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摘要:近年来,随着城市建设的不断发展,高层建筑越来越多,高层建筑基础不均匀沉降问题也日益严重,由于不均匀沉降对建筑物造成的危害性较大,甚至可能导致安全事故,因此必须对其进行处理。本文分析了高层建筑不均匀沉降的原因,并提出了高层建筑不均匀沉降的处理措施。
关键词:高层建筑;不均匀沉降;处理措施
引言
高层建筑在多年的使用之后,不可避免的会发生一定程度的沉降,而不均匀的沉降会导致建筑物的塌陷和开裂,严重的影响了建筑的使用,特别是随着建筑物高度的不断增加,出现不均匀沉降的现象加剧,为了延长建筑的使用寿命,保证建筑的质量,需要根据不均匀沉降的原因,采取有效的防治措施,进而有效的预防和控制不均匀沉降,进而保证建筑的使用性能。
1 基础不均匀沉降对高层建筑的危害
高层建筑物一般要求其高层主楼、多层裙楼和地下建筑设施连成一个整体,而不选择永久性沉降缝的方式,但是,高层主楼与多层裙楼之间的高度通常相差比较大,建筑物上部的结构刚度和载荷的分布很不均匀,这会造成不同部位基础的内力与反力存在着较大的差异,而减少这种沉降差异就是当前高层建筑工程在基础设计与施工等环节所要解决的重点问题,一般情况下,土层或者岩层等天然地基具有一定的压缩性,这种地基受到自身重力和外界附加应力的共同作用会不断地被压密,并产生一定的沉降,建筑物基础所产生的均匀沉降不会对建筑本身造成太大的影响,并且在工程中往往可以采取预留沉降标高的方法解决这一问题,但是,如果所施工的建筑物的载荷分布相差较大,各部分基础的类型、尺寸差异也比较大,一旦所采取的基础比较软弱、土层硬度分布不均匀、土层厚度变化较大,就很容易使基础产生过量的不均匀沉降,从而造成地基沉陷,基地沉陷会引起建筑物上部结构产生新的附加应力,轻微时会造成建筑物的倾斜,一旦基础的不均匀沉降超过高层建筑所能承受的限度时,就会造成楼面或者墙体的开裂,在一定程度上给高层建筑用户带来安全隐患。
2高层建筑基础不均匀沉降的原因分析
2.1设计因素
在对高层建筑的设计中,由于高层建筑物的长度较大,导致其结构复杂,出现较多的凹凸转角,增加了设计的难度,同时部分设计者在设计的过程中缺乏对地基承载力之内的地基差异变形进行相应的计算和分析,在周围的荷载与建筑本身的负荷差异较大时,容易出现不均匀沉降。此外,可能会受到客观因素的限制,造成设计的误差,这也是引起高层建筑基础不均匀沉降的一个重要原因。
2.2施工因素
在高层建筑的施工过程中,由于未按照规定的施工工艺,导致施工作业时出现地基处理不合理的问题,特别是在对基础地质探测不全面,忽视一些不良的地质条件,进而没有采取相应的防治和控制措施。其次,墙体砌筑不科学是施工过程中引发不均匀沉降的重要诱因,例如拉结筋不合标准以及墙体留槎不符合规范要求。此外,在施工的过程中存在着严重的地基处理不合理的现象,这就加剧了不均匀沉降的出现。
2.3建筑物周围环境因素
首先,在基坑开挖工程中,一般会采用排水法对地下水进行处理,这样就加大了对地下水的开采,诱发了局部地下水位的下降,这样就会使地基失去水的浮力作用,加上土体自身的重量,产生了不均匀的沉降。与此同时,地下水位的下降会使建筑物原有的钢桩和木桩等暴露于大气中,容易受到腐蚀,进而损伤了桩基的功能,引发了新的沉降。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次,在已有的建筑周围进行新建时,会造成新的沉降,进而使地基应力叠加,加大了原有地基的负荷,出现地基倾斜的现象,对建筑物造成了一定的破坏。
2.4沉降计算参数选择因素
鉴于地基不是匀质弹塑性材料,初始沉降依据弹性理论计算,固结沉降需要根据压缩以及三轴试验确定,次固结沉降需要根据蠕变试验确定参数,采用分层总和法求解。这样导致参数确定可能不准确或者计算与实际有一定的误差。因此,难以保证建筑物能够完全均匀沉降,另外,由于在建筑物的使用中会存在着一些问题容易引发不均匀的沉降,如地下水管的渗漏或者是地下水的上升,都会导致局部的下沉。
3高层建筑基础不均匀沉降处理方法
3.1做好相应的准备工作
做好相应的准备工作是处理好不均匀沉降的基础和前提,也是预防不均匀沉降的重要途径,因此在高层建筑基础施工中,要事先做好相应的地质勘查工作,收集详细的施工资料,杜绝弄虚作假的现象,为高层建筑基础设计提供重要的依据和参考,同时要聘用具有经验的勘察报告人员,保证其具有较强的业务能力和职业素养,进而保证勘察报告真实可靠。
3.2改善施工设计
设计、勘探等对防止高层建筑基础不均匀沉降都有重要影响,如果取土等不够规范,勘探结果可能不够准确,施工中采用搅拌桩、粉喷桩等处理地基,难以保证质量,首先,合理的选择周边建筑和高层建筑的间距,相邻建筑会不断受到高层建筑扩散的附加应力的影响,随着间距的增大,这种影响会逐渐变小,在设计时应结合建筑质量、规模等,确定合理的基础间距;其次,设计沉降缝的主要目的是避免、减小不均匀沉降产生的影响,利用沉降缝划分沉降单元,分割高层建筑应注意结构、外形简单,沉降单元的地基必须均匀,在建筑物之间的特殊位置设置沉降缝,能够达到很好的效果,例如建筑类型发生改变的位置等。
3.3 地基加固技术
地基加固技术是处理建筑物基础不均匀沉降的有效措施之一,其应用效果良好。地基加固技术有多种方法,例如针对天然基础的基础加宽以及加深,针对桩基础的补压钢管桩等,基础加宽操作简便,技术工艺相对成熟,基础加深主要方法是将敦式基础设置在地基基础以下,从而实现持力层的转换,有效提高基底持力层的承载力,针对桩基础出现不均匀沉降时,常常在沉降较大的位置筏板上开孔,补压钢管桩后封闭筏板,以期减小沉降较大处的沉降量,使沉降趋于均匀。
3.4有效的控制施工
首先,要保证砂浆符合规定的设计,包括其品种和强度等级,这就需要在施工的工程中对原材料的入场进行验收,杜绝不合格的材料流入到施工场地,同时确保材料使用的计量符合规定的标准,并派专人进行监控。其次,砖作为高层建筑物的基础材料,其品种和强度等级也要符合设计的要求,并且根据受力性质决定砖的规格和砌筑方法,以便提高建筑的整体性。
3.5做好相应的基础沉降质量检验工作
在对高层建筑进行基础设计时,应当对高层建筑物的上部结构与地基之间的相互作用进行分析,采用适当的措施来增强建筑物内部结构的强度,避免因外力作用而产生变形现象,根据高层建筑所选用的地基类型来确定质量检验的场地,相关质量检验人员应当对高层建筑基础施工进行质量检验,以便了解高层建筑基础的设计参数是否科学合理,稳固性是否符合要求等,根据地基的承载力指标修改对地基进行深埋的相关数据,需要设置相应的高层建筑地基承载力修正参数,并确定高层建筑基础的深埋修正系数,如果在地基承载范围内依然存在着部分土质较软,应当对进行合理的测算并修改原有的基础设计与施工方案。
3.6大力推广不均匀沉降观测技术
为了对高层建筑基础的不均匀沉降进行防治和控制,需要大量推广观测技术的应用,及时发现不均匀沉降的问题并采取有效的措施,这就要求工作人员能够熟练的使用仪器设备,必须接受严格的技能培训和认真的专业学习,不仅熟练掌握仪器的操作规程,而且能够针对不同的工程特点、实际情况采用不同的观测程序及观测方法,工作人员要正确运用误差理论进行相应的平差计算,精确、按时、快速的保质保量的完成每任务。
结束语
综上所述,对建筑结构基础不均匀沉降带来的危害和防治措施进行探讨具有十分重要的意义,建筑施工企业必须紧密结合时代发展的需要,切实加强对不均匀沉降的控制和预防,最大化的确保建筑工程质量得到有效的提升,并为此而不懈努力。
参考文献
[1]崔斌.高层建筑基础不均匀沉降的预防措施[J].河南科技:上半月.2014,(01):157.
论文作者:赵领楠
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/11
标签:不均匀论文; 基础论文; 高层建筑论文; 地基论文; 建筑物论文; 建筑论文; 均匀论文; 《建筑学研究前沿》2017年第35期论文;