探讨建筑结构基础不均匀沉降及控制
2015-10-21李才军
李才军
河南鑫广和园林工程有限公司 河南安阳 455000
【摘要】不均匀沉降是建筑工程项目在建设过程中常出现的现象，很多时候不可避免，然而不均匀沉降问题危害着建筑结构的安全性，为了避免不均匀沉降吗，必须提高对不均匀沉降危害的认识，明确不均匀沉降的主要因素，以及对建筑结构中的不均匀沉降问题提出解决措施。本文通过对建筑结构基础不均匀沉降的原因进行分析，探讨控制建筑结构基础不均匀沉降的防治措施。
【关键词】建筑结构基础；不均匀沉降；危害 ；控制
前言：
建筑不均匀沉降的主要原因就是建筑物上部荷载分布不均匀，造成的持力层地基土的附加应力不均匀，从而造成不同部位土体不均匀压缩变形，将会引起建筑物的倾斜与下沉，甚至导致墙体开裂或者建筑的基础断裂，以下对建筑结构基础不均匀沉降的原因进行分析，并探讨控制不均匀沉降的措施。
一、建筑结构基础不均匀沉降的原因分析
导致建筑结构地基基础不均匀沉降的因素很多，但主要可分为地基方面的原因和上部房屋结构的原因这两部分。
1.来自地基方面的原因
建筑地基土体中孔隙的存在使其具有可压缩性，并且土体孔隙比随外荷载的增加而减小，这是导致建筑物沉降的主要内在因素。通常地基土是由多种不同特性的土类组成，并以局部的不规则地层出现，导致土存在不均匀性，此时浅基础下地基的不均匀沉降很大此外，地基不均匀沉降受本地土的成型历史的影响也较大，如当相邻建筑打过桩，由于振动，会破坏土的絮状结构，降低其强度，则建房后，沉降则明显大于同类土，并且房屋越靠近桩基部分，其基础沉降可能越大，并且沉降量随桩的长短、打桩的时间早晚变化显著。
加载速率对地基上浅基础不均匀沉降的影响也较大在静力加载的作用下，饱和粘性土有条件排水固结，抗剪强度随时间增长，并且土中的剪应力产生剪切变形，降低其强度，加载速率越大，后一方面越会起主导作用地基通常会由于抗剪强度的降低而产生局部剪切破坏，甚至整体剪切破坏，引起建筑物发生倾斜荷载增加的速率对软土地基的不均匀沉降有调整作用，当上部结构荷载有明显差异时，在早期对承受荷载大的基础适当增大其加荷速率，对不均匀沉降有调整作用。
2.来自房屋结构方面的原因
当建筑物的上部结构体型变化复杂或是平面不规则时，可能在地基中引起很大的不均匀沉降建筑物体型复杂，高低变化较大，各部分地基所受的荷载质量存在差异，必须会出现不同程度的不均匀沉降；平面形状复杂的建筑物，纵、横单元交叉处，会使地基中单元荷载产生的附加应力相互重叠，也加大了该处的沉降，再加上建筑各部分的刚度不对称，建筑整体性差，因而很容易遭受地基不均匀沉降的损坏。
在偏心荷载的作用下，建筑物基底会产生不均匀的附加应力，从而导致建筑发生倾斜，并且倾斜程度与偏心距e有关，通常认为：当e
由于地基中附加应力的向外扩散，使建筑物受到相邻建筑物的影响而产生沉降，如同一栋房子的基础彼此靠得很近，基础上及其附近有大面积堆载，相邻建筑物的距离近、埋深差异大，相邻建筑物打桩等因素，都可能导致建筑产生不均匀沉降。
二、控制建筑结构基础不均匀沉降的防治措施
1.做好建筑的地基处理
可采用振动、挤压等手段来减小地基土体孔隙比，依靠外力来提高地基土的强度并降低其压缩性，这类方法适合处理浅层疏松枯性土、松散砂性土、粘性土、湿陷性黄土等地基；对于含水率较高的软弱粘性土地基，可采用排水固结法来降低地基的含水率，以加速孔隙水的排出，使沉降提前完成或提高沉降速率，提高地基土的固结程度，地基抗剪强度也得到加强；对于浅层软弱粘性土地基，可通过置换法来以强度更高的砂、石灰、粉煤灰、碎石等材料置换软土，如通过强夯置换法、石灰桩法、振冲置换法、水泥粉煤灰碎石桩法等来使置换材料与周围土体共同形成复合地基，从而提高地基整体强度，承载力也大大得到提高，有效减少地基沉降；还可通过灌浆法、高压喷射注浆法、水泥土搅拌法等胶结法，来向软土地基土中掺入石灰、水泥、水泥砂浆等化学材料，与土体共同形成强度较高的复合地基，也会使地基承载力得到较大的提高。
2.合理做好建筑的形体和结构设计
（1）建筑物的體型应力求简单，尽量避免平面形状复杂和立面高差悬殊，制建好筑物的长高比，应尽量采用长高比较小的“一”字形建筑，若将建筑物的长高比控制在2.5左右，并适当对基础和上部结构采取一些加强刚度的措施，就可避免建筑的不均匀沉降；设计中要合理布置纵横墙，应使纵墙尽可能与横墙联结，以增加房屋整体刚度，并避免纵墙开洞、转折、中断而削弱纵墙刚度，这样可有效保证建筑物抵御不均匀沉降的能力。
（2）对于长度较大的建筑物，可合理设置沉降缝，以便将其分割成若干体型简单、长高比小、整体刚度大的独立的沉降单元，它们自成沉降体系，并且荷载变化小、地基相对均匀，可有效地避免不均匀沉降带来的危害。通常可将沉降缝设在以下位置：建筑物高度或荷载差异处，建筑平面转折处，建筑结构或基础类型不同处，过长的钢筋混凝土框架结构的适当部位，分期建造房屋交界处，地基土的压缩性有显著差异等地方。
3.做好建筑的施工措施
（1）加强原材料的进场检验，杜绝建筑工程中采用不合格材料的现象，对各种计量器具进行检测和校核，确保计量的准确性，使砂浆的品种、强度等级符合设计要求砖的品种、强度必须符合设计要求。
（2）采用逆作法施工，逆作法施工的基本原理是沿建筑物的外墙进行地下连续墙的施工，在建筑物内部的适当位置，打下中间支撑桩，使建筑的外墙既作为地下室外墙，又作为挡土围护结构这样可减少排土量，并与主体结构重量进行平衡，有效降低了建筑基础的沉降量。
（3）砖墙砌筑前，为防比拿错钢筋，应事先按标准加工好拉结筋，并做好使用前的技术交底，一般拉结筋按三个0.5m，即出墙外0.5m，埋入墙内0.5m，上下间距0.5m（抗震构造拄埋入长l m）；由于一般水平灰缝为8-12mm，为确保其饱满度，拉结筋选用Φ6.5mm。
（4）采用后浇带法施工，即在高层主楼和低层裙房相连处留施工后浇带，以消除它们的基础差异沉降导致的结构内力后浇带的位置应选在结构内力较小的部位。
总结：
综上所述，对建筑结构基础不均匀沉降的控制对建筑的安全具有极其重要的作用，是值得深入探究的话题，在科学技术发达的现今社会，建筑施工的安全需要可靠保障，必须切合发展需要，提高自身质量的同时提升竞争力，仔细分析建筑结构基础不均匀沉降的原因及危害，加深对不均匀沉降的认识，并采取有效措施来控制建筑结构基础不均匀沉降，从而确保建筑施工质量以及相对安全。
参考文献
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