建筑物不均匀沉降分析与控制

建筑物不均匀沉降分析与控制

吕延远

北控水务（中国）投资有限公司北京朝阳区100020

摘要：建筑物不均匀沉降对正常使用带来不利影响。本文分析了建筑物不均匀沉降的原因。结合地质钻探报告、建筑和结构措施、施工措施等方面，提出了不均匀沉降的控制措施。

关键词：建筑物；不均匀沉降；控制

一、前言

建筑物不均匀沉降是指建筑物同一相互传力的结构体基础之间出现不等量的沉降现象。它可以是由地基土质的不同构造特性和环境条件的变化而引起的，也可以是由基础压力超过地基的容许承载力或地基受力不均匀而产生的。如果不均匀沉降超过了一定的限度将导致建筑物开裂，歪斜甚至破坏。因此，研究建筑物不均匀沉降的原因以及如何防止或减少不均匀沉降，对保证建筑物正常使用具有重要意义。目前对建筑物不均匀沉降已经有了较为广泛的研究，但系统化的总结还不是很多[1]。本文系统总结了当前不均匀沉降的原因以及不均匀沉降的控制技术，对防止不均匀沉降的发生具有现实指导意义。

二、建筑物不均匀沉降原因

1．地基的土质结构相对不稳定

土质结构相对不稳定可以是先天形成的，也可以是后天形成的。先天形成的有：软土、杂填土、冲填土、湿陷性黄土、膨胀土等欠固结的土，其土质的成分（或分布）不均匀，土的压缩性高（即密度小、含水量高）。后天形成的有：地下水涨落、开挖扰动、化学介质侵蚀、冰冻、设备震动及地震波的冲击等原因造成土的容许承载力减小。

2．地基受力不均匀

地基受力指基础基底下一定深度范围内各土层受到的压力，分为直接受力（通过基础传力）和间接受力（通过土层传力）。地基受力不均匀情况包括：建筑物外立面错落；工业厂房或装置设备重量布置不均匀；吊车荷载或风载作用，基础底部产生偏心压力，回填土自重，设备压力等。

3．施工中出现的问题

由于施工时地基处理的不好，或因地质勘探不细，没有发现地下的某些不良地质现象，如河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物，因而未作处理．从而引起地基的不均匀沉降。

4．使用过程中的意外影响

由于地下水管的大量漏水引起地基局部下沉，或因为临时的大量的地面堆载而引起局部

下沉，另外还有相邻新建筑产生的影响等。

三、减少建筑物不均匀沉降的控制措施

1．确保钻探报告的真实性和可靠性

地质钻探报告是一门专门的科学，是设计人员设计的主要依据。一是业主单位一定要请有相应资质的勘测单位进行勘测。二是要必须提高地质勘测人员的业务水平、政治素质和职业道德素质，加强责任感，这样才能使钻探报告具有真实性可靠性。

2．建筑措施

（1）建筑物体型力求简单。建筑物平面立面上的轮廓形状，构成了建筑物的体型，在建筑

设计中许多人过分追求建筑物的外观美，认为体型愈复杂，外观愈美，因此，花大力气在建筑物体型设计上做文章。事实上。复杂的体型常常是削弱建筑物整体刚度和加剧不均匀沉降的重要因素，会给建筑物正常使用带来很大的影响，平面形状复杂的建筑物，纵、横单元交叉处基础密集。地基中由各单元荷载产生的附加应力互相重叠．必然出现比别处大的沉降，再加上这类建筑物的整体性差，各部分的刚度不对称、很容易遭受地基不均匀沉降的损害。此外，建筑物高低或者轻重变化太大，地基各部分所受的荷载轻重不同，自然也容易出现过量的不均匀沉降。因此，在满足使用功能的前提下，应尽量采取简单的建筑体型，规则整齐，尽量避免形状复杂、阴角太多、建筑物有显著的高差和荷载差异。如“一”字型等高建筑物实践证明，这样的建筑物整体刚度好。地基受荷均匀，较少发生地基不均匀沉降而造成的开裂。

（2）考虑相邻建筑物基础之间的净距。地基中附加应力的向外扩散，会使相邻建筑物的沉降互相影响。相邻建筑物基础之间的净距愈小，互相影响愈大。当两建筑物距离太近时，相邻影响产生的附加不均匀沉降可能造成建筑物的开裂或互倾。因此，为了避免相邻影响的损害，软弱地基上的建筑基础之问要有一定的净距，净距的大小视地基的压缩性，影响建筑的规模和质量，以及被影响建筑的刚度等因数决定。

（3）设置沉降缝。用沉降缝可以将建筑物分割成几个独立的沉降单元。每个沉降单元具备体型小，长高比小，所处地基比较均匀，刚度好等条件，可以有效地防止地基不均匀沉降的损害。沉降缝的设计没有严格的规定，一般设置在平面形状复杂的建筑物的转折部位，建筑物的高度或荷载有很大差别处，分期建造房屋的交界处，建筑物结构类型截然不同处。地基土的压缩性有显著变化处。

（4）合理布置纵横墙。承重结构的墙身是房屋扭曲的主要受力构件。它具有调整地基不均匀变形的能力。纵横墙的布置合理与否，对建筑物的整体刚度影响很大。如纵墙贯通，而横墙密布，刚度很大，能使基础沉降比较均匀。为了保证建筑物的整体刚度。对于砖石承重结构的纵横墙应尽量贯通，横隔墙的间距不宜过大，一般不大于建筑物宽度的1.5倍为妥。

3．结构措施

（1）减轻建筑物的自重。基底压力中，建筑物的自重所占的比例很大。因此，对于软弱地基上的建筑物，如淤泥质土，高压缩性土等，常采用一些措施减轻建筑物自重，建筑物自重减小，基底压力减少，就可以达到减少沉降量的目的。建筑物的自重主要包括墙体的重量，粱、柱、楼板和回填土的重量等等。因此，应大力发展轻质高强度墙体材料，如采用混凝土墙板，空心砌块，以及其他轻质墙来减小墙体的重量。在不使建筑物整体刚度过于削弱的前提下。用轻质隔墙代替某些非承重墙来减轻墙体的重量，尽量选用轻型屋面结构来减轻建筑物自重。

（2）结构物的重量。减轻结构物的重量以达到减小沉降的目的。如果建筑物的某一部分和相邻部分比较起来特别重，在该部分之下设置地下室或半地下室[3]。可减少这部分与较轻部分之间的沉降差。例如。某地要建一个大型的图书馆，考虑到书库比阅览室重的多，就可以在书库下设置地下室或半地下室，这样就可以调整各部分之间的沉降差，建筑物之间的沉降就比较均匀了。

（3）设置圈梁。在砌体承重的建筑物的各层设置一道钢筋混凝土圈粱，基础和顶层圈梁适

当加强。圈梁的作用是提高房屋的空间刚度，增强建筑物的整体性，防止墙体开裂。对于砌体承重墙房屋，不均匀沉降的损害突出地表现为墙体的开裂[2]。因此设置圈梁是防止因不均匀沉降而造成墙体开裂的一项有效措施。

四、结论

不均匀沉降是建筑物常见的事故，机理十分复杂。其发生的原因既可能是设计本身不足（如地基调查不够、结构布置不当等），也可能是施工造成的，还可能是使用过程中产生的。因此，对于已发生不均匀沉降的建筑，其原因要多方面调查，具体问题具体分析；不可一概而论，也不可盲目搬套以往经验。不均匀沉降事故一旦发生，可能产生严重的经济、安全后果以及不良的社会影响。采用合理的建筑、结构措施，以及合理的施工措施，可以有效避免不均匀沉降的发生。

参考文献：

[1]郭斌．砌体结构裂缝原因分析及控制措施，山西建筑．2tD4，30（1）：12—13

[2]俞铭华，姜朋明，丁文圣．砌体结构条形基础宽度设计方法研究，工业建筑，2003，33（8）：30-32

[3]王磊．房屋建筑的不均匀沉降与整治．铁道建筑，2003（8）：72-73