或水玻璃砂漿、環(huán)氧砂漿灌縫補強 ( 圖 5621) ；對水平通長裂 縫，可沿裂縫鉆孔，做成銷鍵，加強裂縫上下兩側(cè)砌體共同作用 (圖 5621)； 2)裂縫較細、數(shù)量較多時 ，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 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 ，可 在相裂縫相交的灰縫中用高標號砂 漿和細鋼筋填縫 (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 體開裂處理措施示意 4)裂縫很寬或內(nèi)外墻拉結(jié)不良時，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 強措施綜合加以應(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) ] 相鄰建筑物對基礎(chǔ)沉降的影響，是設(shè)計和施工中一個不可 忽視的問題。其影響因素，包括兩個相鄰建筑物的間距、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 可不計相鄰建筑對沉降的影響。 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)底面標高算起的建 筑物高度； ＜ L/Hi＜ 2時，其間距還可適當(dāng)減?。? ——采用長校時，不受此限制；當(dāng)影響建筑物預(yù)估平均 沉降小于 7cm時，或 L／ Hi＜ ，也不受此限制。 當(dāng)需要考慮相鄰建筑物對沉降的影響時，必須用土力學(xué)或 設(shè)計規(guī)范中采用的分層總和法進行沉降的驗算。 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給，有季節(jié)性。 基槽開挖時遇上層滯水， 可明排抽水排除，對工程影響不大。 (2)潛水 一即通 常所稱的地下水，是埋藏在地表下第一個連續(xù) 分布的穩(wěn)定隔水層上，具有自由水面的重力水。此水位標高 學(xué)習(xí)資料僅供參考 87 稱地下水位。潛水由雨水與河水補給，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挖基槽，要注意排水。潛 水對工程有密切影響。 (3)承壓水 ——指 埋藏于兩個連續(xù)分布的隔水層之間的有壓 地下水?；坶_挖時，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，壓力大時可以噴出地面。 (4)毛細水 ——當(dāng) 潛水面以上為粘性土或粉土?xí)r，土中的細孔隙 類似毛細管，可使?jié)撍畯目紫吨猩叱蔀槊毸?；毛細水在? 方寒冷季節(jié)，可使地基土凍脹，會造成上部結(jié)構(gòu)墻體開裂。 ?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 100～ 200m)，它們往往隨著季節(jié)而時升 時降。 盡管如此，這種水位的變化是不大的，它對工程的影響也不大。 但若當(dāng)?shù)卮罅块_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)致各類建筑物嚴重下沉，如上海市 曾發(fā)生過的問題。 究其原因，原來地下水位高，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)計施工和使用中所要加以注意和防止的。 工程實例 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 ?地基持力層為堅硬狀態(tài)碎石土，地基承載力采用 f＝ 200kPa。 設(shè)計天然地基淺基礎(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， 將相距大樓 300m 的一股自流泉改為深井泵，抽水量達 200m3 ／ d，使該處地下水位下降超過 25m。 ?當(dāng)年，教學(xué)大樓發(fā)生不均勻沉降，并隨著時間日趨嚴重。 沉降速率不斷增大，達到 28mm／ d。因而發(fā)生墻體開裂與傾斜事 故。 1977年 11月 14日，一樓土工試驗室地坪發(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個鉆孔。 由鉆孔資料揭示大樓中間門廳及其周圍，在表層碎石土 ～