淺析防止高層建筑基礎(chǔ)不均勻沉降的措施

紀(jì)義奎

【摘要】高層建筑受外界各種環(huán)境因素的影響，基礎(chǔ)部位很容易發(fā)生不均勻沉降。本文從地質(zhì)勘察、設(shè)計(jì)及施工方面分析不均勻沉降的原因，并簡要闡述應(yīng)對(duì)措施。

【關(guān)鍵詞】不均勻沉降;沉降縫;地質(zhì)勘察

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

21.

1、高層建筑基礎(chǔ)不均勻沉降的原因

1.1地質(zhì)勘察不全面

地質(zhì)勘察報(bào)告是工程進(jìn)行地基處理的重要依據(jù)，其準(zhǔn)確程度對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。例如：深圳市光明社區(qū)一樓房突發(fā)傾斜，經(jīng)探勘人員對(duì)樓體進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，兩樓之間最寬的距離22cm，最窄的間距14cm。雖然樓體的整體主體結(jié)構(gòu)比較完整，但樓體整體的傾斜率達(dá)到6.3‰，且存在危房，經(jīng)檢測其傾斜率達(dá)到7‰。根據(jù)檢測結(jié)果，造成光明社區(qū)東邊永南1號(hào)樓房傾斜原因主要是因?yàn)榈鼗幱谙弟浫鯇又?。很可能因?yàn)榭辈觳坏轿唬谖纯辈斓牡貙哟嬖谲浫鯇拥?，?dǎo)致高層建筑基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降現(xiàn)象。

1.2設(shè)計(jì)方案存在弊端

在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合高層建筑所在的地質(zhì)情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。如不結(jié)合實(shí)際地質(zhì)條件的情況，套用以往設(shè)計(jì)成果盲目進(jìn)行設(shè)計(jì)很容易出現(xiàn)質(zhì)量事故。由于高層建筑結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且轉(zhuǎn)角多，極容易出現(xiàn)沉降縫設(shè)置不合理或未設(shè)置，建筑物整體性及其之間的高差較大，地基處理方法不科學(xué)都是造成高層建筑不均勻沉降的原因。通過對(duì)高層建筑不均勻沉降的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)馬虎，建筑物結(jié)構(gòu)受力情況計(jì)算錯(cuò)誤等是主要因素。

1.3施工方面存在的問題

施工質(zhì)量是否滿足設(shè)計(jì)要求對(duì)建筑產(chǎn)生不均勻沉降產(chǎn)生直接影響。在進(jìn)行地基驗(yàn)收時(shí)，驗(yàn)收人員應(yīng)按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求進(jìn)行驗(yàn)收。根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，在距建筑物周圍一定的范圍內(nèi)禁止堆放物體，以防止建筑物地基承載力的受力不均，使高層建筑物發(fā)生傾斜。施工時(shí)，必須嚴(yán)格對(duì)各種工序、材料的質(zhì)量進(jìn)行控制，如砂漿強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度，灰縫不飽滿、砌磚時(shí)出現(xiàn)通縫等都是引起地基產(chǎn)生不均勻沉降的原因。

2、高層建筑地基不均勻沉降的應(yīng)對(duì)策略

2.1確保地質(zhì)勘察全面和真實(shí)

在工程建設(shè)中，地質(zhì)勘察報(bào)告對(duì)施工方案的選擇具有重要的參考作用。根據(jù)高層建筑的地質(zhì)條件，必須嚴(yán)格按照勘察規(guī)范要求的鉆孔間距、鉆探深度等進(jìn)行勘探工作，例如，地質(zhì)條件比較復(fù)雜時(shí)，應(yīng)加密勘察間距，以避免間距過大，漏掉地質(zhì)情況，對(duì)施工產(chǎn)生不利影響，甚至造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2.2保證設(shè)計(jì)方案科學(xué)合理

結(jié)合地質(zhì)勘探報(bào)告，進(jìn)行高層建筑地基承載力的設(shè)計(jì)，在確保高層建筑安全的情況下，編制科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，例如：對(duì)高層建筑的砌體承重體結(jié)構(gòu)形式，不但地基基礎(chǔ)需滿足剛度要求，而且還應(yīng)設(shè)置合理的縱橫墻，使縱橫墻處于貫通狀態(tài)，并控制其間距在高層建筑物寬的1.5倍。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)高層建筑物長度的控制，如建筑物長度較大、平面結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜或高層建筑的層高高差不同，應(yīng)在合適的部位設(shè)置沉降縫。

在實(shí)際應(yīng)用中，首先對(duì)影響高層建筑發(fā)生不均勻沉降的因素進(jìn)行分析，如永久作用荷載、可變作用荷載和偶然作用荷載等對(duì)建筑物的影響，高層建筑的自重是影響其發(fā)生不均勻沉降的因素之一。為提高建筑物的穩(wěn)定性、安全性，在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮在其墻內(nèi)架設(shè)圈梁和構(gòu)造柱增強(qiáng)墻體的穩(wěn)定性，提高其抗彎能力，從而減少裂縫的發(fā)生。

高層建筑有一般規(guī)模較大，對(duì)長高比要求較高，對(duì)于長高比較大的建筑物，對(duì)地基不均勻變形的適應(yīng)能力就較差，如能將長高比控制在一定范圍內(nèi)，其就具有較大的適應(yīng)地基不均勻變形能力。實(shí)踐證明，建筑物的長高比控制在2.5至3之間時(shí)，可減少建筑物的相對(duì)彎曲，房屋不易出現(xiàn)裂縫。

2.3加強(qiáng)對(duì)施工質(zhì)量控制

在進(jìn)行高層建筑地基施工時(shí)，為了減少對(duì)原狀土的擾動(dòng)，通常開挖至距設(shè)計(jì)面20cm，待進(jìn)行基礎(chǔ)施工時(shí)再將其挖除。在地基施工時(shí)，如將原狀土破壞，應(yīng)根據(jù)地基規(guī)范要求，結(jié)合地基處的地質(zhì)情況采用合理的地基處理方案。

在施工時(shí)，為了確保高層建筑物的施工質(zhì)量，必須按照一定的施工原則進(jìn)行，否則容易導(dǎo)致質(zhì)量或安全事故發(fā)生，如存在標(biāo)高不同時(shí)，應(yīng)先施工地基較深的部位，待深基礎(chǔ)沉降穩(wěn)定后，方可進(jìn)行淺基礎(chǔ)施工。如使用連接件進(jìn)行建筑物層間連接時(shí)，為避免出現(xiàn)層間沉降，應(yīng)在最后進(jìn)行連接件的修建，對(duì)于活荷載大的建筑物，在施工前，有條件時(shí)可先堆載預(yù)壓。

在進(jìn)行高層建筑磚墻砌筑前，施工人員認(rèn)真按照設(shè)計(jì)要求和規(guī)范要求進(jìn)行施工，施工前，提前將所需材料提前準(zhǔn)備好，如將拉結(jié)筋一般埋入墻內(nèi)0.5m，并將拉結(jié)筋伸出墻外0.5m，上下間距保持在0.5m。如有抗震要求，控制拉結(jié)筋埋入構(gòu)造柱中的長度為1m，一般磚墻中放置2根。在建筑中，為確保水平灰縫的飽滿度，一般水平灰縫的寬度為8-12mm，拉結(jié)筋一般選用Φ6.5mm鋼筋。

3、高層建筑地基不均勻沉降處理在實(shí)際案例中的應(yīng)用分析

3.1工程概況

廣西某高層建筑長25.2m，寬20.7m，建筑物共25層，剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式采用筏板基礎(chǔ)。該建筑物于2018年交房后，陸續(xù)出現(xiàn)不均均勻沉降現(xiàn)象，建筑物出現(xiàn)向西北傾斜現(xiàn)象，經(jīng)沉降觀測，累計(jì)最大沉降量達(dá)70mm。由于樓體沉降嚴(yán)重，鉆探公司通過勘探23個(gè)鉆孔發(fā)現(xiàn)，均有石灰?guī)r層，其中13個(gè)鉆孔中遇到15個(gè)溶洞，根據(jù)充填情況分析，溶洞與地表連通性強(qiáng)，溶洞形式為開口型，由于溶洞被粘性土充填，造成洞頂板巖石處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

3.2不均勻沉降原因分析

結(jié)合勘探結(jié)果，建筑物的外圍有溶洞，且在施工過程中，采用毛石混凝土進(jìn)行地基處理，由于毛石混凝土形狀不規(guī)則、尺寸較大，組成成分不均勻，在澆筑混凝土后很難與混凝土達(dá)到密實(shí)狀態(tài)。

由于毛石混凝土內(nèi)部存在的空隙較多，造成毛石混凝土的強(qiáng)度離散程度高，且在建筑物的北側(cè)、西側(cè)、南側(cè)均存在有地下溶洞，再加上裝飾荷載，最終造成高層建筑地基基礎(chǔ)不均勻沉降。

3.3處理措施

通過對(duì)高層建筑地基基礎(chǔ)不均勻沉降成因進(jìn)行分析，由于本高層建筑為筏板結(jié)構(gòu)，根據(jù)樁筏互補(bǔ)原理，對(duì)地基進(jìn)行層層加固處理，使地基最終形成三維立體支撐結(jié)構(gòu)體復(fù)合地基，有利于增加地基的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)建筑基礎(chǔ)加固和抬升的目的，提高了建筑地基的整體穩(wěn)定性并達(dá)到了承載力要求。

結(jié)語：

綜上所述，高層建筑地基基礎(chǔ)不均勻沉降對(duì)建筑物的正常使用產(chǎn)生安全影響，在實(shí)際應(yīng)用中，必須嚴(yán)格按照國家的規(guī)范要求對(duì)地質(zhì)勘察工作，并制定科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，加強(qiáng)對(duì)施工過程監(jiān)控，減少或避免由于地基不均勻沉降給建筑物帶來的危害。

參考文獻(xiàn)：

[1]何傳剛.防止高層建筑基礎(chǔ)不均勻沉降的措施[J].建筑于裝飾，2016（27）.

[2]邱殿東.防止高層建筑基礎(chǔ)不均勻沉降的策略[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2018年（17）.