高层建筑不均匀沉降技术探讨

摘要：我国人口基数大，在住房和使用方面上对建筑需求量大，而高层建筑就是在建筑行业快速发展中出现的产物，高层建筑可以满足人们对生存空间的需求，减轻了我国人口对住房的需求量。而高层建筑的建设中，基础尤为重要，基础的不均匀将会导致建筑物的沉降、倾斜和崩塌等一系列危害。

关键词：高层建筑；地基；框架结构；施工措施

1基础不均匀沉降对高层建筑的危害

高层建筑在设计的过程中，其主楼和裙楼之间的所受压力都会经过一个严密的计算，因为在主楼和裙楼之间有一个很大的高度差，这就要确保建筑物的上部的结构、载荷能力、刚度都要达到一个标准，以此来保证其受力均匀。如果其结构刚度和载荷的分布不均匀，会造成内部受力与反作用力出现很大的差值，这就是高层建筑沉降产生的原因。而减少这种沉降差异就是当前高层建筑工程在基础设计与施工等环节所要解决的重点问题。一般情况下，土层或者岩层等天然地基具有一定的压缩性，这种地基受到自身重力和外界附加应力的共同作用，会不断地被压密，并产生一定的沉降。建筑物基础所产生的均匀沉降不会对建筑本身造成太大的影响，并且在工程中往往可以采取预留沉降标高的方法来解决这一问题。但是，如果所施工的建筑物的载荷分布相差较大，各部分基础的类型、尺寸差异也比较大，一旦所采取的基础比较软弱、土层硬度分布不均匀、土层厚度变化较大，就很容易使基础产生过量的不均匀沉降，从而造成地基沉陷。因此在建筑工程施工中，高层建筑的基础不均匀轻则会使建筑物产生墙体开裂，重则会导致建筑物的倾斜、下沉，严重时还会使建筑物倾塌。以上种种都是不可忽视的危害，这对建筑施工、人员入住都带来了安全隐患，而基础不均匀更是影响楼房使用寿命，对建筑物的经济效益具有一定的影响。

2防止高层建筑基础不均匀沉降的措施

2.1高层建筑施工的整个过程中，首先应该对建筑物进行科学严谨的设计工作，然后经过实地勘测，对高层建筑物在建成之后可能会遇到的自然影响计算在内，因高层建筑的主楼与裙楼存在很大的高度差，这就要考虑到水平侧向力对建筑的影响。2.2确保地质勘察的准确性。这样才会让设计人员可以对施工基地进行准确的分析，设计出合适的建筑类型。2.3妥善的设计建筑外观。追求建筑外在美观的前提是建筑物整体可承重量、建筑物的刚度等达到均匀受力的水平，过于夸张且拉伸的建筑外形也会对建筑受力有一定影响。2.4地基的合理设计。地基是一个建筑物的基础，设计人员在对建筑的设计上要根据上部建筑对地基所产生的荷载还有地质土质的不同进行设计，确保地基不会因为所受外在应力过大而出现变形的情况。

3改善高层建筑框架结构的措施

3.1先勘察再设计。如上文所述，先勘察地质地貌、地下水位和水文地质，然后再根据本身的技术和施工等外在条件进行分析规划，设计合理的建筑结构。3.2减轻建筑物墙体结构的自重。地基所能承载的压力值与地上载荷值是成正比的，减轻地上建筑物的重量就可以减轻上部给地基带来的附加应力。所以在选用材料的时候可以选择一些轻质的墙体材料，在不影响建筑物墙体刚度的前提下选用材质更轻的材料，弥补传统墙体材质密度过大且重量更高的缺陷，以此来防止地基的下沉。3.3在墙顶上设置钢筋混凝土圈梁，并且增加整体建筑物的刚度。上文中提到因不均匀沉降将会导致墙体裂缝、楼体倾斜等危害，加强整个建筑物的刚度可以防止因倾斜产生的弯曲。3.4对建筑物的荷载分布进行调整。对不同的区域设计不同的基地宽度，再配合纵横墙混合承重形式可以对防止不均匀沉降的发生。

4改善高层建筑设计施工的措施

许多因素都会使高层建筑出现不均匀沉降的发生，在建筑的整体工程里，前期的设计、勘查与之后的选料、施工都会对整体建筑起到一定的影响。4.1材料选用与检验。施工材料的选择最好采用高质量的轻质材料，建筑材料在进场应用之前必须检验确定达到合格的标准，防止劣质材料对施工进程与建筑完成质量的影响。4.2对高层建筑及其基础部分设置沉降缝。工程实践中，可以利用沉降缝将高层建筑及其基础分割为两个以上的独立沉降单元，从而有效减小或避免地基不均匀沉降的危害。在对高层建筑进行分割时，要注意每个独立的沉降单元的外形构造要简单，结构类型单一，长高比值较小，同时要特别注意每个沉降单元所处位置的地基应均匀。根据实际施工经验总结，我们可以在一些特定的位置设置沉降缝，比如建筑高度或荷载变化较大的位置、建筑结构类型或基础类型发生变化的位置、具有复杂平面形状的建筑物的转折部位、地基土压缩性发生显著变化的位置、分期建设部分的交界处等，还可以在设计中要求设置伸缩缝的位置同时设置沉降缝。4.3合理选择高层建筑与相邻建筑物基础间的净距。高层建筑基础所承受的附加应力不断向外扩散，因此相邻建筑之间的不均匀沉降会彼此相互影响，这种影响随着间距的减小而增大。根据经验总结，一般情况下，同期建造的相邻建筑物中较轻较低的建筑物受较重较高建筑物的影响，早期建造的建筑物受邻近新建重型或高层建筑物的影响。如果处于软土地基上的两个高层建筑距离过小，则二者相互影响将会产生较大的附加不均匀沉降，很容易造成建筑物的开裂或者互倾等危害。为了避免这种相邻建筑之间的影响，需要根据地基的压缩性、建筑物的规模、重量、刚度等因素，合理选择高层建筑基础之间的净距。

5施工程序设计

施工过程中要合理安排施工程序，选用科学有效的施工方法，在一定程度上减少或调整一部分均匀沉降。在进行高层建筑群施工时，要合理安排相邻建筑物的施工程序，以先重后轻、先高后低等顺序施工，必要时应该适当加大二者的施工间隔。基坑开挖时，可在坑底保留200mm厚度的原土层，待施工垫层时再临时铲除，或用砂子、碎石等回填处理，以达到保持地基土的原有结构状态的目的。建筑行业的不断发展与创新逐渐弥补了高层建筑的主楼与裙楼之间的高度差所引起的基础不均匀沉降，这些措施弥补了在施工建设中所存在的隐患，保障高层建筑的质量与使用寿命，提高了建筑物使用的经济效益。

参考文献

[1]王铮.浅谈防止高层建筑物基础不均匀沉降的措施[J].科技与企业,2013(8).

[2]李晓千.现代建筑不均匀沉降防治措施[J].门窗，2014(12).

作者：岳庆华 单位：大兴安岭林业集团公司