高層建筑基礎(chǔ)不均勻沉降預(yù)防措施研究

張朝營(yíng)

（河南恒盛建設(shè)集團(tuán)有限公司，河南 許昌 461100）

1 引起高層建筑基礎(chǔ)不均勻沉降的原因

1.1 對(duì)地質(zhì)勘查工作不夠重視

在對(duì)待建項(xiàng)目進(jìn)行項(xiàng)目勘察時(shí)，由于開(kāi)發(fā)商不夠重視，勘探人員在進(jìn)行地質(zhì)鉆探時(shí)，勘探點(diǎn)的深度不夠深入，勘測(cè)范圍不夠全面，甚至有可能去抄襲相鄰建筑物的資料等，從而導(dǎo)致地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告不準(zhǔn)確，無(wú)法如實(shí)反映工程的實(shí)際地質(zhì)環(huán)境。比如不能如實(shí)呈現(xiàn)地下水的情況和土層的性質(zhì)，從而使得設(shè)計(jì)人員無(wú)法獲取可靠的數(shù)據(jù)。

1.2 設(shè)計(jì)失誤

設(shè)計(jì)失誤是導(dǎo)致高層建筑基礎(chǔ)不均勻沉降的另一重要原因。由于設(shè)計(jì)人員對(duì)勘探資料不夠重視或者勘探資料的不準(zhǔn)確性，從而導(dǎo)致在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)對(duì)細(xì)節(jié)的忽略，不能對(duì)地基不良的建筑部分進(jìn)行處理或處理方法不夠妥善，從而導(dǎo)致同一建筑面地基強(qiáng)度有不同的結(jié)果。其次，高層建筑形體具有多樣性和復(fù)雜性的特點(diǎn)，使設(shè)計(jì)人員容易忽略建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、建筑物之間的距離等問(wèn)題。此外，還有些地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商為了節(jié)約成本或是迎合客戶需要，對(duì)建筑物提出一些不符合設(shè)計(jì)科學(xué)的要求，諸如增加懸挑陽(yáng)臺(tái)等。而有的設(shè)計(jì)人員也沒(méi)能夠嚴(yán)格遵守專業(yè)原則，在沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)密演算的情況下草率更改設(shè)計(jì)或簽字。

1.3 地基處理方法不合理

對(duì)于高層建筑物來(lái)說(shuō)，地基處理方法有很多種，而選取何種方法對(duì)地基進(jìn)行處理則需要工作人員根據(jù)工程的實(shí)際情況進(jìn)行選擇。工程不同選用的地基處理方法也不盡相同，即便是同一工程，其不同區(qū)域的地質(zhì)條件也可能會(huì)有很大差異。這就要求工作人員在施工中根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況，科學(xué)合理地選取一種甚至幾種地基處理方案。但是在實(shí)際操作中，有些項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)人為了節(jié)省時(shí)間或者人力、物力，往往只采用簡(jiǎn)單的地基處理方法，從而導(dǎo)致高層建筑出現(xiàn)不均勻沉降。

1.4 沉降計(jì)算參數(shù)選擇不合理

因?yàn)榈鼗翆訉儆诜莿蛸|(zhì)彈塑性材料，所以在對(duì)地基基礎(chǔ)沉降量進(jìn)行計(jì)算時(shí)，首先會(huì)依據(jù)彈性理論計(jì)算初始沉降。其次是根據(jù)壓縮以及三軸試驗(yàn)對(duì)固結(jié)沉降進(jìn)行確定，再次要根據(jù)蠕變?cè)囼?yàn)對(duì)次固沉降的參數(shù)進(jìn)行確定。然后通過(guò)分層總和法進(jìn)行求解，但是這種計(jì)算方法可能會(huì)引起參數(shù)確定的不準(zhǔn)確，因此可能會(huì)導(dǎo)致高層建筑物基礎(chǔ)的不均勻沉降。

1.5 建筑物使用不當(dāng)

除了地基性質(zhì)、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等因素外，住戶對(duì)建筑物的不合理使用也可能會(huì)引起地基的不均勻沉降。有些住戶為了改變房屋用途，私自對(duì)房屋進(jìn)行改造，或者在室內(nèi)堆放超出設(shè)計(jì)要求的活荷載，大大增加了地基的附加應(yīng)力，從而可能導(dǎo)致建筑物基礎(chǔ)的不均勻沉降甚至是墻體開(kāi)裂。

2 預(yù)防高層建筑基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降的主要技術(shù)措施

高層建筑基礎(chǔ)的不均勻沉降會(huì)導(dǎo)致建筑物的開(kāi)裂甚至坍塌，嚴(yán)重威脅住戶的人身安全。因此，對(duì)高層建筑的基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一定要采取有力措施避免問(wèn)題的產(chǎn)生。

2.1 提高地質(zhì)勘測(cè)人員的工作素質(zhì)，保證鉆探報(bào)告的準(zhǔn)確性

在對(duì)建筑工程的地質(zhì)進(jìn)行勘察時(shí)，管理者要監(jiān)督地質(zhì)勘查人員，確保其認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)勘探點(diǎn)，全力保證勘探報(bào)告的準(zhǔn)確性。因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員完成的建筑設(shè)計(jì)是基于地質(zhì)勘探報(bào)告的，因此勘探結(jié)果一定要精準(zhǔn)、詳細(xì)，切不能馬虎。這也說(shuō)明提高地質(zhì)勘查工作人員的整體工作素質(zhì)、提升他們的業(yè)務(wù)水平、增強(qiáng)他們的責(zé)任感是十分必要的。因?yàn)橹挥羞@樣，才能夠避免工作中可能產(chǎn)生的失誤，才能夠切實(shí)提高勘探報(bào)告的準(zhǔn)確率，才能夠從源頭上避免出現(xiàn)不均勻沉降的現(xiàn)象。

2.2 對(duì)主樓和裙樓基礎(chǔ)進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計(jì)

裙樓和主樓基礎(chǔ)的聯(lián)合設(shè)計(jì)指的是裙樓和主樓分別采用不同的基礎(chǔ)類型，但是中間不再設(shè)置沉降縫。根據(jù)對(duì)近年來(lái)的工程實(shí)踐的總結(jié)，將基礎(chǔ)聯(lián)合設(shè)計(jì)的要點(diǎn)歸納為以下幾點(diǎn)：其一，對(duì)考慮裙房的高層建筑而言，確定合理的差異沉降、選擇合適的沉降計(jì)算方法以及觀察地區(qū)性持久的沉降數(shù)據(jù)是其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。其二，聯(lián)合設(shè)計(jì)的基本原則是盡量減少主樓的沉降量以及重量，比如可以采用補(bǔ)償式基礎(chǔ)或者柱基，采用輕質(zhì)材料。同時(shí)還可以在不導(dǎo)致破裂的前提下把裙房基礎(chǔ)的柔性提高，甚至可以采用獨(dú)立的柱基。其三，注意施工的先后順序，對(duì)主樓進(jìn)行先施工，讓可能會(huì)發(fā)生的沉降提前發(fā)生，然后根據(jù)情況設(shè)計(jì)良好的后澆帶。通常情況下，裙樓和主樓之間的荷載存在很大差異，兩者之間的剛度差別也十分大，從而會(huì)導(dǎo)致一定量的沉降差異，若處理不當(dāng)則可能引起結(jié)構(gòu)開(kāi)裂從而影響使用。而如果主樓和裙樓采用不同的基礎(chǔ)類型，則可以設(shè)法降低產(chǎn)生不均勻沉降的可能，同時(shí)，在結(jié)構(gòu)上還可以保持連續(xù)無(wú)縫形式。

2.3 減輕建筑結(jié)構(gòu)自身的重量

地基產(chǎn)生壓縮變形是因?yàn)槠渖厦娉袚?dān)了超出本身承重能力的重量，地基壓縮變形的程度和地面荷載值是正比關(guān)系。因此，減輕建筑物結(jié)構(gòu)自身的重量也是降低基底附加應(yīng)力從而減少沉降的有力方法。在對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行建造時(shí)，可以采取覆土少、自重輕的基礎(chǔ)形式，比如薄殼基礎(chǔ)、寬基淺埋空心基礎(chǔ)以及箱型基礎(chǔ)。此外，還可以設(shè)置半地下室或地下室，采取架空地板來(lái)取代室內(nèi)填土。對(duì)于建筑的上部結(jié)構(gòu)，則可以采取輕鋼結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力以及單位容量少的輕質(zhì)墻體材料，從而減輕對(duì)地基產(chǎn)生的壓力，降低地基基礎(chǔ)沉降的可能性。

2.4 避免對(duì)地基做降水處理并考慮基礎(chǔ)施工的高度

相關(guān)建筑施工實(shí)踐表明，對(duì)地基進(jìn)行降水處理，會(huì)增大建筑物基礎(chǔ)進(jìn)一步下沉的可能性，加劇不均勻沉降。另外，基礎(chǔ)施工高度的限制也對(duì)基礎(chǔ)不均勻沉降的產(chǎn)生有著影響。由于高層建筑的上部結(jié)構(gòu)是一定的，因此層高就成了限制對(duì)不均勻沉降進(jìn)行施工處理的因素之一。因此，施工人員要控制地基基礎(chǔ)加固設(shè)備的高度，從而避免對(duì)施工作業(yè)產(chǎn)生不利影響。

3 防止高層建筑基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降的質(zhì)量檢驗(yàn)

首先，在對(duì)地基進(jìn)行處理設(shè)計(jì)的時(shí)候，要充分考慮到地基、基礎(chǔ)以及上部結(jié)構(gòu)之間的共同作用，必要時(shí)要采取有力措施來(lái)加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，從而提高建筑物對(duì)地基不均勻變形的適應(yīng)能力。而對(duì)于已經(jīng)選定的地基，則應(yīng)該根據(jù)建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的等級(jí)來(lái)選擇具有代表性的場(chǎng)地進(jìn)行相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，并進(jìn)行必要的檢測(cè)來(lái)確認(rèn)加固效果以及設(shè)計(jì)參數(shù)，同時(shí)還可以為檢驗(yàn)施工質(zhì)量提供相關(guān)數(shù)據(jù)。

其次，對(duì)于經(jīng)過(guò)處理的地基，當(dāng)按照地基承載力確定基礎(chǔ)底面積以及埋深而需要對(duì)地基承載力的特征值進(jìn)行更改時(shí)，基礎(chǔ)寬度的地基承載力修正系數(shù)設(shè)為零，基礎(chǔ)埋深的地基承載力修正系數(shù)設(shè)為1.0。如果在地基受力范圍內(nèi)軟弱下層仍然存在的話，就要安排工作人員對(duì)軟弱下層的地基承載力進(jìn)行測(cè)算。而對(duì)于建筑在諧波之上的構(gòu)筑物或建筑物、承受較大荷載水平的建筑物，以及堆料場(chǎng)、鋼油罐等建筑物，則應(yīng)該在對(duì)其進(jìn)行地基處理之后再對(duì)地基進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)算。

4 結(jié)論

總之，高層建筑的地基處理工作是一項(xiàng)十分重要而且復(fù)雜的工作，既要求工作人員有很強(qiáng)的技術(shù)能力，又要求他們慎重、認(rèn)真地對(duì)待工作的每一個(gè)環(huán)節(jié)。否則，就可能會(huì)因?yàn)楣ぷ髦械囊粋€(gè)微小失誤導(dǎo)致不均勻沉降事故的發(fā)生。這不僅會(huì)對(duì)房地產(chǎn)工程的建設(shè)質(zhì)量產(chǎn)生影響，同時(shí)還會(huì)對(duì)居民的生活甚至人身安全產(chǎn)生很大威脅。要想防止發(fā)生這一現(xiàn)象，工作人員就必須對(duì)其產(chǎn)生的原因形成正確的認(rèn)識(shí)，從而可以更好地采取防護(hù)措施，只有這樣，才能夠防止高層建筑出現(xiàn)不均勻沉降的現(xiàn)象，切實(shí)保證建筑工程的質(zhì)量。

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