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前言:我們都知道,在建筑施工作業時,施工建筑物和土工建筑物修建之前,在建筑物地基中其實早已有著土方體本身重力的自重應力。基礎或路堤作為橋梁把建筑物和土工建筑物荷載傳遞給地基,這樣使得天然土層原有的應力狀態與原來不同,在附加的三向應力分量作用下,地基中產生了變形,這種形變包括豎向,側向和剪切等方面,導致各點的豎向和側向位移。地基表面的豎向變形稱為地基沉降,或基礎沉降。本文從地基沉降的分類入手,分析導致其發生的原因,最后結合筆者實際工作經驗總結出一套有效可行的解決措施。
1.地基沉降的分類
1.1 主固結沉降
當今社會,高樓崛起,放眼望去不由得感嘆時代在發展,科技在進步,隨著建筑工程突飛猛進的發展,各種施工手段的不斷更新,建筑施工中也出現了越來越多的問題,隨著時間的延續,外荷不變而地基土中的孔隙水不斷排除過程中所發生的沉降,它起于荷載施加之時,止于荷載引起的孔隙水壓力完全消散之后,是地基沉降的主要部分。次固結沉降在固結沉降穩定之前就可以開始,一般計算時可認為在主固結完成時才出現。
1.2 初始沉降
初始沉降指的是外荷加上的瞬間,飽和軟土中孔隙水尚來不及排出時所發生的沉降,此時土體只發生形變而沒有體變,一般情況下把這種變形稱之為剪切變形,按彈性變形計算。在飽和軟粘土地基上施加荷載,尤其如臨時或活荷載占很大比重的倉庫、油罐和受風荷載的高聳建筑物等,由此而引起的初始沉降量將占總沉降量的相當部分,應給以估算。
1.3 次固結沉降
次固結沉降量常比主固結沉降量小得多,大都可以忽略。但對極軟的粘性土,如淤泥、淤泥質土,尤其是含有腐殖質等有機質時,或當深厚的高壓縮性土層受到較小的壓力增量比作用時,次固結沉降會成為總沉降量的一個主要組成部分,應給以重視。
2.造成地基沉降的原因分析
2.1 勘察的準確性
在建筑施工實踐中,地質勘察報告的準確性差、真實性不高,有些工程不進行地質勘察盲目施工;有的勘察不按規定進行,如鉆探中布孔不準確或孔深不到位,有的臨摹其他建筑物的資料等,都會給設計人員造成分析、判斷或設計錯誤,使建筑物可能產生沉降或不均勻沉降,甚至發生結構破壞。
2.2 設計方面
一個建筑的設計是否科學是影響其使用性的關鍵,雖然施工技巧有了很大轉變,但是建筑施工設計方面依然存在許多問題。這種問題是根本上的問題,我們只能從施工技巧上加以補救。建筑物長度太長,建筑體型比較復雜多樣,建筑物層高相差大所受荷載差異大;未在適當部位設置沉降縫,基礎及建筑物整體剛度不足;地基土的壓縮性顯著不同、地基處理方法不同;以及設計方面的錯誤等都會引起建筑物產生過大的不均勻沉降。
2.3 施工方面
建筑施工人員沒有認真進行檢驗,在基礎施工前擾動了地基土,在已建成的建筑物周圍推放大量的建筑材料或土方,對于磚砌體結構,砌筑質量不滿足要求,灰縫不飽滿、砂漿強度低、通縫多、砌磚組砌不當、拉結筋不按規定設置等,同樣也會導致建筑物建成后發生不均勻沉降。
3.解決地基沉降的施工措施
在加強建筑物上部結構整體性的同時,所以建筑物最下面的基礎剛度和強度相對整個建筑來說顯得尤為重要,應當給予足夠的重視。它對建筑物整體剛度有著很大的影響,尤其是在建筑物發生正向撓曲時,受拉區域在基礎下部,保證基礎具有足夠的強度和剛度也就顯得特別重要。首先,減輕建筑物自重。建筑物本身的重量是導致地基沉降的重要原因,減輕建筑物自重進而緩解基底壓力,是防止和減輕不均勻沉降很有效地解決辦法。具體操作時可以在實際施工中采用輕質材料,選用輕型結構,如預應力鋼筋混凝土結、輕鋼結構以及各種輕型空間結構;選用自重較輕、覆土較少的基礎形式,如淺埋的寬基礎、有半地下室或地下室的基礎,或者室內地面架空地坪等。
其次,設置鋼筋混凝土和圈梁構造柱。在建筑物的墻體里設置圈梁和構造柱能增強建筑物的整體性,提高構造柱的抗彎剛度,可以有效的防止或減少裂縫的出現,即使出現了裂縫也能阻止裂縫的進一步蔓延。
再次,減少或調整基礎底面的附加壓力。采用較大的基礎底面積,減少基底附加壓力,可以減小沉降量。對同一地基上建筑物的相鄰部分,可采用不同的基底附加壓力,荷載大的宜采用增大基底尺寸,來減少基底附加壓力、降低沉降差異。某些時候可采用靜定結構體系,當發生不均勻沉降時,不至于引起很大的附加內力,能較好地適應不均勻沉降。
最后,采用地基加固措施,目前比較得到大家認可的是碳纖維加固,碳纖維拉伸度超過3550MPa,拉伸彈性模量超過2.35×105MPa,與鋼筋的彈性模量相近,非常的適合于混凝土機構的加固修復。碳纖維比重只有鋼鐵的1/4,厚度小于0.5mm,故可以在基本不增加原結構自重及截面尺寸的狀況下,發揮強大的補強效果。抗震加固時,提供更大的側向位移拉力,提高韌性及強度;增加(橋)梁、板、柱抗壓、抗剪、抗彎曲能力用于超負載補強;保護混凝土及鋼筋免手外界環境潮濕、腐蝕性介質)侵蝕;抑止裂縫成長,提高劣化混凝土強度韌性,延長使用壽命。優良的抗紫外線及環境老化。
結束語:
文章通過對建筑施工中地基不均勻沉降原因的分析,總結出一些解決這些問題的施工措施,以確保建筑工程施工質量,這不僅需要相關施工技術人員對技術手段的不斷的更新,理論體系不斷完善,使建筑施工在安全穩定中順利進行。
參考文獻:
[1]梁學文《控制建筑物不均勻沉降及其危害的一些措施》 2006
[2]盧亦焱《軟土地基上住宅建筑不均勻沉降分析》 2006