關于高層建筑地基沉降與控制研究

孟凌娟 麻曄

摘 要：高層建筑的數量越來越多，建筑物的質量問題也應該引起高度重視，只有確保了建筑物的工程質量，才能保障人們的生命財產安全。而建筑物地基是否牢固是承載工程質量問題的關鍵。高層建筑地基最常見、最普遍的問題莫過于沉降問題了，所以采取針對性的手段對其進行嚴格控制就顯得尤為主要。

關鍵詞：高層建筑；地基沉降；控制

中圖分類號：TU433 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）05-0136-02

0 引言

在現代化社會生活中，人們的物質追求與精神追求并駕齊驅，共同構成衡量人們生活水平的重要指標。建筑物是其中的重要組成部分，但是城市占地面積有限，人口數量與日俱增，建筑只能在高度上不斷增加，高層建筑甚至是超高層建筑應運而生。高層建筑中最為重要的問題就是地基建設，對于后續工程施工起到了決定性的作用。而如何降低地基沉降情況出現的概率，已然成為相關單位值得深思的課題。

1 高層建筑中地基沉降的主要原因

要想解決高層建筑地基不規則沉降的問題，就需要有針對性的找出癥結所在，這樣才能制定出與之相匹配的解決方案。影響建筑物產生沉降現象的原因有很多，尤其是在實際工程中經常會遇到一些突發性事故，導致建筑物的混凝土結構層不穩定，進而產生裂縫。作為衡量建筑物使用壽命的關鍵因素，設計人員一定要對質量嚴格把關，這樣才能得到有效預防，保障人們的生命財產安全不受損害。筆者結合自身經驗對高層建筑中地基沉降的主要原因進行了分析，供相關人士參考與借鑒：

（1）應當制定一個嚴謹的設計方案，做好相應的準備工作。好的開始是成功的一半，尤其對于高層建筑來講，在設計過程中要充分考慮到不規則沉降發生的可能性，但是往往正是忽視了這一點，才造成建筑物沉降問題的發生，進而也就沒有得到有效的防范。相關設計者在沒有預先考慮這一問題潛在隱患的前提下，也就沒有認真考察建筑物附近的環境以及具體的施工地點，通常憑借自己個人經驗以及在書本上學習到的理論知識就著手展開設計工作，殊不知不同環境下的土層在結構、厚度、性質等方面都存在較大的差異性，其施工的復雜程度也是不盡相同的。這就相當于為高層建筑在后續施工中埋下了一顆“定時炸彈”，極容易在后續的施工中出現重大安全事故，不但造成人力、財力的損失，而且還會對社會帶來不利影響。因此，建筑工程相關工作者一定要在設計上引起重視，進一步強化管理手段，做到防患于未然。

（2）建筑物種類很多，常見的有高層建筑、多層建筑等。在許多高層建筑物周圍，又存在很多其他構筑物，由此產生建筑結構不當的問題，也在一定程度上影響著建筑地基的穩固性。因為周圍建筑在施工時所使用的機械設備會產生振動，地基隨著振動的發生就會出現形變，在局部位置引起下沉。而高層建筑周圍如果存在大面積開挖工程，更會影響地基的穩定，產生水土流失的危險，進而引發地基滑移，嚴重情況下還會出現地基沉陷的情況。除此之外，如果建筑物周圍的地面上有大量重物堆積，那么土層在重物壓力下就會產生變形，隨之引發地基沉降的問題。上述這些可能性都是高層建筑物周圍存在施工造成的，如果不加以有效控制，那么將會帶來十分嚴重的安全隱患。

（3）如果高層建筑在施工過程中未進行嚴格的控制，也會對建筑物結構帶來不同程度的沉降問題。這一問題一方面來源于施工人員在實際工作中沒有將本職工作做好，缺少行之有效的管理制度，認為管理不嚴格就放松對自己的要求，這種情況集中體現在實際作業中，沒有詳細進行檢驗就開槽動工，又或者是施工人員將施工材料堆放在已建成的建筑物附近，嚴重影響了基礎工程的施工。另一方面，高層建筑中，磚砌體是十分常見以及普遍應用的一種結構，磚砌體結構質量的好壞會對建筑的整體質量帶來直接的影響。在施工中，由于施工人員的實際操作問題，造成灰縫不夠飽滿，砌磚時組砌的不恰當以及存在較多通縫等，最終讓地基產生沉降，工程質量受到威脅。

2 針對如何控制高層建筑地基沉降問題提出的有效措施

與一般建筑物不同，高層建筑自身就具有一定特殊性，尤其是在高度方面，更加要求地基要打得穩、打得牢固，這樣才能確保工程質量。因此，實際工作中的難度也就會有所增加，采用的技術手段更加先進。上文中筆者提出了幾點造成高層建筑地基沉降的主要原因，那么針對這些問題，筆者通過近些年的工作經驗，也積累了一些可取之處，希望對今后的高層建筑地基沉降能夠帶來一些幫助。

（1）從建筑物結構的剛度方面來說，提高其結構剛度無疑是確保地基穩固的主要手段。具體做法有三點：1）在高層建筑的墻體中設置鋼筋混凝土圈梁，增強建筑物的整體性，圈梁的設置，無論是磚石砌體的抗剪性還是自身的抗拉性，都能得到一定程度的提高，這樣裂縫問題也就能得到有效避免了。通常情況下，圈梁的設置位置都是在建筑物的底層和檐口標高處，針對不同的建筑類型，也可增加隔層設施，有些地區或者城市處于地震帶，也要考慮到自身的抗震效果，構造柱與圈梁連接處，構造柱的縱筋應在圈梁縱筋內側穿過，確保構造柱在縱筋上下貫通，使其達到協調一致，提高建筑物的整體剛度。2）沉降縫的設置。為防止建筑物各部分因為地基不均勻沉降引起房屋破壞所設置的垂直縫叫做沉降縫。很多建筑要在外觀上達到賞心悅目的效果以吸引人們的關注，因此建筑主要運用了多層排列的組合方式，從平面上來看更加復雜，在立面上也存在較大的高差，這樣地基就會出現不同的受力狀態，就好比一塊海綿，使用不同的壓力按壓海綿，恢復的時間也有所不同。同樣的道理，建筑物在不同的受力狀態下就會出現沉降。這種情況下，設置沉降縫可以說是一種有效的控制手段，將建筑物分割成不同的沉降單元，按照屋面到基礎的順序進行分割，這樣建筑物平面就不會顯得過于復雜，立高面的長高比隨之減小，高層建筑的沉降問題也就迎刃而解。3）對建筑物的長高比有效控制，它對磚石結構房屋空間剛度起決定因素。通過對軟土地基的調查顯示，三層以下的建筑結構，其長高比應該控制在2.5以下，當相應比例超過2.5但是未達到3.5時，那么就要確保將內橫墻的間距控制在合理范圍內，避免轉折。對于不同的建筑物功能要求，長高比要求也不同，一般長高比如果難以實現，可以采取沉降縫的方式將其斷開。

（2）要隨時隨地觀察高層建筑地基的沉降情況，這樣才能在第一時間發現問題。需要在不同的位置設置觀測點，通常情況下在8m至12m之間設置一處觀測點，而建筑物的山墻位置是必須要設置的，觀測點的位置也比較固定，要求在山墻的中部進行設置。現如今很多高層建筑或者是框架式結構的多層建筑，往往都會在混凝土柱上增設一處觀測點，這一位置可以更加直接觀察到沉降的產生。有些特殊要求的建筑，還應該征得設計單位的同意，額外增加觀測點，這樣可以達到全方位觀察沉降的效果。對標高的觀測，觀測點應該位于外墻檐的墻面上，設計單位在確定高層建筑的標高時，應該以建筑物的實際情況為參照。如果對標高沒有特殊要求，一般情況下都以民用建筑的標高設置當作參考依據的。建筑工程的質量監督單位根據沉降觀測點的編號統一進行管理。

（3）加強對施工的管理也是十分必要的。在地基施工過程中，要以嚴格的施工質量標準為前提，以施工設計圖紙為根據，不能隨意更改原圖紙的內容。尤其是在建筑主體進行施工時，要事先進行檢測，及時發現潛在的地基沉降隱患，工作人員一定要將檢查的工作重視起來，切不可抱著僥幸心理隨隨便便的敷衍了事，而是需要經過多次檢查，達到百分之百的肯定才能進行下一步工作。通常情況下，檢測建筑物地基沉降問題需要以兩個月為周期，在經過初步檢查以后，相關工程部門還要進行復查，并且將每一次的檢查過程與結果記錄下來，以方便對以后的工程提供借鑒，同時也是為了一旦產生責任事故，第一時間找到責任主體并且制定出解決方案。此外，施工時需要盡量避免施工現場周圍存放大量施工材料，這會讓周圍地基承受過多的壓力，額外的壓力會讓地基產生沉降問題，甚至會加快沉降的速度。基于此情況，在開挖地基時，盡可能不要破壞周圍環境，尤其是土壤環境。

在保證保留原始土壤的基礎上，才能對地基進行墊層，一般情況下原始土壤至少要保留20cm以上，完成墊層以后才能清理周圍不需要的預留土壤。如預留土壤存在松動隱患，施工人員要及時挖除這部分土壤，將砂石或者泥土代替進行回填，以達到更加穩定的效果。另外，施工材料看似對地基沉降的影響不大，但是為了防患于未然，也要進行嚴格檢查，對于不符合工程質量要求的材料一并剔除，并且采取專業設備進行檢驗與校準，以達到檢測結果的準確性，讓檢測結果更加真實。

除此之外，高層建筑地基基礎是整個建筑物的根，將上部傳來的荷載傳遞給地面。因此，建筑的地基基礎施工時，不能出現破壞、失穩、變形的缺陷。因此要對基礎施工步驟細化分工，如控制施工過程后仍出現沉降或其他需對基礎進行加固處理。采用強夯法，通過夯錘多次夯擊，使基礎受力均勻，同時提高承載力；基礎加深加固技術，在建筑外圍施工簡便，缺點流動性土層中不能使用；靜力樁加固技術是澆筑混凝土樁使地基連成一體，把建筑荷載傳遞較硬土層；粉煤灰碎石加固技術將粉煤灰、石膏、碎石、材料與定量的水泥混合攪拌形成具有高強性的水泥樁與軟土層形成穩定的復合地基，優點制作簡單、靈活性、穩定性，缺點容易堵塞等。

3 結語

綜上所述，引起高層建筑地基沉降的原因很多如人為因素、自然環境因素設計因素都會對地基帶來不同程度的影響，這需要實地勘察，具體問題具體分析，這樣才能有的放矢的解決高層建筑的地基沉降隱患，保證高層建筑物的整體質量。同時加強地基基礎建設的管理，嚴格遵循施工質量監控原則，不斷優化施工技術，積累施工經驗，增加建筑工程的經驗交流，使之滿足當前對建筑物的建設標準。希望在今后的建筑工程施工中能夠引以為鑒，避免類似問題的產生，從而使人們居住在更加安全舒適的建筑物中。

參考文獻

[1] 解磊，王躍.關于高層建筑地基沉降與控制研究[J].城市建設理論研究（電子版），2018（12）：87.

[2] 黃艷妮.高層建筑地基沉降及控制措施[J].山東工業技術，2018（02）：95.

[3] 蘇利全.高層建筑地基沉降及控制措施研究[J].城市建設理論研究（電子版），2017（07）：74-75.

[4] 周麗娜，辛明星.關于高層建筑地基沉降與控制研究[J].民營科技，2016（07）：167.