不均匀沉降地基处理的思考与探讨

摘要：本文首先分析了建筑物地基不均匀沉降带来的危害，然后从不同方面探讨了其产生的原因，最后深入研究防治措施并且阐述了针对软弱地基与不良地基的处理方法，以求达到有效预防、控制建筑物不均匀沉降的产生，最终消除事故根源的目的。本文在此谈了谈自己的一些看法，希望同行业工作人员能够参考与借鉴。

关键词： 不均匀沉降； 产生； 防治措施； 地基处理；

前言

建筑物地基不均匀沉降的产生原因很多， 会给建筑物及人类带来较大的负面影响， 因此， 要在设计施工过程中采取措施， 争取做好各方面的防治工作， 切实做到提高工程质量。同时， 要根据不同的工程地质情况以及建筑物的使用要求， 综合考虑建筑、结构、施工各方面的因素， 选择最佳设计方案，从而有效预防、控制不均匀沉降的产生， 最终消除事故隐患。

一、地基不均匀沉降的危害分析

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，影响建筑物使用， 危及人类安全。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。

二、地基不均匀沉降产生的原因分析

1、地基方面。首先是粘土侧向位移的影响。沿河、沿湖或是沿海边的建筑， 在重力作用下， 粘土层会向岸边移动。类似这种粘土层的水平位移， 有时也发生在与已有建筑物相邻近的深挖工程中， 它一方面产生侧移， 另一方面也导致沉降。其次是由于粘土层干燥、收缩而使建筑物产生沉降。伴有较大热源的建筑物（ 如锅炉房等） ， 当其热量传递到地基内时， 往往导致粘土层水分蒸发， 地基土收缩， 从而使建筑物产生较大的局部或整体沉降。而对于软土层来说， 其厚度不均也会引起不均匀沉降。因地层倾斜等原因造成建筑物下部地基软土层厚度不均， 由于软土层厚的部分压缩量大， 而薄的部分压缩量小， 从而造成建筑物的不均匀沉降。当建筑物跨建在不同类型的地基上， 如有未固结和已固结的地基， 松砂层和砂砾层地基等沉降状况不同， 必然形成不均匀沉降。

2、基础和上部结构。第一种基础的形式是采用不同的桩基础结构。若建筑物一部分被桩基础支承， 另一部分被加固的地基支承， 造成基础结构的受力状况和沉降各自不同， 必将引起建筑物的不均匀沉降。这种情况也常常发生在建筑物各部分重量显著不同或不同时期进行改建、扩建的工程中。第二种是采用了同类型的基础结构， 但其形状、分布有显著差异， 将产生不均匀沉降。

3、周围环境条件的改变。（ 1） 原来的地下水位发生变化。在已有建筑物附近开挖基坑工程中， 采用排水法处理地下水或大量开采地下水时， 都会使局部地下水位下降。（ 2） 在已有建筑物的附近建造新的建筑物时， 造成地基应力重叠。在新旧基础应力场作用下， 将会产生地基应力互相叠加， 使原有地基荷载加大， 会造成新建建筑物地基和基础的倾斜现象， 其损伤程度随着基础结构与荷载大小和面积的差异而不同。（ 3） 振动作用的影响。铁路、公路等交通荷载的作用， 或是某些机械设备振动的影响， 都会使建筑物产生缓慢的不均匀变形和沉降。

三、地基处理技术分析

1、针对软弱地基的处理办法。软弱地基上的建筑物总会产生一定的不均匀沉降， 不同软弱地基有不同的沉降原因及危害。（ 1） 夯实水泥土桩复合地基。夯实水泥土桩是用人工或机械成孔， 选用相对单一的土质材料， 与水泥按一定配比， 在孔外充分拌和均匀制成水泥土， 分层向孔内回填并强力夯实， 制成均匀的水泥土桩。通过在基础和桩顶之间设置一定厚度的褥垫层， 使桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基。与搅拌水泥土桩相比， 夯实水泥土桩桩体有较高强度。夯实水泥土桩复合地基具有桩身强度均匀、施工速度快、不受场地的影响、造价低、无污染等特点。（ 2） 水泥粉煤灰碎石柱（ CFG 桩） 复合地基。复合地基成套技术水泥粉煤灰碎石桩复合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘结强度桩（ 简称 CFG 桩） ， 通过在基础和桩顶之间设置一定厚度的褥垫层保证桩、同承担荷载， 使桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基。桩端持力层应选择承载力相对较高的土层。水泥粉煤灰碎石桩复合地基具有承载力提高幅度大， 地基变形小等特点， 并有较大的使用范围。根据工程实际情况， 水泥粉煤灰碎石桩常用的施工工艺包括长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩、振动沉管灌注成桩和长螺旋钻孔灌注成桩。此方法适用于处理粘性土、粉土、砂和已白重固结的素填土等地基。就基础形式而言， 既可用于条形基础、独立基础， 也可用于箱形基础、筏形基础。在地基处理工程中有着广泛的应用， 经济效益显著。另外还有传统的预压处理法、砂井和塑料排水板加固法、强夯法等。

2、针对不良地基的处理办法。一是湿陷性黄土地基的处理。（ 1） 在湿陷性黄土厚度较小的建设场地， 一般采用单一的地基处理方法。如湿陷性土层下的地层为较厚、且承载力较高的砂砾石等地层时， 可以采用换填法， 挖除上部湿陷土层， 用砂石或碎石回填进行地基处理， 可以达到满意的效果。当湿陷性土层以下的地层承载力较低时， 则可以采用桩基础穿透湿陷性土层， 将桩端支承在可靠的地层中； 当湿陷性土层较薄， 而地层中存在埋深不大且承载力较高的砂层或砂卵石等地层时， 可以采用预制桩穿透湿陷性土层， 将桩端支承在砂层或砂卵石等地层上。（ 2） 在湿陷性黄土厚度较大建设场地， 一般采用复合型的地基处理方法。先用挤密桩预处理以消除湿陷性， 再施工桩基础。当建筑物荷载较大时， 可采用素混凝土挤密桩和钢筋混凝土灌注桩复合型地基处理方法。在岩土工程条件具备时， 也可采用素混凝土挤密桩和钢筋混凝土灌注桩后注浆复合型地基处理方法、素混凝土挤密桩和预制桩等复合型地基处理方法。当建筑物荷载不大时， 也可采用素混凝土挤密桩和 CFG 桩复合型地基处理方法； 同样根据工程条件也可采用灰土桩和粉喷桩复合型等地基处理方法。此外， 在条件具备时， 也可采用灰土挤密桩（ DDC 法） 复合地基等地基处理方法。二是膨胀土地基的处理。（1） 基础砌置深度一般不宜小于大气影响深度。若地基土的组成上部是膨胀土、下部是非膨胀土， 当其膨胀土的厚度较小时， 可把基础砌置于非膨胀土之上； 若地基土的组成上部是非膨胀土、下部是膨胀土， 当其非膨胀土的厚度较大时基础深度宜浅埋。（ 2） 若用加深基础处理， 上部结构措施亦可适当减少， 反之上部结构需相应加强。（3） 墩基和桩基上的地圈梁宜与地面脱空 10～20cm。同时应该对建筑场地的排水系统进行完善，防止雨水和生活、生产废水等渗入基础改变土层含水量。此外， 还应对上部建筑进行结构处理和保湿处理以共同减小膨胀土地基对建筑物产生不均匀沉降的影响。

四、结语

随着科学技术的不断发展和经济社会的进步，我国城市化水平不断提高， 高层建筑不断涌现， 随之而来的是在建筑施工中面临越来越多的困难需要解决。其中， 地基基础的处理是在整个建筑体结构施工中最为重要的问题之一。地基处理的优劣关系到整个工程的质量、造价和工期。本文就此谈了谈自己的看法和观点。

参考文献

[1]刘皓，张思渊，张学鹏.地基不均匀沉降的危害及防治[J].中国水运，2010

[2]邹志豪.浅谈地基不均匀沉降的预防处理措施[J].福建建材，2010