建筑地基不均勻沉降的原因及防治措施

王曉藝　高朋　徐繼波

摘要：地基不均勻沉降是引起高層房屋建筑結(jié)構(gòu)裂縫的主要原因，嚴(yán)重威脅著高層房屋建筑的安全。筆者在多年工程施工實(shí)踐中不斷分析高層房屋建筑地基不均勻沉降的主要原因，并努力鉆研防止高層房屋建筑發(fā)生不均勻沉降的措施，歸納了不均勻沉降基礎(chǔ)處理的一些方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：建筑地基；不均勻沉降；原因；防治措施

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市建設(shè)的步伐加快，建筑物功能也逐漸多樣化和復(fù)雜化。國內(nèi)城市中涌現(xiàn)出一些由高層主樓與多層裙樓組成的高低不同的住宅樓小區(qū)及地下車庫或者商住綜合樓等建筑物，且由于使用功能的需要，一般不要求在主樓、裙樓與地下車庫之間設(shè)永久性沉降縫，以確保主樓與裙樓、地下車庫連成整體。由于它們之間的高度相差甚大，上部結(jié)構(gòu)的荷載和剛度極不均勻，往往造成不同部位的地基反力與基礎(chǔ)內(nèi)力存在很大的差異，導(dǎo)致基礎(chǔ)發(fā)生過大的不均勻沉降，輕則引起房屋墻體開裂，重則引起房屋結(jié)構(gòu)整體或局部傾斜甚至倒塌，嚴(yán)重影響建筑物的安全使用。

因此，在高層建筑施工中要正確認(rèn)識不均勻沉降對房屋結(jié)構(gòu)造成的危害，采取有效的預(yù)防控制措施，并提出有效的對策。

一、建筑地基不均勻沉降的危害

高層房屋建筑施工過程中，由于地基軟弱，土層在水平方向軟硬不一，厚度變化大，建筑物荷載相差較大等原因，容易使地基產(chǎn)生過量的不均勻沉降。而地基的不均勻沉降容易造成建筑物傾斜，引起建筑物上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)不均勻沉降超過建筑物承受的限度時，會造成樓面或墻體開裂，嚴(yán)重時會使整個建筑物結(jié)構(gòu)嚴(yán)重傾斜，危及安全?？偟膩碚f，建筑基礎(chǔ)不均勻沉降對工程的危害主要表現(xiàn)在以下兩個方面：一是使建筑物底層層高減小，建筑物總高度減??；二是使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大附加應(yīng)力。

二、建筑地基不均勻沉降的形成原因

建筑地基不均勻沉降的形成原因有許多，但是歸根結(jié)底都是在于工作方面的失誤，我國的地理形勢十分復(fù)雜因此不同的地域在進(jìn)行施工時對于地基種類的選擇以及地基本身的設(shè)計(jì)都會有所不同。但很多時候地基設(shè)計(jì)者和地基的具體施工者對于這方面的重視程度并不高，這也就直接導(dǎo)致了地基的一系列問題，而建筑地基不均勻沉降就是其中的問題之一，下面我們就來分析一下建筑地基不均勻沉降的形成原因。

1、地質(zhì)勘探報(bào)告不準(zhǔn)確引起地基不均勻沉降

在一個工程進(jìn)行施工前必須對于建筑地點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格的地質(zhì)勘探工作，在勘探工作完成后應(yīng)當(dāng)提交相關(guān)報(bào)告給建筑施工單位，從而給地基的設(shè)計(jì)工作打下基礎(chǔ)。在實(shí)際的工程中，施工單位對于地質(zhì)勘查工作的重視程度并不高使得許多進(jìn)行地質(zhì)勘探報(bào)告者在實(shí)際的勘探過程中并不認(rèn)真，導(dǎo)致勘探報(bào)告內(nèi)容的細(xì)致程度以及真實(shí)性都有所缺失。在勘探過程中為了節(jié)省時間很可能在設(shè)計(jì)勘探點(diǎn)是增加了中間距離從而提高勘探速度，這樣的行為就會造成勘探報(bào)告的真實(shí)性受到影響，對建筑地基的設(shè)計(jì)工作帶來麻煩從而增加地基不均勻沉降的幾率。

2、建筑設(shè)計(jì)引起的建筑地基不均勻沉降

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尤其是對建筑的地基設(shè)計(jì)方面是十分重要的，在地基設(shè)計(jì)時如果對地基的尺寸大小、樁的分布不均勻或是對地基所處的地質(zhì)沒有進(jìn)行有效的處理，或是在對整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中每一層的層高過高都會導(dǎo)致由于設(shè)計(jì)原因而造成的建筑地基不均勻沉降問題。

3、施工過程引起的建筑地基不均勻沉降

在施工過程中如果施工的程序出現(xiàn)變差，例如在建設(shè)過程中沒有按照要求先建設(shè)高層荷載能力較強(qiáng)的部分，在施工時對于沉降縫的預(yù)留被忽略或者不足便會引起不均勻沉降的出現(xiàn)。除此之外，如果是建筑的砂漿強(qiáng)度不夠，或者是灰縫不飽滿、拉結(jié)筋的設(shè)置不符合標(biāo)準(zhǔn)或是對于不同地質(zhì)的處理不夠徹底也會引起建筑地基不均勻沉降。

三、建筑地基不均勻沉降的防治措施

1、保證勘察報(bào)告的真實(shí)性和可靠性

對于地質(zhì)勘查工作我們必須保持著絕對的嚴(yán)謹(jǐn)性，不能有一點(diǎn)的馬虎大意，更不能流于形式敷衍了事。地質(zhì)勘探工作本身就是一門專業(yè)科學(xué)技術(shù)，其勘察后所提交的報(bào)告是建筑設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，因此不能有半點(diǎn)疏忽和虛假。所以為了提高勘查報(bào)告的真實(shí)性和可靠性就必須明確地質(zhì)勘探的分工與責(zé)任，要注重提高地質(zhì)勘探人員的業(yè)務(wù)水平和政治修養(yǎng)，并且對其道德素質(zhì)的培養(yǎng)也要抓牢從而使其對工作具有絕對的責(zé)任心，這樣才能做好地質(zhì)勘查工作。

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面

（1）建筑物體型設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)簡單化。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，對于建筑整體體型的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)簡單化處理，建筑物本身的立面其中間的高差不應(yīng)當(dāng)過于懸殊，從而避免因?yàn)楹奢d的差異造成的受力不均。另外，適當(dāng)控制建筑物的長高比越小，整體剛度越好，調(diào)整不均勻沉降的能力越強(qiáng)，一般控制在2.5～3之間。對于砌體承重結(jié)構(gòu)，為保證其整體剛度，應(yīng)合理布置縱橫墻?？v橫墻應(yīng)盡量貫通，橫隔墻的間距不宜過大，一般以不大于建筑物寬度的1.5倍為宜。

（2）合理設(shè)計(jì)沉降縫。沉降縫將建筑物分成各自獨(dú)立的單元，各單元的沉降不相互影響。設(shè)置沉降縫是防止不均勻沉降的主要手段，也是增加建筑物安全性的有效措施。因此在建筑物的不均勻受力點(diǎn)上都應(yīng)該設(shè)置沉降縫，例如在建筑轉(zhuǎn)折部位和立面高差差異較大的地方還有地基壓縮方面有著明顯的差異部分。沉降縫的寬度應(yīng)當(dāng)與建筑物的高度成正比，建筑物越高那么沉降縫的寬度也就應(yīng)當(dāng)越寬。

（3）相鄰建筑物之間應(yīng)保持一定的距離。地基土中的附加應(yīng)力會擴(kuò)散到基礎(chǔ)外的一定寬度和深度，如果兩相鄰建筑物距離過近，就會產(chǎn)生應(yīng)力疊加，而引起過大的不均勻沉降，特別是在原有建筑物旁新建重高建筑物時更應(yīng)注意。

3、施工方面

（1）換土墊層法

第一，強(qiáng)夯擠淤法為減少地基變形及提高承載力，可采用強(qiáng)夯、填碎石、擠淤同時進(jìn)行的方式，也就是強(qiáng)夯的同時一邊填碎石、一邊擠淤，從而在地基中形成碎石墩體。強(qiáng)夯擠淤法一般適用于淤泥質(zhì)土地基和淤泥厚度較小的地基，為確定其適應(yīng)性，必須要通過現(xiàn)場試驗(yàn)。

第二，挖除軟弱土或不良土質(zhì)，夯實(shí)土或分層碾壓是換土墊層法的基本原理，按照回填的材料可分為碎石墊層、灰土墊層、干渣墊層、砂石墊層、粉煤灰墊層等，其中粉煤灰主要分為調(diào)濕灰與濕排灰；干渣分為原狀干渣、混合干渣以及分級干渣；采用換土墊層法最大的優(yōu)勢是能有效提高持力層的承載力，從而減少沉降量，一般施工過程中經(jīng)常采用平板振動、機(jī)械碾壓以及重錘夯實(shí)的方式。通常情況下，對于開挖土方量較大和基坑面積寬大的回填土方工程都經(jīng)常采用換土墊層法，適用于處理低洼區(qū)域與淺層軟弱土層的填筑，其處理深度一般為2～3m，并且還適用于處理雜填土、素填土以及淺層非飽和軟弱土層等。

（2）振密、擠密法

通過振動、擠壓的方式來提高地基強(qiáng)度、減少地基土體孔隙比，從而達(dá)到地基處理的目的被稱之為振密、擠密法。強(qiáng)夯法常用于軟土地基中，為使土體更密實(shí)，可利用較大的夯擊力來迫使深層土液化和動力固結(jié)。能有效降低地基土的壓縮性和增強(qiáng)其強(qiáng)度。

四、結(jié)束語

綜上所述，建筑施工具有工程量大、技術(shù)復(fù)雜、質(zhì)量要求高等特點(diǎn)，在施工中極易發(fā)生質(zhì)量安全問題，特別是不均勻沉降的產(chǎn)生，將造成樓面或墻體開裂等問題大量產(chǎn)生，進(jìn)而嚴(yán)重影響工程施工質(zhì)量，因此，相關(guān)人員必須加以重視，選擇行之有效的科學(xué)施工方案，規(guī)范施工工藝，避免出現(xiàn)建筑地基不均勻沉降問題，提高工程建設(shè)整體質(zhì)量。