文/張含宇 遼寧省城市建筑設(shè)計院 遼寧沈陽 110003
建筑物在建設(shè)過程中,以及在建筑物建成以后都會發(fā)生沉降和不均勻沉降。如果是不均勻沉降,將會導(dǎo)致建筑物發(fā)生結(jié)構(gòu)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(xiàn)傷人事故和財產(chǎn)損失。因此,在設(shè)計時就應(yīng)該對其進行關(guān)注。
地質(zhì)勘察報告的準確性較差,且真實性不高,會導(dǎo)致實際施工的過程中存在盲目性。如果勘察單位不按規(guī)定操作,造成地質(zhì)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(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)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(zhì)勘察盲目施工。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計尤其是對建筑的基礎(chǔ)設(shè)計方面是十分重要的,在基礎(chǔ)設(shè)計時如果對基礎(chǔ)的尺寸大小、樁的分布不均勻或是對基礎(chǔ)所處的地質(zhì)沒有進行有效的處理,或是在對整體結(jié)構(gòu)設(shè)計中每一層的層高過高都會導(dǎo)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(fù)雜凹凸轉(zhuǎn)角多;未在適當部位設(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、地基處理不當,基礎(chǔ)設(shè)計不合理;相鄰建筑物復(fù)合地基的影響等都會引起建筑物產(chǎn)生過大的不均勻沉降。 平面形狀復(fù)雜的建筑物,如“工”字形,“E”字形,“L”字形等,在縱橫交叉處,基礎(chǔ)密集,地基中應(yīng)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(chǎn)生開裂。
由于施工時地基處理得不好,或因地質(zhì)勘探不細,沒有發(fā)現(xiàn)地下的某些不良地質(zhì)現(xiàn)象, ,因而未作處理或處理不善?;蛘邏w砌筑時建筑的砂漿強度不夠,或者是灰縫不飽滿、拉結(jié)筋的設(shè)置不符合標準或是對于不同地質(zhì)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(jié)筋不按規(guī)定標準設(shè)置等等都會引起地基的不均勻沉降。
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(shè)計人員沒有認真考察荷載情況,對于地基土質(zhì)的情況也沒有認真研究,單純地憑借以往的施工經(jīng)驗進行設(shè)計,因此存在著諸多的缺陷,嚴重的時候?qū)霈F(xiàn)地基不均勻沉降的現(xiàn)象。
由于基巖起伏,局部土質(zhì)不均勻,覆土層的厚度不同,常常使建筑物一部分基礎(chǔ)置于堅硬的基巖上,另一部分基礎(chǔ)置于硬土層上。或者于地基土質(zhì)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(chǎn)生不均勻沉降。
在建筑設(shè)計之前,必須要進行詳細的勘察,對施工地區(qū)的地基土質(zhì)情況、分布范圍、地下水位等水文地質(zhì)條件、承載力大小等基礎(chǔ)情況勘察清楚,有效防止建筑地基基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象。對于地質(zhì)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(zhì)勘探的分工與責(zé)任,要注重提高地質(zhì)勘探人員的業(yè)務(wù)水平和責(zé)任心,這樣才能做好地質(zhì)勘查工作。
a.控制建筑物的長高比。二層以上的砌體結(jié)構(gòu)長高比不宜大于2.5,對于平面簡單、內(nèi)外墻貫通、橫墻間隔較小的結(jié)構(gòu),長高比不宜大于3.0,不符合上述要求的,要設(shè)沉降縫。
b.設(shè)置圈梁。圈梁對幫助減小沉降裂縫是不容忽視的,墻內(nèi)設(shè)置的圈梁能增強墻體承受撓曲應(yīng)力的能力。
c.合理布置縱橫墻。當?shù)鼗l(fā)生不均勻沉降時,墻身是主要的受力構(gòu)件,縱墻應(yīng)盡量避免轉(zhuǎn)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(shè)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(diào)整建筑物各部分標高。適當提高室內(nèi)地坪和地下設(shè)施的標高;對結(jié)構(gòu)或設(shè)備之間的聯(lián)結(jié)部分,適當將沉降大者的標高提高。
f.建筑的平面形狀應(yīng)力求簡單,規(guī)則整齊。盡量避免形狀復(fù)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(zhì)材料或構(gòu)件,采用輕型結(jié)構(gòu),采用自重輕、覆土少的基礎(chǔ)型式。
h增強基礎(chǔ)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(chǔ),提高基礎(chǔ)的抗變形能力,以調(diào)整不均勻沉降。
i.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)力會擴散到基礎(chǔ)外的一定寬度和深度,如果兩相鄰建筑物距離過近,就會產(chǎn)生應(yīng)力疊加,而引起過大的不均勻沉降。
適當安排施工順序,如果發(fā)現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(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。
結(jié)語:
建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降是一個復(fù)雜的工程問題, 原因是多種多樣,往往引起建筑上部結(jié)構(gòu)的過大變形、開裂、傾斜甚至破壞,嚴重影響建筑物的使用,應(yīng)當引起足夠的重視,必須采取科學(xué)措施加以防治。因此在設(shè)計工作中應(yīng)盡可能考慮上部結(jié)構(gòu)、地基和基礎(chǔ)的相互影響和共同工作,綜合應(yīng)用上述措施,使不均勻沉降控制在允許范圍內(nèi),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(zhì)量,2014-12-20.
[2]鄒志豪.淺談地基不均勻沉降的預(yù)防處理措施[J].福建建材,2010(1):8.