初探建筑地基沉降问题

刘倩，许旭

（1.南通职业大学建筑工程学院，江苏 南通226007；2.南通工贸技师学院，江苏 南通226010）

1 引言

在建筑工程当中，地基沉降主要是指建筑所在位置及周边地区地表的下沉现象，如果沉降幅度过大，或者在建筑地基覆盖面内出现不均匀沉降，则极易导致建筑本身结构平衡受到影响，严重时会导致建筑倾斜或结构崩溃，给人们生命财产带来威胁。如今我国建筑行业发展迅速，大量高层、超高层建筑被开发建造出来，因此，如何应对建筑地基沉降问题成为相关建筑商需要思考的问题。

2 建筑地基沉降问题的诱导因素

2.1 地质条件

地基沉降发生在一定地质范围内，具体表现为土层及地质结构出现下沉或形变。引发这一问题的主要因素之一就是地质条件本身存在问题，例如，土层松散、软质沙土含量较高的土层本身抗压强度就很低，容易发生形变。同时，如果地质结构不均匀，在建筑地基覆盖范围内土层压缩模量差异过大也会影响其承载力和平衡性[1]。另外，如地下水腐蚀、冲刷等地质水文条件因素，也是引发建筑地基沉降的主要因素。

2.2 建筑本身

首先，建筑本身具备一定重量，如果建筑整体规模和重量超过了地基或地质结构的承载力，则很容易出现地基沉降问题；其次，如果建筑结构设计不科学，或者施工工艺不达标，导致建筑结构失衡或荷载不均匀，进而也会影响建筑地基的荷载平衡，进而引发不均匀沉降问题；最后，建筑设计和施工时，如果地基构造不合理，地基支护结构质量不达标，也会导致地基沉降。

2.3 环境影响

一方面，如果建筑物周边区域存在单边大型建筑，会导致建筑所在地基一部分承受过大附加应力，导致区域内地质应力均衡性被破坏，地基沉降问题随之而来；另一方面，如洪水腐蚀浸泡、地震、山体滑坡等自然灾害，也是部分建筑地基沉降问题的诱发因素[2]。

2.4 其他因素

除了以上因素以外，其他导致建筑地基沉降问题的因素主要属于人为因素，例如，建筑内部后续装修施工不规范、周边施工的影响、建筑内部大重量设备安装配置不均匀等，另外，建筑后续管理、监测和维护方面工作缺乏科学性，也会影响建筑地基的稳定性[3]。

3 建筑地基沉降问题的类型

3.1 初始沉降

这种沉降主要发生在外部负荷段时间变化情况下，此时软土地基本身无法快速排除短时高负荷应力，导致软土整体发生沉降。此时土层表现为整体变形下沉，这种通常被称为剪切变形沉降现象，主要发生在大型生产工程中，如高负荷仓库、油罐设备运输安置，另外，超高层建筑受到风力影响发生摇晃时，也会给土层施加瞬时应力，导致沉降。一般情况下，这种初始沉降量在总沉降量中的占比较大，需要进行科学测算和记录。

3.2 主固结沉降

这种沉降现象主要是在建筑建造活动开始后，由于建筑自重带来的应力一直作用于地层，在长时间之后土层不断被进一步压实，孔隙中的空气水分被缓慢排出，该过程中土层发生的沉降则属于主固结沉降。一般情况下，这种沉降在下层孔隙水及空气压力被释放完毕后会逐渐停止。

3.3 次固结沉降

次固结沉降一般伴随或在主固结沉降发生完毕后出现，其无论是沉降量还是土层形变程度都较小，正常情况下都不用特别注意。但是如果建筑所在地的地层为软性较强的粘性土壤，特别是土壤中含有大量腐殖质土层，再或者是趋于稳定的土层突然受到小面积高压作用时，次固结沉降的发生可能会影响建筑整体沉降量，因此，也需要特别关注。

4 建筑地基沉降问题的规避和应对策略

4.1 项目设计和施工前做好地质勘察工作

地质勘察是每项建筑项目都必须要保证完成质量的重要工作，出具的勘察报告是建筑设计以及施工方案制定的关键依据。为了避免建筑建造过程及完工后荷载超过地质实际承受力，要对项目地区地质结构、岩层分布状态、地下水位以及当地气候条件进行全面勘察，使用信息化技术设备制定3D 模拟图，然后计算地层承载负荷，为建筑设计施工提供直观参考数据。

4.2 科学设计

在如今时代当中多层、高层建筑建设量越来越大，而建筑设计决定着建筑长宽高比、结构类型、整体荷载分布等，所以在建筑设计中充分考虑荷载和沉降量，对提高建筑稳定性和避免沉降超标都有益处。具体来讲，在现代建筑设计中，应当尽量保证建筑平面形状简单整齐，避免过多阴角。在建筑占地方式设计中需要避免出现大量负载差异，因为多数软土地基上的建筑出现沉降裂缝问题都是因为高差或荷载差异过大引起的。同时，设计过程中需要充分考虑勘察报告中的地质压缩性，针对压缩性有差异的地方采取不同设计方法，具体方式是设置沉降缝，均衡压缩差异带来的形变力。另外，在设计方面需要考虑建筑地基对周边土层产生的形变压力，尤其在软土地基情况下，如果设计不合理以及周边建筑物距离过近，都会导致附近地基产生压缩变形，导致建筑物稳定性受到影响。

4.3 严控施工质量

在建筑工程施工过程中，首先，需要为沉降观察和管理工作预埋沉降观测点。其次，在软土地基上进行建筑建设时，需要根据设计图纸和实际情况合理规划施工流程，做好地基施工支护结构建设工作，同时，从地基到高层施工都要保证建筑体均衡施力，避免地基荷载不均匀。在施工方法方面，涉及大型机械设备以及材料进场时，需要充分考虑对建筑应力均衡性的影响。

尤其注意，如今很多建筑工程项目都涉及多栋建筑共同建造，如果项目内建筑物整体质量差异较大，则需要先建造质量、高度高的建筑，再建造质量相对较轻、高低较低的建筑。部分情况下，在高重型建筑建造完成后，还需要对地基及周边地质沉降情况进行观测，待稳定之后再开展其他建筑建设工作，避免高重型建筑引起的沉降变化对周边建筑产生不利影响。

4.4 重视沉降观测

上文提到，施工阶段会在地基和建筑各个位置设置沉降观测点，主要设置方式一般以10m 间隔进行观测点设置。在如今框架式结构建筑数量越来越多的情况下，沉降观测点应当设置在混凝土柱上，以便第一时间发现沉降现象。另外，当前超高层建项目中，沉降观测点应当根据设计单位设计方案和建议进行布置。按照规范设置好沉降观测点之后，需要专人对其数据进行分析，评估建筑整体沉降水平，有异常时及时联合设计单位及施工负责人进行现场勘察，找出原因并进行分析处理。

5 结语

综上所述，在建筑工程开发量和建造规模不断提升的大环境下，建筑沉降问题更需要引起各界的重视。这需要建筑设计及施工单位对引起建筑沉降的各方面因素进行深入探究，通过对不同类型的建筑沉降特点进行归类评估，以便在实际建筑设计和建设工作中，从前期地质勘察、科学设计、科学施工到沉降观测等环节，充分做好建筑沉降控制工作，只有这样，才能保证建筑项目施工顺利，提升建筑的稳定性和安全性，为人们生命财产安全负责。