(二)建筑物發(fā)生裂損、傾斜的原因分析
1、設(shè)計工作的失誤
設(shè)計工作失誤:許多設(shè)計人員對地基基礎(chǔ)問題的重要性認識不足,常把復(fù)雜的地基問題簡單化處理。據(jù)建設(shè)部1993~1996年的重大工程事故統(tǒng)計,由于設(shè)計工作失誤導(dǎo)致建筑物發(fā)生質(zhì)量事故的約占事故總數(shù)40%。
(1)建筑物基礎(chǔ)設(shè)計時,沒有掌握地基土性,缺乏認真方案比選、專家論證,采用的基礎(chǔ)形式不當(dāng)而發(fā)生事故
(2)在深厚淤泥軟土地基上,錯誤選用沉管灌注樁、沉管夯擴樁等基礎(chǔ)形式,經(jīng)常發(fā)生縮頸、離析、斷樁和樁長達不到持力層等事故。
(3)在填土、軟土或濕陷性黃土等厚薄不均地基上,采用條形或筏板等基礎(chǔ)方案,導(dǎo)致建筑物傾斜。
(4)采用強夯處理地基時,由于夯擊能量不足,影響深度達不到加固深度的要求,沒有消除填土或黃土的濕陷性,如果建筑物在使用過程中地基浸水,必然造成建筑物下沉、傾斜或裂損。
(5)對于欠固結(jié)的填土、淤泥等軟土地基,地面大量回填堆載,采用樁基方案時,如忽視負摩擦力的作用與計算,常發(fā)生布樁數(shù)量不足,導(dǎo)致樁基過量沉降、斷樁等嚴(yán)重事故,使建筑物開裂或傾斜。
(6)同一棟建筑物上選用兩種以上基礎(chǔ)形式或?qū)⒒A(chǔ)置于剛度不同的地基土層上,易發(fā)生嚴(yán)重事故。
(7)對于軟土地基或建筑物形體復(fù)雜、高度變化較大時,必須按照變形與強度雙控條件進行設(shè)計,以確保建筑物的整體均勻沉降。如只做強度驗算,將會使建筑物發(fā)生不均勻或過量沉降。
(8)設(shè)計人員不熟悉或沒有認真學(xué)習(xí)、掌握國家頒布的現(xiàn)行有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。況且有關(guān)地基基礎(chǔ)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)就有數(shù)十個,內(nèi)容十分龐雜,規(guī)范又不斷修訂更新,設(shè)計人員缺乏認真學(xué)習(xí),沒有按規(guī)范規(guī)定正確進行基礎(chǔ)設(shè)計者屢見不鮮。如高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計時,建筑物的總荷載沒有通過基礎(chǔ)底面積的形心,荷載偏心矩過大,使基底應(yīng)力分布不均,易使建筑物發(fā)生嚴(yán)重傾斜或損壞。沒有按變形與強度的雙控要求進行檢算,而導(dǎo)致嚴(yán)重后果。
(9)考慮樁土共同工作時,樁間土分擔(dān)的荷載比例過大,布樁數(shù)量較少,使房屋發(fā)生過量沉降或傾斜。
(10)預(yù)制樁樁基布樁過密,造成地面隆起,產(chǎn)生群樁效應(yīng)等,樁打不下去,大量截樁,部分樁基的樁尖未達到持力層,使樁基發(fā)生不均勻沉降,建筑物傾斜或開裂。
(11)忽視相鄰新老建筑物的基底應(yīng)力的迭加效應(yīng),引起新的附加沉降或新老建筑物基底標(biāo)高不一,又沒有采取相關(guān)措施,引起建筑物傾斜或開裂。
(12)回填土地基,在填土?xí)r拋入大量塊石、廢棄的建筑物垃圾,形體大小不一,造成地基土的物質(zhì)組成極不均勻,設(shè)計時沒有進行處理,采用條基、筏板時,發(fā)生局部應(yīng)力集中,導(dǎo)致基礎(chǔ)開裂或傾斜。
(13)年輕的設(shè)計人員對復(fù)雜地基的處理問題缺乏經(jīng)驗,常把復(fù)雜問題簡單化處理,導(dǎo)致建筑物發(fā)生裂損或傾斜的嚴(yán)重后果。
(14)在進行既有建筑物增層改造或擴建時,新建工程的基礎(chǔ)壓在原有建筑物的基礎(chǔ)上,導(dǎo)致嚴(yán)重后果。
(15)在進行既有建筑物增層改造時對既有建筑物的地基承載力估計過高,取值不當(dāng)。
(16)在城市住宅區(qū)規(guī)劃方面的失誤:將住宅區(qū)規(guī)劃在欠固結(jié)的深厚淤泥等軟土地基上,從而導(dǎo)致整個住宅區(qū)大面積沉陷,或部分建筑物傾斜,沉陷等。
2、施工方面的失誤
(1)基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量低劣:施工部門偷工減料,弄虛作假,隨便減少配筋,降低混凝土強度等級,采用劣質(zhì)鋼材乃至縮小基礎(chǔ)尺寸,減少基礎(chǔ)埋深,基礎(chǔ)施工放線不準(zhǔn)確等,據(jù)統(tǒng)計,1993~1996年發(fā)生重大工程事故,由于施工的原因約占60%。
(2)地基處理方面的原因:目前地基處理手段多,這方面的問題也很多,如樁端未進到設(shè)計持力層;樁徑未滿足設(shè)計要求;強夯未達到有效的影響深度;振沖碎石樁未達到振密效果;檢測手段不合理或未能正確反映實際情況等等。
(3)地下開挖引起地面建筑物的裂損:城市由于修建地鐵、地下街等地下建筑物,或者礦區(qū)開挖采礦、采煤巷道引發(fā)地面沉降,造成地面建筑物的下沉、開裂、傾斜等損害。
(4)相鄰深基坑施工引起建筑物的損壞:在高層建筑基礎(chǔ)工程施工中,由于深基坑的開挖、支護、降水、止水、監(jiān)測等技術(shù)措施不當(dāng),造成支護結(jié)構(gòu)倒塌或過大變形,基坑大量漏水、涌土失穩(wěn),基坑周邊地面塌陷,以及相鄰建筑物基礎(chǔ)工程的施工相互影響,都會對已建成或正在建造的相鄰建筑物造成威脅與損壞,引發(fā)嚴(yán)重的事故。
3、工程勘察方面的失誤
(1)如若勘測點布置過少,或只借鑒相鄰建筑物的地質(zhì)資料,對建筑場地沒有進行認真勘察評價,提出的地質(zhì)勘察報告不能真實反映場地條件,如巖溶土洞、墓穴等沒有被發(fā)現(xiàn),甚至舊的人防地下道也被忽視,使新建的建筑物發(fā)生嚴(yán)重下陷、傾斜或開裂。
(2)勘察資料不準(zhǔn)確,結(jié)論不正確、建議不合理,給結(jié)構(gòu)設(shè)計人員造成誤導(dǎo)。
4、周圍環(huán)境因素對建筑物造成的損害
周邊的施工開挖、降水、振動等因素的影響。地下水位的自然升降也不溶匆忙視,我國已有360多個城市嚴(yán)重缺水,由于大量超限開采、抽汲地下水,地下水位明顯下降,或者由于修建水庫等原因,引起地下水位上升,都會改變建筑物地基承載性狀,可能引起建筑物的下沉或裂損。
地下水具有侵蝕性質(zhì),或周邊有對砼基礎(chǔ)造成腐蝕物質(zhì)時,使基礎(chǔ)砼和鋼筋嚴(yán)重銹蝕和剝蝕,造成基礎(chǔ)嚴(yán)重開裂,引起建筑物損壞。
5、使用或管理不當(dāng)對建筑物造成的損害
已建成的建筑物使用不當(dāng):如上下水管道破裂長期不修,地面長期積水不排泄,污水井堵塞,污水流入地基等,都可能使地基浸水濕陷。裝修時隨便拆除承重墻,致使承載結(jié)構(gòu)裂損,各種病害發(fā)生后沒有及時維修,造成建筑物開裂或傾斜破壞。
除上述人為因素以外,自然災(zāi)害如地震、山體滑坡、水災(zāi)、泥石流等造成地基液化,地基土被水掏空,基礎(chǔ)滑移等,都會對建筑物造成嚴(yán)重損害。
(三)裂損、傾斜建筑物治理方案的制定
1、制定建筑物正式糾傾扶正和加固方案時,應(yīng)當(dāng)充分掌握并具備以下各項條件:業(yè)主的要求和建筑物重要程度;實際傾斜和開裂情況;建筑物糾傾時是否有人居??;周圍環(huán)境條件;地基土質(zhì)和新補充的勘探資料;基礎(chǔ)的損壞情況;原建筑物發(fā)生傾斜原因的分析結(jié)論;原建筑物檢驗鑒定結(jié)果及糾傾可行性的報告;經(jīng)現(xiàn)場試驗驗證的糾傾技術(shù)的可行性;與糾傾工程有關(guān)各方的協(xié)議書等。
2、制定糾傾扶正和防復(fù)傾加固技術(shù)方案,要在有經(jīng)驗的專家指導(dǎo)下,進行反復(fù)分析比選。承擔(dān)糾傾工程的技術(shù)主管應(yīng)當(dāng)充分熟悉各種糾傾方法,并對其適用條件有正確判斷。對于重要建筑物已確定的糾傾工程技術(shù)方案還應(yīng)通過專家論證,充分聽取各方面意見,不斷改進充實完善,盡可能避免疏忽漏洞。常用的糾傾方法如表3所示。
3、在制定糾傾時,應(yīng)按照建筑物的結(jié)構(gòu)特征和高度條件,分別依據(jù)相關(guān)規(guī)范對其糾傾后允許殘留值作出規(guī)定,以便確定糾傾工程的實施標(biāo)準(zhǔn)與計算工程量值,同時也是糾傾工程驗收的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
1、設(shè)計工作的失誤
設(shè)計工作失誤:許多設(shè)計人員對地基基礎(chǔ)問題的重要性認識不足,常把復(fù)雜的地基問題簡單化處理。據(jù)建設(shè)部1993~1996年的重大工程事故統(tǒng)計,由于設(shè)計工作失誤導(dǎo)致建筑物發(fā)生質(zhì)量事故的約占事故總數(shù)40%。
(1)建筑物基礎(chǔ)設(shè)計時,沒有掌握地基土性,缺乏認真方案比選、專家論證,采用的基礎(chǔ)形式不當(dāng)而發(fā)生事故
(2)在深厚淤泥軟土地基上,錯誤選用沉管灌注樁、沉管夯擴樁等基礎(chǔ)形式,經(jīng)常發(fā)生縮頸、離析、斷樁和樁長達不到持力層等事故。
(3)在填土、軟土或濕陷性黃土等厚薄不均地基上,采用條形或筏板等基礎(chǔ)方案,導(dǎo)致建筑物傾斜。
(4)采用強夯處理地基時,由于夯擊能量不足,影響深度達不到加固深度的要求,沒有消除填土或黃土的濕陷性,如果建筑物在使用過程中地基浸水,必然造成建筑物下沉、傾斜或裂損。
(5)對于欠固結(jié)的填土、淤泥等軟土地基,地面大量回填堆載,采用樁基方案時,如忽視負摩擦力的作用與計算,常發(fā)生布樁數(shù)量不足,導(dǎo)致樁基過量沉降、斷樁等嚴(yán)重事故,使建筑物開裂或傾斜。
(6)同一棟建筑物上選用兩種以上基礎(chǔ)形式或?qū)⒒A(chǔ)置于剛度不同的地基土層上,易發(fā)生嚴(yán)重事故。
(7)對于軟土地基或建筑物形體復(fù)雜、高度變化較大時,必須按照變形與強度雙控條件進行設(shè)計,以確保建筑物的整體均勻沉降。如只做強度驗算,將會使建筑物發(fā)生不均勻或過量沉降。
(8)設(shè)計人員不熟悉或沒有認真學(xué)習(xí)、掌握國家頒布的現(xiàn)行有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。況且有關(guān)地基基礎(chǔ)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)就有數(shù)十個,內(nèi)容十分龐雜,規(guī)范又不斷修訂更新,設(shè)計人員缺乏認真學(xué)習(xí),沒有按規(guī)范規(guī)定正確進行基礎(chǔ)設(shè)計者屢見不鮮。如高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計時,建筑物的總荷載沒有通過基礎(chǔ)底面積的形心,荷載偏心矩過大,使基底應(yīng)力分布不均,易使建筑物發(fā)生嚴(yán)重傾斜或損壞。沒有按變形與強度的雙控要求進行檢算,而導(dǎo)致嚴(yán)重后果。
(9)考慮樁土共同工作時,樁間土分擔(dān)的荷載比例過大,布樁數(shù)量較少,使房屋發(fā)生過量沉降或傾斜。
(10)預(yù)制樁樁基布樁過密,造成地面隆起,產(chǎn)生群樁效應(yīng)等,樁打不下去,大量截樁,部分樁基的樁尖未達到持力層,使樁基發(fā)生不均勻沉降,建筑物傾斜或開裂。
(11)忽視相鄰新老建筑物的基底應(yīng)力的迭加效應(yīng),引起新的附加沉降或新老建筑物基底標(biāo)高不一,又沒有采取相關(guān)措施,引起建筑物傾斜或開裂。
(12)回填土地基,在填土?xí)r拋入大量塊石、廢棄的建筑物垃圾,形體大小不一,造成地基土的物質(zhì)組成極不均勻,設(shè)計時沒有進行處理,采用條基、筏板時,發(fā)生局部應(yīng)力集中,導(dǎo)致基礎(chǔ)開裂或傾斜。
(13)年輕的設(shè)計人員對復(fù)雜地基的處理問題缺乏經(jīng)驗,常把復(fù)雜問題簡單化處理,導(dǎo)致建筑物發(fā)生裂損或傾斜的嚴(yán)重后果。
(14)在進行既有建筑物增層改造或擴建時,新建工程的基礎(chǔ)壓在原有建筑物的基礎(chǔ)上,導(dǎo)致嚴(yán)重后果。
(15)在進行既有建筑物增層改造時對既有建筑物的地基承載力估計過高,取值不當(dāng)。
(16)在城市住宅區(qū)規(guī)劃方面的失誤:將住宅區(qū)規(guī)劃在欠固結(jié)的深厚淤泥等軟土地基上,從而導(dǎo)致整個住宅區(qū)大面積沉陷,或部分建筑物傾斜,沉陷等。
2、施工方面的失誤
(1)基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量低劣:施工部門偷工減料,弄虛作假,隨便減少配筋,降低混凝土強度等級,采用劣質(zhì)鋼材乃至縮小基礎(chǔ)尺寸,減少基礎(chǔ)埋深,基礎(chǔ)施工放線不準(zhǔn)確等,據(jù)統(tǒng)計,1993~1996年發(fā)生重大工程事故,由于施工的原因約占60%。
(2)地基處理方面的原因:目前地基處理手段多,這方面的問題也很多,如樁端未進到設(shè)計持力層;樁徑未滿足設(shè)計要求;強夯未達到有效的影響深度;振沖碎石樁未達到振密效果;檢測手段不合理或未能正確反映實際情況等等。
(3)地下開挖引起地面建筑物的裂損:城市由于修建地鐵、地下街等地下建筑物,或者礦區(qū)開挖采礦、采煤巷道引發(fā)地面沉降,造成地面建筑物的下沉、開裂、傾斜等損害。
(4)相鄰深基坑施工引起建筑物的損壞:在高層建筑基礎(chǔ)工程施工中,由于深基坑的開挖、支護、降水、止水、監(jiān)測等技術(shù)措施不當(dāng),造成支護結(jié)構(gòu)倒塌或過大變形,基坑大量漏水、涌土失穩(wěn),基坑周邊地面塌陷,以及相鄰建筑物基礎(chǔ)工程的施工相互影響,都會對已建成或正在建造的相鄰建筑物造成威脅與損壞,引發(fā)嚴(yán)重的事故。
3、工程勘察方面的失誤
(1)如若勘測點布置過少,或只借鑒相鄰建筑物的地質(zhì)資料,對建筑場地沒有進行認真勘察評價,提出的地質(zhì)勘察報告不能真實反映場地條件,如巖溶土洞、墓穴等沒有被發(fā)現(xiàn),甚至舊的人防地下道也被忽視,使新建的建筑物發(fā)生嚴(yán)重下陷、傾斜或開裂。
(2)勘察資料不準(zhǔn)確,結(jié)論不正確、建議不合理,給結(jié)構(gòu)設(shè)計人員造成誤導(dǎo)。
4、周圍環(huán)境因素對建筑物造成的損害
周邊的施工開挖、降水、振動等因素的影響。地下水位的自然升降也不溶匆忙視,我國已有360多個城市嚴(yán)重缺水,由于大量超限開采、抽汲地下水,地下水位明顯下降,或者由于修建水庫等原因,引起地下水位上升,都會改變建筑物地基承載性狀,可能引起建筑物的下沉或裂損。
地下水具有侵蝕性質(zhì),或周邊有對砼基礎(chǔ)造成腐蝕物質(zhì)時,使基礎(chǔ)砼和鋼筋嚴(yán)重銹蝕和剝蝕,造成基礎(chǔ)嚴(yán)重開裂,引起建筑物損壞。
5、使用或管理不當(dāng)對建筑物造成的損害
已建成的建筑物使用不當(dāng):如上下水管道破裂長期不修,地面長期積水不排泄,污水井堵塞,污水流入地基等,都可能使地基浸水濕陷。裝修時隨便拆除承重墻,致使承載結(jié)構(gòu)裂損,各種病害發(fā)生后沒有及時維修,造成建筑物開裂或傾斜破壞。
除上述人為因素以外,自然災(zāi)害如地震、山體滑坡、水災(zāi)、泥石流等造成地基液化,地基土被水掏空,基礎(chǔ)滑移等,都會對建筑物造成嚴(yán)重損害。
(三)裂損、傾斜建筑物治理方案的制定
1、制定建筑物正式糾傾扶正和加固方案時,應(yīng)當(dāng)充分掌握并具備以下各項條件:業(yè)主的要求和建筑物重要程度;實際傾斜和開裂情況;建筑物糾傾時是否有人居??;周圍環(huán)境條件;地基土質(zhì)和新補充的勘探資料;基礎(chǔ)的損壞情況;原建筑物發(fā)生傾斜原因的分析結(jié)論;原建筑物檢驗鑒定結(jié)果及糾傾可行性的報告;經(jīng)現(xiàn)場試驗驗證的糾傾技術(shù)的可行性;與糾傾工程有關(guān)各方的協(xié)議書等。
2、制定糾傾扶正和防復(fù)傾加固技術(shù)方案,要在有經(jīng)驗的專家指導(dǎo)下,進行反復(fù)分析比選。承擔(dān)糾傾工程的技術(shù)主管應(yīng)當(dāng)充分熟悉各種糾傾方法,并對其適用條件有正確判斷。對于重要建筑物已確定的糾傾工程技術(shù)方案還應(yīng)通過專家論證,充分聽取各方面意見,不斷改進充實完善,盡可能避免疏忽漏洞。常用的糾傾方法如表3所示。
3、在制定糾傾時,應(yīng)按照建筑物的結(jié)構(gòu)特征和高度條件,分別依據(jù)相關(guān)規(guī)范對其糾傾后允許殘留值作出規(guī)定,以便確定糾傾工程的實施標(biāo)準(zhǔn)與計算工程量值,同時也是糾傾工程驗收的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。