试探建筑地基不均匀沉降设计
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摘要：针对地基存在的不均匀沉降问题，本文分析了建筑地基产生不均匀沉降的原因，总结了在进行设计需要遵循的设计原则及要求，并在此基础上，陈述了再设计时要注意的事项，有利于减轻建筑物沉降问题。
关键词：建筑；地基；不均匀沉降；设计
引言
近年来，由于地基不均匀沉降产生的安全隐患成为困扰建筑工程师的常见问题。大多数建筑在使用过程中会产生均匀不均匀沉降，其中均匀沉降一般不会对建筑物带来很大的危害，而不均匀沉降则往往能够导致建筑物开裂甚至塌陷，给人们带来巨大的财产、生命损失。尤其是建设在软基础上的建筑物，其产生的沉降幅度比较大，并且沉降量很不均匀，其成为事故多发种类，因此，只有在设计及施工中确保建筑物的均匀沉降量处于规范规定的允许范围，并减少建筑的不均匀沉降量已成为建筑设计的重要部分。
1 建筑地基不均匀沉降原因
1.1地质因素
地壳各层在形成过程中经受了多种复杂的地质作用，其工程性质变得非常复杂，只要表现为地质体的不连续性、非均匀性和各向异性，由于不同地质体的物理力学性质差别巨大，其承载力、压缩性以及稳定性都相差悬殊，因此当以上性质存在较大差异时则会造成滑动失稳、产生不均匀沉降，尤其是当地层构成不均匀并且遇到软土、冻土、膨胀土等特殊土型地基时受到建筑带来的荷载后更容易产生不均匀沉降。
1.2勘察因素
地壳及地基的复杂性是隐蔽的，并且是客观存在的，在进行建筑物设计之前应对场地以及地基的地质条件和水文地质条件进行勘察，撰写工程地质勘查报告，以供给设计及施工人员提供相应参数，工程地质勘查报告应正确反映土层性质、地下水和土工试验情况，并结合设计要求，对地基做出评价，对设计和施工提出必要的建议。因此勘察结果的准确性对后期建筑产生很大的影响，若勘察水平较差，不能准确反映地质条件则也是建筑产生不均匀沉降的原因之一。若地质报告不细致甚至不真实抄袭相邻建筑物的地质报告、地质钻孔中布控或深度不到位，甚至出具虚假报告，这些情况都会对设计人员造成分析、判断的错误，直接导致地基设计的错误。
1.3人为因素
由于大量开采地下水，或者在现有建筑物附近开挖基坑、对地下水进行排放处理等人类活动都会造成局部地下水位发生下降。失去地下水的地基则相应失去了水的浮力，根据太沙基原理，土体的有效重量将增加，从而产生不均匀沉降。由于地下水位下降导致建筑物木、钢等基础处于大气环境内，从而受到腐蚀而受到损伤破坏，最终导致建筑物的不均匀沉降产生等。
1.4施工因素
墙体砌筑时灰缝不饱满，砂浆强度偏低，砖墙槎砌筑不当，有通缝，断砖集中使用，不按规范规定布置拉结筋，墙体留搓违反规范要求等等，这些都是产生沉降的因素。比较重要的建筑物在地基设计时必须事先正确进行沉降设计计算，并针对不均匀沉降问题，采取各种必要的措施，施工中严格按照相关规范实施。
2基本设计原则与要求
2.1基本技术要求
建筑工程设计应以投资最少、工期最短，达到设计基准期内安全运行，并满足所有的预定效果要求，即包括三个方面：1、预定功能要求；2、安全性和持久性效果；3、投资和工期的经济性要求。注意场地条件，防治灾害应充分搜集场地的地形、地质、水文、水文地质等资料，作为设计的依据。场地可能的自然灾害，如暴雨、洪水、地震、滑坡、泥石流等；由于工程建设引起的灾害，如采空塌陷、抽水塌陷、边坡失稳、管涌等；都应该在堪察、预测和评价的基础上，采取有效防治措施。
2.2合理选用岩土参数
在计算沉降量时，选择合适的参数对计算至关重要。选用岩土参数选用岩土参数时，应注意其非均质性与参数测定方法、测定条件与工程原型之间的差异、参数随时间和环境的改变，以及出于工程建设而可能产生的变化等。由于土体参数是随机变量，在划分工程地质单元的基础上，需要进行统计分析，算出各项参数的平均值、标准差、变异系数、偏度等统计量；确定其特征值与设计值。在选定测试方法时，需要特别注意其适用性。
2.3定性分析与定量分析结合
一些问题一般只作定性分析，如：工程选址和场地适宜件评价、场地地质背景和地质稳定性评价、土体性质的直观鉴定。定量分析可采用解析法、或数值解法。考虑安全储备时，可用定值法或概率法。工程的可靠定性分析和定量分析，都是在详细占有资料的基础上，运用较为成熟的理论和类似工程的经验进行论证，并宜提出多个方案进行比较。
3设计措施探讨
3.1建筑形状
设计过程中应力求建筑平立面体型简单、高差不宜过大。简单、高度一致的建筑物，基底应力较均匀，圈梁容易拉通。避免出现过多的阴阳角，平面上也不易出现过多转折和弯曲。控制建筑物的长高比及合理布置纵横墙。长高比，控制在2.5～3范围内；对于采用砌体作为承重结构的建筑物。为了保证其刚度应合理布置纵横墙，并应尽量保证墙体贯通，并控制横隔墙的间距控制在建筑高度的1.5倍以内为宜，纵横墙最好不转折或少转折，可提高建筑物的整体性。
3.2设置沉降缝
沉降缝能够将建筑物从屋面到基础分割成独立的沉降单元，从而实现各单元产生的沉降互补影响，使得建筑物的平面变得简单、长高比减小，因此也就避免了不均匀沉降对建筑物带来的灾害。对于长度较大的建筑物；建筑平面的转折部位、长高比过大的砌体承重结构、地基土压缩性存在明显差异处、同一建筑不同地基或基础结构类型不同处、同一建筑物不同期建设的连接处等均应设置沉降缝，并要保证沉降缝具有足够的宽度。
3.3地基基础
设计单位在进行建筑设计时要进行基础最终沉降量和偏心距的验算，保证基础最终沉降量控制在规定范围内；当建筑物所处位置天然地基不能满足沉降量要求时，则必须采取换填或打桩等相应技术措施；应尽量保证同种类型的基础埋置于同一土层内。
3.4相邻建筑物
建筑物本身荷载不仅使地基土产生压缩变形，而且由于基底压力扩散的影响，在相邻范围内的土层，也将产生压缩变形。若两建筑物距离过近则会产生应力叠加，造成临近建筑物产生倾斜或破坏，且该变形随着建筑物距离增加而减小，因此设计过程中应根据现场具体情况合理确定建筑物间距。
3.5结构措施
3.5.1减轻自重
尽量采用自重轻的结构形式如采用轻钢结构及轻型屋面等。减轻建筑物自重则可减小其对基底压力，可以在很大程度上减轻不均匀沉降。设置地下室或半地下室也是减少建筑物沉降的有效措施。
3.5.2增强建筑物的刚度和强度。
长高比是建筑物刚度的保证因素，长高比过大则其调整地基不均匀沉降的能力差，反之亦然，数据表明建筑物长高比控制在2.5～3之间则可减少建筑物相对弯曲以及裂缝产生。此外从结构处理上应在砌体中设置圈梁，能增强建筑物的整体性，在一定程度上能防止或减少裂缝的出现，阻止裂缝的发展。即使建筑物产生较大沉降，也不致产生较大的变形。布置纵横墙。承重结构墙身作为房屋扭曲的主要受力构件而具有可调整不均匀变形的能力，因此其对建筑物的整体刚度影响很大，因此为了保证建筑物刚度应保证纵横墙贯通，横墙间距也不易过大。
4结束语
建筑物地基不均匀沉降的产生原因很多，如土性质变化的复杂性等。其会给建筑物及人类带来较大的负面影响，在设计中，必须主动运用设计手段，不仅从上部结构或地基单方面采取措施，还要对建筑体型、荷载情况、结构类型和地质条件等进行综合分析，采取相应设计措施。争取做到事前控制的防治工作，才能切实做到提高工程质量，有效预防、控制不均匀沉降的产生，最终消除事故根源。
参考文献：
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