地基基礎(chǔ)的不均勻沉降探討

張 杰

摘要:近年來因地基基礎(chǔ)沉降不均勻所導(dǎo)致房屋出現(xiàn)問題的事故不斷發(fā)生,作為工程技術(shù)人員應(yīng)該對此引起高度重視,本文對產(chǎn)生地基基礎(chǔ)不均勻沉降的原因做了簡要的分析并從工程地質(zhì)、設(shè)計、施工三個方面提出了相關(guān)的防治措施。

關(guān)鍵詞:地基基礎(chǔ);不均勻沉降;凍土處理

近年來在我們的實際工程中,由于沒有足夠重視地基的沉降,以至出現(xiàn)過工程事故,這樣的例子屢見不鮮。一些慘痛的教訓(xùn)不得不引起我們的思考。我國的面積遼闊,地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。各地區(qū)的地質(zhì)不盡相同,就是同一個地區(qū)的地質(zhì)也不盡相同。因此作為一名工程技術(shù)人員,應(yīng)該對此引起高度的重視。建筑物應(yīng)該坐落在穩(wěn)定,堅實的土層上,而避免有軟弱的土層,由于軟弱的地基土往往呈現(xiàn)凹陷不均勻沉降,當(dāng)沉降超過一定限度時,在建筑物底層門窗洞口角部出現(xiàn)斜裂縫或八字型裂縫。此類裂縫大多數(shù)在房屋建成后不久出現(xiàn),并隨著時間的推移而繼續(xù)加以擴展,直至地基沉降穩(wěn)定后,便不再發(fā)生變化。少數(shù)結(jié)構(gòu)會因為沉降差異過大,而導(dǎo)致房屋的嚴(yán)重變形,甚至倒塌。地基基礎(chǔ)不均勻沉降造成的危害應(yīng)引起工程技術(shù)人員的高度重視。

1 地基基礎(chǔ)不均勻沉降的原因

1.1 工程勘察地質(zhì)報告的因素

一般情況下,工程勘察地質(zhì)報告能夠正確反映土壤類別,土層性質(zhì),水文地質(zhì)等情況。

結(jié)合設(shè)計要求,對地基作出評價,對設(shè)計和施工提出合理建議。如果地質(zhì)報告不真實,就容易給設(shè)計人員造成分析、判斷上設(shè)計的錯誤;以至造成重大經(jīng)濟損失。

1.2 工程設(shè)計方面的因素

由于某些建筑型體復(fù)雜,或有建筑高度高差較大及荷載顯著不同的,地基上的壓縮性有顯著不同處或地基處理方法不同的,以及沒有在適當(dāng)位置設(shè)置沉降縫的,基礎(chǔ)剛度或整體剛度不足的,都將導(dǎo)致地基基礎(chǔ)的不均勻沉降量增大,造成墻體出現(xiàn)裂縫。另外設(shè)計各部位基礎(chǔ)相對沉降量過大,也是造成墻體開裂的因素之一。

1.3 工程施工方面上的因素

由于墻體砌筑時,砂漿強度偏低,灰縫不飽滿,砌筑組砌不當(dāng),通縫多,斷磚集中使用,拉結(jié)筋不按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置,墻體留槎違反規(guī)范要求等等。

2 基礎(chǔ)不均勻沉降的防治措施

2.1 從工程勘察地質(zhì)報告入手

地質(zhì)鉆探報告是一門專門的學(xué)科,來不得半點虛假。勘察地質(zhì)報告是設(shè)計人員的主要設(shè)計依據(jù)。必須提高地質(zhì)勘測人員的業(yè)務(wù)水平,政治素質(zhì)和職業(yè)道德素質(zhì),加強責(zé)任感,這樣才能使地質(zhì)報告具有真實性和可靠性。作為設(shè)計者應(yīng)該認(rèn)真的閱讀理解報告的內(nèi)容,應(yīng)該對工程所在地的地質(zhì)做到心中有數(shù);如發(fā)現(xiàn)與報告所述不同,應(yīng)及時采取措施。

2.2 從設(shè)計上入手

建筑的平面形狀應(yīng)力求簡單,規(guī)則整齊,盡量避免形狀復(fù)雜,陰角太多;避免建筑物有顯著的高差或荷載差異。在軟土地區(qū)建筑物的裂縫事故,往往以有高度差異或荷載差異的建筑物為多見,尤其是高低或輕重單元連成一體未設(shè)置沉降縫時最易發(fā)生控制建筑物的單位整體長度,長度較大的建筑,考慮在適應(yīng)部位設(shè)置沉降縫,對于平面圖形復(fù)雜的,或有層高高差及荷載顯著不同的,要在其轉(zhuǎn)折處,層高高差處或荷載顯著不同的部位設(shè)置沉降縫,在地基土的壓縮性有顯著不同處或在地基處理方法不同處設(shè)置沉降縫。

考慮相鄰建筑物的影響,建筑物荷載不僅使建筑物地基土產(chǎn)生壓縮變形,這種變形隨著相鄰建筑物距離的增加而逐漸減小,由于軟弱地基的壓縮性很高,當(dāng)兩建筑物之間距離較近時,常常會造成臨近建筑物影響的損害,軟弱地基上的建筑物基礎(chǔ)之間要有一定的距離。

控制建筑物的長高比。長高比是保證磚石承重結(jié)構(gòu)建筑物剛度的主要因素。長高比大的建筑物,調(diào)整地基不均勻變形的能力就差;相反,如將建筑物長高比限制在一定的范圍內(nèi),它就具有較大的調(diào)整地基不均勻變形的能力。

一般房屋的縱向剛度較弱,地基不均勻沉降的損害的主要表現(xiàn)為縱墻的擾曲破壞。內(nèi)外縱墻的中斷、轉(zhuǎn)折,都會消弱建筑物的縱向剛度。地基不良時,應(yīng)盡量使內(nèi)外縱墻都貫通。縱、橫墻的聯(lián)結(jié)形成了空間剛度。縮小橫墻的間距,可有效地改變房屋整體性,從而增強了調(diào)整不均勻沉降的能力。

合理布置縱橫墻及設(shè)置圈梁。在建筑物的墻體設(shè)置鋼筋混凝土圈梁的主要作用是增強建筑物的整體性,它在一定程度上能防止或減少裂縫的出現(xiàn),即使出現(xiàn)了裂縫也能阻止裂縫的發(fā)展。

采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)增加結(jié)構(gòu)的整體性

地基基礎(chǔ)設(shè)計必須以控制變形值為主,設(shè)計單位必須嚴(yán)格按設(shè)計規(guī)范驗算。基礎(chǔ)最終沉降量應(yīng)當(dāng)控制在《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的限值以內(nèi)。

當(dāng)然地基不能滿足建筑物沉降變形控制要求的,必須采取技術(shù)措施加以處理。

2.3 從施工中入手

砂漿的品種,強度等級必須符合設(shè)計要求。影響砂漿強度的因素定量不準(zhǔn),原材料質(zhì)量的變動,塑化材料(如石灰膏)的稠度不準(zhǔn)而影響到摻入量;砂漿試塊的制作和養(yǎng)護方法不當(dāng)。解決的辦法是:加強原材料的進場驗收,嚴(yán)禁將不合格的材料用于建筑工程上。對計量器具進行檢測,并對計量工作派專人監(jiān)控。將石灰膏調(diào)成12CM的標(biāo)準(zhǔn)稠度后稱量,或測出其實際稠度后進行換算,砂漿試塊應(yīng)有專人負(fù)責(zé)看管及養(yǎng)護。磚的品種,強度必須符合設(shè)計要求,砌體組砌形式一定要根據(jù)所砌部位的受力性質(zhì)和磚的規(guī)格來確定。 一般采用一順-丁,上下順磚縫的砌筑法,以大大提高砌筑墻體的整體性,當(dāng)利用半磚時,應(yīng)將半磚分散砌于墻中,同時也要滿足搭接1/4磚長的要求。

加強沉降檢測。施工單位必須按設(shè)計要求及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)埋設(shè)專用水準(zhǔn)點和沉降觀測點。主體結(jié)構(gòu)施工階段,其結(jié)構(gòu)層沉降觀測不少于一次,主體結(jié)構(gòu)封頂后,沉降觀測2個月不少于一次。監(jiān)理單位必須進行檢查復(fù)測,并將資料列入工程質(zhì)量評估內(nèi)容。

3 寒冷地區(qū)永凍土及季節(jié)性凍土的處理

凍土主要分布在我國的嚴(yán)寒地區(qū),分為季節(jié)性凍土及永久性凍土。季節(jié)性凍土又稱為融凍層,只在冬季氣溫上升而融化,因此凍土的深度不大。而永久性凍土常年不融化,凍土很厚,具有特殊的性質(zhì)。當(dāng)溫度改變時,其物理力學(xué)性能也隨之改變,并產(chǎn)生凍脹,融陷熱融滑塌等現(xiàn)象。一般采用以個幾種方法加以處理

3.1 換填法

用粗砂,礫石等不凍脹材料填筑在基底下。對不采暖的建筑填土深度為當(dāng)?shù)貎錾畹?0%,采暖建筑的填土深度為當(dāng)?shù)貎鐾辽疃鹊?0%,寬度為基礎(chǔ)每邊外伸150-200mm。

3.2 物理化學(xué)法

人工鹽優(yōu)化改良土:加入氧化鈉,氧化鈣和氧化鉀等;以降低冰點的溫度,減輕凍害。用憎水物質(zhì)改良土:如柴油等加化學(xué)表面活性劑,以減少地基的含水量。使土顆粒聚集成或分散改良土:如用順丁烯聚合物,使土粒聚集,降低凍脹。

3.3 保溫法

在建筑物基礎(chǔ)底部或四周設(shè)置隔熱層,增大熱阻,推遲土的凍結(jié),使土粒聚集,降低凍脹。

3.4 排水隔水法

建筑物周圍設(shè)置排水溝,防止雨水滲入地基,同時在基礎(chǔ)的兩側(cè)與底部填砂石料,并設(shè)置排水管將滲漏過來的水排除。

凍土地基處理是一項基礎(chǔ)復(fù)雜,難度大的非常規(guī)工程,我們必須精心施工,做好技術(shù)交底與質(zhì)量監(jiān)督及檢測工作。

總之,基礎(chǔ)的沉降問題必須引起我們高度的重視。勘察設(shè)計的合理與否,決定勘察報告的準(zhǔn)確度和可靠性。基礎(chǔ)設(shè)計人員對勘察報告中提出的建議要充分重視,我們必須從頭到尾嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),杜絕問題的發(fā)生,將風(fēng)險降到最低點。在今后的工作中利用先進的工藝技術(shù),以及先進的理論方法,使我們在保證建筑物安全正常使用前提下,降低工程成本,更好的服務(wù)于社會,服務(wù)于人民大眾。