防治高层建筑基础不均匀沉降的措施

解文婷

(合肥市市政设计研究总院有限公司，安徽 合肥 230000)

随着经济社会的高速发展，城市化进程也得到了一定的促进，高层建筑的建设高度与形式也变得愈加多样。相较于普通类建筑，高层建筑在设计时会存有沉降缝，将多个单体建筑拼接成一个完整建筑，施工人员应借助对其基础不均匀沉降的防治来改善建筑质量。

1 影响高层建筑基础不均匀沉降的要素

1.1 地质勘察过程

在开展高层建筑建设前，项目管理人员应科学勘察该施工区域的周遭环境，适时掌握其周边的地下水与土层状态，并在工程项目的勘察报告内详尽描述建筑物施工的整体状态，而该项报告中的数据信息需实行科学评估，提升相关报告数据的全面性、精准度。在进行高层建筑的实际施工时，受多种要素影响，相关人员勘察出的数据信息并不准确，比如，在钻探土层地质时，其钻孔深度与数量未能达到理想状态，该现象降低了勘察报告的精准性，为此后的项目施工埋下了安全隐患，增加了基础不均匀沉降的概率。

1.2 建筑施工不合理

引发高层建筑基础不均匀沉降现象的重要要素为建筑施工的合理性较差。在开展高层建筑建设期间，若管理层没能制定出适宜的质量管控系统，其在进行项目质量管理时就会出现偷工减料或管理举措不到位等不良现象，该墙体内部的砂浆强度也会随之减弱。在进行高层建筑施工期间，若其内部的钢筋结构没能采取适宜的施工方案，会使该类建筑的基础出现不同程度的裂缝，在施工后期或正式使用时就会产生渗水问题或基础不均匀沉降现象[1]。

1.3 基础结构缺乏专业设计

一般来讲，建筑结构设计的适宜性也会改变高层建筑的建设形态。高层建筑的上部结构多由承台、软土层、基桩、摩擦桩等项目构成，该具体建设状态如图1所示。在设计高层建筑的基础结构时，相关人员需科学考量影响其建设的各项数值、因素，如不同层级建筑物的荷载量，相较于地层实际承受力，若前者的数值更大，则会引发地基基础的不均匀沉降现象，因而项目设计人员应适时加强工程设计环节，并利用对相关建筑的科学观察，来整合建筑设计方案。

图1 地基基础结构示意图

1.4 软土地基处理不到位

因建筑地基土体自身孔隙数量存在较多，使得地基土体具有可压缩性特征，受到外界荷载力加大影响，则会使得孔隙数量在土体中适当变小，最终导致建筑物出现沉降问题。由于组成地基土土质的类型多样，进而促使地基土层内部结构受力不均匀，如施工过程中、开展打桩作业时产生的震动则会破坏软土层结构，待高层建筑建设完成后，该类型土质沉降量要比其他类土质高一些。

2 高层建筑基础不均匀沉降问题所产生的危害影响

高层建筑基础发生不均匀沉降问题，所产生的危害影响主要表现在以下几个方面：

第一，建筑物出现倾斜。建筑物倾斜是高层建筑地基结构不稳定的表现，主要原因与地基土厚度、软硬度不均匀有着一定关系。施工初期阶段，若地基处理不完善，未达到规定质量标准要求，受到偏心荷载作用影响，则会增加高层建筑基础不均匀沉降问题发生概率。建筑物出现倾斜，难以保证高层建筑后期使用安全。

第二，房屋墙体出现裂缝。高层建筑地基下陷时，将会产生一定压力，其房屋墙体在外界压力作用影响下，则会导致房屋墙体出现裂缝、窗户玻璃破碎等问题，严重时会促使高层建筑上层结构发生开裂情况，加剧房屋建筑倾斜严重程度，严重破坏房屋结构稳定性，缩减高层建筑使用期限的同时，也威胁着居民生命安全。

第三，建筑物下沉问题严重化。相较于其他土质类型地基，建设在软土地基上的高层建筑，其不均匀沉降问题发生概率更高一些，建筑物出现倾斜是必然现象，在此方面情况影响下，则会促使附加应力在建筑物上层结构产生，建筑物无法承受因不均匀沉降问题产生的压力，引发一系列墙体开裂、建筑物结构破坏严重等问题，对建筑使用者人身安全造成威胁。

因此，若想有效防治高层建筑基础不均匀沉降问题，施工单位必须明确意识到其危害性。在实际施工过程中，做好相应施工沉降监测工作，并详细记录施工沉降过程，为后期高层建筑勘察设计施工提供有价值的参考依据，提升沉降参数利用率，从根本上保证地基施工合理性，起到对高层建筑施工过程中不均匀沉降问题有效预防的作用。

3 防治高层建筑基础不均匀沉降的有效措施

3.1 科学勘察地质数据

在建设高层建筑前，为确保该类建筑项目的整体质量，管理人员需实地考察施工现场，在该现场实行不同程度的地质勘察，提升项目整体管控水准。具体来看，为增进施工勘察数据的准确性、有效性，在开展现场勘查的过程中，相关人员应端正其工作态度，详尽考察该项目周边多类要素的数据信息，以增强项目设计的科学性、合理性。针对项目负责人来说，在进行正式的地质考察前，其需为勘查人员提供专业且系统的技能培训，利用该项培训的合理性来增强业务人员的勘察素养，改善其职业态度，全面提升勘察工作的整体质量，为此后的项目设计提供适宜的数据依据。此外，在勘察地质数据信息的过程中，相关人员还需采用适宜方法，借助对各项影响要素的适宜管控，增进其数据提取的合理性，提升其对该类地质状况的了解度，从而夯实高层建筑地基基础设计。

3.2 改善建筑结构刚度

从高层建筑基础不均匀沉降现象的来源上看，建筑结构的刚度变化会引发该类现象，项目建设人员在实际施工中，需利用适宜的举措来强化该类结构的整体刚度。一般来讲，项目施工人员会利用圈梁的设置来改进结构刚度，在高层建筑的墙体中安置与钢筋混凝土相关的圈梁，可有效提升该类建筑的抗拉、抗剪能力，也会缩减地基基础产生裂缝的概率。针对高层建筑来说，由于圈梁大多设置在相关建筑的顶部或底部，部分多层建筑还可实行隔层设置，需综合考量该类构造的各项性能，如抗震性能等，应适时协调构造柱与各层级间的联系[2]。

此外，项目施工人员还可借用沉降缝的设置来改进基础结构中的不均匀沉降现象。在当前的部分高层建筑中，为凸显其功能与美观等要求，在实际建设时可运用多单元组合形式，为缩减各个单元的施工缝隙，需在其连接处设置不同形式的沉降缝。在设置沉降缝的过程中，施工人员需科学控制各个施工部分的沉降位置与数据，了解、掌握其沉降缝的具体实施高度，利用对沉降缝的科学控制可有效强化地基基础质量，降低其产生不均匀沉降现象的概率，为项目建设的科学性、安全性打下较好基础。

3.3 完善不均匀沉降的监测

其一，为更好地掌握地基基础不均匀沉降现象的危害，项目施工人员应对该现象实行科学监测。具体来看，基于地基病害会严重伤害高层建筑的整体质量，降低区域设施的结构功能与稳定度，因而需对其产生病害的全过程实行不同程度的监控。施工人员应依照该高层建筑建设的实际情况，适时搭设与地基基础质量管控相关的变形监测系统，在使用该项系统期间，其能精准预测有关病害的发生概率，找出潜在的地基病害。在应用变形监测系统的过程中，施工人员可依照该监测结果来布设与沉降现象相关的观测点，一般来讲，相邻观测点间的最佳距离在8m～12m之间，并在建筑物山墙的中间或混凝土柱上布下观测点，以获取最佳的不均匀沉降值。

其二，在开展不均匀沉降监测的同时，项目施工人员还可对该不均匀沉降现象进行适时勘察。在建设高层建筑期间，由于其所耗时间较长，在该阶段会出现天气、外部地理等多项不稳定要素，该类要素也会降低地基基础结构的稳定性。施工人员在日常工作中，需逐步养成定期勘察的良好习惯，及时了解岩土结构内部的各项稳定性系数，并利用对该项数值的管控来缩减地基基础的内部病害，降低不均匀沉降现象的频次，适时完成各类建筑项目的结构改造工作，通过对不均匀沉降现象的科学监测来提升高层建筑的建设质量。

3.4 合理设计建筑高度

一方面，在开展高层建筑的设计与建设时，相关人员应合理控制其建筑高度，在保障降水处理质量的同时，适时缩减其处理步骤。通过科学研究证实，频次较高的降水处理会极大增加地基基础不均匀沉降的概率，降低该类建筑的整体稳定性、安全性，因而在设计与建设其内部高度时，需利用对其高度的控制来强化项目建设安全，从而避免不均匀沉降等问题的出现。

另一方面，在设计高层建筑的高度时，项目管理人员应科学遵循其高度的设计规律，利用对该高度的控制来缩减其内部产生的各项病害。比如，针对高层建筑内部的长高比来说，相关设计人员应严格查询该高层建筑的长高需求。运用设计图纸来设定出最佳比例，若以2.5作为长高比的基础，当长高比超出该项数值时，建筑物内部各项结构的距离会被适时拉大，不利于沉降缝的设置，增大不均匀沉降等病害产生的概率，其建筑功能难以达到相应要求，因而在实际施工中该项数值需保持在2.5以下，利用建筑结构各部分连接的紧密度来缩减其出现的多项病害。

除此之外，为达到地基稳定性有效提升目的，在实际高层建筑地基施工过程中，需要结合现场地基具体条件，对高层建筑结构进行合理设计，以确保整个建筑结构稳定性为设计原则，规避高层建筑基础不均匀沉降问题。高层建筑结构设计应注意以下三点：(1)在不影响高层建筑使用需求前提下，简化设计高层建筑结构，控制立面高度差，减少转角设计情况，最大程度上减轻高层建筑自身重量，根据高层建筑建设性质，选择相配套施工材料，达到减轻高层建筑自重目的，实现对高层建筑基础不均匀沉降问题有效防治；(2)结合行业现行规范，提升高层建筑地基设计合理性、科学性，将基础沉降量、偏心距等关键参数控制在合理范围内，以不同基底对其压力进行增加，解决高层建筑基础沉降差异问题，降低不均匀沉降情况发生概率；(3)沉降缝合理设置。针对长度较大的建筑结构，在实际施工过程中，尽可能将建筑物划分成独立单元，将沉降缝合理设置在各单元中，其中施工缝则需要设置在建筑结构荷载差异较大的部位，同时控制相邻建筑物间距，避免因各单元出现不均匀沉降问题时对彼此带来过大影响。

3.5 科学纠偏高层建筑物不均匀沉降地基

当高层建筑基础沉降问题过于严重导致降差较大，其建筑物正常使用必然受到影响。一般情况下，施工单位普遍选择对高层建筑基础进行加固的方式来解决不均匀沉降问题和高层建筑基础加固同时，也会伴随着一定偏差问题，则需要对高层建筑物采取纠斜与顶升处理。目前高层建筑纠斜常用以下两种方式：(1)顶升纠偏法。在开展施工作业期间，需要均匀纠斜高层建筑整体结构，避免对建筑物造成损害，检测反力支撑效果，提升结构稳定性，切实解决建筑物倾斜问题，降低受力不均对高层建筑造成的危害影响；(2)一方面可选择增加荷载力的方式，对高层建筑基础沉降形态加以转变，减少沉降量，达到纠斜目的；另一方面则是选用掏土法，直接修整高层建筑基础形态，解决不均匀沉降问题。比如某高层建筑的情况如下：地上部分共计23层，地下2层，地基条件复杂程度较高。该高层建筑建设之前建有传统矮层民居楼房建筑，通过爆破拆除后，并未完全排空地下污水，且周边邻近地区地下积存大量雨水、废弃管道等物质。现有建筑建设期间，出现典型的基础不均匀沉降问题，包含各土层层位的连接不够紧密，基础坐落深度处存在粉细砂、粉质粘土等情况，引发不均匀沉降。维修单位拟采用的纠偏工艺为TG土工塑料复合加筋带砂石垫层法。此种工艺的主要原理为：建筑物本身能够产生一定量的荷载，在沉降的过程中，与土层中的土工织物、砂卵石颗粒的接触面均会产生一定的摩擦力。在此种摩擦力的作用下，卵石颗粒、土工织物的侧向移动会受到明显限制，颗粒之间的紧实程度会增加。如果增设加筋带砂石垫层，则该装置本身具备的抗拉、抗剪强度等都会抑制垫层产生的拉断和冲切破坏力，能够保证垫层的整体性不受侵害。除此之外，复合垫层的应用能够提高对土层的侧向限制作用，此作用与粘聚作用同时存在，可调整应力分布，实现应力扩散。对地基进行加固的起效原理为：通过设置硬土板的方式，能够不断调整地下应力分布，不断增强侧限能力，可有效组织地基土向侧挤出和隆起，同样能够避免地基出现沉降情况。

4 总 结

综上所述，针对高层建筑的基础建设来说，在施工技术较复杂且要求较高的情况下，项目管理人员需合理审查该建筑区域的地质状况，利用对相关数据的科学管控来强化勘察质量，主动防治不均匀沉降等病害，提升高层建筑的应用安全。