防止高層建筑基礎不均勻沉降的措施

王川

摘要：對于建筑地基而言，如果施工過程中產(chǎn)生質量問題，那么在后期使用中就會有較大概率出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象，一旦產(chǎn)生不均勻沉降現(xiàn)象，就會給地基上部的建筑結構帶來嚴重的損壞，此時，建筑企業(yè)就需要投入更多的資金對地基和建筑結構進行加固與修復，這不僅加劇了建筑企業(yè)的經(jīng)濟負擔，還會給建筑結構的使用人員帶來一定的不利影響，甚至威脅人身安全。因此，對建筑地基不均勻沉降現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進行綜合分析是十分有必要的，在分析結果的基礎上制定完善的治理策略，這樣才能提高地基及其上部建筑結構的質量和結構穩(wěn)定性。

關鍵詞：建筑地基;不均勻沉降;治理策略

一、工程概況

某建筑物全長63m，寬47m，高28.2m，1、3、6這幾個樓層主要是由框架結構組成。在此工程建設過程中，地基土質主要為回填土，回填土最深深度達到40m。由于回填土較厚，這就使得主樓與輔樓區(qū)域之間所受的荷載力存在較大的差異，因此，在地基基礎設置過程中，主要按照如下方式：對辦公樓，設置筏板基礎;對車庫和配套用房，設置彈性地基梁基礎，地基基礎連接處使用混凝土進行澆筑。此外，在地基處理過程中，主要采用強夯法和換填法，地基設計的最大單擊夯擊能力大于8000KJ。在處理筏板底標高下垃圾土和淤泥質土時，主要采用換填法來進行，處理完成以后，該處地基承載力能力大于2000KPa。

二、結構沉降觀測

在工程主體施工完成以后，工作人員經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，配套用房區(qū)域產(chǎn)生了較大沉降，經(jīng)兩年時間的累積觀察，該區(qū)域的最大沉降深度為143mm，B3和B2兩點之間存在48mm的沉降差，同時，部分工程主梁和柱表面已經(jīng)產(chǎn)生了裂縫。技術人員結合行業(yè)內的標準規(guī)范，將B2和B3兩點之間的最大允許沉降差進行計算，結果值為21.6mm，其實際值已經(jīng)遠遠超過允許范圍此外，工程周圍設置的觀測點所觀察到的沉降較小，為均勻沉降。

三、不均勻沉降原因分析

（一）地基基礎處理不達標

對于建筑主體結構而言，其在施工完成以后，工作人員在半年時間內對其進行綜合檢查和觀測，發(fā)現(xiàn)該處的沉降量為56mm，同時，不同觀測點之間的沉降值存在較大的差異。對于主樓和輔樓而言，兩棟樓所承受的荷載力存在較大的差異性，主樓荷載大于輔樓荷載，但在檢測過程中發(fā)現(xiàn)輔樓的沉降值大于主樓的沉降值，這就說明這兩個區(qū)域的地基結構存在較大的差異性，即，施工過程中沒有對輔樓區(qū)域的地基進行加固處理。此后，工作人員對輔樓區(qū)域的地基壓實系數(shù)進行檢測，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域最大地基壓實系數(shù)為0.85，最小的地基壓實系數(shù)為0.7，均小于標準設計要求0.97這個地基壓實系數(shù)。

（二）受地下水影響

工作人員在對該建筑工程的最大沉降點處進行檢測和研究過程中發(fā)現(xiàn)，記錄的最大單次沉降值主要分布在8月—12月。在8月—12月份期間，該地區(qū)存在幾次較大的降水，同時，建筑工程建設區(qū)域的原始地貌為山間峽谷，峽谷下游地段這個區(qū)域位置正好用于建設輔樓，在經(jīng)過強降水天氣以后，雨水會在地面集聚并最終流入地下，這就對地基內部回填土產(chǎn)生了一定的浸泡作用并最終導致回填土軟化，從而對輔樓建設區(qū)域的地基帶來了不利影響，加劇了該處地基的沉降速度。除此以外，工作人員在施工過程中也忽視了該區(qū)域的排水情況，輔樓建設區(qū)域正好處于該區(qū)域的最低位置，這就使得雨水和其他排水在此處地基進行匯流，這就會給地基的內部結構帶來不利影響，同時，該處地域水系較為發(fā)達，向地基內部流入的水量較多，這都會加劇輔樓的地基沉降。

（三）地基處理方式不合理

行業(yè)內技術人員經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，如果選擇強夯單擊法，那么每次夯擊過程中產(chǎn)生的能量為8000KJ，產(chǎn)生的最大加固深度為8.5m，最小加固深度為8m。對于該工程而言，其區(qū)域最大回填土厚度為46.9m，最小回填土厚度為27.7m，這兩個數(shù)據(jù)說明該區(qū)域回填土的厚度存在較大差異性，采用單一表面強夯處理法，是無法提高地基內部結構均勻性的。對于強夯處理法而言，其產(chǎn)生的加固效果和加固深度與地質存在直接聯(lián)系，如果不對地基整個內部結構進行夯實，那么只有地基表面的剛度符合實際的標準需求，這也會產(chǎn)生沉降現(xiàn)象。

（四）基礎形式不合理

對于該工程設計過程而言，技術人員充分考慮到輔樓地下一層區(qū)域的標高，要從基頂回填4.5m左右至一層±0.000處開始設置。因此，施工人員選用彈性地基梁作為基礎，改變了地基基礎的形式，使得地基本身的受力模式與表面應力之間產(chǎn)生了一定的差異，這樣就能降低回填土荷載帶來的不利影響，從而確保該地基在后期使用過程中不會產(chǎn)生不均勻沉降現(xiàn)象。此外，對不同區(qū)域連接處的基礎形式而言，在連接處設置了沉降后澆帶，同時，要對地基內部主要是由高壓縮性土組成的高回填區(qū)域也設置沉降后澆帶處。對于多層建筑而言，在施工期間需要對沉降量進行控制，一般控制的沉降量最多為最終沉降量的50%，最小也需要為最終沉降量的20%，然而，建筑地基的沉降量會隨著建筑物后期的使用過程產(chǎn)生一定的變化，在無法充分判斷地基沉降量的基礎上，要選擇不同基礎形式的施工模式，這樣才能提高地基基礎形式的合理性。

四、不均勻沉降處理方案

一般而言，在處理建筑地基不均勻沉降過程中，工作人員可以從地基的內部和上部結構這兩個方面進行加固處理。（1）對于深層回填土以上的地基處理過程而言，主要分為淺層處理方式和深層處理方式。首先，工作人員要對建筑基礎的加固模式、工程結構以及建筑的使用功能等方面進行綜合勘察并分析，在分析結果的基礎上選擇合理的處理方式。在使用淺層處理方式過程中，主要是通過注入水泥漿對地基進行加固，在地基表層注入一定壓力的水泥漿，這樣就能對地基的表層和土層進行加固，從而提高地基表面受力的均勻性，確保沉降高度一致。首先，在地基梁四周的帷幕內注入水泥漿，確保水泥漿注入完成以后，地基周圍能夠形成一個封閉的空間。其次，對地基底部進行注漿，將注漿管通入地基內部并注入水泥漿，這樣就能達到加固的效果。最后，在注漿加固過程中，安排專業(yè)人員對地基的沉降現(xiàn)象進行觀察，確保其沉降的趨勢有所降低。此外，在使用地基深層處理方法時，要在沉降區(qū)域安裝筏板，即鋪設一層新的樁基礎，將原有的地基結構轉換成地梁。（2）對于該工程的上部結構而言，主要為框架結構，存在較強的協(xié)調變形能力。然而，上部結構已經(jīng)產(chǎn)生了較大差距的不均勻沉降，那么只有提高上部結構框架的整體剛度和結構穩(wěn)定性，確保框架結構的變形形狀趨于一致，才能在后期建設過程中有效防止框架產(chǎn)生繼續(xù)變形的現(xiàn)象，避免在建筑結構后期使用過程中產(chǎn)生安全隱患。對于該過程而言，工作人員會選擇在不同框架柱之間澆筑一片混凝土墻，然而，在澆筑混凝土墻過程中，會使框架結構上部的荷載力變大，這會對地基的沉降帶來不利影響。增設整片混凝土墻存在一定的不確定性，因此，工作人員要同時兼顧框架的剛度和上部結構的荷載這兩個方面。在經(jīng)過綜合考慮和分析以后，技術人員在框架之間設置一個斜撐，為上部結構提供一定的支持力，從而降低框架整體的形變大小，避免給上部結構和下層地基的沉降帶來不利影響。（3）協(xié)調變形加固節(jié)點按鉸接考慮，這樣才能充分發(fā)揮構件的受力性能。當?shù)鼗约吧喜靠蚣軜嫾幚砉ぷ魍瓿梢院?，要確保地基基礎的沉降趨于穩(wěn)定才能對上部結構構件產(chǎn)生的裂縫進行混凝土泥漿注入處理，這樣才能對框架進行加固，提高框架結構的穩(wěn)定性。

參考文獻：

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