【正文】 倒后倉庫的傾角達(dá) 450。這座水泥倉庫位 于紐約市漢森河旁，它的上部結(jié)構(gòu)為圓筒形殼，直徑 d＝ 13m， 高度 ；其 基礎(chǔ)為整塊鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，筏板厚度 ，基礎(chǔ)埋深 。 ? 經(jīng)過上述糾傾處理后，谷倉于 1916年恢復(fù)使用，但處理 的費用是昂貴的。補救工 程在傾斜谷倉底部水平巷道中進(jìn)行。 (2)事故處理方法 ?在谷倉基礎(chǔ)下，新做 70多個混凝土墩，支承在 巖石地基 上。據(jù)裴克教授資 料計算，抗剪強度增長所需時間約為 1年，而谷物荷載施加僅 45天，幾乎相當(dāng)于突然加荷。 學(xué)習(xí)資料僅供參考 51 卡拉費斯計算指出：加荷速率對地基事故起作用，因為荷載突 然施加的地基承載力小于加荷固結(jié)逐漸進(jìn)行的承載力，這對粘 土尤為重要。 ?按太沙基教授公式計算地基承載力人如采用粘土層無側(cè) 限抗壓強度平均值 100kPa，則 f為 ，小于谷倉地基破壞 時的基礎(chǔ)底面壓力 。 ?1952年在離谷倉 ，從粘 土原狀試樣 測得：粘土層的平均含水量隨深度而增加，從 40％到約 60％； 無側(cè)限抗壓強度 qu從 ，平均為 ； 平均液限 ω＝ 105％，塑限 ωp＝ 35％，塑性指數(shù)高達(dá) IP＝ 70。粘土層下面為冰川下 冰債層，固結(jié)良好。谷 倉場地位于冰川湖的盆地中。 學(xué)習(xí)資料僅供參考 49 (a) 圖 568加拿大谷倉 （ a）谷倉因地基滑動傾倒現(xiàn)場；（ b）谷倉傾倒事故剖面示意 學(xué)習(xí)資料僅供參考 50 (1)事故原因分析 ?經(jīng)檢查，谷倉工程未做勘察。 10月 18日，檢查傾倒后谷倉 上部鋼筋混凝土筒倉，堅如 盤石，僅有極少的表面裂縫。結(jié)構(gòu)物向西傾斜，并在 24小時內(nèi)，整座谷倉傾 倒，傾斜度離垂線達(dá) 26053‘。 1913年 9月起，往 此谷倉裝谷物，仔細(xì)裝載，均勻分布。 ?1911年該谷倉開始施工， 1913年秋完工。谷倉為圓筒倉，每排 13個 倉， 5排，總計 65個圓筒倉組成。 ?下面列舉兩個全世界聞名的實例。各 類地基承受基礎(chǔ)傳來荷載的能力都有一定的限度。 3個實例的加固方案之所以成功，也是在這三方面認(rèn)真考 慮和妥當(dāng)解決的結(jié)果。 未能 使房屋座落在比較均勻的 天然或人工地基上； 3)上部結(jié)構(gòu)整體剛度弱。 本節(jié) 3個實 例的共同教訓(xùn)是： 1)工程勘察工作做得粗糙。 ? 我們不能要求房屋都建造在良好地基上，但必須對擬建 房屋的地基土層有全面了解，以便提出合理的地基處理方案， 使房屋盡可能座落在良好的天然或人工地基上。加固后第一個月測得沉降量為 ～ ，第二個月測得新沉降量為 ～ ，說明 效果良好。 為了防止主梁混凝土在達(dá)到一定強度前過早受力，在柱墩與主 梁間保留 40cm空隙，待主梁混凝土達(dá)到設(shè)計強度的 50％后，再 澆筑梁墊。 學(xué)習(xí)資料僅供參考 44 □ 傳力途徑是將縱墻荷載傳給貼墻兩側(cè)的次梁，再由次梁傳 給橫穿墻體的主梁和柱墩。 (3)加固處理做法 (圖 567) 采用柱墩架梁托底法，即在屋角墻體兩側(cè)各設(shè)置若干穿越回 填土座落在亞粘土層上的毛石混凝土柱墩 (直徑 1～ )，上架 鋼筋混凝土次主梁，將原磚墻基礎(chǔ)挑起。 ?從上述情況看，裂縫的產(chǎn)生主要是由于對回填土沒有全部 挖除，因而產(chǎn)生過大不均勻沉降的緣故。補充勘察資料說明，局部加深的灰土層下還有 的回填土層，向東約 11～ 12m，向北約 12～ 14m，逐漸減薄至 0。回填土層以下為很 厚 學(xué)習(xí)資料僅供參考 42 的黃褐色可塑性亞粘土， e＝ ，＝ 52％， Ip＝ ， IL＝ 。 ?由圖可見，回填土的深度以西南角最深，向東向北逐漸 變淺。 (2)補充勘察得到的西南角土層分布 經(jīng)過對房屋西南角進(jìn)行鉆孔補充勘察，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生裂縫的屋角 恰好座落在壓縮性較高的亞粘土回填土上。同時，內(nèi)墻門洞 處也有新裂 縫出現(xiàn)，而且一層頂部墻身外角略有外傾。裂縫 上 寬下窄，自下而上向西傾斜。地基為第四紀(jì)沖積亞粘土，密 實，壓縮性低，地基承載力可達(dá) 250kN／ m2 ，設(shè)計時取 180kN ／ m2。橫墻為自承重墻。 工程實例 3: 某五層住宅工程，全長 ，總寬 。橫梁采 用鋼筋混凝土現(xiàn)澆梁，位于基礎(chǔ) 墻的圈梁底側(cè)。所設(shè)計的預(yù)制樁橫截 面為 180mm 180mm，八角形，第一節(jié)長 260cm，下部 30cm為 尖錐形，便于打入土中，第二、三節(jié)長 170cm，便于運輸 (庫房 室內(nèi)凈高 ，該樁分三節(jié)才能施工 )。 3) 鋼管樁架梁法 ——經(jīng)估算需用直徑 φ200 、長 6m 的 132 根鋼 管，不僅造價高而且在室內(nèi)分段打入后的連接做法既不易又難 以保證質(zhì)量。但因為基 礎(chǔ)底面寬度為 ，旋噴樁只能 托住基底外側(cè)部分，將造成基 礎(chǔ)偏心受壓；同時由于該庫房北側(cè)可供施工的空間狹窄，難以 安置旋噴法的施工機械。設(shè)計人又未采取加強上部結(jié)構(gòu)剛度的有 力結(jié)構(gòu)措施，也是導(dǎo)致墻體開裂的重要原因。 2) 設(shè)計人員面對這份粗糙而不滿足設(shè)計要求的 “ 勘察 報 告 ” ，并末提出補做勘察的要求。 ?更值得注意的是，其中有 2個孔已穿透有機土與泥炭層 但卻未做記錄， “報告”中也未說 明，只是簡單地建議地基計算 強度為 R＝ ／ cm2 ，即 fk＝ 100kN／ m2。 學(xué)習(xí)資料僅供參考 37 (3)事故原因分析 1)原勘察失誤是事故的主因。 同時進(jìn)行原位測試與土工試驗。該報告建 議的地基持力層為②層，地基設(shè)計強 學(xué)習(xí)資料僅供參考 36 度取 f＝ 100kN／ m2。說明 6年多 來庫房的沉降仍在發(fā)展，但已有收斂的趨勢。同年 10月，實測該裂縫長達(dá) ，寬為 6～ 8mm。 1984年 4月曾對此庫房作詳細(xì)調(diào)查統(tǒng)計， 大 裂 縫 已 有 33 條 ， 有 的 裂 縫 長 度 超 過 ， 寬 度 達(dá) 10 ～ 30mm，且地面多處開裂。一年后在庫 房西側(cè) 二樓墻上即發(fā)現(xiàn)有裂縫。內(nèi)外 墻 均為條形基礎(chǔ)。該庫 房為兩層樓房，平面呈一字形，東西向長 ，南北向?qū)? ，高 ( 圖 564)。 目前，此教室樓已安全使用多年，未發(fā)現(xiàn)新的開裂情況。16)， 并錨固在基礎(chǔ)上，保證各層圈梁的共同工作； 學(xué)習(xí)資料僅供參考 33 5)外墻內(nèi)外兩面加設(shè) 216。22)，每隔 lm用螺栓穿過磚墻加 以連接； 3)在二層樓板頂皮標(biāo)高處也增設(shè)類似圈梁見圖 514d。22，做完后再將木屋蓋恢復(fù)； 2)在三層樓板頂皮標(biāo)高處加設(shè)一層現(xiàn)澆內(nèi)外墻的鋼筋混凝土 圈梁 (室外 160mm 680mm， 8216。 ?曾經(jīng)考慮矽化法加固 (因有機土和泥炭土很難 與化學(xué)漿液 化合膠結(jié)而放棄 )、現(xiàn)澆混凝土樁托梁法 (因施工困難，費用太 高而放棄 )、拆除第三層改為兩層的減荷法 (因影響使用而放棄 ) 等處理措施。 (4)加固處理做法 (圖 563) 5—63 某教室樓 加固處理示意 (a)平面； (b)頂層圈梁； (c) 三層圈梁； (d)二層圈梁； (e) 窗間墻和墻 面做法。 學(xué)習(xí)資料僅供參考 整個房屋如同既受反向彎矩又受扭矩的梁。有三點失誤： ① 房屋中部有兩個空曠樓梯間，使樓面整體性在此處嚴(yán)重削 弱； ② 教室，三層基本上是一個 56m寬 12m的大房間 (中間只有兩排 磚垛作為橫墻相連 )，整個房屋的空間 剛度太弱； ③ 房北端為階梯教室，室內(nèi)填土從北向南坡下，加劇了北部的 沉降。 僅采 用降低地基承載力、加大鋼筋混凝土基礎(chǔ)底面積、在二、三層設(shè) 置圈梁的做法，它們對于地基實際發(fā)生的不均勻變形基本上不能 起抵御作用。 學(xué)習(xí)資料僅供參考 30 所以事故主因是末處理好勘察、地基處理和建筑總平面三者關(guān)系。 (2)地基土層分布 (圖 562鉆孔平面布置見圖 562a) 圖 562 鉆 孔地質(zhì)剖面 (a)房屋軸線西側(cè)； (b)房屋軸線東側(cè) 學(xué)習(xí)資料僅供參考 29 表層 為填土，疏松，厚 2—； 第二層 為亞粘土，褐灰色， a12＝ ，厚 1～ ； 第三層 為有機土，灰黑色，較軟弱， 550℃ 燒灼失量 5 ％～ 15 ％，厚 ～ ； 第四層 為泥炭層，黑綠色，含大量未分解植物質(zhì)，燒灼失量 l5%～ 5%，＝ l55%～ 160%,e＝ ～ ， a12＝ 3～ ，屬 超高壓縮性，此層厚不均勻，多數(shù) ～ ，西端薄中部厚，東 南角無此泥炭層； 第五層 為砂礫石，密實，厚 ～ ； 第六層 為亞粘土，黃褐色，厚 8～ ； (3)事故原因分析 1)本樓位于古池塘邊緣，泥炭層邊線正處于房屋對角線上。在二、 三層樓面上，⑨、⑩軸線附近有貫通房屋東西向的裂縫，寬 10～ 20mm不等。 (1)房屋開裂和傾斜情況 東、西立面墻體裂縫如圖 513c、 d所示。當(dāng)時的處理措施是；對可能位于泥炭層上的基礎(chǔ)都采用鋼 筋混凝土條形基礎(chǔ)，并將地基承載力由 120kN／ m2降至 80kN／ m2， 同時在二、三層樓板下設(shè)置圈梁。 工程實例 1： 北京某校教室樓為三層磚混結(jié)構(gòu)，二、三層為現(xiàn)澆鋼筋混 凝土大梁和預(yù)制樓板，屋蓋為木屋架、瓦屋面，西側(cè)輔助房間 及樓梯間為四屋鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓蓋。 具體地說又可分為以下幾 類情況： □ 第 1類情 況是地基中存在著局部高壓縮性軟弱土層； □ 第 2類情 況是雖然整個建筑物的地基中分布有軟弱土層， 但它們的厚薄相差懸殊； □ 第 3類情 況多屬于山區(qū)建筑，由于山區(qū)巖石表面傾斜，巖 石頂面以上覆蓋的土層厚薄也隨之不同； 學(xué)習(xí)資料僅供參考 26 □ 第 4類情 況是建筑物某一部位的基礎(chǔ)不恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置在回填 土上。 第六節(jié) 一般地基和基礎(chǔ)工程缺陷和事故的主要因素及其現(xiàn)象 一、因地基土層分布軟硬不均造成的缺陷和事故 由于地基土層分布軟硬不均導(dǎo)致建筑物墻體開裂、地面陷裂、 樓面拉裂，以至結(jié)構(gòu)發(fā)生傾斜、房屋發(fā)生損傷的實例在建筑工 程中是屢見不鮮的。地基處理方法不斷發(fā)展，功能不斷擴(kuò)大，也 使分類變得更加困難。另外，還有一些地基處理方法的加固機理以 及計算方法目前還不是十分明確。 ? 對地基處理方法進(jìn)行嚴(yán)格的統(tǒng)一分類是很困難的。 ?各類地基處理方法的簡要原理和適用范圍如書中表 6—2所 示。 ? 糾偏是指對由于不均勻沉降造成傾斜的建筑物進(jìn)行矯正 的手段。 學(xué)習(xí)資料僅供參考 24 托換是指對原有建筑物地基和基礎(chǔ)進(jìn)行處理和加固或改建。 冷熱處理是通過凍結(jié)土體，或焙燒、加熱地基土體改變土體物 理力學(xué)性質(zhì)以達(dá)到地基處理的目的。強度高、模量大的筋材，可以是鋼筋 混凝土也可以是土工格柵、土工織物等。主要包括 表層原位壓實法、強夯法、振沖密實法、擠密砂樁法、爆破擠密 法、土樁、灰土樁法等。主 要包括深層攪拌法 (包括漿體噴射和粉體噴射深層攪拌法 )、高壓 噴射注漿法、滲入性灌漿法、劈裂灌漿法、擠密灌漿法和電動 化學(xué)灌漿法等。主要 包括加載預(yù)壓法、超載預(yù)壓法、砂井法 (包括普通砂井、袋裝砂 并和塑料排水帶法 )、真空預(yù)壓與堆載 預(yù)壓聯(lián)合作用，以及降低 地下水位等。主要包括換土墊層法、 學(xué)習(xí)資料僅供參考 22 擠淤置換法、褥墊法、振沖置換法 (或稱振沖碎石樁法 )、沉管碎 石樁法、強夯置換法、砂樁 (置換 )法、石灰樁法，以及 EPS超輕 質(zhì)料填土法等。當(dāng)已有建筑物地 基與基礎(chǔ)發(fā)生工程事故，需要對已有建筑物地基與基礎(chǔ)進(jìn)行加 固，以保證其正常使用和安全。 地基與基礎(chǔ)工程事故處理程序如書中圖 6—3所示。已有建筑物地基加固和糾偏技術(shù) 在第五章中詳細(xì)介紹。 □ 若地基沉降變形尚未穩(wěn)定，則需對建筑物地基進(jìn)行加固， 以滿足建筑物對地基沉降的要求。 3. 組織專家組委托工程顧問公司咨詢： 必要時可 組織專家組或 委托工程顧問公司提出事故處理意見。 二、事故處理原則及程序 學(xué)習(xí)資料僅供參考 20 1. 分析事故產(chǎn)生的原因 :發(fā)生地基與基礎(chǔ)工程事故后 ，要分析事 故產(chǎn)生的原因，對工程事故現(xiàn)狀作出評估并對其進(jìn)一步發(fā)展作 出預(yù)估。合理的設(shè)計需要通過精心施工來實 現(xiàn)。 如天然地基不能滿足要求，則應(yīng)進(jìn)行地基處理形成人工地基， 并采用合理的基礎(chǔ)型式。 □ 其次要做到精心設(shè)計。 □ 搞好工程勘察 :預(yù)防地基與基礎(chǔ) 工程事故首先要重視對建筑 場地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的全面、正確了解。 隨著人類認(rèn)識水平的提高，可減少該類事故的發(fā)生。如按 50年一遇標(biāo) 準(zhǔn)修建的防洪堤，遇到百年一遇的洪水造成的基礎(chǔ)沖刷破壞； 又如由超過設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的地震造成的地基與基礎(chǔ)工程事故；前面 提到的少數(shù)地質(zhì)情況特別復(fù)雜而造成地基與基礎(chǔ)工程事故也屬 于這一類。 環(huán)境條件改變會造成地基與基礎(chǔ)工程事故，常見有下述情況： (1) 地下工程或深基坑工程施工對鄰近建筑物地基與基礎(chǔ)的影 響； 學(xué)習(xí)資料僅供參考 (2)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 建筑物工后沉降和不均勻沉降進(jìn)一步發(fā)展； (3) 建筑物周圍地基中施工振動或擠壓對建筑物地基的影 響； (4)