改革开放以来,我国的经济取得了长足的发展,城市化水平不断提高,各种建筑如雨后春笋般涌现。但是却发生了很多建筑不正常损毁的事故。其中有很多事故都是建筑地基不均匀沉降造成的,出现楼房歪斜、裂缝、漏水等现象,最终会导致楼房倒塌。为了保证建筑物的质量,杜绝类似事件的发生,必须因地制宜,采取适当的施工技术,防止建筑地基出现不均匀沉降。
1、建筑地基不均匀沉降产生的原因
1.1地基土质的原因
地基是对建筑物载荷起直接承受作用的地层。一般是地表下的基岩或者土体。处理良好的地基能使建筑物更加坚固耐用,承受更高的载荷,使用更长的时间。如果地基是土体,建筑物会出现较大的沉降量。而土体中存在大量的空隙,具有良好的压缩性。尤其是在软弱地基上进行建筑施工,沉降量会更大,发生不均匀沉降的可能性也会变高。如果建筑物基底面积较大,覆盖了较大范围的土体,由于土质分布不均匀,产生不均匀沉降。某些土体本身承载力不足,在进行建筑物施工时发生不均匀沉降,导致建筑结构破坏,这是造成地基不均匀沉降的主要原因。
1.2地基侧移
在原有建筑物附近或周围新开挖深坑基础工程,建筑物靠近江、河、湖、海的岸边,类似这些具有开放侧面的地基,在建筑物的重力作用下地基会发生沉降,并且地基中的土层会朝着开放的一侧滑动。这是一个缓慢进行的过程,年代越久,土层滑移越明显,地基倾斜也越明显,结果就是建筑物不均匀沉降,最终导致建筑物倒塌。
1.3地基状况发生改变
地下水位的下降会引起较大范围内地基状况的改变。目前,国内很多城市生活用水都是通过开采地下水,这就导致地下水位持续下降。实践表明,在大量开采地下水的地区,大批的地上和地下建筑发生开裂现象。地下水采空区会形成一个漏斗状的空洞,处在空洞上部的建筑物会向着漏洞中央发生歪斜。地下采空区形成的塌陷区也会对地基造成影响,产生不均匀沉降。
2、防止地基不均匀沉降的施工技术
2.1加强基础地质勘查
作为整个建筑工程基础性的勘查工作,必须保证地质勘探成果的真实性和有效性,这是工程设计人员进行后续设计的依据,和建筑物的沉降之间有很大的关系。工程地质报告要正确地反映地基土层的性质、地下水情况和土工试验情况。结合当地实际的建筑工程设计要求对地基做出有效的评价。所以要加强地质勘探工作,提高勘探人员的责任和意识,强化其技术水平,保证地质勘探报告的真实有效。
2.2选择适当的地基处理方式
地基是承载建筑物载荷的基础。对地基处理的好坏直接影响着建筑物的质量。对于以土体为主的软弱地基,应该根据地质勘察结果认真分析,选择合理的地基处理方式,地基基础设计应该控制变形值,进行基础最终沉降量和偏心距的计算,沉降量应该控制在《地基基础设计规范》的限制值以内。对于浅基础,可以采用换土垫层法、碾压夯实法、水泥土桩法等进行地基加固处理,保证地基的稳定性。
2.3设置沉降缝
当相邻建筑物之间的高度、载荷、结构差别很大但地基又比较软弱的时候,建筑物可能产生不均匀沉降。应该在建筑物体形转折处、载荷、高度变化处、地基处理方法明显不同的地方设置沉降缝。可以采用挑梁基础,在沉降缝一侧墙的基础按照正常设置,另一侧的纵墙由悬挑的挑梁承担,梁端设基础梁和轻质隔墙。可以采用双墙方案,在沉降缝的两端都设置承重墙,保证每个独立单元都有纵横墙封闭连接,结构的整体性好。
2.4加强施工管理
在施工的时候应该加强施工管理,避免破坏地基土体的原有结构。如果坑底的土被扰动,应该挖去,用砂和碎石回填并夯实。在软弱地基地区开挖地基应该注意对周围建筑物和工程设施的影响。当建筑物有高、低和轻、重部分时,应该先施工高和重的部分,使其产生一定的沉降量之后在施工低和轻的部分。先施工房屋的主体部分,再施工房屋的附属部分。
3、建筑物沉降加固技术实例
3.1工程概况
某会所的门厅钢架的独立柱基础,坐落在肥槽内回填素土上,尺寸1.0m×0.9m,施工结束后,独立基础出现下沉,下沉位移250mm。根据分析结果,坐落在肥槽内的独立柱基础下方有4m厚的回填土。由于回填土施工质量没有达到设计要求,在柱体载荷的作用下,土体压缩下沉,导致柱子基础沉降。雨水渗入回填土,使沉降更加严重。为了防止基础继续沉降,采用压力注浆法加固地基,加固深度在5m左右。
3.2设计参数
注浆的主要设计参数如下:注浆管直径48mm,注浆管长度为3.0m和5.5m。长管和短管间隔布置,短管倾角50°~55°,长管倾角65°。短管间距0.5m,长管间距1.0m。使用P.SA32.5水泥配制水泥浆,水泥浆水灰比:0.8~1.0。注浆终止条件为以控制注浆量为主,压入总量8t,控制注浆压力为辅,压力为0.5~1.0MPa。具体布置如下图所示:
3.3加固施工工艺
(1)成孔,采用机械成孔结合人工开挖,注意控制孔径和倾角。
(2)加工注浆管,注浆管一般选择钢花管,下端设置1~2m长的开孔段,底端封口,在开孔段外壁包扎一层软橡皮,防止流砂涌进钢花管导致灌浆无法进行。
(3)放入注浆管,成孔之后将注浆管放入孔内,如遇堵塞成孔困难,用空气锤强行将注浆管打入土体,打入深度满足设计要求。
(4)封口,注浆管打入设计深度后,注浆管孔口和周围土体的缝隙采用水泥浆或者混凝土进行封堵。
(5)注浆,封口48h后进行注浆。注浆压力采用二次或三次升压法来控制,注浆开始采用低压或者自流式注浆,然后压力逐渐增大。如果吸浆量较大,可以采取间歇性注浆的方法。当注浆量达到设计要求或注浆压力达到0.5~1.0MPa时停止注浆。
3.4质量检验
注浆结束后28d通过轻型动力触探检验,说明被加固地基的均匀性满足设计要求。通过沉降量观测可以全面检验注浆效果。通过注浆前、注浆中、注浆后6个月内的持续沉降观测,最大沉降量稳定在8mm,满足设计要求。
4、结束语
建筑物地基不均匀沉降是一个复杂的工程问题,要根据当地的实际情况,上部结构、下部基础等进行综合考虑,采取适当的措施。将地基不均匀沉降控制在允许范围内,保证建筑物的安全和稳定。
参考文献:
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