解决土力学与地基基础的强度问题

加拿大特朗斯康谷仓（见图0-2），由于地基强度破坏发生整体滑动，是建筑物失稳的典型例子。

（1）事故概况

加拿大特朗斯康谷仓平面呈矩形，长59.44 m，宽23.47 m，高31.0 m，容积36 368 m3。谷仓为圆筒仓，每排13个圆筒仓，共5排65个圆筒仓组成。谷仓的基础为钢筋混凝土筏基，厚61 cm，基础埋深3.66 m。

图0-2　加拿大特朗斯康谷仓

谷仓于1911年开始施工，1913年秋完工。谷仓自重20 000 t，相当于装满谷物后满载总质量的425%。1913年9月起往谷仓装谷物，并使谷物均匀分布。同年10月，当谷仓装了31 822 m3谷物时，发现1 h内垂直沉降达30.5 cm；结构物向西倾斜，并在24 h内谷仓倾倒，倾斜度离垂线达26°53′；谷仓西端下沉7.32 m，东端上抬1.52 m。1913年10月18日谷仓倾倒后，上部钢筋混凝土筒仓坚如磐石，仅有极少的表面裂缝。

（2）原因分析(www.xing528.com)

1913年春事故发生的预兆：当冬季大雪融化，附近由石渣组成高为9.14 m的铁路路堤面的黏土下沉1 m左右，迫使路堤两边的地面成波浪形。施打数百根长18.3 m的木桩穿过石渣，形成一个台面，用以铺设铁轨。

建造谷仓时未对地基土进行勘察研究，而是根据邻近结构物基槽开挖试验结果，计算谷仓地基承载力为352 kPa。谷仓位于冰川湖的盆地中，地基中存在12.2 m厚的冰河沉积黏土层，其上面是厚3.0 m的更近代沉积层，其下面为厚3.0 m的固结良好的冰川下冰碛层。

经未扰动的黏土试样测得：黏土层的平均含水率随深度由40%增至约60%；无侧限抗压强度从118.4 kPa减少至70.0 kPa，平均为100.0 kPa；平均液限105%，塑限35%，塑性指数Ip＝70。试验表明该黏土层是高胶体高塑性土体。按太沙基公式计算该黏土层的承载力远小于谷仓地基破坏时的实际荷载。

综上所述，加拿大特朗斯康谷仓发生地基滑动强度破坏的主要原因为：对谷仓地基土层事先未做勘察、试验与研究，采用的设计荷载超过地基土的抗剪强度。由于谷仓整体刚度较高，地基破坏后，筒仓仍保持完整，无明显裂缝，因而地基发生强度破坏而整体失稳。

（3）处理方法

为修复谷仓，在基础下设置了70多个支承于深16 m基岩上的混凝土墩，使用了388只50 t的千斤顶，逐渐将倾斜的谷仓纠正。补救工作是在倾斜谷仓底部水平巷道中进行，新的基础在地表下深10.36 m。经过纠倾处理后，谷仓于1916年起恢复使用，修复后位置比原来降低了4 m。