1、浅谈建筑地基不均匀沉降施工技术 摘要：目前，建筑物的地基由于各种原因总会产生一定的沉降，轻则令建筑物倾斜，重则影响建筑物的结构，严重影响建筑物的使用和安全。本文就地基不均匀沉降的原因进行了分析，并提出了应对策略，最后用一实例对防止沉降技术进行了分析，有一定的参考价值。 关键词：建筑地基；不均匀沉降；施工技术 1.建筑地基不均匀沉降的原因 1.1 地基土质方面的原因。土体中存在空隙，因而具有可压缩性。在实际工程中往往在地质勘察精度不够、试验资料不准的情况下没有充分掌握地质情况就匆忙设计、施工，造成施工时地基承载力不足，使建筑物可能产生沉降或不均匀沉降，甚至发生结构破坏，这是造成地基不均匀沉降的主
2、要原因。以往在地质钻探中有已有孔洞或深度不到位，或抄袭相邻的地质报告，甚至出具假报告，造成桩基检测时承载力不足导致重复设计，从而给建设单位造成过重大经济损失。 1.2 地基状况改变。地下水位下降将引起较大区域的地基状况发生改变。在地下水过量 开采区内，常常出现大批地上或地下建筑开裂的现象。如某城市因地下水开采过量，一些沉降早已稳定的已有建筑物，又突然大幅度沉降。相反，地下水位上升会出现建筑物上抬现象。地下水位变化造成问题的特点是影响面积大，往往是几十幢或上百幢地上或地下建筑物同时出现问题，或者倾斜一致，或开裂情况基本一致。在某些工业区，也有因局部开采地下水过量而造成所谓局部漏斗状缺水区，周围建
3、筑物会发生向漏斗中心倾斜的现象。与地下水开采过量相似的还有地下采掘区，特别是已采空后的塌陷区都会对支承地基造成影响。 1.3 地基侧移。当车库附近 有深挖基础的工程，或其靠近江、河、湖、海的岸边时，在建筑物自重作用下，不但地基会发生沉降，而且地基的粘土层还会出现向某一方向滑动的现象。此种滑动是一个缓慢持续的过程，年代越久越明显，其结果是导致地基倾斜。 1.4 上部结构方面的原因。上部结构的平面不规则和体型变化复杂在软土地基中极易引起不均匀沉降。建筑物的整体性差，各部分的刚度不对称，很容易遭受地基不均匀沉降的损坏；建筑物体型复杂，高低或轻重变化较大，地基各部分所受的荷载轻重不同，自然也容易出现过
4、量的不均匀沉降。 1.5 人为因素。在工程施 工中，建筑施工人员没有认真进行检验，在基础施工前扰动了地基土，在已建成的建筑物周围推放大量的建筑材料或土方，对于砖砌体结构，砌筑质量不满足要求，灰缝不饱满、砂浆强度低、通缝多、砌砖组砌不当、拉结筋不按规定设置等，同样也会导致建筑物建成后发生不均匀沉降。不仅施工人员的不当做法会造成建筑物不均匀沉降，设计人员在进行建筑设计时如果不考虑建筑物的体型，设计的建筑物长度太长，建筑体型比较复杂多样，建筑物层高相差大所受荷载差异大，未在适当部位设置沉降缝，基础及建筑物整体刚度不足，地基土的压缩性显著不同、地基处理方法不同 ，以及设计方面的错误等都会引起建筑物产生
5、过大的不均匀沉降。 2.防止地基不均匀沉降的措施 2.1 加强地质勘探。地质勘探报告真实性，对建筑的沉降量大小关系很大。工程地质报告要正确反映土层性质、地下水和土工试验情况，并结合设计要求，对地基作出评价，对设计和施工提出某些建议。如果地质报告不真实，就给设计人员造成分析、判断的错误。 2.2 加强设计，采取多种措施，增强多层住宅的基础刚度和整体刚度。(1)建筑的平面形状越简单越好 ,规则整齐 ,尽可能地防止形状复杂、很多阴角、建筑物有明显的高差 或荷载差异。在软土地区建筑物的裂缝事故 ,通常是在高度或荷载有差异的建筑物比较常见 ,特别是高、低或轻、重单元连成一体未设置沉降缝时不难出现。 (2
6、)多层住宅的长度当控制在适当范围以内 ;长度很大的住宅要在适应地方设置沉降缝 ;至于复杂的平面图形或有层高高差和荷载明显不一样的 ,要在其转折处 ,层高高差处或荷载显著不同的地方设置沉降缝 ;在地基土的压缩性有明显不一样处 ,或在地基处理方法不一样处也要设置沉降缝。 (3)能运用轻质材料 ,比方说多孔砖墙和其他轻质墙体 ;使用轻型结构 ,比方说预应力钢筋混凝土结、轻钢结构和各种轻型空间结 构 ;应用自重较轻、覆土较少的基础形式 ,如浅埋的宽基础、有半地下室或地下室的基础 ,或者室内地面架空地坪等。建筑物荷载不但使建筑物地基土出现压缩变形 ,而且因为基底压力扩散的干扰 ,在相邻范围内的土层也会出
7、现压缩变形。 (4)长高比较大的建筑物 ,协调地基不均匀变形的能力就很差 ,相反 ,当将建筑物长高比控制在一定范围内 ,它就会有很大的调整地基不均匀变形的能力。事实证明 ,建筑物的长高比控制在 2.5至 3之间时 ,可降低建筑物的相对弯曲 ,房屋较难出现裂缝。 (5)承重结构的墙身是房屋扭曲的重要受力部分 ,其能够调整地基不均匀变形。纵 横墙的布置是否恰当 ,在很大程度上影响房屋的刚度。如纵墙贯通 ,而横墙密布 ,犹如空间多肋深梁 ,刚度很大 ,能使基础沉降比较均匀。为了保证建筑物的整体刚度 ,对于砖石承重结构的纵横墙应尽量贯通 ,横隔墙的间距不宜过大 ,一般不大于建筑物宽度的 1.5倍为妥。
8、 2.3 要合理选择地基处理方式。建筑物的荷载都是由它下面的地基来承担，地基处理的好坏，直接影响着建筑物的安全。对于软弱地基，更应根据地质勘察结果，认真分析，合理选择地基处理方式，地基基础设计应控制变形值，必须进行基础最终沉降量和偏心距的验算，基础最终沉降量应当 控制在地基基础设计规范规定的限值以内。当地基不能满足建筑物沉降变形控制要求时，必须采取技术措施。对于浅基础，可采用换土垫层法、碾压夯实法、水泥土桩法（如搅拌桩、旋喷桩）等进行地基加固处理，以控制地基不均匀沉降，保证地基稳定性。而对于深基础，特别是围垦地块的深基础，通常采用沉管灌注桩、钻孔灌注桩或预制钢筋砼开口空心桩等桩基础对地基进行加
9、固处理，此外，同一建筑物尽量采用同一类型的基础并埋置于同一土层中。对于软弱地基上的砌体承重结构，可采用钢筋混凝土梁板式基础，其支承面积和整体刚度大，抗弯能力强，能有效地减少 不均匀沉降。对于建筑体型复杂、荷载差异较大的框架结构，可采用箱基、柱基、筏基等加强基础整体刚度，减少不均匀沉降。 2.4 减轻建筑物自重。减轻建筑物自重可以减少基地压力，是减轻和防止建筑物不均匀沉降的有效途径。在实际工程中可以采用轻质材料，如多孔砖墙或其他轻质墙体；设计时选用轻型结构，如钢结构及各种轻型空间结构；选用自重较轻、覆土较少的基础形式，如浅埋的宽基础、有半地下室或地下室的基础。 2.5 设置圈梁和构造柱。圈梁和构
10、造柱的设置可以提高房屋空间刚度、增加建筑物的整体性，提高砖石砌体的抗剪 、抗拉强度。其实圈梁就像水桶外边的抱箍，非抗震设防区，圈梁的主要作用是加强砌体结构房屋的整体刚度，防止由于地基的不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋的不得影响。在地震区，圈梁的主要作用有：增强纵、横墙的连结，提高房屋整体性；作为楼盖的边缘构件，提高楼盖的水平刚度；减小墙的自由长度，提高墙体的稳定性；限制墙体斜裂缝的开展和延伸，提高墙体的抗剪强度；减轻地震时地基不均匀沉降对房屋的影响。 2.6 设置沉降缝。当房屋相邻部分的高度、荷载和结构形式差别很大而地基又较弱时，房屋有可能产生不均匀沉降，致使某些薄弱部 位开裂。为此，应在适当
11、位置如复杂的平面或体形转折处、高度变化处、荷载、地基的压缩性和地基处理的方法明显不同处设置沉降缝。沉降缝通常有两种做法： 挑梁基础，即在沉降缝一侧墙的基础按正常设置，另一侧的纵墙由悬挑的挑梁承担，梁端另设基础梁和轻质隔墙。 采用双墙方案，即在沉降缝两侧都设承重墙，以保证每个独立单元都有纵横墙封闭联结，结构整体性好。 2.7 加强施工管理。当基坑挖到设计标高后应及时做基础，避免地基土原有结构被扰动。通常坑底保留 200mm左右的土，待垫层施工时，再人工挖除。如坑底土被扰动，应挖去 ，用砂、碎石回填夯实。浙江沿海地区软弱地基，还要特别注意打桩、井点降水及深基开挖对附近建筑物的影响。当建筑物存在高、
12、低或轻、重不同部分时，应先施工高、重部分，使其有一定的沉降后再施工低、轻部分，或先施工主体房屋，再施工附属房屋，能减少一部分沉降差；如高低层使用连接体时，应最后修建连接体，以调整部分沉降差异。活载大的建筑物，如粮库、料仓等，在施工前，有条件时可先堆载预压；在使用期间，应控制加载速率和加载范围，避免量大、迅速和集中堆载。在已建成的小、轻型建筑物周围，不宜堆放大量的建筑材料和土方等重物，以免地面堆 载引起建筑物产生附加沉降。由于地基分布的复杂性和勘探点的有限性，应认真重视基础验槽，尽可能在基础施工前，发现并根除地基土会产生不均匀沉降的隐患，弥补工程勘探工作的不足。对于常用的砖砌体结构，必须根据设计
13、要求严格施工。砂浆、砖的品种、强度必须符合设计，砖砌体组砌形式必须根据所砌部位的受力性质和砖的规格来确定。同时，正确设置拉结筋和留槎，不准任意留直槎甚至阴槎，构造柱马牙槎不标准，将直接影响到墙体整体性和抗震性。 2.8 进行沉降观测。在建筑物施工过程中和使用后，必须进行沉降观测。建筑物的沉降观测是依据 埋设在建筑物附近的水准点进行的，为了相互校核并防止由于某个水准点的高程变动造成误差，一般至少埋设三个水准点。在沉降观测过程中当变形量或变形速率出现异常变化，变形量达到或超出预警值，预警值一般取允许变形值的 60%。周边或开挖面出现塌陷、滑坡，建筑本身、周边建筑及地表出现异常，由于地震、暴雨、冻融
14、等自然灾害引起的其他变形异常情况时必须立即报告委托方，同时应及时增加观测次数或调整观测方案。 3.某建筑物发生沉降后的加固技术 3 1 工程沉降概况。某会所门厅钢架的独立柱基础，坐落在肥槽内回填素土上 ，尺寸为 1 0m 0 9m，施工完成后，独立基础出现下沉，下沉位移约 250mm。据分析，坐落在肥槽内的独立柱基础其下有近 4m 厚的回填土。由于回填土施工质量未达到设计要求，在柱荷载的作用下，土体压缩沉降，柱子基础下沉。特别是下雨后，雨水渗入回填土，回填土受水的浸泡影响，加速了这一趋势的发展。为防止独立柱基础沉降继续发展，拟采用压力注浆方法加固地基，加固深度约为 5m 左右。 3 2 设计参
15、数 注浆主要设计参注浆主要设计参数如下 : 注浆管直径为 48；注浆管长度为 3 0m和 5 5m，长 管与短管间隔布置；短注浆管倾角为 50 55 ，长注浆管倾角为 65 ；短注浆管间距为 0 5m，长注浆管间距为 1 0m；采用 P SA32 5水泥配制水泥浆液，水泥浆液水灰比 :0 8 1 0；注浆终止条件为以控制注浆量为主，压入总量约 8t 水泥，以控制注浆压力为辅，控制压力约 0 5 1 0MPa。具体布置见图。 图某独立柱基础注浆加固平面布置及剖面示意图 3 3 加固施工工艺 成孔，可采用人工洛阳铲或机械成孔，成孔过程中注意控制倾角及孔径。 加工注浆管，注浆管一般选 用钢花管，下端
16、设置 1 2m 长开孔段，且底端封口，在开孔段外壁包扎一层软橡皮，以防流砂涌进钢花管导致灌浆无法进行。注浆管大样图见图 1。 放入注浆管，成孔后将注浆管放入孔中，如遇块石成孔困难，用空气锤强行将注浆管打入土体中，打入深度必须满足设计要求。 封口，注浆管打入设计深度后，注浆管孔口与周围土体的缝隙采用水泥浆或混凝土进行封堵。 注浆，封口 48h 后方可进行注浆。注浆压力采取二次或三次升压法来控制，即注浆开始采用低压 ( 0 1MPa)或自流式注浆，然后压力逐渐增大， 对于吸浆量较大时，如在填土内注浆，可采取间歇注浆的方式。注浆终止条件 :注浆量达到设计要求或注浆压力达到 0 5 1 0MPa。 3
17、 4 质量检验 注浆结束 28d 后通过轻型动力触探检验，说明被加固地基的均匀性满足要求。另外，沉降观测可以全面检验注浆效果，通过注浆前、注浆过程中，以及注浆完成后持续 6 个月的沉降观测，最大沉降最终稳定在 8mm，完全满足设计要求。 结束语：综上所述，建筑物地基不均匀沉降是一个复杂开放性工程问题，因此在设计工作中应尽可能考虑上部结构、地基和基础的相互影响和共同工作，综合应用上述措施，可以使不均匀沉降控制在允许范围内，满足建筑物的正常使用功能。 参考文献 吴军 .建筑地基不均匀沉降原因与设计探析 J.甘肃科技 .2009 缪军 .浅谈多层住宅地基不均匀沉降的防治 J.华章 .2010 蒋冠冕 .多层住宅地基不均匀沉降防治措施 J.甘肃科技 .2007
