基础工程事故处理

第三章基础工程事故处理第一节基础错位事故1）建筑物方向错误2）基础标高错误：包括基底标高、基础各台阶标高以及基础顶面标高错误；3）预留洞和预埋件的标高、位置错误；4）基础插筋数量、方位错误。5)基础平面错位：包括单向和双向错位两种；1.基础错位事故类别2.基础错位事故常见原因1.勘测失误2.设计错误3.施工问题1）测量放线错误2）施工工艺不良3）施工中地基处理不当4.其他原因2.基础错位处理方法1）吊移法：将错位基础与地基分离，用起重机将基础吊离原位。按照正确的位置处理好地基，并清理好吊起的基础底面后，将基础吊装到正确位置。为了确保基础与地基的接触紧密，可采用坐浆安装，甚至进行压力灌浆。吊移法适用于上部结构尚未施工；现场有所需起重机械；基础有足够的强度和抗裂性能的情况。2）顶推法：用千斤顶将错位基础推移到正确位置，然后在基底处作水泥压力灌浆，保证基础与地基之间接触紧密。适用于：上部结构尚未施工；有适用的顶推设备；顶推后座力所需的支护设施较简单的情况。3）扩大法：将错位基础局部拆除后，按正确位置扩大基础。此法使用于错位的基础不影响其他地下工程；基础允许留设施工缝的情况。4）顶推牵拉法：当基础与上部结构同时产生错位时，常采用千斤顶将基础推移到正确位置，同时，在上部结构适当位置设置钢丝绳，用花篮螺栓或手动葫芦进行牵拉，使上部结构域基础整体复位。5）托换法6）其他方法：基础错位偏差既不影响安全和使用要求，又不妨碍施工的事故，通过结构验算，并经设计单位同意时，可不进行处理；基础错位后，通过修改上部结构的设计来确保使用要求和结构安全；基础事故严重者只能拆除重做。【工程实例6.5】1.工程概况某造船厂机加工车间扩建工程，其边柱截面尺寸为400×600㎜。基础施工时，柱基坑分段开挖，在挖完第五个基坑后，即浇垫层、扎筋、支模、浇混凝土。基础完工后，检查发现五个基础都错位300㎜。2.事故原因施工放线时，误把柱截面中心线作为厂房边列柱的轴线，因而错位300㎜，即厂房跨度大了300㎜。3.事故处理采用局部拆除后，扩大基础的方法进行处理。处理步骤为：①将基础杯口短边外侧混凝土凿除；②凿除部分基础混凝土，露出底板钢筋，并将基础与扩大部分连接面全部凿毛；③扩大基础混凝土垫层，接长底板钢筋；④对原有基础连接面清洗并充分湿润后，浇筑扩大部分的混凝土。杯口部分凿除基础部分凿除基础扩大部分厂房边柱轴线基础处理示意图第二节基础变形事故处理一、钢筋混凝土基础变形事故特征（1）沉降量（2）沉降差（3）斜率（4）局部倾斜（1）地质勘察问题（2）地下水条件变化（3）设计问题（4）施工问题二、基础变形事故的原因（一）常用处理方法（1）地基处理（2）顶升纠偏（3）预留纠偏（4）顶推或吊移法（5）卸荷法（6）反压法（7）加固基础法三、基础变形事故处理方法及选择主动促沉法主动促沉法是对建筑物沉降较小一侧的地基土采用某些方法促使其主动产生沉降，使倾斜建筑物两侧的沉降差降低至容许范围内。这种方法人为主动因素强，主要是对沉降较小一侧的地基土进行人为干扰，破坏其原本逐渐趋于稳定的结构，达到促沉纠偏的目的。主动促沉法其主要特点有：施工技术比较简单、成本较低、而且纠偏效果也较好；但建筑物纠偏扶正后，其绝对标高会有所下降，有时对建筑物原有使用情况造成某些影响。主动促沉法主要包括以下几种：常见纠偏方法（1）应力解除法应力解除法的主要有关理论是由刘祖德教授于1983年首先提出的。其基本原理是通过在建筑物沉降量较小的一侧布置应力释放孔，在适当的深度掏取部分软弱地基，从而改变地基的原始应力状态，释放沉降量较小一侧的地基应力，增大该侧沉降，从而达到纠偏目的。这种纠偏方法一般适用于软土地基，纠偏费用低，效率高。但是应力解除法也有一定的局限性，即若地基土自身结构稳定、不易发生变形时，这种方法是不适用的。（2）陶土灌水法这种方法同样是在地基沉降量较小的一侧进行。陶土灌水法的主要原理是在相应深度钻孔取土的同时进行灌水处理，其目的同样是使地基土的结构遭到破坏，人为主动促使建筑物下沉。陶土灌水法特别适用于湿陷性黄土地区的建筑物纠偏问题。应该注意的是，这种方法陶土深度位于基底下卧土层，因此参与工作的土体范围比较广，在实际施工工程中应该严格控制沉降差，以免对建筑物的安全再次构成破坏。（3）辐射井射水取土法辐射井射水取土法是主动促沉法中相对来说应用广泛且安全性较高的一种促沉纠偏方法。其原理是在建筑物沉降较小一侧布置一系列辐射井，并在井壁上不同深度预留高压射水孔，用高压水枪对建筑物地基土进行水平向冲孔。该方法通过冲孔使地基土产生变形，从而达到促沉目的。辐射井最大的优点是可以通过控制冲孔数量、方位以及冲水压力的大小等，灵活调整建筑物的沉降量和沉降速率，安全可靠。除以上3种方法，浸水法、堆载加压法等也属于主动促沉法。浸水法同样适用于湿陷性地基，其原理也是通过在一定深度和范围内使土受水浸湿、发生沉降，从而达到纠偏目的。浸水法施工操作简单、成本低，但与辐射井射水取土法相比，其沉降量控制就不好掌握。堆载加压法原理比较简单，即在沉降较小的一侧通过人为堆载加大压力，促进该侧地基土的沉降。堆载加压法施工工艺简单，成本低，适用于发生轻度倾斜的建筑物，但对于情况比较严重的一些工程，其纠偏效果不是很理想。被动限沉法被动限沉法是对建筑物沉降较大一侧的地基土采用加固限沉的方法。这类方法中，建筑物自身所占的因素比较大，而要人为控制其下沉，这就需要顺应建筑物的具体情况进行纠偏设计。与主动促沉法相比，纠偏时遇到的阻力比较多，而且此类方法成本较高，有时难以达到纠偏的预期目的，并且还会增大用其他方法继续纠偏的工作量和工程难度。被动限沉常用的方法有：静压桩法（或锚杆静压桩法）、灌浆法、旋喷桩法以及石灰桩法等（二）纠正基础变形方法选择的注意事项（1）准确查清基础变形原因（2）优选处理方案（3）认真做好矫正变形前的准备工作第三节基础孔洞事故处理钢筋混凝土基础工程表面出现严重的蜂窝、露筋或孔洞，通称为孔洞事故1）施工工艺错误：如混凝土自由下落高度过大、混凝土运输浇筑方法不当等造成混凝土离析；浇注混凝土时垫块位移，钢筋紧贴模板，或模板拆除过早产生缺棱、掉角；1.造成基础孔洞事故的原因2）不按规定的施工顺序和施工工艺认真操作、漏振等；3）钢筋密集处或预留孔洞和埋件处，混凝土浇筑不畅通，不能充慢模板而形成孔洞；4）模板严重跑浆，形成特大蜂窝、孔洞；5）混凝土石子太大，被密集的钢筋挡住。6）混凝土有泥块和杂物掺入，或将大件料具、木块混入混凝土中。7）不按规定下料（把吊斗直接注入模板中浇注混凝土），或一次下料过多，下部振捣器振动作用半径达不到，形成松散状态，以至出现特大蜂窝和孔洞。8）混凝土配合比不准确，或者砂、石、水泥材料计量有误，形成蜂窝和孔洞；9）模板孔隙未堵好，或支设不牢固，振捣混凝土发生模板位移，造成蜂窝及孔洞。2.处理方法及选择1）局部修补：基础内部质量没有问题，仅在表面出现孔洞，可将孔洞附近混凝土修凿、清洗后，用高一个强度等级的混凝土填实修补。2）灌浆：当基础内部出现孔洞时，常用压力灌浆处理。最常用的灌浆材料是水泥浆或水泥砂浆。3）扩大基础：已施工基础质量不可靠时，采用加大或加高基础的方法处理。此时，除了以可靠的结构验算为依据外，还应有足够的空间。应注意基础扩大后对使用的影响，以及与其他基础或设备是否冲突等。4）拆除重做：孔洞严重，修补无法达到原设计要求时，方采用此法。【工程实例6.7】1.工程概况某厂房7个联合基础，下端700㎜高度内采用土模。施工后发现有严重蜂窝，空洞，可以用粗钢筋穿入深达1.4m。挖开全部土模检查，发现7个基础中蜂窝、空洞达100余处。某一柱基蜂窝、空洞20处，总面积7.83㎡，占基础下段700mm高度4个侧面面积的40。此外，有的基础还有分层现象，在离基底300mm处有一层140mm厚的分离层。2.事故原因1）在浇筑基底中部混凝土时，底节串筒不成竖向，结果使石子滚向前方，砂浆留在后面，形成蜂窝；2）基础顶面设置有125×300mm的方格钢筋网，施工人员站在网上操作。浇捣底板中部时，振捣棒从两边斜插入振捣，表面虽出浆，中下部难以振实，质量无法保证；3）土模附近振捣极差；4）造成分离层的因素是工人交接班停留时间过长，超过混凝土初凝时间。但接班后继续灌筑时，没有先灌注一层无石子的水泥砂浆。5）基础受力主筋太密，钢筋净距不足40㎜；影响砼浇筑。3.事故处理考虑如下几方面因素：①旧基础蜂窝、空洞面积太大，除表面发现的情况外，内部其它情况尚且不明；②底板部分垫层与受力主筋之间已灌进大量泥浆，无法彻底清除；③若将基础加高，对生产使用无影响。决定在旧基础上重新作钢筋混凝土基础。新基础根据计算需2m高，肋部包括旧基础在内为2m宽。新旧基础接触面处全部凿毛连接。已发现的蜂窝、空洞全部用高标号砂浆填实。桩基础事故处理1.混凝土预制打入桩1）桩顶破碎。原因：混凝土强度不够、桩顶钢筋构造不妥、桩顶不平、锤重选择不当、桩垫不良等。2）沉桩过程中会产生挤土效应，引起桩身侧移、倾斜、甚至断桩。合理安排打桩顺序，控制打桩速度，设置砂井或减压孔等，都可以减小挤土效应。3）桩基变位。对先打桩后挖土的工程，如果打桩后紧接着开挖基坑，由于土的应力释放，以及挖土高差形成一侧卸荷和侧向推力，土体易产生水平位移，使先前打设的桩产上水平移位。2.泥浆护壁钻孔灌注桩1）塌孔（成孔中、浇筑混凝土前、混凝土浇筑中）。原因：泥浆比重不够；孔内水头高度不够或出现较大承压水，动水压力得不到平衡；在松软砂层中钻进时，进尺速度太快或停在一处空转时间过长，转速太快。2）钻孔漏浆。原因：遇到渗水性强或有地下水流动的土层；水头过高使孔壁渗浆。3）桩孔偏斜。原因：钻孔中遇到较大的孤石或探头石；在有倾斜度的软硬地层交界处、岩石倾斜处，或在粒径大小悬殊的砂卵石中钻进，钻头所受的阻力不均。4）钢筋笼放置与设计要求不符。钢筋笼变形，保护层不够，深度位置不符合要求。原因：堆放、起吊、运输没有严格执行规程，支垫数量不够或位置不当，造成变形；钢筋笼吊放入孔时不是垂直缓缓放下，而是斜插入孔内；清孔时孔底沉碴或泥浆没有清理干净，钢筋笼放不到设计深度。5）断桩。原因：混凝土较干，骨料太大或未及时提升导管以及导管位置倾斜等，使导管堵塞，形成桩身混凝土中断；混凝土浇筑不连续，中断时间过长；导管挂住钢筋笼，提升导管时没有扶正等。3.桩基事故处理方法选择桩基事故种类很多，原因也很复杂，在选择处理方法时要慎重。序号处理方法事故名称补沉补桩纠偏送桩加补桩扩大承台复合地基修改桩型或沉桩参数承台外周补桩1沉桩深度不足▲△△2最终贯入度太大▲△△△△3接桩节点脱开△▲4桩位偏差过大△▲5桩倾斜过大但未断裂△▲△6土体上涌使桩上升（未断）▲△7断桩▲△△预制桩常见事故处理方法选择钻孔灌注桩常见质量事故处理方法选择序号处理方法事故名称打捞钻具成孔事故处理法导管事故处理法接桩补桩桩身钻孔补强扩大承台复合地基改变施工方法修改设计参数减小结构荷载结构验算1钻孔中掉钻、埋钻▲△△2成孔中缩颈、塌孔、漏浆、孔斜▲△△3导管被卡、拉断或外露▲△△△4混凝土强度低劣▲△△△5桩深不足△▲△△6沉碴过厚△▲△△△7错位严重△▲8桩顶标高不足▲【工程实例6.8】1.工程概况深圳某15层综合楼采用钻孔灌注桩。主楼部分99根，直径1000㎜；辅楼部分23根，直径800㎜。设计单桩承载力分别为4500kN和3200kN，设计桩长47m，要求进入中风化花岗岩不少于1m。桩顶混凝土应浇筑至设计桩顶标高以上0.5至0.8m。施工采用黄河钻，正循环泥浆护壁钻孔，导管水下浇筑混凝土成桩。该场地土层自上而下为：①填土，未经压实的亚粘土，厚2～4m；②淤泥，软—流塑状，高压缩性，厚2～4m；③淤泥质土，软塑，高压缩性，厚3～5m；④可塑性粘土及少量砂层。地下水埋深2m，蕴藏量丰富。2.事故情况及原因⑴桩基础质量问题施工后发现有21%混凝土试块未达设计要求。抽测25根直径1000㎜的桩，其中有局部断裂、泥质夹层、承载力低的三类桩6根，有其它局部问题的二类桩7根。开挖检查，3