摘   要：文章分析了地基基礎(chǔ)工程事故發(fā)生的一些因素及原因，提出了相應(yīng)的防止辦法，同時列舉了實例加以說明。
　
  
      一、前言
      在建筑結(jié)構(gòu)的建造的使用過程中，由于地基和基礎(chǔ)工程的質(zhì)量問題，使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，更有甚者使建筑物倒塌的事故，近幾年有上升的趨勢，根據(jù)統(tǒng)計資料顯示，其中地基和基礎(chǔ)工程的質(zhì)量問題，占總事故的21%。在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工過程中，人們普遍認為最難駕馭的并不是上部結(jié)構(gòu)，而是該工程的地基和基礎(chǔ)工程的問題，建筑物的上部結(jié)構(gòu)盡管千變?nèi)f最化，復(fù)雜萬分，但是在電子計算機普遍應(yīng)用的今天，它們基本上都是在設(shè)計和施工中可以被預(yù)知和掌握。而對于建筑群所在場地的地下土層分布則不然，一般地說，人們只能在設(shè)計前通過幾個鉆孔的土樣的試驗得知其少數(shù)信息，也只能在施工后，槽底的釬探結(jié)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(jīng)驗加以處理，這就產(chǎn)生誤差，甚至錯誤造成對建筑物建成后的損壞，而且，地基基礎(chǔ)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(xiàn)事故的苗頭也不易察覺，一旦發(fā)生事故難以補救，甚至造成災(zāi)難性的后果。
     地基基礎(chǔ)工程事故發(fā)生可能是因勘測、設(shè)計、構(gòu)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(fā)事故。另一些因素可能導(dǎo)致消耗性逐漸發(fā)生的事故，從安全上講，突發(fā)事故是危險的。所以，研究并探討地基基礎(chǔ)工程事故發(fā)生的原因，更具有普遍性。地方性和經(jīng)驗性，對它的分析后得到的經(jīng)驗教訓(xùn)，更是建筑工程技術(shù)人員需要不斷積累的知識財富。并對地基基礎(chǔ)工程事故采取有效的防止措施，是一個值得重視的課題。
      二、地基與基礎(chǔ)的工程事故的原因及防治方法
      （一）因工程地質(zhì)勘查中的錯誤而產(chǎn)生的事故
　　工程勘察報告要全面反映建筑場地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，預(yù)防地基與基礎(chǔ)的工程事故，首先對場地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件全面正確的了解，要做到這一點關(guān)鍵要搞好工程勘查工作，要根據(jù)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(wù)，勘查工作是設(shè)計的重要稱序，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(fù)雜的、軟弱的地基，更應(yīng)慎重對待。即使對單層的一般性建筑，也不能不做勘查。
　　事故實例：某市修建的一座庫房樓，該庫房為兩層樓房，平面呈一字型，東西向長47.28m，南北向?qū)?0.68m，高7.50m。庫房正中為樓梯間，東西各兩大間，每間長10.89m、寬10.20m。中部有兩個獨立柱基。內(nèi)外墻均為條形基礎(chǔ)。此樓在使用一年后。庫房西側(cè)二樓墻上既發(fā)現(xiàn)有裂縫。此后裂縫數(shù)量增多，裂縫寬度展擴。據(jù)詳細調(diào)查統(tǒng)計，大裂縫已有33條，有的裂縫長度超過1.80m，寬度達10～30mm，且地面多處開裂。6年之后，再度調(diào)查，發(fā)現(xiàn)裂縫長達3.20m，裂縫寬為8～10mm，且內(nèi)外貫通。說明6年多來庫房的沉降一直都在發(fā)展。
　　事故原因分析：原勘查失誤是事故的主因，原勘查報告雖有幾個鉆孔資料但僅有庫房對角線的41#、46#孔分別深5.10m、5.35m，其余5個孔只有2m多，遠不及基礎(chǔ)受壓層深度。更值得注意的是有2個孔已穿過有機土和泥碳層，但卻未做記錄，在報告中未說明，只是簡單地建議地基計算強度為fk=100KN/M2。這是該庫房發(fā)生嚴重質(zhì)量問題的根源；設(shè)計人員對這份粗糙的勘查報告，并未提出補做勘查的要求。此外按規(guī)范規(guī)定對于三層和三層以上的房屋，其長高比L/H宜小于或等于2.5；本例雖為二層砌體結(jié)構(gòu)，但長高比L/H=47.28/7.5=6.3，次值》25，導(dǎo)致房屋的整體剛度過小，對地基過大不均勻沉降的調(diào)整能力太弱。設(shè)計人員又未采取加強上部結(jié)構(gòu)剛度的有力結(jié)構(gòu)措施，也是導(dǎo)致墻體開裂的重要原因。
　　應(yīng)吸取的教訓(xùn)：第一，工程勘查工作做的粗糙；第二，地基的選擇和處理方法不當(dāng)，未能使房屋坐落在比較均勻的天然或人工地基上；第三，上部結(jié)構(gòu)整體剛度弱。這三點教訓(xùn)也就是平時常說的“情況不明，決心不大，方法不好”。
　　此外，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(shè)計要求，如果不符合設(shè)計上對壓縮厚度的需要，或者大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(chǔ)設(shè)計要求。因此必須按設(shè)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(xiàn)裂縫，造成危害和浪費。。
　�。ǘ�）因建筑物基礎(chǔ)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(chǔ)設(shè)計中的一個關(guān)鍵指標。各類地基承受基礎(chǔ)傳來荷載的能力都有一定的限度，超過這一限度，首先發(fā)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(fā)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，下面列舉全世界聞名的實例
　　事故實例：加拿大特斯康谷倉，平面呈距形，長度59.44m，高度為31.00m，寬度為23.47m。容積為圓筒倉，每排 13個倉，5排，總計65個圓筒倉組成，谷倉的基礎(chǔ)為整塊鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)厚度61cm，基礎(chǔ)埋深為3.66m。1911年該倉開始施工，1913年秋完工。谷倉自重20000t，相當(dāng)于裝滿谷物后總重量的42.5%。1913年底月起此谷倉裝谷物，仔細裝載，分布均勻。10月當(dāng)谷倉裝了31822m2谷物時，發(fā)現(xiàn)谷倉下沉，一小時沉降達31.5cm，結(jié)構(gòu)物向西傾斜，并在24小時內(nèi)，整個谷倉傾倒，傾倒度達26.53。谷倉西端下沉7.32m，東端上抬1.52m。
　　事故原因分析：經(jīng)檢查，谷倉工程未做勘察。設(shè)計根據(jù)鄰近工程基槽開挖實驗結(jié)果，計算地基承載力為352KPa，應(yīng)用到這個谷倉。谷倉場地位于冰川湖的盆地中，地基表層為近代沉積層，厚度3m；表層下面為冰川沉積粘土層，厚度122m。1952年在離谷倉18.3m處打了一些鉆孔，從鉆孔的粘土原狀式樣測的：粘土層的平均含水率隨深度而增加，從40%到60%；無側(cè)限抗壓強度從118.4 KPa減少到70.0 Kpa，平均為100 KPa；平均液限ωl=105%，塑限ωp=35%，塑性指數(shù)高達IP=70。由試驗可知這層土是高膠體、高塑性的。按太沙基公式計算地基承載力f，如采用粘土層無側(cè)限抗壓強度平均值100 Kpa，則地基承載力f為278.6 KPa，小于谷倉地基破壞時的基礎(chǔ)底面壓力329.4 KPa，若用qumin=70.0 KPa計算，則f=193.5 KPa，更遠小于谷倉基礎(chǔ)滑動時的實際基底力.
　　事故主要原因：加拿大特斯康谷倉破壞的是因為谷倉事先未做勘察，設(shè)計盲目進行，采取設(shè)計荷載遠超過地基土的承載力，導(dǎo)致谷倉發(fā)生地基整體滑動破壞的嚴重事故。
　　應(yīng)吸取的教訓(xùn)：地基整體剪切破壞事故，它造成的工程事故災(zāi)害很嚴重，必須引起土建工程技術(shù)人員的極度重視。設(shè)計人員應(yīng)慎重對待工程勘查報告提供的地基承載力建議值，嚴格計算基礎(chǔ)的實際土壓力，若對勘察告的建議值有懷疑，可以在做載荷試驗驗證。施工人員在天然地基上建造大中型工程時，應(yīng)復(fù)核設(shè)計地基承載力的合理性。一旦發(fā)生地基產(chǎn)生較大的沉降或傾斜，必須立即停工，會同勘查、設(shè)計和使用單位共同研究。采取必要措施，防止地基和建筑物發(fā)生災(zāi)難性破壞。
　�。ㄈ�）因地基中暗溝、古墓等舊構(gòu)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：在地基土中存在有暗溝、古墓、古井、舊基礎(chǔ)等已廢除了的構(gòu)筑物，其中在暗溝、古井內(nèi)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(chǔ)局部嚴重下沉。導(dǎo)致上部墻體或結(jié)構(gòu)開裂；如遇古墓、防空洞等中空構(gòu)筑物，則可能引起塌陷事故；至于遇到舊基礎(chǔ)、廢化糞池等構(gòu)筑物，它們往往比周圍天然地基堅實得多，形成軟硬突變，也會造成上部結(jié)構(gòu)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。
　　事故實例：某廠鑄鋼車間廠房長度66.75m，寬度39m，為三跨等高排架，柱基為鋼筋混凝土杯形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)一般埋置深度為2m�；�礎(chǔ)夯實干密度》ρd≥16g/cm3，夯實影響深度0.3～0.4m。廠房主體結(jié)構(gòu)完工。安裝吊車前發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)開裂事故：房屋東側(cè)地面開裂，裂縫長達15m，裂縫最大寬50～60mm，。南墻東側(cè)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(chǔ)下沉。下沉速度平均每月約3～4mm。
　　事故原因分析：第一，未按設(shè)計要求探墓深度6～7m。實際探墓深度只有2m，事故發(fā)生后進行補探，在東南角10個柱基范圍內(nèi)，就探出木棺11個，位于基礎(chǔ)下或旁邊。木棺頂距基礎(chǔ)底面約1.5～2.0m，木棺有的為空穴，有的充填淤泥。第二，廠房未經(jīng)詳細勘察，據(jù)初勘階段臨近廠房探坑資料，按地基土的承載力150KPa盲目設(shè)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100～120KPa。
　　一點經(jīng)驗：在地基基礎(chǔ)施工中，遇到暗溝、古墓等舊構(gòu)筑物是經(jīng)常發(fā)生的。這時候最重要的是設(shè)法弄清情況，除進行必要的勘測、挖掘之外，虛心向當(dāng)?shù)厝撕凸と苏埥�，進行細微的調(diào)查研究，是十分必要的。然后才能作出符合實際的處理方法。
　�。ㄋ模┮蚪ㄖ�地基發(fā)生溶蝕與管涌造成的事故
　　1.當(dāng)建筑地基中存在地下水，并有下列條件時，則可能發(fā)生溶蝕與管涌事故：
　�。�1）石灰?guī)r地區(qū)經(jīng)長期地下水的作用，可能發(fā)生溶洞。溶洞發(fā)育地區(qū)，將發(fā)生地基溶蝕。
　　（2）山區(qū)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(fā)生溶蝕或管涌。
　�。�3）如地基土質(zhì)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(chǎn)生管涌。
　　凡在上述地區(qū)建造的工程都應(yīng)仔細進行工程地質(zhì)勘察，如果認為地基中存在上述溶蝕問題，應(yīng)另選場地，因為上述溶蝕事故的措施相當(dāng)不容易，并且費用很高。
　　事故實例：美國東南部亞拉巴馬洲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。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(fā)生嚴重搖動并開裂，從頂部一直開裂到底部，同時建筑物一半發(fā)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?guī)r，裂縫發(fā)育。建筑物施工其間，施工單位不慎打破直徑457mm的自來水總管，結(jié)果將容量為226m的大水箱放空，使得大量水滲入地下，當(dāng)?shù)鼗�受水浸泡后，由于殘積土顆粒大小懸殊，細顆粒被水沖走，發(fā)生溶蝕與管涌造成的事故，導(dǎo)致沉淀池底部出現(xiàn)大的洞穴，沉淀池基礎(chǔ)與地基之間多處產(chǎn)生很大的缺口，寬達15～30cm。由于地基嚴重溶蝕與管涌結(jié)果。凈水廠完全遭到破壞，無法使用。
　　應(yīng)吸取的教訓(xùn)：土建工程技術(shù)人員應(yīng)該認識到地下水對工程的設(shè)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(guān)系。如果對地下水處理不當(dāng)，可能發(fā)生工程事故。
　　2.地下水的主要影響有：
　�。�1）基礎(chǔ)埋深——基礎(chǔ)宜埋置在地下水位以上，凍土層厚度以下，后者與土中的毛細水有關(guān)。
　　（2）施工排水——當(dāng)基礎(chǔ)埋置地下水位以下時，基槽開挖和基礎(chǔ)施工必須排水。如果排水不好或基槽遭踩踏都會造成隱患。
　　（3）地下水升降——下降會使建筑物產(chǎn)生不均勻沉降，而上升會使粘土層軟化黃土下沉、膨脹土層吸水膨脹。
　�。�4）溶蝕與管涌——在石灰?guī)r地區(qū)地下水存在會造成溶蝕，在有承壓水地區(qū)，如基槽挖除承壓水以上隔水層，則可能出現(xiàn)大量涌水浸泡地基。
　�。�5）空心結(jié)構(gòu)浮起——水池、油罐、空曠地下工程埋深超越地下水位教多時，可能上浮，影響使用。
　　三、結(jié)語
　　當(dāng)發(fā)生一次重大的地基基礎(chǔ)事故后，最關(guān)鍵的事對這次質(zhì)量事故發(fā)生的原因進行分析，只有正確的分析，才能發(fā)現(xiàn)事故的原發(fā)癥結(jié)。進行公正的仲裁，明確事故的責(zé)任；只有正確的分析，才能找到今后應(yīng)吸取的教訓(xùn)，化消極因素為積極因素；也只有正確的分析，才能制定出適宜的防治措施，防患于未然。對于結(jié)構(gòu)設(shè)計，施工技術(shù)和使用中的錯誤引起的，其中大部分是主觀性的錯誤。而當(dāng)嚴格遵守勘查、設(shè)計與施工的標準文件的規(guī)定和相應(yīng)要求，則錯誤是可以避免的。工程設(shè)計人員在進行地基基礎(chǔ)的設(shè)計時，應(yīng)注意以下幾個方面：
　　第一，地基基礎(chǔ)的設(shè)計應(yīng)當(dāng)根據(jù)建筑物的使用要求，結(jié)構(gòu)型式和工地的土質(zhì)條件，并結(jié)合現(xiàn)場具體情況，在適用與經(jīng)濟的前提下，要保證建筑物的主要承重結(jié)構(gòu)在正常使用過程中不發(fā)生裂縫或損壞。
　　第二，地基基礎(chǔ)工程事故是目前在建筑工程中出現(xiàn)得較多的問題。為防患于未然，有關(guān)人員應(yīng)針對地基情況，“對癥下藥”認真細致地做好勘查、總體布置，選取基礎(chǔ)類型和設(shè)計計算等方面的工作。  
　　第三，有關(guān)人員不僅要研究已出現(xiàn)的工程事故作為“前車之鑒”，同時也應(yīng)學(xué)習(xí)已有的成功經(jīng)驗與方法，不斷提高技術(shù)水平，確保工程質(zhì)量。
　　第四，在地震區(qū)中，對已發(fā)生的消耗性地基基礎(chǔ)事故，不應(yīng)忽視而應(yīng)及時修好，否則在地震作用下可能轉(zhuǎn)變?yōu)闉?zāi)難性的工程事故。
　　第五，建議編制有關(guān)防止地基基礎(chǔ)工程事故的法規(guī)，以使有關(guān)方面重視這項工作。