防止高層建筑基礎不均勻沉降的措施

1、防止高層建筑基礎不均勻沉降的措施隨著經(jīng)濟的發(fā)展，建筑業(yè)也產(chǎn)生了翻天覆地的變化，高層建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)出來。高層建筑往往存在著顯著的高差、荷載差以及結(jié)構(gòu)剛度差，容易使基礎產(chǎn)生過大的差異沉降，從而對地面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。在高層建筑基礎設計中，不均勻沉降問題是難題之一，下面將對此問題進行一些淺談。（一）高層建筑基礎不均勻沉降的主要原因1地基土質(zhì)軟弱不均。建筑地基局部土質(zhì)不均勻，受壓后必然產(chǎn)生過量的不均勻沉降。2地基處理不當，基礎設計不合理。建筑 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=荷載 t _blank 荷載必然對地基產(chǎn)生較大的 HYPERLINK /baike/detai

2、l.asp?t=附加應力 t _blank 附加應力，對承載能力低，變形大的軟弱地基，應進行加固處理，提高地基承載能力。基礎設計要根據(jù)上部 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=荷載 t _blank 荷載與地基土質(zhì)情況，考慮地基的淺基或樁基礎。3建筑體型布置不合理。為了追求建筑造型，建筑平面開頭復雜，轉(zhuǎn)折多變；房屋過長，長高比較大；建筑立面高低起伏， HYPERLINK /baike/detail.asp?t=荷載 t _blank 荷載差異較大；開設大門大窗，墻體被削弱。4地基含水量不正常變化。因周圍某些條件變化，使建筑地地下水位升高，或上下管道滲漏，地表水滲入建筑地

3、基，長期浸泡，土質(zhì)軟化甚至沖刷淘空，導致不均勻沉降。5建筑物使用不當。隨著改變房屋用途，增大荷載，在室內(nèi)地面堆放超過設計要求的活荷載，使地基 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=附加應力 t _blank 附加應力劇增，導致建筑物不均勻沉降，墻體開裂。（二）防止高層建筑基礎不均勻沉降的措施1 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=房屋建筑 t _blank 房屋建筑工程應先勘察后設計。在進行建筑設計之前，應對工程地質(zhì)進行詳細勘察，查明地基土質(zhì)情況、分布范圍、承載力大小，地下水位等水文地質(zhì)條件，然后按照安全可靠、經(jīng)濟合理，技術先進、方便施工等要求，進

4、行全面分析，權衡利弊，確定合理的建筑布局和結(jié)構(gòu)類型，以便使上部結(jié)構(gòu)，與地基相互影響，共同工作。對軟弱地基和不均勻地基尤其如此。2減輕建筑結(jié)構(gòu)自重。地基壓縮變形大小與上部荷載值成正比。因此，減輕結(jié)構(gòu)自重是降低基底 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=附加應力 t _blank 附加應力，減少沉降的有效措施，對于基礎，可以選用自重輕，覆土少的基礎形式，如寬基淺埋，空心基礎，薄殼基礎甚至箱形基礎；或設置地下室半地下室，采用架空地板，取代室內(nèi)填土。對于上部結(jié)構(gòu)，可以選用預應力、輕鋼結(jié)構(gòu)和單位容重少的輕質(zhì)墻體材料，以減輕對地基的壓力，減少地基沉降。3合理布置建筑體型，建筑平面形狀

5、應力求簡單，縱墻拉通，避免轉(zhuǎn)折多變，凹凸復雜。建筑立面應盡量避免高低參差，荷載差異大，或開設過大的門窗 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=洞口 t _blank 洞口，削弱墻體。使 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=房屋建筑 t _blank 房屋建筑質(zhì)量重心與剛度中心基本一致，提高房屋自身抵抗不均勻沉降的能力。4增強建筑物的整體剛度。（1）增強房屋縱向剛度。不均勻沉降使房屋產(chǎn)生縱向彎曲，縱墻應盡量避免轉(zhuǎn)折，中斷、開設過大的門窗 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=洞口 t _blank 洞口，橫墻 HYPERLINK

6、 /baike/detail.asp?t=間距 t _blank 間距不宜過大，且與縱墻牢固連接。（2）控制建筑物的長高。長高比愈小，建筑剛度就愈大。對于軟弱地基，三層以上房屋，長高比不宜大于2.5。（3）設置沉降縫。在長度較長的建筑適當位置、平面轉(zhuǎn)折、高低參差、荷載差異大、地基或基礎類型改變的部位，設置沉降縫或連接走廓，從屋頂?shù)交A斷開，把建筑劃分成若干個剛度較大，長高比較小自成沉降體系的單元。（4）在基礎和樓蓋下的墻頂上設置平面閉合的鋼筋混凝土 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=圈梁 t _blank 圈梁（或鋼筋磚帶），或采用現(xiàn)澆樓蓋，以增強 HYPERLINK

7、 /baike/detail.asp?t=房屋建筑 t _blank 房屋建筑的整體性。（5）加強基礎的剛度。對于軟弱和壓縮性很不均勻地基上的建筑物，或以根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載情況，采用剛度較大的基礎類型，如鋼筋砼十字交叉條形基礎，筏片基礎甚至箱形基礎。5調(diào)整各部分荷載分布。對于較大高度（或荷載）差異的建筑，要合理布置重、高部分的荷載；采用縱橫墻混合承重形式和不同的基底寬度，以合理調(diào)整建筑物各部分不均勻沉降。對于不均勻沉降要求比較嚴格的建筑物，必要時可選較小的基底應力，加大基層面積進行設計。6對于大面積堆載的單層庫、房，宜采用靜定結(jié)構(gòu)，防止墻體開裂。7新老或相鄰兩建筑物之間應保持一定距離，避免對地基

8、產(chǎn)生新的附加應力和應力疊加，引起不均勻沉降。8增強門窗 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=洞口 t _blank 洞口強度。在門窗洞口兩邊設置鋼筋砼門框；為防止底層窗臺墻反向彎曲變形開裂，可在窗臺墻上部 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=砌體 t _blank 砌體內(nèi)配置適量鋼筋。9合理安排施工順序。對立面高低懸殊，荷載變化較大的房屋，應分期分段組織施工。一般應先建荷載較重的高層，后建較輕的低層；先建 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=深基礎 t _blank 深基礎，后建 HYPERLINK /baike/deta

9、il.asp?t=淺基礎 t _blank 淺基礎，避免增加新的附加應力。10按設要求正確使用房屋。房屋竣工后，不宜隨意改變房屋的使用功能，增大使用荷載或任意加大地面厚度，防止地表水滲入地基。（三）防止高層建筑基礎不均勻沉降的常用方法1沉降縫的設置按建筑地基基礎規(guī)范，在建筑高度和荷載差異部位、結(jié)構(gòu)或基礎類型不同的部位，宜設沉降縫。當?shù)鼗鶋嚎s性高，厚度較大，主樓與裙樓之間差異沉降很大時，應該將兩者基礎之間用沉降縫完全斷開。設置沉降縫將主樓與裙樓基礎分開，是一種傳統(tǒng)的設計方法。在早期高層建筑主、裙樓的設計中，為避免沉降差造成房屋開裂乃至破壞，常在兩者相鄰處設置沉降縫，并采用雙柱、雙墻等措施將結(jié)構(gòu)斷

10、開。有時為避免對裙房基礎產(chǎn)生過大的下沉影響，裙房基礎應盡可能離開主樓基礎一段距離。 2整體基礎的采用當基礎在巖石層或卵石層上，或采用樁基、深墩，主樓與裙樓之間差異沉降很小時，一般可以將主、裙樓的基礎做成整體，不必設縫。高層建筑主、裙樓的設計中，常采用以下幾種形式：一是同置于剛度很大的箱基或厚筏基礎上，以抵抗差異沉降引起的內(nèi)力；二是通過樁基支撐在基巖或承載力較大的持力層上；三是地基土軟弱，后期沉降量大時，也可將裙房放在懸挑基礎上，但懸挑基礎不能太長。 3主樓與裙樓基礎的聯(lián)合設計主樓與裙樓基礎的聯(lián)合設計，是指主樓與裙樓采取不同的基礎形式，但中間不設沉降縫。通過我國近年來的工程實踐，聯(lián)合設計的要點可

11、歸納為：其一，考慮裙房的高層建筑基礎設計的關鍵是選擇合適的沉降計算方法與確定合理的差異沉降，觀察地區(qū)性持久的沉降數(shù)據(jù)。其二，基本設計原則是盡可能減少主樓的重量和沉降量（例如采用輕質(zhì)材料、采用補償式基礎或柱基），同時在不導致破裂的前提下提高裙房基礎的柔性，甚至可能采用獨立柱基。其三，考慮施工的先后順序。主樓應先行施工，讓沉降盡可能預先發(fā)生，設計良好的后澆帶。一般情況下，主樓與裙樓的荷載相差很大，兩者的剛度差異懸殊，造成一定量的沉降差異，如果處理不當會造成結(jié)構(gòu)的開裂而影響使用。主、裙樓采用不同的基礎形式，設法減少不均勻沉降，且在結(jié)構(gòu)上保持連續(xù)無縫。(1)箱基與基礎梁的聯(lián)合設計。主樓采用具有補償性的

12、箱基，大大減少沉降，裙房采用沉降較大的基礎梁，從而基本消除主、裙房之間的沉降差，兩者的基礎和上部結(jié)構(gòu)則連成整體。例如北京長富中心，主樓層，采用深 的箱基，置于礫石土層，裙樓層，采用條形基礎并減少其埋深，置于粉質(zhì)黏土層，其間采用斜梁將條基與箱基連接起來，主樓周圍設后澆帶，以確保主樓結(jié)構(gòu)在施工期間自由沉降。(2)箱基與獨立柱基礎的聯(lián)合設計。當主樓箱基埋深有限，屬欠補償基礎時，希望裙房基礎沉降更大些，以利于減少沉降差。這時可將裙房條基改為柱下獨立基礎，上部結(jié)構(gòu)在主、裙房連接處設置后澆施工縫，且連接構(gòu)件采取可適應一定沉降差的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。例如某綜合樓，主樓層，采用箱基，基礎埋深 多，置于黏土層上，裙房層，

13、采用獨立基礎，地基比較均勻。主樓與裙樓連接處采用后澆縫，主體完成后計算沉降量值為 左右，澆注為整體后，終止沉降量為 左右。(3)樁箱基礎與獨立基礎或筏基的聯(lián)合設計。當主樓采取樁箱或樁筏基礎時，按沉降差盡可能小的要求，決定裙房采用獨立基礎、基礎梁或筏基。這些都應由地質(zhì)條件和沉降分析來綜合確定，處理得當則仍可保證上部結(jié)構(gòu)連為整體。這種聯(lián)合設計方法可用于地基土壓縮性較高的地區(qū)。例如某辦公主樓，主樓地上層，地下層，采用筏板基礎，裙樓層，采用獨立柱基礎，主樓與裙樓之間留設后澆帶，待主樓封頂后，再澆筑混凝土。封頂后，施工后澆帶，主樓沉降 ，裙樓獨立柱基礎沉降 ，兩者之間基本無差異沉降。(4)筏基與筏基的聯(lián)

14、合設計。當?shù)鼗翖l件較好、差異沉降不大，或功能上有特殊要求，主樓與裙房有可能同時采用箱基或筏基。問題的關鍵在于，在滿足防水要求的前提下盡可能保證連接處的柔性，且先施工主樓。就高層建筑主樓與裙樓基礎之間的關系，現(xiàn)行規(guī)范有明確規(guī)定：當采用以下種措施時，主樓和裙樓可連成整體而不設沉降縫：一是裙樓基礎從主樓基礎挑出；二是減少絕對沉降量來控制沉降差；三是采用施工后澆縫，并輔之以相關的施工程序，以減少建筑物的后期沉降。目前，不留縫的后澆帶因其有很大的優(yōu)勢而廣泛地運用于高層建筑的基礎設計中。 減少地基不均勻沉降采取的防治措施就要從地基、基礎、上部結(jié)構(gòu)相互作用的觀點出發(fā)，從勘察、設計、施工等方面綜合采取措施，

15、減少建筑物的總沉降量，相應地減少不均勻沉降量，增強上部結(jié)構(gòu)對沉降和不均勻沉降的適應能力。(1)地質(zhì)基礎勘察方面 地質(zhì)鉆探報告是一門專門的科學，來不得半點虛假。鉆探報告是設計人員的主要設計依據(jù)，必須提高地質(zhì)勘測人員的業(yè)務水平、政治素質(zhì)和職業(yè)道德素質(zhì)，加強責任感，這樣才能使鉆探報告具有真實性和可靠性。采用多種設計，增強基礎剛度和整體剛度。(2)住宅的平面形狀應力求簡單，規(guī)則整齊，盡量避免形狀復雜，陰角太多；避免建筑物有顯著的高差或荷載差異。長度較大的住宅，考慮在適應部位設置沉降縫；對于平面圖形復雜的，或有層高高差及荷載顯著不同的，要在其轉(zhuǎn)折處；層高高差處或荷載顯著不同的部位設置沉降縫；在地基土的壓

16、縮性有顯著不同處或在地基處理方法不同處設置沉降縫。建筑物荷載不僅使建筑物地基土產(chǎn)生壓縮變形，而且由于基底壓力擴散的影響，在相鄰范圍內(nèi)的土層，也將產(chǎn)生壓縮變形；這種變形隨著相鄰建筑物距離的增加而逐漸減少，由于軟弱地基的壓縮性很高，當兩建筑物之間距離較近時，常常造成鄰近建筑的傾斜或損壞。結(jié)構(gòu)措施要控制建筑物的長高比。(3)長高比是保證磚石承重結(jié)構(gòu)建筑物剛度的主要因素。實踐證明，建筑物的長高比控制在2.5至3之間時，可減少建筑物的相對彎曲，房屋不易出現(xiàn)裂縫。(4)合理布置縱橫墻。承重結(jié)構(gòu)的墻身是房屋扭曲的主要受力構(gòu)件，它具有調(diào)整地在不均勻變形的能力?？v、橫墻的布置合理與否，對建筑物的整體剛度影響很大

17、。為了保證建筑物的整體剛度，對于磚石承重結(jié)構(gòu)的縱橫墻應盡量貫通，橫隔墻的間距不宜過大，一般不大于建筑物寬度的1.5倍為妥。（5）設置圈梁。在建筑物的墻體設置鋼筋混凝土圈梁的主要作用是增強建筑物的整體性，它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。（6）切實提高施工質(zhì)量 砂漿的品種、強度等級必須符合設計。磚的品種，強度必須符合設計要求，砌體組砌形式一定要根據(jù)所砌部位的受力性質(zhì)和磚的規(guī)格來確定。正確設置拉結(jié)筋。不準任意留直槎甚至陰槎，構(gòu)造柱馬牙槎不標準，將直接影響到墻體整體性和抗震性。加強沉降檢測。在選擇不均勻地基處理方法時，應綜合考慮場地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、建筑物

18、對地基要求、建筑結(jié)構(gòu)類型和基礎型式、周圍環(huán)境條件、材料供應情況、施工條件等因素，經(jīng)過技術經(jīng)濟指標比較分析后擇優(yōu)采用。當擬建的相鄰建筑物之間輕（低）重（高）懸殊時，一般應按照先重后輕或先高后低的程序施工，以減少兩者之間的沉降差。采用混凝土后澆帶施工工藝。當建筑物體重大，高差不懸殊時，可采用混凝土后澆帶施工方法，即在主體結(jié)構(gòu)基本完成，建筑物沉降到一定的程度，在預先留置的部位補澆混凝土?；詈奢d較大的建筑物，如糧庫、料倉等，在施工前采用控制加載速率的堆載預壓措施，使地基預先沉降，減少建筑物施工后的沉降及不均勻沉降。當基坑挖到設計標高后應及時做基礎，避免地基被擾動。在淤泥及淤泥質(zhì)土的地基上開挖基坑時，要注意盡可能不擾動土的原狀，通?？稍诳拥妆Ａ舸蠹s200mm厚的原狀土，待敷設墊層時才臨時鏟除。如發(fā)現(xiàn)坑底軟土上已被擾動，可挖去擾動部分，用砂、碎石（磚）等回填處理。加強建筑物的沉降觀察，做好詳細記錄。在建筑物和構(gòu)筑物沉降觀測的每一區(qū)域，設置足夠數(shù)量和符合標準的專用水準點和沉降觀測點。沉降觀測的次數(shù)和時間應按設計要求，一般第一