湿陷性黄土地区砌体结构建筑不均匀沉降防治

郭智辉

在上覆土层自重应力作用下,或者在自重应力和附加应力共同作用下,因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土,属于特殊土。有些杂填土也具有湿陷性。广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。在湿陷性黄土地基上进行工程建设时,必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害。

1 产生不均匀沉降的原因

湿陷性黄土地区,砌体结构建筑物施工和使用期间,会不可避免的出现不均匀沉降,当沉降到一定的限度时,建筑物门窗洞口和其他部分墙体会出现斜裂缝和倒“八”字形裂缝,影响建筑物的使用,严重时会危及结构安全。1)勘察设计阶段。部分勘察单位技术力量和人员素质低下,出具的勘察报告质量不高,不能如实反映土层性质、地下水和土工试验情况,不能对地基作出正确的评价,会给设计人员造成分析和判断错误;另外,部分业主单位为了节省勘察费用,套用相邻建筑物的勘察报告,可能造成勘察不实,给设计人员造成错误指导。在设计时,部分设计人员缺乏经验,设计的砌体结构建筑物平面布置不合理,楼房高差大,体形长宽比大,荷载分布不均匀,均容易使地基产生不均匀沉降;同时,设计人员盲目套用设计标准图,对地基的处理方法不当,未设置沉降缝,基础刚度和整体刚度不足等,也会使地基产生不均匀沉降。2)施工阶段。有些施工单位现场管理不到位,缺乏质量意识,地基施工时灰土比例不够,压实系数达不到要求,墙体砌筑时砂浆强度低,灰缝不饱满,砌砖组合不当,不按标准设置墙体拉结筋,墙体留槎位置不准确,以上均能使地基发生沉降,墙体出现裂缝。3)使用阶段。建筑物到一定程度时,沉降会趋于平稳,沉降量减小,若还出现沉降,肯定和水有关。砌体结构建筑物周围排水设施功能不全,排水不畅,同时管道破裂不能及时检修造成积水等均会使地基发生不均匀沉降,造成墙体开裂。

2 对砌体结构建筑不均匀沉降的控制措施

1)保证勘察报告的真实性、可靠性。勘察报告是设计人员进行地基和建筑物设计的主要依据,业主在勘察阶段应优选技术经验丰富,具有高度责任心的勘察单位,要求勘察单位按照设计单位提出的勘察要求,依据相关规定对拟建筑区域进行勘察,勘探布点范围和数量,探点深度,取样数量等有应当符合勘察规范和湿陷性黄土地区建筑规范中关于地勘的要求,确保勘察报告中的各种数据和结论性意见真实、可靠、全面有效。同时,业主也可要求勘察单位在勘察报告中提出地基处理合理经济的方案和建议。

2)保证设计施工图的合理性、安全可靠性。设计施工图是进行项目建设的依据,必须确保设计施工图的质量。业主应选择具有类似设计经验的设计单位进行项目设计。在设计过程中,设计人员应依据业主提出的设计任务书,在满足使用功能的前提下,力求平面形状简单,规则整齐,避免形状复杂,高差大,体形长宽比大,荷载分布不均匀。砌体结构建筑的总长度应控制在合理的范围内,对长度较大的住宅、学生公寓等建筑,需考虑在适当的部位留沉降缝和伸缩缝;对于平面复杂的建筑物,应在转角处、楼层高差变化处和荷载明显变化处设置沉降缝;对于地基土的压缩性有明显变化的地方也应该设置沉降缝。如果无法满足以上要求,设计时应该依据有关规范和技术规程采取结构加强措施。在平面设计时,应合理布置纵横墙,承重结构的墙身是房屋扭曲的主要受力构件,对建筑物的整体刚度影响很大,为保证建筑物的整体刚度,对于砌体结构的纵横墙应尽量贯通,横向隔墙间距不宜过大。另外,必须按照规范要求,合理布置构造柱和圈梁,以增强砌体建筑物的刚度和整体性,一定程度上减少不均匀沉降和裂缝出现。在地基开挖进行普探后,设计单位要依据普探报告对存在问题的范围进行处理,形成处理方案,作为施工的依据。对于湿陷性黄土地区,当湿陷等级较高、湿陷量较大时,在地基处理时,可采用换填法和整片灰土法处理,以消除湿陷性,对于局部软弱的地基可采用砂灰桩和碎砖垫层等方法处理,确保处理后的地基符合建筑物的承载力要求和能完全消除湿陷性,保证砌体建筑物的质量。在设计过程中,只要设计人员加强责任心,严格执行设计规范和标准,合理科学设计,设计的施工图的质量就能满足使用功能合理,结构安全可靠的要求。

3)严格过程控制,确保施工质量。项目开工建设前,要健全项目管理制度,落实岗位责任,增强质量管理意识,让每个项目参与者都从思想上重视质量管理。在项目开始实施后,首先,要依据总体规划和相邻建筑物的高程合理确定该建筑物的位置和高程,确保排水畅通,不留隐患。其次,要严把使用材料的质量关,对进场材料要进行抽样复检,执行见证取样制度,杜绝不合格材料的使用。对于结构使用材料:砖砌体的规格、强度必须符合设计要求,在砌筑前1 d～2 d应浇水湿润;砂、石中的含泥量和其他有害杂质的含量应在规定的范围内;水必须无污染,符合要求;砌筑砂浆应按设计要求通过试配确定配合比。最后,在砌体施工前,应对操作人员进行技术交底,要求按照规定的标准和要求进行施工。具体的要求:砖砌体组砌应横平竖直、砂浆饱满、上下错缝、接槎可靠,灰缝的厚度控制在8 mm～12 mm,砂浆饱满度达到80%以上,错缝搭接长度应不小于 1/4砖长,严禁留通缝;在纵横墙交接处和墙体转角处应按要求设置带马牙槎的构造柱,并留置砌体加固钢筋,在楼层处设置圈梁,同时应当注意每天的砌筑高度符合规范要求,保证结构的刚度、强度和整体性,就能有效的控制不均匀沉降。在施工过程中应重视过程控制,加强现场巡视和隐蔽验收,对施工中存在的问题及时整改,就能达到控制质量的目的。另外,在施工中以及以后的使用中,要重视砌体结构建筑的沉降观测,施工单位按设计和规范要求埋设专用水准点和沉降观测点,按要求的时间间隔进行观测,做好观测记录,发现问题便于及时处理,这也是预防砌体结构建筑不均匀沉降的重要手段。

4)合理使用,加强管理维护。砌体结构建筑投入使用时,应对建筑物周围的排水状况进行检查,若排水不畅时,应当在建筑物四周设置排水明沟,保证周围的水能顺利排走。安排专人对建筑物的排水、给水、雨水和供暖管道定期进行检查维护,特别重视对渗漏水问题的检查,发现问题及时处理,控制渗水对地基的侵害,防止地基的不均匀沉降。

[1]赵增伏.试论建筑物地基不均匀沉降的原因及对策[J].黑龙江科技信息,2009(26):327.

[2]李振川,王 伟.复合地基沉降控制研究[J].山西建筑,2008,34(1):117-118.

[3]王盛林.建筑物地基不均匀沉降的防治措施[J].中国新技术新产品,2009(13):147.