高層建筑基礎不均勻沉降處理研究

摘要：近年來，隨著城市建設的不斷發展，高層建筑越來越多，高層建筑基礎不均勻沉降問題也日益嚴重。由于不均勻沉降對建筑物造成的危害性較大，甚至可能導致安全事故，因此必須對其進行處理。本文首先分析了高層建筑不均勻沉降的原因，進而提出了高層建筑不均勻沉降的處理原則與處理方法，可以為相關施工作業人員提供合理的參考。

關鍵詞：高層建筑 不均勻沉降 基礎

0 引言

由于高層建筑基礎產生不均勻沉降，極易導致墻體開裂產生斜裂縫，若不加以控制處理裂縫會繼續延伸。高層建筑不均勻沉降還會導致建筑物的嚴重下沉以及上部結構的傾斜，因此，加強對高層建筑不均勻沉降的原因分析，并制定合理可行的處理方案，對保證建筑物結構安全具有重要的作用。

1 高層建筑基礎不均勻沉降原因分析

1.1 設計因素。在進行高層建筑結構設計時，需要地基承載力是否滿足使用要求。但是沒有對地基承載力之內的地基差異變形進行計算分析，如果基礎附近范圍內的荷載與建筑荷載差異較大，又沒有合理的地基處理措施時，往往會造成不均勻沉降的產生。

1.2 地基處理方法不合理。高層建筑的地基處理方法種類較多，但是地基基礎處理方法的選擇需要根據工程實際情況選擇。由于不同工程或者相同工程不同區域其地質條件相差較大，必須科學合理的確定地基處理方案，一些情況下可能需要采用多種處理方案，但是為了便于施工作業，只采用一種處理方式，從而造成高層建筑的不均勻沉降。

1.3 基礎施工質量問題。高層建筑基礎施工作業時地基處理有問題，如在基礎地質探測過程中，沒有發現隱藏的一些不良地質條件，從而沒有采取相應的處理措施。

1.4 沉降計算參數選擇不合理。由于地基土并不是勻質彈塑性材料，因此，在進行地基基礎沉降量計算時，初始沉降依據彈性理論計算，固結沉降需要根據壓縮以及三軸試驗確定，次固結沉降需要根據蠕變試驗確定參數，采用分層總和法求解。這樣導致參數確定可能不準確或者計算與實際有一定的誤差。因此，難以保證建筑物能夠完全均勻沉降。

1.5 高層建筑使用過程意外。導致高層建筑物出現不均勻沉降的意外因素較多，例如地下水管暴漏或者地下水為突然上升，導致基礎土體部分液化，流動性增加，引起地基局部下沉。或者高層建筑基礎附近由于堆載導致荷載突然加大，造成高層建筑局部下沉。

2 高層建筑基礎不均勻沉降的處理原則

高層建筑基礎不均勻沉降的處理重點是提高基礎承載力，使其能夠滿足現有荷載要求，避免沉降的進一步發生，其處理原則如下：

2.1 避免高層建筑不均勻沉降的進一步發展。由于高層建筑的沉降量差異大，這種不均勻的沉降極易導致上部結構出現嚴重變形以及裂縫，如果繼續發生不均勻沉降，會導致上部結構出現更嚴重的問題，甚至誘發樓體坍塌等嚴重工程事故，因此，高層建筑不均勻沉降處理的首要原則是處理施工不能進一步加大沉降差。

2.2 考慮基礎施工高度的限制。由于高層建筑的上部結構已經形成，因此，對不均勻沉降進行基礎施工處理收到了層高的限制，最建筑物地基基礎加固的設備高度應加以控制，以免造成施工作業困難。

2.3 避免對地基做降水處理。根據相關工程實踐表明，如果對地基進行降水處理，有可能造成建筑物基礎的進一步下沉，不均勻沉降加劇，導致建筑傾斜或者開裂加劇。

2.4 處理施工應避免對基礎產生新的擾動。由于高層建筑基礎承受荷載較大，地基已經難以承受較大的擾動。為了保證建筑物結構安全，加固方案的制定應考慮到減小擾動，以免造成基礎承載力的下降。

3 高層建筑不均勻沉降處理

3.1 資料準備。①建筑物基礎工程勘察與沉降觀測資料。仔細分析高層建筑物基礎工程的勘察資料，在確定加固方案前，對于基礎土層分布、土體性質以及地下水位等地質水文資料進行詳細深入的了解。通過了解分析建筑物沉降過程，明確沉降速率以及不均勻沉降的發生及發展規律。②高層建筑物的上部結構與基礎設計資料。分析建筑物結構設計資料，明確基礎結構形式，荷載分布以及結構強度。對高層建筑物已經存在的裂縫或者傾斜進行調查研究，了解其分布情況以及發展態勢，制定施工處理方案，明確施工處理方式。③周邊建筑及鄰近荷載。在施工作業前，需要對高層建筑基礎下的地下管線以及相鄰建筑物的結構與基礎荷載進行分析，通過受力計算，確定其對需處理建筑物的影響程度。④高層建筑物施工資料。了解高層建筑物施工資料，可以對其基礎施工狀況以及施工質量進行分析，特別是對于由于施工原因造成的基礎不均勻沉降，施工資料更有助于不均勻沉降施工處理方案的制定。

3.2 高層建筑基礎不均勻沉降基礎加固方案。高層建筑不均勻沉降基礎加固措施主要有基礎加寬，基礎加深以及錨桿靜壓樁、樹根樁或注漿等施工工藝。基礎加寬一般是通過錨桿將基礎加寬，并通過將原有基礎鑿毛等一系列處理是混凝土較好形成整體。基礎加深一般采用墩式加深，其原理為通過將原持力層基礎土挖出，之后澆筑混凝土墩或者砌筑磚墩，世紀初承載力加強的方法。錨桿靜壓樁。是通過錨桿將壓樁架與高層建筑物基礎相連接，通過建筑物自身荷載產生壓力將樁分段壓入地基中，通過靜壓樁承擔部分荷載。樹根樁屬于小直徑鉆孔灌注樁，通過鉆孔，植入鋼筋籠，注漿等一系列施工成樁。由于小直徑鉆孔灌注樁可以豎向、斜向設置以及網狀布置，非常靈活，適于進行基礎加固處理。

①對于設計原因，如建筑體型復雜或者鄰近荷載差異較大導致的高層建筑不均勻沉降，可以根據高層建筑的損傷程度，綜合考慮局部卸荷、增加上部結構或基礎剛度、加深基礎、錨桿靜壓樁、樹根樁或注漿等加固等補救措施。②對于由于地基土處理不當，或者局部隱藏的軟弱土層等不良地質引起的不均勻沉降導致的高層建筑損傷，可選用錨桿靜壓樁、樹根樁或旋噴樁等措施對基礎進行局部加固。③對于由于地基荷載較大或者荷載突然加大，引起的高層建筑不均勻沉降，可以通過卸除部分荷載，以及加深基礎或者加大基礎底面積或的方式處理。④對于由于大面積地面荷載或者填土造成高層建筑墻體主體產生的不均勻沉降可以通過錨桿靜壓或者樹根樁進行基礎加固。

3.3 高層建筑物不均勻沉降地基糾偏。由于高層建筑物沉降或沉降差過大，直接影響到建筑物正常使用時，在對高層建筑基礎進行加固后，還需要對出現問題的建筑進行進一步的糾斜和頂升處理。建筑物糾斜有兩種方式，一種是通過對將沉降較小的部位加大沉降量，從而使沉降均勻而將高層建筑物糾正，另外一種方式是將沉降大的部位基礎頂升，從而完成將建筑物糾正。

①頂升糾偏法。頂升糾偏法在施工作業時需要注意在高層建筑整體糾斜是的均勻遞變，以免造成建筑物的算壞。施工作業需要對反力支撐進行檢測，確保可靠性，合理的頂升可以解決建筑物的傾斜，避免了高層建筑受力不均造成的進一步危害。②促沉糾斜法。促沉糾斜方法包括兩種實現途徑，一種是通過加大荷載，直接改變基礎的沉降變形達，通過促進沉降量小的區域來達到糾斜的。另外一種方式是通過掏土法，直接調整基礎圖的變形已達到促沉糾斜。

4 結語

對于建筑不均勻沉降，應該在設計施工階段加強審核管理，做到防患于未然，在高層建筑使用期間，加強沉降變形觀測，出現問題，及時分析處理。由于高層建筑基礎不均勻沉降對建筑物的損壞是非常大的，因此必須綜合分析造成不均勻沉降的原因，并科學合理的制定處理措施，以確保高層建筑的使用安全。

參考文獻：

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