防治高層建筑基礎不均勻沉降的措施

解文婷

(合肥市市政設計研究總院有限公司，安徽 合肥 230000)

隨著經濟社會的高速發展，城市化進程也得到了一定的促進，高層建筑的建設高度與形式也變得愈加多樣。相較于普通類建筑，高層建筑在設計時會存有沉降縫，將多個單體建筑拼接成一個完整建筑，施工人員應借助對其基礎不均勻沉降的防治來改善建筑質量。

1 影響高層建筑基礎不均勻沉降的要素

1.1 地質勘察過程

在開展高層建筑建設前，項目管理人員應科學勘察該施工區域的周遭環境，適時掌握其周邊的地下水與土層狀態，并在工程項目的勘察報告內詳盡描述建筑物施工的整體狀態，而該項報告中的數據信息需實行科學評估，提升相關報告數據的全面性、精準度。在進行高層建筑的實際施工時，受多種要素影響，相關人員勘察出的數據信息并不準確，比如，在鉆探土層地質時，其鉆孔深度與數量未能達到理想狀態，該現象降低了勘察報告的精準性，為此后的項目施工埋下了安全隱患，增加了基礎不均勻沉降的概率。

1.2 建筑施工不合理

引發高層建筑基礎不均勻沉降現象的重要要素為建筑施工的合理性較差。在開展高層建筑建設期間，若管理層沒能制定出適宜的質量管控系統，其在進行項目質量管理時就會出現偷工減料或管理舉措不到位等不良現象，該墻體內部的砂漿強度也會隨之減弱。在進行高層建筑施工期間，若其內部的鋼筋結構沒能采取適宜的施工方案，會使該類建筑的基礎出現不同程度的裂縫，在施工后期或正式使用時就會產生滲水問題或基礎不均勻沉降現象[1]。

1.3 基礎結構缺乏專業設計

一般來講，建筑結構設計的適宜性也會改變高層建筑的建設形態。高層建筑的上部結構多由承臺、軟土層、基樁、摩擦樁等項目構成，該具體建設狀態如圖1所示。在設計高層建筑的基礎結構時，相關人員需科學考量影響其建設的各項數值、因素，如不同層級建筑物的荷載量，相較于地層實際承受力，若前者的數值更大，則會引發地基基礎的不均勻沉降現象，因而項目設計人員應適時加強工程設計環節，并利用對相關建筑的科學觀察，來整合建筑設計方案。

圖1 地基基礎結構示意圖

1.4 軟土地基處理不到位

因建筑地基土體自身孔隙數量存在較多，使得地基土體具有可壓縮性特征，受到外界荷載力加大影響，則會使得孔隙數量在土體中適當變小，最終導致建筑物出現沉降問題。由于組成地基土土質的類型多樣，進而促使地基土層內部結構受力不均勻，如施工過程中、開展打樁作業時產生的震動則會破壞軟土層結構，待高層建筑建設完成后，該類型土質沉降量要比其他類土質高一些。

2 高層建筑基礎不均勻沉降問題所產生的危害影響

高層建筑基礎發生不均勻沉降問題，所產生的危害影響主要表現在以下幾個方面：

第一，建筑物出現傾斜。建筑物傾斜是高層建筑地基結構不穩定的表現，主要原因與地基土厚度、軟硬度不均勻有著一定關系。施工初期階段，若地基處理不完善，未達到規定質量標準要求，受到偏心荷載作用影響，則會增加高層建筑基礎不均勻沉降問題發生概率。建筑物出現傾斜，難以保證高層建筑后期使用安全。

第二，房屋墻體出現裂縫。高層建筑地基下陷時，將會產生一定壓力，其房屋墻體在外界壓力作用影響下，則會導致房屋墻體出現裂縫、窗戶玻璃破碎等問題，嚴重時會促使高層建筑上層結構發生開裂情況，加劇房屋建筑傾斜嚴重程度，嚴重破壞房屋結構穩定性，縮減高層建筑使用期限的同時，也威脅著居民生命安全。

第三，建筑物下沉問題嚴重化。相較于其他土質類型地基，建設在軟土地基上的高層建筑，其不均勻沉降問題發生概率更高一些，建筑物出現傾斜是必然現象，在此方面情況影響下，則會促使附加應力在建筑物上層結構產生，建筑物無法承受因不均勻沉降問題產生的壓力，引發一系列墻體開裂、建筑物結構破壞嚴重等問題，對建筑使用者人身安全造成威脅。

因此，若想有效防治高層建筑基礎不均勻沉降問題，施工單位必須明確意識到其危害性。在實際施工過程中，做好相應施工沉降監測工作，并詳細記錄施工沉降過程，為后期高層建筑勘察設計施工提供有價值的參考依據，提升沉降參數利用率，從根本上保證地基施工合理性，起到對高層建筑施工過程中不均勻沉降問題有效預防的作用。

3 防治高層建筑基礎不均勻沉降的有效措施

3.1 科學勘察地質數據

在建設高層建筑前，為確保該類建筑項目的整體質量，管理人員需實地考察施工現場，在該現場實行不同程度的地質勘察，提升項目整體管控水準。具體來看，為增進施工勘察數據的準確性、有效性，在開展現場勘查的過程中，相關人員應端正其工作態度，詳盡考察該項目周邊多類要素的數據信息，以增強項目設計的科學性、合理性。針對項目負責人來說，在進行正式的地質考察前，其需為勘查人員提供專業且系統的技能培訓，利用該項培訓的合理性來增強業務人員的勘察素養，改善其職業態度，全面提升勘察工作的整體質量，為此后的項目設計提供適宜的數據依據。此外，在勘察地質數據信息的過程中，相關人員還需采用適宜方法，借助對各項影響要素的適宜管控，增進其數據提取的合理性，提升其對該類地質狀況的了解度，從而夯實高層建筑地基基礎設計。

3.2 改善建筑結構剛度

從高層建筑基礎不均勻沉降現象的來源上看，建筑結構的剛度變化會引發該類現象，項目建設人員在實際施工中，需利用適宜的舉措來強化該類結構的整體剛度。一般來講，項目施工人員會利用圈梁的設置來改進結構剛度，在高層建筑的墻體中安置與鋼筋混凝土相關的圈梁，可有效提升該類建筑的抗拉、抗剪能力，也會縮減地基基礎產生裂縫的概率。針對高層建筑來說，由于圈梁大多設置在相關建筑的頂部或底部，部分多層建筑還可實行隔層設置，需綜合考量該類構造的各項性能，如抗震性能等，應適時協調構造柱與各層級間的聯系[2]。

此外，項目施工人員還可借用沉降縫的設置來改進基礎結構中的不均勻沉降現象。在當前的部分高層建筑中，為凸顯其功能與美觀等要求，在實際建設時可運用多單元組合形式，為縮減各個單元的施工縫隙，需在其連接處設置不同形式的沉降縫。在設置沉降縫的過程中，施工人員需科學控制各個施工部分的沉降位置與數據，了解、掌握其沉降縫的具體實施高度，利用對沉降縫的科學控制可有效強化地基基礎質量，降低其產生不均勻沉降現象的概率，為項目建設的科學性、安全性打下較好基礎。

3.3 完善不均勻沉降的監測

其一，為更好地掌握地基基礎不均勻沉降現象的危害，項目施工人員應對該現象實行科學監測。具體來看，基于地基病害會嚴重傷害高層建筑的整體質量，降低區域設施的結構功能與穩定度，因而需對其產生病害的全過程實行不同程度的監控。施工人員應依照該高層建筑建設的實際情況，適時搭設與地基基礎質量管控相關的變形監測系統，在使用該項系統期間，其能精準預測有關病害的發生概率，找出潛在的地基病害。在應用變形監測系統的過程中，施工人員可依照該監測結果來布設與沉降現象相關的觀測點，一般來講，相鄰觀測點間的最佳距離在8m～12m之間，并在建筑物山墻的中間或混凝土柱上布下觀測點，以獲取最佳的不均勻沉降值。

其二，在開展不均勻沉降監測的同時，項目施工人員還可對該不均勻沉降現象進行適時勘察。在建設高層建筑期間，由于其所耗時間較長，在該階段會出現天氣、外部地理等多項不穩定要素，該類要素也會降低地基基礎結構的穩定性。施工人員在日常工作中，需逐步養成定期勘察的良好習慣，及時了解巖土結構內部的各項穩定性系數，并利用對該項數值的管控來縮減地基基礎的內部病害，降低不均勻沉降現象的頻次，適時完成各類建筑項目的結構改造工作，通過對不均勻沉降現象的科學監測來提升高層建筑的建設質量。

3.4 合理設計建筑高度

一方面，在開展高層建筑的設計與建設時，相關人員應合理控制其建筑高度，在保障降水處理質量的同時，適時縮減其處理步驟。通過科學研究證實，頻次較高的降水處理會極大增加地基基礎不均勻沉降的概率，降低該類建筑的整體穩定性、安全性，因而在設計與建設其內部高度時，需利用對其高度的控制來強化項目建設安全，從而避免不均勻沉降等問題的出現。

另一方面，在設計高層建筑的高度時，項目管理人員應科學遵循其高度的設計規律，利用對該高度的控制來縮減其內部產生的各項病害。比如，針對高層建筑內部的長高比來說，相關設計人員應嚴格查詢該高層建筑的長高需求。運用設計圖紙來設定出最佳比例，若以2.5作為長高比的基礎，當長高比超出該項數值時，建筑物內部各項結構的距離會被適時拉大，不利于沉降縫的設置，增大不均勻沉降等病害產生的概率，其建筑功能難以達到相應要求，因而在實際施工中該項數值需保持在2.5以下，利用建筑結構各部分連接的緊密度來縮減其出現的多項病害。

除此之外，為達到地基穩定性有效提升目的，在實際高層建筑地基施工過程中，需要結合現場地基具體條件，對高層建筑結構進行合理設計，以確保整個建筑結構穩定性為設計原則，規避高層建筑基礎不均勻沉降問題。高層建筑結構設計應注意以下三點：(1)在不影響高層建筑使用需求前提下，簡化設計高層建筑結構，控制立面高度差，減少轉角設計情況，最大程度上減輕高層建筑自身重量，根據高層建筑建設性質，選擇相配套施工材料，達到減輕高層建筑自重目的，實現對高層建筑基礎不均勻沉降問題有效防治；(2)結合行業現行規范，提升高層建筑地基設計合理性、科學性，將基礎沉降量、偏心距等關鍵參數控制在合理范圍內，以不同基底對其壓力進行增加，解決高層建筑基礎沉降差異問題，降低不均勻沉降情況發生概率；(3)沉降縫合理設置。針對長度較大的建筑結構，在實際施工過程中，盡可能將建筑物劃分成獨立單元，將沉降縫合理設置在各單元中，其中施工縫則需要設置在建筑結構荷載差異較大的部位，同時控制相鄰建筑物間距，避免因各單元出現不均勻沉降問題時對彼此帶來過大影響。

3.5 科學糾偏高層建筑物不均勻沉降地基

當高層建筑基礎沉降問題過于嚴重導致降差較大，其建筑物正常使用必然受到影響。一般情況下，施工單位普遍選擇對高層建筑基礎進行加固的方式來解決不均勻沉降問題和高層建筑基礎加固同時，也會伴隨著一定偏差問題，則需要對高層建筑物采取糾斜與頂升處理。目前高層建筑糾斜常用以下兩種方式：(1)頂升糾偏法。在開展施工作業期間，需要均勻糾斜高層建筑整體結構，避免對建筑物造成損害，檢測反力支撐效果，提升結構穩定性，切實解決建筑物傾斜問題，降低受力不均對高層建筑造成的危害影響；(2)一方面可選擇增加荷載力的方式，對高層建筑基礎沉降形態加以轉變，減少沉降量，達到糾斜目的；另一方面則是選用掏土法，直接修整高層建筑基礎形態，解決不均勻沉降問題。比如某高層建筑的情況如下：地上部分共計23層，地下2層，地基條件復雜程度較高。該高層建筑建設之前建有傳統矮層民居樓房建筑，通過爆破拆除后，并未完全排空地下污水，且周邊鄰近地區地下積存大量雨水、廢棄管道等物質。現有建筑建設期間，出現典型的基礎不均勻沉降問題，包含各土層層位的連接不夠緊密，基礎坐落深度處存在粉細砂、粉質粘土等情況，引發不均勻沉降。維修單位擬采用的糾偏工藝為TG土工塑料復合加筋帶砂石墊層法。此種工藝的主要原理為：建筑物本身能夠產生一定量的荷載，在沉降的過程中，與土層中的土工織物、砂卵石顆粒的接觸面均會產生一定的摩擦力。在此種摩擦力的作用下，卵石顆粒、土工織物的側向移動會受到明顯限制，顆粒之間的緊實程度會增加。如果增設加筋帶砂石墊層，則該裝置本身具備的抗拉、抗剪強度等都會抑制墊層產生的拉斷和沖切破壞力，能夠保證墊層的整體性不受侵害。除此之外，復合墊層的應用能夠提高對土層的側向限制作用，此作用與粘聚作用同時存在，可調整應力分布，實現應力擴散。對地基進行加固的起效原理為：通過設置硬土板的方式，能夠不斷調整地下應力分布，不斷增強側限能力，可有效組織地基土向側擠出和隆起，同樣能夠避免地基出現沉降情況。

4 總 結

綜上所述，針對高層建筑的基礎建設來說，在施工技術較復雜且要求較高的情況下，項目管理人員需合理審查該建筑區域的地質狀況，利用對相關數據的科學管控來強化勘察質量，主動防治不均勻沉降等病害，提升高層建筑的應用安全。