摘要：不均勻沉降現象在建筑工程中是比較常見的。筆者結合多年的實際工作經驗，分析了建筑不均勻沉降產生的原因，提出了防止不均勻沉降的技術以及處理措施，可供相關人士參考。
　　關鍵詞：建筑、不均勻沉降、措施
　　
　　
　　當前，由于建筑物地基不均勻沉降造成建筑物開裂、過度沉降等問題時有發生。各地區的工程地質條件不同，土層分布、土的物理力學性質不同，既使同一建筑場地，往往土質也不均勻，在進行工程勘察、工程設計與施工中，如果對地基條件掌握不全，處理不當，就可能導致事故的發生。
　　1建筑物發生不均勻沉降的原因
　　1.1勘探資料不齊全
　　近年來，由于城市的不斷的擴張，大多數新建建筑物均位于城鄉結合部，勘探資料積累較少，特別是一些住宅小區的建設，由于項目多，范圍廣，開發商對勘探工作不夠重視，這就導致地質勘探報告中勘探點位間距過大或沒有足夠的勘探點地質剖面圖作依據，從而造成地質剖面圖的連續性不可靠，軟弱土層的埋深、厚度變化情況及分布范圍反映不全面、不準確，甚至有明顯差錯。少數勘探單位選用的取土器不規范或取土不當，致使原狀土樣擾動較大，室內試驗得出的土樣指標不可靠。一些勘探單位布孔數量少或布孔不合理，對暗塘、流砂層等不良地基土的范圍確定不準確，甚至有明顯遺漏。
　　1.2設計方面的失誤
　　部分設計人員對勘探資料的重要性不夠重視，選用的地基處理方法不當，對局部不良地基土的處理沒有引起充分的重視，忽視了處理后的局部地基同未處理地基的強度差異等，往往造成不良后果。房屋體形復雜過大，相鄰建筑物太近，建筑設計與結構設計不協調也通常是設計人員忽視的地方。部分房地產開發商盲目節省投資，不尊重科學設計，往往提出諸如大幅度放大懸挑陽臺、取消墻體甚至取消原設計要求的地基加固措施等不合理要求，少數設計人員違背設計原則，不加驗算就草率簽字或出設計變更。
　　1.3地基處理施工質量較差
　　地基處理一般采用的方法有壓密注漿、粉噴樁、深層攪拌樁、旋噴樁和振沖成孔灌注樁等,這些方法有一定的缺陷，施工質量控制難度較大，施工質量無損普查技術又相對滯后，難以有效地全面檢測施工質量，加固效果達不到設計要求。一些施工隊伍技術力最薄弱，責任心不強，單純追求進度，或錯誤地認為局部堅實土體的允許承載力超過周圍土體可以不作處理，施工中發現基槽與地質勘探報告有出入時，也不通知勘察設計人員及時采取相應技術措施，因而埋下質量隱患。
　　1.4施工中及竣工后對沉降觀測不重視
　　一些施工單位將水準點埋設在沉降影響范圍之內的建筑物、電線桿或其它物體上，并缺乏必要的防護措施，不按規定定期進行復測，致使觀測數據不可靠，觀測點不按規定方法和間距設置或點位布置不當，不做層層觀測，觀測儀器精度不夠，或在觀測過程中隨意更換觀測儀器和觀測人員，致使觀測誤差大。目前，由于建筑物竣工后的觀測沒有明確的責任單位，造成竣工后沉降觀測工作有名無實，當出現較大的質量事故后才進行分析、鑒定和處理，不但增加了處理難度，而且，已經產生了不良的社會影響。
　　2防止不均勻沉降的預防措施
　　2.1基礎的合理設計
　　施工圖設計前，結構設計人員必須具備工程所在地的工程地質詳勘報告。這是結構設計的依據性資料。
　　2.1.1地基基礎承載能力
　　（1）地基土的容許承載力，是地基基礎設計中的關鍵性數據
　　地基土在荷載作用下將產生相應變形，荷載增大，到一定程度時，土體便會因剪切破壞而喪失穩定性。地基的剪切破壞，對建筑物的危害常常是災難性的。另一方面，不均勻的地基變形如果超過了建筑物所容許的限度，建筑物就會開裂，嚴重時還會傾斜。可見，容許承載力的確定，不僅要考慮地基土本身的特性，而且涉及建筑物容許變形值的問題，問題的復雜性是顯而易見的。至于地基的容許承載力，在設計前就事先確定。①搜集已有的測試資料，通過統計分析，總結出各種特性的土在某種條件下適用的容許承載力數值。②參考《地基基礎設計規范》中提供的承載力表值。③借鑒條件相近的已有建筑物的成功經驗來確定。
　　在不良地基條件下，為了防止或減輕不均沉降的危害，在設計時通常采用的辦法不外乎下面幾種：①采用樁基礎或其它深基礎：②對地基進行處理；③在建筑結構以及施工中采取某些措施。樁基礎及其深基礎造價偏高，且需具備一定的施工條件才能采用。至于地基的處理，有時還不能完全解決問題，往往需同時輔以某些建筑、結構和施工措施，才能獲得預期效果。
　　（2）按承載能力極限狀態計算地基承載力時，采用荷載效應的基本組合
　　抗震設防時，應計入地震作用效應組合。一般天然地基的基底面積、樁基的總樁數都是由靜、活荷載組合來估算的，但常常需要復核風荷載及地震作用下的天然地基的邊緣層力或邊樁、角樁的承載力，尤其是對高寬比值較大的房屋。對于具有軟弱下臥層的地基除應進行基礎持力層承載力驗算外，還應進行軟弱下臥層的承載力驗算。施工圖中應明確地基處理及樁基的檢測方法、間隙時間、數量等，并明確地基處理后的承載力設計值，樁基的豎向承載力設計值。在決定樁基方案時，應力求樁的地基承載力與樁身強度的匹配。
　　2.1.2沉降計算
　　1)按正常使用極限狀態進行沉降計算。計算應采用荷載的長期效應組合。
　　2)施工圖中，應指明沉降觀測點的位置、說明沉降觀測要求，并在圖中寫明建筑物基礎中心計算沉降量。
　　3)對于沉降控制復合樁基，要注意其適用范圍。
　　2.1.3基礎埋深控制
　　應參考《鋼筋砼高層建筑結構設計與施工規程》，對高層建筑基礎埋深問題指出：基礎埋深必須滿足地基變形和穩定的要求，以減少建筑的整體傾斜，防止傾覆及滑移。埋置深度，采用天然地基時可不小于建筑高度的1/12，采用樁基時可不小于建筑高度的1/15。對有樁的基礎，埋深不宜小于建筑物高度的1/20。上高層建筑筒體結構宜設置一層地下室，承臺板底的埋置深度不宜小于建筑物地面以上高度的1/15：當有可靠錨固措施時，埋深可以適當減小，條文說明中補充指出：可放松至建筑物出地面高度的1/20。
　　2.1.4構造措施
　　1)樁基礎中,樁頂嵌入承臺的長度問題。一般嵌入長度不小于100mm，但當樁徑小于400mm
　　時，可減為不小于50mm。
　　2)樁基加條基的工程，當樁沿軸線方向單排布置時，設計應注意樁垂直于軸線方向的偏位造成基礎梁扭轉的不利因素，必要時可增加基礎梁截面或增設連梁。
　　3)沉降縫兩側基礎的處理：一般說來，地下至或基礎筏板、條基等若不是因為上部結構質量相差太大的情況，宜盡可能不設沉降縫而在上0.00m附近開始，設溫度縫兼抗震縫。若設沉降縫，則應避免如下錯誤：將上部結構的柱、墻偏心作用在沉降縫兩側的基礎上；縫兩側的基礎形心與建筑物重心產生較大的偏心；縫一側建筑物的懸挑基礎梁底與縫另一側基礎面之間的間隙沒有留足，造成縫兩側基礎的相碰，沉降縫沒有起到應有的作用；對于樁基，縫兩側的樁的間距沒有滿足樁的最小間距的要求。
　　2.2在建筑方面上控制要求
　　在地基條件不好時，使滿足使用的前提下，應該采用簡單的建筑體型，如長高比的等高“一”字形建筑物。實踐表明，這樣的建筑物，整體剛性好，地基受均勻，開裂較少發生，而復雜的體型常常是削弱建筑物整體剛度和加劇不均勻沉降的重要因素。平面開間復雜的建筑物，縱橫交叉處基礎密集，地基中由單元荷載產生的附加應力互相重疊，必然會出現較大沉降。建筑物的高低變化太大，地基各部分所受到的荷載輕重不同，自然也容易出現大量的不均勻沉降，因此當地基軟弱時，建筑物的相臨高差以不超過一層為宜。
　　磚（石)墻承重房屋的長高比大，整體剛度也差。縱墻很容易撓曲過度而開裂，合理布置縱、橫墻是增強混合結構房屋整體剛度的重要措施之一。一般房屋的縱向剛度較弱，地基不均勻沉降的危害主要表現為縱墻的撓曲破壞。地基不良，應盡量使內、外縱墻都貫通。縱橫墻的聯結形成了空間剛度。縮小橫墻的間距。可有效地改善房屋的整體性。從而增強了調整不均勻沉降的能力。因此，許多長度比小、內外縱墻貫通、橫墻間距較小的房屋，盡管沉降較大，也能保持完好無損。
　　在軟弱地基上，兩建筑物的距離太近時。相鄰影響產生的附加不均沉降，可能造成建筑物的開裂或互傾。為了避免相鄰影響的危害，輕弱地基上的建筑物之間要有一定的距離。其值視地基的壓縮性，影響建筑（產生影響者)的規模和重量，以及被影響建筑（受影響者)的剛度等方案而定，所需的最小間隔距離按有關規定。建筑物的沉降改變了原有的樓高，嚴重時將影響建筑物的使用功能，預防控制措施有：
　　1）根據預估的沉降量事先提高室內地坪或地下設施的樓高。
　　2）建筑物各部分（或設備之間)有聯系時，可將沉降較大者的樓高適當提高。
　　3）在建筑物與設備之間，留有足夠的凈空。
　　4）有管道穿過建筑物時。應預留足夠尺寸的空洞或采用柔性管道接頭等。
　　2.3在結構上處理
　　基底的壓力中，建筑物自重所占的比例很大。據估計工業建筑物為1/2左右；民用建筑物為3/5以上,為此對軟弱地基上的建筑物,常用下列一些措施來設法減輕自重,以便達到減少沉降量的目的.
　　2.3.1選用輕型結構，減少墻體的重量
　　對于承重墻，采用混凝土墻板、空心砌塊，多孔磚以及其它輕質墻。此外，對非承重墻，可用輕質隔墻代替。
　　2.3.2減少基礎和覆土的重量
　　如墻下的殼體基礎。對于磚(石)承重墻房屋，不均勻沉降的危害突出地表現為墻體的開裂。因此，在墻內設置圈梁以增強其承受撓曲應力的能力。這是防止出現裂縫及防止裂縫開展的一項有效措施。另外，圈梁必須與砌體結合成整體否則不能發揮應有的作用。一般控制措施為：二、三層的房屋，在基礎面附近設圈梁一道；多層房屋除設圈梁外，中間各層也設置；對單層單層的廠房及倉庫，可結合基礎梁，聯系梁設置。設置地下室或半地下室，其效用之一是以控制的土重去抵消一部分甚至全部的建筑物重量，達到減少沉降的目的。如果建筑物的某一部分特別重(高)時，在該部分之下設置地下室，便減少與較輕（低)部分之間的沉降差。因采用增大框架基礎的尺寸來減小與廊柱基礎之間的沉降差，不太經濟合理。故通常的解決方法是：將門廊和主體分離；飄檐代替廊柱；減小柱基礎或加大墻基礎都是可行的。
　　在軟弱地基上，采用整體剛度大的交梁片筏以至箱基等基礎型式，從而擴大支承面積和調整不均勻沉降。單層的工業廠房、倉庫和某些公共建筑中，采用排架，三鉸拱結構，支座發生相對變位時不會引起很大的附加應力。故可以避免不均勻沉降的危害。
　　2.4在施工方面上的處理
　　在軟弱地基上進行工程建設，合理安排施工程序，注意某些施工方法，也能收到減小或調整部分不均勻沉降的效果。當擬建的相鄰建筑物之間輕(低)重(高)懸殊時，應按照先重后輕的程序進行施工，需要在重建筑物竣工之后間歇一段時間后，再建造輕的鄰近建筑物。在已建成的輕型建筑物周圍，不宜堆放大量的建筑材料或土方等重物,以免地面堆載引起建筑物產生附加沉降。在淤泥及淤泥質土的地基上開挖基坑時,要注意盡可能不擾動土的原狀結構。通常可在坑底保留20cm左右厚的原土層，待施工墊層時才臨時鏟除。如發現坑底軟土已被擾動，可挖去擾動部分，用砂、碎石等回填處理。
　　只要根據具體問題認真分析，通過做好建筑、結構和施工等方面的以上各種技術和生產準備。詳細去探明需要的場地的地質及水文情況，及時反饋信息，細心編制出減少因地基不均勻危害的基礎處理與設計方案。抓住主要矛盾，采用以上的某個或多個措施控制地基沉降，就能夠滿足一般的工業與民用建筑和大面積堆切的技術要求。既保證了工程的質量，又能取得較好的經濟效益和社會效益。
　　3處理措施
　　在調查、檢測的基礎上，可以針對地基、基礎結構和上部結構等采取相應措施，達到修補和補強的目的。一般有如下措施：
　　(1)地基加固措施主要有地基土壓密、脫水、固結和置換等。具體應根據建筑物規模、損害程度以及地基土性質的差異而決定。對于采用的技術細節還有相應要求，應通過技術、工藝、經濟三者的比較再確定。
　　(2)基礎結構加固措施多采用另設支承結構，選擇較堅硬的持力層。通過樁、支墩或其他新增基礎結構，將上部結構的荷載傳到地基上。施工中應特別注意土體的支護、穩定和安全設防措施。
　　(3)上部結構的加固措施，除采用裂縫修補的方法以外，還可以采用整體結構加固，但這種方法是比較困難的。最經濟、效果最好的方法還是應在設計階段采取相應的對策措施。
　　
　　參考文獻:
　　[1]華南理工大學等，地基與基礎[C]，北京：中國建筑工業出版社1991
　　[2]中華人民共和國建設部，GB5000-2002建筑地基基礎設計規范[S]，北京：中國建筑工業出版社2002