谈地基变形控制及减轻不均匀沉降危害的措施

【摘要】地基基础设计中所关心的两个最主要的问题就是地基的变形和稳定。其中变形又主要指沉降，稳定性丧失也与过大沉降有关。因此设计中对基础沉降的控制，施工中对沉降的监测，就成了保障建筑物安全的重要措施。

【关键词】地基变形；控制；减轻；不均匀；沉降；危害；措施

地基基础设计中所关心的两个最主要的问题就是地基的变形和稳定。其中变形又主要指沉降，稳定性丧失也与过大沉降有关。

1 地基的变形控制

按前述方法确定的基础底面尺寸只能保证地基不会发生剪切破坏，并不能保证符合地基不变形的要求。如果地基变形超过了允许值，可能造成建筑物开裂和损坏，同样不能保证建筑物的正常使用和安全可靠。

地基变形特征可以分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜四种。这些地基变形特征的概念是：沉降量指独立基础中心点的沉降值或整幢建筑物基础的平均值；沉降差指相邻两个柱基的沉降量之差；倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与距离的比值。这些变形特征可以通过土力学理论计算求得，如工程施工过程和工程竣工后，可通过现场监测获取。

按《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002的规定，不同结构类型、压缩性不同的地基的建筑物对于地基变形的要求是不一样的。变形允许值的确定涉及众多因素，常见的考虑如下：

一般砌体结构的局部倾斜容易引起局部出现斜裂缝，故砌体承重结构的地基变形由局部倾斜控制；框架结构和单层排架结构主要是相邻柱基的沉降差使得构件受剪扭曲而损坏， 因此其地基变形由相邻柱基的沉降差控制。当建筑物均匀沉降时，如果沉降量较大，即使不会对结构本身造成破坏，也会影响建筑物的使用，或影响相邻建筑物的安全。如单层排架结构的沉降量很大时一般不会导致结构的破坏，但可能会导致桥式吊车净空不够而影响使用； 高耸结构沉降量过大会将烟道拉裂，故对此类结构应控制其沉降量。高耸结构和高层建筑的整体刚度很大，可近似视为刚性结构，其整体倾斜允许值主要取决于人们视觉的敏感程度，倾斜值到达明显可见的程度时大致为1/250。

2 减轻地基不均匀沉降危害的措施

地基的过量变形特别是不均勾沉降将使建筑物损坏或影响其使用功能，特别是高压缩性土、膨胀土 、湿陷性黄土以及软硬不均等不良地基上的建筑物，如果考虑欠周到，就更易因不均匀沉降而开裂损坏。因此如何防止或减轻不均匀沉降造成的损害，是设计中必须考虑的问题。若事先采取必要的措施，则可以减小由于不均匀沉降对结构产生的危害。

2.1 建筑措施

2.1.1 建筑物的体型应力求简单

建筑物的体形指的是其在平面和立面上的形状。复杂的体形常常是削弱建筑物整体刚度和加剧不均匀沉降的重要因素，而体形简单的建筑物，其整体刚度大，抵抗变形的能力强。因此，地基条件不好时，在满足使用要求的条件下，应尽量采用简单的建筑体形，如长高比小的"一"字形建筑物。

建筑物髙低变化太大，地基各部分所受的荷载不同，也易出现过量的不均匀沉降。据调查，软土地基上紧接高差超过一层的砌体承重结构房屋，低者很易开裂。因此，当高度差异或荷载差异较大时，可将两者隔开一定距离，当拉开距离后的两个单元必须连接时，应采取能自由沉降的连接构造。

2.1.2 控制长高比及合理布置墙体

长高比大的砌体承重房屋，其整体刚度差，纵墙很容易因挠曲过度而开裂。合理布置纵、横墙，是增强砌体承重结构房屋整体刚度的重要措施之一，一般房屋的纵向刚度较弱，故地基不均匀沉降的损害主要表现为纵墙的挠曲破坏。内外纵墙的中断、转折,都会削弱建筑物的纵向刚度。地基不良时，应尽量使内、外纵墙都贯通。纵横墙的联结形成了空间刚度，缩小横墙的间距，可有效地改善房屋的整体性，从而增强了调整不均匀沉降的能力。

2.1.3 设置沉降缝

用沉降缝将体形复杂或者长高比过大的建筑物分割为两个或多个体形简单规则、长高比不大、地基比较均匀的独立的沉降单元。沉降缝应有足够的宽度，以防止缝两侧的结构相向倾斜而互相挤压。缝内一般不得填塞，但寒冷地区为了防寒，可填塞松散材料。

2.1.4 相邻建筑物基础间满足净距要求

由地基中附加应力分布规律可知：作用在地基上的荷载，会使土中的一定宽度和一定深度范围内产生附加应力，从而地基将发生变形。在此范围之外，荷载对相邻建筑物的影响可忽略。如果建筑物之间的距离太近，同期修建会相互影响，特别是建筑物轻重差别太大时， 轻者受重者的影响。

2.2 结构措施

2.2.1 减轻建筑物的自重

在基底压力中，建筑物的自重占很大比例。据估计，工业建筑占50%左右；民用建筑占60%左右。因此，减轻建筑物自重可以有效地减少地基沉降量。

2.2.2 采用刚度大的基础类型

对于体形复杂、荷载差异大的框架结构，可以采用箱基、筏基、桩基等加强基础整体刚度，减少不均匀沉降。

2.2.3 设量圈梁或联系梁

在砌体结构中，设置圈梁可以提高砌体结构抵抗弯曲的能力，即增强建筑物的抗弯刚度。它是防止砖墙出现裂缝和阻止裂缝开展的一项有效措施。当建筑物产生碟形沉降时， 墙体产生正向桡曲，下层的圈梁起作用；反之，墙体产生反向挠曲时，上层的圈梁起作用。

2.2.4 减小或调整基底附加压力

设置地下室其作用之一是以挖除的土重去抵消一部分甚至全部的建筑物重量，以达到减小基底附加压力和沉降的目的。地下室还可只设置于建筑物荷载特别大的部位，可以减小与较轻部分的沉降差，使建筑物各部分的沉降趋于均匀。调整基底尺寸。加大基础的底面积可以减小沉降量。因此，为了减小沉降差异，可以将荷载大的基础的底面积适当加大。在具体的工程中，要根据实际情况，采取经济合理而义有效的调整措施。

2.3 施工措施

在进行工程建设时，采用合理的施工顺序和施工方法至关重要，这是减小或调整不均匀沉降的有效措施之一。

对于高低、轻重悬殊的建筑部位或单体建筑，在施工进度和条件允许的情况下，一般应按照先重后轻、先高后低的顺序进行施工，或在高重部位竣工并间歇一段时间后再修建轻低部位。带有地下室和裙房的高层建筑，为减小高层部位与裙房间的不均匀沉降，施工时应采用后浇带断开，待高层部分主体结构完成时再连接成整体。在新建基础、建筑物侧边不宜堆放大量的建筑材料或弃土等重物，以免地面堆载引起建筑物产生附加沉降。活载较大的建筑物，有条件时可先堆载预压；在使用初期应控制加载速率和加载范围，避免大量的迅速、集中堆载。注意打桩、降低地下水、基坑开挖对邻近建筑物可能产生的不利影响。

参考文献

[1]陈仲颐，叶书麟主编.基础工程学.北京：中国建筑工业出版社，1990

[2]洪毓康主编.土质学及土力学.北京：人民交通出版社，1990