1.2 基础工程的重要性

基础工程是土木工程的重要组成部分，基础工程的设计和施工直接关系到建筑物的安全、经济和正常使用。地基基础的工程造价占土建工程总造价的20%～40%，这就要求勘察、设计和施工合理，确保工程的顺利进行和正常运行，同时需要有更优化、合理的设计和施工方案来降低工程造价，还需要有丰富的地基基础实践经验。

已有相关统计表明，地基基础工程质量问题占到总建筑工程质量的21%。由于地基变形或不均匀沉降过大，地基强度不足或地基基础设计施工不合理等原因造成的工程质量事故很多。有的发生在施工过程中，如基坑失稳、基础失效；有的发生在建筑物施工后使用期间，如整体倾斜影响正常使用或基础间不均匀沉降造成上部结构开裂等。下面是几起典型的基础工程质量事故案例。

图1.1 加拿大特朗斯康谷仓

（1）特朗斯康谷仓。如图1.1所示，建于1941年的加拿大特朗斯康谷仓由65个圆柱形筒仓组成，南北长59.44m、东西宽23.47m、高31.00m。基础为钢筋混凝土筏板基础，厚61cm，埋深3.66m。谷仓于1911年动工，1913年秋完成。谷仓自重2万t，相当于装满谷物后总重的42.5%。1913年9月装谷物至31822m3时，发现谷仓1h内沉降达30.5cm，并向西倾斜，24h后倾倒，西侧下陷7.32m，东侧抬高1.52m，倾斜27°。地基虽破坏，但钢筋混凝土筒仓却安然无恙。事后发现，基础下埋藏有厚达16m的软黏土层，储存谷物后，基底平均压力超过了地基的极限承载能力，地基发生整体滑移。这是一个典型的地基强度不足的例子。

（2）墨西哥城艺术宫。如图1.2所示，位于墨西哥首都的墨西哥城艺术宫是一座巨型的具有纪念性的早期建筑，于1904年落成，至今已有100多年的历史。墨西哥城下的土层表层为人工填土与砂夹卵石硬壳层，厚度为5cm，其下为超高压缩性淤泥，天然孔隙比高达7～12，天然含水量高达150%～600%，为世界罕见的软弱土，层厚达25m。因此，这座艺术宫严重下沉，沉降量竟然高达4m。临近的公路下沉2m。参观者需步下9级台阶才能从公路进入艺术宫。

图1.2 墨西哥城艺术宫

（3）莲花河畔塌楼。如图1.3所示，2009年6月27日，上海市莲花南路莲花河畔小区在建的13层7号楼倒塌。调查表明，紧贴7号楼北侧，在短时间内堆土过高，最高处达10m左右；与此同时，紧邻7号楼南侧的地下车库基坑正在开挖，开挖深度4.6m，大楼两侧的压力差使土体产生水平位移，过大的水平力超过了桩基的抗侧能力，导致房屋倾倒。楼房倒塌主要是由于土方堆放不当以及基坑开挖违反相关规定所致。

图1.3 莲花河畔景苑7号楼

（4）比萨斜塔。如图1.4所示，斜塔从地基到塔顶高58.36m，从地面到塔顶高55m，钟楼墙体在地面上的宽度是4.09m，在塔顶宽2.48m，总重约14453t，重心在地基上方22.6m处。圆形地基面积为285m2，对地面的平均压强为497kPa。倾斜角度3.99°，偏离地基外沿2.5m，顶层突出4.5m。该塔的建造始于1173年8月，工程曾间断了两次很长的时间，历经约200年才完工。其最初设计的是8层，高54.8m的垂直结构，1185年，当钟楼兴建到第4层时发现由于地基不均匀和土层松软，导致钟楼倾斜,偏向东南方，工程因此暂停。其后，建造者采取各种措施修正倾斜，刻意将钟楼上层搭建成反方向的倾斜，以便补偿已经发生的重心偏离。经多次维修整顿，该塔基本维持平衡，不至于倾倒，成为世界建筑史上的奇迹，每年数以万计的游客慕名而来。

图1.4 比萨斜塔

由于基础工程都是地下隐蔽工程，一旦发生事故，往往难以补救甚至造成灾难性后果。因此，必须细致勘察，精心设计，精心施工，杜绝各类基础工程质量事故的发生，这也正是学习本门课程的重要性所在。