建筑物的沉降傾斜問題探析

韋慶軍，葛立瑞，盛永錫

（1.南京市溧水區建設工程施工圖設計文件審查中心，江蘇 南京 211200；2.江蘇東合南巖土科技股份有限公司，江蘇 南京 210019）

眾所周知，建筑物發生超限值的傾斜，其安全隱患就埋下坍塌的禍根。此時，急切需要采取糾偏扶正措施，避免發生房毀人亡事故。

1 起因及案例

新老建筑物在施工過程和使用期間時有發生傾斜，究其緣由，主要有下列影響因素。

1.1 選址不當

陜西某工程，建設選址時按照分散靠山隱蔽的原則性要求，坐落在山腳邊坡下，由于水土流失，地基長久風化侵蝕，部分山體滑坡，加之建筑物的質心偏離剛度中心較大，產生整體滑移式傾斜，如圖1所示。

圖1

1.2 基礎持力層壓縮模量差異引發沉降差超限，出現傾斜

如圖2所示，武漢某20層辦公樓，三分之一長度坐落在次固結填土上（Es=4MPa），其余為老粘土地基（Es=8MPa），建成使用三年后，次固結填土地基壓密沉降大，老粘土地基微量沉降，由于差異沉降遠超2～3‰L限值，導致樓體傾斜，猶如比薩斜塔，墻體和樓面大開裂，不得不拆除重建。

圖2

1.3 新老建筑物之間距離不足

相鄰基底壓力擴散重疊，超出地基強度，兩樓出現磕頭式沉降開裂。如圖3所示，上海某學校，先建的三層圖書館和后建的五層教學樓之間只留2m寬的檢修通道。由于都是天然地基條形基礎，教學樓投入使用不久，三層的圖書館相鄰端墻體下沉開裂，五層的教學樓也出現相對傾斜。

圖3

1.4 地質勘察資料失誤、缺失

如圖4所示，四川某住宅小區，有兩棟住宅樓橫跨淤塞多年的排洪溝渠，由于鉆孔布點間距和數量不到位，未發現暗渠存在，兩樓中部發生塌方式下陷，導致兩樓傾倒，人財損失慘重。

圖4

1.5 施工方違章操作

施工規程明確規定三先三后的操作程序，先深后淺、先重后輕、先高后低。由于安全意識淡薄、急功近利的無序操作，輕則樓歪房斜，埋下安全隱患，重則房倒樓塌，造成物損人亡。

2009年曾引起廣泛關注的上海“樓倒倒”事故，梅隴鎮某十三層住宅樓，施工方先建大樓，后施工相鄰的4.6m深的深坑地下工程，又把大量土方堆積在大樓另一側。近10m高的堆土在房底地基土內產生巨大側向力，加之樓房前方由于開挖基坑出現凌空面，導致樁周土體產生10cm左右的水平位移，引起大樓向基坑方向傾斜，樓基下的預應力管樁抗剪不足，致使大樓瞬間整體傾倒，見圖5。

圖5

1.6 大面積地面堆載

如圖6所示，工業建筑中的原料庫、成品庫，地面都是大面積堆載。5t/m2～15/m2地坪負荷，地坪將發生呈鍋底狀沉降變形，房基隨之產生內傾式沉降和轉動；當庫內有火車進出，物料堆放到庫內另一側時，地坪和房基沉降變形更為復雜。所以地坪地基和房基處理必須慎之又慎，否則將會發生既影響正常使用又有安全隱患的不良后果，此類事例實踐中屢見不鮮。

圖6

1.7 使用不當，偏置重型設備和大型集裝箱

業主在使用階段，忽視重型設備和大型集裝箱的超重影響，堆置到不該和限止堆放的位置，致使局部基礎附加壓力p0大增。按沉降s計算公式，這是與p0成正比例放大的。尤其是動力設備，諸如高頻壓縮機、大噸位鍛錘等，均應遠離房屋基礎和增加減（隔）振措施。否則長期振動將大大增加房屋基礎下沉，引發建筑傾斜和墻體開裂。

1.8 設計失誤

上海某工程，主體八層大樓建成使用9年，業主因功能調整，要求在某部位室外增設電梯間，見圖7。上海灘乃長江的泥砂沖積而成，其地質條件為一級河漫灘，深厚的軟弱土地基。由于地基承載力特征值為60～80kPa，壓縮模量為 1～3MPa，建筑物天然地基沉降量大這是不言而喻的。主體已使用九年，其沉降已相對穩定，而新建電梯房，設計人也按常規做法，采用天然地基。在交付使用時，電梯間進出口平臺必與樓層標高一致，但若干年后，新建電梯房將出現沉降變形，其沉降量約為80～100mm。電梯間進出口的平臺板與原有建筑樓層板落差如此之大，影響正常通行。

圖7

1.9 忽略了樁基的擠土效應

南京龍江地區地基土層既軟弱又深厚。某新建高層住宅與旁邊多年前建成的11+1層住宅相鄰，最近處距離4～5m，兩者都是樁筏基礎，但樁長相差甚遠。由于高層住宅基底下的預應力管樁比較密集，又是遲后施工，側向擠土作用明顯。導致小高層相鄰樁也發生下沉斜歪和樓體外傾。

1.10 基坑支護失效而引發

南京紫竹林地區某高層建筑，基坑開挖深度達7m。由于基坑支護樁內傾偏斜過大，且防水帷幕失效，坑外地下泥砂流入基坑，地面由近及遠出現平行于基坑的下沉裂縫。與基坑一條5m多寬的馬路之隔，垂直于基坑側壁的七層磚混結構住宅樓，其端山墻第1～3開間墻體出現許多傾斜裂縫，散水坡也傾斜，明顯與外墻交接處縫隙加大。

2 防范與處治

2.1 山地建筑

選址時應盡量避開沖溝、陡坡、失穩邊坡地帶，萬不得已情況下必須采取處置。山洪沖溝人工疏通，防止梗阻滿溢亂流，按需增設引流設施。建設場地坡度15～20度為宜；若坡度≥30度時，不僅基底要做防滑移抗傾覆處治，還得注意到差異沉降，例如階梯狀基礎，基底下做褥墊層來調節差異沉降量。

倘發現上方邊坡有滑坡隱患，必須先治坡后蓋房。

2.2 相鄰建筑

多層建筑首先要注意兩建筑物的間距，一般要有7～10m間距。如不滿足則應按地質情況，測算基礎大小和埋置深度，防止發生因高低差埋深導致的基槽邊坡失穩，否則應采用臺階式降坡和素砼墊肩處理；相鄰基底應力擴散角重疊與否，基寬如何調整或作隔離處治等，相鄰基礎出現擠土效應時用中間設置溝槽來釋放擠土應力。終極目標就是防止“磕頭式”沉降。

高層建筑如用天然地基，基礎埋深為建筑物高度的1/15，也應按上述問題防范與治理。若軟土地基，多半采用樁基，因有地下室，樁基既多又長。相鄰建筑往往滿足不了樁的強大的側向擠土作用力，以致產生樁身側彎變形和樁間土隆起，這時在中央部位增設一排φ200（直徑）×10000～15000(深度）應力釋放鉆孔，就迎刃而解了。

2.3 基坑周邊的建筑

新建高層建筑必有深基坑開挖。如距基坑開挖深度1.5～2倍的范圍，不論是多層還是高層建筑，都應注意它們的沉降變形和傾斜問題，這與基坑支護及開挖密不可分，緣故如下：一是護壁在開挖過程中是否內向變位過大，導致側邊土體大位移；二是止水帷幕如失效，坑外泥砂涌入坑內，坑外地面發生傾斜沉陷；三是坑中采用井管抽水降水，坑外地下水不斷流入坑中被抽走，水位大幅下降，引發地面建筑物沉降和差異沉降都額外擴大，這會“引火燒身”的，處置它的有效方法，就是坑內抽出的地下水，通過多點布置注水管又均勻回灌到坑外地下。

2.4 單體高層或超高層建筑

一般為箱（筏）基或樁筏基礎，當其質量中心與剛度中心的偏心矩e＞0.1W/A時，基底反力不是呈矩形分布而是呈梯形或三角形分布，那么基底左右兩端沉降差將超出限值，致使樓體過量傾斜；倘若樁位均勻布置，樁群的支承合力作用點也偏離剛心點，不僅樁實際承載力大小各不相同，也會導致樓體傾斜。這兩種情況都要事前防范，一旦發生應在適當部位增補同樣長度樁處理，也可增設加長樁調平地基剛度達到糾偏扶正的目標效果。

其它因地制宜、因事而定的防范與處治不再一一列述。