地基不均勻沉降是指地基在承載建筑物重量的作用下,不同部位由于各種原因?qū)е鲁两盗坎灰恢碌默F(xiàn)象。這種不均勻沉降會使得建筑物的上部結(jié)構產(chǎn)生額外的應力,當超過一定限度時,會導致建筑物產(chǎn)生裂縫、傾斜甚至破壞。
1.地基不均勻沉降的原因
(1)土壤成分的差異:不同地層的土壤成分差異造成了地基承載能力的不均勻分布,從而引起沉降的不均勻。例如,某些地區(qū)的土壤中含有大量的松散顆;蛴袡C物質(zhì),使得這些區(qū)域的土壤承載能力相對較低,容易發(fā)生不均勻沉降。
(2)建筑物自身結(jié)構問題:建筑物地基的深度不一致、采用不同的建筑材料或無法滿足承載能力要求等問題,都會導致地基承載能力的不均勻性,從而引起地基不均勻沉降。此外,建筑物設計不規(guī)范、施工質(zhì)量差也可能導致地基不均勻沉降。
(3)地下水位的變動:地下水位的上升或下降會直接影響到土壤的飽和度,從而導致土壤的體積發(fā)生變化,進而引起地基的沉降。例如,在地下水位上升的情況下,土壤中的顆粒會變得松散,承載能力減小,因此會發(fā)生較大幅度的沉降。
(4)地震和自然災害:地震發(fā)生時,建筑物會受到水平和垂直方向上的震動力,從而使地基產(chǎn)生變形和移位。這種地基的不均勻移位和沉降會導致建筑物產(chǎn)生傾斜和破壞。同時,自然災害如洪水、地滑和山體滑坡等也會改變土壤的力學性質(zhì),引起地基不均勻沉降。
(5)人為因素:如過度抽取地下水、不斷拔地而起的高層建筑、地鐵施工等也是造成地基不均勻沉降的原因。
2.地基不均勻沉降的影響
(1)建筑物傾斜:地基不均勻沉降會導致建筑物整體或局部發(fā)生傾斜。
(2)裂縫產(chǎn)生:由于地基沉降的不均勻性,建筑物上部結(jié)構會產(chǎn)生額外的應力,當超過材料的抗拉強度時,會產(chǎn)生裂縫。
(3)結(jié)構破壞:嚴重的地基不均勻沉降會導致建筑物結(jié)構破壞,甚至倒塌。
3.地基不均勻沉降的處理措施
一、注漿加固
方法描述:向地基土中注入水泥漿、化學漿等,填充土中的孔隙和裂縫,提高地基土的強度和穩(wěn)定性,減少不均勻沉降。
適用場景:適用于存在軟弱土層的地基,通過鉆孔將漿液注入土層中,使其固化。
二、深層攪拌法
方法描述:利用深層攪拌機械將水泥等固化劑與地基土原位攪拌,形成強度較高的復合地基。
適用場景:常用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高的粘性土地基。
三、高壓噴射注漿法
方法描述:通過高壓噴射流將水泥漿等與地基土混合,形成加固體,提高地基承載力和穩(wěn)定性。
優(yōu)勢:這種方法能夠有效加固地基,減少沉降。
四、樁式托換
方法描述:在原基礎下設置新的樁基礎,如灌注樁、預制樁或樹根樁等,將建筑物的荷載傳遞到深部較好的土層上。
適用場景:特別適用于軟弱土層較厚的地基,通過樁基礎來支撐建筑物,減少沉降。
五、灌漿托換
方法描述:在原基礎下灌入漿液,形成結(jié)石體,提高地基承載力和減小沉降。
效果:這種方法能夠直接加固地基,提高地基的承載能力。
六、擴大基礎底面積
方法描述:對于承載能力不足的基礎,通過增大基礎底面積,減小基底壓力,來解決不均勻沉降問題。
實施方式:在原基礎兩側(cè)或四周加寬基礎。
七、筏板基礎
方法描述:將條形基礎或獨立基礎連接成筏板基礎,增強基礎的整體性和剛度,協(xié)調(diào)不均勻沉降。
優(yōu)勢:筏板基礎能夠顯著提高基礎的穩(wěn)定性和承載能力。
八、千斤頂頂升
方法描述:在建筑物沉降較小的部位布置千斤頂,將建筑物頂起,然后對基礎進行加固或調(diào)整,使建筑物恢復水平。
適用場景:適用于建筑物已經(jīng)發(fā)生較大沉降,需要進行糾偏和加固的情況。
九、砂井排水法
方法描述:在地基中設置砂井等豎向排水體,加速地基土的排水固結(jié),提高地基強度和減小沉降。
效果:通過加速排水固結(jié),提高地基的穩(wěn)定性。
十、堆載預壓法
方法描述:在地基上堆載預壓,使地基土排水固結(jié),提前完成大部分沉降。
優(yōu)勢:這種方法能夠預先處理地基,減少后期沉降對建筑物的影響。
十一、建筑設計措施
建筑措施:建筑的平面形狀應力求簡單、規(guī)則整齊,盡量避免形狀復雜、陰角太多、建筑物有顯著的高差或荷載差異。
保障質(zhì)量:加強原材料的進場驗收,禁止不合格的材料進入施工現(xiàn)場。在進行砌磚時應遵循上、下錯縫,內(nèi)外搭砌的砌筑法,提高墻體的整體性。
長高比及合理布置縱橫墻:由磚石結(jié)構建筑的縱橫墻應當盡量保證貫通,橫墻之間應保持適當距離,一般不超過建筑物寬度的1.5倍為宜?v橫墻盡量保持直線,減少轉(zhuǎn)折點。
設置沉降縫:利用沉降縫可以有效地將建筑物進行分割,進而實現(xiàn)單元體化,減少不均勻沉降帶來的對建筑物的不利影響。
十二、結(jié)構設計措施
減輕建筑荷載:在建筑設計時盡量減少自重應力,采用的建材計量選用自重輕、強度高的材料。
增加建筑物強度和剛度:控制建筑物的長高比,適當增加橫墻的數(shù)量,提高建筑物的整體性和剛度。
采用靜定結(jié)構體系:針對地基比較軟弱的建筑物、工業(yè)廠房,可以考慮采用靜定結(jié)構的結(jié)構體系,以減輕不均勻沉降帶來的后果。
十三、地基基礎設計措施
控制變形:在地基基礎設計時,應當以控制建筑物變形為主,采用各種形式減少或消除基礎的撓曲變形。
相同基礎形式:對于同一建筑物,應當盡量采用相同的基礎,并兼基礎埋置在同等厚度的土層之中。