李勝鼎
(鐵力市力強建筑工程質(zhì)量檢測有限責(zé)任公司,黑龍江 鐵力 152500)
因為地基軟弱、荷載分布不均勻等原因,引起建筑物下沉或者不均勻下沉,例如:墻體、屋面滲水、管道漏水、下水道堵塞不暢;底層門窗或局部墻面出現(xiàn)斜裂縫、水平裂縫、垂直裂縫等。對建筑工程產(chǎn)生了極大的危害。尤其是高層建筑和重要建筑的建設(shè),不均勻沉降問題一旦處理不好,將給投資方和施工方造成巨大的經(jīng)濟損失及惡劣的影響。所以解決地基沉降在工程施工中需要采取的措施意義重大。
不均勻沉降對工程的危害主要表現(xiàn)在兩個方面:一是使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大附加應(yīng)力,二是使建筑物底層層高減小,建筑物總高度減小。地基產(chǎn)生均勻沉降,對建筑物本身影響不大,可以預(yù)留沉降標(biāo)高加以解決。但是由于地基軟弱,土層厚度變化大,土層在水平方向軟硬不一建筑物荷載相差較大或基礎(chǔ)類型、尺寸的差異等原因,容易使地基產(chǎn)生過量的不均勻沉降,造成建筑物傾斜,引起上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力或上部結(jié)構(gòu)附加應(yīng)力增加,當(dāng)不均勻沉降超過建筑物承受的限度時,即造成墻體或樓面開裂等事故,甚至使整個結(jié)構(gòu)嚴(yán)重傾斜,影響建筑使用,危及安全。因此,采取有效措施防止或減輕不均勻沉降,在建筑設(shè)計中至關(guān)重要。
2.1 設(shè)計方面的原因:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,平面圖形復(fù)雜、層高高差和房屋長度太大導(dǎo)致整體剛度差;結(jié)構(gòu)荷載明顯不同;基礎(chǔ)選型不合理,同一建筑采用不同的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu);對不同的地基土質(zhì)未作相應(yīng)的處理;不按規(guī)范規(guī)定設(shè)置沉降縫;基礎(chǔ)剛度或住宅整體剛度不強;設(shè)計計算粗糙;相鄰建筑物之間的距離不夠,以致地基中附加應(yīng)力擴散后重疊,導(dǎo)致附加不均勻沉降。
2.2 外部因素的原因:在已有建筑附近開挖基坑,影響了地基穩(wěn)定;鄰近建筑物施工時的機械振動;大面積堆載;地下水大量浸泡等等,造成地基滑移或沉陷。
2.3 地質(zhì)勘探報告的原因:地質(zhì)勘探報告是地基設(shè)計的重要前提條件,它的準(zhǔn)確直接決定著建筑地基的設(shè)計質(zhì)量。工程地質(zhì)勘查報告應(yīng)正確反映場地土層性質(zhì),并結(jié)合設(shè)計要求,對地基做出評價,對設(shè)計和施工提出必要的建議。若地質(zhì)報告不細(xì)致,不真實,勘探點間距過大,探孔深度不夠,沒有查明場地土地質(zhì)情況,甚至出具虛假報告,這些情況都會對設(shè)計人員造成分析、判斷上的錯誤,以致地基設(shè)計錯誤。
2.4 施工方面的原因:施工程序不科學(xué)。沒有先建高層荷載較大部分,后建低層荷載較小部分;主樓裙樓同時施工而未留設(shè)沉降縫或后澆帶;施工質(zhì)量差,砂漿強度低,灰縫不飽滿,通縫多,拉結(jié)筋不按規(guī)定設(shè)置,接茬不符合要求,使建筑物承載力和整體性差;基礎(chǔ)施工前擾動了地基土;不良地質(zhì)情況沒有完全處理好等。
3.1 保證勘察報告的真實性和可靠性
地質(zhì)鉆探報告是一門專門的科學(xué),來不得半點虛假。鉆探報告是設(shè)計人員的主要設(shè)計依據(jù),必須提高地質(zhì)勘測人員的業(yè)務(wù)水平、政治素質(zhì)和職業(yè)道德素質(zhì),加強責(zé)任感,這樣才能使鉆探報告具有真實性和可靠性。
3.1.1 設(shè)置沉降縫。沉降縫將建筑物分成各自獨立的單元,各單元的沉降不相互影響。一般在建筑平面的轉(zhuǎn)折部位,高度差異處,長高比嘉賓大的砌體承重結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土西式體承重結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位,地基土的壓縮有顯著差異處,建筑結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)類型不同處,分批建造房屋的臨界處等設(shè)置沉降縫。沉降縫應(yīng)有足夠的寬度,建筑物越高,縫就越寬。
3.1.2 建筑物體型應(yīng)力求簡單。建筑物立面的高差不宜懸殊,所受荷載差異不宜太大;在平面上開頭應(yīng)力求簡單,盡量避免轉(zhuǎn)角,同時平面上的轉(zhuǎn)折和彎曲也不宜過多,否則會使其整體性和抗變形能力降低。另外,適當(dāng)控制建筑物的長高比越小,整體剛度越好,調(diào)整不均勻沉降的能力越強,一般控制在 2.5~3之間。對于砌體承重結(jié)構(gòu),為保證其整體剛度,應(yīng)合理布置縱橫墻??v橫墻應(yīng)盡量貫通,橫隔墻的間距不宜過大,一般不大于建筑物寬度的 1.5倍為宜。
3.1.3 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;特別是在原有建筑物旁新建重高建筑物時更應(yīng)注意。
3.1.4 適當(dāng)調(diào)整建筑物標(biāo)高。各建筑單元、地下管線、工業(yè)設(shè)備等原有標(biāo)高,會隨著地基的不斷沉降而改變。國契約,預(yù)先可采取一定措施給以提高。如(1)室內(nèi)地坪和地下設(shè)施的標(biāo)高高,可根據(jù)預(yù)做沉降量予以提高。建筑物各部分(或設(shè)備之間)有聯(lián)系時,可將沉降較大者標(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)預(yù)留足夠尺寸的孔洞,或采用柔性管道接頭等。
3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計方面
3.2.1 設(shè)置圈梁和鋼筋混凝土構(gòu)造柱。在建筑物的墻體里設(shè)置圈梁和構(gòu)造柱能增強建筑物的整體性,提高其抗彎剛度,在一定程度上能防止或減少裂縫的出現(xiàn),即使出現(xiàn)了裂縫也能阻止裂縫的發(fā)展。
3.2.2 減少或調(diào)整基礎(chǔ)底面的附加壓力。采用較大的基礎(chǔ)底面積,減少基底附加壓力,可以減小沉降量。對同一地基上建筑物的相鄰部分,可采用不同的基底附加壓力,荷載大的宜采用增大基底尺寸,來減少基底附加壓力、降低沉降差異。
3.2.3 減輕建筑物自重。減輕建筑物自重可以減少基底壓力,是防止和減輕不均勻沉降很重要的途徑。實際中可采用輕質(zhì)材料,如多孔磚墻或其他輕質(zhì)墻體;選用輕型結(jié)構(gòu),如預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)、輕鋼結(jié)構(gòu)以及各種輕型空間結(jié)構(gòu);選用自重較輕、覆土較少的基礎(chǔ)形式。
3.3 施工方面
3.3.1 在基坑開挖時,不要擾動地基土,通??拥妆A?00mm左右的土,待墊層施工時,再人工挖除。如坑底土補擾動,應(yīng)挖去,用砂、碎石回填夯實。
3.3.2 當(dāng)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;如高低層使用連接件時,應(yīng)最后修建連接件,以調(diào)整部分沉降差異。
3.3.3 在已建成的小、輕型建筑物周圍,不宜堆放大量的建筑材料和土方等重物,以免地面堆載引起建筑物產(chǎn)生附加沉降。
3.3.4 由于地基分布的復(fù)雜性和勘探點的有限性,應(yīng)認(rèn)真重視基礎(chǔ)驗槽,盡可能在基礎(chǔ)施工前,發(fā)現(xiàn)并根除地基土?xí)a(chǎn)生不均勻沉降的隱患,彌補工程勘探工作的不足。
3.3.5 保證施工質(zhì)量。對于常用的磚砌體結(jié)構(gòu),必須根據(jù)施工要求嚴(yán)格施工。
3.4 對于比較重要的建筑物和建在軟弱地基上的建筑物應(yīng)進行沉降觀測。施工單位必須按設(shè)計要求及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)埋設(shè)專用水準(zhǔn)點和觀測點。
地基產(chǎn)生不均勻沒降的原因是多方面的,帶給建筑物的影響很大,對建筑物的破壞是難以修復(fù)的。但是能在設(shè)計、施工等各方面采取一定的措施,就可以預(yù)防和控制地基不均勻沉降。
參考資料
[1]中華人民共和國建設(shè)部.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范.中國建筑工業(yè)出版社.2002.
[2]徐建主編.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計常見及疑難問題解析.中國建筑工業(yè)出版社,2007年.