高层建筑沉降的措施范例(3篇)
高层建筑沉降的措施范文
关键词:建筑;沉降观测;问题;措施;分析
随着我国经济建设的迅速发展,各地的高层、超高层建筑如雨后春笋般大量的兴建,大型建筑物集群日益丰满起来。相比于普通建筑物,大型建筑的负载大,作用地面的强度高,往往会使得建筑基础高度受压而形成沉降,这对建筑的安全性及正常使用都有着极为不利的影响。为了防止这种沉降现象的发生,就应在大型建筑施工、使用过程中通过沉降观测的形式对其沉降速率及沉降量进行观测,以便及时发现存在的问题,尽快地加以解决,确保工程的整体安全性。
一、建筑沉降观测的重要性
走在城市的道路上,亦如同置身于楼宇丛林当中,的确,城市化建设的进程不断加快,高层建筑成为城市建设的发展方向。中国地大物博,但是各地在气候、环境、土地等都存在着显著差异,其中,土地是大型建筑的基础,其承受能力的不均亦使得建筑的地基安全性各异,那对于难以达到大型建筑建造标准的土地来讲,就应当采取相应的处理措施,或改为建设普通建筑。但是这种土地结构是难以凭借主观感觉和经验去加以区分的,需要通过科学的沉降观测形式来对其沉降速率和沉降量进行准确的观测,这也决定了沉降观测的结果成为建筑施工及设计的首要参考标准,关系着建筑竣工后的安全性及使用寿命。因此,可以说合理的建筑沉降观测工作的开展,为建筑的整体性能提供了最为基本的保证,是必不可少的工程。
第一,地基的最极限承载能力的确定。通过在施工现场选取比较典型的地层来进行相关的承压板载荷试验,从而确定其数值。在山坡的平台上面可以设置相关锚桩横梁的反力装置,在对基地进行挖孔的孔底及其平洞内部可以借助山体的自重力来设置撑式的反力装置,通过压力传感器来进行测力,并通过位移计测量其沉降情况。通过人工的方式实现,有助于提高其估量值。第二,设计施工前的分析工作。依据原有的地质勘测资料,比如在进行室内试验时所获取岩土的相关力学性质参数等,并结合相关的规范以及现场的载荷试验,还要与邻近的工程进行调查对比,通过原有的建筑经验及对其理论公式的计算来进行综合确定。第三,施工初期阶段应继续进行相关的地质勘查工作。地质条件以及其结构具有一定的复杂性,在施工初期通常会遇到很多与原有的地质勘测不相符合的问题,因此,在施工初期加大对地质的勘察工作是十分有必要的。此外,还可以通过一些专门的试验来进行相关的测试工作,从而可以更准确的判断出各持力层的地基承载能力。
二、建筑沉降观测中的常见性问题及处理措施
(一)水准点设置问题及处理措施
由于受施工和生产的影响,观测点和水准点之间的环境往往会发生变化,这就会导致在后期实施观测时,原有的观测点和水准点大多不再通视。比如在第一观测时,基础施工完为施工形象进度,第二次观测时,一层主体施工完为施工形象进度,第二次观测时,工具式脚手架已经完成搭设,若按照原来观测路线实施观测,多数观测点将不可通视。
为了避免这一问题对正常沉降观测的影响,在对待具有较多观测点的建筑物时,其应在沉降观测之前针对现场作出精心的规划,预见可能存在的障碍物,以对仪器安装的最佳位置加以确定,之后选定较为稳定的若干沉降观测点位临时水准点,并同水准点构成闭合环路。此外,应相应增加水准点的数量,一般情况下应在三个以上。
(二)沉降曲线观测后的回升问题及处理措施
在实施第二次观测时,存在着曲线上升的现象,到第三次观测时,观测曲线又呈现下降趋势。导致这种问题形成的原因,大多是由于最初测量的精度不高,观测结果同实际值存在着较大的误差。
针对这一实际问题,应采取如下措施:如回升曲线超过5毫米时,第一次观测结果失效,进而采用下一次的观测结果来作为初测结果,若回升曲线在5毫米的范围内,则可对其初测标高加以调整,使其同第二次的观测标高相一致。
(三)沉降曲线由某点逐渐回升问题及处理措施
这一问题的产生主要是因水准点的下降造成的,水准点逐渐下沉,沉降量也随之减少,但是建筑物初期的沉降量比较大,这时建筑物大于水准点的沉降量,沉降曲线不存在回升,但至后期,建筑物下沉区域稳定,这时水准点若继续下沉们就会造成沉降曲线的逐渐回升。
为避免这一问题的发生,在选择及埋设水准点的过程中,应重视建筑物上水准点的设置,尽可能保证其定位的稳定性,当发生这一问题时,应测出水准点下沉量,及时对观测点标高加以修正。
(四)沉降曲线由某点突然回升问题及处理措施
这一问题的产生,多是由于观测点或水准点被触动等引起的,且只有当观测点被触动后高于碰前标高或水准点触碰后低于碰前标高时,此种回升问题才会出现。此外,当观测点表面存在违背完全清除的落地砂浆时,亦会引起这种问题的形成。
对于此类问题的解决,应在现场对各观测点和水准点进行检查,观测点和水准点在被触动时,表面会存在损伤,发现比较容易。此外,在实施观测时,工作人员应先将观测点表面的污物加以清理,亦可用塑料套来防止其免受垃圾的污染,对观测点和水准点加以保护。
(五)沉降曲线波浪起伏问题及处理措施
沉降曲线在后期呈现出波浪起伏的状态是建筑沉降观测中最为常见的一类问题,究其原因是由测量误差所导致的,在后期,建筑沉降趋于稳定,测量误差就较为突出。
处理这一问题是,应依据整个建筑沉降观测的情况来进行分析,尽可能的减少测量误差,使测量结果具有一定的趋向性,从而使得复测结果同首次测量结果更为一致,沉降测量结果也更加真实。
高层建筑沉降的措施范文
关键词:建筑基础;原因分析;不均匀沉降;施工方案
Abstract:withthecontinuousgrowthofChina'snationaleconomy,people'slivingandlandissueshavebecomeincreasinglyprominent,sotheemergenceofthehigh-risebuildingeffectivelyrelievetheproblemoflandshortage,butwithhigh-risebuildingsgraduallyincreasesinheight,high-risebuildingfoundationunevensettlementproblemisalsoincreasinglyexposed,thisphenomenon,seriousaffecttheoverallqualityofthebuildings,sothetreatmentofunevensettlementofimminent.
Keywords:buildingfoundation;causeanalysis;unevensettlement;constructionscheme
中图分类号:TU97文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
高层建筑在多年的使用之后,不可避免的会发生一定程度的沉降,而不均匀的沉降会导致建筑物的塌陷和开裂,严重的影响了建筑的使用,特别是随着建筑物高度的不断增加,出现不均匀沉降的现象加剧。为了延长建筑的使用寿命,保证建筑的质量,需要根据不均匀沉降的原因,采取有效的防治措施,进而有效的预防和控制不均匀沉降,进而保证建筑的使用性能。
一、高层建筑基础不均匀沉降的原因分析
引起高层建筑基础不均匀沉降的原因是多方面的,主要包括以下几个因素:
(一)设计因素
在对高层建筑的设计中,要求地基的承载力能够满足使用的要求,但是由于高层建筑物的长度较大,导致其结构复杂,出现较多的凹凸转角,增加了设计的难度。同时在设计的过程中部分设计者缺乏对地基承载力之内的地基差异变形进行相应的计算和分析,在周围的荷载与建筑本身的负荷差异较大时,容易出现不均匀沉降。此外,在设计的过程中,可能会受到客观因素的限制,造成设计的误差,这也是引起高层建筑基础不均匀沉降的一个重要原因。
(二)施工因素
在高层建筑的施工过程中,由于为按照规定的施工工艺,导致施工作业时出现地基处理不合理的问题,特别是在对基础地质探测不全面,忽视一些不良的地质条件,进而没有采取相应的防治和控制措施。其次,墙体砌筑不科学是施工过程中引发不均匀沉降的重要诱因,例如拉结筋不合标准以及墙体留槎不符合规范要求。此外,在施工的过程中存在着严重的地基处理不合理的现象,这就加剧了不均匀沉降的出现。在高层建筑的地基处理中,要结合工程的实际情况选择合适的处理方法,确定合理的处理方案,但是在实际的施工中,多数是采用单一的地基处理方法,进而引发了高层建筑基础的不均匀沉降。
(三)建筑物周围环境因素
高层建筑基础发生不均匀沉降,也会受到周围环境的影响:首先,地下水位的变化,在基坑开挖工程中,一般会采用排水法对地下水进行处理,这样就加大了对地下水的开采,诱发了局部地下水位的下降,这样就会使地基失去水的浮力作用,加上土体自身的重量,产生了不均匀的沉降。与此同时,地下水位的下降会使建筑物原有的钢桩和木桩等暴露于大气中,容易受到腐蚀,进而损伤了桩基的功能,引发了新的沉降。其次,在已有的建筑周围进行新建时,会造成新的沉降,进而使地基应力叠加,加大了原有地基的负荷,出现地基倾斜的现象,对建筑物造成了一定的破坏。此外,振动作用的影响也不可忽视,特别是在交通负荷作用下,机械设备的振动会引发建筑物产生缓慢的不均匀变形以及沉降。
(四)沉降计算参数选择因素
鉴于地基不是匀质弹塑性材料,初始沉降依据弹性理论计算,固结沉降需要根据压缩以及三轴试验确定,次固结沉降需要根据蠕变试验确定参数,采用分层总和法求解。这样导致参数确定可能不准确或者计算与实际有一定的误差。因此,难以保证建筑物能够完全均匀沉降。
此外,由于在建筑物的使用中会存在着一些问题容易引发不均匀的沉降,如地下水管的渗漏或者是地下水的上升,都会导致局部的下沉。
二、高层建筑基础不均匀沉降处理方法
鉴于高层建筑基础存在着不均匀沉降的问题,对建筑的使用性能以及使用寿命都产生了消极的影响,严重的会引发安全事故,因此需要结合引起沉降的原因,采取有效的措施,对不均匀沉降进行预防和控制。同时对高层建筑基础不均匀沉降的处理是一个综合的过程,涉及到多个环节的工作,这就需要从以下几个方面着手:
(一)做好相应的准备工作
做好相应的准备工作是处理好不均匀沉降的基础和前提,也是预防不均匀沉降的重要途径。因此在高层建筑基础施工中,要事先做好相应的地质勘查工作,收集详细的施工资料,杜绝弄虚作假的现象,为高层建筑基础设计提供重要的依据和参考。同时要聘用具有经验的勘察报告人员,保证其具有较强的业务能力和职业素养,进而保证勘察报告真实可靠。
(二)完善建筑设计
对于高层建筑的基础不均匀沉降问题,是可以预防和控制的,这就需要完善设计方案,这就需要从建筑设计和结构设计两个方面着手。
一方面,要做好建筑的设计:首先,要保证建筑物体型的简单,避免出现高差悬殊和所受负荷差异过大的现象,这就需要在进行建筑设计时,尽量避免凹凸转角和适当控制建筑的长高比,特别是对于砌体的承重结构设计,要采用合适的方式布置纵横墙,将横隔墙的间距进行有效的控制,一般而言,要小于建筑物宽度的1.5倍。其次,要合理设置沉降缝,一般是在建筑物的平面转折部位和高度差异性,并且要保证沉降缝的宽度,并且随着建筑物高度的增加,沉降缝的宽度也逐步增加。与此同时,在设计时,相邻的建筑物要保持一定的距离,这是因为地基的附加应力具有一定的扩散性,建筑物相邻会导致应力的叠加,引发不均匀的沉降。此外,适当调整建筑物的标高也是避免不均匀沉降的有效手段,要根据建筑的具体情况适当的提高标高,在管道通过建筑物时,需要预留孔洞或者是采用柔性管道接头。
另一方面,要做好建筑的结构设计:首先要最大限度的减少建筑物的自重,这是有效减少建筑基础不均匀沉降的重要途径。因此在结构设计中,可以选择轻质的材料,例如是多孔砖或者是轻质墙体,并且要选择轻型的结构和基础形式。其次,为了增加建筑的整体性,需要设置圈梁和钢筋混凝土构造柱,这样可以提高抗弯刚度,并且避免出现裂缝的现象。此外,要最大限度的减少基础的附加压力,这就需要扩大基础底面积,并且对于同一地基的相邻部位,可以采用不同的基底附加压力,甚至可以采用静定结构,这样即使出现沉降也会对附加内力起到一定的减弱,一定程度上避免了对建筑物的破坏。同时还要在设计过程中对变形值进行有效的控制,这就需要对基础最终沉降值和偏心距进行计算,并将其控制在一定的范围内,必要时可以采取一定的技术措施。
(三)有效的控制施工
为了有效的控制建筑基础的不均匀沉降,需要对施工过程进行监督和管理,保证施工的质量。首先,要保证砂浆符合规定的设计,包括其品种和强度等级,这就需要在施工的工程中对原材料的入场进行验收,杜绝不合格的材料流入到施工场地,同时确保材料使用的计量符合规定的标准,并派专人进行监控。其次,砖作为高层建筑物的基础材料,其品种和强度等级也要符合设计的要求,并且根据受力性质决定砖的规格和砌筑方法,以便提高建筑的整体性。此外,还要加强对操作工人的教育,不能图省事影响质量;为保证构造柱马牙槎高度;不应超过标准砖五皮,多孔砖三皮:转角及抗震设防地区临时间断处不得留直槎禁止在任何情况下留阴槎。
(四)大力推广不均匀沉降观测技术
为了对高层建筑基础的不均匀沉降进行防治和控制,需要大量推广观测技术的应用,及时发现不均匀沉降的问题,并采取有针对性的措施。这就要求工作人员具备一定的技能,并能够熟练的使用仪器设备。工作人员必须接受严格的技能培训和认真的专业学习,不仅能熟悉测量理论、熟练掌握仪器的操作规程,同时还必须能够针对不同的工程特点、实际情况采用不同的观测程序及观测方法。工作人员必须对实际施工过程中显现出的各种问题能够准确的分析原因,并且正确运用误差理论进行相应的平差计算,精确、按时、快速的保质保量的完成每项任务。
结束语:
总之,随着建筑行业的不断发展和壮大,高层建筑成为发展的必然趋势,然而出现不均匀沉降是常见的问题,并且原因是多方面的。这就需要结合高层建筑基础不均匀沉降的原因,从准备、设计和施工等多个方面入手,采取有效的措施控制和防治不均匀沉降,避免对建筑物造成严重的破坏。同时对高层建筑基础的不均匀沉降的处理是一个综合的过程,需要从多个方面着手,科学的制定处理措施,进而保证高层建筑的使用安全。
参考文献:
[1]陈祥福.深基础沉降计算方法和研究进展[J].土木工程学报,2012(06)
[2]张守春,王玉华.防止高层建筑基础不均匀沉降的措施[J].科技创新导报,2012(07)j
[3]路书海,陈尚云.防止高层建筑主楼与裙房基础不均匀沉降措施[J].山西建筑,2011,37(29)
高层建筑沉降的措施范文篇3
关键词:高层建筑;主楼;裙楼;基础设计;处理措施
随着城市化进程的不断加快,城市中的高层建筑的数量呈现越来越多的状态,主楼和裙楼设计是高层建筑中重要的构成部分,对整体的建筑项目的质量有较大的影响。沉降不均匀的问题经常出现在主楼和裙楼的施工过程中,影响了主楼和裙楼的基础施工质量,从而造成建筑工程中存在一定的安全隐患,整体结构的安全性也的不到保证,不利于建筑功能的充分发挥。因此在建筑的设计过程中,要加强对主楼和裙楼基础设的重视,并且选择合理的措施处理主楼和裙楼间出现的不均匀沉降问题,保证整体建筑的稳定从和安全性,促进我国建筑事业的蓬勃发展。
1沉降缝设置
人们的生活质量和生活水平都在不断的提高,所以人们对建筑在质量上和功能上的要求也越来越高,在当前高层建筑施工中会根据人们的需求增加很多实用的功能,同时也会对建筑的立面效果进行科学的设计建筑通风采暖的功能得到了非常大的提升,同时电气管线的设置一定要具有非常好的科学性和合理性,但是在这一过程中也增加了很多的沉降缝。这样也就使得结构的稳定性和可靠性大大的下降。如果在高层建筑建设的过程中设置非常多的沉降缝,会在一定程度上破坏建筑结构的整体性,在地震频发的地区,这些沉降缝会将整个建筑分割成若干个部分,所以一旦出现了地震的现象,就会出现房屋倒塌的情况,因此在高层建筑设计的过程中,必须要注意沉降缝的数量,同时还应该采取有效的措施对建筑出现的沉降差予以有效的处理,在高层建筑的设计中主要采用两种基础形式,一种是筏形基础,一种是箱形基础,这两种基础形式在控制沉降差方面发挥了非常重要的作用。
通常,地基的承载力是设计地基过程中首先要考虑的一个重要的问题,如果在施工过程中发现地基承载力不足或是地基出现变形问题,没有符合规定的要求,这就需要施工人员采取有效的措施进行处理,处理的主要方式要按照工程的实际情况进行,对地基做加固处理。桩基是地基的主要形式,也可以选择选择复合地基。高层建筑的出现在我国已经持续了较长的时间,其发展趋势也较好,主楼和裙楼地基的基础设计在高层建筑中发展过程中进行了严格的分析,不需要在在主楼和裙楼地基的处理过程中设置沉降缝和后浇带被发现需要设计后浇带的是主楼和裙楼之间,但要保证浇筑施工过程中的混凝土不低于一个月。在高层建筑的施工过程中,与高层主楼同时进行施工的还有裙楼的基础施工,在设计和处理高层建筑楼群的过程中,存在大量的沉降差在主楼和裙楼之间,这时建筑中可能会产生内力,影响整体的建筑工程质量,因此要做好重视工作,及时的发现问题,并采取有效的措施进行处理,有效的避免其它负面的影响发生。
2减少主、群楼基础差异沉降的措施
高层建筑的基础沉降问题要想得到有效的避免,就要采取以下几种措施进行处理。(1)选择压缩性较低的土层作为地基持力层,其厚度要保持在4m以上,还要保证软弱下卧层的不存在。(2)将基础底面面积进行适当的扩大,是基础底面单位面积上所承受的压力得到减少。(3)将压缩性较高的土层设置成地基持力层时,桩基础和复合地基两种形式都可以被用作高层建筑的基础,天然地基的方法为裙房,为了减少沉降差,可以设置不同直径和不同长度的桩基础在主楼和裙楼的基础处理过程中。
3与主楼相通的地下停车库设计
建筑的上部结构和建筑现场的地质状况是主楼和裙楼基础设计的依据,还要充分的考虑地基的存在,因为地基是对上部结构的施工有一定的影响。在施工过程中需要采取有效的措施来降低地下的水位,减少基坑积满降水对临近建筑物的影响。同时还要对降水的时间要求给予高度的重视,在降水停止后,水位会出现过早上升的现象,建筑物发生上浮的问题能够得到有效的避免。地下停车库位于地下水位较高的场地时,必须考虑抗浮设计,当抗浮设计中应由地面填土作为一部分平衡荷载时,必须完成地面回填土以后方允许施工排水停止,关于地下水位的取值,应根据工程地质勘察报告确定,当存在有滞水层时应根据场地地质情况与勘察单位商定地下水位是否考虑滞水水头,地下停车库的楼盖结构形式,采用无梁式或梁板式,应根据地基,地下水位,车库层数及与楼房地下室标高相互关系确定。有许多工程采用了无梁楼盖,为解决板的抗冲切,楼板设托板,顶板设反柱帽或托板加反柱帽,这种结构型式综合经济是比较好的。
4工程实例分析
某市某工程,地形复杂,属坡地建筑,整个地下车库不能连成整体,车库入口处室外地坪低,由于基础埋深的需要,主楼需设置1层地下室,裙楼车道不需设地下室,里边的车库室外地坪比入口处高出4In左右,该位置需设2层地下室,地下2层为人防区,地下1层为停车库。设计根据地形条件,使用功能在2层地下室与1层地下室之间设置了一条伸缩缝,缝两侧均设钢筋混凝土墙,该缝左边(入口处)按1层地下室进行计算(满足1层地下室条件),主楼下桩基独立承台之间均设350mm厚的隔水底板。车道的桩顶标高提高和主楼桩顶标高相差约4m,车道底板高于地下水位,不设隔水底板,伸缩缝右端(2层地下室)部分位置不满足2层地下室的条件,笔者将该地下室周边均设置了一定数量的钢筋混凝土墙,要求开窗洞的地方均按墙上开洞设计,地下车库内设置了一定数量的钢筋混凝土墙,墙间距不超过30m,地下2层底板均设置350mm厚的隔水底板,该地下室内还设置了施工后浇带,间距30~40m,该工程施工完毕后,沉降差满足设计要求,地下室混凝土无开裂情况。
结束语
总而言之,主楼和裙楼的基础设计是建筑设计中的重要组成部分,对整体建筑项目的质量具有较强的影响。不均匀沉降问题在主楼了裙楼的基础设计中常遇到的一个问题,影响了主楼和裙楼的基础建设质量。将主楼中的重负荷基础和群楼中的轻负荷基础结合成一个整体是建筑工程中主楼和裙楼的基础处理,不设置沉降缝在主楼和裙楼的基础处理过程中,对于空间的连续性和完整性有一定的保证,建筑沉降差的问题就能够得到有效的避免,有利于保证建筑工程的安全性是实用性,促进我国建筑事业的蓬勃发展。■
参考文献
[1]李国胜.多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.
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