建筑物一般總會(huì)產(chǎn)生一定的沉降,軟弱地基上的建筑物更容易產(chǎn)生不均勻沉降。過大的不均勻沉降易使上部結(jié)構(gòu)開裂與破壞,造成建筑物各處滲水、下水道堵塞不暢等,嚴(yán)重影響建筑物的使用。對(duì)于多層砌體結(jié)構(gòu),由于砌體的抗拉、抗剪強(qiáng)度較低,在地基沉降時(shí),很易在墻體上產(chǎn)生斜裂縫或踏步式裂縫,窗洞的四角部位尤其厲害。
引起地基不均勻沉降的原因:
首先是地質(zhì)勘察報(bào)告的準(zhǔn)確性差、真實(shí)性不高。實(shí)際施工中,有些工程不進(jìn)行地質(zhì)勘察盲目施工;有的勘察不按規(guī)定進(jìn)行,如鉆探中布孔不準(zhǔn)確或孔深不到位;有的抄襲相鄰建筑物的資料等,都會(huì)給設(shè)計(jì)人員造成分析、判斷或設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,使建筑物可能產(chǎn)生沉降或不均勻沉降,甚至發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞。
其次是設(shè)計(jì)方面存在問題。建筑物長(zhǎng)度太長(zhǎng);建筑體型比較復(fù)雜凹凸轉(zhuǎn)角多;未在適當(dāng)部位設(shè)置沉降縫;基礎(chǔ)及建筑物整體剛度不足;建筑物層高相差大所受荷載差異大;地基土的壓縮性顯著不同、地基處理方法不同;以及設(shè)計(jì)方面的錯(cuò)誤等都會(huì)引起建筑物產(chǎn)生過大的不均勻沉降。
最后是施工方面存在問題。沒有認(rèn)真進(jìn)行驗(yàn)槽;基礎(chǔ)施工前擾動(dòng)了地基土;在已建成的建筑物周圍推放大量的建筑材料或土方;對(duì)于磚砌體結(jié)構(gòu),砌筑質(zhì)量不滿足要求,砂漿強(qiáng)度低、灰縫不飽滿、砌磚組砌不當(dāng)、通縫多、拉結(jié)筋不按規(guī)定設(shè)置等,也會(huì)引起建筑物建成后產(chǎn)生不均勻沉降。
針對(duì)以上問題,防止地基產(chǎn)生不均勻沉降的措施主要有:
一、保證勘察報(bào)告的真實(shí)性和可靠性。
1.建筑物體型應(yīng)力求簡(jiǎn)單。建筑物立面的高差不宜懸殊,所受荷載差異不宜太大;在平面上開頭應(yīng)力求簡(jiǎn)單,盡量避免凹凸轉(zhuǎn)角,同時(shí)平面上的轉(zhuǎn)折和彎曲也不宜過多,否則會(huì)使其整體性和抗變形能力降低。另外,適當(dāng)控制建筑物的長(zhǎng)高比(建筑物在平面上的長(zhǎng)度和從基底算起的高度之比),其越小,整體剛度越好,調(diào)整不均勻沉降的能力越強(qiáng),一般控制在2.5~3之間。對(duì)于砌體承重結(jié)構(gòu),為保證其整體剛度,應(yīng)合理布置縱橫墻??v橫墻應(yīng)盡量貫通,橫隔墻的間距不宜過大,一般不大于建筑物寬度的1.5倍為宜。
2.設(shè)置沉降縫。沉降縫將建筑物分成各自獨(dú)立的單元,各單元的沉降不相互影響。一般在建筑平面的轉(zhuǎn)折部位,高度差異(或荷載差異)處,長(zhǎng)高比嘉賓大的砌體承重結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土西式體承重結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位,地基土的壓縮性有顯著差異處,建筑結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)類型不同處,分期建造房屋的交界處等設(shè)置沉降縫。沉降縫應(yīng)有足夠的寬度,建筑物越高(層數(shù)越多),縫就越寬。具體縫寬和構(gòu)造見規(guī)范及有關(guān)資料。
3.相鄰建筑物之間應(yīng)保持一定的距離。地基土中的附加應(yīng)力會(huì)擴(kuò)散到基礎(chǔ)外的一定寬度和深度,如果兩相鄰建筑物距離過近,就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力疊加,而引起過大的不均勻沉降;特別是在原有建筑物旁新建重高建筑物時(shí)更應(yīng)注意。
4.適當(dāng)調(diào)整建筑物標(biāo)高。各建筑單元、地下管線、工業(yè)設(shè)備等原有標(biāo)高,會(huì)隨著地基的不斷沉降而改變。國契約,預(yù)先可采取一定措施給以提高。如(1)室內(nèi)地坪和地下設(shè)施的標(biāo)高高,可根據(jù)預(yù)做沉降量予以提高。建筑物各部分(或設(shè)備之間)有聯(lián)系時(shí),可將沉降較大者標(biāo)高提高。(2)建筑物與設(shè)備之間,應(yīng)留有足夠的凈空。當(dāng)建筑物有管道穿過時(shí),應(yīng)預(yù)留足夠尺寸的孔洞,或采用柔性管道接頭等。
二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面:
1.減輕建筑物自重。減輕建筑物自重可以減少基底壓力,是防止和減輕不均勻沉降很重要的途徑。實(shí)際中可采用輕質(zhì)材料,如多孔磚墻或其他輕質(zhì)墻體;選用輕型結(jié)構(gòu),如預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)、輕鋼結(jié)構(gòu)以及各種輕型空間結(jié)構(gòu);選用自重較輕、覆土較少的基礎(chǔ)形式,如淺埋的寬基礎(chǔ)、有半地下室或地下室的基礎(chǔ),或者室內(nèi)地面架空地坪等。
2.設(shè)置圈梁和鋼筋混凝土構(gòu)造柱。在建筑物的墻體里設(shè)置圈梁和構(gòu)造柱能增強(qiáng)建筑物的整體性,提高其抗彎剛度,在一定程度上能防止或減少裂縫的出現(xiàn),即使出現(xiàn)了裂縫也能阻止裂縫的發(fā)展。
3.減少或調(diào)整基礎(chǔ)底面的附加壓力。采用較大的基礎(chǔ)底面積,減少基底附加壓力,可以減小沉降量。對(duì)同一地基上建筑物的相鄰部分,可采用不同的基底附加壓力,荷載大的宜采用增大基底尺寸,來減少基底附加壓力、降低沉降差異。某些時(shí)候可采用靜定結(jié)構(gòu)體系,當(dāng)發(fā)生不均勻沉降時(shí),不至于引起很大的附加內(nèi)力,能較好地適應(yīng)不均勻沉降。
4.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)控制變形值,必須進(jìn)行基礎(chǔ)最終沉降量和偏心距的驗(yàn)算,基礎(chǔ)最終沉降量應(yīng)當(dāng)控制在《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的限值以內(nèi)。當(dāng)天然地基不能滿足建筑物沉降變形控制要求時(shí),必須采取技術(shù)措施,如打預(yù)制鋼筋混凝土短樁等。同一建筑物盡量采用同一類型的基礎(chǔ)并埋置于同一土層中。在軟弱地基上的砌體承重結(jié)構(gòu),可采用鋼筋混凝土梁板式基礎(chǔ),其支承面積和整體剛度大,抗彎能力強(qiáng),能有效地調(diào)整不均勻沉降。
三、施工方面:
1.在基坑開挖時(shí),不要擾動(dòng)地基土,通??拥妆A?/span>200mm左右的土,待墊層施工時(shí),再人工挖除。如坑底土補(bǔ)擾動(dòng),應(yīng)挖去,用砂、碎石回填夯實(shí)。要注意打樁、井點(diǎn)降水及深基開挖對(duì)附近建筑物的影響。
2.當(dāng)建筑物存在有高、低和重、輕不同部分時(shí),應(yīng)先施工高、重部分,使其有一定的沉降后再施工低、輕部分,或先施工主體房屋,再施工附屬房屋,能減少一部分沉降差;如高低層使用連接件時(shí),應(yīng)最后修建連接件,以調(diào)整部分沉降差異?;钶d大的建筑物(如料倉、油罐、水塔等),在施工前,有條件時(shí)可先堆載預(yù)壓;在使用期間,應(yīng)控制加載速率和加載范圍,避免量大、迅速和集中堆載。
3.在已建成的小、輕型建筑物周圍,不宜堆放大量的建筑材料和土方等重物,以免地面堆載引起建筑物產(chǎn)生附加沉降。
4由于地基分布的復(fù)雜性和勘探點(diǎn)的有限性,應(yīng)認(rèn)真重視基礎(chǔ)驗(yàn)槽,盡可能在基礎(chǔ)施工前,發(fā)現(xiàn)并根除地基土?xí)a(chǎn)生不均勻沉降的隱患,彌補(bǔ)工程勘探工作的不足。
5.保證施工質(zhì)量。對(duì)于常用的磚砌體結(jié)構(gòu),必須根據(jù)施工要求嚴(yán)格施工。
四、對(duì)于比較重要的建筑物和建在軟弱地基上的建筑物應(yīng)進(jìn)行沉降觀測(cè)。
施工單位必須按設(shè)計(jì)要求及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)埋設(shè)專用水準(zhǔn)點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)。如民用建筑每建完一層(包括地下部分)應(yīng)觀測(cè)一次;工業(yè)建筑按不同荷載階段分次觀測(cè),施工期間觀測(cè)不少于4次;建筑物竣工后,第一年觀測(cè)不少于3~6次,第二年少少于2次,以后每年1次,直至下沉穩(wěn)定為止。
總之,地基產(chǎn)生不均勻沒降的原因是多方面的,帶給建筑物的影響較大,對(duì)建筑物的破壞是難以修復(fù)的。但是能在設(shè)計(jì)、施工等各方面采取一定的措施,就可以有效地預(yù)防和控制不均勻沉降的產(chǎn)生。