軟土地基不均勻沉降的對策研究

軟土地基一般是指抗剪強度較低、壓縮性較高以及具有其它不良性質(zhì)的地基土。常見(jiàn)的如天然的淤泥與淤泥質(zhì)土，人類(lèi)任意堆積的生活垃圾、工業(yè)廢料形成的雜填土和水力沖填泥砂形成的沖填土等。近年來(lái)，隨著(zhù)我國經(jīng)濟建設的發(fā)展與對外改革的需要，全國各地都在興建各類(lèi)廠(chǎng)房、商業(yè)大廈、賓館飯店、多層與高層住宅等建筑工程，良好的建筑物地基越來(lái)越少，一些建筑物只能座落在這些不良場(chǎng)地上。例如一些城市的近郊低洼地帶，過(guò)去作為市區垃圾卸填區，現在由于城市的擴展成為了建筑場(chǎng)地；天津市保稅區為濱海淤泥和淤泥質(zhì)土，但大量的倉庫、辦公及生活用房無(wú)可選擇的建造在這軟土地基上；我國南方一些城市郊外的水塘、古河道、水稻田，由于城市發(fā)展的需要，劃為住宅小區，建造多層及高層住宅樓。上述的這些不良地基在建造建筑物時(shí)必須引起高度重視，否則一旦處理不當，就會(huì )造成工程事故。本文就軟土地基上建設項目的設計與施工經(jīng)驗談一談自己看法。
  一、軟土地基修建建筑物的可行性分析
  軟土地基的特點(diǎn)建筑物的沉降量大而不均勻，沉降量大現可采取有效措施進(jìn)行控制，而不均勻沉降由于影響因素多且復雜，故成為現在建筑物開(kāi)裂或嚴重影響使用等工程事故的主要原因，必須引起充分重視。但人們從反復的生產(chǎn)斗爭和科學(xué)實(shí)驗的實(shí)踐中，對軟土地基上建筑物的設計與施工等方面已積累了許多經(jīng)驗，認為只要設計、施工及使用得當，在軟土地基上成功的建造建筑物是完全可能的。
  此外，在軟土地基上修建建筑物，還應考慮上部結構與地基的共同工作。因為我國沿海軟土地區的許多工程實(shí)踐表明，考慮上部結構和地基的共同工作是減少地基不均勻沉降的一項十分成功的經(jīng)驗。因為上部結構（包括基礎）和地基是緊密聯(lián)系在一起的一個(gè)整體，它們互相聯(lián)系，又互相影響，如果僅從上部結構或地基單方面采取措施，往往不能獲得即可靠又經(jīng)濟的效果，必須對建筑體型、荷載情況、結構類(lèi)型和地質(zhì)條件等進(jìn)行綜合分析，采取相應的措施例如采用路基箱，這樣就可以減少軟土地基上建筑物的不均勻沉降，保證建筑物的安全和正常使用。
  二、軟土地基不均勻沉降的原因
  地質(zhì)勘探報告真實(shí)性如何，對建筑物的沉降量大小關(guān)系很大。工程地質(zhì)報告要正確反映土層性質(zhì)、地下水和土工試驗情況，并結合設計要求，對地基作出評價(jià)，對設計和施工提出某些建議。如果地質(zhì)報告不真實(shí)，就給設計人員造成分析、判斷的錯誤。以前在地質(zhì)鉆探中有的有孔、有的無(wú)孔或深度不到位，有的抄襲相鄰的地質(zhì)報告，個(gè)別甚至出具假報告，都曾給建設單位造成過(guò)重大經(jīng)濟損失。
  在設計方面也有一些原因。有些建筑物單體太長(cháng)的，平面圖形復雜；在有層高高差和荷載顯著(zhù)不同、地基土的壓縮性有顯著(zhù)不同及在地基處理方法不同的之處，未在適應部位設置沉降縫；基礎剛度或整體剛度不足，不均勻沉降量大，造成下層開(kāi)裂；設計馬虎，計算不認真，有的不作計算，照抄別的建筑物的基礎和主體設計。
  在施工方面上的原因。墻體砌筑時(shí)，砂漿強度偏低，灰縫不飽滿(mǎn)；砌磚組砌不當，通縫多，斷磚集中使用；拉結筋不按規定標準設置；墻體留槎違反規范要求等等。
  三、 軟土地基不均勻沉降對策研究
  （一）從鉆探報告入手，確保其真實(shí)性和可靠性
  地質(zhì)勘察報告是一門(mén)專(zhuān)門(mén)的科學(xué)，來(lái)不得半點(diǎn)虛假。鉆探報告是設計人員的主要設計依據，必須提高地質(zhì)勘測人員的業(yè)務(wù)水平、政治素質(zhì)和職業(yè)道德素質(zhì)，加強責任感，這樣才能使勘察報告具有真實(shí)性和可靠性。

（二）從施工入手，切實(shí)提高施工質(zhì)量
  1、砂漿的品種、強度等級必須符合設計要求。影響砂漿強度的因素是計量不準，原材料質(zhì)量不合格；塑化材料（如石灰膏）的稠度不準而影響到滲入量；砂漿試塊的制作和養護方法不當。解決的辦法是：加強原材料的進(jìn)場(chǎng)驗收，嚴禁將不合格的材料用于建筑工程上。對計量器具進(jìn)行檢測，并對計量工作派專(zhuān)人監控；將石灰膏調成標準稠度后稱(chēng)量，或測出其實(shí)際稠度后進(jìn)行換算。
  2、磚的品種，強度必須符合設計要求，砌體組砌形式一定要根據所砌部位的受力性質(zhì)和磚的規格來(lái)確定。一般采用一順一丁，上下順磚錯縫的砌筑法，以大大提高砌筑墻體的整體性，當利用半磚時(shí)，應將半磚分散砌于墻中，同時(shí)也要滿(mǎn)足搭接1/4磚長(cháng)的要求。
  3、正確設置拉結筋。磚墻砌筑前，應事先按標準加工好拉結筋，省得工人穩來(lái)亂拿鋼筋；使用前地操作工人進(jìn)行技術(shù)交底；一般拉結筋按三個(gè)0.5M，即埋入墻內0.5M，伸出墻外0.5M，上下間距0.5M.抗震構造柱埋入長(cháng)1M.半磚墻放1根，一磚墻放2根，考慮到水平灰縫為8－12MM，為保證水平灰縫飽滿(mǎn)度，拉結筋選用Φ6.5MM.
  4、不準任意留直槎甚至陰槎，構造柱馬牙槎不標準，將直接影響到墻體整體性和抗震性。為此要加強對操作工人的教育，不能圖省事影響質(zhì)量；為保證構造柱馬牙槎高度；不宜超過(guò)標準磚五皮，多孔磚三皮；轉角及抗震設防地區臨時(shí)間斷處不得留直槎；嚴禁在任何情況下留陰槎。
  5、加強建筑物的沉降檢測。施工期間，施工單位必須按設計要求及規范標準埋設專(zhuān)用水準點(diǎn)和沉降觀(guān)測點(diǎn)。主體結構施工階段，每結構層沉降觀(guān)測不少于一次；主體結構封頂后，沉降觀(guān)測2個(gè)月不少于一次。監理單位必須進(jìn)行檢查復測，并將資料列人工程質(zhì)量評估內容。

6、施工措施：淤泥稀泥稀軟地質(zhì)可租賃路基箱作為臨時(shí)施工道路措施。
  （三）從設計入手，采取多種措施，增強多層住宅的基礎剛度和整體剛度。
  1、建筑設計方面措施。
  （1）建筑平面應力求簡(jiǎn)單，高差不宜過(guò)大。建筑平面簡(jiǎn)單、高度一致的建筑物，基底應力較均勻，圈梁容易拉通，整體剛度好，即使沉降較大，建筑物也不易產(chǎn)生裂縫和損壞。而對于立面上有高差（或荷載差）的建筑物，由于作用在地基上荷載的突變，使建筑物高低相接觸處出現過(guò)大的差異沉降，常造成建筑物的輕、低部分傾斜或開(kāi)裂破壞。軟土地區由于層數差引起的損壞想象很為普遍，一般高差二層及二層以上者，常見(jiàn)有輕重不同的裂縫。當地基特別軟弱時(shí)，即使僅一層之差，也會(huì )導致建筑物開(kāi)裂。
  （2）控制建筑物的長(cháng)高比及合理布置縱橫墻。磚石承重的建筑物，當其長(cháng)度與高度之比較小時(shí)，建筑物的剛度好，能有效防止建筑物開(kāi)裂。
  根據建筑實(shí)踐經(jīng)驗，當基礎沉降量大于120mm時(shí)建筑物的長(cháng)高比不宜大于2.5；另外合理布置縱橫墻是增強建筑物剛度的重要措施之一， 縱橫墻布置時(shí)磚石承重結構的縱橫墻應盡量貫通，橫墻間距適當， 一般不大于建筑物寬度的1.5倍為妥，縱橫墻最好不轉折或少轉折，可提高建筑物的整體性。
  （3）設置沉降縫。用沉降縫將建筑物從屋面到基礎分割成若干個(gè)獨立的沉降單元，則使得建筑物的平面變得簡(jiǎn)單、長(cháng)高比減小，從而有效減輕地基的不均勻沉降。因而考慮在對平面圖形復雜的轉折處；層高高差處或荷載顯著(zhù)不同的部位；在地基土的壓縮性有顯著(zhù)不同處或在地基處理方法不同處及分期建筑的交接處設置沉降縫。沉降縫應有足夠寬度，縫內一般不填充材料，以便充分發(fā)揮其作用。
  （4）考慮相鄰建筑物的影響。建筑物荷載不僅使建筑物地基土產(chǎn)生壓縮變形，而且由于基底壓力擴散的影響，在相鄰范圍內的土層，也將產(chǎn)生壓縮變形；這種變形隨著(zhù)相鄰建筑物距離的增加而逐漸減少，由干軟弱地基的壓縮性很高，當兩建筑物之間距離較近時(shí)，常常造成鄰近建筑的傾斜或損壞。為此應使建筑物之間相隔一定距離，距離應滿(mǎn)足規范要求。
  （5）建筑物標高的控制與調整。確定建筑物各部分的標高，應考慮沉降引起的變化。根據具體情況，可采取相應的措施。例如室內地坪，應根據預估的沉降量預以提高；建筑物各部分（設備之間）有聯(lián)系時(shí)，可將沉降量大者的的標高適當提高；建筑物與設備之間，應留有足夠的凈空；當建筑物有管道通過(guò)時(shí)，管道上方應預留足夠尺寸的空洞，或采用柔性的管道接頭。
  2、結構設計方面措施。
  （1）增強建筑物的剛度和強度。如前所述，控制建筑物的長(cháng)高比和適當加密橫墻可增加建筑物的剛度和整體性。此外從結構處理上應在砌體中設置圈梁能增強建筑物的整體性，即使建筑物有較大的沉降，也不致產(chǎn)生過(guò)大的撓曲變形，它在一定程度上能防止或減少裂縫的出現，即使出現了裂縫也能阻止裂縫的發(fā)展。多層住宅的屋面板必須一律采用現澆鋼筋砼結構，多層建筑的基礎及主體結構必須用商品砼澆搗。
  （2）減輕或調整建筑物的荷載。盡量采用自重輕的結構形式如采用輕鋼結構、預應力混凝土結構以及輕型屋面等；對于磚石承重的房屋，墻身重量所占總荷載的比重較大，約55%~65%，故宜選用空心磚、輕質(zhì)混凝土墻板等輕質(zhì)墻體材料。設置地下室或半地下室也是減少建筑物沉降的有效措施，通過(guò)挖除的土重能抵消一部分作用在地基上的附加壓力，從而減少建筑物的沉降；有時(shí)，也可通過(guò)在建筑物的重、高部分下設置地下室或半地下室以調整建筑物各部分的沉降差異。
  （3）上部結構采用靜定結構體系。當發(fā)生不均勻沉降時(shí)，在靜定結構體系中，構件不致引起很大的附加應力，故在軟弱地基上的公共建筑物、單層工業(yè)廠(chǎng)房、倉庫等，可考慮采用靜定結構體系，以減輕不均勻沉降產(chǎn)生的不利后果。
  3、地基和基礎設計方面措施。
  （1）地基基礎設計應以控制變形值為主，設計單位必須進(jìn)行基礎最終沉降量和偏心距離的驗算?；A最終沉降量應當控制在規定的限值以?xún)?。在建筑物體形復雜，縱向剛度較差時(shí)，基礎的最終沉降量必須在15MM以?xún)?，偏心距應當控制?5‰以?xún)取?/span>
  （2）對于3-6層民用建筑基礎設計時(shí)可采用薄筏基礎，上部結構采用輕型結構，利用軟土上部的“硬殼”層作為基礎的持力層，可減少施工期間對軟土的擾動(dòng)。
  （3）當天然地基不能滿(mǎn)足建筑物沉降變形控制要求的，必須采取技術(shù)措施。例如可采用打預制鋼筋砼短樁、砂井真空預壓、深層攪拌樁、新型碎石樁等方法進(jìn)行技術(shù)處理。
  （4）基礎設計時(shí)應有意識的加強基礎的剛度和強度?；A在建筑物的最下面，對建筑物的整體剛度影響很大，特別是當建筑物產(chǎn)生正向撓曲時(shí)，受拉區在其下部，因而必須保證基礎有足夠的剛度和強度。為此應根據地基軟弱程度和上部結構的不同情況，可采用鋼筋混凝土十字交叉條形基礎或筏形基礎、肋筏基礎，有時(shí)甚至采用箱形基礎，采用這類(lèi)基礎形式，可被消除基礎的撓曲變形。
  （5）同一建筑物盡量采用同一類(lèi)型的基礎并理置于同一土層中，當采用不同的基礎形式時(shí)上部結構必須斷開(kāi)，尤其是地震區，因為地震中軟土上各類(lèi)地基的附加下沉量是不同的。