高层建筑地基沉降及控制措施研究

高层建筑地基沉降及控制措施研究

李连悦,高志波,魏颖

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摘要：在高层建筑工程中，基础工程起着举足轻重的作用，其施工质量将直接影响整个工程的施工质量。尽管目前许多基础处理技术应用范围越来越广，但由于工程建设的质量和技术要求越来越高，许多基础处理技术已不能适应工程需要，容易出现地基沉降问题，因此，施工中要加强地基沉降控制，加强对地基加固技术的研究与创新，以使我国高层建筑业的建设水平得到提高。

关键词：高层建筑；地基沉降；加固

1高层建筑地基基础不均匀沉降的危害

建筑沉降是指建筑物在施工过程中，由于地基土质不均匀，土体发生位移，导致其强度和稳定性变化的破坏现象。在高层建筑工程施工时，应高度重视沉降问题。因为高层建筑的结构比较复杂，会受到多种因素的影响和制约，如地质条件、水文情况、周围环境等，都会给建筑工程带来不同程度的影响，为了保证高层建筑稳定运行，必须采取有效措施来解决这一难题。由于我国的土质比较复杂，在同一区域内土壤的性质也不尽相同，即使是在一个工地上，其施工效果也是天差地别。因此，在实际的高层建筑工程中仍然存在基础设计不合理的问题，导致工程建设过程中出现问题，甚至会影响工程的整体质量和安全性。

1.1威胁房屋的结构安全

高层建筑地基基础不均匀沉降，会威胁结构安全，引发墙体裂缝、漏水等问题。地基对高层建筑安全具有重要影响，高层建筑的荷载能量是由地基承担的，如果高度过高，整体稳固性和刚硬度不强，又没有围绕地基进行加固处理，墙体大概率会出现裂缝，威胁高层建筑结构安全。高层建筑地基基础发生不均匀沉降后，地下水位可能会上升，渗入高层建筑地基，导致高层建筑整体结构变形[1]。高层建筑结构一旦遭到破坏，可能会发生坍塌。

1.2危及居民的生命财产安全

高层建筑地基基础不均匀沉降，会危及居民的生命财产安全。高层建筑地基基础发生不均匀沉降后，会引发浸水问题。早期的浸水问题不容易被人们察觉，但会导致建筑内部环境变得潮湿，影响居民的身体健康，比如引发皮肤疾病、骨关节疾病、呼吸系统疾病等。受墙体裂缝的影响，墙体可能会出现灌风和渗水的问题，破坏了高层建筑使用功能。在极端天气中，还可能发生房屋倒塌事故，给居民造成较大的财产损失。这些问题并非不可避免，在高层建筑建造过程中，采用科学的措施就可以防止出现地基沉降，保证高层建筑的正常使用。

2高层建筑地基沉降控制措施

2.1强夯加固技术

在加固技术中，强夯是较为常见的技术手段，能够有效提升地基的强度、压缩性以及承载能力，从而提高基础工程的质量。该技术的作业模式简单，效率较高，且适用范围较广，具有很强的优势，但是在实际作业环节，也存在着一些缺陷。该技术在应用中可能存在下沉量超标、地基强度不足以及土壤松动等问题，很大程度影响作业的质量。因此，要想保证施工质量，施工人员首先需要提前在土层上铺1层砂石，以降低夯击对含水层产生的影响。其次，相关人员还需要在勘察环节仔细研究地层状况，合理确定加固方案，以保证工程质量。最后，相关人员需要根据施工情况来调整夯击次数与程度等，以保证夯实作业的顺利进行。

2.2灌浆加固技术

灌浆加固是指在需要加固的部位进行灌浆作业，以保证工程质量。在实际作业环节，相关人员需要在加固部位钻若干小孔，然后向小孔内灌入适量的化学浆液和水泥砂浆。灌浆后，浆液会和土体产生化学反应，出现胶结现象，等到浆液硬化后，就能起到加固地基、改善地基物理学性质以及填充地基所形成裂缝空隙的作用。现阶段的灌浆加固主要分为高压喷射和静压灌浆2种形式，相关人员应合理确定注浆量、注浆速度以及注浆时间，并且结合实际规划钻孔位置与间距，避免浆液聚集。此外，作业人员还需结合实际材料选择注浆类型，确保浆液初凝前完成灌浆操作，并且按照先周边后中心的顺序进行灌浆，避免注浆孔间出现串孔问题[2]。

2.3排水固结技术

2.3.1砂井法

砂井法是软土地基处理中的常见技术，其作为排水固结法的一种典型方法，是在建筑工程的软土地基上设置一定数量的砂井。具体施工过程为：利用打桩机向地基中打桩并夯实钢管，确保地基中钢管的稳定性与牢固性，再向钢管中灌入粗砂形成一定质量的砂柱，最后，在砂井上铺设砂沟或砂垫层，通过反复压实砂垫层和夯实砂井提高地基的稳固性。砂井法特别适用于处理存在连续薄砂层的地基，但地基变形后，桩体容易产生断颈和颈宿，不利于排水。

2.3.2堆载预压法

堆载预压法施工工艺简单、施工成本较低，是当前建筑地基处理中最为常用的一个方法。在建筑工程施工前，逐层对地基进行夯实，以提高建筑地基的稳固性。真空预压法的压力施加过程相对平稳，可以提高建筑地基的处理质量，且处理过程相对简单，消耗的施工材料较少。堆载预压使用材料与器具简单、施工操作方便，但需要一定的时间，适合工期要求不紧的项目。

2.3.3电渗排水法

电渗排水法也是建筑地基处理的一种常见施工技术，其工艺实施流程为：先在建筑软土地基中插入金属电极，给电极通入直流电，通过电流作用将地基中的水分由阴极带动传输至阳极一端，在金属电极的阳极一端设置排水沟，以便阳极中传输的水经由排水沟快速排出，有效降低建筑地基土层中的含水量，降低地基范围的地下水水位，提高建筑地基的承载力与边坡的稳定性。

电渗排水法自提出以来就在各类工程试验、土层加固计算等方面得到了应用广泛，常用于泥炭土、有机质土、泥浆等土质的地基加固排水施工中，更适用于含水量高、渗透性低的地基土体，而对于含盐量较高的盐渍土或砂土，通常采用传统的地基处理方法，如预压法、砂井法，以免含盐量过高影响电渗排水法的排水与固结效果，从而提高建筑地基处理后的稳固性。电渗排水法环境污染小、能量消耗少、操作简单方便，但对相关设备要求较高[3]。

2.4预应力管桩地基加固技术

在各种基础处理技术中，应用最多且效果良好的是预应力管桩基础，这一技术又被称为预应力钢管桩，包括先张法和后张法，目前应用最广泛的是先张法。在实施这种工艺时，通常应用离心式工艺来达到中空圆筒的作用。另外，为顺利实施预应力管桩基础处理技术，必须在基础工程中运用钢套形模型，尽量避免直接开挖桩基，最好是在沉桩后半个月内进行，且在开挖时不要破坏周围土壤，防止发生坍塌。开挖时排水是一个重要条件，必须在特定位置留出一个斜坡，尽量不要把开挖的土方堆在一边。目前，管桩倾斜是国内外普遍存在的施工难题，会直接影响工程质量。而管桩倾斜的主要原因是施工过程中管桩的承载力、坡度过大，要想解决这一问题，施工人员必须对工地进行平整处理，将垫板技术用于打桩机械作业地区，使其处于稳定状态。因此，在工程建设中，应重视工程质量，严格检查各道工序，以保证工程顺利进行。

3结语

综上所述，高层建筑建设是一项综合性的工程项目，其施工难度大、工期长，并且需要进行专业设计与施工.对于高层建筑地基基础施工，必须严格控制地基沉降，采用有针对性措施针对沉降问题加以防范。地基加固方法有很多种，要结合具体情况选择，以有效提高地基基础加固效果，保证高层建筑物的稳定性和安全性。

参考文献

[1]马志远.市政道路工程软土地基沉降加固技术[J].工程机械与维修，2023，(03):217-219.

[2]李建文.面向工程地基深层加固效果分析[J].中国建筑金属结构，2023，(02):72-74.

[3]范万亮.建筑地基基础施工及加固工艺的应用研究[J].中国建筑装饰装修，2023，(04):156-158.