淺析建筑地基不均勻沉降

廖天書

（貴州順翔建筑工程有限公司 貴州省銅仁市　554300）

淺析建筑地基不均勻沉降

廖天書

（貴州順翔建筑工程有限公司 貴州省銅仁市554300）

面對著世界人口日益增多的情況，一棟棟高樓拔地而起，雖然有效的緩解了住房緊缺的情況，但是同樣也出現(xiàn)過高樓倒塌的情況，這種情況的出現(xiàn)危及到了人們的生命安全，還造成了巨大的財產(chǎn)損失，然而這其中大部分都是由于建筑地基不均勻沉降引起的。通過本文的沉降討論，希望能引起人們的高度重視。

影響性；不均勻沉降；防治

前言

地基不均勻沉降是建筑行業(yè)的一個通病，幾乎所有的建筑在被建造的時候都會遇到這種問題，然而如何應(yīng)對此問題的發(fā)生呢？本文從建筑地基不均勻沉降入手，淺析其出現(xiàn)的部分原因以及應(yīng)對措施。希望本文關(guān)于建筑地基不均勻沉降的討論對大家有一定的幫助。

1　地基不均勻沉降的影響性

地基土質(zhì)軟弱以及上部結(jié)構(gòu)荷載不均勻等因數(shù)都會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降，從而引起上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的變形、開裂、傾斜、甚至結(jié)構(gòu)性破壞和房屋倒塌。地基不均勻沉降是發(fā)生土木工程事故的主要原因之一，它會嚴(yán)重影響人們的生命、財產(chǎn)安全和重大經(jīng)濟(jì)損失。這是我們建筑行業(yè)必須高度引起重視的問題。

2　地基產(chǎn)生不均勻沉降的原因

在建筑物建造之前，要進(jìn)行工程地質(zhì)勘察、設(shè)計等工作，往往這時就為地基不均勻沉降的產(chǎn)生埋下了伏筆。在勘察階段，勘測人員未按規(guī)定操作或敷衍了事出具不準(zhǔn)確性、不真實(shí)性或假性報告，導(dǎo)致了設(shè)計人員分析、判斷和計算錯誤，這樣就免不了地基產(chǎn)生不均勻沉降、地基坍陷等情況；在設(shè)計階段。當(dāng)建筑物的長度過長、建筑體型復(fù)雜、上部荷載傳遞不均或未按規(guī)定設(shè)置沉降縫或地基處理不當(dāng)，以至于只注重承載力設(shè)計而忽略沉降有關(guān)計算等等也會誘導(dǎo)地基不均勻沉降；在施工階段，基礎(chǔ)施工前未進(jìn)行驗(yàn)槽、坑底持力層檢驗(yàn)，擅自擾動了天然地基下臥持力層土，或者施工時的排水方案不合理，或未經(jīng)批準(zhǔn)擅自改、擴(kuò)建建筑物，甚至施工時不按照一定施工程序進(jìn)行也都會導(dǎo)致地基不均勻沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)。除了上述所說的情況外，還有地基土質(zhì)不均勻、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、軟硬交錯環(huán)生、地下存在暗溝、洞穴或者是地基土質(zhì)層壓縮性較大等同樣會導(dǎo)致地基的不均勻沉降。因此，若要防治地基的不均勻沉降，就要綜合考慮多方面因數(shù)的不良影響入手。

3　如何防治或減輕建筑地基不均勻沉降

3.1正確勘探地質(zhì)地貌，充分認(rèn)識勘察的重要性

建設(shè)工程基本建設(shè)程序：就是遵循先勘察，后設(shè)計，再施工的原則。勘察設(shè)計在工程建設(shè)中起到龍頭的作用，它是工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，勘察設(shè)計的好壞不僅影響建設(shè)工程的投資效益和質(zhì)量安全，其技術(shù)水平和指導(dǎo)思想對城市建設(shè)的發(fā)展也有著重大的影響。

對于一個結(jié)構(gòu)設(shè)計人員來說，若要有效的防治或者減輕建筑地基的不均勻沉降，首先我們應(yīng)該仔細(xì)地了解地基地質(zhì)和周邊環(huán)境情況。我們基礎(chǔ)依據(jù)是什么呢？那就是勘察單位的巖土工程勘探報告。它是我們考慮上部結(jié)構(gòu)情況，確定采取什么樣的措施、或選用什么樣的基礎(chǔ)類型來調(diào)平或減輕沉降的主要設(shè)計依據(jù)。所以，只有準(zhǔn)確、真實(shí)可靠的勘探報告才會給設(shè)計人員帶來正確的基礎(chǔ)技術(shù)數(shù)據(jù)，才會設(shè)計出符合實(shí)際而又比較準(zhǔn)確的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。所以，基于它的重要性考慮，有關(guān)部門應(yīng)大力提高地質(zhì)勘測人員的業(yè)務(wù)技術(shù)水平和職業(yè)道德素養(yǎng)水準(zhǔn)，并加重他們的責(zé)任感，使之準(zhǔn)確提供地基土層性質(zhì)、地下水、土工試驗(yàn)和周邊環(huán)境等等基礎(chǔ)資料，給設(shè)計人員以正確的導(dǎo)向計算和分析指標(biāo)。

3.2做好概念設(shè)計和施工工作

在建造施工之前，除了要了解地基情況外，設(shè)計人還可以將我們的目光先放在概念設(shè)計這一塊上。即根據(jù)平時的防地基不均勻沉降經(jīng)驗(yàn)總結(jié)來構(gòu)造設(shè)計。譬如在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，避免房屋陰陽角過多，對建筑物的長高比適宜控制在允許范圍內(nèi)，平立面布置的形狀力求簡單、均勻化等措施，以避免復(fù)雜應(yīng)力集中現(xiàn)象發(fā)生，這樣也就在一定的程度上減少了因地基可能受力不均而出現(xiàn)不均勻沉降的因數(shù)。除此之外在設(shè)計施工上采用輕質(zhì)材料也可減輕建筑物自重，條件許可也可采用輕型結(jié)構(gòu)，例如預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)、輕鋼結(jié)構(gòu)等，還可以增大基礎(chǔ)底面積，減少基底的附加壓力來減少沉降。除此之外我們還可以增強(qiáng)建筑物的基礎(chǔ)剛度和整體剛度，在一些房屋轉(zhuǎn)角部位、應(yīng)力集中部位、荷載變化較大部位、基礎(chǔ)類型不同處，還有長高比較大、樓層高差較大、地基土壓縮性顯著不同的地方設(shè)置沉降縫、后澆帶施工措施等等也可減少或調(diào)節(jié)不均勻沉降。

3.3構(gòu)造設(shè)計并合理優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

防止地基不均勻沉降，理應(yīng)考慮基礎(chǔ)、地基及上部結(jié)構(gòu)的相互作用并計算分析和合理優(yōu)化、加強(qiáng)部分結(jié)構(gòu)方案，同時剔除不必要的設(shè)計因數(shù)。

（1）對于砌體承重房屋，不均勻沉降的危害將導(dǎo)致上部墻體開裂。如果合理地布置縱橫墻，并在適當(dāng)部位增加圈梁和構(gòu)造柱，使建筑物的整體剛度增加，可以調(diào)整地基不均勻沉降。

（2）減小基礎(chǔ)底面附加應(yīng)力。設(shè)置地下室，采用補(bǔ)償性基礎(chǔ)設(shè)計方法，挖除的土重抵消部分或者全部的建筑物重量，達(dá)到減小沉降的目的；運(yùn)用沉降理論和經(jīng)驗(yàn)調(diào)整基礎(chǔ)尺寸，使不同荷載的基礎(chǔ)沉降量或沉降差滿足要求。

（3）設(shè)置基礎(chǔ)拉梁。對于單獨(dú)柱基的框架結(jié)構(gòu)，一般在基礎(chǔ)之間設(shè)置基礎(chǔ)梁加大結(jié)構(gòu)剛度，也會調(diào)整不均勻沉降。

（4）根據(jù)建筑類型選用非敏感性結(jié)構(gòu)。如排架和三絞拱等結(jié)構(gòu)在地基發(fā)生沉降時，一般不會引起很大的附加應(yīng)力，它可減輕不均勻沉降。

（5）變剛度調(diào)平設(shè)計。根據(jù)結(jié)構(gòu)布局、荷載分布特點(diǎn)和土層性質(zhì)，實(shí)施局部增強(qiáng)變剛度調(diào)平、樁基變剛度調(diào)平、主裙連體變剛度調(diào)設(shè)計平，可減少結(jié)構(gòu)次應(yīng)力，減少差異沉降，節(jié)省造價。

3.4設(shè)計正確的基礎(chǔ)型式

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)選型對于設(shè)計人員來說是個很重要又嚴(yán)肅的問題，不但要考慮安全、經(jīng)濟(jì)和適用，而且要考慮施工方便的問題?；A(chǔ)選型對于沉降問題比較敏感，一般根據(jù)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、周圍環(huán)境、結(jié)構(gòu)類型和荷載大小等并綜合上部結(jié)構(gòu)的布置綜合確定。下面為一般常見的控制沉降較好的基礎(chǔ)類型，可供參考：

①當(dāng)?shù)鼗休d力較高、土質(zhì)比較均勻、上部荷載不大的低層民用房屋和一般輕型廠房時，可采用條形基礎(chǔ)比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用。但需要和圈梁、構(gòu)造柱配合使用方能調(diào)節(jié)基礎(chǔ)不均勻沉降；②當(dāng)?shù)鼗休d力較高，地基變形較小，上部荷載和柱網(wǎng)布置較均勻的框架體系可采用獨(dú)立基礎(chǔ)帶拉梁，部分可以采用柱下條形基礎(chǔ)；③當(dāng)上部荷載比較大，地基軟土層較厚，或?qū)ψ冃我蟊容^嚴(yán)格而又無法采用天然基礎(chǔ)（或采用根本不經(jīng)濟(jì)）時，采用樁基礎(chǔ)是一種比較好的選擇。它是高層建筑中常用的一種基礎(chǔ)形式；④箱形基礎(chǔ)。箱形基礎(chǔ)也是高層建筑中廣泛使用的一種基礎(chǔ)形式，具有很大的剛度和整體性。對地基的不均勻沉降起到調(diào)節(jié)或減小的作用。因此適用于上部荷載大而地基土又比較軟弱的情況，但不經(jīng)濟(jì)，非得已一般不采用；⑤在軟土地基上，柱距較小而柱的荷載又很大，用條形基礎(chǔ)不能滿足上部結(jié)構(gòu)對變形的要求和地基承載力的要求時，或柱的荷載相差較大將會產(chǎn)生較大的沉降差需要增加基礎(chǔ)的整體剛度以調(diào)整不均勻沉降時，可采用筏形基礎(chǔ)。

3.5選擇正確施工方法或措施

雖然我們在施工前做了很多預(yù)防地基不均勻沉降的措施，但真正要落實(shí)和實(shí)現(xiàn)的防治地基不均勻沉降的還要從施工本身抓起，如果施工組織不合理，一般都會造成基礎(chǔ)不均勻沉降，以致達(dá)不到設(shè)計的效果，所以施工單位應(yīng)該在施工前做好單位施工組設(shè)計的審批工作，以方便有序組織施工。

一般施工方法和措施有：對于高差、重量懸殊的相鄰建筑，一般按照先重后輕、先高后低的程序進(jìn)行施工，或在高重部位沉降達(dá)到規(guī)定范圍后再修建輕低建筑；對于具有大底盤連體高層建筑，為了減小高層部分與裙房間的不均勻沉降，在施工時采用沉降后澆帶斷開，一般待高層主體結(jié)構(gòu)完成，沉降穩(wěn)定時再連接成整體，若是樁基礎(chǔ)，也可根據(jù)沉降情況，在高層部分主體結(jié)構(gòu)未全部完成時連接成整體；在軟土地基上開挖基坑時，應(yīng)盡量防止擾動基底土的原位結(jié)構(gòu)，可保留200mm以上的原土層不挖，待施工墊層時用人工挖除；另外避免在建筑物一側(cè)邊堆放大量土方或施工材料等地面荷載，以防基礎(chǔ)產(chǎn)生附加應(yīng)力而附加沉降。又如對于砌體結(jié)構(gòu)來說，墻體留直槎、陰槎，不留構(gòu)造柱馬牙槎、不設(shè)置圈梁和先澆構(gòu)造柱后砌墻等不合理方法會影響到墻體的整體剛度和穩(wěn)定性，它們也會導(dǎo)致整個建筑的荷載傳遞不均勻，從而也會造成地基的不均勻沉降。

4　結(jié)語

其實(shí)，基礎(chǔ)不均勻沉降因數(shù)和治理是一個較復(fù)雜的綜合性問題。在設(shè)計工作中，我們盡可能去考慮地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的相互影響和共同工作，同時綜合應(yīng)用建筑、結(jié)構(gòu)、施工方法和沉降觀測等措施或甚至是采用地基處理的方法來控制不均勻沉降在規(guī)范允許范圍之內(nèi)，以最終滿足建筑物的正常使用功能和安全為目的。

[1]邱明兵.建筑地基沉降控制與工程實(shí)例.中國建筑工業(yè)出版社，2011，8.

[2]徐傳亮，光軍.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化及實(shí)例.中國建筑工業(yè)出版社，2012，8.

[3]王向陽.地基不均勻沉降對框架結(jié)構(gòu)影響的研究[D].蘭州理工大學(xué)，2011.

[4]黃利明.軟土地區(qū)地基不均勻沉降對框架結(jié)構(gòu)影響的反分析研究[D].天津大學(xué)，2010.

TU433

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1673-0038（2015）20-0087-02

2015-4-28