地基基礎的不均勻沉降探討

張 杰

摘要:近年來因地基基礎沉降不均勻所導致房屋出現問題的事故不斷發生,作為工程技術人員應該對此引起高度重視,本文對產生地基基礎不均勻沉降的原因做了簡要的分析并從工程地質、設計、施工三個方面提出了相關的防治措施。

關鍵詞:地基基礎;不均勻沉降;凍土處理

近年來在我們的實際工程中,由于沒有足夠重視地基的沉降,以至出現過工程事故,這樣的例子屢見不鮮。一些慘痛的教訓不得不引起我們的思考。我國的面積遼闊,地質結構復雜。各地區的地質不盡相同,就是同一個地區的地質也不盡相同。因此作為一名工程技術人員,應該對此引起高度的重視。建筑物應該坐落在穩定,堅實的土層上,而避免有軟弱的土層,由于軟弱的地基土往往呈現凹陷不均勻沉降,當沉降超過一定限度時,在建筑物底層門窗洞口角部出現斜裂縫或八字型裂縫。此類裂縫大多數在房屋建成后不久出現,并隨著時間的推移而繼續加以擴展,直至地基沉降穩定后,便不再發生變化。少數結構會因為沉降差異過大,而導致房屋的嚴重變形,甚至倒塌。地基基礎不均勻沉降造成的危害應引起工程技術人員的高度重視。

1 地基基礎不均勻沉降的原因

1.1 工程勘察地質報告的因素

一般情況下,工程勘察地質報告能夠正確反映土壤類別,土層性質,水文地質等情況。

結合設計要求,對地基作出評價,對設計和施工提出合理建議。如果地質報告不真實,就容易給設計人員造成分析、判斷上設計的錯誤;以至造成重大經濟損失。

1.2 工程設計方面的因素

由于某些建筑型體復雜,或有建筑高度高差較大及荷載顯著不同的,地基上的壓縮性有顯著不同處或地基處理方法不同的,以及沒有在適當位置設置沉降縫的,基礎剛度或整體剛度不足的,都將導致地基基礎的不均勻沉降量增大,造成墻體出現裂縫。另外設計各部位基礎相對沉降量過大,也是造成墻體開裂的因素之一。

1.3 工程施工方面上的因素

由于墻體砌筑時,砂漿強度偏低,灰縫不飽滿,砌筑組砌不當,通縫多,斷磚集中使用,拉結筋不按規定標準設置,墻體留槎違反規范要求等等。

2 基礎不均勻沉降的防治措施

2.1 從工程勘察地質報告入手

地質鉆探報告是一門專門的學科,來不得半點虛假。勘察地質報告是設計人員的主要設計依據。必須提高地質勘測人員的業務水平,政治素質和職業道德素質,加強責任感,這樣才能使地質報告具有真實性和可靠性。作為設計者應該認真的閱讀理解報告的內容,應該對工程所在地的地質做到心中有數;如發現與報告所述不同,應及時采取措施。

2.2 從設計上入手

建筑的平面形狀應力求簡單,規則整齊,盡量避免形狀復雜,陰角太多;避免建筑物有顯著的高差或荷載差異。在軟土地區建筑物的裂縫事故,往往以有高度差異或荷載差異的建筑物為多見,尤其是高低或輕重單元連成一體未設置沉降縫時最易發生控制建筑物的單位整體長度,長度較大的建筑,考慮在適應部位設置沉降縫,對于平面圖形復雜的,或有層高高差及荷載顯著不同的,要在其轉折處,層高高差處或荷載顯著不同的部位設置沉降縫,在地基土的壓縮性有顯著不同處或在地基處理方法不同處設置沉降縫。

考慮相鄰建筑物的影響,建筑物荷載不僅使建筑物地基土產生壓縮變形,這種變形隨著相鄰建筑物距離的增加而逐漸減小,由于軟弱地基的壓縮性很高,當兩建筑物之間距離較近時,常常會造成臨近建筑物影響的損害,軟弱地基上的建筑物基礎之間要有一定的距離。

控制建筑物的長高比。長高比是保證磚石承重結構建筑物剛度的主要因素。長高比大的建筑物,調整地基不均勻變形的能力就差;相反,如將建筑物長高比限制在一定的范圍內,它就具有較大的調整地基不均勻變形的能力。

一般房屋的縱向剛度較弱,地基不均勻沉降的損害的主要表現為縱墻的擾曲破壞。內外縱墻的中斷、轉折,都會消弱建筑物的縱向剛度。地基不良時,應盡量使內外縱墻都貫通。縱、橫墻的聯結形成了空間剛度。縮小橫墻的間距,可有效地改變房屋整體性,從而增強了調整不均勻沉降的能力。

合理布置縱橫墻及設置圈梁。在建筑物的墻體設置鋼筋混凝土圈梁的主要作用是增強建筑物的整體性,它在一定程度上能防止或減少裂縫的出現,即使出現了裂縫也能阻止裂縫的發展。

采用現澆結構增加結構的整體性

地基基礎設計必須以控制變形值為主,設計單位必須嚴格按設計規范驗算。基礎最終沉降量應當控制在《地基基礎設計規范》規定的限值以內。

當然地基不能滿足建筑物沉降變形控制要求的,必須采取技術措施加以處理。

2.3 從施工中入手

砂漿的品種,強度等級必須符合設計要求。影響砂漿強度的因素定量不準,原材料質量的變動,塑化材料(如石灰膏)的稠度不準而影響到摻入量;砂漿試塊的制作和養護方法不當。解決的辦法是:加強原材料的進場驗收,嚴禁將不合格的材料用于建筑工程上。對計量器具進行檢測,并對計量工作派專人監控。將石灰膏調成12CM的標準稠度后稱量,或測出其實際稠度后進行換算,砂漿試塊應有專人負責看管及養護。磚的品種,強度必須符合設計要求,砌體組砌形式一定要根據所砌部位的受力性質和磚的規格來確定。 一般采用一順-丁,上下順磚縫的砌筑法,以大大提高砌筑墻體的整體性,當利用半磚時,應將半磚分散砌于墻中,同時也要滿足搭接1/4磚長的要求。

加強沉降檢測。施工單位必須按設計要求及規范標準埋設專用水準點和沉降觀測點。主體結構施工階段,其結構層沉降觀測不少于一次,主體結構封頂后,沉降觀測2個月不少于一次。監理單位必須進行檢查復測,并將資料列入工程質量評估內容。

3 寒冷地區永凍土及季節性凍土的處理

凍土主要分布在我國的嚴寒地區,分為季節性凍土及永久性凍土。季節性凍土又稱為融凍層,只在冬季氣溫上升而融化,因此凍土的深度不大。而永久性凍土常年不融化,凍土很厚,具有特殊的性質。當溫度改變時,其物理力學性能也隨之改變,并產生凍脹,融陷熱融滑塌等現象。一般采用以個幾種方法加以處理

3.1 換填法

用粗砂,礫石等不凍脹材料填筑在基底下。對不采暖的建筑填土深度為當地凍深的80%,采暖建筑的填土深度為當地凍土深度的60%,寬度為基礎每邊外伸150-200mm。

3.2 物理化學法

人工鹽優化改良土:加入氧化鈉,氧化鈣和氧化鉀等;以降低冰點的溫度,減輕凍害。用憎水物質改良土:如柴油等加化學表面活性劑,以減少地基的含水量。使土顆粒聚集成或分散改良土:如用順丁烯聚合物,使土粒聚集,降低凍脹。

3.3 保溫法

在建筑物基礎底部或四周設置隔熱層,增大熱阻,推遲土的凍結,使土粒聚集,降低凍脹。

3.4 排水隔水法

建筑物周圍設置排水溝,防止雨水滲入地基,同時在基礎的兩側與底部填砂石料,并設置排水管將滲漏過來的水排除。

凍土地基處理是一項基礎復雜,難度大的非常規工程,我們必須精心施工,做好技術交底與質量監督及檢測工作。

總之,基礎的沉降問題必須引起我們高度的重視。勘察設計的合理與否,決定勘察報告的準確度和可靠性。基礎設計人員對勘察報告中提出的建議要充分重視,我們必須從頭到尾嚴把質量關,杜絕問題的發生,將風險降到最低點。在今后的工作中利用先進的工藝技術,以及先進的理論方法,使我們在保證建筑物安全正常使用前提下,降低工程成本,更好的服務于社會,服務于人民大眾。