淺談防止高層建筑基礎(chǔ)不均勻沉降的措施

余延松+唐亮

【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，我國(guó)綜合國(guó)力的不斷提升，使我國(guó)工程建筑提出了更高的要求。地基的不均勻沉降是引起建筑物結(jié)構(gòu)裂縫的主要原因，嚴(yán)重威脅著建筑物的安全。所以我們必須要加強(qiáng)這些方面的研究，減少地基不均勻沉降，讓我國(guó)的建筑設(shè)施更加安全。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；不均勻沉降；有效措施

【Abstract】With the rapid development of China's economy， science and technology by leaps and bounds， China's comprehensive national strength of the continuous improvement of China's construction projects put forward higher requirements. The uneven settlement of the foundation is the main cause of the cracks in the building structure， which seriously threatens the safety of the building. So we must strengthen these aspects of the study， to reduce the uneven settlement of the foundation， so that China's construction facilities more secure.

【Key words】High - rise buildings；Uneven settlement；Effective measures

我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，促進(jìn)了城市化建設(shè)的進(jìn)程，出現(xiàn)了各種形式不同的高層建筑。在高層建筑的建設(shè)過程中，高層建筑中有不同的建筑物，并且高度也不同，從而形成了高低錯(cuò)落有致的綜合建筑群。但是高層建筑與其他建筑間，必須設(shè)置沉降縫，使得他們之間的建筑并非連為一體。在高層建筑的規(guī)劃與設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)認(rèn)真地分析基礎(chǔ)沉降問題，并有針對(duì)性的制定解決措施。

1. 高層建筑基礎(chǔ)不均勻沉降的主要原因及危害

（1）地基土質(zhì)軟弱不均：建筑地基局部土質(zhì)不均勻，受壓后必然產(chǎn)生過量不均勻沉降。地基處理不當(dāng)，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不合理。建筑荷載必然對(duì)地基產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，對(duì)承載能力低，變形大的軟弱地基，應(yīng)進(jìn)行加固處理，提高地基承載能力。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要根據(jù)上部荷載與地基土質(zhì)情況，考慮地基的淺基或樁基礎(chǔ)。

（2）建筑體型布置不合理：為了追求建筑造型，建筑平面開頭復(fù)雜，轉(zhuǎn)折多變；房屋過長(zhǎng)，長(zhǎng)高比較大；建筑立面高低起伏，衙載差異較大；開設(shè)大門大窗，墻體被削弱。地基含水量不正常變化：因周圍某些條件變化，使建筑地地下水位升高，或上下管道滲漏，地表水滲入建筑地基，長(zhǎng)期浸泡，土質(zhì)軟化甚至沖刷淘空，導(dǎo)致不均勻沉降。

（3）建筑物使用不當(dāng)：隨著改變房屋用途，增大荷載，在室內(nèi)地面堆放超過設(shè)計(jì)要求的活荷載，使地基附加應(yīng)力劇增，導(dǎo)致建筑物不均勻沉降，墻體開裂。地基處理方法不當(dāng)：地基處理方法很多，但同一種處理方法對(duì)不同的工程要求處理的效果不同。實(shí)際工程中，使用同一方法處理不同軟弱地基，埋下差異沉降的隱患。

（4）建成后使用過程中的意外影響：由于地下水管的大量漏水引起地基局部下沉，相鄰新建筑產(chǎn)生的影響，或地面堆載的載荷過大而引起局部下沉。不均勻沉降的危害是很多的。在實(shí)際工程中，天然地基土具有一定的壓縮性，因此，在自重應(yīng)力和附加應(yīng)力的作用下，地基將產(chǎn)生一定的沉降。一般來說，地基產(chǎn)生均勻沉降，對(duì)建筑物本身影響不大，可以預(yù)留沉降標(biāo)高加以解決。但是由于地基軟弱，土層厚度變化大，土層在水平方向軟硬不一建筑物荷載相差較大或基礎(chǔ)類型、尺寸的差異等原因，容易使地基產(chǎn)生過量的不均勻沉降，造成建筑物傾斜，引起上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力或上部結(jié)構(gòu)附加應(yīng)力增加，當(dāng)不均勻沉降超過建筑物承受的限度時(shí)，即造成墻體或樓面開裂等事故，甚至使整個(gè)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重傾斜，影響建筑使用，危及安全。

（5）總體來說，不均勻沉降對(duì)工程的危害主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大附加應(yīng)力，二是使建筑物底層層高減小，建筑物總高度減小。因此.采取有效措施防止或減輕不均勻沉降，在建筑設(shè)計(jì)中至關(guān)重要。

2. 防止高層建筑基礎(chǔ)不均勻沉降的措施

2.1控制長(zhǎng)高比及合理布置墻體。砌體承重房屋的長(zhǎng)高比大，整體剛度就差，縱墻很容易因撓曲過度而開裂。對(duì)于平面簡(jiǎn)單，內(nèi)、外墻貫通，橫墻間隔較小的房屋，長(zhǎng)高比的控制可適當(dāng)放寬。 合理布置縱、橫墻，是增強(qiáng)砌體承重結(jié)構(gòu)房屋整體剛度的重要措施之一。一般房屋的縱向剛度較弱，故地基不均勻沉降的損害主要表現(xiàn)為縱墻的撓曲破壞。內(nèi)、外墻的中斷、轉(zhuǎn)折，都會(huì)削弱建筑物的縱向剛度。地基不良時(shí)，應(yīng)盡量?jī)?nèi)、外墻都貫通，縱橫墻的聯(lián)結(jié)形成了空間剛度，縮小橫墻的間距，可有效地改善房屋的整體性，從而增強(qiáng)了調(diào)整不均勻沉降的能力。按建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范，在建筑高度和荷載差異部位、結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)類型不同的部位，宜設(shè)沉降縫。當(dāng)?shù)鼗鶋嚎s性高，厚度較大，主樓與裙樓之間差異沉降很大時(shí)，應(yīng)該將兩者基礎(chǔ)之間用沉降縫完全斷開。

2.2整體聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。當(dāng)基礎(chǔ)在巖石層或卵石層上，或采用樁基、深墩，主樓與裙樓之間差異沉降很小時(shí)，一般可以將主、裙樓的基礎(chǔ)做成整體，不必設(shè)縫。高層建筑主、裙樓的設(shè)計(jì)中，常采用以下幾種形式：一是同置于剛度很大的箱基或厚筏基礎(chǔ)上，以抵抗差異沉降引起的內(nèi)力；二是通過樁基支撐在基巖或承載力較大的持力層上；三是地基土軟弱，后期沉降量大時(shí)，也可將裙房放在懸挑基礎(chǔ)上，但懸挑基礎(chǔ)不能太長(zhǎng)。主樓與裙樓基礎(chǔ)的聯(lián)合設(shè)計(jì)，是指主樓與裙樓采取不同的基礎(chǔ)形式，但中間不設(shè)沉降縫。通過我國(guó)近3 0年來的工程實(shí)踐，聯(lián)合設(shè)計(jì)的要點(diǎn)可歸納為：其一，考慮裙房的高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是選擇

合適的沉降計(jì)算方法與確定合理的差異沉降，觀察地區(qū)性持久的沉降數(shù)據(jù)。其二，基本設(shè)計(jì)原則是盡可能減少主樓的重量和沉降量，同時(shí)在不導(dǎo)致破裂的前提下提高裙房基礎(chǔ)的柔性，甚至可能采用獨(dú)立柱基。其三，考慮施工的先后順序。主樓應(yīng)先行施工，讓沉降盡可能預(yù)先發(fā)生，設(shè)計(jì)良好的后澆帶。一般情況下，主樓與裙樓的荷載相差很大，兩者的剛度差異懸殊，造成一定量的沉降差異，如果處理不當(dāng)會(huì)造成結(jié)構(gòu)的開裂而影響使用。主、裙樓采用不同的基礎(chǔ)形式，設(shè)法減少不均勻沉降，且在結(jié)構(gòu)上保持連續(xù)無(wú)縫。

2.3做好建筑地基建設(shè)。減少地基不均勻沉降采取的防治措施就要從地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)相互作用的觀點(diǎn)出發(fā)，從勘察、設(shè)計(jì)、施工等方面綜合采取措施，減少建筑物的總沉降量，相應(yīng)地減少不均勻沉降量，增強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)對(duì)沉降和不均勻沉降的適應(yīng)能力。地質(zhì)基礎(chǔ)勘察方面地質(zhì)鉆探報(bào)告是一門專門的科學(xué)，來不得半點(diǎn)虛假。鉆探報(bào)告是設(shè)計(jì)人員的主要設(shè)計(jì)依據(jù)，必須提高地質(zhì)勘測(cè)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(qiáng)責(zé)任感，這樣才能使鉆探報(bào)告具有真實(shí)性和可靠性。采用多種設(shè)計(jì)，增強(qiáng)基礎(chǔ)剛度和整體剛度。住宅的平面形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)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。長(zhǎng)度較大的住宅，考慮在適應(yīng)部位設(shè)置沉降縫；對(duì)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。

2 4建筑過程的施工措施。在軟弱的地基上進(jìn)行工程建設(shè)，合理地安排施工程序，注意某些施工方法，也能收到減少或調(diào)整部分不均勻沉降的效果。當(dāng)擬建的相鄰建筑物之間輕（低）重（高）懸殊時(shí)，一般應(yīng)按照先重后輕的程序進(jìn)行施工；有時(shí)還需在重建筑物竣工后間歇一段時(shí)間，然后再建造輕的鄰近建筑物，如果重的主體建筑物與輕的附屬部分相連時(shí)，也可按上述原則處理，在已建成的輕型建筑周圍，不宜堆放大量的建筑材料或土方等重物；擬建的密集建筑群內(nèi)如有采用樁基礎(chǔ)的建筑物，樁的設(shè)置應(yīng)首先進(jìn)行，在進(jìn)行井點(diǎn)排水降低地下水位及挖深坑修建地下室（或其他地下結(jié)構(gòu)）時(shí)，應(yīng)密切注意到對(duì)鄰近建筑物可能產(chǎn)生的不良影響。在淤泥及淤泥質(zhì)土的地基上開挖基坑時(shí)，要注意盡可能不擾動(dòng)土的原狀結(jié)構(gòu)，通常可在坑底保留200mm左右厚的原土層，待施工墊層時(shí)再臨時(shí)鏟除，如發(fā)現(xiàn)坑底軟土已被擾動(dòng)，可挖去擾動(dòng)部分，用砂、碎石等回填處理。

3. 結(jié)束語(yǔ)

高層建筑的基礎(chǔ)建設(shè)，是一項(xiàng)技術(shù)性要求高且復(fù)雜的工程。該項(xiàng)工程不僅需要施工人員具有較高的施工水平和施工經(jīng)驗(yàn)，還需要確切的地址勘察數(shù)據(jù)，并進(jìn)行合理統(tǒng)計(jì)和設(shè)計(jì)。在高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工中，很小的細(xì)節(jié)失誤，都會(huì)引發(fā)高層建筑出現(xiàn)不均勻的基礎(chǔ)沉降問題。所以我國(guó)應(yīng)當(dāng)加大對(duì)高層建筑項(xiàng)目建設(shè)的重視，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)當(dāng)對(duì)高層建筑不均勻沉降，可能發(fā)生的原因進(jìn)行分析研究，并采取具體有效的預(yù)防措施，進(jìn)一步保障高層建筑物的使用安全。

參考文獻(xiàn)

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[文章編號(hào)]1619-2737（2017）06-19-581