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摘要:建筑物—般总会产生一定的沉降,软弱地基上的建筑物更容易产生不均匀沉降。过大的不均匀沉降易使上部结构产生开裂与破坏,造成建筑物各处渗水、下水道堵塞不畅等,严重影响建筑物的使用。因此研究建筑物地基不均匀沉降的产生与防治具有重要的意义。本文首先分析了地基不均匀沉降给建筑物带来的危害,然后从四方面探讨了地基不均匀沉降产生的原因,最后从钻探报告、建筑设计和施工三方面提出了防治地基不均匀沉降的措施。
关键词:建筑;地基;不均匀沉降;沉降缝;原材料
Abstract: The building - like always produce some settlement building on a weak foundation is more prone to uneven settlement. Excessive uneven subsidence prone to cracking of the upper structure and destruction, causing seepage throughout the building, such as poor sewer blockages, seriously affecting the use of the building. So the research produces uneven settlement building foundation and prevention is of great significance. This paper analyzes the uneven settlement of foundation harm to the building, and then discussed from four aspects of the causes of uneven settlement of foundation, the final report from the drilling, three aspects of building design and construction proposed measures to combat uneven foundation settlement .
Keywords: architecture; foundation; uneven settlement; settlement joint; raw materials
中图分类号:TU74 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
地基不均匀沉降给建筑物带来的危害
在实际工程中,天然地基土具有一定的压缩性,因此,在自重应力和附加应力的作用下,地基将产生一定的沉降。一般来说,地基产生均匀沉降,对建筑物本身影响不大,可以预留沉降标高加以解决。但是由于地基软弱,土层厚度变化大,土层在水平方向软硬不一建筑物荷载相差较大或基础类型、尺寸的差异等原因,容易使地基产生过量的不均匀沉降,造成建筑物倾斜,引起上部结构产生附加应力或上部结构附加应力增加,当不均匀沉降超过建筑物承受的限度时,即造成墙体或楼面开裂等事故,甚至使整个结构严重倾斜,影响建筑使用,危及安全。
总体来说,不均匀沉降对工程的危害主要表现在两个方面:一是使上部结构产生过大附加应力,二是使建筑物底层层高减小,建筑物总高度减小。因此,采取有效措施防止或减轻不均匀沉降,在建筑设计中至关重要。
地基不均匀沉降产生的原因
地基是直接承受构造物荷载影响的地层。基础下面承受建筑物全部荷载的土体或岩体称为地基。地基不属于建筑的组成部分,但它对保证建筑物的坚固耐久具有非常重要的作用。一般认为,造成地基不均匀沉降的原因有以下几点:
(一)土层结构松散和土面受压增加
沉降主要成因为泥受压增加,如加建建筑物,泥中水分流出,令泥体积减少,引致下陷,主要发生在污泥、粉粒、粘粒的泥层。另一原因为泥层中包含腐植质,当腐植质被分解,令泥体积减少,引致下陷。因土层结构和土面施力情况不同,不同部份的沉降皆不相同,引致不平均沉降。
(二)地质钻探报告缺失真实性
地质钻探报告真实性如何,对多层住宅的沉降量大小关系很大。工程地质报告要正确反映土层性质、地下水和土工试验情况,并结合设计要求,对地基作出评价,对设计和施工提出某些建议。如果地质报告不真实,就给设计人员造成分析、判断的错误。以前在地质钻探中有的有孔或深度不到位,有的抄袭相邻的地质报告,个别甚至出具假报告,都曾给建设单位造成过重大经济损失。
(三)设计存在缺陷
在设计方面也有一些原因。多层住宅单体太长的;平面图形复杂,或有层高高差及荷载显著不同的;地基土的压缩性有显著不同处或在地基处理方法不同的,未在适应部位设置沉降缝。基础刚度或整体刚度不足,不均匀沉降量大,造成下层开裂。设计马虎,计算不认真,有的不作计算,照抄别的建筑物的基础和主体设计。
(四)施工技术不达标
墙体砌筑时,砂浆强度偏低,灰缝不饱满。砌砖组砌不当,通缝多,断砖集中使用。拉结筋不按规定标准设置,墙体留槎违反规范要求等。
地基不均匀沉降的防治措施
(一)确保钻探报告的真实性
地质钻探报告是一门专门的科学,来不得半点虚假。钻探报告是设计人员的主要设计依据,必须提高地质勘测人员的业务水平、政治素质和职业道德素质,加强责任感,这样才能使钻探报告具有真实性和可靠性。
(二)建筑设计中的相关措施
建筑物立面的高差不宜悬殊,所受荷载差异不宜太大
在平面上开头应力求简单,尽量避免凹凸转角,同时平面上的转折和弯曲也不宜过多,否则会使其整体性和抗变形能力降低。另外,适当控制建筑物的长高比(建筑物在平面上的长度和从基底算起的高度之比),其越小,整体刚度越好,调整不均匀沉降的能力越强,一般控制在2.5~3之间。对于砌体承重结构,为保证其整体刚度,应合理布置纵横墙。纵横墙应尽量贯通,横隔墙的间距不宜过大,一般不大于建筑物宽度的1.5倍为宜
控制建筑物的长高比及合理布置纵横墙
砖石承重的建筑物,当其长度与高度之比较小时,建筑物的刚度好,能有效防止建筑物开裂。根据建筑实践经验,当基础沉降量大于120mm时建筑物的长高比不宜大于2.5;另外合理布置纵横墙是增强建筑物刚度的重要措施之一, 纵横墙布置时砖石承重结构的纵横墙应尽量贯通,横墙间距适当,一般不大于建筑物宽度的1.5倍为妥,纵横墙最好不转折或少转折,可提高建筑物的整体性。
3、设置沉降缝
为防止建筑物各部分由于地基不均匀沉降引起房屋破坏所设置的垂直缝称为沉降缝。作法为:从基础底部断开,并贯穿建筑物全高。使两侧各为独立的单元,可以垂直自由的沉降。设置沉降缝的一般部位和原则:①建筑物平面的转折部位;②建筑的高度和荷载差异较大处;③过长建筑物的适当部位;④地基土的压缩性有着显著差异;⑤建筑物基础类型不同以及分期建造房屋的交界处;⑥拟设置伸缩缝出(沉降缝可兼做伸缩缝)。
适当调整建筑物标高
各建筑单元、地下管线、工业设备等原有标高,会随着地基的不断沉降而改变。因此预先可采取一定措施给以提高。如:室内地坪和地下设施的标高,可根据预估沉降量予以提高。建筑物各部分(或設备之间)有联系时,可将沉降较大者标高提高;建筑物与设备之间应留有足够的净空。当建筑物有管道穿过时,应预留足够尺寸的孔洞,或采用柔性管道接头等。
(三)施工中的相关措施
1、严格控制原材料的质量
(1)砂浆的品种、强度等级必须符合设计要求
影响砂浆强度的因素是计量不准,原材料质量主变动;塑化材料(如石灰膏)的稠度不准而影响到渗入量;砂浆试块的制作和养护方法不当。解决的办法是:加强原材料的进场验收,严禁将不合格的材料用于建筑工程上。对计量器具进行检测,并对计量工作派专人监控;将石灰膏调成12CM的标准稠度后称量,或测出
其实际稠度后进行换算。
(2)砖的品种,强度必须符合设计要求
砌体组砌形式一定要根据所砌部位的受力性质和砖的规格来确定。一般采用一顺一丁,上下顺砖错缝的砌筑法,以大大提高砌筑墙体的整体性,当利用半砖时,应将半砖分散砌于墙中,同时也要满足搭接1/4砖长的要求。
(3)正确设置拉结筋
砖墙砌筑前,应事先按标准加工好拉结筋,省得工人稳来乱拿钢筋;使用前地操作工人进行技术交底;一般拉结筋按三个0.5M,即埋入墙内0.5M,伸出墙外0.5M,上下间距0.5M.抗震构造柱埋人长1M,半砖墙放1根,一砖墙放2根,考虑到水平灰缝为8—12MM,为保证水平灰缝饱满度,拉结筋选用Φ6.5MM。
施工技术要达标
(1)在基础开挖时,不要扰动地基土,通常坑底保留200mm左右的土。待垫层施工时,再人工挖除。如坑底土被扰动,应挖去,用砂、碎石回填夯实。要注意打桩、井点降水及深基开挖对附近建筑物的影响。
在淤泥及淤泥质土的地基上开挖基坑时,要注意尽可能不扰动土的原状结构,通常可在坑底保留200mm左右厚的原土层,待施工垫层时再临时铲除,如发现坑底软土已被扰动,可挖去扰动部分,用砂、碎石等回填处理。
(2)地基处理采用桩基础。将爆扩桩、灌注桩,打入桩穿过软弱土层,将基础支撑在坚硬土(石)层上,使建筑物的沉降差满足设计要求。这种方法能同时取代或减少地基处理和开挖基坑的土方工程,可以节约人力和缩短工期。
(3)地基基础加固中,常采用加宽或加大基础底面积的方法,因其施工简单、所需设备少,常用于基础面积太小而产生过大沉降或不均匀沉降事故的处理,以及采用直接法加层时对地基础的补偿加固。
(4)当拟建的相邻建筑物之间轻(低)重(高)悬殊时,一般应按照先重后轻的程序进行施工;有时还需在重建筑物竣工后间歇一段时间,然后再建造轻的邻近建筑物,如果重的主体建筑物与轻的附属部分相连时,也可按上述原则处理,在已建成的轻型建筑周围,不宜堆放大量的建筑材料或土方等重物;拟建的密集建筑群内如有采用桩基础的建筑物,桩的设置应首先进行,在进行井点排水降低地下水位及挖深坑修建地下室(或其他地下结构)时,应密切注意到对邻近建筑物可能产生的不良影响。
结语
综上,地基产生不均匀沉降易给建筑物带来危害,其产生不均匀沉降的原因也是多方面的。但是若能在设计、施工等各方面采取—定的措施,就可以有效地预防地基不均匀沉降的产生,从而加强地基承载力,保证建筑物安全。
参考文献
[1]唐明,赵秀明.地基不均匀沉降的原因及防治[J].建筑与发展,2010.5.
[2]黄玲.对施工引起地基不均匀沉降的分析及处理[J].有色冶金设计与研究,2004.
[3]GB50007-2002建筑地基基礎设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
关键词:建筑;地基;不均匀沉降;沉降缝;原材料
Abstract: The building - like always produce some settlement building on a weak foundation is more prone to uneven settlement. Excessive uneven subsidence prone to cracking of the upper structure and destruction, causing seepage throughout the building, such as poor sewer blockages, seriously affecting the use of the building. So the research produces uneven settlement building foundation and prevention is of great significance. This paper analyzes the uneven settlement of foundation harm to the building, and then discussed from four aspects of the causes of uneven settlement of foundation, the final report from the drilling, three aspects of building design and construction proposed measures to combat uneven foundation settlement .
Keywords: architecture; foundation; uneven settlement; settlement joint; raw materials
中图分类号:TU74 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
地基不均匀沉降给建筑物带来的危害
在实际工程中,天然地基土具有一定的压缩性,因此,在自重应力和附加应力的作用下,地基将产生一定的沉降。一般来说,地基产生均匀沉降,对建筑物本身影响不大,可以预留沉降标高加以解决。但是由于地基软弱,土层厚度变化大,土层在水平方向软硬不一建筑物荷载相差较大或基础类型、尺寸的差异等原因,容易使地基产生过量的不均匀沉降,造成建筑物倾斜,引起上部结构产生附加应力或上部结构附加应力增加,当不均匀沉降超过建筑物承受的限度时,即造成墙体或楼面开裂等事故,甚至使整个结构严重倾斜,影响建筑使用,危及安全。
总体来说,不均匀沉降对工程的危害主要表现在两个方面:一是使上部结构产生过大附加应力,二是使建筑物底层层高减小,建筑物总高度减小。因此,采取有效措施防止或减轻不均匀沉降,在建筑设计中至关重要。
地基不均匀沉降产生的原因
地基是直接承受构造物荷载影响的地层。基础下面承受建筑物全部荷载的土体或岩体称为地基。地基不属于建筑的组成部分,但它对保证建筑物的坚固耐久具有非常重要的作用。一般认为,造成地基不均匀沉降的原因有以下几点:
(一)土层结构松散和土面受压增加
沉降主要成因为泥受压增加,如加建建筑物,泥中水分流出,令泥体积减少,引致下陷,主要发生在污泥、粉粒、粘粒的泥层。另一原因为泥层中包含腐植质,当腐植质被分解,令泥体积减少,引致下陷。因土层结构和土面施力情况不同,不同部份的沉降皆不相同,引致不平均沉降。
(二)地质钻探报告缺失真实性
地质钻探报告真实性如何,对多层住宅的沉降量大小关系很大。工程地质报告要正确反映土层性质、地下水和土工试验情况,并结合设计要求,对地基作出评价,对设计和施工提出某些建议。如果地质报告不真实,就给设计人员造成分析、判断的错误。以前在地质钻探中有的有孔或深度不到位,有的抄袭相邻的地质报告,个别甚至出具假报告,都曾给建设单位造成过重大经济损失。
(三)设计存在缺陷
在设计方面也有一些原因。多层住宅单体太长的;平面图形复杂,或有层高高差及荷载显著不同的;地基土的压缩性有显著不同处或在地基处理方法不同的,未在适应部位设置沉降缝。基础刚度或整体刚度不足,不均匀沉降量大,造成下层开裂。设计马虎,计算不认真,有的不作计算,照抄别的建筑物的基础和主体设计。
(四)施工技术不达标
墙体砌筑时,砂浆强度偏低,灰缝不饱满。砌砖组砌不当,通缝多,断砖集中使用。拉结筋不按规定标准设置,墙体留槎违反规范要求等。
地基不均匀沉降的防治措施
(一)确保钻探报告的真实性
地质钻探报告是一门专门的科学,来不得半点虚假。钻探报告是设计人员的主要设计依据,必须提高地质勘测人员的业务水平、政治素质和职业道德素质,加强责任感,这样才能使钻探报告具有真实性和可靠性。
(二)建筑设计中的相关措施
建筑物立面的高差不宜悬殊,所受荷载差异不宜太大
在平面上开头应力求简单,尽量避免凹凸转角,同时平面上的转折和弯曲也不宜过多,否则会使其整体性和抗变形能力降低。另外,适当控制建筑物的长高比(建筑物在平面上的长度和从基底算起的高度之比),其越小,整体刚度越好,调整不均匀沉降的能力越强,一般控制在2.5~3之间。对于砌体承重结构,为保证其整体刚度,应合理布置纵横墙。纵横墙应尽量贯通,横隔墙的间距不宜过大,一般不大于建筑物宽度的1.5倍为宜
控制建筑物的长高比及合理布置纵横墙
砖石承重的建筑物,当其长度与高度之比较小时,建筑物的刚度好,能有效防止建筑物开裂。根据建筑实践经验,当基础沉降量大于120mm时建筑物的长高比不宜大于2.5;另外合理布置纵横墙是增强建筑物刚度的重要措施之一, 纵横墙布置时砖石承重结构的纵横墙应尽量贯通,横墙间距适当,一般不大于建筑物宽度的1.5倍为妥,纵横墙最好不转折或少转折,可提高建筑物的整体性。
3、设置沉降缝
为防止建筑物各部分由于地基不均匀沉降引起房屋破坏所设置的垂直缝称为沉降缝。作法为:从基础底部断开,并贯穿建筑物全高。使两侧各为独立的单元,可以垂直自由的沉降。设置沉降缝的一般部位和原则:①建筑物平面的转折部位;②建筑的高度和荷载差异较大处;③过长建筑物的适当部位;④地基土的压缩性有着显著差异;⑤建筑物基础类型不同以及分期建造房屋的交界处;⑥拟设置伸缩缝出(沉降缝可兼做伸缩缝)。
适当调整建筑物标高
各建筑单元、地下管线、工业设备等原有标高,会随着地基的不断沉降而改变。因此预先可采取一定措施给以提高。如:室内地坪和地下设施的标高,可根据预估沉降量予以提高。建筑物各部分(或設备之间)有联系时,可将沉降较大者标高提高;建筑物与设备之间应留有足够的净空。当建筑物有管道穿过时,应预留足够尺寸的孔洞,或采用柔性管道接头等。
(三)施工中的相关措施
1、严格控制原材料的质量
(1)砂浆的品种、强度等级必须符合设计要求
影响砂浆强度的因素是计量不准,原材料质量主变动;塑化材料(如石灰膏)的稠度不准而影响到渗入量;砂浆试块的制作和养护方法不当。解决的办法是:加强原材料的进场验收,严禁将不合格的材料用于建筑工程上。对计量器具进行检测,并对计量工作派专人监控;将石灰膏调成12CM的标准稠度后称量,或测出
其实际稠度后进行换算。
(2)砖的品种,强度必须符合设计要求
砌体组砌形式一定要根据所砌部位的受力性质和砖的规格来确定。一般采用一顺一丁,上下顺砖错缝的砌筑法,以大大提高砌筑墙体的整体性,当利用半砖时,应将半砖分散砌于墙中,同时也要满足搭接1/4砖长的要求。
(3)正确设置拉结筋
砖墙砌筑前,应事先按标准加工好拉结筋,省得工人稳来乱拿钢筋;使用前地操作工人进行技术交底;一般拉结筋按三个0.5M,即埋入墙内0.5M,伸出墙外0.5M,上下间距0.5M.抗震构造柱埋人长1M,半砖墙放1根,一砖墙放2根,考虑到水平灰缝为8—12MM,为保证水平灰缝饱满度,拉结筋选用Φ6.5MM。
施工技术要达标
(1)在基础开挖时,不要扰动地基土,通常坑底保留200mm左右的土。待垫层施工时,再人工挖除。如坑底土被扰动,应挖去,用砂、碎石回填夯实。要注意打桩、井点降水及深基开挖对附近建筑物的影响。
在淤泥及淤泥质土的地基上开挖基坑时,要注意尽可能不扰动土的原状结构,通常可在坑底保留200mm左右厚的原土层,待施工垫层时再临时铲除,如发现坑底软土已被扰动,可挖去扰动部分,用砂、碎石等回填处理。
(2)地基处理采用桩基础。将爆扩桩、灌注桩,打入桩穿过软弱土层,将基础支撑在坚硬土(石)层上,使建筑物的沉降差满足设计要求。这种方法能同时取代或减少地基处理和开挖基坑的土方工程,可以节约人力和缩短工期。
(3)地基基础加固中,常采用加宽或加大基础底面积的方法,因其施工简单、所需设备少,常用于基础面积太小而产生过大沉降或不均匀沉降事故的处理,以及采用直接法加层时对地基础的补偿加固。
(4)当拟建的相邻建筑物之间轻(低)重(高)悬殊时,一般应按照先重后轻的程序进行施工;有时还需在重建筑物竣工后间歇一段时间,然后再建造轻的邻近建筑物,如果重的主体建筑物与轻的附属部分相连时,也可按上述原则处理,在已建成的轻型建筑周围,不宜堆放大量的建筑材料或土方等重物;拟建的密集建筑群内如有采用桩基础的建筑物,桩的设置应首先进行,在进行井点排水降低地下水位及挖深坑修建地下室(或其他地下结构)时,应密切注意到对邻近建筑物可能产生的不良影响。
结语
综上,地基产生不均匀沉降易给建筑物带来危害,其产生不均匀沉降的原因也是多方面的。但是若能在设计、施工等各方面采取—定的措施,就可以有效地预防地基不均匀沉降的产生,从而加强地基承载力,保证建筑物安全。
参考文献
[1]唐明,赵秀明.地基不均匀沉降的原因及防治[J].建筑与发展,2010.5.
[2]黄玲.对施工引起地基不均匀沉降的分析及处理[J].有色冶金设计与研究,2004.
[3]GB50007-2002建筑地基基礎设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.