地基基礎工程事故分析

余復興, 曾祥哲

鄭州市第一建筑工程集團有限公司（450000）

由于地基和基礎工程的質量問題,建筑物墻體和樓蓋開裂影響使用的，有礙觀瞻并使人有不安全感覺的，甚至使建筑物倒塌的事故,近幾年有上升的趨勢。根據統計資料顯示，其中地基和基礎工程的質量問題，占總事故的21%。在建筑結構的設計和施工過程中，難駕馭的并不是上部結構，而是該工程的地基和基礎工程,建筑物的上部結構盡管千變萬化，但是在電子計算機普遍應用的今天,基本上都可在設計和施工中被預知和掌握。而對于建筑所在地下土層分布則不然，一般地說,人們只能在設計前通過幾個鉆孔的土樣的試驗得知其少數信息，也只能在施工后，槽底的釬探結果了解其表層信息,至于更深層更全面的情況卻不能全面的掌握，往往憑經驗加以處理，這就產生誤差，以至造成建筑物建成后的損壞，而且，地基基礎都是地下隱蔽工程，建筑工程竣工后，難以檢查，使用期間出現事故的苗頭也不易察覺，一旦發生事故難以補救，甚至造成災難性的后果。

地基基礎工程事故發生可能是因勘測、設計、構造、制造、安裝與使用等因素相互作用引起的。而這些因素中，某些因素引起突發事故,而另一些因素可能導致逐漸發生的事故。

1 因工程地質勘查中的錯誤而產生的事故

工程勘察報告要全面反映建筑場地工程地質和水文地質情況。預防地基與基礎工程事故，首先對場地工程地質和水文地質條件全面正確的了解,要做到這一點關鍵要搞好工程勘查工作，要根據建筑物場地的特點、建筑物情況合理確定工程勘察目的和任務，勘查工作是設計的重要程序，決不能忽視而不做，也不能隨便做而不考慮是否適用，特別是對復雜的、軟弱的地基，更應慎重對待。即使對單層的一般性建筑，也不能不做勘查。

在勘查時要重視對鉆孔深度的選擇。由于鉆孔深度必須符合設計要求，如果不符合設計上對壓縮厚度的需要，或者達不到樁所坐落的土層時,那就不可能正確計算出地基的沉降或樁的正確承載力，也就達不到基礎設計要求。因此必須按設計要求確定合適鉆孔深度。如果由于勘查量不足，鉆孔和探坑布點少，再加上鉆孔深度不夠，以致不能表達出土的不均勻性和層理的不一致性，就有可能引起建筑的翹曲和彎折而出現裂縫，造成危害。

2 因建筑物基礎底面土壓力過大超過地基承載力造成的事故

地基承載力是建筑物地基基礎設計中的一個關鍵指標。各類地基承受基礎傳來荷載的能力都有一定的限度，超過這一限度，首先發生的是建筑物具有較大的不均勻沉降，引起房屋開裂；如果超越這一限度過多，則可能因地基土發生剪切破壞而整體滑動或急劇下沉,造成房屋的傾倒或嚴重受損，下面結合實例進行具體分析:

1）因地基中暗溝、古墓等舊構筑物影響造成的事故。

建筑物地基槽開挖后,可能遇到許多局部異常的情況,例如:在地基土中存在暗溝、古墓、古井、舊基礎等已廢棄的構筑物，其中在暗溝、古井內往往填充疏松的建筑垃圾或淤泥軟土，形成局部的松軟部位，可能引起基礎局部嚴重下沉，導致上部墻體或結構開裂;如遇古墓、防空洞等中空構筑物，則可能引起塌陷事故；至于遇到舊基礎、廢化糞池等構筑物,它們雖然比周圍天然地基堅實得多，但易形成軟硬突變，也會造成上部結構開裂。因此在刨槽驗槽過程中查明局部異常情況是十分重要的。

某廠鑄鋼車間廠房長度66.75 m，寬度39 m，為三跨等高排架，柱基為鋼筋混凝土杯形基礎，基礎一般埋置深度為2 m，基礎夯實干密度 ρd≥16 g/cm3，夯實影響深度 0.3～0.4 m。廠房主體結構完工后，安裝吊車前發現結構開裂事故:房屋東側地面開裂，裂縫長達15m，裂縫最大寬50～60mm；南墻東側開裂，裂縫最大寬20mm,鋼筋混凝土圈梁亦被拉裂，裂縫多達20余條，廠房東南角向外偏移20mm，廠房東南6個基礎下沉，下沉速度平均每月約3～4mm。

事故原因分析:①未按設計要求探墓深度6～7 m，實際探墓深度只有2m，事故發生后進行補探，在東南角10個柱基范圍內，就探出木棺11個，位于基礎下或旁邊，木棺頂距基礎底面約1.5～2.0m，木棺有的為空穴，有的充填淤泥。②廠房未經詳細勘察，據初勘階段臨近廠房探坑資料，按地基土的承載力150 kPa盲目設計,實際地基土非天然沉積土,而是填土，地基土的承載力僅為100～120 kPa。

在地基基礎施工中，遇到暗溝、古墓等舊構筑物是經常發生的。除進行必要的勘測、挖掘之外，虛心向當地人請教，進行細微的調查研究也是十分必要的。

2）因建筑地基發生溶蝕與管涌造成的事故。

石灰巖地區經長期地下水的作用，可能發生溶洞。溶洞發育地區，將發生地基溶蝕。山區殘積土或披積土顆粒大小相差懸殊時，在地下水流動作用下，可能發生溶蝕或管涌。如地基土質級配不良，地下水流速大，則地基中土的細顆粒可能被沖走，而產生管涌。

凡在上述地區建造的工程都應仔細進行工程地質勘察，如果認為地基中存在上述溶蝕問題，應另選場地。

事故實例:某凈水廠建在一座小山旁，基槽開挖6m深，以建造沉淀池和過濾建筑物，工廠完工并使用一個月后的一天早上,操作人員聽到很響的咕咕聲，隨著一連串的隆隆聲，像遠距離開大炮一樣，過濾建筑物發生嚴重搖動并開裂，從頂部一直開裂到底部，同時建筑物的一半發生傾斜。

事故原因分析:凈水廠的地基土為殘積土，基巖為石灰巖,裂縫發育。建筑物施工其間，施工單位不慎打破直徑457 mm的自來水總管，結果將容量為226mm的大水箱放空，使得大量水滲入地下，當地基受水浸泡后，由于殘積土顆粒大小懸殊，細顆粒被水沖走，發生溶蝕與管涌，導致沉淀池底部出現大的洞穴,沉淀池基礎與地基之間多處產生很大的缺口，由于地基嚴重溶蝕與管涌結果。凈水廠完全遭到破壞，無法使用。

應吸取的教訓:土建工程技術人員應該認識到地下水對工程的設計方案、施工方法和工期、建筑工程的投資和使用都有密切關系。如果對地下水處理不當,可能發生工程事故。

3 結語

當發生一次重大的地基基礎事故后,最關鍵的是對這次質量事故發生的原因進行分析，只有正確的分析，才能發現事故的原發癥結，才能找到今后應吸取的教訓，化消極因素為積極因素，才能制定出適宜的防治措施，防患于未然。對于結構設計，施工技術和使用中的錯誤引起的，大部分是主觀性的錯誤。應當嚴格遵守勘查、設計與施工的規范規定和相應要求，則錯誤是可以避免的。