2013.12地基与基础施工质量验收规范强条解读

'建设工程专业技术人员培训学习《建筑地基基础工程施工质量验收规范》强制性条文解读华中科技大学土木工程学院李惠强《建筑地基基础工程施工质量验收规范》《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202—2002强制性条文解读《地基基础验收规范》强制性条文共7条，其中地基2条；桩基3条；基坑2条。一、地基验收强制性条文（2条）4.1.5对灰土地基、砂和砂石地基、土工合成材料地基、粉煤灰地基、强夯地基、注浆地基、预压地基，其竣工后的结果(地基强度或承载力)必须达到设计要求的标准。检验数量：每单位工程不应少于3点，1000m2以上工程，每100m2至少应有1点，3000m2以上工程，每300m2至少应有1点。每一独立基础下至少应有1点，基槽每20延米应有1点。 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》【释义】当原天然土构成的地基承载力不足时，采用灰土、砂和砂石、粉煤灰、土工合成材料进行置换处理；或对原土强夯、注浆、预压等技术对地基进行处理，以改善土体性质，提高地基强度及承载力。其特点是加固后土体的物理力学性质基本上是相同的，属于“均质地基”范畴。检验或验收的项目：地基强度或承载力，必须达到设计要求的标准。质量问题及危害：当地基强度或承载力达不到到设计要求时，将造成承载于地基上的筏板基础、箱型基础、条式基础或独立基础沉降，多为不均匀沉降，继而引起建筑物倾斜，甚至倒塌。《建筑地基基础工程施工质量验收规范》4.1.6对水泥土搅拌桩复合地基、高压喷射注浆桩复合地基、砂桩地基、振冲桩复合地基、土和灰土挤密桩复合地基、水泥粉煤灰碎石桩复合地基及夯实水泥土桩复合地基，其承载力检验，数量为总数的0.5%～1%，但不应少于3处。有单桩强度检验要求时，数量为总数的0.5%～1%，但不应少于3根。【释义】本条为当原天然土构成的地基承载力不足时，采用水泥土搅拌桩、高压喷射注浆桩、砂桩、振冲桩、灰土挤密桩、水泥粉煤灰碎石桩、夯实水泥土桩等技术加强原天然土体，使桩与原天然土体共同形成承载的复合地基。其特点是加固区由被改良的天然地基土体和桩增强体构成，共同承受上部结构荷载。检验或验收的项目：其桩是主要施工对象，重点是检验桩的质量。 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》工程案例地基承载力不足引起建筑物倾斜事故1.工程质量事故概况湖北省某市新建五栋砖混结构10层点式住宅，高31.8m。每栋建筑面积2795.4m2，450mm厚钢筋混凝土整板基础，基础埋深0.5m。由于天然地基土为淤泥质粘土，强度不足，整板基础下换填中粗砂约1.7m。整板上加设肋梁，采用的是高300mm、宽370mm灰砂砖和高240mm的钢筋混凝土地圈梁形成的组合梁。上部结构承重墙体1~3层采用MU15灰砂砖、M7.5混合砂浆砌体；4~10层采用MU10粘土砖、M5水泥砂浆砌体。《建筑地基基础工程施工质量验收规范》1988年临近竣工时，楼房出现明显不均匀沉降与倾斜，基础最大沉降量达170mm，顶部偏移量达196mm，倾斜度达7‰。经检查整板基础严重开裂，组合地梁已多处断裂，并与墙体垂直裂缝相贯通。墙体出现大量垂直裂缝，其最大宽度达5mm，从基础底板贯通到第3层楼墙体。局部墙砌体呈压碎状破坏。经该市质检站与省质检中心鉴定为危房，必须进行加固处理。 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》出现明显不均匀沉降与倾斜的十层住宅楼图2-1《建筑地基基础工程施工质量验收规范》2.工程质量事故原因分析（1）设计时无地质资料。楼房在没有进行地质勘探情况下参照附近建筑场地地质条件进行设计。从后来补充勘探的地质资料来看，砂垫层下面是容许承载力为70kPa的淤泥质粘土，而基础设计时所取的地基容许承载力为110kPa。计算所得基底平均应力为97.3kPa，局部最大应力达到137.7kPa。地基承载力明显不足。（2）荷载重心偏离基础形心经计算，整幢房屋荷载重心偏离整板基础形心0.6m，荷载重心偏移的方向与房屋的倾斜方向是一致的。 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（3）施工清淤不干净按设计，整板基础下换填砂约1.7m，必须清除干净持力层中局部的流塑态淤泥夹层(fk=45kPa)。据现场施工人员反映，当时基坑开挖到设计深度而淤泥层并未见底，后继续开挖，在仍未全部清理干净的情况下就做了砂垫层。（4）事故发生后，检查发现底板周边的砂垫层有不同程度的向外侧移，厚度由原来的1.7m变为1.4m，向外侧移量达0.5m之多。这是因为砂垫层周边是原淤泥质粘土，无法阻止在上部建筑荷载偏心情况下使砂垫层向外的挤出。这是进一步造成房屋沉降加大的次生原因。《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（5）施工及建材质量差原设计1~3层采用MU15灰砂砖、M7.5混合砂浆，经检测，服役砌体的灰砂砖平均标号只有MU7.5，砂浆标号只有M2.5，远未达到原设计要求。此外，施工时灰砂砖未能充分湿水，致使砌筑砂浆失水现象普遍，砂浆粘结性能大大降低。经验算，砌体的实际承载能力比设计所需承载力相差10%~40%，因此，导致墙体开裂严重。（6）结构受力体系存在缺陷10层楼高的点式住宅平面布置上分割太多，无一条墙体直线贯通平面，又未设构造柱，房屋整体的抗侧移刚度显得薄弱，致使整体受力性能差。 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》3.事故处理的方法与措施（1）地基处理与建筑纠偏首先采用石灰桩加固基础底板砂垫层周围的地基土，使淤泥质土快速排水固结、挤密，提高周边淤泥质土层的承载力，阻止整板基础下的砂垫层向周边侧移沉降。石灰桩间距1m，两排梅花型布置，桩径350~450mm，深度2~2.5m，以进入淤泥质土层下的老土层0.5m为准。为了降低基底的平均应力和调整荷载重心与基底形心的偏移量，采用不对称扩大基础底板，倾斜一侧向外扩大1.4m，其他三侧向外扩大1.0m，使原来相对底板形心向东南方向偏移0.6m的荷载重心向西北方向回移0.42m，剩余偏移0.18m。《建筑地基基础工程施工质量验收规范》原基础底板组合肋梁两侧用宽200mm、高540mm的新浇C钢筋混凝土梁进行加固。向外接长的20C混凝土基础底板是通过原组合肋梁两侧向外延伸30的附加挑梁来传力的，并将新旧底板的钢筋焊接在一起，使之共同受力，加强整体性。图2-2基础底板上部组合肋梁加固 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》图2-3将整板基础向四周扩大降低基底应力，以弥补地基强度不足《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(2)砌体构造加固措施对有严重裂缝的墙体首先进行环氧砂浆灌缝处理，然后再进行加固。第1、第2层墙体采用钢筋混凝土双面夹板墙进行全面加固，混凝土强度等级为C20。混凝土夹板厚为60mm，双面水平和垂直分布筋用穿墙筋拉结。垂直分布筋从基础底板向上延伸，穿过楼板上下贯通。这样组合墙板与基础底板形成了一个共同工作的箱式整体，加强了墙体的整体受力性能。第3、第4层承重墙和部分窗间墙，采用M15水泥砂浆钢筋网夹板墙进行加固。为增强夹板墙与砌体的粘结力，将砌体灰缝剔除1cm左右，墙面在浇灌混凝土或抹砂浆前预湿水，墙面先刷106胶的素水泥浆增强结合力等。 图2-4外墙采用钢筋混凝土夹板加固《建筑地基基础工程施工质量验收规范》用钢筋混凝土夹板墙加固砖砌体墙五栋危房中第51号和52号经加固后投入了使用，另三栋因多方面原因未能加固，直接拆除了。 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》二、桩基验收强制性条文解读（3条）5.1.3打(压)入桩(预制混凝土方桩、先张法预应力管桩、钢桩)的桩位偏差，必须符合表5.1.3的规定。斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15%(倾斜角系指桩的纵向中心线与铅垂线间夹角)。表5.1.3预制桩（钢桩）桩位的允许偏差（mm）项项目允许偏差备注盖有基础梁的桩：H为施1（1）垂直基础梁的中心线100+0.01H工现场（2）基础梁的中心线150+0.01H地面标2桩数为1~3根桩基中的桩100高与桩顶设计3桩数为4~16根桩基中的桩1/2桩径或边长标高的桩数为4~16根桩基中的桩距离4（1）最外边的桩1/3桩径或边长（2）中间桩1/2桩径或边长《建筑地基基础工程施工质量验收规范》检验或验收的项目：检验项目见表5.1.3。【释义】桩位偏差首先要控制的是开孔定位的测量放样偏差，规范要求：群桩20mm;单排桩10mm。其次是要控制打入桩的挤土效应，挤土效应可造成周边先行已打入桩偏移或上浮，对桩位影响较大，要合理安排打桩顺序。第三是桩身的垂直偏差的控制。对桩头的定位偏差比较好检查，而成桩桩身的垂直偏差控制较难，特别是长桩桩身垂直偏差，可造成桩底部偏移较大，应严格控制。质量问题及危害：桩位偏差，特别是桩身的垂直偏差直接影响承载力。如中心承压的桩，桩垂直偏差会导致桩身承受侧向弯矩。 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》5.1.4灌注桩的桩位偏差必须符合表5.1.4的规定，桩顶标高至少要比设计标高高出0.5m，桩底清孔质量按不同的成桩工艺有不同的要求，应按本章的各节要求执行。每浇注50m3必须有1组试件，小于50m3的桩，每根桩必须有1组试件。检验或验收的项目：检验项目见表5.1.4。【释义】灌注桩孔内多有地下水，采用水下用导管浇筑混凝土的方法，由桩底开始，边提管边浇筑，直到顶部。顶部混凝土含泥水，混凝土质量较差，一般至少要凿去0.5m。桩底清孔主要是清除桩底泥土沉渣，应按不同的成桩工艺严格要求。一般要经过二次清孔，控制承重桩孔底沉渣厚度≤50mm。质量问题及危害：桩位偏差、孔底沉渣直接影响承载力和沉降量。《建筑地基基础工程施工质量验收规范》干 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》5.1.5工程桩应进行承载力检验。对于地基基础设计等级为甲级或地质条件复杂，成桩质量可靠性低的灌注桩，应采用静载荷试验的方法进行检验，检验桩数不应少于总数的1%，且不应少于3根，当总桩数少于50根时，不应少于2根。【释义】承载力检验不仅是检验桩的施工质量，也是检验桩的设计是否达到工程要求。桩的承载力检验是桩基工程中质量控制的重点，有静载荷试验和高应变动测方法，静载荷试验可靠性较高，对重要的工程（甲级）应采用静载荷试验确定桩的垂直承载力。建筑基桩属于隐蔽性工程，一旦基桩失稳，势必造成整体建筑物破坏。桩的承载力检验方法及要求应依据《建筑基桩检测技术规范》JGJ106—2003有关规定执行。后面作专门介绍。建筑基桩的检测技术介绍基桩竖向承载力静压试验基桩静压试验反力平台 建筑基桩的检测技术介绍基桩静压试验装置示意图建筑基桩的检测技术介绍基桩承载力静压试验——钢桁架式反力装置 建设工程专业技术人员培训学习堆载压重宜在检测前一次加足，并均匀稳固地放置于平台上。砂袋堆载建设工程专业技术人员培训学习静载试验钢梁式反力装置 建筑基桩的检测技术介绍锚桩横梁反力装置建设工程专业技术人员培训学习基桩静载试验伞形地锚式反力架 建设工程专业技术人员培训学习千斤顶作用合力中心应与桩中心轴线重合基准桩和试桩及压重平台支墩边之间的中心距离≥4D百分表应沿桩且＞2.0m周对称布置基桩承载力静压试验——油压千斤顶建设工程专业技术人员培训学习堆载与分级（1）堆载加于地基的压应力不应超过地基承载力特征值；（2）堆载的限值可根据对桩的影响确定。（3）加载分级不应小于8级，每级宜为预估极限荷载的1/8～1/10.荷载测量单桩竖向抗压静载试验的荷载测量可用放置在千斤顶上的荷重传感器直接测定；或采用并联于千斤顶油路的压力表测定油压，根据千斤顶率定曲线换算荷载。千斤顶油压表 建筑基桩的检测技术介绍QpQyQuQr荷载陡降型Qp—比例界限荷载Qy—屈服荷载缓变型Q—极限荷载uQr—破坏荷载沉降量荷载–沉降Q-s曲线建筑基桩的检测技术介绍单桩竖向极限承载力Qu可按下列方法综合分析确定：1、对于陡降型Q-s曲线，取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值。2、对于缓变型Q-s曲线可根据沉降量确定，宜取s=40mm对应的荷载值；对直径大于或等于800mm的桩，可取s=0.05D（D为桩端直径）对应的荷载值。3、当桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到稳定标准，Qu取前一级荷载值。★单桩竖向抗压承载力特征值Ra应按单桩竖向抗压极限承载力值的一半取值。 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》三、基坑工程验收强制性条文解读（2条）7.1.3土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。【释义】基坑工程随着逐层向下开挖，坑内土体被挖出，坑外土体的侧压力被逐步释放出来，在支撑体系未形成情况下，开挖后坑壁暴露时间过长可能会垮塌，必须及时支撑。土方开挖的顺序、方法涉及到坑外土体的侧压力被释放的先后，必须与支撑体系设计工况相一致，支撑才能有效发挥作用，如开挖超前过多，而支撑未及时跟进，坑外土体处于不稳定状态，随时可能垮塌。后面通过案例来说明。建筑基坑多层锚（撑）支护结构设计工况分析当基坑开挖深度较大时，为保证支护桩墙的稳定，需要沿深度方向，从上到下分层开挖，并逐层设置锚杆或支撑，即多层锚杆的设置是随着开挖不同工况设置的，见右图。每道支撑的内力因不同工况而异，如在工况1中，第1道支撑的内力T1随着继续向下开挖而逐T3步增大，在挖到预计设置第2层支撑以下0.5米的C点处有最大值。其它工况类推。工况1—求T1受力工况2—求T2受力 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》7.1.7基坑(槽)、管沟土方工程验收必须确保支护结构安全和周围环境安全为前提。当设计有指标时，以设计要求为依据，如无设计指标时应按表7.1.7的规定执行。（强制性条文共7条完）深基坑工程参考建筑工程基坑支护形式武汉某土钉墙喷锚支护基坑 深基坑工程①—土钉体②—钢筋网喷混凝土护面层③—基坑底面④—支护土体土钉墙喷锚支护土钉支护示意图土钉长度l与基坑深度H之比对非饱和土宜在0.6到1.2的范围内。土钉的水平和竖向间距Sh和Sv宜在1.2~2m的范围内。喷混凝土面层内钢筋网格尺寸150~300mm。钢筋直径6~8mm。喷混凝土面层的厚度在60~120mm之间，混凝土强度等级不低于C20,3天不低于10MPa。深基坑工程上部为土钉墙支护下部为排桩支护某工程基坑长160米，宽140米，基坑深20.6米。支护结构采用土钉墙+排桩+锚杆支护形式。 深基坑工程钻孔灌注桩护壁+抗拉锚杆支护体系深基坑工程钻孔灌注桩护壁+抗拉锚杆支护体系 800mm厚地下连续墙+5层锚杆支护体系深基坑工程钻孔灌注桩护壁+钢筋混凝土内支撑 深基坑工程内支撑体系——立柱为钢构柱深基坑工程钢筋混凝土内支撑式基坑支护结构 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》案例上海广场工程基坑开挖的方法及步序上海广场工程深基坑呈三角形，开挖深度16m~18.4m，北侧、西侧距道路5m~7m，东南侧距上海地铁1号线隧道外边2.5～3m。基坑围护结构及支撑体系采用厚0.8m、深25～28m的地下连续墙作围护挡墙。采用四道对撑式现浇钢筋混凝土支撑和围檩，及以混凝土垫层形成的第五道支撑。考虑时空效应的基坑开挖施工顺序为：（1）基坑自上而下分5层开挖和浇制5道钢筋混凝土支撑（包括基坑的混凝土底板）。（2）各层开挖和支撑施工分8个步序进行，共完成19个开挖块的开挖及支撑工作。见下图。《建筑地基基础工程施工质量验收规范》上海广场深基坑开挖步序划分图 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》第1步先开挖基坑中间部分的第1层土体，在开挖至第一层支撑底面高0.5m时，在支撑位置处按支撑宽度掏挖沟槽，砌筑地模，浇制钢筋混凝土支撑。第2、3、5、7、8步序中，每步中有2个开挖及支撑施工工作面，可使基坑在开挖和支撑制作施工过程中受力大体对称平衡。2、3、5、7、8步序完成后④轴、⑤轴、⑦轴、⑩轴、11轴、A轴、B轴支撑将贯通，可发挥支撑作用。第4、6步序中，每个步序中有4个开挖及支撑施工工作面，4、6步完成后，③轴、D轴、⑧轴、C轴、②轴、⑥轴支撑连通，可起支撑作用使基坑受力平衡。《建筑地基基础工程施工质量验收规范》每个步序的开挖和支撑施工要在48小时内完成，以保证开挖后的土体无支撑暴露时间不超过48小时。第1层土体开挖及支撑完成后，同法进行以下各层的施工。根据上述支护结构和施工方法、计算预测地下连续墙开挖施工最大水平位移为14.85mm，沉降为5.3mm，施工实测值略大于计算值，满足基坑变形控制的要求。 杭州地铁湘湖站坍塌重大事故分析案例杭州地铁湘湖站坍塌重大事故分析2008年11月15日下午3时15分，正在施工的杭州地铁湘湖站北2基坑现场发生大面积坍塌事故，造成21人死亡，24人受伤，直接经济损失4961万元。1、工程概况该地铁基坑长107.8m，宽21.05m，开挖深度15.7～16.3m。基坑围护设计采用地下连续墙加钢管内支撑方案。地下连续墙厚800mm，深度分别为31.5m、33.0m、34.5m，标准段竖向设置4道Ф609mm钢管支撑，支撑水平间距2.0～3.5m，支撑中部设置中间钢构立柱。杭州地铁湘湖站坍塌重大事故分析地质情况从上到下依次为:①2①2素填土；②2②2黏质粉土；④2淤泥质黏土；⑥1淤泥质粉质黏土；④2⑧2粉质黏土夹粉砂；地下潜水位为0.5m，无承压水。基底坐落在④2淤泥质黏土上，地下连续⑥1墙的墙脚大部分位于⑥1层淤泥质粉质黏土中。⑧2基坑横剖面及地质剖面 杭州地铁湘湖站坍塌重大事故分析2事故概况基坑土方开挖共分为6个施工段，总体由北向南组织施工。第1、2、3、4施工段施工正常，事故发生在第5、6施工段，当时第4层土方已开挖完毕，第4道钢支撑尚未施工，2台挖土机已在进行第5层土方开挖，有的地段已挖至基底。事发时，部分支撑首先破坏，西侧中部地下连续墙横向断裂并倒塌，倒塌长度约75m，横向断裂处最大位移约7.5m；东侧地下连续墙也产生较大位移，最大位移约3.5m；大量淤泥涌入坑内。道路路面随后出现塌陷，最大深度约6.5m,并导致地下污水等管道破裂及河水倒灌造成基坑塌陷处进水。杭州地铁湘湖站坍塌重大事故分析基坑垮塌现场 杭州地铁湘湖站坍塌重大事故分析事故调查组分析事故的直接原因主要是：（1）土方超挖：设计文件规定，基坑开挖至支撑设计标高以下0.5m时，必须停止开挖，及时设置支撑，不得超挖。但实际开挖时，在拟设置第4道支撑时，有的地段已挖至基底，支撑架设和垫层浇筑不及时。【分析】通过计算，与设计工况相比，如第3道支撑施加完成后，在未设置第4道支撑的情况下，直接挖土至坑底，第3道支撑的轴力增长约43％～47％；作用在围护体上的最大弯矩增加约37％～51％，最大剪力增加约38％～40％。由于超挖，第3道支撑的轴力及地下连续墙弯矩均超过其设计承载能力。是引起连续墙产生过大侧向位移及横向断裂的主要原因。杭州地铁湘湖站坍塌重大事故分析（2）支撑体系存在薄弱环节：设计单位没有提供支撑钢管与地下连续墙的连接节点详图及钢管连接点大样，没有提出相应的技术要求，也没有对钢支撑与地连墙预埋件提出焊接要求，实际上是没有进行焊接。引起局部范围地连墙产生过大侧向位移，造成有的支撑轴力过大及严重偏心，导致支撑体系失稳。【分析】调查分析发现，钢管内支撑体系可伸缩节点，设计、制作加工均无标准可依，试验结果该节点的承载力为3000kN。但在未设置第4道支撑，直接挖土至坑底，第3道钢管支撑的最大轴力均超过3000kN。现场钢支撑体系的破坏状态表明，大部分破坏均为该节点破坏。 杭州地铁湘湖站坍塌重大事故分析（3）监测工作处于失效状态：11月15日前，地面最大沉降已达316mm，测斜管测得地面下18m处墙后土体向坑内最大位移43.7mm，11月13日时最大侧向位移已达65mm，均早已超过报警值，但均未及时报警。【分析】监测人员隐瞒实测数值未报警，丧失了最佳抢险时机。调查中发现，该基坑工程监测存在严重缺陷，监测内容及监测点数量不满足规范要求，包括地方基坑规程要求对周围地下管线的位移、土体侧向变形及水平内支撑的立柱沉降变形3项必需监测内容均未做；另监测点破坏严重且未修复，造成多处监控盲区；部分监测内容的测试方法存在严重缺陷。杭州地铁湘湖站坍塌重大事故分析除以上直接原因外，还存在以下间接因素：（1）原方案设计时，设计单位曾提出基坑底部被动土压力区要进行条状搅拌桩加固，后施工单位建议用降水固结沉降，取代条状搅拌桩加固措施。【分析】事故后，对该基坑支护结构深部稳定性进行了抗隆起稳定验算，验算结果表明，抗隆起稳定安全系数不能满足规范要求，取消基坑底部条状搅拌桩加固措施不应该，降低了基坑稳定安全性。（2）监理对不符合设计及规范要求的严重问题制止不力。 杭州地铁湘湖站坍塌重大事故分析杭州地铁湘湖站坍塌事故8名责任人获刑2011年5月19日，杭州市萧山区人民法院对杭州地铁湘湖站坍塌事故中的8名相关责任人重大责任事故案作出一审判决，认定该8名被告人犯重大责任事故罪，判处：中铁四局六公司地铁湘湖站项目部常务副经理梅××有期徒刑六年；项目部总工曹××有期徒刑五年六个月；项目部质检部部长卢××有期徒刑五年；项目监测员洪×有期徒刑四年；监测负责人侯×有期徒刑三年十个月；监理单位总监蒋××有期徒刑三年三个月；项目部经理方××有期徒刑三年，缓刑五年；杭州地铁集团有限公司驻湘湖站业主代表金××有期徒刑三年，缓刑四年。事故的损失是巨大的，教训是沉痛的！本讲座结束，谢谢大家！'