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
摘要
关键词
建筑结构;结构基础;不均匀沉降;机构设计;防治对策
正文
1 前言
社会经济快速发展背景下,社会公众对于建筑工程的质量有更高的要求,但是受到多因素的干扰,部分建筑结构基础存在不均匀沉降的情况,使得建筑形成了较大的安全隐患,如:建筑物结构出现了不均匀沉降的情况,则会引发一系列的不良效应,使得其他区域的建筑结构也存在结构不均匀沉降的现象,同时也会造成建筑物自身的抗震功能降低,对建筑结构的使用时间和安全性形成了较大的影响,如果发生安全事故,则会带来比较大的人员伤亡和财产损失。在此背景下,建筑设计企业,则需要全面了解和掌握建筑结构基础不均匀沉降出现的具体原因,并以此提出有效的防治对策,促使建筑结构得到优化和提升,保证建筑工程的整体安全性。
2 建筑结构基础不均匀沉降外在表现及不良影响
2.1 建筑结构基础不均匀沉降的外在表现
当房屋结构基础发生不平衡下陷的情况时,,其最为直观的外在表现为:建筑底层的墙体位置会形成一定程度的开裂,并且随着建筑物沉降增加,其开裂的程度也随之增加。在不断延伸的开裂情况下,其裂缝的走向包括三个方向:第一个方向为:水平裂缝,此类裂缝一般出现在窗间墙的位置,窗间墙在结构基础发生沉降的影响下,受到了较大的水平应力,其应力的实际数值高于砂浆的强度数值,此情况下就会形成水平裂缝;第二个方向为:现斜裂缝,此类裂缝是由于纵墙受到了比较大的剪力后,砌体结构的实际抗拉数值高于原本的设计数值,进而引发断裂的情况;第三个方向为垂直裂缝,此类裂缝一般出现在窗台中部位置,在基础结构不均匀沉降发生后,其窗间墙或者是砌体受到反向变形的影响后,出现了上边宽下边窄的裂缝。
2.2 建筑结构基础不均匀沉降的不良影响
我国部分建筑的结构基础会出现不均匀的沉降现象,这对于建筑物形成了比较大的不良影响,主要表现在以下几个方面:
第一,使得建筑物出现倾斜的状况。我国城市化进程的加快,建筑工程规模和数量也在增加,而建筑结构基础不均匀沉降的情况也随之增加,包括周围沉降以及地基内部沉降。建筑周围发生不均匀沉降的情况,就导致建筑物出现倾斜的情况,并且倾斜的方向和沉降的方向相一致。此状况下,有关的工作人员则需要增加对地质勘察的面积,确保建筑物之间的距离处于标准之内,并且清理干净建筑周边的杂物,不可以在建筑物四周堆放重物,以此避免建筑物出现倾斜的现象。
第二,导致建筑物的墙面开裂。建筑结构基础不均匀沉降的出现也造成了内部墙面的开裂,沉降出现后建筑工程垂直方向上受到了剪力作业,造成墙面出现开裂。建筑墙面的开裂会严重影响到建筑工程的整体质量,使得建筑物的抗震功能降低,并且在外观性也存在一定的影响,缩短了建筑物的使用时间。
第三,对建筑物的功能性造成不良影响。建筑结构基础不均匀沉降的发展,影响到建筑物的整体功能性,对人们的日常生活以及人身安全形成了较大的干扰,包括:对建筑物内部的电梯、机器设备等。基于此,建筑有关工作人员需要做好预防措施,提高建筑结构的稳定性和安全性,以此延长建筑物的使用时间。
3 建筑结构基础不均匀沉降发生的原因分析
从实际的建筑工程情况分析,建筑结构基础出现不均匀沉降的原因集中在以下几个方面:
3.1 勘察设计不足
在建筑工程建设前,建筑企业需要准备工作,其重点包括对建筑物所在场地地质条件和周边环境进行有效的勘察。在具体勘察的时候,发生失误或偏差就会造成后期建筑结构基础出现不均匀沉降,其勘察失误表现在:第一,土层的勘察发生疏漏或错误。对土层的识别出现偏差,没有对易发生沉降的土层进行准确的判断;第二,忽视了土层试验分析。勘察工作人员错误的评价了土层湿陷等级、提供的承载力特征值不合理、对周边的管井埋设或地下水检测等没有进行深入的分析,造成地基出现水渗入的现象,造成土层结构发生流土或水侵蚀的情况,造成建筑结构基础失稳,从此不均匀沉降。
3.2 建筑设计不合理
在建筑设计的过程中,有关的建筑设计人员对建筑结构的承重数值估计存在失误,因而在具体的设计中,选择的建筑材料刚度没有达到建筑工程的实际标准和要求。设计人员对于基础形式的选择存在较大的缺陷和不足,在进行参数计算的时候发生偏差,造成了基础尺寸失误,对后期实际的建筑施工也形成了比较大的影响。
3.3 建筑施工不足
由于地质条件存在较大的差异,因而在不同的地质环境下,建筑企业利用的施工方式也存在较大的不同。在施工地段附近具有相当高水位的地下水状况下,则需要在实际的施工中,根据结合实际需要设置下水道甚至是雨水井,以达到良好的排水效果,在施工结构下部则实施了防水作业。但一旦在建筑工程的实际地质状况与设计图之间出现了不一致的情形时,则必须再次进行对地质的重新勘测和设计工作。但是部分施工企业以施工便利为基础条件,需要严格遵守勘察和设计单位的要求,对施工程序进行简单化,这就造成了建筑施工的安全风险。同时在墙体进行砌筑的时候,部分施工企业有偷工减料的情况,使用砂浆强度、拉筋设置等达不到标准,由此引发出建筑结构基础不均匀沉降的现象出现。
3.4 其他因素
在进行建筑工程的施工中会面临较多的突发性事件,如:在建筑开始使用后,出现了地下管道破损的情况,造成管内的渗入到建筑工程的地基,在渗水后土质发生改变,在刚度不足的情况下就会比较容易发生局部的地面塌陷;部分施工企业会将各类物品放置在建筑工程基坑的四周,使得其重量不足以地基结构承担,就会造成地基沉降,建筑物出现倾斜。
4 建筑结构基础不均匀沉降的防治对策
4.1 加强勘察设计作业
严格按照有关的规定进行地质勘察和设计作业,在施工前,获得准确的勘察数据,对建筑进行有效的评估,以此作为依据,对建筑设计进行合理的调整和优化,降低建筑结构发生变形,使得建筑的重量和刚度保持协调。同时在进行勘察中也需要提高有关工作人员的个人素质和能力,以便更好的完成勘察和设计工作。
4.2 加强建筑设计和施工
在进行建筑设计的阶段,则需要对各个方的沉降因素进行分析,并以此作为依据,设置不同的沉降缝,使用沉降等对建筑进行分隔,并对每个沉降单位的结构类型进行统一,使其外部造型简单化,确保地基的受力均匀性。在进行施工的过程中,需要保证使用的原材料质量,对其进行严格质量控制,以此使得水泥、钢筋等建筑材料达到建筑工程施工的标准。同时在施工中需要对沉降缝进行合理的设置,在面对复杂的建筑平面形状上,则需要在转折的位置进行沉降缝的设置。
4.3 加强建筑结构基础的刚度及强度
增加建筑结构基础的刚度及强度,对改善结构基础沉降问题具有一定的帮助,充分使用外力的模式,提高地基的强度,并使得土层压缩性降低。在软弱性粘土地基上,施工企业可以利用置换技术,将原本的粘性土挖掘出后,换入高强度的材料,以此稳固地基。同时在选择地基处理方式上,需要结合实际的建筑工程情况,以此确保建筑物的安全和可靠。
5 结束语
为了提高建筑的安全性,则需要对建筑结构基础不均匀沉降问题进行原因的探索,并针对于其出现的原因,给予对应的防治对策,以此使得建筑物可以安全投入使用,延长建筑的使用时间,并得到较好的经济效益,推进建筑领域持续发展。
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