建筑物地基不均匀沉降的危害及防治措施分析

　　1建筑物地基不均匀沉降带来的危害

 

　　建筑物地基土的压缩变形关系到建筑物的正常使用及结构承载力的计算，控制建筑物地基土的变形是确保实现建筑物使用功能的重要因素。规范规定建筑物的地基变形计算值，不应大于地基变形允许值。建筑物地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。根据以往工程经验，建筑物的地基变形是一种不可避免的现象，但是地基的不均匀沉降可以通过一些行之有效的措施达到降低和消除的目的。近年来由于建筑物地基土的不均匀沉降导致的重大工程事故，值得我们去反思、探讨，并分析总结。在分析建筑物地基不均匀沉降成因之前，全面的认识建筑物地基土不均匀沉降的危害是必要的。在一些地质情况复杂，采取措施不合理的工程中，建筑物地基土的不均匀沉降影响到建筑物实现预期使用功能，影响到建筑物结构承载力的计算；严重时地基土的不均匀沉降，会引起建筑物局部墙体倾斜或整体倾斜，使建筑物内力达到或超过建筑物所能承受的极限承载力，导致建筑物墙体或楼面开裂，直接威胁到人民的生命及财产安全。

 

　　2建筑物地基不均匀沉降的成因

 

　　通过上述分析，我们对建筑物地基土不均匀沉降带来的危害有了一定的认识，作为一个设计者，在分析探讨怎样降低或消除建筑物地基土不均匀沉降带来的危害时，必须对建筑物地基土不均匀沉降的产生原因有一个全面的了解，才能做到措施行之有效。根据建筑物基础沉降作用原理及以往的工程经验，产生建筑物地基土不均匀沉降的原因主要有以下几个方面。

 

　　2.1从地基土自身分析建筑物地基不均匀沉降的成因

 

　　建筑物的地基土在受到竖向附加应力作用后，土颗粒之间产生相对移动而靠拢，使地基土中孔隙体积减小，孔隙水或孔隙中气体排除，进而产生地基土的压缩变形，从而引起建筑物基础沉降。对于土层分布连续性差，均匀性差，地质结构复杂的建设场地，由于地基主要受力层范围土质的结构类型较多，压缩模量差异较大，土层厚度分布不均等原因，使建筑物不同部位产生差异沉降。对于采用浅基础的建筑，由于其持力层为天然地基或处理地基，其地基土受到外界或相邻建筑物的影响，往往会加剧地基的不均匀沉降。

 

　　2.2从结构自身分析建筑物基础不均匀沉降的成因

 

　　结构自身对建筑物基础的不均匀沉降也会带来一定的影响，当前很多建筑为了满足建筑物功能及外观的需要，建筑物结构体型变化复杂，平面的规则性不强，结构整体刚度差，且刚度分布不均，这些因素会使地基土受到的荷载不均匀，地基土压缩变形不均匀，从而导致建筑物基础出现差异沉降或倾斜；不合理的基础选型，或基础自身刚度及其协调变形的能力差，同样会导致建筑物基础出现差异沉降或倾斜。

 

　　3关于如何减小或消除建筑结构基础不均匀沉降的几点策略

 

　　为防止建筑物基础发生不均匀沉降或倾斜，通过上述分析，具体来说对于设计者，应做好以下几方面的工作：

 

　　3.1应认真阅读《岩土工程地质勘察报告》

 

　　首先，设计者应认真阅读《岩土工程地质勘察报告》，并依据基础设计等级对勘察报告的合理性作出判别，需要补充勘察的应向建设方提出书面建议；其次，要利用岩土地基就要了解和认识土层结构，这样设计者就要认真学习《岩土工程地质勘察报告》，明确待建场地及周围地质土层的分布，清楚各地质土层的工程特性；最后，结合勘查报告的建议合理选取基础持力层及基础形式，并确定建筑物基础埋深。

 

　　3.2选择合理的建筑结构设计方案

 

　　方案上采用合理的建筑体型，尽可能选择平面形状简单，竖向高差错落不大的建筑，如平面为“一”字形；控制建筑物的长高比，一般控制在2.5以内，合理布置建筑物纵、横墙，对砌体墙结构尤为重要。合理设置沉降缝位置，如在平面形状复杂的建筑物转折部位，高度或荷载有较大突变处，不同结构类型分界处，不同基础形式或持力层分界处，分期建设房屋的分界面，长高比过大的建筑物适当位置。

 

　　采取有效的结构措施，也可防止建筑物基础发生不均匀沉降或倾斜。首先，减轻建筑物自重，采用轻型材料或轻钢结构，设置地下室减少回填土及基础自重，或增大基础底面积，以便达到减小或调整基础底面附加压力目的。其次，设置圈梁和钢筋混凝土构造柱，增加砌体结构的整体刚度；采用合理的结构体系，增强上部结构的整体刚度，调整各部分的荷载分布，增加建筑物基础埋深。注重基础设计，采用联合基础或连续基础，也可通过设置基础间连系梁，适当增强基础刚度或强度，加大基础协调变形的能力。

 

　　设计中还应科学的选择相邻建筑物基础间净距。为减少相邻建筑物的影响，后建的建筑物最好把基础埋深设在与原相邻建筑物大致相同的位置，如果必须埋置在不同深度，相邻基础的间距应不低于基底高差的两倍。

 

　　地基出现不均匀沉降或倾斜的较大原因就在于地基处理不规范。地基处理的目的就是将受力层范围土体的含水率和孔隙比降低，确保地基土的承载性能和抗剪切性能得到有效的提升。这就需要结合现场工程情况、以往成功经验及要达到的目的，科学合理的选择地基的处理方法。例如振冲挤密技术、强夯技术等利用外力提高地基强度和降低压缩性的方法，主要在松散的沙土和粘性土以及湿陷性黄土中应用；而沙井技术、堆载预压技术等排水固结技术主要在软弱的粘性土地基处理中适用，主要是因为此类地基的含水量较大，利用这些技术才能迅速的将孔隙的水排出，从而提前完成沉降，达到固结地基土的目的；而置换技术主要适用于软弱性的粘土地基之中，主要是将其挖出后置换强度更高的材料，达到固结地基的目的。现如今，地基处理方法很多，根据要达到的目的科学、合理的选择地基处理方法尤为重要。

 

　　在高层主楼和低层裙房连接处裙房范围留设沉降后浇带，可以有效的减少或消除不均匀沉降及由此带来的结构内力。沉降后浇带的位置一般留在结构内力较小的部位，如弯矩和剪力均较小的跨中1/3范围。沉降后浇带应待后浇带两侧主体施工完毕（或经沉降观测两侧主体变形稳定）后方可封闭，后浇带混凝土应采用比同层楼板（底板）强度高一级的无收缩混凝土浇注，并且后浇带处钢筋不得切断，必要时还应加强配筋。

 

　　3.3合理的施工组织及沉降观测方案

 

　　对于持力层为高压缩性的软土地基，采取合理的施工顺序和施工方案，也能有效地减少或消除地基的不均匀沉降。如基坑的开挖，对于容易受扰动的地基土，机器开挖至距离设计标高20～30cm左右处停止，采用人工边清除剩余土层边浇注垫层混凝土的方法；建筑物楼层数或荷载相差较大，并且相邻的两栋或多栋建筑物，应按照先高后低或先重后轻的顺序进行施工，必要时，应在先施工建筑物主体封顶一段时间后，沉降观测基本稳定，再施工后建建筑物；在已建成建筑物周围，不宜大量堆放建筑材料或土方等重物，以免地面堆载引起建筑物地基土产生附加应力，加大建筑物地基的沉降；还有地基处理，也可通过合理的施工顺序及施工方案，减少或消除地基的不均匀沉降。

 

　　4结束语

 

　　综上所述，通过对建筑物基础不均匀沉降的危害、成因和防治措施的分析探讨，在做好勘察、设计及施工等几方面的工作前提下，抓主要矛盾，采取行之有效的措施，就能有效的减少或消除地基的不均匀沉降，很好的实现建筑物预期的功能，保证工程质量，并取得好的经济效益和社会效益，确保人民的生命及财产安全。

 

　　参考文献：

 

　　[1]吴胜发.建筑结构基础不均匀沉降及控制研究[D].广州大学，2006.

 

　　[2]张宝满.建筑结构基础不均匀沉降的原因及防治对策探讨[J].内蒙古煤炭经济，2010（5）：45-46.