地基不均匀沉降的原因及防治.docx
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地基不均匀沉降的原因及防治
地基不均匀沉降的原因及防治
论文摘要
如何解决地基不均匀沉降对上部结构产生的过大变形、裂缝、倾斜甚至倒
塌等不利影响是工程建设和地基基础科学面临的重大问题。
本文研究建筑结构
地基不均匀沉降的关键成因、对上部结构的影响以及可以采取的控制措施，不
但在科学上有重要的理论意义，而且具有重大的工程应用价值。
l、综述了建筑结构地基不均匀沉降的危害、国内外关于不均匀沉降及其控
制的研究现状和进展。
分析了引起地基不均匀沉降的关键因素，这些因素是为
不均匀沉降的控制措施和方法的提出提供依据。
2、考虑结构刚度形成模式时地基基础不均匀沉降对上部框架结构的影响研
究。
本文以一单跨四层框架为例，应用结构分析软件SATWE，研究了地基基础
不均匀沉降对上部结构内力和变形的影响。
通过两种不同的结构刚度形成模型
的分析，表明地基基础不均匀沉降因结构刚度形成方式的不同，其对上部结构
的内力影响会有很大的不同，特别是沉降点附近的柱轴力差别较大，考虑结构
刚度一次形成得出的计算结果比刚度分层形成得出的结果要大；局部不均匀沉
降对附近楼层、周围构件影响比较大，对其他楼层、其他构件影响较小。
3、地基基础不均匀沉降的不同作用方式对上部框架结构的影响研究。
本文
以一个多跨四层框架为例，应用结构分析软件SATWE，研究了几种典型的地基
不均匀沉降方式对上部结构的影响，通过这几种不均匀沉降作用方式的影响分
析，表明它们的影响结果差异比较大，对比可以看出：
结构整体倾斜对上部结
构产生的内力影响最小，而局部沉降对其周围的构件的影响最大，所以在进行
结构基础设计时应尽量设计成整体基础，使结构即使在出现不均匀沉降时将更
易趋向于整体倾斜，达到消弱不均匀沉降的影响。
应尽量避免出现局部沉降或
在可能出现局部沉降的地方加强该处构件。
4、阐述了一些关于监测理论方面的知识，并以武汉市某单位业务科技楼为
例，说明对该工程相应的监测方法、监测过程及监测结果，通过对该工程的不
均匀沉降的影响分析，表明与前面的分析结果基本符合。
5、地基基础不均匀沉降的控制方法研究。
从建筑、结构和施工等几个方面
来提出了关于控制不均匀沉降的方法和措施，其主要都是从不均匀沉降产生的
根本原因出发提出的针对性的解决方案，而且都是以预防为主，事后处理为辅
的方法。
这些方法和措施为今后结构设计与施工提供了一些参考意见。
关键词：
地基；不均匀沉降；密实法换；土法；加固法；沉降原因。
FOUNDATIONUNEVENSETTLEMENTCAUSESANDPREVENTION
Thepaper
Howtosolvethefoundationunevensubsidenceoftheupperstructuredeformationproduced,cracks,excessivetiltevensuchnegativeinfluenceiscollapsedengineeringconstructionandfoundationsciencefacessignificantproblems.Thispaperstudiestheunevensubsidencebuildingstructurefoundationforthekeycauses,theinfluenceofsuperstructureandcantakecontrolmeasures,notonlyinsciencehaveimportanttheoreticalsignificance,butalsohassignificantengineeringapplicationvalue.L,buildingstructurefoundationreviewedunevensettlementharm,theunevensettlementathomeandabroadanditscontrolontheresearchstatusandprogress.Analyzed.someunevensettlementoffoundation,thesefactorsisthekeyfactorfortheunevensettlementcontrolmeasuresandmethodsprovidebasisfortheproposed.2,considerstructurestiffnessformmodeunevensubsidencefoundation,theinfluenceofupperframestructure.Thispapertakesasinglespanfourlayersframeworkforexample,applicationstructureanalysissoftware,studiesthefoundationSATWEunevensubsidenceinternalforceanddeformationoftheupperstructureinfluence.Throughtwokindsofdifferentstructurestiffnessformationmodelanalysis,unevensettlementthatfoundationstructurestiffnessformedbydifferentwaysofupperstructure,theinfluenceoftheinternalforceareverydifferent,especiallynearthesettlementoftheaxialforcepointdifferenceisbigger,considerthatonceformedthestructurestiffnesscalculationresultsstratifiedformthantheresultsofstiffnessbig;Localunevensubsidencearoundnearthefloor,moreinfluenceofcomponent,otherfloors,othercomponentshavelittleinfluence.3theunevensubsidence,foundationofthedifferentfunctionoftheupperframestructurewayinfluencestudies.Thispapertakesamuchacrossfourlayersframeworkforexample,applicationstructureanalysissoftwareSATWE,studyseveraltypicalfoundationofunevensettlementway,theinfluenceofsuperstructure,throughthesekindsofunevensettlementimpactanalysisofthemodeofaction,showingthattheyinfluencetheresultsdiffbig,contrastcansee:
structureofthetiltingupperstructureofinternalforceinfluenceproducedminimum,andlocalsettlementonitssurroundingthebiggestinfluenceonthecomponentbasedonstructure,sowhenthedesignshouldtrytodesignintotheoverallstructureoffoundationthatevenintheunevensettlementwillappearmorelikelytotendtotheoveralltilt,toweakentheinfluenceofunevensubsidence.Shouldtrytoavoidlocalsettlementorinthelocalsettlementwherepossibletostrengthenfour37-metrecomponent.4,expoundssomeaboutmonitoringtheoryknowledge,andaunitbusinesstechnologyinwuhancityasanexample,thebuildingofthisprojectthecorrespondingmonitoringmethods,monitoringprocessandthemonitoringresultsofthisproject,throughtheanalysistheinfluencesoftheunevensettlementwiththeaboveanalysis,showresultsarebasicallyinagreement.5,foundationunevensettlementofthecontrolmethodresearch.Fromconstruction,structureandconstructionfromtheaspectssuchasaboutcontrolproposedunevensettlementofthemethodsandmeasures,itsmainareneverproducerootcausesunevensubsidenceandputsforwardthespecificsolutions,andarebasedonprevention,complementarymethodafterprocess.ThesemethodsandmeasuresofstructuraldesignandconstructionforfutureprovidessomeSuggestions.
Keywords:
foundation;Theunevensettlement;Close-grainedlawchange;Indigenous;Consolidationmethod;Settlementreasons.
绪论1
1.地基2
1.1地基的种类2
1.2对于地基的改善措施2
1.2.2改善压缩特性2
1.2.1改善剪切特性2
1.2.3改善透水特性3
1.2.4改善动力特性3
1.2.5改善特殊土的不良地基的特性3
1.3地基的处理方法3
1.3.1换填法3
1.3.2预压法3
1.3.3强夯法3
1.3.4振冲法3
1.3.5深层搅拌法3
1.3.6砂石桩法4
1.3.7土或灰土挤密桩法4
1.4人工地基的处理方法4
1.4.1密实法4
1.4.3用加固法处理地基5
1.4.2换土法5
2．引起地基不均匀沉降的原因6
2.1.首先是地质勘察报告6
2.2.其次是设计方面存在问题6
2.3.最后是施工方面存在问题6
3.防止地基产生不均匀沉降的措施7
3.1.保证勘察报告的真实性和可靠性7
3.1.1建筑物立面的高差不宜悬殊7
3.1.2设置沉降缝7
3.1.3相邻建筑物之间应保持一定的距离7
3.1.4适当调整建筑物标高7
3.2结构设计方面7
3.2.1减轻建筑物自重7
3.2.2设置圈梁和钢筋混凝土构造柱8
3.2.3减少或调整基础底面的附加压力83.2.4地基基础设计应控制变形值8
3.2.5结构措施8
3.2.6设置沉降缝8
3.3施工方面8
3.3.1.在基坑开挖时，不要扰动地基土8
3.3.2.当建筑物存在有高、低9
3.3.3.在已建成的小、轻型建筑物周围9
3.3.4由于地基分布的复杂性和勘探点的有限性9
3.3.5.保证施工质量9
3.3.6.砂浆的品种、强度等级必须符合设计9
3.3.7.砖的品种9
3.3.8.正确设置拉结筋9
3.3.9.不准任意留直槎甚至阴槎9
3.3.10.加强多层住宅的沉降检测10
3.4对于比较重要的建筑物和建在软弱地基上的建筑物应进行沉10
4.换土加固11
4.1换土加固是处理浅层地基的方法11
4.1.1基坑坍塌11
4．1．2基坑（槽）底出现“流砂”12
4．1．3换土夯实中出现“橡皮土”12
4．1．4地基密实度达不到要求12
4．2灰浆碎砖三合土14
4．2．1松散不密实14
4．2．2表面不平整15
4．3重力夯实加固地基15
4．3．1夯成“橡皮土”15
4．3．2夯击不密实15
4．4强力夯实加固地基16
4．4．1地面隆起及翻浆16
4．4．2夯击效果17
4．4．3土层中有软弱土17
4．5振冲地基18
4．5．1桩体缩颈或断桩18
4．5．2加固效果差18
总结20附录21
参考文献24
致谢25
绪论
基产生不均匀没降的原因是多方面的，带给建筑物的影响较大，对建筑物的破坏是难以修复的。
但是能在设计、施工等各方面采取一定的措施，就可以有效地预防和控制不均匀沉降的产生建筑物一般总会产生。
一定的沉降，软弱地基上的建筑物更容易产生不均匀沉降。
过大的不均匀沉降易使上部结构开裂与破坏，造成建筑物各处渗水、下水道堵塞不畅等，严重影响建筑物的使用。
地基不均匀沉降的原因主要有：
地质勘察报告的准确性差、真实性不高。
设计方面存在问题。
建筑物长度太长；建筑体型比较复杂凹凸转角多；未在适当部位设置沉降缝；基础及建筑物整体刚度不足；建筑物层高相差大所受荷载差异大；地基土的压缩性显著不同、地基处理方法不同；以及设计方面的错误等都会引起建筑物产生过大的不均匀沉降。
如何解决地基不均匀沉降对上部结构产生的过大变形、裂缝、倾斜甚至倒
塌等不利影响是工程建设和地基基础科学面临的重大问题。
本文研究建筑结构
地基不均匀沉降的关键成因、对上部结构的影响以及可以采取的控制措施，不
但在科学上有重要的理论意义，而且具有重大的工程应用价值。
l、综述了建筑结构地基不均匀沉降的危害、国内外关于不均匀沉降及其控
制的研究现状和进展。
分析了引起地基不均匀沉降的关键因素，这些因素是为
不均匀沉降的控制措施和方法的提出提供依据。
2、考虑结构刚度形成模式时地基基础不均匀沉降对上部框架结构的影响研
究。
本文以一单跨四层框架为例，应用结构分析软件SATWE，研究了地基基础
不均匀沉降对上部结构内力和变形的影响。
通过两种不同的结构刚度形成模型
的分析，表明地基基础不均匀沉降因结构刚度形成方式的不同，其对上部结构
的内力影响会有很大的不同，特别是沉降点附近的柱轴力差别较大，考虑结构
刚度一次形成得出的计算结果比刚度分层形成得出的结果要大；局部不均匀沉
降对附近楼层、周围构件影响比较大，对其他楼层、其他构件影响较小。
3、地基基础不均匀沉降的不同作用方式对上部框架结构的影响研究。
本文
以一个多跨四层框架为例，应用结构分析软件SATWE，研究了几种典型的地基
不均匀沉降方式对上部结构的影响，通过这几种不均匀沉降作用方式的影响分
析，表明它们的影响结果差异比较大，对比可以看出：
结构整体倾斜对上部结
构产生的内力影响最小，而局部沉降对其周围的构件的影响最大，所以在进行
结构基础设计时应尽量设计成整体基础，使结构即使在出现不均匀沉降时将更
易趋向于整体倾斜，达到消弱不均匀沉降的影响。
应尽量避免出现局部沉降或
在可能出现局部沉降的地方加强该处构件。
4、阐述了一些关于监测理论方面的知识，并以武汉市某单位业务科技楼为
例，说明对该工程相应的监测方法、监测过程及监测结果，通过对该工程的不
均匀沉降的影响分析，表明与前面的分析结果基本符合。
5、地基基础不均匀沉降的控制方法研究。
从建筑、结构和施工等几个方面
来提出了关于控制不均匀沉降的方法和措施，其主要都是从不均匀沉降产生的
根本原因出发提出的针对性的解决方案，而且都是以预防为主，事后处理为辅
的方法。
这些方法和措施为今后结构设计与施工提供了一些参考意见。
1.地基
地基是指建筑物下面支承基础的土体或岩体。
作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。
地基有天然地基和人工地基两类。
天然地基是不需要人加固的天然土层。
人工地基需要人加固处理，常见有石屑垫层、砂垫层、混合灰土回填再夯实等。
1.1地基的种类
从现场施工的角度来讲地基，地基可分为天然地基、人工地基。
地基就是基础下面承压的岩土持力层。
天然地基不需要人加固的天然土层，其节约工程造价。
人工地基经过人工处理或改良的地基。
当土层的地质状况较好，承载力较强时可以采用天然地基；而在地质状况不佳的条件下，如坡地、沙地或淤泥地质，或虽然土层质地较好，但上部荷载过大时，为使地基具有足够的承载能力，则要采用人工加固地基，即人工地基。
编辑本段地基的处理
支承由基础传递的上部结构荷载的土体（或岩体）。
为了使建筑物安全、正常地使用而不遭到破坏，要求地基在荷载作用下不能产生破坏；组成地基的土层因膨胀收缩、压缩、冻胀、湿陷等原因产生的变形不能过大。
在进行地基设计时，要考虑：
①基础底面的单位面积压力小于地基的容许承载力。
②建筑物的沉降值小于容许变形值。
③地基无滑动的危险。
由于建筑物的大小不同，对地基的强弱程度的要求也不同，地基设计必须从实际情况出发考虑三个方面的要求。
有时只需考虑其中的一个方面，有时则需考虑其中的两个或三个方面。
若上述要求达不到时，就要对基础设计方案作相应的修改或进行地基处理（对地基内的土层采取物理或化学的技术处理，如表面夯实、土桩挤密、振冲、预压、化学加固和就地拌和桩等方法），以改善其工程性质，达到建筑物对地基设计的要求。
人工地基处理示意图
在建筑学中地基的处理是十分重要的，上层建筑是否牢固地基有无可替代的作用。
建筑物的地基不够好，上层建筑很可能倒塌，这样说一点也不为过，而地基处理的主要目的是采用各种地基处理方法以改善地基条件。
地基处理的对象是软弱地基和特殊土地基。
我国的《建筑地基基础设计规范》（GBJ7－89）中明确规定：
“软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基”。
特殊土地基带有地区性的特点，它包括软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻土等地基。
1.2对于地基的改善措施主要有以下五方面：
1.2.1改善剪切特性
地基的剪切破坏表现在建筑物的地基承载力不够；使结构失稳或土方开挖时边坡失稳；使临近地基产生隆起或基坑开挖时坑底隆起。
因此，为了防止剪切破坏，就需要采取增加地基土的抗剪强度的措施。
1.2.2改善压缩特性
地基的高压缩性表现在建筑物的沉降和差异沉降大，因此需要采取措施提高地基土的压缩模量。
1.2.3改善透水特性
地基的透水性表现在堤坝、房屋等基础产生的地基渗漏；基坑开挖过程中产生流沙和管涌。
因此需要研究和采取使地基土变成不透水或减少其水压力的措施。
1.2.4改善动力特性
地基的动力特性表现在地震时粉、砂土将会产生液化；由于交通荷载或打桩等原因，使邻近地基产生振动下沉。
因此需要研究和采取使地基土防止液化，并改善振动特性以提高地基抗震性能的措施。
1.2.5改善特殊土的不良地基的特性
主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等地基处理的措施。
这些是基本的改善措施，如果要有坚固的地基就必须根据实际情况来选择合适的处理方法，以下几种地基的处理方法是比较实用的。
1.3地基的处理方法
1.3.1换填法
当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对地基的要求时，常采用换土垫层来处理软弱地基。
即将基础下一定范围内的土层挖去，然后回填以强度较大的砂、碎石或灰土等，并夯实至密实。
1.3.2预压法
预压法是一种有效的软土地基处理方法。
该方法的实质是，在建筑物或构筑物建造前，先在拟建场地上施加或分级施加与其相当的荷载，使土体中孔隙水排出，孔隙体积变小，土体密实，提高地基承载力和稳定性。
堆载预压法处理深度一般达10m左右，真空预压法处理深度可达15m左右。
1.3.3强夯法
强夯法是法国L·梅纳（Menard）1969年首创的一种地基加固方法，即用几十吨重锤从高处落下，反复多次夯击地面，对地基进行强力夯实。
实践证明，经夯击后的地基承载力可提高2～5倍，压缩性可降低200～500％，影响深度在10m以上。
1.3.4振冲法
振冲法是振动水冲击法的简称，按不同土类可分为振冲置换法和振冲密实法两类。
振冲法在粘性土中主要起振冲置换作用，置换后填料形成的桩体与土组成复合地基；在砂土中主要起振动挤密和振动液化作用。
振冲法的处理深度可达10m左右。
1.3.5深层搅拌法
深层搅拌法系利用水泥或其它固化剂通过特制的搅拌机械，在地基中将水泥和土体强制拌和，使软弱土硬结成整体，形成具有水稳性和足够强度的水泥土桩或地下连续墙，处理深度可达8～12m。
施工过程：
定位—沉入到底部—喷浆搅拌（上升）—重复搅拌（下沉）—重复搅拌（上升）—完毕
1.3.6砂石桩法
振动沉管砂石桩是振动沉管砂桩和振动沉管碎石桩的简称。
振动沉管砂石桩就是在振动机的振动作用下，把套管打入规定的设计深度，夯管入土后，挤密了套管周围土体，然后投入砂石，再排砂石于土中，振动密实成桩，多次循环后就成为砂石桩。
也可采用锤击沉管方法。
桩与桩间土形成复合地基，从而提高地基的承载力和防止砂土振动液化，也可用于增大软弱粘性土的整体稳定性。
其处理深度达10m左右。
1.3.7土或灰土挤密桩法
土桩及灰土桩是利用沉管、冲击或爆扩等方法在地基中挤土成孔，然后向孔内夯填素土或灰土成桩。
成孔时，桩孔部位的土被侧向挤出，从而使桩周土得以加密。
土桩及灰土桩挤密地基，是由土桩或灰土桩与桩间挤密土共同组成复合地基。
土桩及灰土桩法的特点是：
就地取材，以土治土，原位处理、深层加密和费用较低。
用这些方法可以使地基比较坚固，但并没有什么是完美的，同样地基处理技术也在不断的完善与改进中。
近40年来，国外在地基处理技术方面发展十分迅速，老方法得到改进，新方法不断涌现。
在20世纪60年代中期，从如何提高土的抗拉强度这一思路中，发展了土的“加筋法”；从如何有利于土的
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