軟土地基上構(gòu)筑物不均勻沉降的控制措施研究

施燕平

（上海德寰置業(yè)有限公司，上海 200126）

0 前言

在道路橋梁以及建筑工程項(xiàng)目當(dāng)中，軟土地基的不均勻沉降問題始終未根除。對于地上構(gòu)筑物而言，軟土地基的不均勻沉降已然成為威脅構(gòu)筑物穩(wěn)定性的主要因素。為有效規(guī)避此類風(fēng)險(xiǎn)，提高軟土地基地上構(gòu)筑物的使用安全，設(shè)計(jì)、施工人員需要重點(diǎn)關(guān)注勘探、設(shè)計(jì)、施工控制管理，從技術(shù)、材料等多角度出發(fā)實(shí)現(xiàn)全面控制。

1 軟土地基的基本特征和原因

通常來說，軟土屬于細(xì)粒土，這種土中的水分含量高，土層松散且孔隙比大，在使用中表現(xiàn)出了高壓縮、低固結(jié)、低強(qiáng)度、高靈敏度的特點(diǎn)，同時(shí)這種土還具有力學(xué)性質(zhì)差異大的特質(zhì)。從現(xiàn)實(shí)角度來看，軟土地基的流變性、觸變性、壓縮性以及不均勻性極強(qiáng)，抗剪強(qiáng)度則遠(yuǎn)低于普通地基，所以十分容易出現(xiàn)不均勻沉降，若軟土地基之上存在構(gòu)筑物，那么出現(xiàn)此類沉降的概率將會(huì)進(jìn)一步提升[1]。現(xiàn)階段，軟土地基之上構(gòu)筑物的不均勻沉降主要與以下因素有關(guān)：

（1）地質(zhì)勘測不準(zhǔn)確。對于所有位于軟土地基之上的工程項(xiàng)目而言，地質(zhì)勘探都是必要工作，勘探結(jié)果的準(zhǔn)確性越高，越有利于保證設(shè)計(jì)與施工安全。目前，許多項(xiàng)目的地質(zhì)勘探不徹底，所得報(bào)告的完整性、準(zhǔn)確性與真實(shí)性不高，容易引發(fā)設(shè)計(jì)與施工失誤，最終出現(xiàn)地面沉降設(shè)計(jì)量與實(shí)際量相差甚遠(yuǎn)的問題。

（2）工程設(shè)計(jì)。工程項(xiàng)目的圖紙和方案是施工依據(jù)，如果設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在重大失誤，必然會(huì)導(dǎo)致施工安全與施工質(zhì)量下降，最終影響工程項(xiàng)目成果的實(shí)用性和使用壽命。從當(dāng)前情況來看，許多軟土地基上的構(gòu)筑物設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)未設(shè)置沉降縫或設(shè)置不合理，基礎(chǔ)與整體剛度不足使不均勻沉降量增加。

（3）施工管理。與普通地基相比，軟土地基施工的技術(shù)難度和管理難度都更高，施工人員需要考慮構(gòu)筑物在高度、跨度、形態(tài)不同時(shí)的施工要求，更需要對施工技術(shù)、設(shè)備以及材料選用質(zhì)量進(jìn)行合理控制。在實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)，鋼筋、水泥砂漿、混凝土等材料質(zhì)量以及其使用質(zhì)效將直接影響構(gòu)筑物穩(wěn)定性。

2 軟基構(gòu)筑物的不均勻沉降控制路徑

對于軟土地基之上的構(gòu)筑物而言，只有提高軟土地基性能，基于真實(shí)完整地質(zhì)勘探報(bào)告做出合理設(shè)計(jì)和施工，才能降低不均勻沉降發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)；這是保證構(gòu)筑物穩(wěn)定性、安全性和耐久性的必要之舉。在這一環(huán)節(jié)，最重要的就是地基處理。此時(shí)，應(yīng)該從多角度出發(fā)提出沉降控制措施。

2.1 保證鉆探報(bào)告的真實(shí)性和可靠性

地質(zhì)勘察報(bào)告對于軟土地基構(gòu)筑物的不均勻沉降控制而言，具有十分重要的意義，屬于設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)依據(jù)，為此，建議加強(qiáng)專業(yè)地質(zhì)勘測人員的業(yè)務(wù)水平培訓(xùn)，幫助他們夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)、累積實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，與此同時(shí)，還要熟練應(yīng)用各種先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，以保證地質(zhì)勘察報(bào)告的真實(shí)性和可靠性，從而為后續(xù)設(shè)計(jì)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 從設(shè)計(jì)方面入手

2.2.1 建筑設(shè)計(jì)方面

從設(shè)計(jì)方面入手，主要是指有關(guān)單位需要采取建筑設(shè)計(jì)方面的措施，具體措施如下：①建筑平面應(yīng)較為簡單，高差應(yīng)盡量減小。究其原因，主要是建筑平面簡單和高度一致的建筑物，擁有更加均勻的基底應(yīng)力，且圈梁容易被拉通，整體剛度較高，即使在沉降較大的情況下，建筑物也不易受損。而荷載差較大的建筑物，容易因?yàn)榈厣虾奢d突然變化而出現(xiàn)過大的差異沉降，其輕低部分容易傾斜或開裂；②對建筑物的長高進(jìn)行控制，并在此基礎(chǔ)上完成對縱橫墻的合理布置。由磚石承重的建筑物，如果其長度與高度之比較小，且剛度良好，在防止建筑物開裂方面，可以取得良好的效果。在布置縱橫墻時(shí)，應(yīng)保證縱橫墻布置過程中，磚石承重結(jié)構(gòu)的縱橫墻貫通，且橫墻間距合理，通常情況下，不能超過建筑物的1.5 倍。此外，還應(yīng)控制縱橫墻的轉(zhuǎn)折次數(shù)，盡量不轉(zhuǎn)折，以保證建筑物的整體性；③設(shè)置沉降縫。在設(shè)計(jì)過程中，可通過沉降縫設(shè)計(jì)，將建筑物從屋面到基礎(chǔ)分為多個(gè)沉降單元，且這些單元相互獨(dú)立，以此使建筑物的平面更加簡單，長高比也會(huì)隨之減少，這種設(shè)計(jì)措施，有助于地基不均勻沉降問題被有效緩解。

2.2.2 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面

（1）在設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)的過程中，需要將控制變形值作為重點(diǎn)，換言之，就是設(shè)計(jì)單位需要驗(yàn)算基礎(chǔ)最終沉降量和偏心距離，確?；A(chǔ)最終沉降量在規(guī)定限值之內(nèi)。如果建筑物體形復(fù)雜程度較高，且剛度較弱時(shí)，需要將最終沉降量控制在15mm 內(nèi)，而偏心距離不宜超過15%。

（2）軟土地基上構(gòu)筑物設(shè)計(jì)高度不宜過高，其上部結(jié)構(gòu)宜采取輕型結(jié)構(gòu)，同時(shí)，將軟土上部的硬殼層作為持力層，通過這種措施的應(yīng)用，使軟土受到的擾動(dòng)減小。

（3）在天然地基與建筑物沉降變形控制要求不符的情況下，需采取有效的技術(shù)措施加以處理。比如采用預(yù)制鋼筋混凝土短樁，砂井真空預(yù)壓、深層攪拌樁、新型碎石樁等措施。

（4）在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的過程中，需要重視基礎(chǔ)剛度和強(qiáng)度的增加?；A(chǔ)通常位于建筑物的最下方，與建筑物整體剛度存在密切的關(guān)聯(lián)，尤其是在建筑產(chǎn)生正向扭曲或受拉區(qū)不同時(shí)，可通過混凝土十字交叉條形基礎(chǔ)或閥形基礎(chǔ)的使用，將基礎(chǔ)擾曲變形消除。

2.3 選擇合適的施工材料

選擇合適的施工材料，是控制軟土地基上建筑物不均勻沉降的有效舉措，具體措施如下：

（1）依據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇砂漿的品種和強(qiáng)度。在查閱資料后發(fā)現(xiàn)，計(jì)量不準(zhǔn)確、原材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、塑化材料稠度不準(zhǔn)、砂漿試塊未得到正確養(yǎng)護(hù)等因素均會(huì)影響砂漿的強(qiáng)度。故建議有關(guān)單位加強(qiáng)對入場材料的驗(yàn)收，禁止不合格材料進(jìn)入施工現(xiàn)場，從而實(shí)現(xiàn)在源頭上控制材料質(zhì)量的目的。與此同時(shí)，還要檢測計(jì)量器具，并指派專業(yè)人員進(jìn)行指導(dǎo)，保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（2）依據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇強(qiáng)度和品種合適的磚，在選擇過程中，還要將所砌部位的受力性質(zhì)和規(guī)格作為依據(jù)。在砌筑過程中，采用一順一丁的方法，上下順磚錯(cuò)縫的方法為主，這種方法的使用，有助于提升墻體的整體性。

2.4 施工質(zhì)量管理控制

質(zhì)量管理同樣是有效的軟土地基不均勻沉降控制措施，質(zhì)量管理的針對性、有效性越強(qiáng)，越有利于控制軟土地基不均勻沉降，保障地上構(gòu)筑物安全。在此環(huán)節(jié)控制人員必須從保證施工高質(zhì)高效的角度出發(fā)，提出針對性質(zhì)量管理方案。比如，明確質(zhì)量控制目標(biāo)和質(zhì)量管理方法，確定質(zhì)量驗(yàn)收方式以及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，建立技術(shù)交底、施工質(zhì)量檢查、從業(yè)者技術(shù)資質(zhì)審查機(jī)制和質(zhì)量會(huì)議制度[2]。從現(xiàn)實(shí)角度來看，質(zhì)量控制人員必須基于現(xiàn)實(shí)需求對所有施工工序的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量要求進(jìn)行全面統(tǒng)籌，提出可行性方案并制定強(qiáng)有力的執(zhí)行制度，為切實(shí)提升施工質(zhì)控水平提供保障。

2.4.1 完善質(zhì)量管理體系

為保證質(zhì)量管理質(zhì)效，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人組織建立質(zhì)量管理領(lǐng)導(dǎo)體系?；谫|(zhì)量管理領(lǐng)導(dǎo)體系，構(gòu)建多層級領(lǐng)導(dǎo)格局，自上向下開展分層領(lǐng)導(dǎo)和管理。此時(shí)，項(xiàng)目經(jīng)理擔(dān)任項(xiàng)目質(zhì)量領(lǐng)導(dǎo)小組組長，副經(jīng)理與項(xiàng)目總工程師擔(dān)任副組長；質(zhì)量領(lǐng)導(dǎo)小組直接領(lǐng)導(dǎo)質(zhì)量安全、工程技術(shù)和綜合服務(wù)三個(gè)部門負(fù)責(zé)人，而這些負(fù)責(zé)人則直接領(lǐng)導(dǎo)專職質(zhì)檢員、項(xiàng)目試驗(yàn)員、測量放線員、材料采購員和資料內(nèi)業(yè)人員，管理領(lǐng)導(dǎo)體系的最底部為作業(yè)班組組長，各班組組員則受組長直接領(lǐng)導(dǎo)。在該體系運(yùn)行環(huán)節(jié)，工作責(zé)任、內(nèi)容皆按照體系層級進(jìn)行明確劃分，可最大限度保證施工質(zhì)量[3]。此外，還應(yīng)該基于招標(biāo)文件、設(shè)計(jì)方案、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范、法律法規(guī)以及施工合同等文件要求建立質(zhì)量保證體系（如圖1 所示）。

圖1 質(zhì)量保證體系

2.4.2 完善績效考核機(jī)制

在實(shí)踐中，質(zhì)量管理人員需要基于動(dòng)態(tài)質(zhì)量目標(biāo)建立績效考核機(jī)制，不斷優(yōu)化和完善品質(zhì)激勵(lì)體系，深化員工自檢行為引導(dǎo)和培訓(xùn)。不僅如此，還必須強(qiáng)調(diào)質(zhì)量目標(biāo)的量化和細(xì)化，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量目標(biāo)責(zé)任分?jǐn)偅瑢①|(zhì)量目標(biāo)與生產(chǎn)者實(shí)際工資掛鉤。

2.5 安全控制管理

軟土地基處理具有一定風(fēng)險(xiǎn)性，所以強(qiáng)調(diào)安全文明施工十分必要。在實(shí)踐工作當(dāng)中，控制人員可從安全生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、施工安全管理和安全生產(chǎn)管理制度等方面著手構(gòu)建安全管理體系。同時(shí)，基于安全教育與宣傳、安全隱患檢查、安全生產(chǎn)標(biāo)志張貼、安全保障體系完善等措施，提高安全管理質(zhì)量。對于施工過程中的高危性操作而言，安全管理人員提高重視，確保專業(yè)技術(shù)人員在安全防護(hù)下施工。通常來說，軟土地基不均勻沉降控制項(xiàng)目中，臺(tái)風(fēng)、寒潮等異常天氣會(huì)嚴(yán)重影響安全管理控制水平。為此，安全管理控制人員必須提前做好應(yīng)對準(zhǔn)備，通過制定應(yīng)急預(yù)案和落實(shí)監(jiān)測、預(yù)控等保證措施，盡可能避免自然因素干擾。比如，制定觸電事故、防火搶險(xiǎn)事故和風(fēng)雨異常事故的應(yīng)急預(yù)案；定期組織施工人員參與事故突發(fā)演習(xí)。此外，在文明施工控制環(huán)節(jié)，還需要強(qiáng)調(diào)材料和設(shè)備管理，避免因材料設(shè)備受損而導(dǎo)致施工失效，加劇不均勻沉降。

3 結(jié)論

總而言之，從保持軟土地基上構(gòu)筑物的穩(wěn)定性的角度來看，應(yīng)用軟土地基不均勻沉降控制措施勢在必行。在實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員必須明確軟土地基不均勻沉降問題的形成原理，然后根據(jù)構(gòu)筑物使用安全需求以及行業(yè)管理標(biāo)準(zhǔn)，對軟土地基不均勻沉降情況進(jìn)行有效監(jiān)測，并在施工環(huán)節(jié)通過技術(shù)、材料和質(zhì)量控制措施保證處理有效性。