地基基础工程事故分析

地基基础工程事故分析

郝春艳

胜帮科技股份有限公司     上海市   201210

【摘 要】本文主要根据一些工程中遇到的实际案例，并对其进行理性的分析，找出事故发生的具体原因，以及针对事故的具体处理办法。

【关键词】地基基础；工程事故；工程地质

一、前言

在建筑结构的建造的使用过程中，由于地基和基础工程的质量问题，使建筑物墙体和楼盖开裂影响使用的，有碍观瞻并使人有不安全感觉的，更有甚者使建筑物倒塌的事故，近几年有上升的趋势。根据统计资料显示，其中地基和基础工程的质量问题，占总事故的21%。在建筑结构的设计和施工过程中，人们普遍认为最难驾驭的并不是上部结构，而是该工程的地基和基础工程，建筑物的上部结构尽管千变万最化，复杂万分，但是在电子计算机得普遍应用的今天，它们基本上都是在设计和施工中可以被预知和掌握。而对于建筑群所在场地的地下土层分布则不然，一般地说，人们只能在设计前通过几个钻孔的土样试验得知其少数信息，也只能在施工后，槽底的钎探结果了解其表层信息，至于更深层更全面的情况却不能全面的掌握，往往凭经验加以处理，这就容易产生误差，甚至错误造成对建筑物建成后的损坏，而且，地基基础都是地下隐蔽工程，建筑工程竣工后，难以检查，使用期间出现事故的苗头也不易察觉，一旦发生事故难以补救，甚至造成灾难性的后果。

地基基础工程事故发生可能是因勘察、设计、施工、安装与使用等因素相互作用引起的。而这些因素中，某些因素引起突发事故，另一些因素可能导致消耗性逐渐发生的事故，从安全上讲，突发事故是危险的。所以，研究并探讨地基基础工程事故发生的原因，更具有普遍性、地方性和经验性，对它的分析后得到的经验教训，更是建筑工程技术人员需要不断积累的知识财富。并对地基基础工程事故采取有效的防止措施，是一个值得重视的课题。

二、地基与基础的工程事故的原因及防治方法

（一）因工程地质勘察中的错误而产生的事故

　　工程勘察报告要全面反映建筑场地工程地质和水文地质情况，预防地基与基础的工程事故，首先对场地工程地质和水文地质条件全面正确的了解，要做到这一点关键要搞好工程勘察工作，要根据建筑物场地的特点，建筑物情况合理确定工程勘察目的和任务，勘察工作是设计的重要称序，决不能忽视而不做，也不能随便做而不考虑是否适用。特别是对复杂的、软弱的地基，更应慎重对待。即使对单层的一般性建筑，也不能不做勘察。

　　事故实例：某市修建的一座库房楼，该库房为两层楼房，平面呈一字型，东西向长47.28m，南北向宽10.68m，高7.50m。库房正中为楼梯间，东西各两大间，每间长10.90m、宽10.30m。中部有两个独立柱基。内外墙均为条形基础。此楼在使用一年后。库房西侧二楼墙上既发现有裂缝。此后裂缝数量增多，裂缝宽度展扩。据详细调查统计，大裂缝已有33条，有的裂缝长度超过1.80m，宽度达10～30mm，且地面多处开裂。6年之后，再度调查，发现裂缝长达3.20m，裂缝宽为8～10mm，且内外贯通。说明6年多来库房的沉降一直都在发展。

　　事故原因分析：原勘察失误是事故的主因，原勘察报告虽有多个钻孔资料但仅有库房对角线的43#、47#孔，分别深5.20m、5.40m，其余6个孔只有2m多，远不及基础受压层深度。更值得注意的是有3个孔已穿过有机土和泥碳层，但却未做记录，在报告中未说明，只是简单地建议地基承载力为fak=100kPa。这是该库房发生严重质量问题的根源；设计人员对这份粗糙的勘察报告，并未提出补做勘察的要求。此外按规范规定对于三层和三层以上的房屋，其长高比L/H宜小于或等于2.5；本例虽为二层砌体结构，但长高比L/H=47.28/7.5=6.3，远大于2.5，导致房屋的整体刚度过小，对地基过大不均匀沉降的调整能力太弱。设计人员又未采取加强上部结构刚度的有力结构措施，也是导致墙体开裂的重要原因。

　　应吸取的教训：第一，地勘报告过于粗糙，且不够完整；第二，持力层选择以及地基处理不当，未能使基础坐落在土质均匀的持力层上，导致不均匀沉降；第三，上部结构整体刚度偏弱。以上三点是导致此次事故的主要原因。

　　此外，地勘单位在勘察前期确定孔点深度时。由于钻孔深度必须符合设计要求，如果不符合设计上对压缩厚度的需要，或者达不到桩所坐落的土层时，那就不可能正确计算出地基的沉降，或桩的承载力，也就达不到基础设计要求。因此必须按设计要求确定合适钻孔深度。如果由于勘察量不足，钻孔和探坑布点少，再加上钻孔深度不够，以致不能表达出土的不均匀性和层理的不一致性，就有可能引起建筑的翘曲和弯折而出现裂缝，造成危害和浪费。

（二）因地基中暗沟、古墓等旧构筑物影响造成的事故

建筑物地基槽开挖后，可能遇到许多局部异常的情况，例如：在地基土中存在有暗沟、古墓、古井、旧基础等已废除了的构筑物，其中在暗沟、古井内往往填充疏松的建筑垃圾或淤泥软土，形成局部的松软部位，可能引起基础局部严重下沉。导致上部墙体或结构开裂；如遇古墓、防空洞等中空构筑物，则可能引起塌陷事故；至于遇到旧基础、废化粪池等构筑物，它们往往比周围天然地基坚实得多，形成软硬突变，也会造成上部结构开裂。因此在验槽过程中查明局部异常情况是十分重要的。

事故实例：某厂铸钢车间厂房长度66.75m，宽度39m，为三跨等高排架，柱基为钢筋混凝土杯形基础，基础一般埋置深度为2m。基础夯实干密度ρd≥16g/cm3，夯实影响深度0.5～1.0m。厂房主体结构完工。安装吊车前发现结构开裂事故：房屋东侧地面开裂，裂缝长达15m，裂缝最大宽50～60mm，南墙东侧开裂，裂缝最大宽20mm，钢筋混凝土圈梁亦被拉裂，裂缝多达20余条。厂房东南角向外偏移20mm。厂房东南6个基础下沉。下沉速度平均每月约3～4mm。

事故原因分析：第一，未按设计要求探墓深度6～7m。实际探墓深度只有2m，事故发生后进行补探，在东南角10个柱基范围内，就探出木棺11个，位于基础下或旁边。木棺顶距基础底面约1.5～2.0m，木棺有的为空穴，有的充填淤泥。第二，厂房未经详细勘察，据初勘阶段临近厂房探坑资料，按地基土的承载力150kPa盲目设计，实际地基土非天然沉积土，而是填土，地基土的承载力仅为80～100kPa。

一点经验：在地基基础施工中，遇到暗沟、古墓等旧构筑物是经常发生的。这时候最重要的是设法弄清情况，除进行必要的施工勘测、挖掘之外，应当提前了解当地地质条件，规范规程等，虚心当地人和工人请教，进行细微的调查研究是十分必要的，然后才能作出符合实际的处理方法。

三、结语

当发生一次重大的地基基础事故后，最关键的是对这次质量事故发生的原因进行分析，只有正确的分析，才能发现事故的原发症结，明确事故的责任；只有正确的分析，才能找到原因，并且在今后应吸取的教训，化消极因素为积极因素；也只有正确的分析，才能制定出适宜的防治措施，防患于未然。对于结构设计，施工技术和使用中的错误引起的，其中大部分是主观性的错误。而当严格遵守勘察、设计与施工的标准文件的规定和相应要求，则错误是可以避免的。工程设计人员在进行地基基础的设计时，应注意以下几个方面：

第一，地基基础的设计应当根据建筑物的使用要求，结构型式和工程的地质条件，并结合现场具体情况，在适用与经济的前提下，要保证建筑物的主要承重结构在正常使用过程中不发生裂缝或损坏。

第二，地基基础工程事故是目前在建筑工程中出现得较多的问题。为防患于未然，有关人员应针对地基情况，“对症下药”认真细致地做好勘察、总体布置，选取基础类型和设计计算等方面的工作。

第三，有关人员不仅要研究已出现的工程事故作为“前车之鉴”，同时也应学习已有的成功经验与方法，不断提高技术水平，确保工程质量。

第四，在地震区中，对已发生的消耗性地基基础事故，不应忽视而应及时修好，否则在地震作用下可能转变为灾难性的工程事故。

【参考文献】
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