建筑结构基础不均匀沉降的原因及结构设计研究 邓文达

发表时间:2021/8/4   来源:《基层建设》2021年第14期   作者:邓文达
[导读] 不均匀沉降主要通过改变建筑结构而引发变形、倾斜问题,存在严重安全隐患,为避免安全事故,需不均匀沉降原因提高结构设计科学性

        中国瑞林工程技术股份有限公司  广东省深圳市  518000
        摘要:不均匀沉降主要通过改变建筑结构而引发变形、倾斜问题,存在严重安全隐患,为避免安全事故,需不均匀沉降原因提高结构设计科学性,降低建筑结构基础不均匀沉降问题发生概率。基于此,本文首先阐述了建筑结构基础不均匀沉降的原因,进一步提出预防建筑结构基础不均匀沉降的结构设计对策,以供参考借鉴。
        关键词:建筑结构基础;不均匀沉降;结构设计


        引言
        结构基础不均匀沉降严重降低了建筑物品质,造成安全隐患,导致裂缝、变形等问题出现,并可引发建筑下沉现象,使建筑整体稳固性降低,无法抵御地震等灾害,给建筑结构造成损伤,为避免建筑结构基础不均匀沉降问题,全面分析不均匀沉降问题的产生原因,需结合产生不均匀沉降的原因进行针对性处理,通过避免不均匀沉降提高建筑结构质量,延长建筑使用寿命。
        一、建筑结构基础不均匀沉降的原因分析
        (一)勘察失误
        在建筑工程正式施工前,需组织地质勘察工作,明确建筑施工现场地质结构及水文组成,一旦出现勘察失误现象,则回答导致勘察结果出现偏差,继而引发建筑结构基础不均匀沉降问题。勘察失误主要表现在以下两点:(1)由于勘探土层失准导致并未识别出地质细节,如因探测深度失误导致并未识别出震陷液化层、湿性黄土层等土层,继而引发建筑结构基础不均匀沉降问题。(2)缺乏土工试验,并未摸清土层性质,导致出现湿陷等级评价不准确、承载力特征值失误等问题,此外,若并未探明地下水结构及管径埋设结构,易出现地基浸水等问题,继而引发侵蚀、流土的现象,产生不均匀沉降。
        (二)设计偏差
        建筑工程设计是否准确可直接决定建设质量,若设计人员并未准判定建筑结构承重值,导致设计方案中所应用的材料无法满足建筑要求,则会埋下不均匀沉降隐患。在设计阶段若出现基础形式选择不规范、参数计算存在误差、基础持力层选取不当、未验算软弱下卧层影响、未设置沉降后浇带等情况时,且按照此图纸进行施工将直接影响施工质量,并埋下不均匀沉降安全隐患。
        (三)施工隐患
        建筑地质条件的差异为全面预防建筑结构基础不均匀沉降的原因之一,需有针对的制定沉降预防措施,并在施工期间加以落实。同时若施工单位在施工基础时,基础未进入设计图纸要求的基础持力层,或基础持力层经过长时间雨水浸泡和暴晒,或基础超挖后的级配砂石回填未进行夯实时将会引发建筑的不均匀沉降。因此若施工设计图与现场地质构造不吻合,需要求地质勘察单位与设计单位重新研究,消除沉降隐患。在实际施工期间,部分单位为节约成本而简化施工步骤,并未严格按照施工设计方案进行,导致施工过程不严谨,埋下施工隐患,以基础超挖后的级配砂石回填为例,部分施工单位为降低成本或赶工期,天然基础超挖后未对回填的级配砂石分层夯实,压实系数不满足时,引发不均匀沉降。
        (四)意外因素
        意外因素主要指建筑投入使用后地下管道破损等问题,使管道水渗入地基,引发基础下水土流失,产生建筑结构基础不均匀沉降问题,甚至出现塌陷问题。除此之外,若施工期间将超出地基承载界限的物品堆放至基坑周围,会导致地基承受多余外力,造成建筑物倾斜等现象。



        二、预防建筑结构基础不均匀沉降的结构设计对策
        (一)优化勘察设计
        勘察设计单位需与工程正式施工前需进行地质勘察工作,通过地质调查获得施工建设区域内地质结构情况,并评估该地质对建筑体的影响。地质勘察期间,勘察人员需严谨对待勘察工作,确保勘察工作科学化进行,在正式勘察前,需由项目负责人需组织培训工作,强调勘察工作的重要性,确保其可通过勘察工作获得精准地质信息,为后续施工设计提供准确依据。基础设计时需考虑到不均匀沉降对建筑结构的影响,需额外注重建筑上半部分结构,避免不均匀沉降引发结构变形问题,科学设置建筑参数,使建筑地基基础的作用尽数展现。
        (二)降低建筑自重
        墙体质量的提升可增强建筑承重性及抗压性,为避免建筑在自身重力及外部压力作用下而产生结构变形问题,需综合考虑地基结构强度及建筑刚度。部分建筑因其自重导致地基所承受的压力过大,继而产生不均匀沉降问题,此时需尽可能选用轻质建材,降低建筑自重,规避不均匀沉降问题[1]。降低建筑自重需建立在建筑刚度足够的情况下,不可为降低建筑自重而削减建设质量,同时,轻质建材应用在非承重结构上,例如,运用轻质隔墙、混凝土空心砖建设非承重墙部分,并在混凝土结构及钢结构共同作用下提升建筑刚度,并科学设置防震缝、伸缩缝,提高结构科学性。
        (三)强化建筑构造
        在建筑结构设计优化时,可设置圈梁结果,用以增强建筑可靠性,提高建筑墙体抗剪性及抗拉性,防止因不均匀沉降造成墙体裂缝问题。为保障建筑整体结果稳定性,需于每层结构中均设置圈梁结构,避免墙体挠曲问题,在实际设置时,需借助圈梁结构设置闭合系统,衔接建筑内横墙与外墙,提升建筑整体稳定性[2]。为保障建筑外部美观度,可将圈梁结构设置为多个单元,但该方式造成了立面差距,为避免不均匀沉降,设置沉降缝结构,使建筑构造更为科学。沉降缝的应用简化了建筑物平面,并降低长高比,此时需控制长高比处于2.5范围内,使沉降缝起到稳固建筑结构的作用,预防建筑结构基础不均匀沉降问题的产生。
        (四)基础处理与加固
        合理的选取基础持力层和基础形式,全面复核建筑场地范围的地勘场地情况,以及在设计阶段校审各个设计参数及荷载等,有利于避免造成图纸问题。在地基结构处理时,需灵活运用桩基础,选取坚硬的岩层,防止不均匀沉降。图1为地基基础示意图,可凭借桩柱、梁、底板、隔板构建稳定性强的建筑结构,运用桩柱稳定结构,连接建筑顶板,极大提高建筑稳定性,以此更好地应对不均匀沉降问题。在实际处理工作中,还可采用换土方式对地基进行处理,进行软硬土转换,并借助沉降缝结构消除不均匀沉降隐患。此外还可增加基础底面积,对基础进行加固,通过增加建筑受力面积分散压强,以此降低不均匀沉降问题出现概率。通常情况下,可通过直接加宽、外增基础的方式增加基础底面积,其中直接加宽是在原有建筑基础结果边缘再次填土浇筑,凿出不平整凹坑,起到提高基础粗糙度的效果,并应用界面剂增加结合力。直接加宽时为避免基础被碱、酸等物质侵蚀,可运用混凝土、砖墩替代原有基础土层,若建筑场地地基土层较软,可将35cm厚的筏板结构于地基75cm处,用以提高建筑稳定性。外增基础主要通过转移建筑主体荷载的方式加固地基,而新增基础结构可设置于原有地基基础中间或两侧,并覆盖混凝土,提高建筑抗剪力与刚度。

        图1地基基础示意图
        结束语
        综上所述,勘察失误、设计偏差、施工隐患、意外因素等均可引发建筑结构基础不均匀沉降问题,在建筑工程建设期间,需优化勘察设计,提高勘察恩结果准确性,降低建筑自重,并强化建筑构造,提升建筑结构强度与刚度,此外应做好基础处理及加固工作,全方面提升建筑稳定性,避免出现建筑结构基础不均匀沉降问题。
        参考文献
        [1]李宝玉.建筑结构基础不均匀沉降的原因及防治对策[J].工程技术研究,2020,5(18):53-54.
        [2]王平,袁丽梅,王乾.建筑结构基础不均匀沉降的原因及结构设计中的防治对策探讨[J].居舍,2020(04):111+103.

 

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