初探建筑地基沉降問題

劉倩，許旭

【摘 要】隨著現(xiàn)代社會不斷發(fā)展，各類建筑的規(guī)模和建造技術(shù)也不斷發(fā)生變化，而在建筑工程中地基沉降是影響建筑質(zhì)量安全的重要問題。如果建筑地基沉降幅度超過正常范圍，則容易發(fā)生建筑開裂、傾斜等安全風(fēng)險。隨著相關(guān)技術(shù)革新和行業(yè)經(jīng)驗不斷累積，當(dāng)代人對建筑地基沉降問題的研究更加深入。論文重點(diǎn)分析了導(dǎo)致建筑地基沉降的相關(guān)因素，再結(jié)合實際分析了相關(guān)問題的規(guī)避和解決思路。

【Abstract】With the continuous development of modern society， the scale and construction technology of all kinds of buildings are constantly changing， and the foundation settlement is an important problem affecting the quality and safety of buildings in the building engineering. If the settlement range of building foundation exceeds the normal range， the safety risks such as building cracking and tilting are easy to occur. With the innovation of related technologies and the continuous accumulation of industry experience， the contemporary people's research on the settlement of building foundation is more in-depth. This paper focuses on the analysis of the relevant factors leading to the settlement of the building foundation， and then combined with the actual situation， analyzes the the ideas of avoiding and solving the relevant problems.

【關(guān)鍵詞】建筑;地基沉降;問題;策略

【Keywords】building; foundation settlement; problems; strategies

【中圖分類號】TU433 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2019）11-0193-02

1 引言

在建筑工程當(dāng)中，地基沉降主要是指建筑所在位置及周邊地區(qū)地表的下沉現(xiàn)象，如果沉降幅度過大，或者在建筑地基覆蓋面內(nèi)出現(xiàn)不均勻沉降，則極易導(dǎo)致建筑本身結(jié)構(gòu)平衡受到影響，嚴(yán)重時會導(dǎo)致建筑傾斜或結(jié)構(gòu)崩潰，給人們生命財產(chǎn)帶來威脅。如今我國建筑行業(yè)發(fā)展迅速，大量高層、超高層建筑被開發(fā)建造出來，因此，如何應(yīng)對建筑地基沉降問題成為相關(guān)建筑商需要思考的問題。

2 建筑地基沉降問題的誘導(dǎo)因素

2.1 地質(zhì)條件

地基沉降發(fā)生在一定地質(zhì)范圍內(nèi)，具體表現(xiàn)為土層及地質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)下沉或形變。引發(fā)這一問題的主要因素之一就是地質(zhì)條件本身存在問題，例如，土層松散、軟質(zhì)沙土含量較高的土層本身抗壓強(qiáng)度就很低，容易發(fā)生形變。同時，如果地質(zhì)結(jié)構(gòu)不均勻，在建筑地基覆蓋范圍內(nèi)土層壓縮模量差異過大也會影響其承載力和平衡性[1]。另外，如地下水腐蝕、沖刷等地質(zhì)水文條件因素，也是引發(fā)建筑地基沉降的主要因素。

2.2 建筑本身

首先，建筑本身具備一定重量，如果建筑整體規(guī)模和重量超過了地基或地質(zhì)結(jié)構(gòu)的承載力，則很容易出現(xiàn)地基沉降問題;其次，如果建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不科學(xué)，或者施工工藝不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)失衡或荷載不均勻，進(jìn)而也會影響建筑地基的荷載平衡，進(jìn)而引發(fā)不均勻沉降問題;最后，建筑設(shè)計和施工時，如果地基構(gòu)造不合理，地基支護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，也會導(dǎo)致地基沉降。

2.3 環(huán)境影響

一方面，如果建筑物周邊區(qū)域存在單邊大型建筑，會導(dǎo)致建筑所在地基一部分承受過大附加應(yīng)力，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)地質(zhì)應(yīng)力均衡性被破壞，地基沉降問題隨之而來;另一方面，如洪水腐蝕浸泡、地震、山體滑坡等自然災(zāi)害，也是部分建筑地基沉降問題的誘發(fā)因素[2]。

2.4 其他因素

除了以上因素以外，其他導(dǎo)致建筑地基沉降問題的因素主要屬于人為因素，例如，建筑內(nèi)部后續(xù)裝修施工不規(guī)范、周邊施工的影響、建筑內(nèi)部大重量設(shè)備安裝配置不均勻等，另外，建筑后續(xù)管理、監(jiān)測和維護(hù)方面工作缺乏科學(xué)性，也會影響建筑地基的穩(wěn)定性[3]。

3 建筑地基沉降問題的類型

3.1 初始沉降

這種沉降主要發(fā)生在外部負(fù)荷段時間變化情況下，此時軟土地基本身無法快速排除短時高負(fù)荷應(yīng)力，導(dǎo)致軟土整體發(fā)生沉降。此時土層表現(xiàn)為整體變形下沉，這種通常被稱為剪切變形沉降現(xiàn)象，主要發(fā)生在大型生產(chǎn)工程中，如高負(fù)荷倉庫、油罐設(shè)備運(yùn)輸安置，另外，超高層建筑受到風(fēng)力影響發(fā)生搖晃時，也會給土層施加瞬時應(yīng)力，導(dǎo)致沉降。一般情況下，這種初始沉降量在總沉降量中的占比較大，需要進(jìn)行科學(xué)測算和記錄。

3.2 主固結(jié)沉降

這種沉降現(xiàn)象主要是在建筑建造活動開始后，由于建筑自重帶來的應(yīng)力一直作用于地層，在長時間之后土層不斷被進(jìn)一步壓實，孔隙中的空氣水分被緩慢排出，該過程中土層發(fā)生的沉降則屬于主固結(jié)沉降。一般情況下，這種沉降在下層孔隙水及空氣壓力被釋放完畢后會逐漸停止。

3.3 次固結(jié)沉降

次固結(jié)沉降一般伴隨或在主固結(jié)沉降發(fā)生完畢后出現(xiàn)，其無論是沉降量還是土層形變程度都較小，正常情況下都不用特別注意。但是如果建筑所在地的地層為軟性較強(qiáng)的粘性土壤，特別是土壤中含有大量腐殖質(zhì)土層，再或者是趨于穩(wěn)定的土層突然受到小面積高壓作用時，次固結(jié)沉降的發(fā)生可能會影響建筑整體沉降量，因此，也需要特別關(guān)注。

4 建筑地基沉降問題的規(guī)避和應(yīng)對策略

4.1 項目設(shè)計和施工前做好地質(zhì)勘察工作

地質(zhì)勘察是每項建筑項目都必須要保證完成質(zhì)量的重要工作，出具的勘察報告是建筑設(shè)計以及施工方案制定的關(guān)鍵依據(jù)。為了避免建筑建造過程及完工后荷載超過地質(zhì)實際承受力，要對項目地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖層分布狀態(tài)、地下水位以及當(dāng)?shù)貧夂驐l件進(jìn)行全面勘察，使用信息化技術(shù)設(shè)備制定3D模擬圖，然后計算地層承載負(fù)荷，為建筑設(shè)計施工提供直觀參考數(shù)據(jù)。

4.2 科學(xué)設(shè)計

在如今時代當(dāng)中多層、高層建筑建設(shè)量越來越大，而建筑設(shè)計決定著建筑長寬高比、結(jié)構(gòu)類型、整體荷載分布等，所以在建筑設(shè)計中充分考慮荷載和沉降量，對提高建筑穩(wěn)定性和避免沉降超標(biāo)都有益處。具體來講，在現(xiàn)代建筑設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)盡量保證建筑平面形狀簡單整齊，避免過多陰角。在建筑占地方式設(shè)計中需要避免出現(xiàn)大量負(fù)載差異，因為多數(shù)軟土地基上的建筑出現(xiàn)沉降裂縫問題都是因為高差或荷載差異過大引起的。同時，設(shè)計過程中需要充分考慮勘察報告中的地質(zhì)壓縮性，針對壓縮性有差異的地方采取不同設(shè)計方法，具體方式是設(shè)置沉降縫，均衡壓縮差異帶來的形變力。另外，在設(shè)計方面需要考慮建筑地基對周邊土層產(chǎn)生的形變壓力，尤其在軟土地基情況下，如果設(shè)計不合理以及周邊建筑物距離過近，都會導(dǎo)致附近地基產(chǎn)生壓縮變形，導(dǎo)致建筑物穩(wěn)定性受到影響。

4.3 嚴(yán)控施工質(zhì)量

在建筑工程施工過程中，首先，需要為沉降觀察和管理工作預(yù)埋沉降觀測點(diǎn)。其次，在軟土地基上進(jìn)行建筑建設(shè)時，需要根據(jù)設(shè)計圖紙和實際情況合理規(guī)劃施工流程，做好地基施工支護(hù)結(jié)構(gòu)建設(shè)工作，同時，從地基到高層施工都要保證建筑體均衡施力，避免地基荷載不均勻。在施工方法方面，涉及大型機(jī)械設(shè)備以及材料進(jìn)場時，需要充分考慮對建筑應(yīng)力均衡性的影響。

尤其注意，如今很多建筑工程項目都涉及多棟建筑共同建造，如果項目內(nèi)建筑物整體質(zhì)量差異較大，則需要先建造質(zhì)量、高度高的建筑，再建造質(zhì)量相對較輕、高低較低的建筑。部分情況下，在高重型建筑建造完成后，還需要對地基及周邊地質(zhì)沉降情況進(jìn)行觀測，待穩(wěn)定之后再開展其他建筑建設(shè)工作，避免高重型建筑引起的沉降變化對周邊建筑產(chǎn)生不利影響。

4.4 重視沉降觀測

上文提到，施工階段會在地基和建筑各個位置設(shè)置沉降觀測點(diǎn)，主要設(shè)置方式一般以10m間隔進(jìn)行觀測點(diǎn)設(shè)置。在如今框架式結(jié)構(gòu)建筑數(shù)量越來越多的情況下，沉降觀測點(diǎn)應(yīng)當(dāng)設(shè)置在混凝土柱上，以便第一時間發(fā)現(xiàn)沉降現(xiàn)象。另外，當(dāng)前超高層建項目中，沉降觀測點(diǎn)應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計單位設(shè)計方案和建議進(jìn)行布置。按照規(guī)范設(shè)置好沉降觀測點(diǎn)之后，需要專人對其數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，評估建筑整體沉降水平，有異常時及時聯(lián)合設(shè)計單位及施工負(fù)責(zé)人進(jìn)行現(xiàn)場勘察，找出原因并進(jìn)行分析處理。

5 結(jié)語

綜上所述，在建筑工程開發(fā)量和建造規(guī)模不斷提升的大環(huán)境下，建筑沉降問題更需要引起各界的重視。這需要建筑設(shè)計及施工單位對引起建筑沉降的各方面因素進(jìn)行深入探究，通過對不同類型的建筑沉降特點(diǎn)進(jìn)行歸類評估，以便在實際建筑設(shè)計和建設(shè)工作中，從前期地質(zhì)勘察、科學(xué)設(shè)計、科學(xué)施工到沉降觀測等環(huán)節(jié)，充分做好建筑沉降控制工作，只有這樣，才能保證建筑項目施工順利，提升建筑的穩(wěn)定性和安全性，為人們生命財產(chǎn)安全負(fù)責(zé)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】李春明.淺談主體建筑物沉降觀測技術(shù)方案[J].科技風(fēng)，2019（25）：128.

【2】劉震.淺析高層建筑地基沉降及控制措施[J].建材與裝飾，2019（27）：22-23.

【3】顧建標(biāo).城市民用高層建筑沉降監(jiān)測研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2019（23）：443.