建筑地基不均匀沉降的施工技术刘天虹

建筑地基不均匀沉降的施工技术刘天虹

刘天虹

刘天虹

（中煤建工集团有限公司，广东东莞523000）

摘要：在众多因素影响下，导致建筑地基出现不均匀沉降，尤其是在软土地区或者沿海地区，如果没有采取有效的措施进行加固，建筑地基会出现不均匀沉降，甚至会出现建筑倒塌的现象，因此，在建筑工程施工过程中，必须采取有效的施工技术处理不均匀沉降问题。

关键词：建筑地基；不均匀沉降；施工技术

前言

地基不均匀沉降会产生严重的后果，不仅会为影响建筑安全，还会威胁人们的生命和财产安全。因此，在建筑工程施工的过程中，必须全面分析导致建筑地基出现沉降的原因，然后根据工程的实际状况，采取合理、有效的技术措施，提高地基承载能力和抗变形能力，尽可能的降低地基沉降量，提高工程质量。

1地基不均匀沉降

1.1地基不均匀沉降对房屋造成的危害

在房屋的建筑过程中，管理人员必须对地基做好严格的检查工作，保证地基在房屋施工中能够符合建筑工程的设计要求，尽量防止发生地基不均匀沉降的现象。在一些建筑企业由于工程前期管理检查工作做得不到位，在房屋建设完成之后，地基土层较为软弱，内部存在有一定范围的压缩空间，同时在水平方向上土层的硬度不同，房屋荷载压力过大导致土体结构发生下沉变形，从而能够引起地基的不均匀沉降现象，对房屋造成一定程度的危害。当地基不均匀沉降超过房屋建筑的承受能力时，房屋自身在地基上的稳定性不足，时间一长，就会导致建筑物墙体上出现裂缝，地基沉降现象严重时就会使建筑物结构发生倾斜，危及到人们的生命安全。

1.2不均匀沉降的成因分析

理论上，地基沉降量s∞σ2h/Es,其中σ2为附加应力、h为地基压缩层厚度、Es为地基土的压缩模量，是导致地基沉降的本质因素；而基底附加应力p是造成地基土压缩并引起建筑沉降的外在因素。对于实际工程，引起地基不均匀沉降的原因主要有以下7个方面：（1）地基土本身的不均匀性，（2）施工中出现的问题，（3）建成后使用过程中的意外影响，（4）计算过程中不正确因素的影响，（5）地基面积安全储备的不同，（6）地基处理方法选取不当，（7）建筑结构设计不当。

1.3沉降量确定

在长期荷载作用下，建筑结构的地基沉降量主要由3个部分组成，即初始沉降、固结沉降以及次固结沉降。初始沉降即瞬时沉降，是指在外荷载施加的瞬间，因饱和软土中的孔隙水尚未及时排出而所发生的沉降，即所谓的剪切变形，其按弹性变形来计算。主固结沉降是指荷载加载后，外荷载不变，软土地基土中的孔隙水随时间的推移不断排出而发生的沉降，是软土地基沉降的主要组成部分。次固结沉降开始于固结沉降稳定之前，但一般计算时可认为其在主固结完成时才出现，次固结沉降量一般比主固结沉降量要小得多，基本可以忽略。但对于极软的黏性土，特别是含有腐殖质等有机质时，或者当高压缩性土层较厚且受到作用的压力增量比较小时，次固结沉降将会成为总沉降量的一个主要组成部分，应予以重视。

2地基处理技术

近年来随着我国经济的快速发展，在各种不良地基上开展工程建设越发普遍，因此对地基处理的要求也就越来越迫切与广泛。地基处理能够提高天然软弱地基的强度，消除各种土质地基的不良特性，以达到满足工程所需的地基强度、变形以及稳定性的要求。因此，针对不同地基缺陷选择合适的处理技术，具有重要的技术和经济意义，文章就几种常用地基处理方法展开讨论。

2.1换土垫层法

换土垫层法是先将地基浅层软土挖除，然后用高强度、低压缩性且无侵蚀性的材料进行换填，并分层夯实，以提高地基持力层的承载能力，减少地基的部分沉降，有效地消除地基的胀缩性和湿陷性，并改善土的可液化性。此方法适用于不均匀地基及浅层软弱地基的处理。另外，在寒冷地区采用砂垫层可以有效防止地基土的冻胀，膨胀土地基的胀缩作用亦可采用该方法进行消除。

2.2预压法

预压法是在拟建构筑物的地基上，预先加载相应的静荷载，让土体中的孔隙水慢慢排出，使地基土固结密实，然后卸除荷载，达到提高地基承载力和减少沉降的目的。该方法具有就地取材、机具简单、造价低、工期短等特点，所需预压时间的长短由地基土层的厚度、渗透特性及预压静荷载的大小等因素决定，其适用于粉土、软黏土、泥炭土、杂填土等地基类型。

2.3强夯法

强夯法是将质量为8～10kg的重锤吊至10～20m高度，然后让其自由下落，利用重锤下落过程中产生的巨大冲击力来夯实土体，使土体密实，以达到增加土体强度和降低其压缩性的目的。强夯法是利用重锤具有的夯实能振冲软土地基表面，来击实浅层图的地基处理方法。该方法对处理非饱和黏性土、砂性土以及杂填土地基具有较好的效果。强夯法不仅可用于陆上施工，还可用于水下夯实，操作简单方便，施工成本较低，工期较短，加固效果较好。其缺点是施工振动大、噪声大，并且对周边已有建筑物的影响比较大，一般不宜用于房屋密集区。

2.4振冲法

振冲法又名振动水冲法，是用起重机将振冲器吊起，并启动潜水电机带动振冲器的偏心块，使其产生高频振动，同时将水泵开启，通过振冲器下端的喷嘴喷射高压水流，在振动和水流冲击的共同作用下，使振冲器下沉至地基土设计深度。经清孔后，再将碎石从地面向孔内逐段填入，使其在振动作用下挤压密实，待达到所需密实度后提升振动器，重复此过程，在地基中形成一个较大直径的密实碎石桩体，并与原地基构成复合地基。振冲法能提高地基承载力，减少沉降，是一种经济、快速、有效的地基处理方法，一般适用于对粉质黏土、粉土、砂土、松散砂卵石、杂填土和素填土等地基的处理。

3桩基础处理法

3.1土桩及灰土桩

土桩及灰土桩是一种人工复合地基，由填夯的桩体和桩间挤密土组成，在我国西北和华北地区应用较为广泛。土桩及灰土挤密桩是在地基土中形成若干个桩孔，然后用土或灰土回填并分层夯实，形成复合地基，提高软弱地基的承载能力和水稳性。该方法适用于处理深度5～15m且在地下水位以上的人工填土地基或湿陷性黄土地基。深度达到地下水位以下或地基土含水量超过25%的，不宜采用该施工方法。

3.2砂桩

砂桩也称为挤密砂桩或砂桩挤密法，是散体桩复合地基的一种，于19世纪30年代起源于欧洲，然而直到20世纪50年代，才得以在国内外迅速发展，其施工工艺也才逐渐走向完善和成熟。该方法首先是在软弱地基中，采用振动、冲击或水冲等方式进行开孔，然后将砂挤入土中，在土体内形成直径较大的密实砂桩体，以加固软弱地基。砂桩法适用于挤密松散砂土、黏性土、粉土、杂填土、素填土等地基。对变形控制要求较低的工程，饱和黏土地基亦可采用砂桩进行置换处理，此外，砂桩还可用于处理具有可液化性的地基，而对于变形控制要求严的工程，饱和黏土的处理，能否采用砂桩法最好是通过现场试验后再确定。

3.3水泥粉煤灰桩

水泥粉煤灰桩是一种适用范围很广的复合地基，其桩体是由水泥、粉煤灰、砂、石屑或碎石等混合料加水拌和后在土体内形成的高黏结强度桩，并与桩间土、褥垫层共同作用加固地基，提高地基的承载能力。该法在粉土、砂土、黏土、杂填土、淤泥质土等地基处理中均有大量成功的典型实例，条形基础、独立基础及筏基也都有应用。对淤泥质土应通过现场试验或按地区经验确定其适用性，该法具有施工简便、适用性强、工期短、效果好等优点。

3.4混凝土桩

混凝土桩具有造价低廉、经久耐用、施工便捷等优点，已在民用建筑、工业建筑、水利建筑和桥梁的基础工程中得到广泛应用，此外，还常用于基坑支护及边坡的抗滑或隔水。混凝土桩有普通钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩两种，按其施工工艺的不同可分为挤土类桩和非挤土类桩，前者包括沉管灌注桩（沉管方法有静压、锤击、振动等）、预制桩（普通钢筋混凝土、预应力混凝土）；后者一般均为现浇桩，包括冲（钻）孔灌注桩及人工挖孔桩等。按照桩截面形状的不同，可分为矩形桩、方形桩、圆形桩和环形桩等，方形桩和环形桩是最常用的。此外，除了上述的几种地基处理方法外，其他的地基处理方法还有许多，例如：电渗法及降低地下水位法，该类方法的核心是让软弱地基充分的排水固结；挤密砂石桩法、夯实水泥土桩法、爆破挤密法、深层搅拌法、孔内夯扩桩法，该类方法是采用振动、挤压的方式，减小被压地基土体的孔隙比、提高强度，从而达到增加地基承载力的目的；树根桩法、加筋土法、锚固法，该类方法主要是改善土体的性质，从而增强地基承载力及其稳定性，减少沉降。

4结语

大量的工程实践表明，地基基础的不均匀沉降，对建筑结构的安全性、稳定性及使用寿命都会造成一定的影响。由于引起地基不均匀沉降的原因较多，从而使得控制难度有所增大，为此，当地基出现不均匀沉降时，必须及时采取有效的方法和措施，对地基土体进行加固处理，以此来减轻不均匀沉降对建筑结构的影响。

参考文献：

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[2]黄玲．对施工引起地基不均匀沉降的分析及处理[J]．有色冶金设计与研究，2004（25）

[3]朱治国．地基处理技术综述[J]．科技情报开发与经济，2011（21）