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建筑物不均匀沉降处理方法研究

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2019-12-05 05:11

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摘要：结合实际工程，阐述了建筑物不均匀沉降的具体处理方法的应用，实践证明，该方法施工简便、经济，能达到了预期的效果。

关键词：不均匀沉降、裙楼纠偏、桩基托换处理

建筑结构倾斜很多情况下，是由地基不均匀沉降引起的，严重的时候，会导致构件开裂甚至破坏。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，将软土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4.5m，6层，总高27m，框架结构。主楼形状基本为矩形，1层地下室，层高4.5m，总高78.45m(包括机房，水箱问)。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3.15 m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层褐黄色粉质黏土。湿，可塑，土质尚匀，中～高压缩性。土性较差；第③层灰色淤泥质粉质黏土。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层灰色淤泥质黏土。饱和，流塑，土质较匀，高压缩性；第⑤层灰色粉质黏土。湿，可塑，土质尚匀，高压缩性；第⑥层暗绿色～草黄色粉质黏土。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⑦-1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；第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层灰色粉质黏土。很湿，可塑，土质不均，夹砂，中等压缩性，本层未穿透；其中第③-2层为严重液化层(设防烈度为7度)。

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=650 kN(扣除7m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=700 kN(扣除砂土液化负摩阻力)。桩基持力层均为第⑥层暗绿色～草黄土粉质黏土层。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。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、⑩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。[page]

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300 mm~ 500mm，东西裙楼降低100 mm～200mm。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现象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，而且开挖时问正好是8月～9月问多雨季节，基坑开挖完不到10 d，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、⑩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，⑥轴向西偏移。桩顶偏移最大值为200mm，最小值90 mm。

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，基础地面与楼面加荷载，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。即在④轴、⑩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150mm。用植筋方法重新做好悬挑部分连系梁。

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40d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2.5cm~3.5cm)，不致引起裙房倾斜率较大增加。笔者经过慎重考虑，决定以上述方案(3)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[page]

（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，不可因为建设方的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，不叮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，时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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