淺析基礎(chǔ)不均勻沉降的控制措施

李秀江

摘要：采取必要的技術(shù)措施，避免或減輕不均勻沉降的危害，一直是建筑設(shè)計中的重要課題。沉降控制技術(shù)是要根據(jù)建筑物的規(guī)模、用途、結(jié)構(gòu)形式以及有關(guān)地基條件等，采用一些有效和經(jīng)濟的方法以降低沉降量和差異沉降量或是提高結(jié)構(gòu)的抗沉降變形能力。目前減少基礎(chǔ)不均勻沉降主要從結(jié)構(gòu)設(shè)計、建筑設(shè)計、施工措施等方面來控制。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)；沉降；控制措施

1、基礎(chǔ)不均勻沉降的控制結(jié)構(gòu)措施

1.1減小或調(diào)整基底的附加壓力

設(shè)置地下室或半地下室，利用挖除的土重去補償一部分、甚至全部建筑物的重量，有效地減少基底的附加壓力，起到均勻與減小沉降的目的。此外，也可通過調(diào)整建筑與設(shè)備荷載的部位以及改變基底的尺寸，來達到控制與調(diào)整基底壓力，改變不均勻沉降量。

1.2減輕建筑物的自重

一般建筑的自重占總荷載的50%-70%，因此在軟土地基建造建筑物時，應(yīng)盡量減小建筑物自重，有如下措施：1）采用輕型結(jié)構(gòu)，例如預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、輕型鋼結(jié)構(gòu)、輕型空間結(jié)構(gòu)（如懸索結(jié)構(gòu)、充氣結(jié)構(gòu)等）；2）采用輕質(zhì)材料或構(gòu)件，如加氣磚、多孔磚、空心樓板、輕質(zhì)隔墻等；3）采用自重輕、覆土少的基礎(chǔ)型式，例如空心基礎(chǔ)、殼體基礎(chǔ)、淺埋基礎(chǔ)等。

1.3增強基礎(chǔ)剛度

在軟弱和不均勻的地基上采用整體剛度較大的交叉梁、筏形和箱形基礎(chǔ)，提高基礎(chǔ)的抗變形能力，以調(diào)整不均勻沉降。

1.4采用對不均勻沉降不敏感的結(jié)構(gòu)

采用鉸接排架、三鉸拱等結(jié)構(gòu)，對于地基發(fā)生不均勻沉降時不會引起過大的結(jié)構(gòu)附加應(yīng)力，可避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生開裂等危害。

1.5設(shè)置圈梁

對于砌體結(jié)構(gòu)設(shè)置圈梁可增強磚石承重墻房屋的整體性，提高墻體的抗撓、抗拉、抗剪的能力，是防止墻體裂縫產(chǎn)生與發(fā)展的有效措施，在地震區(qū)還起到抗震作用。

2、基礎(chǔ)不均勻沉降的控制建筑措施

2.1合理安排相鄰建筑物之間的距離

由于鄰近建筑物或地面堆載作用，會使建筑物地基的附加應(yīng)力增加而產(chǎn)生附加沉降。為減相鄰建筑物的影響，應(yīng)合理安排相鄰建筑物之間的距離。

2.2控制建筑物的長高比

建筑物的長高比是決定結(jié)構(gòu)整體剛度的主要因素。過長的建筑物，縱墻將會因較大撓曲出現(xiàn)開裂。有關(guān)資料表明，若將建筑物的長高比控制在2.5左右，再對上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)采取一些加強剛度的措施，基本上可以控制不均勻沉降。

2.3合理布置縱橫墻

地基不均勻沉降最易產(chǎn)生在縱向撓曲上，因此一方面要避免縱墻開洞、轉(zhuǎn)折、中斷而削弱縱墻剛度；另一方面應(yīng)使縱墻盡可能與橫墻聯(lián)結(jié)，縮小橫墻間距，以增加房屋整體剛度，提高抵御不均勻沉降的能力。

2.4設(shè)置沉降縫

用沉降縫將建筑物分割成若干獨立的沉降單元，這些單元體型簡單、長高比小、整體剛度大、荷載變化小、地基相對均勻、自成沉降體系，因此可有效地避免不均勻沉降帶來的危害。

3、基礎(chǔ)不均勻沉降的控制施工措施

3.1頂升法

頂升法就是先在基礎(chǔ)部位用千斤頂或高壓水袋把結(jié)構(gòu)傾斜下沉的部位頂回原來的位置，然后對其進行加固或密封高壓水袋以穩(wěn)固結(jié)構(gòu)。該方法不僅僅是一種控制不均勻沉降的措施，也是一種有效的結(jié)構(gòu)糾傾方法。

3.2逆作法

逆作法可以減少排土量，并與主體結(jié)構(gòu)重量進行平衡，從而使沉降量大幅度降低。逆作法施工的基本原理是沿建筑物的外墻（必要時包括內(nèi)墻）位置施工地下連續(xù)墻，作為地下室外墻，同時也作為擋土圍護結(jié)構(gòu)。在建筑物內(nèi)部的適當(dāng)位置，打下中間支撐樁，若為樁箱基礎(chǔ)，中間樁可選定在相應(yīng)的樁上。

3.3后澆帶法

為解決高層主樓和低層裙房基礎(chǔ)的差異沉降引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，可在高低層相連處留施工后澆帶。此帶設(shè)在裙房一側(cè)，寬度不小于800mm。具體做法是，先把高層主樓和低層裙房分開施工，從基礎(chǔ)到裙房屋頂各構(gòu)件的鋼筋均斷開，到灌后澆帶之前把鋼筋焊接。后澆帶應(yīng)采用澆筑水泥或硫鋁酸鹽水泥等早強快硬無收縮的水泥配置混凝土進行澆灌。后澆帶施工措施適用于變形穩(wěn)定快，沉降量較小的地基。

3.4應(yīng)力解除法

應(yīng)力解除法是應(yīng)用土力學(xué)的原理，在建筑物沉降較小的一側(cè)按照一定的角度打斜孔，解除地基中的局部應(yīng)力，從而使地基土中的應(yīng)力發(fā)生重分布，局部沉降量增大，從而達到控制不均勻沉降的目的。在施工過程中，邊打孔邊用高壓水沖孔，促使泥漿隨水流流出。鉆孔造成了其有效承載面積的減小，局部應(yīng)力相對增大，在孔壁附近產(chǎn)生應(yīng)力集中，孔周土側(cè)向擠出；與此同時，因邊界條件的改變，引起應(yīng)力重分布并形成塑性區(qū)，迫使整個基礎(chǔ)范圍內(nèi)的土體產(chǎn)生沉降，沉降速率外側(cè)大于內(nèi)側(cè)。由于飽和軟粘土的靈敏度高，觸變性大，鉆孔后嚴重擾動土體，土體的抗剪強度大大降低，鉆孔后在地基土內(nèi)形成空腔，土體在自重作用下沿孔的徑向移動，采用降水的輔助措施后孔內(nèi)的水被排走，土體在自重和水的滲透壓力作用下，沿孔徑向的變形明顯加大，促使建筑物局部下沉。

4、其它措施

4.1復(fù)合基礎(chǔ)法

將直接基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)兩者結(jié)合起來形成種復(fù)合基礎(chǔ)形式，也是一種安全經(jīng)濟的基礎(chǔ)形式，它可以使不同沉降量降低，分別發(fā)揮了直接基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)的不同作用，而樁的長度、直徑和數(shù)量均可相應(yīng)減小或減少。

4.2地基處理措施

通過地基處理措施可提高地基土的強度，保證地基穩(wěn)定，并降低地基壓縮性，減少基礎(chǔ)的沉降及不均勻沉降。常見的地基處理措施有挖除軟弱地基的置換法，人工增大土密度的強夯法、碾壓法及振動法：減少孔隙水壓力，加速土固結(jié)的排水法及擠密法使土固化，改變顆粒組成，使土體達到穩(wěn)定的注入摻合料或添加物法等。

5、結(jié)束語

實踐證明，建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不均勻沉降其控制措施可以解決建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)在設(shè)計上的工藝缺陷，改善建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量、減少沉降，提高建筑結(jié)構(gòu)承載力和節(jié)約基礎(chǔ)造價，這具有較好的技術(shù)經(jīng)濟應(yīng)用前景。因此，如何采用必要的建筑、結(jié)構(gòu)及施工方面的措施來減輕不均勻沉降的危害，是建筑基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)考慮的重要內(nèi)容。

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