軟土地基不均勻沉降的對策研究

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軟土地基一般是指抗剪強度較低、壓縮性較高以及具有其它不良性質(zhì)的地基土。常見的如天然的淤泥與淤泥質(zhì)土，人類任意堆積的生活垃圾、工業(yè)廢料形成的雜填土和水力沖填泥砂形成的沖填土等。近年來，隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展與對外改革的需要，全國各地都在興建各類廠房、商業(yè)大廈、賓館飯店、多層與高層住宅等建筑工程，良好的建筑物地基越來越少，一些建筑物只能座落在這些不良場地上。例如一些城市的近郊低洼地帶，過去作為市區(qū)垃圾卸填區(qū)，現(xiàn)在由于城市的擴展成為了建筑場地；天津市保稅區(qū)為濱海淤泥和淤泥質(zhì)土，但大量的倉庫、辦公及生活用房無可選擇的建造在這軟土地基上；我國南方一些城市郊外的水塘、古河道、水稻田，由于城市發(fā)展的需要，劃為住宅小區(qū)，建造多層及高層住宅樓。上述的這些不良地基在建造建筑物時必須引起高度重視，否則一旦處理不當，就會造成工程事故。本文就軟土地基上建設(shè)項目的設(shè)計與施工經(jīng)驗談一談自己看法。

　　一、軟土地基修建建筑物的可行性分析

　　軟土地基的特點建筑物的沉降量大而不均勻，沉降量大現(xiàn)可采取有效措施進行控制，而不均勻沉降由于影響因素多且復雜，故成為現(xiàn)在建筑物開裂或嚴重影響使用等工程事故的主要原因，必須引起充分重視。但人們從反復的生產(chǎn)斗爭和科學實驗的實踐中，對軟土地基上建筑物的設(shè)計與施工等方面已積累了許多經(jīng)驗，認為只要設(shè)計、施工及使用得當，在軟土地基上成功的建造建筑物是完全可能的。

　　此外，在軟土地基上修建建筑物，還應(yīng)考慮上部結(jié)構(gòu)與地基的共同工作。因為我國沿海軟土地區(qū)的許多工程實踐表明，考慮上部結(jié)構(gòu)和地基的共同工作是減少地基不均勻沉降的一項十分成功的經(jīng)驗。因為上部結(jié)構(gòu)（包括基礎(chǔ)）和地基是緊密聯(lián)系在一起的一個整體，它們互相聯(lián)系，又互相影響，如果僅從上部結(jié)構(gòu)或地基單方面采取措施，往往不能獲得即可靠又經(jīng)濟的效果，必須對建筑體型、荷載情況、結(jié)構(gòu)類型和地質(zhì)條件等進行綜合分析，采取響應(yīng)的措施，這樣就可以減少軟土地基上建筑物的不均勻沉降，保證建筑物的安全和正常使用。

　　二、軟土地基不均勻沉降的原因

　　地質(zhì)勘探報告真實性如何，對建筑物的沉降量大小關(guān)系很大。工程地質(zhì)報告要正確反映土層性質(zhì)、地下水和土工試驗情況，并結(jié)合設(shè)計要求，對地基作出評價，對設(shè)計和施工提出某些建議。如果地質(zhì)報告不真實，就給設(shè)計人員造成分析、判斷的錯誤。以前在地質(zhì)鉆探中有的有孔、有的無孔或深度不到位，有的抄襲相鄰的地質(zhì)報告，個別甚至出具假報告，都曾給建設(shè)單位造成過重大經(jīng)濟損失。

　　在設(shè)計方面也有一些原因。有些建筑物單體太長的，平面圖形復雜；在有層高高差和荷載顯著不同、地基土的壓縮性有顯著不同及在地基處理方法不同的之處，未在適應(yīng)部位設(shè)置沉降縫；基礎(chǔ)剛度或整體剛度不足，不均勻沉降量大，造成下層開裂；設(shè)計馬虎，計算不認真，有的不作計算，照抄別的建筑物的基礎(chǔ)和主體設(shè)計。

　　在施工方面上的原因。墻體砌筑時，砂漿強度偏低，灰縫不飽滿；砌磚組砌不當，通縫多，斷磚集中使用；拉結(jié)筋不按規(guī)定標準設(shè)置；墻體留槎違反規(guī)范要求等等。

　　三、 軟土地基不均勻沉降對策研究

　?。ㄒ唬你@探報告入手，確保其真實性和可靠性

　　地質(zhì)勘察報告是一門專門的科學，來不得半點虛假。鉆探報告是設(shè)計人員的主要設(shè)計依據(jù)，必須提高地質(zhì)勘測人員的業(yè)務(wù)水平、政治素質(zhì)和職業(yè)道德素質(zhì)，加強責任感，這樣才能使勘察報告具有真實性和可靠性。

　?。ǘ脑O(shè)計入手，采取多種措施，增強多層住宅的基礎(chǔ)剛度和整體剛度。

　　1、建筑設(shè)計方面措施。（1）建筑平面應(yīng)力求簡單，高差不宜過大。建筑平面簡單、高度一致的建筑物，基底應(yīng)力較均勻，圈梁容易拉通，整體剛度好，即使沉降較大，建筑物也不易產(chǎn)生裂縫和損壞。而對于立面上有高差（或荷載差）的建筑物，由于作用在地基上荷載的突變，使建筑物高低相接觸處出現(xiàn)過大的差異沉降，常造成建筑物的輕、低部分傾斜或開裂破壞。軟土地區(qū)由于層數(shù)差引起的損壞想象很為普遍，一般高差二層及二層以上者，常見有輕重不同的裂縫。當?shù)鼗貏e軟弱時，即使僅一層之差，也會導致建筑物開裂。（2）控制建筑物的長高比及合理布置縱橫墻。磚石承重的建筑物，當其長度與高度之比較小時，建筑物的剛度好，能有效防止建筑物開裂。

　　根據(jù)建筑實踐經(jīng)驗，當基礎(chǔ)沉降量大于120mm時建筑物的長高比不宜大于2.5；另外合理布置縱橫墻是增強建筑物剛度的重要措施之一， 縱橫墻布置時磚石承重結(jié)構(gòu)的縱橫墻應(yīng)盡量貫通，橫墻間距適當， 一般不大于建筑物寬度的1.5倍為妥，縱橫墻最好不轉(zhuǎn)折或少轉(zhuǎn)折，可提高建筑物的整體性。（3）設(shè)置沉降縫。用沉降縫將建筑物從屋面到基礎(chǔ)分割成若干個獨立的沉降單元，則使得建筑物的平面變得簡單、長高比減小，從而有效減輕地基的不均勻沉降。因而考慮在對平面圖形復雜的轉(zhuǎn)折處；層高高差處或荷載顯著不同的部位；在地基土的壓縮性有顯著不同處或在地基處理方法不同處及分期建筑的交接處設(shè)置沉降縫。沉降縫應(yīng)有足夠?qū)挾龋p內(nèi)一般不填充材料，以便充分發(fā)揮其作用。（4）考慮相鄰建筑物的影響。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，由干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。為此應(yīng)使建筑物之間相隔一定距離，距離應(yīng)滿足規(guī)范要求。（5）建筑物標高的控制與調(diào)整。確定建筑物各部分的標高，應(yīng)考慮沉降引起的變化。根據(jù)具體情況，可采取相應(yīng)的措施。例如室內(nèi)地坪，應(yīng)根據(jù)預估的沉降量預以提高；建筑物各部分（設(shè)備之間）有聯(lián)系時，可將沉降量大者的的標高適當提高；建筑物與設(shè)備之間，應(yīng)留有足夠的凈空；當建筑物有管道通過時，管道上方應(yīng)預留足夠尺寸的空洞，或采用柔性的管道接頭。

　　2、結(jié)構(gòu)設(shè)計方面措施。（1）增強建筑物的剛度和強度。如前所述，控制建筑物的長高比和適當加密橫墻可增加建筑物的剛度和整體性。此外從結(jié)構(gòu)處理上應(yīng)在砌體中設(shè)置圈梁能增強建筑物的整體性，即使建筑物有較大的沉降，也不致產(chǎn)生過大的撓曲變形，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。多層住宅的屋面板必須一律采用現(xiàn)澆鋼筋砼結(jié)構(gòu)，多層建筑的基礎(chǔ)及主體結(jié)構(gòu)必須用商品砼澆搗。（2）減輕或調(diào)整建筑物的荷載。盡量采用自重輕的結(jié)構(gòu)形式如采用輕鋼結(jié)構(gòu)、預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)以及輕型屋面等；對于磚石承重的房屋，墻身重量所占總荷載的比重較大，約55%~65%，故宜選用空心磚、輕質(zhì)混凝土墻板等輕質(zhì)墻體材料。設(shè)置地下室或半地下室也是減少建筑物沉降的有效措施，通過挖除的土重能抵消一部分作用在地基上的附加壓力，從而減少建筑物的沉降；有時，也可通過在建筑物的重、高部分下設(shè)置地下室或半地下室以調(diào)整建筑物各部分的沉降差異。（3）上部結(jié)構(gòu)采用靜定結(jié)構(gòu)體系。當發(fā)生不均勻沉降時，在靜定結(jié)構(gòu)體系中，構(gòu)件不致引起很大的附加應(yīng)力，故在軟弱地基上的公共建筑物、單層工業(yè)廠房、倉庫等，可考慮采用靜定結(jié)構(gòu)體系，以減輕不均勻沉降產(chǎn)生的不利后果。

　　3、地基和基礎(chǔ)設(shè)計方面措施。（1）地基基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)以控制變形值為主，設(shè)計單位必須進行基礎(chǔ)最終沉降量和偏心距離的驗算?；A(chǔ)最終沉降量應(yīng)當控制在規(guī)定的限值以內(nèi)。在建筑物體形復雜，縱向剛度較差時，基礎(chǔ)的最終沉降量必須在15MM以內(nèi)，偏心距應(yīng)當控制在15‰以內(nèi)。（2）對于3-6層民用建筑基礎(chǔ)設(shè)計時可采用薄筏基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)采用輕型結(jié)構(gòu)，利用軟土上部的“硬殼”層作為基礎(chǔ)的持力層，可減少施工期間對軟土的擾動。（3）當天然地基不能滿足建筑物沉降變形控制要求的，必須采取技術(shù)措施。例如可采用打預制鋼筋砼短樁、砂井真空預壓、深層攪拌樁、新型碎石樁等方法進行技術(shù)處理。（4）基礎(chǔ)設(shè)計時應(yīng)有意識的加強基礎(chǔ)的剛度和強度?；A(chǔ)在建筑物的最下面，對建筑物的整體剛度影響很大，特別是當建筑物產(chǎn)生正向撓曲時，受拉區(qū)在其下部，因而必須保證基礎(chǔ)有足夠的剛度和強度。為此應(yīng)根據(jù)地基軟弱程度和上部結(jié)構(gòu)的不同情況，可采用鋼筋混凝土十字交叉條形基礎(chǔ)或筏形基礎(chǔ)、肋筏基礎(chǔ)，有時甚至采用箱形基礎(chǔ)，采用這類基礎(chǔ)形式，可被消除基礎(chǔ)的撓曲變形。（5）同一建筑物盡量采用同一類型的基礎(chǔ)并理置于同一土層中，當采用不同的基礎(chǔ)形式時上部結(jié)構(gòu)必須斷開，尤其是地震區(qū)，因為地震中軟土上各類地基的附加下沉量是不同的。

　　（三）從施工入手，切實提高施工質(zhì)量

　　1、砂漿的品種、強度等級必須符合設(shè)計要求。影響砂漿強度的因素是計量不準，原材料質(zhì)量不合格；塑化材料（如石灰膏）的稠度不準而影響到滲入量；砂漿試塊的制作和養(yǎng)護方法不當。解決的辦法是：加強原材料的進場驗收，嚴禁將不合格的材料用于建筑工程上。對計量器具進行檢測，并對計量工作派專人監(jiān)控；將石灰膏調(diào)成標準稠度后稱量，或測出其實際稠度后進行換算。

　　2、磚的品種，強度必須符合設(shè)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。一般采用一順一丁，上下順磚錯縫的砌筑法，以大大提高砌筑墻體的整體性，當利用半磚時，應(yīng)將半磚分散砌于墻中，同時也要滿足搭接1/4磚長的要求。

　　3、正確設(shè)置拉結(jié)筋。磚墻砌筑前，應(yīng)事先按標準加工好拉結(jié)筋，省得工人穩(wěn)來亂拿鋼筋；使用前地操作工人進行技術(shù)交底；一般拉結(jié)筋按三個0.5M，即埋入墻內(nèi)0.5M，伸出墻外0.5M，上下間距0.5M.抗震構(gòu)造柱埋入長1M.半磚墻放1根，一磚墻放2根，考慮到水平灰縫為8－12MM，為保證水平灰縫飽滿度，拉結(jié)筋選用Φ6.5MM.

　　4、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。為此要加強對操作工人的教育，不能圖省事影響質(zhì)量；為保證構(gòu)造柱馬牙槎高度；不宜超過標準磚五皮，多孔磚三皮；轉(zhuǎn)角及抗震設(shè)防地區(qū)臨時間斷處不得留直槎；嚴禁在任何情況下留陰槎。

　　5、加強建筑物的沉降檢測。施工期間，施工單位必須按設(shè)計要求及規(guī)范標準埋設(shè)專用水準點和沉降觀測點。主體結(jié)構(gòu)施工階段，每結(jié)構(gòu)層沉降觀測不少于一次；主體結(jié)構(gòu)封頂后，沉降觀測2個月不少于一次。監(jiān)理單位必須進行檢查復測，并將資料列人工程質(zhì)量評估內(nèi)容。