閆翠萍
(太原市西山煤電股份公司西銘礦,山西 太原 030000)
任何地基上的建筑物都會產(chǎn)生一定量的沉降和不均勻沉降,但過量的不均勻沉降會使建筑物產(chǎn)生裂縫,甚至破壞而影響使用,建于軟土和不均勻地基上的建筑物尤其如此。故建筑物在設(shè)計、施工及使用時,都應(yīng)采取各種必要的措施,防止和減少其不均勻沉降。
在滿足使用和其他要求的前提下,建筑體型應(yīng)力求簡單,避免凸凹轉(zhuǎn)角,因為這些部位與基礎(chǔ)交叉,地基中附加應(yīng)力重疊,易產(chǎn)生較大沉降。當(dāng)建筑體型比較復(fù)雜時,宜根據(jù)平面形狀和高度差異情況,在適當(dāng)部位用沉降縫將其劃分成若干個剛度較好的單元;當(dāng)高度差異(或荷載差異)較大時,可將兩者隔開一定距離,如拉開距離后的兩個單元必須連接時,應(yīng)用能自由沉降的連接構(gòu)造,如在兩端用懸結(jié)構(gòu)或用連接廊將建筑物單元連接起來。
設(shè)置沉降縫是減少不均勻沉降對建筑物危害的有效方法之一。沉降縫應(yīng)從屋頂基礎(chǔ)把建筑物全部分開,分成若干個長度較小、整體剛度較好、體型簡單、自沉降體系的單元,避免由于沉降差異引起結(jié)構(gòu)附加應(yīng)力而導(dǎo)致破壞。
建筑物的這些部位宜設(shè)沉降縫:①平面轉(zhuǎn)折部位;②高度差異(或荷載差異)處;③長高比過大的砌體承重結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位;④地基上的壓縮性有顯著差異處;⑤建筑結(jié)構(gòu)(或基礎(chǔ))類型不同處;⑥分期建造的房屋交叉處。
建筑物沉降縫的寬度宜按表1設(shè)置。
表1 房屋沉降縫的寬度
根據(jù)土中應(yīng)力擴散現(xiàn)象分析可知,如兩建筑物基礎(chǔ)間距過近,將可能出現(xiàn)地基中附加應(yīng)力重疊并產(chǎn)生附加沉降,使建筑物發(fā)生傾斜或開裂。
為此,相鄰建筑物基礎(chǔ)間凈距必須加以控制。
相鄰高聳結(jié)構(gòu)(或結(jié)構(gòu)傾斜要求嚴(yán)格的建筑物)的外墻間隔距離,應(yīng)根據(jù)傾斜允許值計算確定。
建筑物各組成部分的標(biāo)高,應(yīng)根據(jù)可能產(chǎn)生的不均勻沉降采取下列相應(yīng)措施:
(1)室內(nèi)地坪和地下設(shè)施的標(biāo)高,應(yīng)根據(jù)預(yù)估沉降量予以提高,建筑物各部位(或設(shè)備之間)有聯(lián)系時,可將沉降較大者的標(biāo)高提高。
(2)建筑物與設(shè)備之間,應(yīng)留有足夠的凈空。當(dāng)建筑物有管道穿過時,應(yīng)留足孔洞的尺寸,或采用柔性的管道接頭等。
(1)減輕建筑物自重:①選用輕質(zhì)高強墻體材料,減輕墻體自重;②采用架空地板代替室內(nèi)厚填土;③設(shè)置地下室或半地下室,采用覆土少、自重輕的基礎(chǔ)型式;④選用輕型結(jié)構(gòu),減輕結(jié)構(gòu)自重。
(2)對于砌體承重結(jié)構(gòu)的房屋,加強建筑物的剛度和強度。①對于3層以上的房屋,控制建筑物長度比L/Hf≤2.5;當(dāng)房屋的長度比為2.5≤L/Hf≤3.0時,宜做到縱墻不轉(zhuǎn)折或少轉(zhuǎn)折。其內(nèi)模墻間距不宜過大,必要時可適當(dāng)增強基礎(chǔ)剛度和強度;②墻體內(nèi)設(shè)置鋼筋混凝土圈梁或鋼筋磚圈梁;③當(dāng)墻體上開洞過大時,宜在開洞部位適當(dāng)配筋或采用構(gòu)造柱及圈梁加強。
(3)對于建筑物體系復(fù)雜、荷載差異較大的框架結(jié)構(gòu),可加強基礎(chǔ)整體剛度,如采用箱基、樁基、厚筏等,以減少不均勻沉降。
(1)對于淤泥質(zhì)及淤泥等軟土地基,以及高靈敏度的黏土,均要注意施工時不要擾動其原狀結(jié)構(gòu)。開挖基坑時,可暫時保留一定厚度的原土(約200 mm),待基礎(chǔ)施工時才挖除。若坑底已被擾動,應(yīng)挖去被擾動部分,或在其上先鋪中砂,然后再鋪碎磚(或碎石)等夯實處理?;油瓿珊?,要及時進行回填土。
(2)軟弱地基上建筑房屋時,通常將重、高房屋先施工,待有一定的沉降后再施工輕、低房屋,然后施工附屬房屋,這樣均能減少部分沉降差。
若地基為軟弱土層或厚薄不均,或上部結(jié)構(gòu)荷載輕重變化懸殊時,基礎(chǔ)將會發(fā)生嚴(yán)重沉降和不均勻沉降,其結(jié)構(gòu)將使建筑物發(fā)生傾斜、開裂,甚至倒塌等事故,影響建筑物的正常安全使用。為此,不但要在建筑設(shè)計時,充分考慮地基的變形控制,而且要在施工期間與竣工后使用期間進行系統(tǒng)的沉降觀測。
建筑物的沉降觀測對建筑物的安全使用具有重要意義。
(1)沉降觀測能夠驗證建筑工程設(shè)計與計算的準(zhǔn)確性,如果沉降觀測時發(fā)現(xiàn)沉降計算偏差過大,必須及時對原設(shè)計進行復(fù)核,必要時要對建筑地基進行加固處理。
(2)沉降觀測能夠判別施工質(zhì)量好壞。如果設(shè)計時采用的相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)與設(shè)計方法都是正確的,那么施工期間的變形情況必然和施工質(zhì)量相聯(lián)系,因此可以根據(jù)沉降觀測來進行質(zhì)量判別與控制。
(3)一旦發(fā)生事故后,建筑物的沉降觀測可以作為分析事故原因和加固處理的依據(jù)。沉降觀測對一級建筑物;高層建筑物;重要的、新型的或有代表性的建筑物;體型復(fù)雜、形式特殊或構(gòu)造上、使用上對不均勻沉降有嚴(yán)格限制的建筑物;大型高爐、平爐以及軟弱地基或地基軟硬突變;存在古河道、池塘、暗浜或局部基巖等地基上的建筑物尤其具有重要意義。