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[内容摘要]本文重点分析了湿陷性黄土地区容易引起地基产生不均匀沉降的相关因素,以期在工程实践中引起广大工程技术人员足够地重视,避免工程质量事故发生。
一、前言
黄土是一种第四纪陆相沉积物,在我国西北地区广泛分布。由于黄土独特的结构和物理力学性质,很容易使湿陷性黄土地区的建筑物产生不均匀沉降,进而危及工程安全,给国家和人民的生命财产造成巨大的损失。
二、湿陷性黄土地基变形特点
通常情况下,湿陷性黄土孔隙较大,含水量较低,自然状态下往往强度较高,压缩性较低(新近堆积土除外)。但是一旦受水浸湿,其结构将迅速破坏,压缩性增大,强度迅速降低,使地基产生显著的附加下沉量,形成所谓“湿陷”中“陷”的后果。地基湿陷量越大,湿陷等级越高,地基浸水后建筑物和地面变形越严重,对建筑物危害也越大。
三、引起地基产生不均匀沉降相关因素
在湿陷性黄土地区,引起地基产生不均匀沉降,不外乎内在与外在二因素。
1、内在因素
就地基本身而言,产生不均匀沉降主要包括以下几个方面:
(1)地基处理深度不足。表现在地基主要受力层中局部存在填土、墓穴或松软土层未进行彻底处理,以及对于地基均匀性差、压缩性较高的土层处理厚度过小等方面,导致地基土在附加应力作用下,产生较大的不均匀沉降,由此引起建筑物墙体开裂、建筑物倾斜,影响工程安全使用。此现象在一般性建筑工程建设中表现得较为突出。
(2)施工方法不当,造成地基均匀性差,地基强度降低或丧失。这一现象主要反映在灵敏度较高的黄土,特别是含水量大、趋于饱和的黄土地基中,由于在地基施工中未能采取措施,有效地防止坑底土扰动,使其在施工过程中严重扰动,产生橡皮土,地基土原有强度强低或消失,由于未进行处理,这部分扰动土形成所谓“软弱夹层”,在附加应力作用下产生过大变形,引起地基不均匀沉降。
(3)施工质量差异性大。不论是采用换土垫层还是复合地基,甚至桩基础,当地基处理的施工质量本身差异较大时,均会造成地基的差异沉降。
(4)地基受力不均。由于同一建筑物中纵横墙之间、中柱与边柱之间以及不同部位的纵墙、横墙之间荷载有很大的差异,为了使地基承载力能够满足上部荷载需要,同时使基底压力趋于一致,就必须按等强设计原则进行设计,经过认真地分析计算,确定不同位置基础尺寸,使地基土承受几乎相同的附加应力,这样就不致产生较大的不均匀沉降,否则地基沉降不均匀的后果将必然产生。
(5)相邻建筑物影响。当建筑物周围存在相邻建筑物时,在二者相邻位置的地基土中会产生应力叠加,使此处土中附加应力增大,变形量增加,导致地基产生不均匀沉降。
(6)地基受水浸湿程度不同。当建筑物地基受水浸湿程度不同时,受水浸湿严重地段会产生较大的沉降量,浸湿程度轻微的部分变形量则较小,由此造成地基沉降不均匀。此因素在湿陷性黄土地区工程事故中普遍存在,同時它也为工程纠偏提供了一种较简洁的方法和手段。
2、外在因素
内因是引起地基产生不均匀沉降直接原因,而外因则是潜在的隐患,是一种间接因素,外因通过内因起作用。从大量的工程实践经验来看,外因主要包含以下几方面:
(1)建筑物周围存在水池、泵房、化粪池、排水沟、给排水管道等。一旦此类建筑物或给排水设施在施工过程中,没有认真作好防渗漏处理措施或管道年久失修,漏水后致使建筑物在其分布一侧地基中浸水,产生湿陷变形,导致建筑物开裂、倾斜。此类现象在湿陷性黄土地基建筑物工程质量事故中占有相当大的比例。
(2)施工质量差,诱发管道断裂。此现象一方面表现在管材质量不合格所致,更主要的则表现在室内外回填土部分。由于施工单位对回填土质量控制不够,致使许多垃圾土、素填土、湿软土、有机土回填于室内或室外散水之下。本身回填材料就不符合要求,加之密实度不够,这部分土在自身固结情况下会产生较大的沉降量和差异沉降量,导致管沟开裂,管道受力后断裂,使水直接浸入地基,导致建筑物地基产生不均匀沉降。
(3)建设方使用维护不当。一件优质商品,如果不采用科学正确的使用方法及进行必要的维护保养,就会降低其使用年限,甚至使其成为废品,建筑物也不例外。许多建设方在工程投入使用后便万事大吉,从此放松对管道维护、维修和保养。主要表现在检漏井形同虚设,发现漏水后也不及时断水进行维修,管道老化不能做到及时更新,对存在类似问题熟视无睹,得过且过,致使水管漏水,引起地基大量浸水,产生不均匀沉降和建筑物开裂、倾斜,甚至濒于倒塌危险。
四、对已产生不均匀沉降导致建筑物倾斜处理方法
改变由于建筑物不均匀沉降导致建筑物倾斜状况的基本思路主要有二种:(1)在稳定沉降量较大一侧变形的情况下,对变形量小的一侧地基采用诸如注水、反压等方法,增大其变形量,使建筑物不同部位地基总变形量趋于一致;(2)在已产生较大变形的建筑物一侧采用诸如托换桩等方法强行上顶,使建筑物变形恢复到规范允许范围之内,满足工程安全使用要求。
五、结束语
通过对以上引起地基不均匀沉降相关因素的分析,使我们能够更进一步地认识到每一项工作特别是容易使人们忽略的微小方面均有可能导致地基产生不均匀沉降,导致工程质量事故发生。提醒每一位工程技术人员、管理人员牢固树立起百年大计,质量第一思想,防患于未然,从一点一滴做起,扎实细致地做好每一分项、分部工程,创建优质工程,服务于社会。
总之,只要我们真正做到细致勘察、精心设计、精心施工、认真维护,层层把关,那么就会避免地基产生较大的不均匀沉降,杜绝工程质量事故发生,确保建筑物安全使用。
一、前言
黄土是一种第四纪陆相沉积物,在我国西北地区广泛分布。由于黄土独特的结构和物理力学性质,很容易使湿陷性黄土地区的建筑物产生不均匀沉降,进而危及工程安全,给国家和人民的生命财产造成巨大的损失。
二、湿陷性黄土地基变形特点
通常情况下,湿陷性黄土孔隙较大,含水量较低,自然状态下往往强度较高,压缩性较低(新近堆积土除外)。但是一旦受水浸湿,其结构将迅速破坏,压缩性增大,强度迅速降低,使地基产生显著的附加下沉量,形成所谓“湿陷”中“陷”的后果。地基湿陷量越大,湿陷等级越高,地基浸水后建筑物和地面变形越严重,对建筑物危害也越大。
三、引起地基产生不均匀沉降相关因素
在湿陷性黄土地区,引起地基产生不均匀沉降,不外乎内在与外在二因素。
1、内在因素
就地基本身而言,产生不均匀沉降主要包括以下几个方面:
(1)地基处理深度不足。表现在地基主要受力层中局部存在填土、墓穴或松软土层未进行彻底处理,以及对于地基均匀性差、压缩性较高的土层处理厚度过小等方面,导致地基土在附加应力作用下,产生较大的不均匀沉降,由此引起建筑物墙体开裂、建筑物倾斜,影响工程安全使用。此现象在一般性建筑工程建设中表现得较为突出。
(2)施工方法不当,造成地基均匀性差,地基强度降低或丧失。这一现象主要反映在灵敏度较高的黄土,特别是含水量大、趋于饱和的黄土地基中,由于在地基施工中未能采取措施,有效地防止坑底土扰动,使其在施工过程中严重扰动,产生橡皮土,地基土原有强度强低或消失,由于未进行处理,这部分扰动土形成所谓“软弱夹层”,在附加应力作用下产生过大变形,引起地基不均匀沉降。
(3)施工质量差异性大。不论是采用换土垫层还是复合地基,甚至桩基础,当地基处理的施工质量本身差异较大时,均会造成地基的差异沉降。
(4)地基受力不均。由于同一建筑物中纵横墙之间、中柱与边柱之间以及不同部位的纵墙、横墙之间荷载有很大的差异,为了使地基承载力能够满足上部荷载需要,同时使基底压力趋于一致,就必须按等强设计原则进行设计,经过认真地分析计算,确定不同位置基础尺寸,使地基土承受几乎相同的附加应力,这样就不致产生较大的不均匀沉降,否则地基沉降不均匀的后果将必然产生。
(5)相邻建筑物影响。当建筑物周围存在相邻建筑物时,在二者相邻位置的地基土中会产生应力叠加,使此处土中附加应力增大,变形量增加,导致地基产生不均匀沉降。
(6)地基受水浸湿程度不同。当建筑物地基受水浸湿程度不同时,受水浸湿严重地段会产生较大的沉降量,浸湿程度轻微的部分变形量则较小,由此造成地基沉降不均匀。此因素在湿陷性黄土地区工程事故中普遍存在,同時它也为工程纠偏提供了一种较简洁的方法和手段。
2、外在因素
内因是引起地基产生不均匀沉降直接原因,而外因则是潜在的隐患,是一种间接因素,外因通过内因起作用。从大量的工程实践经验来看,外因主要包含以下几方面:
(1)建筑物周围存在水池、泵房、化粪池、排水沟、给排水管道等。一旦此类建筑物或给排水设施在施工过程中,没有认真作好防渗漏处理措施或管道年久失修,漏水后致使建筑物在其分布一侧地基中浸水,产生湿陷变形,导致建筑物开裂、倾斜。此类现象在湿陷性黄土地基建筑物工程质量事故中占有相当大的比例。
(2)施工质量差,诱发管道断裂。此现象一方面表现在管材质量不合格所致,更主要的则表现在室内外回填土部分。由于施工单位对回填土质量控制不够,致使许多垃圾土、素填土、湿软土、有机土回填于室内或室外散水之下。本身回填材料就不符合要求,加之密实度不够,这部分土在自身固结情况下会产生较大的沉降量和差异沉降量,导致管沟开裂,管道受力后断裂,使水直接浸入地基,导致建筑物地基产生不均匀沉降。
(3)建设方使用维护不当。一件优质商品,如果不采用科学正确的使用方法及进行必要的维护保养,就会降低其使用年限,甚至使其成为废品,建筑物也不例外。许多建设方在工程投入使用后便万事大吉,从此放松对管道维护、维修和保养。主要表现在检漏井形同虚设,发现漏水后也不及时断水进行维修,管道老化不能做到及时更新,对存在类似问题熟视无睹,得过且过,致使水管漏水,引起地基大量浸水,产生不均匀沉降和建筑物开裂、倾斜,甚至濒于倒塌危险。
四、对已产生不均匀沉降导致建筑物倾斜处理方法
改变由于建筑物不均匀沉降导致建筑物倾斜状况的基本思路主要有二种:(1)在稳定沉降量较大一侧变形的情况下,对变形量小的一侧地基采用诸如注水、反压等方法,增大其变形量,使建筑物不同部位地基总变形量趋于一致;(2)在已产生较大变形的建筑物一侧采用诸如托换桩等方法强行上顶,使建筑物变形恢复到规范允许范围之内,满足工程安全使用要求。
五、结束语
通过对以上引起地基不均匀沉降相关因素的分析,使我们能够更进一步地认识到每一项工作特别是容易使人们忽略的微小方面均有可能导致地基产生不均匀沉降,导致工程质量事故发生。提醒每一位工程技术人员、管理人员牢固树立起百年大计,质量第一思想,防患于未然,从一点一滴做起,扎实细致地做好每一分项、分部工程,创建优质工程,服务于社会。
总之,只要我们真正做到细致勘察、精心设计、精心施工、认真维护,层层把关,那么就会避免地基产生较大的不均匀沉降,杜绝工程质量事故发生,确保建筑物安全使用。