地基沉降原因及处理方法
地基沉降是一个复杂的工程问题,它可能由多种因素引起。常见的原因包括地质条件、地下水位变化、建筑荷载、施工过程中的不当操作等。当地基沉降发生时,不仅影响建筑物的稳定性和安全性,还可能导致基础设施损坏,甚至引发更广泛的环境问题。,,处理方法需要根据具体情况而定,但一般包括监测和评估地基沉降情况、采取加固措施以及制定长期监控计划。对于轻微的沉降,可能通过地面整平或使用支撑结构来减轻影响。对于严重的沉降,可能需要进行地基加固处理,如灌注桩、地下连续墙或采用地基改良剂等方法。合理的设计和施工过程也至关重要,以确保地基承载力满足设计要求。,,在处理地基沉降时,应考虑到成本效益、工期限制和环境影响等因素。建议在进行任何地基处理之前进行全面的风险评估和规划,并确保遵守当地的建筑规范和环保标准。
一、地基沉降的原因
(一)地质条件方面
- 土质不良:若地基土质为淤泥质土、高膨胀土或湿陷性黄土等不良土质,容易发生地基沉降问题。比如湿陷性黄土在天然状态下虽有较高强度和较低压缩性,但受水浸湿后结构迅速破坏,强度降低,产生显著附加下沉;而膨胀土含有高含盐量时,土壤颗粒间吸附力增强,膨胀力增大,可能引发地基隆升后再沉降等情况。
- 软弱土层或含水层影响:地基位于软弱土层或含水层上时,由于土层的不稳定性,地基容易发生沉降。
- 特殊土地基:特殊土地基如冻土地基,当土中水冻结时体积约增加原水体积的9%,这种膨胀作用会破坏地基土的稳定性,造成地基基础的不均匀沉降;盐渍土地基在浸水时,易溶盐呈液态,土体性质变化,地基强度降低、压缩性增大,从而产生地基溶陷等。
(二)地下水位变化方面
- 地下水位下降:地下水位下降时,土壤中的水分被抽走,导致土壤干燥收缩,从而引起地基沉降。像在建筑物附近开挖深井且抽取地下水过量时,会使承压水对上覆硬壳层的浮托力消失,还会造成淤泥质粘土流失,引起土体变形,导致地基不均匀沉降;同时土壤吸水性变差,容易引发土壤干燥,使土壤体积收缩,进而导致地基沉降。
- 地下水位上升:地下水位上升会使水分通过土壤颗粒之间的空隙冲洗走,土壤会变得松软,容易塌陷,也会导致地基沉降。
(三)地震活动方面
地震发生时,地壳不规则震动,土层受到不同程度的挤压、震动和液化,从而导致地基沉降。在地震频繁的地区,地基沉降的风险更高。
(四)地基施工质量方面
- 承载力不足:如果地基的承载力未达到设计要求,在建筑物的压力下容易发生沉降。例如在基础施工时,若计算错误或者施工操作不当,都可能造成地基承载力不足。
- 压实度不够:地基压实度如果没有达到标准要求,会使地基不够密实,后期容易发生沉降。比如在一些土质软弱的地区,土方回填前未对天然地表进行有效压实处理,特别是分布着多条纵横水渠且沟底未清淤时,会造成局部沉降明显高于其他部位。
- 基础混凝土质量差或基础结构设计错误:基础混凝土质量不过关,无法承受上部建筑压力,或者基础结构设计本身存在错误,都会导致地基沉降。
(五)荷载方面
- 建筑物自重过大:当建筑物自重过大时,基础底的应力超过了地基承载力,导致地基土发生剪切等破坏,进而引发地基沉降。
- 过度荷载:建筑物荷载超过了地基的承载能力,地基就会发生沉降。
(六)其他方面
- 人为活动影响:
- 地下采矿和地下水开采:大规模的地下采矿和地下水开采会导致地下土层的塌陷和压缩,进而引发地基沉降。
- 地下施工、挖掘和填筑:大量的地下施工、挖掘和填筑等操作会对地基稳定性产生影响。
- 相邻建筑物影响:后做相邻建筑物基础传递的附加应力可能导致地基土发生破坏,根本原因是两建筑物距离太近,基础应力有个扩散角,在一定范围内影响较大。
- 季节变化(针对浅基础):在季节性变化较大的地区,淤泥层上部的浅基础会随着季节的变化产生一定的沉降。主要是冬季枯水季节地下水位下降,基础所受地下水的浮力减少,产生下沉;次年丰水季节,被压缩的淤泥不能恢复,基础沉降会不断加深。
二、地基沉降的处理方法
(一)加固地基
- 灌浆加固:通过向地基中灌入特定的浆液,填充土壤空隙,增加地基的密实度和承载力,从而减少地基沉降的风险。
- 钢板桩加固:在地基周围打入钢板桩,起到支撑和加固地基的作用,提高地基的稳定性,防止地基进一步沉降。
- 桩基加固:在地基中插入混凝土桩或钢桩增强地基承载力,不过此方法易发生挤土效应,导致地基进一步沉降。
- 微型桩或地锚加固:在地基中植入微型桩或地锚为建筑物提供支撑效果,这种方法大多用于局部软弱地基加固补强,但对整体地基加固效果不太理想。
- 地基改良:通过物理强夯、化学改良等土壤改良技术,增强地基稳定性,提高其承载能力,不过此方法大多只能用于建筑物建设期。
- 恒祥宏业无损可控地基沉降治理技术:使用先进的工程设备,在地基土层中施作筏形复合地基加固平台及不规则支撑体,增强地基整体稳定性,提高地基承载力,同时不损坏建筑结构,还会产生可控的竖向作用力,精准抬升地坪。
(二)控制地下水位
- 排水措施:对于地下水位变化引起的地基沉降问题,可以采取排水措施,降低地下水位,减少土壤的干燥收缩,从而减少地基沉降的风险。
(三)加强地震防护
- 设置抗震支撑:在地基中设置抗震支撑,增加地基的稳定性,减少地震对地基的影响,降低地震引起地基沉降的风险。
(四)加强地基施工质量
- 确保承载力和压实度:在地基施工过程中,应确保地基的承载力符合设计要求,地基的压实度达到标准要求等,从源头上避免地基沉降问题的发生。
(五)调整建筑相关因素
- 加强房屋整体刚度:如采用横墙承重方案或增加横墙;增设圈梁;减小房屋的长高比;采用筏式基础、筏片基础、箱形基础等。
- 调整荷载差异:合理分配建筑物的荷载,避免局部荷载过大引发地基沉降。
- 改变建筑体形,简化建筑平面:复杂的平面和立面建筑,即使承载力相同,也可能引起严重破坏,所以可通过简化建筑平面来减少风险。
- 采用轻型结构、柔性结构:减轻建筑物对地基的压力,降低地基沉降的可能性。
- 合理设置沉降缝:沉降缝位置宜设在地基不同土层的交接处、建筑平面的转折处、荷载或高度差异处、建筑结构或基础类型不同处、分期建筑的交界处、局部地下室的边缘、过长房屋的适当部位等。
- 对基础进行移轴处理:当偏心荷载较大时,可使基础轴线偏离柱的轴线,改善地基受力情况。
(六)合理安排施工顺序和进度
- 相邻建筑施工顺序:对相邻的建筑,应先施工重、高(即荷载重、高度大)的建筑,后施工轻、低(即荷载轻、高度小)的建筑。
- 软土地基施工速度:在软土地基上施工时应放慢施工速度,以便使地基能排水固结,提高承载力,减少地基沉降的风险。
(七)定期检测和维护
- 对于已经建成的建筑物,应定期进行地基的检测和维护工作。例如,可以通过测量地基的沉降量、倾斜度等指标,及时发现地基沉降问题,并采取相应的维护措施,如对沉降较大的部位及时加固等。
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