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基礎(chǔ)工程事故處理

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第三章 基礎(chǔ)工程事故處理
第一節(jié) 基礎(chǔ)錯位事故
1） 建筑物方向錯誤
2）基礎(chǔ)標(biāo)高錯誤：包括基底標(biāo)高、基礎(chǔ)各臺階標(biāo)高以及基 
                  礎(chǔ)頂面標(biāo)高錯誤；
3）預(yù)留洞和預(yù)埋件的標(biāo)高、位置錯誤；
4）基礎(chǔ)插筋數(shù)量、方位錯誤。
5)基礎(chǔ)平面錯位：包括單向和雙向錯位兩種；
1. 基礎(chǔ)錯位事故類別
備注：2
2. 基礎(chǔ)錯位事故常見原因
1.勘測失誤
2.設(shè)計錯誤
3.施工問題
   1）測量放線錯誤
   2）施工工藝不良
   3）施工中地基處理不當(dāng)
4.其他原因
  2. 基礎(chǔ)錯位處理方法                              
1）吊移法：將錯位基礎(chǔ)與地基分離，用起重機將基礎(chǔ)吊離原位。按照正確的位置處理好地基，并清理好吊起的基礎(chǔ)底面后，將基礎(chǔ)吊裝到正確位置。
       為了確?；A(chǔ)與地基的接觸緊密，可采用坐漿安裝，甚至進(jìn)行壓力灌漿。
       吊移法適用于上部結(jié)構(gòu)尚未施工；現(xiàn)場有所需起重機械；基礎(chǔ)有足夠的強度和抗裂性能的情況。

2）頂推法：用千斤頂將錯位基礎(chǔ)推移到正確位置，然后在基底處作水泥壓力灌漿，保證基礎(chǔ)與地基之間接觸緊密。    
       適用于：上部結(jié)構(gòu)尚未施工；有適用的頂推設(shè)備；頂推后座力所需的支護(hù)設(shè)施較簡單的情況。 
3）擴(kuò)大法：將錯位基礎(chǔ)局部拆除后，按正確位置擴(kuò)大基礎(chǔ)。此法使用于錯位的基礎(chǔ)不影響其他地下工程；基礎(chǔ)允許留設(shè)施工縫的情況。

4）頂推牽拉法：當(dāng)基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)同時產(chǎn)生錯位時，常采用千斤頂將基礎(chǔ)推移到正確位置，同時，在上部結(jié)構(gòu)適當(dāng)位置設(shè)置鋼絲繩，用花籃螺栓或手動葫蘆進(jìn)行牽拉，使上部結(jié)構(gòu)域基礎(chǔ)整體復(fù)位。

5）托換法

6）其他方法：基礎(chǔ)錯位偏差既不影響安全和使用要求，又不妨礙施工的事故，通過結(jié)構(gòu)驗算，并經(jīng)設(shè)計單位同意時，可不進(jìn)行處理；基礎(chǔ)錯位后，通過修改上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計來確保使用要求和結(jié)構(gòu)安全；基礎(chǔ)事故嚴(yán)重者只能拆除重做。

【工程實例6.5】
工程概況
     某造船廠機加工車間擴(kuò)建工程，其邊柱截面尺寸為400×600㎜?；A(chǔ)施工時，柱基坑分段開挖，在挖完第五個基坑后，即澆墊層、扎筋、支模、澆混凝土?；A(chǔ)完工后，檢查發(fā)現(xiàn)五個基礎(chǔ)都錯位300㎜ 。

2.事故原因
             施工放線時，誤把柱截面中心線作為廠房邊列柱的軸線，因而錯位300㎜，即廠房跨度大了300㎜。
3.事故處理 
            采用局部拆除后，擴(kuò)大基礎(chǔ)的方法進(jìn)行處理。處理步驟為：①將基礎(chǔ)杯口短邊外側(cè)混凝土鑿除；②鑿除部分基礎(chǔ)混凝土，露出底板鋼筋，并將基礎(chǔ)與擴(kuò)大部分連接面全部鑿毛；③擴(kuò)大基礎(chǔ)混凝土墊層，接長底板鋼筋；④對原有基礎(chǔ)連接面清洗并充分濕潤后，澆筑擴(kuò)大部分的混凝土。 
杯口部分鑿除 
基礎(chǔ)部分鑿除 
基礎(chǔ)擴(kuò)大部分 
廠房邊柱軸線 
基礎(chǔ)處理示意圖 
第二節(jié) 基礎(chǔ)變形事故處理
一、鋼筋混凝土基礎(chǔ)變形事故特征
（1）沉降量
（2）沉降差
（3）斜率
（4）局部傾斜
（1）地質(zhì)勘察問題
（2）地下水條件變化
（3）設(shè)計問題
（4）施工問題
二、基礎(chǔ)變形事故的原因
（一）常用處理方法
（1）地基處理
（2）頂升糾偏
（3）預(yù)留糾偏
（4）頂推或吊移法
（5）卸荷法
（6）反壓法
（7）加固基礎(chǔ)法
三、基礎(chǔ)變形事故處理方法及選擇
主動促沉法
主動促沉法是對建筑物沉降較小一側(cè)的地基土采用某些方法促使其主動產(chǎn)生沉降，使傾斜建筑物兩側(cè)的沉降差降低至容許范圍內(nèi)。這種方法人為主動因素強，主要是對沉降較小一側(cè)的地基土進(jìn)行人為干擾，破壞其原本逐漸趨于穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，達(dá)到促沉糾偏的目的。主動促沉法其主要特點有：施工技術(shù)比較簡單、成本較低、而且糾偏效果也較好；但建筑物糾偏扶正后，其絕對標(biāo)高會有所下降，有時對建筑物原有使用情況造成某些影響。主動促沉法主要包括以下幾種：
常見糾偏方法
備注：11
（1）應(yīng)力解除法
應(yīng)力解除法的主要有關(guān)理論是由劉祖德教授于1983 年首先提出的。其基本原理是通過在建筑物沉降量較小的一側(cè)布置應(yīng)力釋放孔，在適當(dāng)?shù)纳疃忍腿〔糠周浫醯鼗?，從而改變地基的原始?yīng)力狀態(tài)，釋放沉降量較小一側(cè)的地基應(yīng)力，增大該側(cè)沉降，從而達(dá)到糾偏目的。這種糾偏方法一般適用于軟土地基，糾偏費用低，效率高。但是應(yīng)力解除法也有一定的局限性，即若地基土自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易發(fā)生變形時，這種方法是不適用的。
備注：12
（2）陶土灌水法
這種方法同樣是在地基沉降量較小的一側(cè)進(jìn)行。陶土灌水法的主要原理是在相應(yīng)深度鉆孔取土的同時進(jìn)行灌水處理，其目的同樣是使地基土的結(jié)構(gòu)遭到破壞，人為主動促使建筑物下沉。陶土灌水法特別適用于濕陷性黃土地區(qū)的建筑物糾偏問題。應(yīng)該注意的是，這種方法陶土深度位于基底下臥土層，因此參與工作的土體范圍比較廣，在實際施工工程中應(yīng)該嚴(yán)格控制沉降差，以免對建筑物的安全再次構(gòu)成破壞。
（3）輻射井射水取土法
輻射井射水取土法是主動促沉法中相對來說應(yīng)用廣泛且安全性較高的一種促沉糾偏方法。其原理是在建筑物沉降較小一側(cè)布置一系列輻射井，并在井壁上不同深度預(yù)留高壓射水孔，用高壓水槍對建筑物地基土進(jìn)行水平向沖孔。該方法通過沖孔使地基土產(chǎn)生變形，從而達(dá)到促沉目的。輻射井最大的優(yōu)點是可以通過控制沖孔數(shù)量、方位以及沖水壓力的大小等，靈活調(diào)整建筑物的沉降量和沉降速率，安全可靠。
除以上3 種方法，浸水法、堆載加壓法等也屬于主動促沉法。浸水法同樣適用于濕陷性地基，其原理也是通過在一定深度
和范圍內(nèi)使土受水浸濕、發(fā)生沉降，從而達(dá)到糾偏目的。浸水法施工操作簡單、成本低，但與輻射井射水取土法相比，其沉降量控制就不好掌握。堆載加壓法原理比較簡單，即在沉降較小的一側(cè)通過人為堆載加大壓力，促進(jìn)該側(cè)地基土的沉降。堆載加壓法施工工藝簡單，成本低，適用于發(fā)生輕度傾斜的建筑物，但對于情況比較嚴(yán)重的一些工程，其糾偏效果不是很理想。
被動限沉法
被動限沉法是對建筑物沉降較大一側(cè)的地基土采用加固限沉的方法。這類方法中，建筑物自身所占的因素比較大，而要人為控制其下沉，這就需要順應(yīng)建筑物的具體情況進(jìn)行糾偏設(shè)計。與主動促沉法相比，糾偏時遇到的阻力比較多，而且此類方法成本較高，有時難以達(dá)到糾偏的預(yù)期目的，并且還會增大用其他方法繼續(xù)糾偏的工作量和工程難度。被動限沉常用的方法有：靜壓樁法（或錨桿靜壓樁法）、灌漿法、旋噴樁法以及石灰樁法等
（二）糾正基礎(chǔ)變形方法選擇的注意事項
（1）準(zhǔn)確查清基礎(chǔ)變形原因
（2）優(yōu)選處理方案
（3）認(rèn)真做好矯正變形前的準(zhǔn)備工作
備注：17
第三節(jié) 基礎(chǔ)孔洞事故處理
鋼筋混凝土基礎(chǔ)工程表面出現(xiàn)嚴(yán)重的蜂窩、露筋或孔洞，通稱為孔洞事故
1）施工工藝錯誤：如混凝土自由下落高度過大、混凝土運輸澆筑方法不當(dāng)?shù)仍斐苫炷岭x析；澆注混凝土?xí)r墊塊位移，鋼筋緊貼模板，或模板拆除過早產(chǎn)生缺棱、掉角；

1. 造成基礎(chǔ)孔洞事故的原因
2）不按規(guī)定的施工順序和施工工藝認(rèn)真操作、漏振等；

3）鋼筋密集處或預(yù)留孔洞和埋件處，混凝土澆筑不暢通，不能充慢模板而形成孔洞 ；
4）模板嚴(yán)重跑漿，形成特大蜂窩、孔洞；
5）混凝土石子太大，被密集的鋼筋擋住。

6）混凝土有泥塊和雜物摻入，或?qū)⒋蠹暇摺⒛緣K混入混凝土中。
7）不按規(guī)定下料（把吊斗直接注入模板中澆注混凝土），或一次下料過多，下部振搗器振動作用半徑達(dá)不到，形成松散狀態(tài)，以至出現(xiàn)特大蜂窩和孔洞。
8）混凝土配合比不準(zhǔn)確，或者砂、石、水泥材料計量有誤，形成蜂窩和孔洞；
9）模板孔隙未堵好，或支設(shè)不牢固，振搗混凝土發(fā)生模板位移，造成蜂窩及孔洞。 
2. 處理方法及選擇
1）局部修補：基礎(chǔ)內(nèi)部質(zhì)量沒有問題，僅在表面出現(xiàn)孔洞，可將孔洞附近混凝土修鑿、清洗后，用高一個強度等級的混凝土填實修補。
2）灌漿：當(dāng)基礎(chǔ)內(nèi)部出現(xiàn)孔洞時，常用壓力灌漿處理。最常用的灌漿材料是水泥漿或水泥砂漿。

3）擴(kuò)大基礎(chǔ)：已施工基礎(chǔ)質(zhì)量不可靠時，采用加大或加高基礎(chǔ)的方法處理。此時，除了以可靠的結(jié)構(gòu)驗算為依據(jù)外，還應(yīng)有足夠的空間。應(yīng)注意基礎(chǔ)擴(kuò)大后對使用的影響，以及與其他基礎(chǔ)或設(shè)備是否沖突等。
4）拆除重做：孔洞嚴(yán)重，修補無法達(dá)到原設(shè)計要求時，方采用此法。
【工程實例6. 7】

工程概況
            某廠房7個聯(lián)合基礎(chǔ)，下端700㎜高度內(nèi)采用土模。施工后發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重蜂窩，空洞，可以用粗鋼筋穿入深達(dá)1.4m。挖開全部土模檢查，發(fā)現(xiàn)7個基礎(chǔ)中蜂窩、空洞達(dá)100余處。某一柱基蜂窩、空洞20處，總面積7.83㎡， 占基礎(chǔ)下段700mm高度4個側(cè)面面積的40。此外，有的基礎(chǔ)還有分層現(xiàn)象，在離基底300mm處有一層140mm厚的分離層。

2. 事故原因
1）在澆筑基底中部混凝土?xí)r，底節(jié)串筒不成豎向，結(jié)果使石子滾向前方，砂漿留在后面，形成蜂窩；
2）基礎(chǔ)頂面設(shè)置有125×300mm的方格鋼筋網(wǎng)，施工人員站在網(wǎng)上操作。澆搗底板中部時，振搗棒從兩邊斜插入振搗，表面雖出漿，中下部難以振實，質(zhì)量無法保證； 
3）土模附近振搗極差；
4）造成分離層的因素是工人交接班停留時間過長，超過混凝土初凝時間。但接班后繼續(xù)灌筑時，沒有先灌注一層無石子的水泥砂漿。
5）基礎(chǔ)受力主筋太密，鋼筋凈距不足40㎜；影響砼澆筑。 
3.事故處理 
考慮如下幾方面因素：①舊基礎(chǔ)蜂窩、空洞面積太大，除表面發(fā)現(xiàn)的情況外，內(nèi)部其它情況尚且不明；②底板部分墊層與受力主筋之間已灌進(jìn)大量泥漿，無法徹底清除；③若將基礎(chǔ)加高，對生產(chǎn)使用無影響。決定在舊基礎(chǔ)上重新作鋼筋混凝土基礎(chǔ)。新基礎(chǔ)根據(jù)計算需2m高，肋部包括舊基礎(chǔ)在內(nèi)為2m寬。新舊基礎(chǔ)接觸面處全部鑿毛連接。已發(fā)現(xiàn)的蜂窩、空洞全部用高標(biāo)號砂漿填實。 
樁基礎(chǔ)事故處理
   1. 混凝土預(yù)制打入樁 
1）樁頂破碎。原因：混凝土強度不夠、樁頂鋼筋構(gòu)造不妥、樁頂不平、錘重選擇不當(dāng)、樁墊不良等。
2）沉樁過程中會產(chǎn)生擠土效應(yīng)，引起樁身側(cè)移、傾斜、甚至斷樁。
       合理安排打樁順序，控制打樁速度，設(shè)置砂井或減壓孔等，都可以減小擠土效應(yīng)。
3）樁基變位。對先打樁后挖土的工程，如果打樁后緊接著開挖基坑，由于土的應(yīng)力釋放，以及挖土高差形成一側(cè)卸荷和側(cè)向推力，土體易產(chǎn)生水平位移，使先前打設(shè)的樁產(chǎn)上水平移位。

2. 泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁 
1）塌孔（成孔中、澆筑混凝土前、混凝土澆筑中）。原因：泥漿比重不夠；孔內(nèi)水頭高度不夠或出現(xiàn)較大承壓水，動水壓力得不到平衡；在松軟砂層中鉆進(jìn)時，進(jìn)尺速度太快或停在一處空轉(zhuǎn)時間過長，轉(zhuǎn)速太快。
2）鉆孔漏漿。原因：遇到滲水性強或有地下水流動的土層；水頭過高使孔壁滲漿。
3）樁孔偏斜。原因：鉆孔中遇到較大的孤石或探頭石；在有傾斜度的軟硬地層交界處、巖石傾斜處，或在粒徑大小懸殊的砂卵石中鉆進(jìn)，鉆頭所受的阻力不均。

4）鋼筋籠放置與設(shè)計要求不符。鋼筋籠變形，保護(hù)層不夠，深度位置不符合要求。原因：堆放、起吊、運輸沒有嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程，支墊數(shù)量不夠或位置不當(dāng)，造成變形；鋼筋籠吊放入孔時不是垂直緩緩放下，而是斜插入孔內(nèi)；清孔時孔底沉碴或泥漿沒有清理干凈，鋼筋籠放不到設(shè)計深度。
5）斷樁。原因：混凝土較干，骨料太大或未及時提升導(dǎo)管以及導(dǎo)管位置傾斜等，使導(dǎo)管堵塞，形成樁身混凝土中斷；混凝土澆筑不連續(xù)，中斷時間過長；導(dǎo)管掛住鋼筋籠，提升導(dǎo)管時沒有扶正等 。

3. 樁基事故處理方法選擇 
        樁基事故種類很多，原因也很復(fù)雜，在選擇處理方法時要慎重。

序
號	     處 理 方 法

事 故 名 稱 	補
沉	補
樁	糾
偏	送
樁
加
補
樁	擴(kuò)
大
承
臺	復(fù)
合
地
基	修改
樁型
或
沉樁參數(shù)	承
臺
外
周
補
樁
1	沉樁深度不足	▲	△				△		
2	最終貫入度太大	▲	△		△		△	△	
3	接樁節(jié)點脫開		△		▲				
4	樁位偏差過大			△		▲			
5	樁傾斜過大但未斷裂		△	▲		△			
6	土體上涌使樁上升（未斷）	▲							△
7	斷樁		▲				△	△	
預(yù)制樁常見事故處理方法選擇 
鉆孔灌注樁常見
質(zhì)量事故處理方
法選擇

序
號	     
  處 理 方 法

事 故 名 稱
      	打
撈
鉆
具	成
孔
事
故
處
理
法	導(dǎo)
管
事
故
處
理
法	接
樁	補
樁	樁
身
鉆
孔
補
強	擴(kuò)
大
承
臺	復(fù)
合
地
基	改
變
施
工
方
法	修
改
設(shè)
計
參
數(shù)               	減
小
結(jié)
構(gòu)
荷
載	結(jié)
構(gòu)
驗
算
1	鉆孔中掉鉆、埋鉆	▲								△	△		
2	成孔中縮頸、塌孔、漏漿、孔斜		▲							△	△		
3	導(dǎo)管被卡、拉斷或外露			▲	△					△	△		
4	混凝土強度低劣						▲		△			△	△
5	樁深不足					△	▲		△			△	
6	沉碴過厚					△	▲		△	△		△	
7	錯位嚴(yán)重					△		▲					
8	樁頂標(biāo)高不足				▲								
【工程實例6. 8】
工程概況
        深圳某15層綜合樓采用鉆孔灌注樁。主樓部分99根，直徑1000㎜；輔樓部分23根，直徑800㎜。設(shè)計單樁承載力分別為4500kN和3200kN，設(shè)計樁長47m，要求進(jìn)入中風(fēng)化花崗巖不少于1m。樁頂混凝土應(yīng)澆筑至設(shè)計樁頂標(biāo)高以上0.5至0.8 m。施工采用黃河鉆，正循環(huán)泥漿護(hù)壁鉆孔，導(dǎo)管水下澆筑混凝土成樁。
      該場地土層自上而下為：①填土，未經(jīng)壓實的亞粘土，厚2～4m；②淤泥，軟—流塑狀，高壓縮性，厚2～4m；③淤泥質(zhì)土，軟塑，高壓縮性，厚3～5m；④可塑性粘土及少量砂層。地下水埋深2m，蘊藏量豐富。
2. 事故情況及原因
⑴樁基礎(chǔ)質(zhì)量問題
           施工后發(fā)現(xiàn)有21%混凝土試塊未達(dá)設(shè)計要求。抽測25根直徑1000㎜的樁，其中有局部斷裂、泥質(zhì)夾層、承載力低的三類樁6根，有其它局部問題的二類樁7根。
           開挖檢查，36﹟及39﹟樁開挖至-7.5m樁頂設(shè)計標(biāo)高處無混凝土，其中36﹟樁在-13m處、39﹟樁在-11.7m處始遇硬物。對7根樁進(jìn)行鉆探抽芯檢查，發(fā)現(xiàn)：①有5根樁尖未進(jìn)入中風(fēng)化花崗巖層；②有5根樁孔底部沉渣超厚；③4根樁有一處以上樁芯破碎不連續(xù)；④1根為斷樁；⑤樁身普遍局部含泥、砂，骨料松散（設(shè)計要求混凝土為C28，個別芯樣混凝土 只有16.8MPa）。
           對質(zhì)量問題嚴(yán)重的31﹟及107﹟樁進(jìn)行單樁靜載試驗：31﹟樁壓至5400kN破壞，容許承載力2250kN，其中摩擦力約占90%；107﹟樁壓至6400kN破壞，容許承載力2800kN,摩擦力約占70%。說明這些樁只能起摩擦作用，且均未達(dá)到4500kN的設(shè)計承載力要求。 
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⑵質(zhì)量問題原因分析
       1）入巖程度判斷失誤。停鉆前終孔采樣中已含有中風(fēng)化顆粒，誤認(rèn)為已進(jìn)入中風(fēng)化層而停鉆。
       2）沉渣超厚普遍。由于孔深在45ｍ以上，孔徑大，擴(kuò)孔要求高，泥漿循環(huán)速度慢，排渣困難，從提升鉆具至下導(dǎo)管澆筑混凝土前的一段時間內(nèi)，在孔底沉淀不少渣土。
       3）樁芯破碎及斷樁。由于導(dǎo)管埋管及拆管長度控制不嚴(yán)，造成樁身夾泥、混凝土松脆破碎及斷樁等現(xiàn)象。
      4）樁頂未達(dá)設(shè)計標(biāo)高。原因：①澆筑混凝土的上升，泥漿不斷被擠出孔外，所剩的泥漿變稠甚至形成泥團(tuán)，使混凝土難以進(jìn)入混凝土保護(hù)層；待澆筑完混凝土后，混凝土的側(cè)壓力增加，使混凝土被擠入保護(hù)層，混凝土面的標(biāo)高下降。②導(dǎo)管埋入混凝土太深，拔出后造成混凝土頂面下降。③混凝土的側(cè)壓力大于淤泥孔壁壓力，會使混凝土擠向四側(cè)，形成鼓肚使混凝土頂面下降。 
42
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5）樁身混凝土強度低。原因：①由于混凝土水灰比大，必然會降低強度。②混凝土內(nèi)混有泥漿也降低強度。

3. 事故處理

1）考慮到有相當(dāng)部分的樁未進(jìn)入中風(fēng)化花崗巖層、樁底沉渣過厚、試樁承載力過低等原因，決定上部由15層減至10層。 
       2）減層后的樁基尚需作如下加固處理：
   ①挖除樁頂積土，支模板接樁至設(shè)計標(biāo)高。
   ②通過鉆探抽芯孔，以清水高壓清洗樁身混凝土破碎帶，壓灌水灰比為0.5的純水泥漿進(jìn)入裂隙及芯孔。
   ③設(shè)法加固各樁之間的承臺和承臺梁，使它們盡可能連成一體，調(diào)整各樁間可能產(chǎn)生的不均勻沉降。 
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