建筑基础工程工后沉降问题分析

建筑基础工程工后沉降问题分析

司徒晓君

佛山市中鼎工程勘察院有限公司广东佛山528000

摘要：建筑工程基础沉降严重威胁了建筑物的结构安全，本文结合工程实践，对地基基础工程发生的工后沉降异常实例进行了分析，在此基础上提出了处理办法的建议，供参考。

关键词：工程基础；沉降量；桩基承载力

随着经济的不断发展，我国的城市化进程不断加快，建筑工程迎来了建设的高潮。在建筑工程中，由于地质条件、建筑设计、施工组织以及工艺水平等多方因素的影响，建筑工程基础沉降问题成为了工程建设行业面对的重要问题，寻找有效的处理解决措施是众多施工企业关注的重点。

1.工程概况及施工异常情况


工程概况：某工程，11层带坡屋面阁楼小高层，设置地面以上1.5m，地面以下1.2m高，层高2.70m半地下室，设计室外地坪标高10.10m（黄海高程）。剪力墙结构。建筑物总长35m，宽度12.90m（不包括挑阳台），檐口标高33.10m。

建筑场地为农田，场地标高在7.00m～15.00m（黄海高程）之间。本工程所在地抗震设防烈度为七度，设计地震分组为第一组，设计地震加速度值为0.15g。地基基础设计等级为乙级，场地类别为III类，特征周期值为0.50s。

根据原勘察报告，本工程采用直径Φ500先张法预应力钢筋混凝土管桩，桩长24m，以7层粉质粘土为桩端持力层，单桩承载力特征值1200kN；桩筏基础，筏板厚700mm。桩位平面布置图及剪力墙平面布置图见图1。

图1平面布置图

施工过程及沉降异常问题：管桩于2009年12月完成，在桩基施工过程中发现压桩力偏低，仅为单桩承载力特征值的70%左右。管桩工程施工完成后按要求对桩基进行了静载和低应变检测，检测结果满足设计及规范要求；主体工程于2010年3月开始，到5月中旬施工至8层，7月份完成主体封顶工作。在施工过程中，通过沉降观测发现在2010年6月12日主体施工9层时，有2个测点沉降速度为1.160mm/d和1.334mm/d，最大沉降量25.70mm，最小沉降量5.83mm。在2010年8月9日主体封顶16d时，有1个测点沉降速度为1.103mm/d，沉降速度均超过了1mm/d，不满足《建筑物沉降观测方法》（DGJ32/J18-2006）的要求。此时观测点的最大沉降量为39.98mm。通过对各沉降观测点数据的统计分析并计算，2010年6月12日时建筑物长方向（东西向）整体倾斜（向东侧）为0.83%；2010年8月9日时建筑物长方向（东西向）整体倾斜（向东侧）为1.07%。建筑物整体倾斜未超过《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）条文说明表3-10中建筑物的地基变形允许值的限值0.003（24m<高度<60m）。

2.复核分析

在2010年6月12日发现沉降异常后，通过现场仔细勘查，没有发现建筑物墙体及楼面（基础筏板）上有沉降引起的裂缝出现[1]。根据《建筑物沉降观测方法》（DGJ32/J18-2006）的相关要求，要求施工单位减缓施工速度，增加沉降观测次数，将观测周期由2周1次改为1周观测1次。2010年8月9日沉降速率再次异常，经过分析设计、施工及原勘察报告，建议甲方对建筑物地基进行了补充勘察。原勘察报告及补充勘察报告在有代表性的相邻点的各土层主要设计参数及桩基参数如表1～表4。

表1原勘察各土层主要设计参数建议取值

通过比较补充勘察报告和原勘察报告，发现相应土层的性质特征及设计参数的建议取值差异较大，为进行分析比较，按原勘察和补充勘察参数分别进行桩基承载力和基础沉降的验算[2]。

2.1承载力复核比较

3.分析处理

通过对桩基承载力和沉降对比计算，按补充勘察报告计算的桩基承载力严重不足，基础沉降明显偏大。结合本工程沉降异常情况，可知按原勘察报告计算的桩基承载力严重不足，引起建筑物在施工过程中沉降异常，超出规程要求。

通过以上的分析，本建筑物处理异常沉降的关键是补足整体桩基的承载力。地基基础安全的两个最重要的指标是足够承载力和在安全范围内的

沉降及沉降差。考虑到施工过程中的沉降速率过大及累积沉降量，虽然建筑物沉降差满足规范要求，但在考虑补足桩基承载力的同时应该设法减少建筑物总沉降量。因此应该考虑比原设计桩长更长的长桩的变刚度调平设计原则设计长短桩，在满足承载力要求的同时减少沉降的效果更好。结合建筑物结构特点及基础形式，补充勘察地质报告资料和对异常沉降的分析，施工难易程度，拟采用预制锚杆静压桩长桩进行加固处理。经计算复核，决定采用31根250×250的锚杆静压方桩，桩长32m，桩顶标高8.150m（黄海高程，下同），桩端标高-23.850m。

采用锚杆静压桩补桩后按补充勘察报告计算等效桩端附近应力P0：单根锚杆桩超长部分（超出24m部分）承载力特征值Ra’=626/2=313kN。则P0=70-31×Ra’/（a×b）=70-31×313/（35.8×13.7）=70-20=50kPa。故基础中心点沉降近似值为S=ψ×ψe×S’=1.2×0.57×1.8251×50=62.42mm。通过复核可知，补桩后桩基总承载力满足结构设计要求，建筑物沉降可以控制在较合理范围内。

锚杆静压方桩布置原则：由于地基软弱土层有一定的坡度，建筑物建造过程中已有一定的沉降差，所以在布置锚杆桩时，在均匀布桩的原则下，考虑在荷载比较大的部位及软弱土较深，已有沉降较大的部位桩数适当增加。加固施工于2010年10月19日开始，当年12月20日结束。加固完成后，沉降值明显变小，刚开始时沉降速率仍然偏大（满足规程要求），但收敛明显。2011年6月4日现场踏勘实体建筑，没有发现墙体有结构性裂缝。现建筑已投入使用6年，满足设计和使用要求。

4.结语


总之，基础结构对于工程整体建设质量和建筑的稳定性与使用安全有着重要的影响。作为工程技术人员，应该对地基基础沉降异常问题以高度重视，当发现工程异常时，应该及时找出问题产生的原因，按规范规程要求，采取相应的补救措施，及时处理。

参考文献：

[1]杨雪.建筑工程结构基础沉降原因与处理措施探讨[J].门窗，2014（10）：199-199.

[2]赵磊.建筑工程结构基础沉降原因与处理措施探讨[J].商品与质量，2016（9）.

[3]王群.建筑工程结构基础沉降原因与处理措施探讨[J].城市地理，2016（2）：00209-00209.

[4]李合庆，张彦君.建筑工程结构基础沉降原因与对策研究[J].工业c，2016（7）：00130-00130.