软土地区建筑物不均匀沉降问题的处理
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《软土地基处理质量通病及防治措施》软土地基是指天然含水量大、压缩性高、承载力低的一种特殊地基土。
在工程建设中,软土地基的存在往往会给工程带来诸多质量问题和安全隐患,如沉降过大、不均匀沉降、承载力不足等,严重影响工程的正常使用和寿命。
深入研究软土地基处理质量通病及采取有效的防治措施具有重要的现实意义。
一、软土地基处理质量通病(一)沉降过大软土地基在建筑物荷载作用下容易发生较大的沉降,尤其是在施工期间和使用初期。
沉降过大可能导致建筑物出现裂缝、倾斜等现象,影响建筑物的结构安全和使用功能。
(二)不均匀沉降由于软土地基的不均匀性,在建筑物荷载作用下会出现不均匀沉降,使建筑物产生倾斜、开裂等问题。
不均匀沉降严重时甚至会导致建筑物整体失稳,危及人民生命财产安全。
(三)承载力不足软土地基的承载力较低,无法满足建筑物对地基承载力的要求。
在荷载作用下,软土地基容易发生剪切破坏,导致地基失稳,影响工程的稳定性和安全性。
(四)固结沉降时间长软土地基的固结沉降需要较长的时间,在建筑物施工期间和使用初期,沉降仍在继续发展,可能需要较长时间才能达到稳定状态。
这不仅会影响工程的进度,还可能在沉降未稳定前给建筑物带来安全风险。
(五)地基液化在地震等动力作用下,软土地基可能发生液化现象,导致地基承载力急剧下降,建筑物出现失稳破坏。
二、软土地基处理质量通病的原因分析(一)地质条件因素软土地基的地质条件复杂,其物理力学性质差异较大,如含水量高、孔隙比大、压缩性高等。
这些特性使得软土地基在荷载作用下容易发生变形和破坏。
(二)设计不合理在软土地基处理设计中,可能存在设计参数选取不准确、基础形式选择不当、地基处理方案不合理等问题。
这些设计方面的不足会直接影响软土地基处理的效果和质量。
(三)施工质量问题施工过程中,如地基土的压实度不够、排水措施不到位、桩身质量不合格等,都会导致软土地基处理质量下降,引发质量通病。
施工人员的技术水平和责任心也是影响施工质量的重要因素。
浅谈防止软土地基不均匀沉降采取的技术方案摘要:地基不均匀沉降直接影响建筑物的正常使用,文章针对建筑物均有均匀沉降及对建筑物最危害的非均匀沉降,我们提出如何防止非均匀的沉降技术方案,供同行参考。
关键词:均匀沉降;非均匀下沉;防止措施中图分类号: tu471.8 文献标识码: a 文章编号:在现代建筑中,由于地基软弱、荷载分布不均匀等原因,引起建筑物下沉或者不均匀下沉,虽然地勘报告能够揭示各土层状态,但地基承载力也很有限,我国建筑历史上也曾有过建筑物均匀下沉实例,上海某大厦目前已沉降后,下沉超过一层左右。
但是如何防止基础的不均匀沉降如何采取技术措施和技术方案,目前其说不一,各抒已见,我认为在软弱地基上建造建筑物一方面采取合理的基础方案,同时采取合适的处理技术措施,尤其在建筑、结构、设计和工程施工中采取相应的合理、可行、方便、经济的技术方法,来减轻不均匀沉降对建筑物造成的严重危害。
特别是在地基条件严重较差,例如:水位很高,地基承载力很低的污泥质土壤,如建筑设计和结构设计处理得当,可节省基础造价,降低工程成本和投资,减少地基处理的造价,因此解决地基沉降在工程施工中占有极其重要的意义。
一、从建筑方面采取的技术措施。
1、建筑平面力求简捷。
建筑平面设计对不均匀沉降起着一定的作用,如平面呈一字型,呈口字型,层数和高度接近一致的建筑物,这样基底的应力均匀,结构设置的圈梁易拉通、封闭,建筑物的整体刚度好,即使沉降较大,建筑物不轻易被拉裂而形成裂缝和破坏。
例如我们已施工完的某市六层住宅(图 1)。
(图一)平面呈“一”字形,长 48m,高 18.8m,长度与高度比例小,整体刚度好,实测得建筑物沉降为曲线二侧边部为 85mm,中间为106mm。
但墙身为建筑物体复杂,例如为“l“”t“”山”等建筑物的整体刚度,远远不如“一”字型及“口”字型,特别是在纵横单元相交处,基础地基应力叠加,该处的沉降往往大于其它部位,又因在使用过程中构件受力复杂,建筑物在该处易造成不均匀沉降,而结构,由其是砌体结构抗拉强度低,墙身产生裂缝,图 1 为某“l”型建筑物相对沉降曲线及墙身开裂状况。
造成建筑物不均匀沉降的原因及预防措施在不良地基上的建筑物,很容易出现地基过量的不均匀沉降而开裂和破坏,严重影响建筑物的使用功能和结构安全。
建筑物地基的破坏最终表现在地基的沉降量和沉降差方面。
在高压缩性土、湿陷性黄土、膨胀土以及软硬不均等不良地基上的建筑物,如果考虑欠周、处理不当,很容易出现地基过量的不均匀沉降而开裂和破坏,严重影响建筑物的使用功能和结构安全。
为预防和减少由地基变形引起的建筑物的结构损坏,或过大的沉降和不均匀沉降,影响正常使用,甚至危及安全。
针对建筑物不均匀沉降的产生和预防,谈一下自己的粗浅看法。
建筑物不均匀沉降是由多种因素引起的。
在施工过程中要从地质勘察方面、设计方面、施工方面等采取措施预防。
一、地质勘察方面合理确定勘探点间距及探孔深度,勘察报告能准确描述场地地基土的性质、土层的稳定性、地层结构、分布规律。
二、设计方面设计时,要考虑上部结构与地基基础的共同作用,并对建筑体型、荷载情况、结构类型和地质条件进行综合比较分析,确定合理的建筑措施、结构措施、地基处理方法和施工要求。
三、施工方面1、合理安排施工程序,一般应按照先重后轻、先深后浅、先高后低的程序进行施工。
同一建筑物各单元部分加载应力求基本均衡,必要时可控制加载速度,还可在重建筑物竣工之后间歇一段时期后,再建造轻的临近建筑物;2、在已建成的建筑物周围,尽量不堆放大量的建筑材料或土方等重物。
若施工场地受限,地面堆载应力求均衡,并按设计要求有控制地分期施加,避免大量、迅速、集中堆放。
建筑物内部的大面积地面堆载应划定允许堆载的大小和范围,严禁超载。
地面堆载不应直接压在基础上方。
若地面堆载较大,其产生的附加沉降有可能妨碍建筑物正常使用时,可根据条件需要,选择采用下列措施:○1堆载地坪下采用预压或地基加固处理措施,以减少堆载区域的沉降量。
○2在主体建筑柱基与堆载之间打隔离桩,切断或减少堆载区地基附加应力对柱基影响。
○3在主体建筑柱子下采用桩基,并应考虑堆载区地基附加应力对桩基影响。
软土对地基沉降变形的影响及处理措施某市拟建高层建筑为2栋33层商住楼,2栋26层商住楼,共4栋,首层架空。
北侧33层商住楼楼高97.8m;东西两侧26层商住楼,楼高77.5m,总用地面积约46,967.19m2,总建筑面积40,100m2,均为框架-剪力墙结构。
1.2土层性质场地位处长江三角洲冲积平原,属河口三角洲冲积地貌,其土层性质介绍和岩土参数建议值如下:(1)填土:填成时间超过5年,由杂填土和砂性素填土及粘性素填土组成,局部区域孔位处为砼地面或砼路面,现分述如下:①-1杂填土:灰色,局部为灰白色,由于该土层位于地层表面,该区降水比较严重,使得土质松散,含水量大,约为35%大小一般约1~6cm,最大超过30cm,含少量粘性土及砂土。
②-2粘性素填土:灰黄色,局部灰色,松散,稍湿~湿,含少量砂土及大小约1~15cm的砼块、碎石。
(2)冲积土:冲积土主要是因为本场地处于长江三角洲地区,由于河水的冲刷,造成该场地淤泥和砂层比较深厚,同时该地区邻近海边,因此土层的含水量比较大,按照土体的性质和粘聚力和内摩擦角的不同,可以将冲积土分为以下4个土层。
①-1淤泥:黑色,流塑,饱和,干强度低,高压缩性,低韧性,含腐殖质和有机质。
②-2粉砂:灰色,稍密,粉砂中含有小量的淤泥,污手,土质不均匀,局部为细砂、中砂或夹较多淤泥质土,其中ZK150孔见淤泥质土夹层,厚约2.7m。
③-3淤泥:深灰色,流塑,具臭味,含少量腐殖质,局部为淤泥质土、粉土或粉质粘土,其中ZK28孔见软塑粉质粘土夹层,厚1.4m;ZK30孔见稍密粉土夹层,厚约5.2m。
④-4粉土:灰色为主,较上述粉砂层,该层土质较好,土层的粘性更好,层厚为3.8~5.3m,可以作为搅拌桩的持力土层。
根据对场地各阶段的岩土工程勘察成果,结合区域地质资料,场地所揭露的岩土地层特性、土工试验指标、原位试验的标贯击数、类似工程场地的工程经验等分别确定各岩土地层的天然地基承载力特征值、变形计算的相应参数。
地基不均匀沉降的原因与处理方法地基不均匀沉降是指地基在同一区域内不同部位沉降程度不一致的情况。
它可能由多种因素引起,如地基土质差异、地下水位变化、地质活动等。
不均匀沉降如果不及时处理,可能会对建筑物的安全稳定造成影响。
因此,及时发现地基不均匀沉降并采取相应的处理方法是非常重要的。
1.地基土质差异:地基由不同类型的土质组成时,不同土层之间的沉降率可能会有差异。
例如,软弱的粉砂土层和坚硬的黏土层在荷载作用下可能会有不同的沉降速率。
2.地下水位变化:地下水位的变化也会导致地基不均匀沉降。
当地下水位下降时,土壤会失去一部分润湿性,导致地基沉降。
而当地下水位上升时,土壤的润湿性增加,可能导致地基随之上升。
3.地质活动:地震、火山喷发等地质活动可能会引起地基不均匀沉降。
这是因为地质活动会改变土层的结构和稳定性,导致地基不均匀沉降。
对于地基不均匀沉降,可以采取以下处理方法:1.加固地基:通过加固地基土层可以提高地基的稳定性。
常见的地基加固方法包括注浆加固、土体改良、桩基加固等。
注浆加固是通过在地基中注入混凝土浆液来填充土孔隙,提高土壤的承载力和稳定性。
土体改良可以通过加入适量的砂、砾石、水泥等物质来改善土壤的物理和力学性质。
桩基加固是通过钻孔、打桩等方式在地基中插入桩体以提高地基的稳定性。
2.重新分布荷载:对于地基不均匀沉降较小的情况,可以通过重新分布荷载来减小不均匀沉降的影响。
例如,在地基上增加支撑点或者调整建筑物的布置,使建筑物的荷载分布更加均匀。
3.开展地基监测:及时开展地基监测是发现地基不均匀沉降的前提。
通过安装传感器或者测量仪器监测地基的沉降情况,可以及时发现不均匀沉降,为采取适当的处理措施提供依据。
4.调整设计方案:对于已经存在严重地基不均匀沉降的建筑物,可能需要考虑调整设计方案,如增加支撑或者加固受影响的部分。
这可能需要进行结构分析和计算,以确保调整后的结构仍然符合安全要求。
总之,地基不均匀沉降可能会对建筑物的安全稳定造成影响。
建筑地基不均匀沉降的预防与防治措施控制摘要:建筑地基的不均匀沉降会导致建筑物的开裂、塌陷并严重影响建筑物的使用和结构安全。
故对此应引起足够的重视,采取预防措施,减少和防止影响结构安全和使用。
本文针对目前在工程施工中地基不均匀沉降普遍存在的问题进行了分析,并对地基不均匀沉降原因提出了预防和控制措施。
关键词:地基;不均匀沉降;措施ˎ ̥ abstract: the uneven settlement of building foundation will cause cracking and collapse of buildings and seriously affect the use of the building and structure safety. Therefore, should cause enough attention to this, take preventive measures to reduce and prevent affect the structural safety and use. In this paper, based on the current foundation uneven settlement in the engineering construction common problems were analyzed, and the uneven settlement of foundation with reasons for the prevention and control measures are put forward.Key words: foundation; Uneven settlement; measures地基沉降是指地基土层在附加应力的作用下压密而引起的地基表面的整直变形。
地基基础不均匀沉降的原因分析及应对措施摘要:地基不均匀沉降对于建筑物的正常使用有着很大的影响,本文主要对建筑地基不均匀沉降的原因进行了分析,并提出了具体的防治措施。
关键词:地基基础;沉降;原因;措施引言由于建筑基础不均匀沉降产生的工程质量事故,轻则影响建筑物的使用功能,造成使用者心理上的不安;重则造成渗水和灌风,更严重的会引起倒塌等安全事故,造成人身财产损失。
建筑物的地基基础的不均匀沉降问题,从项目选址开始,到地质勘察、设计、工程施工等阶段都应建立在摸清地质情况的前提下,按照客观规律因势利导地去开展工作,直至使用阶段,使用者都应该遵循该建筑物的设计条件进行使用或改造。
一、地基基础不均匀沉降对工程建筑物的主要危害1、造成建筑物发生倾斜。
如意大利比塞塔,该建筑建造于不均匀的高压缩性地基之上,造成塔基发生不均匀沉降现象,其北侧下沉高度为1米多,南侧下沉高度为3米,至今塔身已侧移5.8米有余。
2、造成建筑物下沉严重。
如上海锦江饭店,其建筑于软土地基之上,造成建筑物沉降2.6m之多,原来的底层已陷入地下成为半地下室状态,给实际使用带来严重影响。
3、造成建筑物墙体开裂。
如清华大学供应科的库房楼,在竣工一年后出现墙体开裂状况,三年以后整个楼体已有33条较大裂缝存在,列为危房。
4、造成建筑物基础断裂。
以东南大学的教工住宅为例,筏板基础刚浇筑完准备砌墙时,发现筏板基础横向发生断裂,其缝长达6米多,宽1~5毫米。
二、地基基础不均匀沉降的产生原因1、在设计方面。
地基土的压缩性有明显不一样处或在地基处理措施不一样处,没有在恰当地方设置沉降缝。
基础刚度或整体刚度不能满足要求,不均匀沉降就会严重,引起下层开裂。
设计不仔细,计算不仔细,相关地方不做计算,参考别的建筑物。
2、选址不当,地面高差悬殊很大,地形较为复杂。
很多平整场地工作常常使同一建筑物的部分基础置于挖方区,而另一部分基础在于填方区,或一部分基础在于河道上,而另一部分基础在于硬土层上,若处理不合适,很容易导致地基基础出现不均匀沉降。
软土地区建筑物不均匀沉降问题的处理摘要:软土地基上建筑物不均匀沉降问题的处理是土木工程师经常面对的重要课题。
本文结合作者实践,介绍了某高层建筑由于施工管理安排不当,主楼与裙楼同时施工,造成两侧裙楼不均匀沉降,致使裙楼顶部与主楼悬挑部分发生碰撞接触。
经过对事故原因分析论证及方案比选,提出了切实可行简便的处理方案。
实际观察表明,达到了预期效果。
关键词:软土;桩基;施工顺序;不均匀沉降;事故处理
中图分类号:tu447文献标识码:a 文章编号:
地基不均匀沉降引起建筑结构倾斜,导致构件开裂甚至破坏,是引起建筑物事故的主要原因之一。
采取必要的技术措施,避免或减轻不均匀沉降危害,一直是建筑结构设计中的重要课题。
对于不均匀沉降事故的妥善处理,则更是土木工程师“上下求索”的核心问题。
本文结合作者工程实践,将软体地区某高层建筑不均匀沉降问题的处理过程录出,以供同仁参考。
1、工程结构概况
某高层建筑由主楼和东西裙楼组成,东西裙楼层高4.5米,六层,总高27m,框架结构。
主楼形状基本为矩形,一层地下室,层高4.5,总高78.45m(包括机房,水箱间)。
结构为框架-剪力墙。
主楼与裙楼之间设置沉降缝,为了减少主楼沉降对裙楼的影响,主楼东西两侧设3.15m悬挑结构与裙楼相接。
2、工程地质与桩基
根据工程地质勘查报告,自然地面以下土层分别为第①层为黄色素填土。
表层为耕填土。
湿、软塑,土质不均。
局部有填土;第②层褐黄色粉质粘土,湿、可塑,土质尚匀,中~高压缩性。
土性较差;第③层灰色淤泥质粉质粘土。
很湿,流塑,土质不均匀,高压缩性,高灵敏度,夹砂,易灰色淤泥质粉质粘土。
很湿,流塑,土质不均匀,高压缩性,高灵敏度,夹砂,易产生“流砂”;第④层灰色淤泥质粘土。
饱和,流塑,土质较匀,高压缩性;第⑤层灰色粉质粘土。
湿,可塑,土质尚匀,高压缩性;第⑥层暗绿色~草黄色粉质粘土。
稍湿,硬塑,土质尚均匀。
中等压缩性,土性较好。
为本工程桩基持力层;第⑦层,7-1层黄色砂质粉土。
饱和,稍湿,土质尚匀,中等压塑性。
土性较好,是桩基持力层下较好的下卧层。
7-2层灰色砂质粉土,饱和,稍密,土质不均,中等压塑性,土性较好;第⑧层灰色粉质粘土。
很湿,可塑,土质不均,夹砂,中等压塑性,本层未穿透;其中第(3-2)层为严重液化层(设防烈度为7度时)。
主楼和裙楼均采用450×450钢筋混凝土预制方桩。
其中主楼桩长23m,二节桩,焊接接头。
单桩承载力【p】=650kn(扣除7米砂土液化负摩阻力)。
裙楼桩长27m,二节桩,焊接接头,单桩承载力【p】=700kn(扣除砂土液化负摩阻力)。
桩基持力层均为第6层暗绿色—草黄土粉质粘土层。
主楼总桩数为534根,西裙楼桩数为136根,东裙楼总桩数为258根。
桩位布置图见图2。
主楼基础为筏板基础,基底埋深7.1m,混凝土筏板厚1.75m。
裙楼柱下独立承台,
纵横向设拉梁,基底埋深3.5m东西裙楼靠近主楼两排(4轴、11轴)桩基,为了减少主楼沉降对裙楼的影响,降低基础底标高与基础底标高一致。
3、建筑物施工与沉降情况
本建筑物主楼一层地下室,东西两侧裙楼无地下室,桩基施工时,在自然地面施打,用送桩器把桩顶落到设计标高。
整个桩基工程施工完成后,场地自然地面标高有所降低,主楼部分降低约
300-500㎜,东西裙楼降低约100-200㎜。
打桩过程中,建筑物基地四周打有排水砂井,没有出现四周地面隆起和对邻近建筑物造成不利影响。
主楼大开挖时,只对基坑南向边坡进行了有效支护,东、西、北向均未进行边坡支护。
上海地区土质松软,含水量高,而且开挖时间正好是8月-9月间多雨季节,基坑开挖完不到10天,由于连续几天的降雨,致使主楼基坑东、西、北三个方向边坡垮塌。
东西两侧比较严重。
致使西裙楼4轴、11轴两排桩体进行了混凝土加固,但桩位检测结果显示,两排桩均发生不同程度的水平位移。
4轴向东偏移,11轴向西偏移。
桩顶偏移最大值为200㎜,最小值90㎜.
上部结构施工中为加快工程进度,主楼与裙楼同时施工,沉降缝中的建筑垃圾未得到及时清理。
工程完工后发现,由于主楼整体沉降引起的裙楼靠近主楼一侧桩基附加沉降,致使裙楼顶部与主楼悬挑部分发生碰撞接触,影响建筑物结构安全和正常使用。
4、不均匀沉降的处理
处理基础不均匀沉降,有以下三种方案:
(1)裙楼纠偏可在裙楼远离主楼一侧,基础地面与露面加荷载。
迫使桩基沉降量加大。
使裙楼各桩基沉降均匀。
加荷载量按经验确定。
本方案理论可行,费用小,但纠偏时间长。
(2)桩基托换处理就是在4轴、11轴两排桩基下用钢管桩托换顶升,迫使裙楼沉降恢复平衡。
这是一个可靠的地基处理方案,桩端持力层可选在第9层砂层。
(3)结构处理方案扩大变形缝尺寸,割去主楼悬挑部分连系梁,把沉降宽度恢复到150㎜。
用植筋方法重新作好悬挑部分连系梁。
考虑到裙房基础梁大,整体性能好,上述差异沉降只造成了裙房的整体倾斜。
经过近40天连续观测表明,大多数观测点已趋于稳定,极少数尚在沉降,个别点还有反弹。
这说明桩与土已开始固结,即使再有沉降,也不会大。
如果活荷载加上去,虽有沉降(估算约为2.5~3.5㎝),不致引起裙房倾斜率较大增加。
笔者经过慎重考虑,决定以上述(3)方案处理本工程事故。
经过近7年实际观察,主裙楼沉降基本稳定,没有影响建筑物的使用。
此处理方法,施工简便、经济,达到了预期的效果。
5、结束语
(1)遵守国家各项建设法规,是保证工程质量的前提条件。
一项工程项目的建设,要求建设单位,设计单位,施工单位,监理单位的密切配合,不可因为建设方不合理要求,而压缩施工工期。
(2)要根据本工程的实际情况,制定合理可行的施工组织设计,按规范和设计要求,安排施工顺序与施工技术,不可因为省施工费用而对应该支护的基坑进行自然放坡施工。
(3)工程出现问题后,各参与单位应本着对工程负责,对国家财产负责的心态,积极解决问题,不应互相推卸责任,尽量减少国家财产损失。
(4)结合软土地区建筑物沉降量大,稳定时间长的特点,在不影响结构安全的前提下,出现此类问题时,应该多调查取证,提出合理可行的施工方案。
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