地基不均勻沉降對建筑結(jié)構(gòu)的影響及防治措施

侯　捷

(太原市建筑工程質(zhì)量檢測站，山西太原　030002)

地基不均勻沉降對建筑結(jié)構(gòu)的影響及防治措施

侯捷

(太原市建筑工程質(zhì)量檢測站，山西太原030002)

摘要:闡述了地基不均勻沉降對建筑結(jié)構(gòu)的影響，分析了引起地基不均勻沉降的內(nèi)在和外部因素，提出了地基不均勻沉降的控制和治理措施，以保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞:地基，不均勻沉降，建筑物，治理措施

0　引言

地基不均勻沉降已成為引起建筑工程事故的主要原因之一。我國面積遼闊，各地地質(zhì)不同，就是同一個地區(qū)的地質(zhì)也不盡相同。作為一名工程技術(shù)人員，若能正確認識地基不均勻沉降對建筑結(jié)構(gòu)的影響及防治措施，有利于保證人民的生命及財產(chǎn)安全。

本文首先闡述了地基不均勻沉降對建筑結(jié)構(gòu)的影響，其次分析了引起地基不均勻沉降的內(nèi)在因素和外部因素，從地質(zhì)勘察、設(shè)計、施工、使用四個方面提出了控制地基不均勻沉降的措施，最后提出了地基不均勻沉降時的治理措施。

1　地基不均勻沉降對建筑結(jié)構(gòu)的影響

地基不均勻沉降首先可引起基礎(chǔ)、首層及地下結(jié)構(gòu)、圍護結(jié)構(gòu)、給水排水設(shè)施等出現(xiàn)裂縫，過大的不均勻沉降會使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力，造成上部結(jié)構(gòu)開裂，嚴重的將導致建筑結(jié)構(gòu)的破壞，甚至倒塌。

2　引起地基不均勻沉降的因素

2.1內(nèi)在因素

由于地基土層的不連續(xù)性、非均勻性和各向異性，不同性質(zhì)的地基土層其壓縮性能和承載力相差懸殊，當某一區(qū)域地基土層的承載力、壓縮性能和穩(wěn)定性能不能滿足擬建建筑的設(shè)計要求時，便會產(chǎn)生不均勻沉降。

2.2外部因素

根據(jù)JGJ/T 317—2014建筑工程裂縫防治技術(shù)規(guī)程［1］，引起地基不均勻沉降的常見原因有:

1)淺埋基礎(chǔ)地基遭受凍脹作用; 2)管線斷裂或其他原因造成地基含水率的變化或局部沉陷; 3)地下水位突然升高或毗鄰工程施工降水; 4)建筑周邊堆放重物; 5)同樣地基的基礎(chǔ)壓力差異過大; 6)同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)地基壓縮性能差異過大; 7)相鄰基礎(chǔ)壓力相互影響; 8)管溝與墻體之間未留出空隙; 9)地基局部存在未經(jīng)處理的軟弱層; 10)毗鄰建筑基坑開挖的影響; 11)特殊土地基處理情況，包括濕陷性黃土地基、膨脹土地基等。

3　地基不均勻沉降的控制措施［1，2］

3.1地質(zhì)勘查階段

地質(zhì)勘察報告是基礎(chǔ)、地基處理方案的主要設(shè)計依據(jù)，地質(zhì)勘察報告的真實性與可靠性是有效避免地基不均勻沉降的必要前提。為保證地質(zhì)勘察報告的真實性與可靠性，就必須提高地質(zhì)勘察單位中地質(zhì)勘測人員的技術(shù)操作水平和職業(yè)道德素質(zhì)，加強責任感。另外，現(xiàn)場鉆探點位必須滿足要求，以準確了解地基土類別、土層性質(zhì)、水文地質(zhì)、地基土凍脹、地基土融陷，和其他易引起地基不均勻沉降的不利因素等。

3.2設(shè)計階段

設(shè)計單位應在充分獲得工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、地基土融陷、地基土凍融等資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)建筑物的用途、設(shè)施、地下結(jié)構(gòu)的特點及作用在地基上的荷載等，進行地基變形驗算。另外，驗算地基變形時，設(shè)計單位應當結(jié)合類似工程經(jīng)驗采取合理的建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計方案和制定相應的地基處理方案，以減少地基不均勻變形的影響。設(shè)計單位可采取的控制地基不均勻沉降的具體措施有:

1)基礎(chǔ)形式應根據(jù)地質(zhì)土特性和上部結(jié)構(gòu)適應地基不均勻沉降的能力進行選擇; 2)選擇合理的地基處理方案。制定地基處理方案前，應實地調(diào)查研究，了解當?shù)氐鼗幚斫?jīng)驗、施工水平、施工條件及環(huán)境狀況等因素，當現(xiàn)場與地質(zhì)勘察報告的相關(guān)資料不符時，可要求相關(guān)單位補充勘察。地基處理方案應根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的類型、基礎(chǔ)特點、地基處理方法的適用性及實用性制定; 3)同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)采取相同的地基處理方法，不同結(jié)構(gòu)單元應根據(jù)地質(zhì)情況采取相適應的地基處理方法; 4)建筑結(jié)構(gòu)的平面布置應簡單、規(guī)則，盡量避免復雜; 5)地基變形應綜合考慮場地成因、地基土應力歷史、地基土的固結(jié)狀態(tài)、地基土的沉積類型、地基受力范圍內(nèi)土層分布及其均勻性后進行計算。計算地基變形時，土壓縮性指標的選用應考慮不同施工階段時地基土實際受力狀態(tài)的變化。另外，選用土壓縮性指標時，尚應重視當?shù)貙崪y資料的總結(jié)成果; 6)當結(jié)構(gòu)單元間存在沉降差時，對于沉降量較大的結(jié)構(gòu)單元，應根據(jù)預估沉降量提高各結(jié)構(gòu)層的標高; 7)軟弱地基上新建的建筑，為了避免對相鄰建筑物產(chǎn)生影響，新建建筑物與相鄰建筑物的基礎(chǔ)之間留有必要的距離; 8)對于季節(jié)性凍土區(qū)和多年凍土區(qū)，建筑物基礎(chǔ)、管線的埋置深度宜大于當?shù)氐膱龅貎鼋Y(jié)深度，并應采用有效的防凍害措施。其次，室外散水下的土層應采取必要防凍脹措施; 9)設(shè)置地下室。由于地下室的設(shè)置加大了建筑物基礎(chǔ)的埋置深度，相當于減少了地基土的附加應力，故設(shè)置地下室可提高地基的穩(wěn)定性，是減少地基不均勻沉降的有效方法;10)采取保證主體結(jié)構(gòu)整體性的必要措施。對于砌體結(jié)構(gòu)房屋，可通過設(shè)置地圈梁、圈梁等措施來提高房屋抵抗地基不均勻沉降的能力。

3.3施工階段

建筑物的施工應具備完備的地質(zhì)勘察資料，周邊建(構(gòu))筑物的結(jié)構(gòu)形式、基礎(chǔ)形式、地基處理方法、基坑支護形式，地下管線和設(shè)施等相關(guān)資料，分析場地地質(zhì)的工程特性，充分考慮現(xiàn)場作業(yè)對周邊建(構(gòu))筑物的影響，制定專項技術(shù)方案，合理安排施工進度。

1)嚴格按JGJ 8—2007建筑變形測量規(guī)范的有關(guān)要求進行沉降觀測，當觀測結(jié)果出現(xiàn)異常時，應及時分析原因并采取相應的處理措施; 2)地基基礎(chǔ)施工時應采取防止地基土擾動的措施。當?shù)鼗烈驯粩_動時，應當挖除擾動土后再換填壓實; 3)當不同結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)埋置深度有差異時，應先施工埋置基礎(chǔ)較深或建筑高度較大的部分; 4)對荷載存在差異的結(jié)構(gòu)單元，宜設(shè)置施工后澆帶，且應待主體結(jié)構(gòu)封頂、地基沉降基本穩(wěn)定后再將后澆帶封閉; 5)地基基礎(chǔ)施工期間，應防止基坑灌水、地下水位突然升高; 6)深基坑毗鄰既有建筑物施工時，應采取基坑支護、地下水控制等措施;制定基坑支護方案、地下水控制方案時，應結(jié)合地質(zhì)勘察資料，全面收集相鄰建筑物、地下設(shè)施、地下管線等的設(shè)計、施工資料，獲取相鄰建筑物的基礎(chǔ)形式、埋置深度、荷載大小及地基處理的相關(guān)資料，以控制其施工對周邊建筑物的影響; 7)當鄰近既有建筑進行深基坑施工時，鄰近既有建筑側(cè)基坑周邊不得搭建庫房和臨時施工建筑，不得堆放建筑材料和棄土，不得停放大型施工機械和車輛; 8)基坑施工時，基坑周邊地面應做護面和排水溝。

3.4使用階段

建筑結(jié)構(gòu)是否被正確使用，與建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命息息相關(guān)。在建筑結(jié)構(gòu)的使用階段，人們對建筑結(jié)構(gòu)的隨意改造，可導致地基產(chǎn)生不均勻沉降。通過采取以下措施，可有效避免建筑結(jié)構(gòu)使用階段地基不均勻沉降的產(chǎn)生:

1)不得隨意改變房屋的用途，若需改變，則應先由有資質(zhì)的設(shè)計單位復核驗算，驗算通過后，可按設(shè)計圖紙的要求改變房屋用途; 2)不得破壞主體結(jié)構(gòu)，對于砌體結(jié)構(gòu)，嚴禁在承重墻上開洞或拆除; 3)不得在原有建筑物上任意加層，如需加層，應由有資質(zhì)的設(shè)計單位復核驗算，驗算通過后方可施工; 4)加強對建筑結(jié)構(gòu)的維護與維修，地下管道的滲漏、室外散水的開裂，如不及時處理，都有可能引起地基的不均勻沉降。

4　地基不均勻沉降的治理措施［2］

地基不均勻沉降的治理措施應根據(jù)引起地基不均勻沉降的原因，地基不均勻沉降對建筑結(jié)構(gòu)安全性、正常使用的影響，地基不均勻沉降對周邊建筑物、道路、管道的影響而制定。

4.1鄰近建筑施工引起地基不均勻沉降時的治理措施

當鄰近建筑的施工對既有建筑產(chǎn)生影響時，應查明既有建筑的結(jié)構(gòu)形式、基礎(chǔ)形式、結(jié)構(gòu)狀態(tài)、建成年代和使用情況等，根據(jù)鄰近建筑的結(jié)構(gòu)形式、荷載大小、基礎(chǔ)埋置深度、基礎(chǔ)間隔距離以及土質(zhì)情況等因素，分析鄰近建筑施工對既有建筑產(chǎn)生影響的原因，采取回灌、截水、開挖隔離溝、開挖隔振溝、增設(shè)地下?lián)鯄Φ忍幚泶胧?/p>

4.2深基坑施工引起地基不均勻沉降時的治理措施

當深基坑施工引起鄰近建筑出現(xiàn)傾斜、裂縫或損壞時，應根據(jù)鄰近建筑的結(jié)構(gòu)特點、受損程度和地質(zhì)條件，應對建筑地基基礎(chǔ)采取糾傾加固、托換加固、基礎(chǔ)補強注漿、擴大基礎(chǔ)、錨桿靜壓樁、樹根樁、坑式靜壓樁、石灰樁、旋噴樁、灰土擠密樁、水泥土攪拌樁、人工挖孔混凝土灌注樁等加固措施。

4.3地下工程施工引起地基不均勻沉降時的治理措施

當?shù)叵鹿こ淌┕︵徑ㄖ斐捎绊憰r，可采用鋼板樁、樹根樁、深層攪拌樁、注漿加固或地下連續(xù)墻等方法將地下工程與既有建筑隔開;也可采用錨桿靜壓樁、樹根樁或注漿加固等方法對鄰近建筑地基進行加固，但加固深度應大于地下工程底面深度。

4.4地下水位變化過大引起地基不均勻沉降時的治理措施

對于建造在天然地基上的既有建筑，當?shù)叵滤唤档椭党鲈O(shè)計值時，應計算地下水位降低引起的附加沉降，當附加沉降值超過允許值時，應按JGJ 123—2012既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范的有關(guān)要求采取加固處理措施;當?shù)叵滤簧咧党鲈O(shè)計值時，應對既有建筑采取增加荷載、增設(shè)抗浮樁等措施。

5　結(jié)語

地基產(chǎn)生不均勻沉降的原因是多方面的，對建筑結(jié)構(gòu)的影響是難以估計的。通過在地質(zhì)勘察階段、設(shè)計階段、施工階段、使用階段采取一定的措施，可有效控制地基不均勻沉降的產(chǎn)生。當?shù)鼗痪鶆虺两祵ㄖY(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響時，應根據(jù)地基不均勻沉降產(chǎn)生的原因及影響范圍，制定相應的治理措施。

參考文獻:

［1］JGJ/T 317—2014，建筑工程裂縫防治技術(shù)規(guī)程［S］.

［2］JGJ 123—2012，既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范［S］.

Impact of uneven foundation subsidence upon building structure and preventive measures

Hou Jie
( Taiyuan Building Engineering Quality Detection Station，Taiyuan 030002，China)

Abstract:The paper describes the impact of uneven foundation subsidence upon building structure，analyzes internal and external factors leading to uneven foundation subsidence，and finally puts forward uneven foundation subsidence control and treatment measures，so as to guarantee building structure safety and stability.

Key words:foundation，uneven subsidence，building，treatment measures

作者簡介:侯捷(1965-)，男，工程師

收稿日期:2015-08-20

文章編號:1009-6825( 2016) 04-0075-02

中圖分類號:TU472

文獻標識碼:A