建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不均勻沉降的原因及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的防治對(duì)策探討

張含宇

【摘要】地基不均勻沉降會(huì)引起建筑結(jié)構(gòu)傾斜，或者導(dǎo)致構(gòu)件開(kāi)裂甚至損壞，它是引起建筑工程事故的主要原因之一。如何解決不均勻沉降對(duì)上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的過(guò)大變形、裂縫、傾斜甚至倒塌等不利影響是工程建設(shè)和地基基礎(chǔ)科學(xué)面臨的重大問(wèn)題。本文對(duì)建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不均勻沉降的原因及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的防治對(duì)策進(jìn)行了簡(jiǎn)要的探討。

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；不均勻沉降；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；地基；防治；措施

建筑物在建設(shè)過(guò)程中，以及在建筑物建成以后都會(huì)發(fā)生沉降和不均勻沉降。如果是不均勻沉降，將會(huì)導(dǎo)致建筑物發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，影響建筑物的使用功能，更嚴(yán)重的會(huì)引起墻倒屋塌，出現(xiàn)傷人事故和財(cái)產(chǎn)損失。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行關(guān)注。

1、建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不均勻沉降的原因

1.1勘察因素

地質(zhì)勘察報(bào)告的準(zhǔn)確性較差，且真實(shí)性不高，會(huì)導(dǎo)致實(shí)際施工的過(guò)程中存在盲目性。如果勘察單位不按規(guī)定操作，造成地質(zhì)報(bào)告的準(zhǔn)確性差、真實(shí)性不高，不具有代表性。勘探報(bào)告的真實(shí)性受到影響后，會(huì)給建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作帶來(lái)麻煩，從而增加地基不均勻沉降的幾率。實(shí)際施工時(shí)，有些工程甚至不進(jìn)行有效的地質(zhì)勘察盲目施工。

1.2設(shè)計(jì)因素

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尤其是對(duì)建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面是十分重要的，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)如果對(duì)基礎(chǔ)的尺寸大小、樁的分布不均勻或是對(duì)基礎(chǔ)所處的地質(zhì)沒(méi)有進(jìn)行有效的處理，或是在對(duì)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中每一層的層高過(guò)高都會(huì)導(dǎo)致建筑地基不均勻沉降問(wèn)題。建筑物長(zhǎng)度太長(zhǎng)；建筑體型比較復(fù)雜凹凸轉(zhuǎn)角多；未在適當(dāng)部位設(shè)置沉降縫；基礎(chǔ)及建筑物整體剛度不足；建筑物層高相差大所受荷載差異大；地基土的壓縮性顯著不同、地基處理不當(dāng)，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不合理；相鄰建筑物復(fù)合地基的影響等都會(huì)引起建筑物產(chǎn)生過(guò)大的不均勻沉降。 平面形狀復(fù)雜的建筑物，如“工”字形，“E”字形，“L”字形等，在縱橫交叉處，基礎(chǔ)密集，地基中應(yīng)力重疊，沉降量增加。同時(shí)，此類建筑物剛度不對(duì)稱，容易遭受地基不均勻沉降的危害而產(chǎn)生開(kāi)裂。

1.3施工因素

由于施工時(shí)地基處理得不好，或因地質(zhì)勘探不細(xì)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)地下的某些不良地質(zhì)現(xiàn)象， ，因而未作處理或處理不善。或者墻體砌筑時(shí)建筑的砂漿強(qiáng)度不夠，或者是灰縫不飽滿、拉結(jié)筋的設(shè)置不符合標(biāo)準(zhǔn)或是對(duì)于不同地質(zhì)的處理不夠徹底；沒(méi)有認(rèn)真驗(yàn)槽；施工排水方案不合理；對(duì)建筑物任意改建、擴(kuò)建；墻體砌筑時(shí)砂漿強(qiáng)度偏低、灰縫不飽滿，拉結(jié)筋不按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置等等都會(huì)引起地基的不均勻沉降。

1.4地基處理方法因素

一般需要同時(shí)運(yùn)用多種地基處理方法，但為了施工方便，實(shí)際工程中有可能會(huì)使用同一方法處理不同軟弱地基，而這往往是造成差異沉降的隱蔽因素。有些設(shè)計(jì)人員沒(méi)有認(rèn)真考察荷載情況，對(duì)于地基土質(zhì)的情況也沒(méi)有認(rèn)真研究，單純地憑借以往的施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此存在著諸多的缺陷，嚴(yán)重的時(shí)候?qū)?huì)出現(xiàn)地基不均勻沉降的現(xiàn)象。

1.5地質(zhì)因素

由于基巖起伏，局部土質(zhì)不均勻，覆土層的厚度不同，常常使建筑物一部分基礎(chǔ)置于堅(jiān)硬的基巖上，另一部分基礎(chǔ)置于硬土層上。或者于地基土質(zhì)軟弱，地基下臥層軟土厚度較大，土的壓縮性較大，存在暗溝、洞穴等。地基含水量變化不正常，受壓后都會(huì)使建筑物地基產(chǎn)生不均勻沉降。

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的防治措施

2.1勘察措施

在建筑設(shè)計(jì)之前，必須要進(jìn)行詳細(xì)的勘察，對(duì)施工地區(qū)的地基土質(zhì)情況、分布范圍、地下水位等水文地質(zhì)條件、承載力大小等基礎(chǔ)情況勘察清楚，有效防止建筑地基基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象。對(duì)于地質(zhì)勘查工作我們必須保持著絕對(duì)的嚴(yán)謹(jǐn)性，不能有一點(diǎn)的馬虎，更不能流于形式。為提高勘查報(bào)告的真實(shí)性和可靠性就必須明確地質(zhì)勘探的分工與責(zé)任，要注重提高地質(zhì)勘探人員的業(yè)務(wù)水平和責(zé)任心，這樣才能做好地質(zhì)勘查工作。

2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施

a.控制建筑物的長(zhǎng)高比。二層以上的砌體結(jié)構(gòu)長(zhǎng)高比不宜大于2.5，對(duì)于平面簡(jiǎn)單、內(nèi)外墻貫通、橫墻間隔較小的結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)高比不宜大于3.0，不符合上述要求的，要設(shè)沉降縫。

b.設(shè)置圈梁。圈梁對(duì)幫助減小沉降裂縫是不容忽視的，墻內(nèi)設(shè)置的圈梁能增強(qiáng)墻體承受撓曲應(yīng)力的能力。

c.合理布置縱橫墻。當(dāng)?shù)鼗l(fā)生不均勻沉降時(shí)，墻身是主要的受力構(gòu)件，縱墻應(yīng)盡量避免轉(zhuǎn)折或中斷，防止剛度削弱而損壞，建筑物橫墻能起到加強(qiáng)整體剛度的影響。

d.設(shè)置沉降縫。用沉降縫將建筑物分割成若干獨(dú)立的沉降單元，這些單元體型簡(jiǎn)單、長(zhǎng)高比小、整體剛度大、荷載變化小、地基相對(duì)均勻、自成沉降體系，因此可有效地避免不均勻沉降帶來(lái)的危害。

e.控制與調(diào)整建筑物各部分標(biāo)高。適當(dāng)提高室內(nèi)地坪和地下設(shè)施的標(biāo)高；對(duì)結(jié)構(gòu)或設(shè)備之間的聯(lián)結(jié)部分，適當(dāng)將沉降大者的標(biāo)高提高。

f.建筑的平面形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)單，規(guī)則整齊。盡量避免形狀復(fù)雜、陰角太多、建筑物有顯著的高差或荷載差異。

g.盡量減少建筑物自重。采用輕質(zhì)材料或構(gòu)件，采用輕型結(jié)構(gòu)，采用自重輕、覆土少的基礎(chǔ)型式。

h增強(qiáng)基礎(chǔ)剛度。 在軟弱和不均勻的地基上采用整體剛度較大的交叉梁、筏形和箱型基礎(chǔ)，提高基礎(chǔ)的抗變形能力，以調(diào)整不均勻沉降。

i.相鄰建筑物之間應(yīng)保持一定的距離。地基土中的附加應(yīng)力會(huì)擴(kuò)散到基礎(chǔ)外的一定寬度和深度，如果兩相鄰建筑物距離過(guò)近，就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力疊加，而引起過(guò)大的不均勻沉降。

2.3施工措施

適當(dāng)安排施工順序，如果發(fā)現(xiàn)建筑物存在著高低以及輕重不同部分的時(shí)候，必須要先對(duì)高重的部分進(jìn)行施工，使其出現(xiàn)一定沉降之后再對(duì)低、輕的部分進(jìn)行施工；或者是先對(duì)主體房屋進(jìn)行施工，再對(duì)附屬房屋進(jìn)行施工，這樣也能夠有效防治不均勻沉降現(xiàn)象。通過(guò)控制地下水位控制不均勻沉降。當(dāng)建筑物存在有高、低和重、輕不同部分時(shí)，應(yīng)先施工高、重部分，使其有一定的沉降后再施工低、輕部分，或先施工主體房屋，再施工附屬房屋，能減少一部分沉降差。

結(jié)語(yǔ)：

建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降是一個(gè)復(fù)雜的工程問(wèn)題， 原因是多種多樣，往往引起建筑上部結(jié)構(gòu)的過(guò)大變形、開(kāi)裂、傾斜甚至破壞，嚴(yán)重影響建筑物的使用，應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視，必須采取科學(xué)措施加以防治。因此在設(shè)計(jì)工作中應(yīng)盡可能考慮上部結(jié)構(gòu)、地基和基礎(chǔ)的相互影響和共同工作，綜合應(yīng)用上述措施，使不均勻沉降控制在允許范圍內(nèi)，滿足建筑物的正常使用功能。

參考文獻(xiàn)：

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