地基不均匀沉降问题的分析与处理

发布于：2022-11-14 09:18:14 来自：建筑结构/地基基础 [复制转发]

地基土层在建筑物的荷载作用下产生变形，建筑物基础亦随之沉降，尤其是当荷载较大或地基土层不均匀时,往往导致建筑物基础出现较大的不均匀沉降,以致建筑物某些部位开裂，倾甚至倒塌。

对于建筑物因地基不均匀沉降引起结构裂缝等问题，早就引起了人们的注意，尤其是在软土地基上的建筑物，虽然经过了长期的使用，但其不均匀沉降有可能仍在发展。然而，这种不均匀沉降问题涉及上部结构，下部基础以及地基等问题，解决起来还是相困难的。本文针对地基的不均匀沉降着重分析其原因并探讨防治和处理措施。

地基产生不均匀沉降的原因

地基

(1)支撑地基层软弱。尽管建筑物的质量一般是体形均匀分布的，但各部分的重力却均集中在建筑物的中央处。所以均匀体形的建筑物中部比端部沉降大。

(2)粘土侧向位移。在沿河，沿湖，沿海边上的建筑物，在重力的作用下，粘土层会向岸边发生位移。类似这种粘土层的水平位移，有时也发生在已有建筑物相邻的深挖工程中，它一方面产生侧移同时也导致发生沉降。

(3)因干燥，收缩产生的沉降。当伴有较大热源的建筑物，如锅炉房等，当热量传到地基内，就是粘土层水分蒸发，从而产生地基土收缩，于是发生较大的局部或整体沉降。

(4)软土地层厚度不均，因地层倾斜等原因造成建筑物下部地基软土层厚度不均，由于软土层厚的部分压缩量大，而薄的部分压缩量小，从而造成建筑物的不均匀沉降。

(5)建筑物跨建在不同种类的土基上。由于建筑物跨建在不同种类的土基上，有如未固结和已固结的地基上，松砂层和沙砾层地基等，因沉降状况不同，必然形成了不均匀沉降。

(6) 建筑物接近倾斜地段或崖地地段。由于建筑物的自重，引起下部地基滑移，或者由于建筑物自重，引起建筑地段移动滑坡，也容易产生不均匀沉降。

基础和上部结构

(1)采用不同基础结构。若建筑物一部分被桩基支承，另一部分被加固的地基支承，这样将造成地基结构的的受力状况和沉降规律各自不同，必将引起建筑物的不均匀沉降。这种事故也常发生在建筑物各部分质量显著不同或不同时期内进行改建，扩建的工程中。

(2)采用同类型的基础结构，但其形状，分布有显著差异。即使采用统一形式的基础结构，但是若基础的地面积，或桩的长度，或桩的间距等均有显著不同时，也将产生不均匀沉降。

(3)建筑物的改、扩建或局部拆除时改变了原基础结构工作状态。由于改建、扩建中增加了上部结构荷载，所以也局部地增加了基础结构荷载，从而造成不均匀沉降。另外，也可能因使用要求拆除部分结构时，也会因荷载改变或结构条件改变拆除部分结构时，而产生不均匀沉降。

人为改变建筑物周围环境和条件

(1)使原有地下水位发生变化。在已有建筑附近开挖基坑工程中，采用排水法处理地下水时，或者因为工业用水需大量抽取地下水时，都会使局部地下水位下降。在地下水位下降部分，地基失去了水的浮力，使土体的有效质量增加，从而成为地基不均匀沉降的原因。同时也会因为地下水下降，使已有建筑物的木桩、钢桩等基础暴露于大气之下，使桩或桩头在地下水位的临界处受到腐蚀，使桩基功能受到损伤、破坏，从而造成新的沉降。

(2)在已有建筑物的附近建造新的建筑物时,造成地基应力重叠。在新旧基础应力场作用下，当两个基础相距过近，将会产生地基应力互相叠加, 使原有地基荷载加大，因此会造成新建建筑物地基和基础的倾斜现象，其损伤程度随着基础结构与荷载大小和面积的不同而不同，有时也可能导致旧建筑物也发生损伤。

( 3)振动作用的印象。因铁路、公路交通荷载的作用，或某些机械设备振动的印象，会使建筑物产生缓慢的不均匀变形和沉降。建筑物附近打桩冲击振动影响也会发生程度不一致的沉降变形，反冲击振动影响也会发生程度不一致的沉降变形反应。

措施

上述不均匀沉降的根本原因是在设计阶段对地基状况调查，勘测不详细，不准确，对基础结构的选择也就存在问题。所以在处理不均匀沉降的具体事故时，应先调查以下内容: 1：地基的性质和现状；2：建筑物基础结构现状；3：建筑物上部主体结构状况。

其中一项是事故调查的基本条件，为了说明问题，有时还应该对建筑物周围地基做必要的探查包括地基土的组成，物理力学性质，地下水位及地下水性质等。第二项是调查基础结构的类型，构造，尺寸，结构材料的物理力学性能，根据需要还应做基础结构设计复核。第三项，重点是测绘上部结构因地基不均匀沉降所造成的结构反应，有如裂缝的分布，走向，宽度，稳定情况，结构的变形，连接点的变位，倾斜等，同时还应测定整体结构基础沉降量等。

在调查，检测分析的基础上，才可以针对地基基础，基础结构和上部结构等采取相应措施，达到修补和补强的目的。一般有如下措施:

(1)地基加固措施主要有地基土压密，脱水，固结和置换等。具体应根据建筑物规模，损伤程度以及地基土性质的差异而决定。对于采用的技术还有相应要求，应通过技术，工艺，经济三者的比较再确定。

(2)基础结构加固措施多采用另设支撑结构，选择较坚硬的持力层，通过桩，支墩或其他新增基础结构，将上部结构的荷载传到地基上。施工中应特别注意土体的支护，稳定和安全设防措施。

(3)上部结构的加固措施，除采用裂缝修补的方法以外，采用整体结构加固，即加大和调整整体结构刚度，虽然比较困难，但是在设计阶段采取相应对策措施将是最经济，效果也是最好的。一般应对策措施有 :

a，使整体建筑物轻型化，尽量减少地基压力。

b，控制建筑物的质量分配，使其与地基承载力相协调。

c，设置伸缩缝或沉降缝，使建筑物分段。

d，提高建筑物的整体刚度。

e，设置地下室尽可能缩短建筑物的长度。

g，加大相邻建筑物的间距等。