深厚回填土上某建筑地基不均勻沉降原因及治理對策

深厚回填土上某建筑地基不均勻沉降原因及治理對策摘要：在建筑場地地形條件的限制下，有很多的建筑都是將回填土作為是地基的持力層，而回填土的厚度基本上也是在幾米到幾十米之間，地基處理質(zhì)量觀賞上部分房屋的結(jié)構(gòu)是安全的。所以本次研究以某工程作為實際案例，從地基、上部結(jié)構(gòu)兩個部分上對深厚回填土上房屋沉降原因以及處理措施進行分析，希望那個能夠為同類工程設(shè)計提供一定的參考。關(guān)鍵詞：深厚回填土；建筑地基；不均勻沉降刖言在社會經(jīng)濟的快速發(fā)展下，城市建設(shè)變得越來越快，建筑物功能上也變得更加的復(fù)雜。我國城市中出現(xiàn)了由高層主樓和多層裙樓組成的住宅樓小區(qū)、車庫、商住綜合樓等建筑物，并且在使用功能需要下，一般情況下是不要求在主樓、裙樓、地下車庫間建立起永久性的沉降縫，保證主樓和裙樓、地下車庫形成一個整體。但是由于他們之間的高度存在很大的差異性，在上部結(jié)構(gòu)中荷載、剛度存在很大的不均勻性，輕者會使得房屋墻體出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象，嚴重的會使得房屋結(jié)構(gòu)整體以及局部傾斜出現(xiàn)倒塌，這將嚴重的影響到建筑物的安全性使用。所以在高層建筑施工過程中需要確定認識不均勻沉降對于房屋結(jié)構(gòu)造成的危害，并采取有效的措施進行解決。一、 工程概況本次工程是在重慶市的，主要建造的是辦公用房。本次建筑物長達到了63米，寬達到了47米，高度達到了28.2米，分區(qū)樓層分別是在一層、三層、六層，起主體就是采取的框架結(jié)構(gòu)，地基使用的是回填土，回填的時間是在三年，圖層厚度方面是比較深的，最深的地方已經(jīng)接近于四十米。對回填土較厚情況進行考慮，主樓和輔樓區(qū)域之間荷載存在很大達到差異性。建筑物地基的基礎(chǔ)可以根據(jù)以下方式進行設(shè)置：在辦公樓樓下設(shè)置筏板基礎(chǔ)，在車庫以及配套用放下設(shè)置彈性地基梁基礎(chǔ)，在不同基礎(chǔ)形式間設(shè)置出沉降后澆帶。選擇地基處理方法采取的是：使用強夯法和換填法相互聯(lián)合的處理，在設(shè)計要求方面，單擊夯擊能是大于8000kJ。換填法的用處，主要是就是為了處理筏板底標高下垃圾土、淤泥質(zhì)土。要求在處理以后復(fù)合地基承載力的特征值是不能小于200kPa。二、 結(jié)構(gòu)沉降觀測在工程主體完工以后，經(jīng)過施工觀測，在配套用房局部區(qū)域中出現(xiàn)，其具有比較大的沉降，這就是B1-B6點上，在經(jīng)過了兩年的時間下，觀測到了在該處最大的沉降點已經(jīng)達到了143mm，B3和B2點沉降之間的差是在48mm。一些基礎(chǔ)梁和柱出現(xiàn)了裂縫的現(xiàn)象，根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2011，是能夠計算出相鄰計算點間的沉降差以及鄰計算點之間沉降差，可以對允許的估計值進行計算出來，即21.6mm，這是按照0.003倍相鄰柱基中心距，這已經(jīng)超過了規(guī)范允許值的百分之五十五左右。在房屋的其他四周中貫徹點沉降點是比較小的，這被稱之為均勻沉降。三、 不均勻沉降原因在經(jīng)過相關(guān)觀測數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，建筑工程沉降最大點是在輔樓角點，在這一處中是三層輔助用房，主樓是在六層，并且在該建筑中是沒有投入到使用中的，在后期的幕墻石材、使用荷載都沒有加載的情況下，處邊跨處荷載和主樓相比藥效。然而在前期將近五個月的時間里，沉降比主樓多出了46mm，追究其存在的原因，主要是包含了以下幾點：（一） 地基基礎(chǔ)處理不達標建筑工程主體結(jié)構(gòu)在施工完成以后，將近半年的時間里，本次沉降處將要達到56mm。地基沉降存在很大的差異性，輔樓和主樓荷載差異很大的情況下，輔樓出現(xiàn)了比較大的沉降，這也進一步的表現(xiàn)出了地基存在很大的差異性，這就是處理建筑項目輔樓下地基基礎(chǔ)是不到位的。在后期檢測中發(fā)現(xiàn)了，本初地基壓實系數(shù)是出于0.7-0.85的，基本上是沒有達到設(shè)計方面要求的，即0.97的壓實系數(shù)。（二） 地下水影響沉降的最大點上，單次沉降最大是在8-12月，在經(jīng)過相關(guān)的了解下，這段時間經(jīng)過了好幾次的大降雨，本處的原始性地貌就好像是山間的峽谷，輔樓的位置是在峽谷下游地段中的。雨水在經(jīng)過地面以后，會在匯合以后流入到地下中，這就會使得深處回填土受到浸泡的影響，出現(xiàn)軟化的現(xiàn)象，使得輔樓最深處的地基產(chǎn)生很大的影響，該處沉降速度會加快。同時，在現(xiàn)場施工過程中，是沒有注意到地面排水所帶來影響的，本次輔助位置也是出于建筑環(huán)境最低點的，這樣就使得施工和地面排水在本處匯流，影響到了地面已經(jīng)處理好的地基，使得改點沉降是比較大的。在經(jīng)過了后期治理以后，最終發(fā)現(xiàn)該地基深處水流是比較多的，在水系方面是比較發(fā)達的。（三） 地基處理方式不合理結(jié)合《地基處理規(guī)范》（JGJ79-2012）6.3可以了解到，要是選擇出強夯擊能是8000kJ，而有效加固強度是在8.0-8.5m。結(jié)合地勘中的相關(guān)資料，本工程回填土厚度是在27.7-46.9m，這也進一步的表明場地回填土厚度本身存在著很大的差異性，要是單一的采用表面強夯處理的方式，是不能將地基均勻性進行保證的。強夯處理方式上，影響深度范圍效果是自上而下的，其也是存在很大不同的。要是表面強夯是滿足要求的，這只能是會在地表上形成"硬殼層〃的，在上部的荷載要是存在很大的差異，就非常容易使得硬殼層出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，使地基發(fā)生沉降的現(xiàn)象。（四） 基礎(chǔ)形式不夠合理在建筑工程設(shè)計過程中，需要對輔樓地下一層區(qū)域進行考慮，在基頂回填4.5m到一層±0.000處標高，使用這種方式可以進一步的降低回填土荷載帶來的影響，把該區(qū)域改成彈性地基梁基礎(chǔ)。在對基礎(chǔ)形式進行了相應(yīng)的改變以后，使得地基受力模式、應(yīng)力方面產(chǎn)生一定的差異，這是非常產(chǎn)生不均勻沉降的。雖然在設(shè)計過程中，考慮到不同基礎(chǔ)形式間所設(shè)置的沉降后澆帶，但是在本次地基處高回填區(qū)域中，地基土使屬于高壓縮性土的。普遍在多層建筑施工中，所完成的沉降量僅僅達到了最終沉降量的20%-50%。建筑項目在后期投入使用過程中，也是會持續(xù)性發(fā)生比較大沉降的，所以在本處地基還沒有穩(wěn)定的情況下，采取不同的基礎(chǔ)形式是不夠合理的。四、不均勻沉降處理方法針對建筑地基產(chǎn)生的不均勻沉降，是可以分別針對地基、上部結(jié)構(gòu)兩個方面來進行處理、加固的。而在深厚回填土上的地基處理也是可以分為淺層、深層處理的。在選擇處理方式方面，是可以考慮對已有建筑基礎(chǔ)加固過程中，是不能影響到已有建筑結(jié)構(gòu)、功能方面使用的。本工程中，主要考慮了兩種方式結(jié)合治理。淺層處理方式上選擇了注漿加固的方式進行，實際上就是將具有一定壓力的水泥漿注入到地基表層中，借助于加固地表涂層的目的，使得地基在受力方面保證具有一定的均勻性，沉降將近保持一致性。首先，需要在地基梁的四周帷幕注漿，以形成一個閉合形式的空間，然后再在基底中注漿，借助于注漿花管，把水泥漿注入到地基的內(nèi)部，最終達到加固的目的。注漿加固在經(jīng)過了觀察測量以后，最終發(fā)現(xiàn)了地基沉降出現(xiàn)了明顯的減少，但是沉降的趨勢依舊是沒有達到收斂。與此同時，采用低級深層處理方法，就是在沉降區(qū)域中增加筏板、樁基礎(chǔ)，將地梁進行轉(zhuǎn)換，把其上部結(jié)構(gòu)荷載傳到基巖中，這樣可以使得建筑在后期中的沉降趨近于一致。建筑中的上部結(jié)構(gòu)實際上就是框架結(jié)構(gòu)，其特點是具有較強的協(xié)調(diào)變形能力。然而在此處中，已經(jīng)出現(xiàn)了比較大的不均勻沉降，所以需要防止其出現(xiàn)變形，最終引發(fā)安全危害。為了使得上部結(jié)構(gòu)剛度進行增加，保證變形的一致性，是可以在框架柱上增設(shè)一整片的混凝土墻，但是這增設(shè)的墻體是不會增加上不結(jié)構(gòu)中荷載的，也會影響到沉降，這是具有一定不確定性的。在整體剛性、荷載方面都是有兼顧的，對框架間設(shè)置斜撐的方式進行考慮，是可以協(xié)調(diào)框架之間變形情況的，也能降低荷載帶來的影響。為了能夠進一步的發(fā)揮出構(gòu)件受力情況，協(xié)調(diào)變形方面需要在加固節(jié)點上按照鉸接的方式來進行考慮，在處理完成對地基以及上部構(gòu)建以后，等到基礎(chǔ)沉降穩(wěn)定，需要加固處理上部結(jié)構(gòu)構(gòu)建變形中所出現(xiàn)裂縫，并在裂縫中注入漿。五、討論通過對該工程進行觀測，從中獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)以及治理過程可以發(fā)現(xiàn)，地基發(fā)生沉降的現(xiàn)象，其特點是不均勻、不確定性。結(jié)合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》《GB5007-2011》中關(guān)于沉降的計算公式：結(jié)合反算地基彈性模量計算出后期的最終沉降量，在經(jīng)過了后期實際測量后，將其進行對比，最終發(fā)現(xiàn)其存在著很大的差舉行，這也進一步的表現(xiàn)出了經(jīng)過處理以后的地基是穩(wěn)定的，但是時間是不能夠確定的。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在對基礎(chǔ)進行設(shè)計中，不能僅僅考慮地基承載力，還需要對地基沉降影響進行考慮。本次工程設(shè)計要求在處理以后的復(fù)合地基，在承載力特征值方面是不能小于200kPa。在對原設(shè)計軸力進行核查驗算后，沉降區(qū)域中比較大的點平均基底壓應(yīng)力是84.5、106.8、78.9kPa，并且在考慮到本次工程還處于施工階段中，荷載是沒有達到設(shè)計荷載的。設(shè)計平均基底壓應(yīng)力是需要小于200kPa，并且在承載力方面需要留有足夠的安全余量。根據(jù)這就可以看出，僅僅對地基承載力要求進行滿足，是不能有效滿足沉降中要求的。在基礎(chǔ)形式方面也需要考慮其盡可能的做到統(tǒng)一性，在建筑使用對結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)具有一定影響的時候，需要和建筑協(xié)商進行處理。例如在工程中，可以在副樓去中使用筏板基礎(chǔ)，對負一層中的回填土取消，通過增加結(jié)構(gòu)對空間是不利的。后期處理中也需要對工程的實際情況進行處理，例如針對本次工程強夯地基表層注漿，進行加固處理過程中，由于一些區(qū)域中經(jīng)過了強夯，土質(zhì)會變得比較硬，這是非常容易出現(xiàn)注漿困難、冒漿的情況，在這種情況下，需要及時的調(diào)整注漿壓力、使用其他的加固方式。在處理深層中，需要對樁基在深厚回填土中穩(wěn)定性問題進行考慮，對于不同的處理方式，是需要做好方案上優(yōu)選的，采用的方法也是要簡單、有效的。結(jié)束語基礎(chǔ)和地基的作用是承載上部結(jié)構(gòu)荷載，兩者之間均勻的受力、協(xié)調(diào)變形，其在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面是非常重要的。所以在設(shè)計的前提階段，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要全面的了解到建筑場地、地質(zhì)方面的實際情況，地基在施工以前需要選擇出合理的處理方式，這樣可以有效的避免出現(xiàn)，不僅要加固處理基底，還需要保證基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計中的安全穩(wěn)定性。參考文獻牛秦.深厚回填土上某建筑地基不均勻沉降原因及治理策略[J].大眾標準化.2020(