某小区建筑物地基变形监测探究

某小区建筑物地基变形监测探究

贺飞

中国有色金属工业西安勘察设计研究院有限公司（陕西省 西安市 710054）

摘要：某小区的一建筑地基，因为场地起伏很大、地面回填土层厚薄不一，以及对回填施工工程质量监控不佳，而造成该建筑地面不平衡沉降，地下室也发生了开裂，至变形检测工作完成时，其情况仍在变化。根据建筑变形检测技术和分析，究其原因主要是由填土区域的地理环境、回填质量、地下水渗透情况等因素所引起。该变形检测技术为该建筑的后期处理提供了基础，希望能够给相关人员提供一定的借鉴和帮助。

关键词：建筑物；地基变形；监测

1引言

某小区的5#楼建筑基底型式为筏板基础，建筑上层为七层的砖混结构并带一间地下室，建筑地面由人工处理深厚回填土。该建筑因场地起伏很大、建筑地面的厚返回土厚薄不一，及对回填施工工程质量掌握不好，建筑后期形成了明显的沉降变形差别，造成五楼地面不平衡沉降现象，地下室也发生了开裂。但基于地面已构成明显的变形差别区域，尽管明显差异沉降变形范围较小，但仍具发展趋势性。鉴此，已对该建筑开展了变形检测。按照标准要求，将标准控制点布设为四个，编号A、B、C、D，共布设了四个检测支点，编号N1、N2、N3、N4，该建筑物共设有标准监控点10个，此次变形检测12个。

按相关标准要求，该构筑物的变形检测等级为二级，观察点测站高差中错误为≤0.5mm，检测点中错误±3.0mm。该计划将按照时间规定，每年监测一次，共历时12个月。

2建筑物变形监测及规律分析

2.1沉降变形监测及裂缝变形监测

2.1.1沉降变形监测

对五楼的检测点进行了累积沉淀量统计分析，沉淀量变化规律变形曲线型式为一个峰谷式的，即曲线慢慢向上，逐渐到达最高点，再慢慢降低。由此可知该楼层变化不平衡，起伏变动较大。从数据分析看，5#楼层存在从南往北沉降量逐渐上升的倾向。

2.1.2裂缝变形监测

1)室内裂缝监测点布设位置

此次的裂缝监控点均布置在了地下室，监测点共布置在了地下室中不同区域的九个部位，且基本布置在了地下室中。

2)地下室裂缝分布规律

地下室的裂缝规模以斜裂缝为主，近于水平裂缝次之，但垂向裂缝发育程度不够；而裂缝规模的横、竖向延展程度多为1~2m，但部分裂缝不能穿越建筑物；同一部位单条者罕见，多为平行成组地出现；裂缝长度约为一般的0.5~1.0mm，最大长度约为1.5mm。

2.2建筑物变形规律分析

2.2.1地基变形场的初始分析

随着时代的进展，地基变形也从东部向西部逐步加大，在西端处到达了最大，表明地面在中央偏西的位置由于受附加应力增强，地基形变也随之增强，从中央向偏西逐步增加，在中央及以东位置的各监测点沉降量也较小。根据理论计算，由于东西向的下降量差异明显，因此五楼变形模型采用了下沉量西大东小的斜向下降方法。

2.2.2地基变形场过度期

五楼通过过渡阶段的内部应力重分配态势，形成了对整个建筑物以特定点为范围的倾伏式"向斜"变化图式。倾伏式"向斜"的力学效果具体表现为：①此种应力场使沿主轴倾伏端承载力较大，仰起端承载力相对较小，由发展主轴向翼部方向承载力逐步减小，由于应力场的转变成果，使地基的变形更趋不均匀；②地基应力场也从过渡期内的较均匀承载力逐渐转变为较非均衡承载力。沿倾伏式的"向斜"地带即为轴线地带，由于遭受了二翼地基的倾斜挤压，而逐步演化出了较集中承载力区域，而二翼地基则成为了受到较单一牵引力影响的微小承载力区域。而地基应力场的此种发展结果，无疑地会造成在内部应力比较集聚的区域基底上产生了纵向宽度(平行褶皱轴)的纵裂隙带和横向裂隙带，并由此而使地基的整体构造遭受了破坏；③上部构件在地面与基内应力场发展的过程中位置将会重新分配，其结果就是基内应力集中区壁、底板之间的承载力。从而产生了局部压碎；两翼尤其是在端部墙体上形成了张拉裂纹。

根据以上数据的分析，5楼板在7~12月变形强度明显上升，变化趋势也较为明显，并形成了应力聚集对基础结构形成严重侵蚀的态势。这可以充分解释地基结构在由上部荷载所形成的附加内部应力作用下，其压密沉降与变形向深层发展；同时，对深层回填土的自重固结效应(次要)也起到了重要影响，两个作用的综合效果将成为五楼变形的关键因素。

2.2.3建筑物最终变形规律

自1~12月，共计12个月五楼下沉叠加作用后的总体变化规律为：①建筑物总体上出现了下沉现象，而各监控点的下沉总量大小不等；②纵向下沉规律不一致，特点为向东下沉总量最小、中间逐渐渐大、在西边达到了最大值，南北二端各具此规律，总体上由东向西的总体倾斜，平均倾斜斜度达3‰；③侧向下沉差别较明显，建筑物中西边下沉北大南小，下沉量差值，建筑物中东边下沉北大南小，下沉差值，建筑物还曾发生了由南至北的倾斜下沉；④从建筑沉降变化曲线特征解析，中东区等值线密，而中西区等值线较稀，表明中东区建筑纵向下降变化较大，而中西方相对较小，且建筑物累计下降变化由东往西逐渐变大且以西北角达到最大。

2.3建筑物变形原因分析

影响五楼变形的因素主要有如下几个方面：①填土量厚薄不同，在纵贯(东西向)上差别大，在倾斜(北南向)上回填土差别则是中西部大，东端小，基本施工厚度不同是影响建筑变化不同的关键因素；②由于该建筑南侧为山麓坡地，其中含有大量冲积物，填地基土时此部分可能无法处理。这样，在与新填地面土间就会产生软弱界面，在地面内部应力调节过程中有可能形成对地基土的深层滑动，从而造成了五楼中东部南侧下沉量大、西北部上升小的局面；③由于大气降水沿土壤地表下的入渗水，导致了对回填土基的软化，从而造成此阶段的沉降量偏大；④回填土地与原自然土壤之间在上部负荷作用下形成的附加应力所产生的沉降，既是此建筑物地面变化的一部分，但同时其部分变化又具有不均匀性。

3建筑物的变形模拟

3.1地基的压密变形

通过细致的研究论证和测算，五楼主体受力土层可厚达22.5m。由此表明该回填土位于压缩层主要区域内；另外，五楼的沉降变形虽远还没有结束，但后期仍将出现很大的下降，变化还存在着很大余地。

3.2地基变形数值模拟

按照变形分析准则，仅要求分析四层岩土构造，即基础施工土层、过筛细土层、细砂土壤和坝基岩性分层，在模型前、后界上都控制了水平位移，且下界水平和垂直位移均恒定，并利用岩体强度的降低模拟了地基土层和地下水对岩土体强度下降的影响。

地表下沉值和基础基本浇筑的厚薄有重要关系，在基础施工较厚的区域地表下沉值很大，但因为地基所处部位与基础浇筑的厚薄差异，该建筑地面的不均匀下沉现象更加突出，五楼西区地表最大下沉值达到了51.68mm，而东区地表下沉值为20mm左右，不均匀下沉对五楼的正常使用产生了较大的安全隐患。据目前的检测结果表明，该幢建筑的不平衡下沉变形过程还远未完成，与前面所述结论相吻合。

4结语

通过对建筑物检测资料的综合分析，确认了历时12个多月以来的结果变化规律，如下：

1)由于深层回填在自身固结力和上层构造荷载力相互作用下的附加变形还没有完成，而基础施工下的天然土质在附加应力相互作用下的附着变形也未完成，因此即使在今后相当时期内五楼的变形工程还未结束，变形强度估计仍比既有变形更大。

2)在建筑北侧，原始斜坡沉积废弃物和回填土块之间的软弱界面(带)，有机会使建筑表面产生深层滑动现象，是产生变形的最主要原因。

3)场地地下水(第四系潜水)从回填地基底不持续排出，造成了地基土的不持续含地下水体，极有可能是建筑物向北侧倾伏沉降的附加原因。

综上所述，通过调查小区建筑物地基变化，并对该区域进行现场的详细调研和分析评估等工作，进而确定了变形成因，并进行了变形模拟，为后续的修复工作提供了数据保障，并给其他小区建筑物建设提供一定的参考。

参考文献

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