浅析住宅楼地基沉降不均匀的处理方法及防治措施

浅析住宅楼地基沉降不均匀的处理方法及防治措施

引 言

近年来,住宅建设同其他领域一样在市场经济的带动下,取得了较好的业绩;人民居住条件进一步改善。但是当前地基不均匀沉降;墙体渗水、屋面渗水、管道漏水、下水道堵塞不畅等质量通病仍然存在,有些已建住宅的上述情况还十分严重。多层住宅沉降较大,往往呈现凹陷形不均匀沉降。当沉降到一定限度时,在建筑物底层门窗洞口角部出现斜裂缝或八字型裂缝、少数的可发展到二层和三层,此类裂缝大多数在房屋建成后不久出现,并随着时间的增长而加大加多,待地基下沉稳定后,不再变化。

地质钻探报告真实性如何,对多层住宅的沉降量大小关系很大。工程地质报告要正确反映土层性质、地下水和土工试验情况,并结合设计要求,对地基做出评价,对设计和施工提出某些建议。如果地质报告不真实,就给设计人员造成分析、判断的错误。以前在地质钻探中有的有孔或深度不到位,有的抄袭相邻的地质报告,个别甚至出具假报告,都曾给建设单位造成过重大经济损失。

在设计方面也有一些原因。多层住宅单体太长的;平面图形复杂,或有层高高差及荷载显著不同的;地基土的压缩性有显著不同处或在地基处理方法不同的,未在适应部位设置沉降缝。基础刚度或整体刚度不足,不均匀沉降量大,造成下层开裂。设计马虎,计算不认真,有的不作计算,照抄别的建筑物的基础和主体设计。

在施工方面上的原因。墙体砌筑时,砂浆强度偏低,灰缝不饱满。砌砖组砌不当,通缝多,断砖集中使用。拉结筋不按规定标准设置。墙体留槎违反规范要求。等等。

一、 工程概况

本工程为商品、住宅综合楼,建筑物南北轴向63.31m,东南轴向14.1m,建筑物高度28m,一层为商品楼层,二~五层为民用住宅楼层。砖混结构,纵墙承重。

二、 问题描述

该工程于2009年设计,2010年建成使用,2011年发现各层墙体均有开裂,并于2011对此工程进行加固处理。

三、 处理方法

1.原因分析:

1.1 客观原因

1.1.1 该工程位于地质情况复杂地段,建筑物西部与西北部地基软弱层厚达6~7m,尤其第四层泥炭层极为疏松软弱,超过压缩性,极为罕见,建筑物东南部无此泥恢层,地基

较坚实,建筑物位于软硬相差如此悬殊的不同地基上,必然产生过大的不均匀沉降,这是导致楼房开裂的主要客观原因。

1.1.2 一层商品楼层开间大,空旷,整体刚度小,难以抵抗严重不均匀沉降引起的附加应力。

1.2 主观原因

1.2.1 勘察资料不详,盲目设计,这是发生事故的根源。

1.2.2 形成一种错误观念,以为软弱地基处理失误,只要把容许承载力设计值由120KPa降低至80KPa就可以满足要求,即采取加大基础底面宽度来解决软弱地基问题。所以,各开间基础宽度设计很不统一,有北面向外墙基础的宽度B1=1.40m,东侧外墙基础B2=1.90m,西侧外墙基础宽由南往北采用B3=2.Om,B4=2.20m,B5=2.76m,B6=2.5mB72.65m。 一幢面积不大的楼房,采用七种不同密度的基础,不仅是施工不方便,而且不能真正解决地基严重不均匀沉降问题。

1.2.3 软弱地基未经加困处理,上部结构设计也没有采取必要的结构加强措施,在已知地基软弱的情况下,竟然未设置大截面顶圈梁和底圈梁。圈梁没有做成封闭形式,到西部楼梯间,圈梁被切断,此外圈梁的受力钢筋配置不足,地基不均匀沉降,使二层圈梁拉裂,裂缝宽度达10mm,钢筋扭曲变形,事实说明,上部结构设计刚度太低,强度不够。

1.2.4 建筑物地基软弱土的分布范围不了解,随意设计建筑物平面。实际软弱土沿斜长方向分布,平面与立面分布不均匀,楼体整体倾斜,而西南与东北角发生扭转。:

2.重新勘察:

该工程设计时,没有系统地勘察,缺乏必要的地质资料,在事故发生后,为分析其原因,研究处理方案要重新进行勘察。

打钻孔13个,一般孔深为8~9m上下,最深的为19.4m,同时取原状土进行土的物理、力学性能检测,查明地基土分为以下土层:

2.1表层为人工填土,黄褐色,疏松,厚度为2.0~3.5m。

2.2第二层为粉质粘土,褐灰色,软弱。

2.3第三层为有机土,灰黑色,软弱,550℃烧灼失量5%~15%,厚度是0.5~1.4m

2.4第四层为泥炭,黑色,含有大量未分解的植物,烧灼失量高达15~35%,天然密度很小,天然含水量高,比重低,天然孔隙比高,标准压缩系数均超过高压缩性塑性指数极高,此层厚度不均匀,两端薄,中间厚,东南角无此泥炭层。

2.5第五层为砂砾石,密实,厚度为0.8~1.5m。

2.6第六层为粉质粘土,黄褐色,密实,埋藏在8.0~16.8m之间。

2.7第七层为砂砾石,密实,厚度超过2,0m,未穿透,埋藏在16.8~17.5m以下。

3. 筛选处理方案

3.1 加固地基

由于考虑到软弱地基为有机土和泥炭,化学浆液很难与之化合胶结,放弃该方法。

3.2 打钢板桩法

考虑建筑物建成时间不长,仍在继续下沉,除了软弱土受到荷载产生垂直压缩外,还可能发生侧向挤出,沿住宅楼外围四角打一圈钢板桩,要吧防止侧向变形,因钢板桩施工难,故不采用该方案。

3.3 现浇混凝土桩托梁法

该方案要用∮=330钻头,人工旋转取出钻孔内土,然后下套管,浇筑混凝土,待混凝土达到标号后,再用工字钢托梁将桩与原基础连接牢固,加固后,上部结构荷载的50%由混凝土桩承受。

该工程规模小,经计算得,需要在室内打下230根混凝土桩,材料与施工费用大,此方案因施工难,费用高而不采用。

3.4 分缝方案

鉴于该工程中部已产生一条垂直方向的大裂缝,因势利导,利用这条裂缝做永久沉降缝,将该工程分为南北两个单独建筑物,自基础起重新做两道横墙。考虑永久沉降缝的位置与软弱地基泥炭的分布并不一致,因此,分后可能还会出现新裂缝,同时拆除大裂缝处外墙复杂,施工困难,而且效果难以预料,没有确实把握,故不采用。

3.5 减荷方案(拆除该建筑的二层)

由于第五层裂缝破坏最为严重,五层外窗间的砖墙还有水平裂缝,且第五层墙整体刚度差,如果拆除可减少总荷重9000KN,相当于减少压应力36KPa。

这一方案技术上确把握,施工简单方便,但是拆除第五层后,把使用面积减少,影响到使用功能,该方案行不通。

3.6 增加房屋整体刚度方案

考虑到该工程已建成,地基沉降已基本够定,只要建筑物整体刚度足够大,能够对地基剩余的不均匀沉降引起的结构内力进行调查,于是设计增加住宅楼三道圈梁和墙,以增加建筑物整体刚度。

三道圈梁的位置。四、五和顶层各做一道圈梁。圈梁的截面尺寸与配筋,应吸取原设计不足,应加大截面,增加配筋。

四、类似工程防治措施

1.从钻探报告入手,确保其真实性和可靠性

地质钻探报告是一门专门的科学,来不得半点虚假。钻探报告是设计人员的主要设计依据,必须提高地质勘测人员的业务水平、政治素质和职业道德素质,加强责任感,这样才能使钻探报告具有真实性和可靠性。

2.从设计入手,采取多种措施,增强多层住宅的基础刚度和整体刚度。

建筑措施。多层住宅的平面形状应力求简单,规则整齐,尽量避免形状复杂,阴角太多;避免建筑物有显著的高差或荷载差异。在软土地区建筑物的裂缝事故,往往以有高度

差异或荷载差异的建筑物为多见,尤其是高、低或轻;重单元连成一体未设置沉降缝时易发生。

设置沉降缝。多层住宅的学位体长度应控制在55米以内;长度较大的住宅,考虑在适应部位设置沉降缝;对于平面图形复杂的,或有层高高差及荷载显著不同的,要在其转折处;层高高差处或荷载显著不同的部位设置沉降缝;在地基土的压缩性有显著不同处或在地基处理方法不同处设置沉降缝。

考虑相邻建筑物的影响。建筑物荷载不仅使建筑物地基土产生压缩变形,而且由于基底压力扩散的影响,在相邻范围内的土层,也将产生压缩变形;这种变形随着相邻建筑物距离的增加而逐渐减少,由干软弱地基的压缩性很高,当两建筑物之间距离较近时,常常造成邻近建筑的倾斜或损坏。

结构措施。控制建筑物的长高比。长高比是保证砖石承重结构建筑物刚度的主要因素。长高比大的建筑物,调整地基不均匀变形的能力就差,相反,如将建筑物长高比限制在一定范围内,它就具有较大的调整地基不均匀变形的能力。实践证明,建筑物的长高比控制在2.5至3之间时,可减少建筑物的相对弯曲,房屋不易出现裂缝。

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,它具有调整地在不均匀变形的能力。纵、横墙的布置合理与否,对建筑物的整体刚度影响很大。如纵墙贯通而横墙密布,则犹如空胀多肋深梁,刚度很大,这时基础沉降比较均匀。为了保证建筑物的整体刚度,对于砖石承重结构的纵横墙应尽量贯通,横隔墙的间距不宜过大,一般不大于建筑物宽度的1.5倍为妥。

设置圈梁。在建筑物的墙体设置钢筋混凝土圈梁的主要作用是增强建筑物的整体性,它在一定程度上能防止或减少裂缝的出现,即使出现了裂缝也能阻止裂缝的发展。

多层住宅的楼面板。屋面板必须一律采用现浇钢筋砼结构,多层住宅的基础及主体结构必须用商品砼浇捣。

地基和基础措施

2.1多层住宅的地基基础设计必须以控制变形值为主,设计单位必须进行基础最终沉降量和偏心距离的验算。基础最终沉降量应当控制在上海市《地基基础设计规范》(1999年修订版)规定的限值以内。在建筑物体形复杂,纵向刚度较差时,基础的最终沉降量必须在15MM以内,偏心距应当控制在15‰以内。

2.2当天然地基不能满足建筑物沉降变形控制要求的,必须采取技术措施,一般可采用打预制钢筋混凝土短桩。

2.3同一建筑物尽量采用同一类型的基础并理置于同一土层中。

3从施工入手,切实提高施工质量

3.1砂浆的品种、强度等级必须符合设计。影响砂浆强度的因素是计量不准,原材料质量主变动;塑化材料(如石灰膏)的稠度不准而影响到渗入量;砂浆试块的制作和养护方法不当。解决的办法是:加强原材料的进场验收,严禁将不合格的材料用于建筑工程上。

对计量器具进行检测,并对计量工作派专人监控;将石灰膏调成12CM的标准稠度后称量,或测出其实际稠度后进行换算。

3.2砖的品种,强度必须符合设计要求,砌体组砌形式一定要根据所砌部位的受力性质和砖的规格来确定。一般采用一顺一丁,上下顺砖错缝的砌筑法,以大大提高砌筑墙体的整体性,当利用半砖时,应将半砖分散砌于墙中,同时也要满足搭接1/4砖长的要求。

3.3正确设置拉结筋。砖墙砌筑前,应事先按标准加工好拉结筋,省得工人稳来乱拿钢筋;使用前地操作工人进行技术交底;一般拉结筋按三个0.5M,即埋入墙内0.5M,伸出墙外0.5M,上下间距0.5M.抗震构造柱埋入长1M.半砖墙放1根,一砖墙放2根,考虑到水平灰缝为8-12MM,为保证水平灰缝饱满度,拉结筋选用Φ6.5MM.

3.4不准任意留直槎甚至阴槎,构造柱马牙槎不标准,将直接影响到墙体整体性和抗震性。为此要加强对操作工人的教育,不能图省事影响质量;为保证构造柱马牙槎高度;不宜超过标准砖五皮,多孔砖三皮;转角及抗震设防地区临时间断处不得留直槎;严禁在任何情况下留阴槎。

3.5加强多层住宅的沉降检测。施工期间,施工单位必须按设计要求及规范标准埋设专用水准点和沉降观测点。主体结构施工阶段,每结构层沉降观测不少于一次;主体结构封顶后,沉降观测2个月不少于一次。监理单位必须进行检查复测,并将资料列人工程质量评估内容。

4.建筑物墙体开裂的事故多数是由于地基不均匀沉降所致,具体有下列几个原因:

4.1地基中存在局部高压缩性软弱土层,或软弱土层虽然分布在整个建筑物地基中,但厚薄不均,相差悬殊。

4.2置于软弱地基上的建筑物由于邻近。工程产生的附加应力扩散已有建筑物,引起不均匀沉降,导致墙体开裂。

4.3施工不符合规范要求,形成质量隐患,造成事故。如基槽开挖后被水浸泡严重,扰动地基上的原状结构,又未采取妥善处理措施。

考虑到建筑物墙体开裂事故较多,事故一旦发生,不仅影响观感,而且对使用者心理影响不好,严重的事故危及建筑物结构安全,因此值得我们重视。

4.4事故调查应注意的主要内容

4.4.1设置情况:设计单位资质情况,设计图纸的深度,设计构造是否合理,结构计算简图和计算方法及结果是否正确。

4.4.2 地基基础情况:地基实际状况,基础构造尺寸和勘察报告,设计要求是否一致,必要时应开挖检查,

4.6.3结构实际状况:包括结构布置,结构构造,连接方式方法,构件状况和支撑系统。

4.6.4结构上各部作用荷载的调查:主要指结构上土的作用及其效应,以及作用效应组合的调查分析,必要时进行实测统计。

4.6.5施工情况:包括施工方法,施工规范执行情况,施工进度和速度,施工中有无

停歇,施工荷载的统计分析等到。

4.6.6建筑多形观测:沉降观测记录,结构或构件变形观测记录等。

4.6.7裂缝观测:裂缝形状与分布特征,裂缝宽度、长度、深度以及裂缝的发展变化规律等。

4.6.8使用调查:若事故发展在使用阶段,则要调查建筑物用途是否改变,荷载是否增大,已有建筑物附近是否有新建工程,地基状况是否变化。

5. 结束语

目前,建筑物墙体由于地基产生的不均匀沉降超过一定限度时就会产生开裂。这一事故发生频繁,如果不进行及时有效的处理,随着地基不均匀沉降加剧,墙体的开裂加长,增宽,最后使裂缝贯穿墙体,以致危及建筑物的安全使用。我们只有根据具体的实际情况分析事故的原因,提出有效的解决办法,才能遏止事故的恶化造成不必要的财产损失。

参考文献:

《建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002》

《施工员一本通》

《建筑地基处理规范JGJ79-2002》


相关内容

  • 浅析砌体结构的质量问题.doc

    浅析砌体结构的质量问题 作者:李福兴 来源:<大陆桥视野·下>2013年第06期 摘 要 砌体结构是由块体和砂浆砌筑而成的墙.柱作为建筑物主要受力构件的结构.众所周知,采用砌体结构建造房屋符合"因地制宜.就地取材&qu ...


  • 浅析软弱地基的处理方法

    [摘 要]软弱地基处理的优劣,关系到整个工程的质量.合理的软弱地基处理.上部结构设计,可以减轻和消除软弱地基对上部建筑物的不利影响. [关键词]地基处理:结构设计:软地基 1 软弱地基的工程特征及主要处理方法 1.1 软弱土包括淤泥.淤泥质 ...


  • 深层搅拌法在软土地基处理中的应用

    2010年第30期 科技目向导 ◇建丁论坛◇ 深层搅拌法在软土地基处理中的应用 黄文阁 [南宁昊冠住宅建筑有限责任公司 广西 南宁530021) [摘要]文章在阐述深层搅拌法加固地基的技术原理的基础上,重点介绍了深层搅拌法的施工技术.并就施 ...


  • 浅析房屋地基基础的鉴定

    浅析房屋地基基础的鉴定 南京市房屋安全鉴定处 唐为明 [内容提要]本文从房屋地基基础的重要地位与作用入手,对使用中的损坏原因及迹象进行分析与总结,同时给出了房屋地基基础鉴定的一般 原则与评级标准. 关键词:地基基础 病变及损坏 鉴定原则 鉴 ...


  • 砖混结构墙体裂缝原因浅析

    #38#全国中文核心期刊 路基工程 2007年第1期(总第130期) 砖混结构墙体裂缝原因浅析 李亚敏 席丁民 (西北农林科技大学水利与建筑工程学院 陕西杨凌 712100) 摘 要 墙体裂缝是砌体结构房屋常见的质量问题之一,由于局部基础. ...


  • 浅析注浆CFG桩加固处理地基技术研究

    [摘要]广州市增城集丰村商住楼不满足地基承载力后取压密注浆技术进行地基处理,成功进行加固.本文就此实例探讨压密注浆加固处理地基技术,供同行参考. [关键词]压密注浆 素砼桩 单根竖向承载力 刚性复合地基承载力 褥垫层 一.工程概况 拟建的某 ...


  • 东南沿海地区软土路基处理方法浅析

    维普资讯 http://www.cqvip.com 曼 - 一 ----------------------一 墨妻量墅 鱼 法 析 东南 沿 海 地 区软 土 路 基 处 理 方 浅 武 启诚 . 康 建华 程传 国 李 佳 ( .嘉 兴 ...


  • 建筑工程砖混结构墙体变形裂缝处理

    建筑工程砖混结构墙体变形裂缝处理 建筑工程砖混结构墙体变形裂缝处理 刘 薇 (天津市建筑科学研究院有限公司,天津 300193) 摘 要:砖混结构墙体在建筑项目中应用广泛,这种结构的抗剪.抗拉能力较低,受到多种因素的影响,建筑工程砖混结构墙 ...


  • 建筑工程软土地基施工处理技术分析

    本文围绕建筑工程中软土地基的施工方法及处理技巧进行详细的论述与分析,以期提高建筑工程施工的质量水平. 建筑工程地基施工过程中,施工技术人员要对软土层的性能充分的掌握,软土层土的天然孔隙比e值大于1.0:土的含水量大于40%:压缩系数a1~2 ...