摘要：高層建筑在近些年逐漸增多，是經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展的表現(xiàn)，在緩解了城市土地資源緊張的同時(shí)，也產(chǎn)生了許多建筑方面的問題。高層建筑施工過程中的一些不合理措施造成了地基沉降的危害后果，嚴(yán)重影響了建筑物主體結(jié)構(gòu)和功能。本文就針對高層建筑地基沉降的原因進(jìn)行分析，研究其控制和改進(jìn)的措施。

關(guān)鍵詞：高層建筑;地基沉降;控制措施;原因研究

建筑物地基發(fā)生較大的沉降或者不均勻沉降，是建筑工程發(fā)生安全隱患和質(zhì)量問題的重要原因之一，高層建筑地基基礎(chǔ)的沉降問題可以引發(fā)地面塌陷、建筑物開裂等事故，受到業(yè)界廣泛關(guān)注。必須在高層建筑施工的全過程進(jìn)行有效的監(jiān)測與控制，保證高層建筑工程的質(zhì)量。

一、建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降產(chǎn)生的原因研究

1、前期勘察工作不全面

我國的城市建設(shè)發(fā)展迅速，許多新建的高層建筑都集中于城鄉(xiāng)結(jié)合地區(qū)，缺乏豐富的地質(zhì)勘查資料，一般情況下，地質(zhì)勘探報(bào)告中關(guān)于勘探點(diǎn)位間距過大或者沒有充分的勘探點(diǎn)地質(zhì)剖面圖作為基礎(chǔ)，導(dǎo)致地質(zhì)剖面圖缺乏可靠性。地質(zhì)勘探中關(guān)于地基的軟弱土層的情況分析不精準(zhǔn)。

2、設(shè)計(jì)失誤的影響

一些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對勘探資料的重要性不夠重視，選用的地基處理方法不當(dāng)，對局部不良地基土的處理沒有引起充分的重視，忽視了處理后的局部地基同未處理地基的強(qiáng)度差異等，往往造成不良后果。房屋體形復(fù)雜過大，相鄰建筑物太近，建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不協(xié)調(diào)也通常是設(shè)計(jì)人員忽視的地方。同時(shí)地基土本身的不均勻性，地基土并不是單一的勻質(zhì)材料，但一些設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中對其作了簡化假定，使其單一化理想化。同時(shí)建筑規(guī)模越大，基坑的面積和深度也就越大。某某環(huán)球金融中心的地基是25米深，金茂大廈地基深達(dá)19米多。如此深的地基，可能會(huì)穿過數(shù)層地下含水層。施工降水使地下水位下降，會(huì)形成面積不等的“地下水漏斗”，對地下的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生非常不利的影響。

3、建筑結(jié)構(gòu)不當(dāng)?shù)挠绊?/p>

一些建筑物附近存在較多的其他建筑物時(shí)，會(huì)對地基的穩(wěn)定性能產(chǎn)生不良影響。建筑物周圍有幾次設(shè)施或機(jī)械設(shè)備震動(dòng)時(shí)，地基會(huì)被多頻率的震動(dòng)引發(fā)變形或下沉。當(dāng)建筑物附近有大型的開挖工程時(shí)，會(huì)因?yàn)樗亮魇?，致使高層建筑物的地基發(fā)生滑移或者沉陷。建筑物周圍如果存在交通主干道，地基會(huì)因長年累月的車輛振動(dòng)而引發(fā)振密變形。當(dāng)建筑物發(fā)生改建或者擴(kuò)建、局部拆除和重組變動(dòng)了原來地基的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)時(shí)，如果增加了建筑物上部結(jié)構(gòu)的負(fù)荷，使局部加強(qiáng)了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的荷載，引發(fā)地基的不均勻沉降。

4、施工控制不嚴(yán)的影響

施工是地基沉降控制的重要環(huán)節(jié)，例如在基層施工前沒有經(jīng)過嚴(yán)格檢驗(yàn)，擾動(dòng)了地基土層;將已經(jīng)建成的建筑物周圍存放沉重的建筑材料等。工程的磚砌結(jié)構(gòu)和砌筑的質(zhì)量不合格、砂漿的強(qiáng)度不夠、灰縫區(qū)分飽滿度、磚砌和組砌不良、拉結(jié)筋不符合標(biāo)準(zhǔn)等，都會(huì)導(dǎo)致建筑物在竣工后發(fā)生不均勻沉降的后果。如果施工時(shí)地基處理不佳，或者缺乏細(xì)致的地質(zhì)勘探程序，使施工對未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)地下的不良地質(zhì)狀況，因而未做合理處理都可能引發(fā)地基不均勻沉降。高層建筑物竣工后投入使用時(shí)，一些意外事件發(fā)生：地下水管發(fā)生嚴(yán)重漏水導(dǎo)致地基局部沉降，或者前面講過的地面負(fù)荷物過多引發(fā)地基局部下沉。

二、高層建筑地基沉降的控制措施

1、增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)整體剛度

（1）設(shè)置圈粱，在建筑物的墻體內(nèi)設(shè)置鋼筋砼圈梁。其作用是增強(qiáng)建筑物的整體性，提高磚石砌體的抗剪抗拉能力，在一定程度上能防止或減少裂縫的出現(xiàn)。圈梁設(shè)置于建筑物的底部或頂部，對于多層建筑可以隔層設(shè)置，考慮構(gòu)造抗震設(shè)防時(shí)，應(yīng)層層設(shè)置并與構(gòu)造柱等共同協(xié)調(diào)考慮。

（2）設(shè)置沉降縫。在一些建筑中，尤其是民用建筑中，由于功能或美觀的需要，往往采用多單元的組合形式，平面形狀復(fù)雜，立面高差懸殊，使地基受力狀態(tài)很不一致，導(dǎo)致沉降差異增大。立面的高差在不可避免時(shí)，可采取設(shè)置沉降縫的辦法減少建筑物的不均勻沉降。用沉降縫將建筑物從屋面到基礎(chǔ)分割成若干個(gè)獨(dú)立的沉降單元，則使得建筑物的平面變得簡單、長高比減小，從而有效減輕地基的不均勻沉降。

（3）控制建筑物的長高比，它是決定磚石結(jié)構(gòu)房屋空間剛度的一個(gè)主要因素，實(shí)踐證明，控制建筑物的長高比，在一定范圍內(nèi)能有效地減少建筑物的不均勻沉降;軟土地基調(diào)查表明，對三層和三層以下磚石承重結(jié)構(gòu)的建筑物，其長高比宜不大于2.5，當(dāng)長高比大于2.5而小于3.5時(shí)，應(yīng)盡量做到縱橫不轉(zhuǎn)折，其內(nèi)橫墻間距不宜過大。建筑物的功能要求有較大的長度，而不能滿足一般長高比時(shí)，可用沉降縫斷開。

（4）建筑平面應(yīng)力求簡單，高差不宜過大。建筑平面簡單、高度一致的建筑物，基底應(yīng)力較均勻，圈梁容易拉通，整體剛度好，即使沉降較大，建筑物也不易產(chǎn)生裂縫和損壞。軟土地區(qū)由于層數(shù)差引起的損壞想象很為普遍，一般高差二層及二層以上者，常見有輕重不同的裂縫。在規(guī)劃上，對高大密集建筑群進(jìn)行控制，因?yàn)檫@種高大密集建筑群，會(huì)對地面沉降產(chǎn)生疊加效應(yīng)。對于深度大于15米的深基坑工程，要監(jiān)督進(jìn)行危險(xiǎn)性評估，條例還進(jìn)一步嚴(yán)格地下水治理，明確除了特殊情況外，禁止在自來水管網(wǎng)到達(dá)區(qū)域，開采地下水。比如2011年，某某的地下水開采量，已經(jīng)縮減到了2005年時(shí)的不足兩成，年平均地面沉降量，由8.4mm減少到6mm。

2、積極進(jìn)行沉降觀察

沉降觀測點(diǎn)的布設(shè)，每間隔8-12米設(shè)置一個(gè)，建筑物山墻必須在中部適中位置上設(shè)有觀測點(diǎn)?？蚣苁浇Y(jié)構(gòu)多層、高層建筑物的沉降觀測點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在混凝土柱上。超高層建筑沉降點(diǎn)的設(shè)置還應(yīng)征求設(shè)計(jì)單位的意見。沉降觀測點(diǎn)布設(shè)位置、標(biāo)高，應(yīng)設(shè)置在外檐墻面上，正負(fù)零以上100-150mm處。公共建筑及超高建筑，由設(shè)計(jì)部門根據(jù)建筑物具體情況確定標(biāo)高位置，如設(shè)計(jì)無要求時(shí)，可參照民用建筑沉降觀測點(diǎn)的標(biāo)高設(shè)置。沉降觀測點(diǎn)均應(yīng)配用當(dāng)?shù)亟y(tǒng)一編號的標(biāo)志，其標(biāo)志由當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督管理總站統(tǒng)一監(jiān)制、管理。

3、采用合理的施工措施

高層建筑施工過程中，埋設(shè)專用水準(zhǔn)點(diǎn)和沉降觀測點(diǎn)時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，進(jìn)入主體結(jié)構(gòu)的施工階段時(shí)，對結(jié)構(gòu)層的觀測要至少每層一次，主體結(jié)構(gòu)封頂以后，沉降觀測的頻率為最低兩個(gè)月一次。工程監(jiān)理機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行檢查和復(fù)測，并在工程質(zhì)量評估材料中記錄在冊。在已經(jīng)竣工的輕型建筑群四周，避免將大量的建筑材料或者土方等重物堆放在側(cè)，防止地面堆載致使建筑物發(fā)生沉降。當(dāng)?shù)鼗耐临|(zhì)含有大量淤泥及淤泥質(zhì)土?xí)r，開挖基坑時(shí)要盡量保持動(dòng)土的原狀結(jié)構(gòu)，一般可以在坑底存留約20厘米的原土層，等到施工墊層階段再鏟除。當(dāng)坑底的軟土以及被擾動(dòng)時(shí)，可先將擾動(dòng)土層鏟掉，回填上砂子和碎石。

4、加強(qiáng)多層住宅的沉降觀測

要對原材料的進(jìn)場驗(yàn)收過程嚴(yán)格控制，堅(jiān)決避免將不合格的建材用于高層建筑的工程中;要嚴(yán)格檢測施工的計(jì)量器具，并對計(jì)量工作的過程進(jìn)行專人監(jiān)督;在泥漿等軟弱地基上進(jìn)行施工時(shí)，要科學(xué)設(shè)置工程的程序，講究施工方法的有效與合理，爭取將不均勻沉降效果及時(shí)調(diào)整和降到最低。

綜上所述，高層建筑地基沉降的引起因素很多，我們工程技術(shù)人員要努力提高技術(shù)水平，加強(qiáng)管理和控制力度，能找到科學(xué)的手段和方法預(yù)防各種不良因素的發(fā)生，加快創(chuàng)新發(fā)展，采取有效措施，使高層建筑的地基更加牢固，保證我國高層建筑領(lǐng)域的工程質(zhì)量。

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