某高层建筑地基不均匀沉降的研究

黄刚

我国是一个人口大国，人口基数大，新增人口多，所需的总体生活空间远远超过世界上的其他国家，高层建筑的出现及时有效地解决了人们生存空间不足的问题，但与传统的多层住宅楼相比，高层建筑在技术方面必定是要达到更高的标准才能满足设计及使用的需求。

有时普遍存在于一般建筑中的小问题，在高层建筑中却都成了决定性的问题。高层建筑施工存在的不均匀沉降直接会对整个建筑的结构造成的不容忽视的危害，因此必须积极地采取一切可行的控制措施，建立严格的控制体系，加强对高层建筑的施工过程中的沉降观测，对地基施工进行合理的施工工序指导，预防在高层建筑施工过程中出现不均匀沉降的现象，最大限度地避免因高层建筑地基不均匀沉降造成的不良后果。

1 高层建筑地基不均匀沉降的后果

基础的不均匀沉降对高层建筑具有一定的危害性。一般来说，高层建筑的基础产生不均匀沉降不会对建筑本身造成太大的影响，但一旦在施工项目中出现建筑物内部荷载分布相差较大或各个部分基础的尺寸差异较大以及施工位置土质松软等情况，不均匀沉降就会产生较为严重的影响。诸如会有建筑物自身倾斜、严重下垂、房屋墙体开裂等等一系列的问题的出现，使高层建筑出现不了预知的安全隐患[1]。

2 高层建筑地基不均匀沉降的原因

2.1 设计因素

高层建筑在进行整体结构设计，需要考虑到地基的承载力问题，而一般在对地基的承载力问题进行研究时，往往会忽视地基内部的差异性变形对其造成的影响。而且如果高层建筑内部的荷载差异过大，也需要采取合理的地基处理措施。不然的话，这些都会造成地基的不均匀沉降。除此之外，高层建筑在设计的过程中，主楼和裙楼之间的所能承受的压力必须有一个严密细化的计算过程，因为在主楼和裙楼之间存在一个很大的高度差，这就要求在施工过程中必须确保高层建筑物上部的结构、载荷、刚度都要满足一个既定的标准，用以来保证整个建筑的内部是均匀受力的。如果建筑本身的结构、载荷以及刚度是分布不均匀的，那么一定会导致建筑内部的作用力和反作用力出现的差值较大，也会造成高层建筑的地基沉降。

2.2 沉降计算的参数选择

地基土实际上并不具备理想计算中的匀质弹塑性，但在实际中对地基基础沉降做量的计算时，大都只能按照理想状态下初始沉降依据弹性理论计算，这就必然会导致计算结果出现偏差。另外无论是固结沉降还是次固结沉降都需要根据实验来确定参数，继而采用分层总和法求解，在实验中都会有允许出现的误差范围，这样导致参数确定可能不准确或计算与实际有一定的误差。因此，难以保证建筑物能完全均匀沉降。

2.3 地基的处理方法不恰当

在工程建设中处理高层建筑基础的方法较多，每种方法都有其优势和劣势，在基础处理方法的选择上，要依据实际的工程情况，做到具体问题具体分析。因为即便是相同的工程，在不同区域位置时，也会因为地质等条件相差较大而需要不同的地基处理方法，这就需要根据科学知识以及长期以来积累的工作经验来做出最佳的判断。一些情况下可能需要采用多种处理方案，但为了便于施工作业，只采用一种处理方式，从而造成高层建筑的不均匀沉降。

2.4 施工中的质量问题

在高层建筑基础施工作业时需要对基础作业进行实时监测，以保证基础的质量，但在实际过程中，往往就会忽视一些微小但不良的地质问题，以至于未能及时采取应对办法，最终致使高层建筑的基础出现不均匀沉降的情况，甚至会造成无法承担的严重后果。

3 高层建筑地基不均匀沉降的应对措施

3.1 建筑措施

一般情况下，如果在建的高层建筑物的地基条件不能达到理想的预期效果。那么为了防止高层建筑的地基发生不均匀沉降的现象，需要尽量做到简化建筑物的体型。对建筑物的整体的长高比进行适当的调整，使其尽可能呈现一字形，以减小高层建筑物地基所受到的负荷。从而达到避免高层建筑地基发生不均匀沉降的现象[2]。

选择合理的位置设置沉降缝也是应对高层建筑地基不均匀沉降的一项措施。设置的沉降缝在建筑物中可以把整个建筑物拆分成多个单元，从而减小沉降不均匀对建筑物造成的损害。在工程建设设置沉降缝时，应对以下问题多加注意：如果建筑物的长高比例过大，设置沉降缝是应选在其适中的位置；如果建筑物偏向于平面类型，设置沉降缝应该在其转折的位置；如果建筑物的地基土具有较强的压缩性，那么该沉降缝必须设置在地基土压缩性显著的地方。另外，如果大型的高层建筑物需要分期建造，那么建筑物沉降缝应该设置在分期的交界处。

若相邻高层建筑物的基础间距控制不得当，也会导致高层建筑基础的不均匀沉降，因为建筑物的基础都不了可避免地存在附加应力，致使基础会有细微的外扩现象出现，从而使相邻的建筑物之间彼此影响。在软地基上的建筑物如果距离太近，相互产生影响就会产生不均匀沉降，非常容易使建筑产生开裂。所以必须要控制好相邻高层建筑物的基础间距。

3.2 检测控制高层建筑施工中的沉降变化措施

在高层建筑中，为了避免不均匀沉降的发生尝尝需要检测沉降的变化，控制高层建筑的“三线”。垂线是检测垂直度的，而垂直度是保证建筑质量的主要措施，在地基施工过程中首先要确定建筑物的4个边角在边角处用激光仪加重锤进行二次校验，从而使建筑物的竖向垂直度的误差缩至最小。另外，在高层建筑施工中对轴线和标高线的控制程度，也与地基的不均匀沉降息息相关，只有严格按照图纸要求控制二者，才能使不均匀沉降发生的概率变小。在高层建筑施工的期间，施工方必须严格按照规范及设计要求对沉降观测点和专用水准点进行埋设。在主体结构施工过程中，至少要确保每结构层沉降都进行一次观测。每2个月至少沉降观测一次，监理单位必须对沉降观测结果负起责任。

3.3 针对不同原因解决不均匀沉降问题

（1）对于设计原因，如建筑体型复杂或邻近荷载差异较大导致高层建筑不均匀沉降，可以根据高层建筑的损伤程度，综合考虑局部卸荷、增加上部结构或基础刚度、加深基础、锚杆静压桩、树根桩或注浆等加固等补救措施。

（2）对于由于地基土处理不当，或局部隐藏的软弱土层等不良地质引起的不均匀沉降导致的高层建筑损伤。可选用锚杆静压桩、树根桩或旋喷桩等措施对基础进行局部加固。

（3）对于由于地基荷载较大或荷载突然加大，引起的高层建筑不均匀沉降，可以通过卸除部分荷载，以及加深基础或加大基础底面积或的方式处理。

（4）对于由于大面积地面荷载或填土造成高层建筑墙体主体产生的不均匀沉降可以通过锚杆静压或树根桩进行基础加固。

4 结束语

综上所述，文章介绍了关于高层建筑基础不均匀沉降的一系列问题以及其应对办法，通过以上分析可知在以后遇到这类问题时，要根据具体问题应用具体的解决办法，这样一来，相信在不久的将来我国建筑行业高层建筑基础不均匀沉降问题能被众多从业者妥善地解决，让高层建筑的发展更上一层楼，并彻底杜绝因高层建筑基础不均匀沉降所产生的安全隐患。

[1]赵彩飞.某高层建筑地基不均匀沉降的研究及FLAC3D软件对加固方案的模拟分析[D].太原：太原理工大学，2012.

[2]王向阳.地基不均匀沉降对框架结构影响的研究[D].兰州：兰州理工大学，2011.