关于高层建筑地基沉降与控制研究
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关于高层建筑地基沉降与控制研究

2022-10-31 09:00:04 来源:网友投稿

摘 要:高层建筑的数量越来越多,建筑物的质量问题也应该引起高度重视,只有确保了建筑物的工程质量,才能保障人们的生命财产安全。而建筑物地基是否牢固是承载工程质量问题的关键。高层建筑地基最常见、最普遍的问题莫过于沉降问题了,所以采取针对性的手段对其进行严格控制就显得尤为主要。

关键词:高层建筑;地基沉降;控制

中图分类号:TU433 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2019)05-0136-02

0 引言

在现代化社会生活中,人们的物质追求与精神追求并驾齐驱,共同构成衡量人们生活水平的重要指标。建筑物是其中的重要组成部分,但是城市占地面积有限,人口数量与日俱增,建筑只能在高度上不断增加,高层建筑甚至是超高层建筑应运而生。高层建筑中最为重要的问题就是地基建设,对于后续工程施工起到了决定性的作用。而如何降低地基沉降情况出现的概率,已然成为相關单位值得深思的课题。

1 高层建筑中地基沉降的主要原因

要想解决高层建筑地基不规则沉降的问题,就需要有针对性的找出症结所在,这样才能制定出与之相匹配的解决方案。影响建筑物产生沉降现象的原因有很多,尤其是在实际工程中经常会遇到一些突发性事故,导致建筑物的混凝土结构层不稳定,进而产生裂缝。作为衡量建筑物使用寿命的关键因素,设计人员一定要对质量严格把关,这样才能得到有效预防,保障人们的生命财产安全不受损害。笔者结合自身经验对高层建筑中地基沉降的主要原因进行了分析,供相关人士参考与借鉴:

(1)应当制定一个严谨的设计方案,做好相应的准备工作。好的开始是成功的一半,尤其对于高层建筑来讲,在设计过程中要充分考虑到不规则沉降发生的可能性,但是往往正是忽视了这一点,才造成建筑物沉降问题的发生,进而也就没有得到有效的防范。相关设计者在没有预先考虑这一问题潜在隐患的前提下,也就没有认真考察建筑物附近的环境以及具体的施工地点,通常凭借自己个人经验以及在书本上学习到的理论知识就着手展开设计工作,殊不知不同环境下的土层在结构、厚度、性质等方面都存在较大的差异性,其施工的复杂程度也是不尽相同的。这就相当于为高层建筑在后续施工中埋下了一颗“定时炸弹”,极容易在后续的施工中出现重大安全事故,不但造成人力、财力的损失,而且还会对社会带来不利影响。因此,建筑工程相关工作者一定要在设计上引起重视,进一步强化管理手段,做到防患于未然。

(2)建筑物种类很多,常见的有高层建筑、多层建筑等。在许多高层建筑物周围,又存在很多其他构筑物,由此产生建筑结构不当的问题,也在一定程度上影响着建筑地基的稳固性。因为周围建筑在施工时所使用的机械设备会产生振动,地基随着振动的发生就会出现形变,在局部位置引起下沉。而高层建筑周围如果存在大面积开挖工程,更会影响地基的稳定,产生水土流失的危险,进而引发地基滑移,严重情况下还会出现地基沉陷的情况。除此之外,如果建筑物周围的地面上有大量重物堆积,那么土层在重物压力下就会产生变形,随之引发地基沉降的问题。上述这些可能性都是高层建筑物周围存在施工造成的,如果不加以有效控制,那么将会带来十分严重的安全隐患。

(3)如果高层建筑在施工过程中未进行严格的控制,也会对建筑物结构带来不同程度的沉降问题。这一问题一方面来源于施工人员在实际工作中没有将本职工作做好,缺少行之有效的管理制度,认为管理不严格就放松对自己的要求,这种情况集中体现在实际作业中,没有详细进行检验就开槽动工,又或者是施工人员将施工材料堆放在已建成的建筑物附近,严重影响了基础工程的施工。另一方面,高层建筑中,砖砌体是十分常见以及普遍应用的一种结构,砖砌体结构质量的好坏会对建筑的整体质量带来直接的影响。在施工中,由于施工人员的实际操作问题,造成灰缝不够饱满,砌砖时组砌的不恰当以及存在较多通缝等,最终让地基产生沉降,工程质量受到威胁。

2 针对如何控制高层建筑地基沉降问题提出的有效措施

与一般建筑物不同,高层建筑自身就具有一定特殊性,尤其是在高度方面,更加要求地基要打得稳、打得牢固,这样才能确保工程质量。因此,实际工作中的难度也就会有所增加,采用的技术手段更加先进。上文中笔者提出了几点造成高层建筑地基沉降的主要原因,那么针对这些问题,笔者通过近些年的工作经验,也积累了一些可取之处,希望对今后的高层建筑地基沉降能够带来一些帮助。

(1)从建筑物结构的刚度方面来说,提高其结构刚度无疑是确保地基稳固的主要手段。具体做法有三点:1)在高层建筑的墙体中设置钢筋混凝土圈梁,增强建筑物的整体性,圈梁的设置,无论是砖石砌体的抗剪性还是自身的抗拉性,都能得到一定程度的提高,这样裂缝问题也就能得到有效避免了。通常情况下,圈梁的设置位置都是在建筑物的底层和檐口标高处,针对不同的建筑类型,也可增加隔层设施,有些地区或者城市处于地震带,也要考虑到自身的抗震效果,构造柱与圈梁连接处,构造柱的纵筋应在圈梁纵筋内侧穿过,确保构造柱在纵筋上下贯通,使其达到协调一致,提高建筑物的整体刚度。2)沉降缝的设置。为防止建筑物各部分因为地基不均匀沉降引起房屋破坏所设置的垂直缝叫做沉降缝。很多建筑要在外观上达到赏心悦目的效果以吸引人们的关注,因此建筑主要运用了多层排列的组合方式,从平面上来看更加复杂,在立面上也存在较大的高差,这样地基就会出现不同的受力状态,就好比一块海绵,使用不同的压力按压海绵,恢复的时间也有所不同。同样的道理,建筑物在不同的受力状态下就会出现沉降。这种情况下,设置沉降缝可以说是一种有效的控制手段,将建筑物分割成不同的沉降单元,按照屋面到基础的顺序进行分割,这样建筑物平面就不会显得过于复杂,立高面的长高比随之减小,高层建筑的沉降问题也就迎刃而解。3)对建筑物的长高比有效控制,它对砖石结构房屋空间刚度起决定因素。通过对软土地基的调查显示,三层以下的建筑结构,其长高比应该控制在2.5以下,当相应比例超过2.5但是未达到3.5时,那么就要确保将内横墙的间距控制在合理范围内,避免转折。对于不同的建筑物功能要求,长高比要求也不同,一般长高比如果难以实现,可以采取沉降缝的方式将其断开。

(2)要随时随地观察高层建筑地基的沉降情况,这样才能在第一时间发现问题。需要在不同的位置设置观测点,通常情况下在8m至12m之间设置一处观测点,而建筑物的山墙位置是必须要设置的,观测点的位置也比较固定,要求在山墙的中部进行设置。现如今很多高层建筑或者是框架式结构的多层建筑,往往都会在混凝土柱上增设一处观测点,这一位置可以更加直接观察到沉降的产生。有些特殊要求的建筑,还应该征得设计单位的同意,额外增加观测点,这样可以达到全方位观察沉降的效果。对标高的观测,观测点应该位于外墙檐的墙面上,设计单位在确定高层建筑的标高时,应该以建筑物的实际情况为参照。如果对标高没有特殊要求,一般情况下都以民用建筑的标高设置当作参考依据的。建筑工程的质量监督单位根据沉降观测点的编号统一进行管理。

(3)加强对施工的管理也是十分必要的。在地基施工过程中,要以严格的施工质量标准为前提,以施工设计图纸为根据,不能随意更改原图纸的内容。尤其是在建筑主体进行施工时,要事先进行检测,及时发现潜在的地基沉降隐患,工作人员一定要将检查的工作重视起来,切不可抱着侥幸心理随随便便的敷衍了事,而是需要经过多次检查,达到百分之百的肯定才能进行下一步工作。通常情况下,检测建筑物地基沉降问题需要以两个月为周期,在经过初步检查以后,相关工程部门还要进行復查,并且将每一次的检查过程与结果记录下来,以方便对以后的工程提供借鉴,同时也是为了一旦产生责任事故,第一时间找到责任主体并且制定出解决方案。此外,施工时需要尽量避免施工现场周围存放大量施工材料,这会让周围地基承受过多的压力,额外的压力会让地基产生沉降问题,甚至会加快沉降的速度。基于此情况,在开挖地基时,尽可能不要破坏周围环境,尤其是土壤环境。

在保证保留原始土壤的基础上,才能对地基进行垫层,一般情况下原始土壤至少要保留20cm以上,完成垫层以后才能清理周围不需要的预留土壤。如预留土壤存在松动隐患,施工人员要及时挖除这部分土壤,将砂石或者泥土代替进行回填,以达到更加稳定的效果。另外,施工材料看似对地基沉降的影响不大,但是为了防患于未然,也要进行严格检查,对于不符合工程质量要求的材料一并剔除,并且采取专业设备进行检验与校准,以达到检测结果的准确性,让检测结果更加真实。

除此之外,高层建筑地基基础是整个建筑物的根,将上部传来的荷载传递给地面。因此,建筑的地基基础施工时,不能出现破坏、失稳、变形的缺陷。因此要对基础施工步骤细化分工,如控制施工过程后仍出现沉降或其他需对基础进行加固处理。采用强夯法,通过夯锤多次夯击,使基础受力均匀,同时提高承载力;基础加深加固技术,在建筑外围施工简便,缺点流动性土层中不能使用;静力桩加固技术是浇筑混凝土桩使地基连成一体,把建筑荷载传递较硬土层;粉煤灰碎石加固技术将粉煤灰、石膏、碎石、材料与定量的水泥混合搅拌形成具有高强性的水泥桩与软土层形成稳定的复合地基,优点制作简单、灵活性、稳定性,缺点容易堵塞等。

3 结语

综上所述,引起高层建筑地基沉降的原因很多如人为因素、自然环境因素设计因素都会对地基带来不同程度的影响,这需要实地勘察,具体问题具体分析,这样才能有的放矢的解决高层建筑的地基沉降隐患,保证高层建筑物的整体质量。同时加强地基基础建设的管理,严格遵循施工质量监控原则,不断优化施工技术,积累施工经验,增加建筑工程的经验交流,使之满足当前对建筑物的建设标准。希望在今后的建筑工程施工中能够引以为鉴,避免类似问题的产生,从而使人们居住在更加安全舒适的建筑物中。

参考文献

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