高層建筑地基沉降及控制措施研究

鄭 燕 輝

（福建筑兆建設有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

在當前的建筑領域中，隨著建設水平的提升，建筑的性能要求也有所提高，為了滿足人們的生活需求及城市發展建設需求，隨著高層建筑數量的大幅增加，使高層建筑成為了建筑行業關注的重要內容。通過對高層建筑的有效管控，可使建筑的質量得到提升，保證建筑的安全性。地基沉降作為一種常見的現象，對建筑的穩定性產生了較大影響，需要采取有效措施進行控制，避免其對建筑的使用帶來危害，進一步加強建筑的可靠性。

1 高層建筑地基沉降的原因

1.1 設計存在不合理問題

進行高層建筑基層施工的時候，設計作為其中的重要環節，應考慮到設計的細節，當在設計中產生了不合理的情況時，會使地基出現沉降問題。在設計中發現問題，與人員對現場勘查不全面有關，部分人員在進行現場勘查后編寫的報告內容不完善，對工程現場設計沒有進行有效管理，造成了參數的錯誤。同時，在基礎選型中，可能存在設計不合理的情況，建設完成之后，可能會發現更多的問題，引發沉降問題。因此，需要對設計階段給予重視，合理進行工程設計，避免沉降問題的產生[1]。

1.2 施工過程不規范

在施工中，使用的技術及材料等都會對工程施工產生影響。部分施工人員缺少專業的施工技術支持，在沒有得到培訓的情況下開展工作，會使施工技術不達標，同時材料達不到要求，設備的使用存在問題，都會對施工造成影響，導致沉降問題，甚至使建筑結構性能產生變化。一些項目的施工現場，施工人員在剛完工的建筑上放置了比較重的材料，這種情況下也會導致不均勻沉降。當施工現場及施工過程沒有得到有效管控時，會對施工質量產生較大的影響，無法保證施工的效果，還會造成地基沉降的問題，無法保障建筑的安全性，因此需要進行改善。

1.3 缺乏詳細的沉降觀測

在進行地基施工時，需要進行沉降觀測，部分項目施工中沒有對地基進行有效的觀測，或者在觀測過程中沒有采取有效的手段來進行安全監測，沒有制定相應的監測方案，會影響觀測的效果，導致觀測的結果不符合實際情況，無法起到參考作用。因此，需要對觀測工作進行全面落實。

2 高層建筑地基沉降加固技術應用

2.1 灌漿加固技術

灌漿加固技術作為常用的技術，在應用中使用劈裂灌漿的方式來操作，需要使用液壓力在回填土的土層空隙中灌入水泥漿液，在灌漿的過程中，漿液會在管道出口處形成一定的壓力，土地受力后會產生裂縫，漿液可從出口位置排出，并且順著裂縫從土質強度比較低的位置向強度高的位置劈裂，這使漿液在土層中產生固化變化，可形成支柱，起到了相應的加固作用。使用這種方式可實現對土層的加固處理，對于一些土質來說具有有效的改善作用，保證了土體自身的穩定性及壓縮性，避免沉降問題的產生。通常土層的載重能力比較高的情況下，建筑的地基會更加穩定，因此，可結合該特點利用灌漿加固技術，使施工能夠達到更好的效果[2]。

2.2 靜力樁加固技術

在施工中，靜力樁加固技術得到了有效的應用，使用該技術可借助力的作用來實現施工目的，使高層建筑的壓力形成反作用力，使用設備在土層中插入靜力樁，可使土壤縫隙減少，使土壤的堅硬程度得到改善，并且調整土層的結構，實現對地基的加固。需要關注靜力樁的連接位置，并對液壓壓力進行控制。在完成了靜力樁施工后，應進行焊接處理，通過對施工的有效規劃及管理，可使焊接的效果得到保障。如圖1 所示，一般靜力樁技術在軟土地基中使用優勢更大，需要使用設備將地基樁壓入到土中，結合施工的特點及效果來看，靜力樁技術相比灌漿加固技術使用的材料有所減少，可使成本降低，同時能夠符合環保要求，施工中優勢比較大，因此可將其運用于高層建筑施工中。

圖1 靜力樁施工示意圖

2.3 粉煤灰碎石樁加固技術

粉煤灰碎石樁加固技術是在水泥中加入碎石及粉煤灰，經過混合之后使其凝固，可形成堅固的水泥樁結構，并且與軟土層之間結合形成復合地基。該技術的應用具有簡單便捷的特點，應用比較靈活，形成的復合型地基比較堅固。該技術在應用中可能會堵塞管道，當施工過程中沒有進行有效控制，可能會產生堵塞的問題，對管道的使用有著較大的威脅。

2.4 強夯置換加固技術

強夯置換加固技術是對整體施工地區進行預壓，并且對現場的夯點進行明確，使位置的選擇更加準確，可經過測量來得到施工地區的水能，之后結合水能來選擇適合的方式開展排水施工。比如，可采取填入砂石或者建設豎井的方式來進行施工，可在地基的表層中加入砂石及粗砂，減少地面產生裂縫的情況。同時，可進行夯實加固施工，從周圍向中間進行夯實施工。為了加強夯實的效果，使區域受力均勻，可進行夯鋪后再次夯擊，使地基的承載力得到有效的提升，進而保證建筑的穩定性[3]。

2.5 基礎加寬加固技術

基礎加寬加固施工可通過加強地基承載力來實現施工的目的，在施工過程中，需要進行地基挖掘、加寬處理、壓實、墊層鋪設、鑿毛等操作。地面面積比較小或者承載力比較低的情況下，可使用基礎加寬加固技術開展施工，使地面的面積增加，保證地基的穩定性，可避免地基沉降問題的產生。還可使用混凝土進行加固，保證施工的效果。

3 高層建筑基礎沉降問題的控制措施

某高層建筑地上16 層，地下1 層，地上高度為48 m，使用剪力墻結構，平面布置呈L 型，占比為56 m×22 m，荷載效應標準組合中的基底平均壓力為320 kPa。為了避免地基施工產生沉降問題，需要采取有效措施進行控制。高層建筑地基不均勻沉降的情況產生的時候，受到土層條件的影響，若設計人員沒有考慮到沉降的變化情況，會使建筑的部分結構受到影響。在進行建筑設計及施工時，應對地基沉降問題進行分析，采取有效措施來控制。比如，使用條形基礎及柱下基礎，或者使用樁基礎，利用防治手段來進行基礎設置，將地基及建筑整體結構作為其中的重點，還需在設計過程中加強對沉降施工質量的控制，保證施工能夠順利完成。因此，在施工中，可根據以下措施開展作業，實現對地基沉降的有效控制。

3.1 規范開展地質鉆探作業

在進行地質鉆探作業時，需要保證操作的規范性，根據工程的建設要求及實際情況來開展作業，保證數據結果的準確性，為設計人員提供相應的參考依據。要求地質勘測人員具有相應的責任意識，能夠在施工中確保鉆探報告的真實性，進而提升施工的質量。

3.2 合理地設計建筑結構

在進行高層建筑整體形式的設計時，應盡量使用規則圖形，避免圖形過于復雜而對建筑的荷載差異產生影響。在地質條件不佳的區域中，建筑的荷載問題會帶來較大的影響，一些比較高或者輕的建筑，大單元連接成無沉降縫建筑時，可能會產生裂縫大的問題。應在地基情況比較復雜，處理辦法不同的區域設置相應的伸縮縫。還需在設計過程中考慮到周圍建筑的影響，相鄰建筑的荷載會對周圍土體產生壓力影響，由于壓力擴散而對周圍的地基造成影響。在相鄰建筑距離比較小的情況下，變形形式帶來的影響比較大，在嚴重的情況下會使相鄰的建筑產生傾斜的問題，導致地基被破壞，無法保證施工的效果[4]。

3.3 對施工過程中的地基沉降進行有效控制

在開展高層建筑施工時，施工單位應根據設計要求來設置專用水準點，還需減少或者對部分位置不均勻沉降進行調整。進行軟土地基施工的時候，需要對施工程序進行合理安排，保證施工的效果。擬建建筑輕重差比較大的時候，可按照先重后輕的次序來進行施工。對于質量比較大的建筑，應在完成施工后間隔一段時間再進行高層建筑的施工。不應在正在進行施工或者完成施工的建筑周圍堆積大量的土體。在密集建筑群的周圍施工時，需要注意降水的設置，觀察周圍建筑的變形情況，使施工能夠順利開展。

3.4 加強地基沉降的監測

進行高層建筑施工時，施工單位需要重視對地基沉降的觀測，合理設置觀測點。進行主體結構施工的過程中，應對每層進行沉降觀測。完成了主體結構施工后，應定期進行一次觀測，通過對地基沉降量的觀測及記錄，為施工的進行提供參考依據，保證施工的質量達到實際要求[5]。比如，某工程地基沉降觀測數據見表1，通過對觀測數據的詳細記錄，可為沉降控制提供相應的依據。

表1 地基沉降觀測數據

4 高層建筑地基沉降監測要點

在建筑沉降觀測中，為了保證觀測的精度，應采取有效的手段，使建筑地基沉降情況得到全面的監測及控制。結合當前的規范，需要對地基沉降觀測要求進行完善，在實際觀測中，需要相應的標準支持。開展觀測工作的時候，可選擇適當的參數來進行觀測，可使觀測的準確性得到保障。通常，可采用±0.00 以上的精密儀器設備進行二等水準測量，在測量過程中使用放大倍數高的水準儀來觀測，保證觀測結果的準確性。在觀測中，還需對時間及沉降的關系進行分析，結合其關系來調整觀測工作，使觀測能夠獲得更加可靠的結果，進而為地基沉降控制帶來幫助。

5 結語

為了保證高層建筑的穩定性，需要關注地基的施工情況，其中沉降問題的控制作為施工重點，可通過有效的措施來加強控制效果，需要規范開展地質鉆探作業，合理地設計建筑結構，對施工過程中的地基沉降進行有效控制，加強地基沉降的監測，使施工的質量得到有效提升，為高層建筑的建設帶來保障。同時，應對地基施工中的加固技術進行合理運用，使其發揮出有效的穩固作用。