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建筑结构基础不均匀沉降的原因及结构设计中的防治对策探讨李刚

发表时间：2021/5/10 来源：《建筑科技》2021年2月下作者：李刚

[导读] 人们生活水平的不断提高，对现代建筑设计提出了新的要求，在进行建筑结构设计方案制定的过程中，地基设计为建筑工程的核心施工阶段，为了满足人们的住房需求，为人们的生产生活提供便捷服务，就需要对建筑结构基础，不均匀沉降的原因进行详细分析，保证车库、主楼等建筑结构的一体化发展。

辽宁沈阳中化环境科技工程有限公司李刚 110032

摘要：人们生活水平的不断提高，对现代建筑设计提出了新的要求，在进行建筑结构设计方案制定的过程中，地基设计为建筑工程的核心施工阶段，为了满足人们的住房需求，为人们的生产生活提供便捷服务，就需要对建筑结构基础，不均匀沉降的原因进行详细分析，保证车库、主楼等建筑结构的一体化发展。因此设计人员需要提高对建筑结构基础设计的重视，分析建筑结构基础不均匀沉降问题发生的主要原因，在结构设计过程中，制定出合理的预防措施了，为人们创造健康舒适的住宅条件。
关键词：建筑结构基础；不均匀沉降；原因及防治对策
        由于建筑结构十分复杂，建筑基础的承载面积不均匀，影响到建筑结构基础沉降，当建筑楼体出现倾斜后，受到一些自然因素或地质灾害等问题的影响，很容易导致建筑物坍塌。根据实际调查结果显示，地基不均匀沉降会导致高层建筑物出现裂缝，为人们的安全居住带来一定隐患，想要有效预防建筑结构基础不均匀沉降问题的发生，就需要制定出合理的防治对策，通过结构设计调整提高建筑物的承载能力，同时，要分析可能引起基础不均匀沉降的主要因素，保证房屋设计的科学性。解决地基结构设计中的各种问题，全面提高房屋建设质量，在保证建筑物美观性的同时，延长建筑物的使用寿命，有效预防永久性沉降裂缝风险问题的出现。
        一、建筑结构基础不均匀沉降的原因
        1、地基设计过程的影响。由于建筑地基的土体中存在一定是孔隙，随着外界压力的不断增加，土体的孔隙会逐渐减少，土地所具有的可压缩性，容易导致建筑结构基础沉降问题发生，地基土的土体特性各不相同，地下层次结构会出现局部的不规则性，导致土地基础存在不均匀问题。当发生浅层地基不均匀沉降时，会破坏土体的整体结构，受到当地区域发展历史的影响，会由于相邻建筑施工导致的土地震动，降低土地结构强度，在完成建筑施工后，区域内的基础土地沉降发生几率会高于其他同类土。房屋建筑工业与桩基接近的区域，基础沉降能力较大，桩基长短的变化会影响到沉降量，同时，打桩的早晚、地基基础的建设速度，同样会引发基础不均匀沉降问题的发生，通过静力加载加强饱和粘性土的排水条件，适当的提升土地的抗剪承载力。受到剪应力的影响，土地会发生不同程度的变形，加载速度会影响到土地强度，由于抗剪强度的降低，土体会遭受局部的剪切破坏，如果不进行防范措施的科学有效的实施，在后续的建筑使用过程中，容易引发建筑物倾斜。荷载量的不断增加，能够有效调节软土地基的不均匀沉降问题，当建筑物上部结构荷载出现差异时，会有效提高基础的荷载增加速度，土地的基础结构会随着季节性湿度的变化发生改变，在建筑物使用的过程中，出现地基局部管道漏水或者化粪池渗水的问题时，土地的整体结构会产生液化，导致土体力学性能发生改变。
        2、房屋结构设计的影响。当建筑物上层结构体型出现不规则变化时，会在一定程度上导致地基不均匀沉降问题的发生，建筑物的整体构造十分复杂，不同层次会有不同的高低起伏变化，导致地基接受的承载量存在着明显的差异，引发不同程度的地基不均匀沉降问题。一些平面形状变化较大的建筑，在单元交叉处会对地基单元承载力产生影响，导致区域沉降问题的不断扩大，建筑物不同设计环节的刚度需求不同，导致建筑物设计的整体结构不理想，为了有效避免地基不均匀沉降所造成的建筑物破坏，就需要分析房屋结构设计过程中，对地基不均匀沉降问题的影响原因。当地基出现不均匀沉降时，附加应力会呈现出向外扩散的发展趋势，建筑物之间彼此影响，发生地基沉降，这是由于建筑工程开展过程中，地基会承担大面积的堆载，建筑物之间的距离越近，地基之间的深度差异越大，建筑物打桩会影响到附近建筑物的稳定性，引发地基不均匀沉降问题的发生。

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        二、建筑结构基础设计不均匀沉降的防治对策
        1、建筑物体型设计要简单化。在进行建筑物体型设计的过程中，要遵循简单化的设计原则，减少形状复杂的平面设计要求，要保证立面高差的平均性，在进行形状十分复杂的建筑物设计的过程中，需要在不同建筑物之间的纵横交界处调整地基强度。地基设计要结合应力叠加方案，避免出现大规模的地基不均匀沉降问题，导致建筑物的墙体出现裂缝，当进行立面高差及竖向荷载差异较大的建筑设计过程中，地基的荷载量会持续增大，从而引发不均匀沉降问题，导致建筑物出现倾斜，墙体逐渐形成裂缝。建筑物的整体设计结构，会直接影响到建筑物的使用寿命，因此，在建筑物设计的过程中，要尽可能地采用“一”字形设计方案，同时要满足住户的建筑设计需求，在复杂建筑体型平面设计的过程中，需要制定出合理的工程设计图纸。降低可能产生的不均匀沉降危害，严格控制好建筑物的高宽比例，保证建筑物整体结构设计的刚性要求，一些超长结构的建筑物，墙体很容易出现挠曲变形和开裂问题，因此，需要按照国家建设标准，进行建筑物的高宽比控制，适当的增加基础刚度，预防不均匀沉降问题发生。
        2、纵横墙及沉降缝的合理布置。当地基出现不均匀沉降，很容易导致墙体出现挠曲变形，要在设计方案制定的过程中，科学地避免墙体开洞和中断等问题的发生，要保证墙体的整体刚度，同时要保证纵横墙之间的有效连接，缩小横墙之间存在的间距，全面提高建筑物的整体刚性。有效预防基础不均匀沉降问题的发生，设计人员要采用沉降缝，合理地将建筑物划分为多个相对独立的沉降单元，由于建筑物的单元体型十分简单，建筑物的高宽比例较小，建筑所处的区域空间基础荷载，处于均匀的发展状态，能够建立出与设计环境相符的沉降体系。降低基础不均匀沉降带来的建筑物危害，沉降缝的设置位置要处于建筑物平面转折处，或结合建筑物的设计高度，判断与其荷载能力存在较大差异的连接点，进行沉降缝标记，要对钢筋混凝土整体架构的适当部位设置沉降缝，建筑结构与基础设计之间存在明显不同，地基土所具有的压缩性会发生变化，因此，需要制定出具有针对性的基础不均匀沉降问题处理方式，将整体建筑结构分为不同的区域，进行房屋沉降缝交界处设计。
        3、结构设计中的防治措施。想要在建筑物结构设计过程中，进行防治措施的制定，首先需要有效减少建筑物的自重，避免地基承载不均匀，在建筑结构设计的过程中，可以采用空心楼板或多孔砖等轻质材料，减少建筑物自重，同时要仔细观察大跨度预应力钢筋混凝土的主要结构。通过轻型钢和空间整体结构布局，调整基层所承担的负荷压力，一些建筑设置地下室，需要挖除一部分土，用作其他基础补偿，通过减轻建筑物的重量降低基础的承载量，同时有效降低基层的附加压力，能够起到减小沉降的作用。同时，需要对建筑设备的荷载进行调整，或者合理计算调整基础尺寸，全面增强基础的刚度，在一些不均匀沉降地基上，设置刚度较为理想的弹性地基梁，有效提升基础抗变形能力。
        总结：建筑结构基础不均匀沉降的主要原因，主要发生在地基基础设计和房屋结构设计的过程中，结构设计制定防治措施，需要保证建筑物体型设计的简单化，合理布置纵横墙与沉降缝，保证房屋设计的整体性，提高墙体的抗剪能力，预防墙体裂缝的出现。
参考文献：
[1]何玉明. 建筑结构基础不均匀沉降的原因及结构设计中的防治对策探讨[J]. 建筑与装饰,2021(6):186,189.
[2]范明明,裴向军,王文臣,等. 岩溶地区某高层建筑物不均匀沉降地基基础加固案例分析[J]. 土木工程与管理学报,2021,38(1):163-168,182.
[3]李宝玉. 建筑结构基础不均匀沉降的原因及防治对策[J]. 工程技术研究,2020,5(18):53-54.