建筑結構基礎不均勻沉降的原因及結構設計中的防治對策探討

文/張含宇 遼寧省城市建筑設計院 遼寧沈陽 110003

建筑物在建設過程中，以及在建筑物建成以后都會發生沉降和不均勻沉降。如果是不均勻沉降，將會導致建筑物發生結構變化，影響建筑物的使用功能，更嚴重的會引起墻倒屋塌，出現傷人事故和財產損失。因此，在設計時就應該對其進行關注。

1、建筑結構基礎不均勻沉降的原因

1.1 勘察因素

地質勘察報告的準確性較差，且真實性不高，會導致實際施工的過程中存在盲目性。如果勘察單位不按規定操作，造成地質報告的準確性差、真實性不高，不具有代表性。勘探報告的真實性受到影響后，會給建筑結構基礎設計工作帶來麻煩，從而增加地基不均勻沉降的幾率。實際施工時，有些工程甚至不進行有效的地質勘察盲目施工。

1.2 設計因素

建筑結構設計尤其是對建筑的基礎設計方面是十分重要的，在基礎設計時如果對基礎的尺寸大小、樁的分布不均勻或是對基礎所處的地質沒有進行有效的處理，或是在對整體結構設計中每一層的層高過高都會導致建筑地基不均勻沉降問題。建筑物長度太長;建筑體型比較復雜凹凸轉角多;未在適當部位設置沉降縫;基礎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、地基處理不當，基礎設計不合理；相鄰建筑物復合地基的影響等都會引起建筑物產生過大的不均勻沉降。 平面形狀復雜的建筑物，如“工”字形，“E”字形，“L”字形等，在縱橫交叉處，基礎密集，地基中應力重疊，沉降量增加。同時，此類建筑物剛度不對稱，容易遭受地基不均勻沉降的危害而產生開裂。

1.3 施工因素

由于施工時地基處理得不好,或因地質勘探不細,沒有發現地下的某些不良地質現象, ,因而未作處理或處理不善。或者墻體砌筑時建筑的砂漿強度不夠，或者是灰縫不飽滿、拉結筋的設置不符合標準或是對于不同地質的處理不夠徹底；沒有認真驗槽；施工排水方案不合理；對建筑物任意改建、擴建；墻體砌筑時砂漿強度偏低、灰縫不飽滿，拉結筋不按規定標準設置等等都會引起地基的不均勻沉降。

1.4 地基處理方法因素

一般需要同時運用多種地基處理方法,但為了施工方便,實際工程中有可能會使用同一方法處理不同軟弱地基,而這往往是造成差異沉降的隱蔽因素。有些設計人員沒有認真考察荷載情況，對于地基土質的情況也沒有認真研究，單純地憑借以往的施工經驗進行設計，因此存在著諸多的缺陷，嚴重的時候將會出現地基不均勻沉降的現象。

1.5 地質因素

由于基巖起伏，局部土質不均勻，覆土層的厚度不同，常常使建筑物一部分基礎置于堅硬的基巖上，另一部分基礎置于硬土層上。或者于地基土質軟弱，地基下臥層軟土厚度較大，土的壓縮性較大，存在暗溝、洞穴等。地基含水量變化不正常，受壓后都會使建筑物地基產生不均勻沉降。

2、結構設計中的防治措施

2.1 勘察措施

在建筑設計之前，必須要進行詳細的勘察，對施工地區的地基土質情況、分布范圍、地下水位等水文地質條件、承載力大小等基礎情況勘察清楚，有效防止建筑地基基礎出現不均勻沉降現象。對于地質勘查工作我們必須保持著絕對的嚴謹性，不能有一點的馬虎，更不能流于形式。為提高勘查報告的真實性和可靠性就必須明確地質勘探的分工與責任，要注重提高地質勘探人員的業務水平和責任心，這樣才能做好地質勘查工作。

2.2 結構設計措施

a.控制建筑物的長高比。二層以上的砌體結構長高比不宜大于2.5，對于平面簡單、內外墻貫通、橫墻間隔較小的結構，長高比不宜大于3.0，不符合上述要求的，要設沉降縫。

b.設置圈梁。圈梁對幫助減小沉降裂縫是不容忽視的，墻內設置的圈梁能增強墻體承受撓曲應力的能力。

c.合理布置縱橫墻。當地基發生不均勻沉降時，墻身是主要的受力構件，縱墻應盡量避免轉折或中斷，防止剛度削弱而損壞，建筑物橫墻能起到加強整體剛度的影響。

d.設置沉降縫。用沉降縫將建筑物分割成若干獨立的沉降單元，這些單元體型簡單、長高比小、整體剛度大、荷載變化小、地基相對均勻、自成沉降體系，因此可有效地避免不均勻沉降帶來的危害。

e.控制與調整建筑物各部分標高。適當提高室內地坪和地下設施的標高；對結構或設備之間的聯結部分，適當將沉降大者的標高提高。

f.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、建筑物有顯著的高差或荷載差異。

g.盡量減少建筑物自重。采用輕質材料或構件，采用輕型結構，采用自重輕、覆土少的基礎型式。

h增強基礎剛度。 在軟弱和不均勻的地基上采用整體剛度較大的交叉梁、筏形和箱型基礎，提高基礎的抗變形能力，以調整不均勻沉降。

i.相鄰建筑物之間應保持一定的距離。地基土中的附加應力會擴散到基礎外的一定寬度和深度，如果兩相鄰建筑物距離過近，就會產生應力疊加，而引起過大的不均勻沉降。

2.3 施工措施

適當安排施工順序，如果發現建筑物存在著高低以及輕重不同部分的時候，必須要先對高重的部分進行施工，使其出現一定沉降之后再對低、輕的部分進行施工；或者是先對主體房屋進行施工，再對附屬房屋進行施工，這樣也能夠有效防治不均勻沉降現象。通過控制地下水位控制不均勻沉降。當建筑物存在有高、低和重、輕不同部分時，應先施工高、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。

結語：

建筑物基礎不均勻沉降是一個復雜的工程問題, 原因是多種多樣，往往引起建筑上部結構的過大變形、開裂、傾斜甚至破壞,嚴重影響建筑物的使用，應當引起足夠的重視，必須采取科學措施加以防治。因此在設計工作中應盡可能考慮上部結構、地基和基礎的相互影響和共同工作,綜合應用上述措施,使不均勻沉降控制在允許范圍內,滿足建筑物的正常使用功能。

[1]郭永輝.建筑地基不均勻沉降的原因及防治措施[J].工程質量，2014-12-20.

[2]鄒志豪.淺談地基不均勻沉降的預防處理措施[J].福建建材，2010（1）：8.