崔慶彪
榮盛建設(shè)工程有限公司 河北 廊坊 065000
建筑物后期使用階段出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不均勻沉降,會引起傾斜、下沉以及墻體開裂等問題。這不僅會影響建筑物的外觀,更會影響到其使用壽命,因此我們需要做好建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不均勻沉降的防治工作,以提高建筑物的安全性。
某化工廠新建一生活區(qū),主體結(jié)構(gòu)為14棟7層磚混結(jié)構(gòu)的住宅。開工前,工廠委托勘察單位對地基進行了細致的勘察,勘察結(jié)果符合土建施工的標(biāo)準,現(xiàn)工廠已按期完工。但一年之后,該生活區(qū)項目未投入使用之前,其中的6棟建筑便已經(jīng)出現(xiàn)了墻體開裂的問題。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn),裂縫主要為縱向裂縫且1到7層樓均有出現(xiàn)。其中的個別建筑物已呈現(xiàn)出了外傾的趨勢,測量發(fā)現(xiàn),該生活區(qū)項目建筑物的最大沉降差已達到了160mm。
事故發(fā)生后,有關(guān)部門迅速對該起事故進行了鑒定。對工程的勘察設(shè)計、施工資料進行了詳細的復(fù)查,再次對工程的地基進行了巖土勘察??辈旖Y(jié)果證明,該生活區(qū)項目地下有一條古河道通過,古河道內(nèi)沉積了較厚的淤泥層,其具有高壓縮性、承載力較小。正因為如此,在建筑基底壓力的作用下,建筑物才產(chǎn)生了較大的沉降。分析數(shù)據(jù)得知,位于古河道正上方的6棟建筑物均出現(xiàn)了地基不均勻沉降以及墻體開裂等質(zhì)量問題,為了避免更大的損失,需要對地基進行加固處理。
此事故由勘察單位負主要責(zé)任,經(jīng)法院審理:工程勘察單位向工廠賠償了各項經(jīng)濟損失共計330萬元人民幣。
因為建筑地基土體中孔隙的存在,所以建筑地基具有可壓縮性。地基土地的孔隙會隨著外載荷的增加而逐漸減小,這便是導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)沉降的主要原因。建筑地基是由多種不同性質(zhì)的土質(zhì)構(gòu)成的,而土體的不均勻性會增加建筑淺基礎(chǔ)的地基沉降。
加載速率也能夠?qū)Φ鼗系臏\基礎(chǔ)不均勻沉降產(chǎn)生影響,地基則會因為抗剪強度的降低而產(chǎn)生局部剪切破壞。載荷增加的速率能夠?qū)A(chǔ)的不均勻沉降起到一定的調(diào)節(jié)作用,增加的速率越大,調(diào)節(jié)作用越明顯。此外,地基土體的季節(jié)性濕度變化、地基中的局部管道漏水等問題都有可能使土體產(chǎn)生液化,從而改變土體的力學(xué)性質(zhì),最終引發(fā)沉降。
若建筑物上部的結(jié)構(gòu)存在體型變化復(fù)雜或是平面不規(guī)則的問題,則會引起結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的不均勻沉降。建筑物的體型越復(fù)雜,高低變化越大,地基各部分所受的載荷差異則越大,這類問題必然會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的不均勻沉降。平面形狀復(fù)雜的建筑物縱橫單元交叉處的沉降較為明顯,再加上地基的剛度不對稱、建筑整體性較差,所以會加重結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不均勻沉降所帶來的影響。
地基以及房屋結(jié)構(gòu)方面的原因是導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降的主要因素。此外,設(shè)計以及計算方面的誤差、施工操作不當(dāng)?shù)囊蛩匾矔?dǎo)致這類問題的發(fā)生[1]。
做好地基處理,降低其孔隙比以及含水率,提升地基的承載力能夠有效預(yù)防建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不均勻沉降問題的發(fā)生。日常工作中,可以通過振搗棒或是擠壓等手段來減小地基土體的孔隙比,這一環(huán)節(jié)工作中經(jīng)常使用的方法主要有表層壓實法、強夯法以及重錘法。若地基土體的含水率較高,則可以使用“排水固結(jié)法”來降低地基的含水率,砂井法、堆載預(yù)壓法等方法有助于加速孔隙水的排出,進而使沉降提前完成,以提高地基的固結(jié)程度。對淺層軟弱黏土地基來說,依靠置換法用強度更高的材料將軟土置換掉,則能夠提高地基的整體強度。此外,高壓噴射注漿法以及水泥土攪拌法均能夠使地基的強度得到較大提高。
雖說處理建筑地基的方法有很多,但日常工作中還是應(yīng)當(dāng)根據(jù)地基土質(zhì)以及建筑載荷來處理方法,以保證其能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)以及經(jīng)濟效果的最大優(yōu)勢。
建筑工程項目的外形設(shè)計應(yīng)該力求簡單合理,避免“奇形怪狀”的形體設(shè)計。在建設(shè)過程中應(yīng)該根據(jù)實際情況和設(shè)計需求,制定好建筑物的長高比,將其比值控制在2.5左右。此外,還應(yīng)該對建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和上層結(jié)構(gòu)進行加固處理,避免建筑物出現(xiàn)不均勻沉降。在設(shè)計過程中要合理布置外墻,使其能夠與橫墻更好的聯(lián)結(jié)起來。可以引用空心樓板、多孔磚等輕質(zhì)材料,降低建筑的自重。設(shè)計除了要凸顯建筑特色,更要注重設(shè)計方案的合理性。
對于那些樓層較高的建筑物,可以設(shè)置沉降縫,將樓層分割成多個體型簡單、高度適中的獨立沉降單元。這些沉降單元的荷載變化較小,且地基相對均勻,能夠有效避免不均勻沉降所帶來的突發(fā)狀況。一般我們主要把沉降縫設(shè)置在建筑平面轉(zhuǎn)接處、建筑物高度差異處等。建筑沉降縫的寬度可參照下表選用。
房屋沉降縫寬度(mm)
此外,建筑形體以及結(jié)構(gòu)設(shè)計中還需要考慮相鄰建筑物對地基不均勻沉降問題的影響??梢酝ㄟ^控制埋深位置以及埋置深度來完成這部分工作。建筑施工中做好原材料的檢驗以及施工技術(shù)的選擇也能夠降低這類問題的影響,相關(guān)人員可根據(jù)施工需要酌情選擇方案。
我們需要充分了解建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不均勻沉降的根源,采用相應(yīng)的措施來加以應(yīng)對,只有這樣才能推動建筑行業(yè)的有序發(fā)展。本文筆者結(jié)合個人實際經(jīng)驗對此類問題進行了總結(jié),旨在對相關(guān)工作的落實有所幫助。