地基對建筑物破壞的原因及控制措施

張程義　王寶平

【摘要】 地基在建筑物中起到舉足輕重的作用，地基的好壞與建筑物的安危有著密切的關(guān)系，地基的事故一旦發(fā)生，就很難進行補救，因此必須對地基給予足夠的重視，也應(yīng)該清楚地基對建筑物破壞的原因。本文通過從地基承載力、地基沉降、土坡失穩(wěn)等方面分析地基是如何破壞建筑物的，并且提出一些有實際意義的控制方法。

【關(guān)鍵詞】 地基承載力；地基沉降；土坡失穩(wěn)

任何建筑物都是建在地層上，建筑物的全部荷載都是由它下面的地層來承擔，建筑物向地基傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)部分稱為基礎(chǔ)；而受建筑物影響的那一部分地層則稱為地基。地基可以分為兩大類，開挖后可以直接修筑基礎(chǔ)的地基，稱為天然地基；那些不能滿足要求而需要事先開挖處理的地基，稱為人工地基。地基的功能決定了地基在設(shè)計和施工中必須滿足以下三個基本要求：

(1)強度要求。通過基礎(chǔ)而作用在地基上的荷載不能超過地基的承載力，才能保證地基不因地基土中的剪應(yīng)力超過地基土的強度而破壞，而且還應(yīng)有足夠的安全儲備。

(2)變形要求?；A(chǔ)的設(shè)計還應(yīng)該保證基礎(chǔ)沉降或其他特征變形不超過建筑物的允許值，才能保證上部結(jié)構(gòu)不因沉降或其他特征變形過大而受損或影響建筑物正常的使用。

(3)其他要求。地基除了滿足上面的要求外，還應(yīng)滿足基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)的強度、剛度、和耐久性要求。

一、對建筑物破壞的影響

1、地基承載力

當?shù)鼗试S承載力大于建筑物對地基的壓應(yīng)力時，地基工作是安全的、正常的，在建筑物荷載的作用下是不會遭受破壞。然而，當建筑物產(chǎn)生的壓應(yīng)力大于地基允許承載力時，在地基四周的地面會出現(xiàn)隆起，地基土體甚至會沿滑動面開始滑移，這時地基已經(jīng)發(fā)生了整體剪切破壞，會造成建筑物傾斜或倒塌。因此，在建筑基礎(chǔ)設(shè)計中，必須認真考慮地基承載力這一問題。影響地基承載力的因素有：

(1)地基承載力與土顆粒間的內(nèi)聚力有關(guān)，因此，粘性土的承載能力較大，粘性土顆粒間吸附力較強。

(2)地基承載力與土的含水量有關(guān)，當土中含水量過大時，土體的內(nèi)聚力就會被破壞，土顆粒間的摩擦力減少，

(3)地基承載力與土顆粒間摩擦阻力有關(guān)，土體越密實，級配越合理，土顆粒越大，顆粒表面越粗糙，形狀越不規(guī)則，摩擦阻力越大，因此，土的承載力越大。

2、地基沉降

引起基礎(chǔ)沉降的原因很多，主要是地基土的可壓縮性。土體在外部壓力作用下，土顆粒和水自身壓縮量是很微小的，地基土真正被壓縮的原因是在外力作用下土體中的孔隙被壓縮和孔隙中的水被擠出。如果地基的沉降量不滿足規(guī)范的要求，會造成建筑物整體下沉或傾斜甚至倒塌。

3、土坡失穩(wěn)

土坡失穩(wěn)是指土坡在一定范圍內(nèi)整體地沿某一滑動面向下和向外移動而喪失其原來的穩(wěn)定性，即改變了原來的平衡狀態(tài)。影響土坡失穩(wěn)的原因有:

(1)內(nèi)部因素

1)土坡土質(zhì)：由于各種土質(zhì)的抗水能力、抗剪強度是不一樣的，如鈣質(zhì)或石膏質(zhì)膠結(jié)的土、濕陷性黃土等，這種土遇水后會慢慢軟化，土體的強度降低很多。

2)土坡外形：突肚形的斜坡由于重力作用，比上陡下緩的凹形坡易于下滑；粘性土有粘聚力，當土坡不高時是穩(wěn)定的，但隨氣候和時間的變化，也會逐漸塌落。

3)土坡結(jié)構(gòu)：如在斜坡上堆有較厚較重的土層，并且當下層土不透水時，容易在交界上發(fā)生滑動。

(2)外部因素

1)人為影響：不合理的施工開挖，如開挖坡腳；開挖基坑、溝渠、道路邊坡時將棄土堆在坡頂附近；在斜坡上建房或堆放重物時，都可引起斜坡變形破壞而產(chǎn)生滑坡。

2)振動的作用：對于砂土，在地震的反復(fù)作用下，砂土極易發(fā)生液化；對于粘性土，振動時易使土的結(jié)構(gòu)破壞，從而降低土的抗剪強度；而在斜坡附近施工打樁或爆破，由于振動也可使鄰近土坡失穩(wěn)或滑坡。

3)降水或地下水的作用：持續(xù)的降雨或地下水滲入土層中時，土中含水量就會增高，土中易溶鹽溶解，土質(zhì)變軟，土的強度會降低，會導(dǎo)致滑坡的產(chǎn)生。

二、預(yù)防措施

1、提高地基承載力

(1)換填墊層法：換填墊層法的加固原理是根據(jù)土中附加應(yīng)力的分布規(guī)律，讓墊層承受上部較大的應(yīng)力，通過抗散作用使傳到墊層下面軟土層的應(yīng)力減小，從而提高地基承載力，滿足設(shè)計對地基的要求。

(2)排水固結(jié)法：對于天然地基，該法是先在地基中設(shè)置砂井或塑料排水體，然后利用建筑物本身的重量將地基中的水逐漸排除；也可以在建筑物建造之前，在場地先加載預(yù)壓，使土體中空隙水排出，逐漸固結(jié)，從而加速地基土的抗剪強度的增長，提高地基的承載力。

(3)強夯法：在重復(fù)強夯的作用下，施加于土體的夯擊能迫使土體結(jié)構(gòu)破壞，空隙水壓力上升，使空隙水中的氣體逐漸受到壓縮，從而使土體的抗剪強度得到提高。

(4)CFG樁復(fù)合地基：CFG樁復(fù)合地基能夠改善土體的特性，改善地基的變形特性，減小在荷載作用下可能發(fā)生的沉降和不均勻沉降，并且CFG樁復(fù)合地基技術(shù)較充分地發(fā)揮了樁間土的承載能力，達到提高地基承載力的目的。

2、減少地基沉降量

(1)基礎(chǔ)措施：應(yīng)從基礎(chǔ)的剛度、強度與建筑物的剛度、強度相適應(yīng)來選擇基礎(chǔ)方案；同一建筑物宜采用同一種基礎(chǔ)形式,并取相同的埋深,持力層也相同；調(diào)整基底壓力以調(diào)整地基沉降；根據(jù)計算有意識地通過調(diào)整基礎(chǔ)面積大小以達到調(diào)整基底壓力使地基沉降均勻。

(2)地基措施：在軟土地區(qū),充分利用硬殼層做淺基持力層,采用“寬基淺埋”方案,利用硬殼層的應(yīng)力擴散作用達到減少附加應(yīng)力,以達到減少沉降的目的；優(yōu)先考慮淺層處理方案,然后再考慮深層處理或深基礎(chǔ)方案；地基處理方法有：強夯置換、換填墊層、排水固結(jié)等幾種，它們都能達到減少土體沉降的目的。

3、提高土坡穩(wěn)定性

(1)施工措施：選擇適當?shù)倪吰聰嗝?，采取合理的施工方法?/p>

(2)支檔措施：選用重力式抗滑擋土墻、阻滑樁及其它抗滑結(jié)構(gòu)，以阻擋滑坡的產(chǎn)生。

(3)排水措施：應(yīng)設(shè)置排水溝以防止地面水進人滑坡地段，必要時還應(yīng)采取防滲措施。在地下水影響較大的情況下，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件，做好地下排水工程。

(4)反壓措施：在阻止滑體滑動的區(qū)域增加豎向荷載以增大滑體的下滑阻力。

四、結(jié)語

綜上所述,在建筑工程中由于地基不良導(dǎo)致建筑物沉降甚至倒塌的事故很多。因此,在實際的工程中應(yīng)重視和加強對不良地基的處理,應(yīng)根據(jù)不同建建筑物、不同的地理環(huán)境、不同的土質(zhì)采用不同的方法進行地基處理,從而使地基承載效果達到最佳,為建筑物提供安全的保障。

(1)當建筑物的重量較大或是地基處于軟弱土層時，一般的地基難于滿足承載力要求，可以采用換填墊層、排水固結(jié)、強夯、CFG樁復(fù)合地基來提高地基承載力。

(2)當建筑物重量較大或是地基處于軟弱土層時，地基的沉降量會很大，可以從基礎(chǔ)的剛度、強度與建筑物整體剛度、強度、充分利用硬殼層、軟土地基加固、相鄰建筑物基礎(chǔ)的處理等措施來減少地基沉降量。

(3)當建筑物附近的土坡出現(xiàn)失穩(wěn)滑動時，可以通過采用施工、支擋、排水、反壓等措施來提高土坡的穩(wěn)定性。

參考文獻：

[1]莫海鴻.《基礎(chǔ)工程》[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社

[2]陳希哲.《土力學與地基基礎(chǔ)》[M].北京：清華大學出版社