解文婷

(合肥市市政設(shè)計(jì)研究總院有限公司，安徽 合肥 230000)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，城市化進(jìn)程也得到了一定的促進(jìn)，高層建筑的建設(shè)高度與形式也變得愈加多樣。相較于普通類建筑，高層建筑在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)存有沉降縫，將多個(gè)單體建筑拼接成一個(gè)完整建筑，施工人員應(yīng)借助對(duì)其基礎(chǔ)不均勻沉降的防治來改善建筑質(zhì)量。

1 影響高層建筑基礎(chǔ)不均勻沉降的要素

1.1 地質(zhì)勘察過程

在開展高層建筑建設(shè)前，項(xiàng)目管理人員應(yīng)科學(xué)勘察該施工區(qū)域的周遭環(huán)境，適時(shí)掌握其周邊的地下水與土層狀態(tài)，并在工程項(xiàng)目的勘察報(bào)告內(nèi)詳盡描述建筑物施工的整體狀態(tài)，而該項(xiàng)報(bào)告中的數(shù)據(jù)信息需實(shí)行科學(xué)評(píng)估，提升相關(guān)報(bào)告數(shù)據(jù)的全面性、精準(zhǔn)度。在進(jìn)行高層建筑的實(shí)際施工時(shí)，受多種要素影響，相關(guān)人員勘察出的數(shù)據(jù)信息并不準(zhǔn)確，比如，在鉆探土層地質(zhì)時(shí)，其鉆孔深度與數(shù)量未能達(dá)到理想狀態(tài)，該現(xiàn)象降低了勘察報(bào)告的精準(zhǔn)性，為此后的項(xiàng)目施工埋下了安全隱患，增加了基礎(chǔ)不均勻沉降的概率。

1.2 建筑施工不合理

引發(fā)高層建筑基礎(chǔ)不均勻沉降現(xiàn)象的重要要素為建筑施工的合理性較差。在開展高層建筑建設(shè)期間，若管理層沒能制定出適宜的質(zhì)量管控系統(tǒng)，其在進(jìn)行項(xiàng)目質(zhì)量管理時(shí)就會(huì)出現(xiàn)偷工減料或管理舉措不到位等不良現(xiàn)象，該墻體內(nèi)部的砂漿強(qiáng)度也會(huì)隨之減弱。在進(jìn)行高層建筑施工期間，若其內(nèi)部的鋼筋結(jié)構(gòu)沒能采取適宜的施工方案，會(huì)使該類建筑的基礎(chǔ)出現(xiàn)不同程度的裂縫，在施工后期或正式使用時(shí)就會(huì)產(chǎn)生滲水問題或基礎(chǔ)不均勻沉降現(xiàn)象[1]。

1.3 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)缺乏專業(yè)設(shè)計(jì)

一般來講，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的適宜性也會(huì)改變高層建筑的建設(shè)形態(tài)。高層建筑的上部結(jié)構(gòu)多由承臺(tái)、軟土層、基樁、摩擦樁等項(xiàng)目構(gòu)成，該具體建設(shè)狀態(tài)如圖1所示。在設(shè)計(jì)高層建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)時(shí)，相關(guān)人員需科學(xué)考量影響其建設(shè)的各項(xiàng)數(shù)值、因素，如不同層級(jí)建筑物的荷載量，相較于地層實(shí)際承受力，若前者的數(shù)值更大，則會(huì)引發(fā)地基基礎(chǔ)的不均勻沉降現(xiàn)象，因而項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員應(yīng)適時(shí)加強(qiáng)工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，并利用對(duì)相關(guān)建筑的科學(xué)觀察，來整合建筑設(shè)計(jì)方案。

圖1 地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖

1.4 軟土地基處理不到位

因建筑地基土體自身孔隙數(shù)量存在較多，使得地基土體具有可壓縮性特征，受到外界荷載力加大影響，則會(huì)使得孔隙數(shù)量在土體中適當(dāng)變小，最終導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)沉降問題。由于組成地基土土質(zhì)的類型多樣，進(jìn)而促使地基土層內(nèi)部結(jié)構(gòu)受力不均勻，如施工過程中、開展打樁作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)則會(huì)破壞軟土層結(jié)構(gòu)，待高層建筑建設(shè)完成后，該類型土質(zhì)沉降量要比其他類土質(zhì)高一些。

2 高層建筑基礎(chǔ)不均勻沉降問題所產(chǎn)生的危害影響

高層建筑基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降問題，所產(chǎn)生的危害影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，建筑物出現(xiàn)傾斜。建筑物傾斜是高層建筑地基結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的表現(xiàn)，主要原因與地基土厚度、軟硬度不均勻有著一定關(guān)系。施工初期階段，若地基處理不完善，未達(dá)到規(guī)定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，受到偏心荷載作用影響，則會(huì)增加高層建筑基礎(chǔ)不均勻沉降問題發(fā)生概率。建筑物出現(xiàn)傾斜，難以保證高層建筑后期使用安全。

第二，房屋墻體出現(xiàn)裂縫。高層建筑地基下陷時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生一定壓力，其房屋墻體在外界壓力作用影響下，則會(huì)導(dǎo)致房屋墻體出現(xiàn)裂縫、窗戶玻璃破碎等問題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)促使高層建筑上層結(jié)構(gòu)發(fā)生開裂情況，加劇房屋建筑傾斜嚴(yán)重程度，嚴(yán)重破壞房屋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，縮減高層建筑使用期限的同時(shí)，也威脅著居民生命安全。

第三，建筑物下沉問題嚴(yán)重化。相較于其他土質(zhì)類型地基，建設(shè)在軟土地基上的高層建筑，其不均勻沉降問題發(fā)生概率更高一些，建筑物出現(xiàn)傾斜是必然現(xiàn)象，在此方面情況影響下，則會(huì)促使附加應(yīng)力在建筑物上層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生，建筑物無法承受因不均勻沉降問題產(chǎn)生的壓力，引發(fā)一系列墻體開裂、建筑物結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重等問題，對(duì)建筑使用者人身安全造成威脅。

因此，若想有效防治高層建筑基礎(chǔ)不均勻沉降問題，施工單位必須明確意識(shí)到其危害性。在實(shí)際施工過程中，做好相應(yīng)施工沉降監(jiān)測(cè)工作，并詳細(xì)記錄施工沉降過程，為后期高層建筑勘察設(shè)計(jì)施工提供有價(jià)值的參考依據(jù)，提升沉降參數(shù)利用率，從根本上保證地基施工合理性，起到對(duì)高層建筑施工過程中不均勻沉降問題有效預(yù)防的作用。

3 防治高層建筑基礎(chǔ)不均勻沉降的有效措施

3.1 科學(xué)勘察地質(zhì)數(shù)據(jù)

在建設(shè)高層建筑前，為確保該類建筑項(xiàng)目的整體質(zhì)量，管理人員需實(shí)地考察施工現(xiàn)場(chǎng)，在該現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行不同程度的地質(zhì)勘察，提升項(xiàng)目整體管控水準(zhǔn)。具體來看，為增進(jìn)施工勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、有效性，在開展現(xiàn)場(chǎng)勘查的過程中，相關(guān)人員應(yīng)端正其工作態(tài)度，詳盡考察該項(xiàng)目周邊多類要素的數(shù)據(jù)信息，以增強(qiáng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性。針對(duì)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人來說，在進(jìn)行正式的地質(zhì)考察前，其需為勘查人員提供專業(yè)且系統(tǒng)的技能培訓(xùn)，利用該項(xiàng)培訓(xùn)的合理性來增強(qiáng)業(yè)務(wù)人員的勘察素養(yǎng)，改善其職業(yè)態(tài)度，全面提升勘察工作的整體質(zhì)量，為此后的項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供適宜的數(shù)據(jù)依據(jù)。此外，在勘察地質(zhì)數(shù)據(jù)信息的過程中，相關(guān)人員還需采用適宜方法，借助對(duì)各項(xiàng)影響要素的適宜管控，增進(jìn)其數(shù)據(jù)提取的合理性，提升其對(duì)該類地質(zhì)狀況的了解度，從而夯實(shí)高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。

3.2 改善建筑結(jié)構(gòu)剛度

從高層建筑基礎(chǔ)不均勻沉降現(xiàn)象的來源上看，建筑結(jié)構(gòu)的剛度變化會(huì)引發(fā)該類現(xiàn)象，項(xiàng)目建設(shè)人員在實(shí)際施工中，需利用適宜的舉措來強(qiáng)化該類結(jié)構(gòu)的整體剛度。一般來講，項(xiàng)目施工人員會(huì)利用圈梁的設(shè)置來改進(jìn)結(jié)構(gòu)剛度，在高層建筑的墻體中安置與鋼筋混凝土相關(guān)的圈梁，可有效提升該類建筑的抗拉、抗剪能力，也會(huì)縮減地基基礎(chǔ)產(chǎn)生裂縫的概率。針對(duì)高層建筑來說，由于圈梁大多設(shè)置在相關(guān)建筑的頂部或底部，部分多層建筑還可實(shí)行隔層設(shè)置，需綜合考量該類構(gòu)造的各項(xiàng)性能，如抗震性能等，應(yīng)適時(shí)協(xié)調(diào)構(gòu)造柱與各層級(jí)間的聯(lián)系[2]。

此外，項(xiàng)目施工人員還可借用沉降縫的設(shè)置來改進(jìn)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的不均勻沉降現(xiàn)象。在當(dāng)前的部分高層建筑中，為凸顯其功能與美觀等要求，在實(shí)際建設(shè)時(shí)可運(yùn)用多單元組合形式，為縮減各個(gè)單元的施工縫隙，需在其連接處設(shè)置不同形式的沉降縫。在設(shè)置沉降縫的過程中，施工人員需科學(xué)控制各個(gè)施工部分的沉降位置與數(shù)據(jù)，了解、掌握其沉降縫的具體實(shí)施高度，利用對(duì)沉降縫的科學(xué)控制可有效強(qiáng)化地基基礎(chǔ)質(zhì)量，降低其產(chǎn)生不均勻沉降現(xiàn)象的概率，為項(xiàng)目建設(shè)的科學(xué)性、安全性打下較好基礎(chǔ)。

3.3 完善不均勻沉降的監(jiān)測(cè)

其一，為更好地掌握地基基礎(chǔ)不均勻沉降現(xiàn)象的危害，項(xiàng)目施工人員應(yīng)對(duì)該現(xiàn)象實(shí)行科學(xué)監(jiān)測(cè)。具體來看，基于地基病害會(huì)嚴(yán)重傷害高層建筑的整體質(zhì)量，降低區(qū)域設(shè)施的結(jié)構(gòu)功能與穩(wěn)定度，因而需對(duì)其產(chǎn)生病害的全過程實(shí)行不同程度的監(jiān)控。施工人員應(yīng)依照該高層建筑建設(shè)的實(shí)際情況，適時(shí)搭設(shè)與地基基礎(chǔ)質(zhì)量管控相關(guān)的變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在使用該項(xiàng)系統(tǒng)期間，其能精準(zhǔn)預(yù)測(cè)有關(guān)病害的發(fā)生概率，找出潛在的地基病害。在應(yīng)用變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的過程中，施工人員可依照該監(jiān)測(cè)結(jié)果來布設(shè)與沉降現(xiàn)象相關(guān)的觀測(cè)點(diǎn)，一般來講，相鄰觀測(cè)點(diǎn)間的最佳距離在8m～12m之間，并在建筑物山墻的中間或混凝土柱上布下觀測(cè)點(diǎn)，以獲取最佳的不均勻沉降值。

其二，在開展不均勻沉降監(jiān)測(cè)的同時(shí)，項(xiàng)目施工人員還可對(duì)該不均勻沉降現(xiàn)象進(jìn)行適時(shí)勘察。在建設(shè)高層建筑期間，由于其所耗時(shí)間較長(zhǎng)，在該階段會(huì)出現(xiàn)天氣、外部地理等多項(xiàng)不穩(wěn)定要素，該類要素也會(huì)降低地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。施工人員在日常工作中，需逐步養(yǎng)成定期勘察的良好習(xí)慣，及時(shí)了解巖土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的各項(xiàng)穩(wěn)定性系數(shù)，并利用對(duì)該項(xiàng)數(shù)值的管控來縮減地基基礎(chǔ)的內(nèi)部病害，降低不均勻沉降現(xiàn)象的頻次，適時(shí)完成各類建筑項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)改造工作，通過對(duì)不均勻沉降現(xiàn)象的科學(xué)監(jiān)測(cè)來提升高層建筑的建設(shè)質(zhì)量。

3.4 合理設(shè)計(jì)建筑高度

一方面，在開展高層建筑的設(shè)計(jì)與建設(shè)時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)合理控制其建筑高度，在保障降水處理質(zhì)量的同時(shí)，適時(shí)縮減其處理步驟。通過科學(xué)研究證實(shí)，頻次較高的降水處理會(huì)極大增加地基基礎(chǔ)不均勻沉降的概率，降低該類建筑的整體穩(wěn)定性、安全性，因而在設(shè)計(jì)與建設(shè)其內(nèi)部高度時(shí)，需利用對(duì)其高度的控制來強(qiáng)化項(xiàng)目建設(shè)安全，從而避免不均勻沉降等問題的出現(xiàn)。

另一方面，在設(shè)計(jì)高層建筑的高度時(shí)，項(xiàng)目管理人員應(yīng)科學(xué)遵循其高度的設(shè)計(jì)規(guī)律，利用對(duì)該高度的控制來縮減其內(nèi)部產(chǎn)生的各項(xiàng)病害。比如，針對(duì)高層建筑內(nèi)部的長(zhǎng)高比來說，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格查詢?cè)摳邔咏ㄖ拈L(zhǎng)高需求。運(yùn)用設(shè)計(jì)圖紙來設(shè)定出最佳比例，若以2.5作為長(zhǎng)高比的基礎(chǔ)，當(dāng)長(zhǎng)高比超出該項(xiàng)數(shù)值時(shí)，建筑物內(nèi)部各項(xiàng)結(jié)構(gòu)的距離會(huì)被適時(shí)拉大，不利于沉降縫的設(shè)置，增大不均勻沉降等病害產(chǎn)生的概率，其建筑功能難以達(dá)到相應(yīng)要求，因而在實(shí)際施工中該項(xiàng)數(shù)值需保持在2.5以下，利用建筑結(jié)構(gòu)各部分連接的緊密度來縮減其出現(xiàn)的多項(xiàng)病害。

除此之外，為達(dá)到地基穩(wěn)定性有效提升目的，在實(shí)際高層建筑地基施工過程中，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地基具體條件，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以確保整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性為設(shè)計(jì)原則，規(guī)避高層建筑基礎(chǔ)不均勻沉降問題。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)在不影響高層建筑使用需求前提下，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)，控制立面高度差，減少轉(zhuǎn)角設(shè)計(jì)情況，最大程度上減輕高層建筑自身重量，根據(jù)高層建筑建設(shè)性質(zhì)，選擇相配套施工材料，達(dá)到減輕高層建筑自重目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑基礎(chǔ)不均勻沉降問題有效防治；(2)結(jié)合行業(yè)現(xiàn)行規(guī)范，提升高層建筑地基設(shè)計(jì)合理性、科學(xué)性，將基礎(chǔ)沉降量、偏心距等關(guān)鍵參數(shù)控制在合理范圍內(nèi)，以不同基底對(duì)其壓力進(jìn)行增加，解決高層建筑基礎(chǔ)沉降差異問題，降低不均勻沉降情況發(fā)生概率；(3)沉降縫合理設(shè)置。針對(duì)長(zhǎng)度較大的建筑結(jié)構(gòu)，在實(shí)際施工過程中，盡可能將建筑物劃分成獨(dú)立單元，將沉降縫合理設(shè)置在各單元中，其中施工縫則需要設(shè)置在建筑結(jié)構(gòu)荷載差異較大的部位，同時(shí)控制相鄰建筑物間距，避免因各單元出現(xiàn)不均勻沉降問題時(shí)對(duì)彼此帶來過大影響。

3.5 科學(xué)糾偏高層建筑物不均勻沉降地基

當(dāng)高層建筑基礎(chǔ)沉降問題過于嚴(yán)重導(dǎo)致降差較大，其建筑物正常使用必然受到影響。一般情況下，施工單位普遍選擇對(duì)高層建筑基礎(chǔ)進(jìn)行加固的方式來解決不均勻沉降問題和高層建筑基礎(chǔ)加固同時(shí)，也會(huì)伴隨著一定偏差問題，則需要對(duì)高層建筑物采取糾斜與頂升處理。目前高層建筑糾斜常用以下兩種方式：(1)頂升糾偏法。在開展施工作業(yè)期間，需要均勻糾斜高層建筑整體結(jié)構(gòu)，避免對(duì)建筑物造成損害，檢測(cè)反力支撐效果，提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，切實(shí)解決建筑物傾斜問題，降低受力不均對(duì)高層建筑造成的危害影響；(2)一方面可選擇增加荷載力的方式，對(duì)高層建筑基礎(chǔ)沉降形態(tài)加以轉(zhuǎn)變，減少沉降量，達(dá)到糾斜目的；另一方面則是選用掏土法，直接修整高層建筑基礎(chǔ)形態(tài)，解決不均勻沉降問題。比如某高層建筑的情況如下：地上部分共計(jì)23層，地下2層，地基條件復(fù)雜程度較高。該高層建筑建設(shè)之前建有傳統(tǒng)矮層民居樓房建筑，通過爆破拆除后，并未完全排空地下污水，且周邊鄰近地區(qū)地下積存大量雨水、廢棄管道等物質(zhì)?，F(xiàn)有建筑建設(shè)期間，出現(xiàn)典型的基礎(chǔ)不均勻沉降問題，包含各土層層位的連接不夠緊密，基礎(chǔ)坐落深度處存在粉細(xì)砂、粉質(zhì)粘土等情況，引發(fā)不均勻沉降。維修單位擬采用的糾偏工藝為TG土工塑料復(fù)合加筋帶砂石墊層法。此種工藝的主要原理為：建筑物本身能夠產(chǎn)生一定量的荷載，在沉降的過程中，與土層中的土工織物、砂卵石顆粒的接觸面均會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦力。在此種摩擦力的作用下，卵石顆粒、土工織物的側(cè)向移動(dòng)會(huì)受到明顯限制，顆粒之間的緊實(shí)程度會(huì)增加。如果增設(shè)加筋帶砂石墊層，則該裝置本身具備的抗拉、抗剪強(qiáng)度等都會(huì)抑制墊層產(chǎn)生的拉斷和沖切破壞力，能夠保證墊層的整體性不受侵害。除此之外，復(fù)合墊層的應(yīng)用能夠提高對(duì)土層的側(cè)向限制作用，此作用與粘聚作用同時(shí)存在，可調(diào)整應(yīng)力分布，實(shí)現(xiàn)應(yīng)力擴(kuò)散。對(duì)地基進(jìn)行加固的起效原理為：通過設(shè)置硬土板的方式，能夠不斷調(diào)整地下應(yīng)力分布，不斷增強(qiáng)側(cè)限能力，可有效組織地基土向側(cè)擠出和隆起，同樣能夠避免地基出現(xiàn)沉降情況。

4 總 結(jié)

綜上所述，針對(duì)高層建筑的基礎(chǔ)建設(shè)來說，在施工技術(shù)較復(fù)雜且要求較高的情況下，項(xiàng)目管理人員需合理審查該建筑區(qū)域的地質(zhì)狀況，利用對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的科學(xué)管控來強(qiáng)化勘察質(zhì)量，主動(dòng)防治不均勻沉降等病害，提升高層建筑的應(yīng)用安全。