梁瑩

【摘要】建筑基礎(chǔ)的不均勻沉降事關(guān)重大，輕則致使建筑物出現(xiàn)裂縫，重則會(huì)導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)傾斜、變形甚至是坍塌，故而容不得小覷。本文結(jié)合筆者多年的建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中沉降問題的影響因素與改善策略展開全面探討，以期可對(duì)眾建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員有所啟發(fā)與幫助。

【關(guān)鍵詞】基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);沉降問題;影響因素;改善策略

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.15.053

1、建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中沉降問題的影響因素

1.1地基承載力

承載力越大的地基，承載力及抗變形力也較強(qiáng)，因此，產(chǎn)生沉降的幾率也相對(duì)較小。對(duì)于地質(zhì)條件好、承載力強(qiáng)的建筑基礎(chǔ)，沉降量往往較小，因而可考慮采用天然地基;而對(duì)于承載力差或?yàn)檐浫醯鼗臆浫跬翆雍穸容^大時(shí)，軟弱地基的壓縮性較大，沉降量往往較大，故而需要采取人工樁基礎(chǔ)控制沉降。

1.2基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式

合理選擇整體性好、抗彎剛度大的基礎(chǔ)形式，如筏板、箱形基礎(chǔ)，或組合形式的樁筏或樁箱基礎(chǔ)，對(duì)于沉降控制效果顯著。筏板或箱形基礎(chǔ)的長(zhǎng)、寬差較小時(shí)，沉降量越大;而樁基礎(chǔ)的樁基長(zhǎng)度、數(shù)量及布設(shè)形式也與沉降量直接相關(guān)，如樁長(zhǎng)大、樁數(shù)多的樁基，沉降量較小，樁基布設(shè)與荷載分布越協(xié)調(diào)，不均勻沉降也越小。

1.3上部結(jié)構(gòu)荷載

建筑上部結(jié)構(gòu)荷載大小、分布、變形等要求不同，也會(huì)對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同的影響。其中，上部結(jié)構(gòu)整體性差，荷載分布不均、變形量大時(shí)，易對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生附加應(yīng)力及變形而導(dǎo)致基礎(chǔ)沉降不均。另外，對(duì)于基礎(chǔ)地質(zhì)條件較差，沉降控制困難的，宜采取輕型結(jié)構(gòu)及材料降低上部結(jié)構(gòu)自重及荷載分布對(duì)基礎(chǔ)沉降的影響。

2、建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中沉降問題的改善策略

2.1合理選定基礎(chǔ)類型

當(dāng)前，在我國(guó)房建工程施工中，較為常用的基礎(chǔ)類型主要有淺基礎(chǔ)中的筏板基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)，以及深基礎(chǔ)中的樁基礎(chǔ)。

（1）筏板與箱形基礎(chǔ)的抗彎剛度大、整體性較好，能夠有效協(xié)調(diào)建筑基礎(chǔ)的不均勻沉降情況。尤其是在軟弱地基上進(jìn)行高層建筑施工中，應(yīng)優(yōu)先選擇耗材較小、施工便捷的筏板基礎(chǔ)。而如若采用筏板基礎(chǔ)無法有效控制建筑基礎(chǔ)沉降時(shí)，再考慮選擇抗彎剛度以及整體性能更加優(yōu)異的箱形基礎(chǔ)，雖然該種基礎(chǔ)形式的材料消耗更大、技術(shù)要求更高，但相對(duì)筏板基礎(chǔ)其能夠更好的控制基礎(chǔ)沉降問題。

（2）建筑基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)形式時(shí)，既可單獨(dú)施工也可與筏板與箱形基礎(chǔ)組合成為樁筏基礎(chǔ)或樁箱基礎(chǔ)?；鶚杜c樁間土間因較大的摩阻力，也在一定程度上加大了對(duì)上部結(jié)構(gòu)的承荷能力。且若樁端持力層為承載能力較強(qiáng)的基巖時(shí)，也能夠有效減少基礎(chǔ)的沉降現(xiàn)象。另外，對(duì)于高層建筑上部結(jié)構(gòu)荷載較大或分布不均時(shí)，在樁基設(shè)計(jì)選擇樁基長(zhǎng)度、數(shù)量以及布置形式時(shí)，可采用樁基變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)，以確保樁基支承反力與荷載分布保持協(xié)調(diào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)調(diào)平基礎(chǔ)、降低基礎(chǔ)沉降的目的。

2.2采用低敏感形結(jié)構(gòu)

砌體承重以及鋼砼框架結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)的不均勻沉降極為敏感，而排架結(jié)構(gòu)、三鉸拱結(jié)構(gòu)等以鉸接連接的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)于建筑基礎(chǔ)的不均勻沉降有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，在支座位置出現(xiàn)相對(duì)位移的情況下不會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)力，因此，能夠最大限度防止建筑基礎(chǔ)的不均勻沉降病害。通常，對(duì)于鉸接結(jié)構(gòu)多適用于公共建筑、工業(yè)廠房以及倉庫等建筑形式。但需要注意的是，對(duì)于較為嚴(yán)重的基礎(chǔ)沉降不均的情況，依然會(huì)對(duì)鉸接結(jié)構(gòu)的屋蓋系統(tǒng)、縱橫連接構(gòu)件以及建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)造成破壞，因此，對(duì)存在較嚴(yán)重基礎(chǔ)沉降不均的地段，需要妥當(dāng)采取切實(shí)可行的防范措施。

2.3合理設(shè)置墻體圈梁

墻體圈梁的合理布設(shè)能夠顯著提升建筑砌體結(jié)構(gòu)的抗彎能力，增加建筑的抗彎剛度。對(duì)于建筑砌體承重結(jié)構(gòu)而言，基礎(chǔ)不均勻沉降的破壞主要為墻體開裂，因此，通過在墻體內(nèi)合理布設(shè)圈梁，能夠有效規(guī)避與防止砌體出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。對(duì)于墻體正向撓曲而言，下層圈梁能夠發(fā)揮其作用而避免墻體開裂;相反對(duì)于墻體反向撓曲而言，生成圈梁能夠發(fā)揮其作用而防止墻體的沉降開裂。但是，由于墻體撓曲往往不易判斷，故需要在墻體上層、下層方向均設(shè)置一定的圈梁，并滿足如下要求：

（1）對(duì)于多層建筑而言，應(yīng)在基礎(chǔ)頂面位置附近以及頂層門窗頂部位置分別布設(shè)一道，其他可按照隔層的方式進(jìn)行布設(shè)，必要時(shí)也可每層均進(jìn)行布設(shè)，圈梁的布設(shè)位置應(yīng)在窗頂下方或樓板下方。對(duì)于工業(yè)廠房及倉庫等建筑形式，需根據(jù)基礎(chǔ)梁、連梁以及過梁的要求進(jìn)行合理布設(shè)。

（2）圈梁的設(shè)置應(yīng)以貫通全部外墻體、承重縱墻以及主要內(nèi)橫墻為原則，并在平面上形成閉合的系統(tǒng)。如若建筑地基為軟基且墻體開洞較大時(shí)，可以在削弱位置加強(qiáng)配筋或通過鋼混邊框進(jìn)行加強(qiáng)處理。

2.4合理降低建筑自重

對(duì)于建筑的基底壓力而言，建筑物的自重（涵蓋了基礎(chǔ)以及回填土的重量）占了較大比例，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，工業(yè)建筑中建筑物自重占比約50%，民用建筑的建筑物自重占比約60%。因此，降低建筑物自重能夠有效規(guī)避地基沉降的幾率。具體措施主要有：

（1）選擇輕型結(jié)構(gòu)，如可結(jié)合建筑工程實(shí)際，合理選擇預(yù)應(yīng)力砼、輕鋼及各種輕型空間結(jié)構(gòu)。

（2）減輕墻體重量，對(duì)于軟基或沉降幾率較大的地區(qū)，可選擇空心砌塊、多孔磚以及其他類型的輕質(zhì)墻體結(jié)構(gòu)。

（3）減輕基礎(chǔ)及覆土重，根據(jù)前期地質(zhì)勘察報(bào)告選擇回填土少、自重輕的基礎(chǔ)形式，例如空心或殼體基礎(chǔ)，對(duì)于室內(nèi)地坪標(biāo)高較高時(shí)，也可選擇架空底板的方式代替基礎(chǔ)覆土，或根據(jù)承載力要求合理設(shè)置地下室或半地下室。

2.5有效增加基礎(chǔ)剛度

對(duì)于體型結(jié)構(gòu)復(fù)雜、荷載分布差異大的框架結(jié)構(gòu)建筑，可結(jié)合實(shí)際選擇箱形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)等基礎(chǔ)形式，以有效提升建筑基礎(chǔ)的整體剛度，避免荷載分布不均勻而導(dǎo)致的基礎(chǔ)沉降不均。對(duì)于單獨(dú)柱基礎(chǔ)的鋼砼框架結(jié)構(gòu)因?qū)A(chǔ)的不均勻沉降較為敏感，因此，可通過基礎(chǔ)梁設(shè)置提升結(jié)構(gòu)剛度，降低不均勻沉降的幾率?；A(chǔ)梁的設(shè)計(jì)往往需要具有較強(qiáng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，其底面多置于基礎(chǔ)表面或稍高，截面高度為l/14～l/8的柱距，從上至下通長(zhǎng)、均勻配筋，每側(cè)配筋率約為0.4%～1.0%。

結(jié)語：

致使建筑基礎(chǔ)產(chǎn)生沉降的成因眾多且較為復(fù)雜，無論是設(shè)計(jì)不合理或是施工不規(guī)范又或是突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害等均會(huì)導(dǎo)致建筑基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降，進(jìn)而為建筑物帶來無法逆轉(zhuǎn)的損害，影響到所涉建筑的安全、長(zhǎng)久使用。對(duì)此，需要對(duì)建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)給予著重關(guān)注，切實(shí)抓好基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量，并通過科學(xué)選定建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型、合理設(shè)置墻體圈梁、有效降低建筑自重、切實(shí)增加基礎(chǔ)剛度等一系列有效舉措，最大限度上規(guī)避建筑基礎(chǔ)的沉降問題，保障建筑安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]李寶玉.建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不均勻沉降的原因及防治對(duì)策[J].工程技術(shù)研究，2020，5（18）：53-54.

[2]王平，袁麗梅，王乾.建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不均勻沉降的原因及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的防治對(duì)策探討[J].居舍，2020（04）：111+103.

[3]潘美橋.建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不均勻沉降的危害與防治方法分析[J].中國(guó)住宅設(shè)施，2018（07）：51-52.