减轻建筑物不均匀沉降危害的措施

摘要：建筑物总会产生一定的沉降和不均匀沉降，特别是软弱地基上的建筑物沉降比较显著，且不均匀。沉降稳定所需的时间很长，若处理不好，往往会造成工程事故。单纯从地基基础的角度出发，防止或减轻不均匀沉降危害的途径通常有：①采用刚度更大、整体性能更好的基础，如筏基或箱基；②采用桩基础或其他深基础；③进行地基处理。地基、基础与上部结构是一个整体，它们共同作用抵抗地基的变形，根据地基上的性质、建筑物的使用要求和结构特征，对地基基础和上部结构做全面的考虑和分析，是基础工程设计中的一个重要课题。

关键词：建筑物；沉降危害；有效措施

1、建筑措施

1.1　建筑体型的合理组合：建筑物的体型是指建筑物的平面形状和立面布置。由于使用或外观上要求，一些建筑往往采用多单元的组合形式，平面曲折多变，立面上高低参差不齐，从而导致地基土应力分布不均，加上软弱地基本身土层的不均匀和高压缩性，产生不均匀沉降。各种建筑物的空间刚度是不同的，其调整不均匀变形的能力也不同，只有体型简单的墙板结构和框架结构才具有较好的调整不均匀变形的能力。对于平面曲折、立面上高低相差较大的建筑，由于相邻翼刚度相差较大，他们之间不能起共同作用，对地基所产生的较大的不均匀变形难以适应和进行调整，往往造成刚度较差的部分产生裂缝或损坏。

1.2　设置沉降缝：在建筑物的某些特定部位设置沉降缝，是预防由于地基不均匀变形对建筑物造成危害的有效措施之一。沉降缝的作用在于缩短建筑物的变形长度，将建筑物分成若干个长高比较小、整体刚度好、自成沉降体系的单元，这些单元具有较好适应和调整地基不均匀变形的能力。

根据经验，可在建筑物下列部位设置沉降缝：

(1)平面形状复杂的建筑物转折部位；

(2)建筑物高度或荷载差异处；

(3)长高比过大的砌体承重结构或钢筋混凝土框架结构的适当部位；

(4)地基土的压缩性有显著差异处；

(5)建筑结构或基础类型不同处；

(6)分期建造房屋的交界处。

沉降缝的构造合理与否是影响沉降缝能否发挥作用的关键，设计时应慎用。伸缩缝不能作为沉降缝使用，沉降缝应有足够的宽度，缝内不可填塞任何资料，防止缝两侧单元有可能内倾而造成顶压、挤压损坏。

1.3　控制相邻建筑物基础间的净距：由于地基中附加应力的扩散作用，使距离较近的相邻建筑物问的沉降相互影响。为避免引起地基的不均匀沉降造成建筑物的倾斜或开裂，应控制相邻建筑物基础间的距离。

根据地基的压缩性、产生影响建筑物的规模、重量以及被影响建筑的刚度。对相邻高耸结构或对倾斜要求严格的构筑物外墙问距，应根据倾斜允许值确定。

1.4　调整建筑物的标高：建筑物的沉降过大时，将会引起管道破损、雨水倒漏、设备运行受阻等情况，从而影响建筑物的正常使用。根据具体情况，可采取如下措施：

室内地坪和地下设施的标高，应根据预估沉降量适当提高；建筑物各部分或设备之间有联系时，可将沉降较大者的标高予以提高。

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，或采用柔性的管道街头等。

2、结构措施

2.1　减轻建筑物自重：通常建筑物自重在总荷载中所占比例很大，民用建筑约占60％～70％，工业建筑约占40％～50％，为减轻建筑物自重，达到减小不均匀沉降的目的，在软弱地基上可采用下列一些措施。

(1)减少墙体重量：大力发展和应用轻质高强的墙体材料，严格控制使用自重大又耗农田的粘土砖，已是形势所迫。

(2)选用轻型结构：如采用预应力钢筋混凝土结构、轻钢结构、轻型空间结构等，屋面板可采用具有防水、隔热保温作用的轻质复合板。

(3)减少基础和回填土的重量：如采用补偿性基础、可浅埋的配筋扩展基础以及架空地板减少室内回填土厚度等有效措施。

2.2　增强结构整体刚度

2.2.1　控制建筑物的长高比：当建筑物的长度与高度之比越大，整体刚度越差，抵抗弯曲变形的能力越弱，容易导致建筑物的开裂。相反，长高比较小的建筑物，刚度大，匀变形的能力强。根据工程经验，对于砌体承重的房屋，当预估沉降量大于120mm时。对于三层和三层以上的房屋，其长高比宜小于等于2.5，当长高比控制在2.5～3.0范围内时，宜做到纵墙不转折或少转折，并应控制其内横墙问距或增强基础的刚度和强度；当预估沉降量小于或等于120mm时，长高比可不受限制。

2.2.2　合理布置纵横墙：合理布置纵横墙，使内外墙贯通，减少墙体转折和中断的情况，是增强建筑物刚度的重要措施。另外，门窗洞口或管道洞口如开设过大，就会削弱墙体刚度，可在洞口周围设置钢筋混凝土边框予以加强。

2.2.3　设置圈梁：当墙体挠曲时，布置在墙体中的圈梁犹如钢筋混凝土梁内的受拉钢筋，它主要承受拉应力，可有效的防止墙体的开裂。

圈梁界面、配筋以及平面布置等，可按建筑抗震设计规范的要求进行。对于多层房屋的基础和顶层宜各设一道，其他可隔层设置；当地基软弱，或建筑体形较复杂、荷载差异较大时，可层层设置。对于单层工业厂房、仓库可结合基础梁、联系梁、过梁等酌情设置。

2.3　减小或调整基底附加压力

(1)设置地下室：采用补偿性基础设计方法，以挖除的土重抵消部分建筑物重量，达到减小沉降的目的。

(2)调整基底尺寸：按地基承载力确定出基础地面尺寸后，应用沉降理论和必要的计算，并结合设计经验，调整基底尺寸，以控制不同荷载的基础沉降量相接近。

3、施工措施

在施工中，应合理安排施工顺序，注意某些施工方法，可减小或调整部分不均匀沉降。

(1)合理安排施工顺序：当建筑物各部分高度或荷载差异大时，应按先高后低，先重后轻的顺序进行施工；并注意高低部分相连接的合适时间，一般可根据沉降观测资料确定。

(2)注意施工方法：对于高灵敏度的软粘土，基槽开挖施工中，需注意保护持力层不被扰动，通常可在基底标高以上，保留20cm厚的原土层，待基础施工时再予以挖除，可避免基底超挖现象，扰动土的原状结构。如发现坑底软土被扰动，可仔细挖除扰动部分，用砂、碎石压实处理。

(3)控制加荷速率：对活荷载较大的构筑物，为确保加载过程中地基的稳定性和减少塑性变形引起的附加沉降，按照一定指标控制加荷速率是行之有效的方法。