2.8 減輕不均勻沉降危害的措施

在實際工程中，由于地基軟弱，土層厚度變化大，或在水平方向軟硬不一，或建筑物荷載相差懸殊等原因，使地基產生過量的不均勻沉降，導致建筑物傾斜，墻體、樓地面開裂的事故屢見不鮮。因此，如何采取有效措施，防止或減輕不均勻沉降造成的危害，是設計工作中必須認真考慮、慎重對待的問題。

消除或減輕不均勻沉降危害的具體措施：①采用柱下條形基礎和筏形基礎等剛度大的基礎；②采用樁基和其他深基礎；③對地基進行人工處理；④從地基、基礎、上部結構共同作用的觀點出發，在建筑、結構和施工方面采取相應措施，以增強上部結構對不均勻沉降的適應能力。對于一般中小型建筑物，應首先考慮在建筑、結構和施工方面采取措施。

2.8.1 建筑措施

1.建筑物的體型應力求簡單

建筑物體型包括其平面與立面形狀及尺度。體型簡單的建筑物，其整體剛度大，抵抗變形能力強。因此，在滿足使用要求的前提下，軟土地基上的建筑物盡量采用簡單的體型。平面形狀復雜的建筑物，如 “L”“”“工”字形等，在縱橫單元交接處的基礎密集，地基中附加應力相互重疊，導致該部分的沉降往往大于其他部位。尤其當一些 “翼緣”尺度大時，建筑物整體性差，各部分剛度不對稱，很容易因不均勻沉降而引起建筑物墻體的開裂。圖2.52所示為軟土地基上一幢L形平面建筑物一翼墻身開裂的實例。

當建筑物的高低或荷載差異較大時，也必然會加大地基的不均勻沉降。據調查，軟土地基上緊接高差超過一層的砌體承重結構的房屋，低者很容易開裂，如圖2.53所示。因此，地基軟弱時，建筑物的緊接高差以不超過一層為宜。

2.控制建筑物的長高比及合理布置縱橫墻

建筑物在平面上的長度L與從基礎底面算起的高度Hf之比，稱為建筑物的長高比。建筑物的長高比越大，整體剛度越差，縱墻更容易因撓曲過度而開裂，如圖2.54所示；相反，長高比小的建筑物，剛度大，調整地基不均勻沉降的能力強。根據工程經驗，對于砌體承重的房屋，當預估沉降量大于120mm時，對于3層和3層以上的房屋，其長高比宜不大于2.5；對于平面簡單，內、外墻貫通，橫墻間距較小的房屋，其長高比一般不大于3.0；否則應設置沉降縫。

合理布置縱、橫墻是增強砌體結構房屋整體剛度的重要措施之一。因此，當地基不良時，應盡量使內、外縱墻不轉折或少轉折，內橫墻間距不宜過大，且與縱墻之間的連接應牢靠，必要時還應增強基礎的剛度或強度。

3.設置沉降縫

當建筑物的體型復雜或長高比過大時，可以用沉降縫將建筑物由基礎到屋頂分割成若干個獨立單元，使分割成的每個單元體型簡單，長高比小，結構類型相同，且地基比較均勻，從而提高建筑物抵抗地基不均勻沉降的能力。建筑物的下列部位宜設置沉降縫。

（1）建筑物平面的轉折處。

（2）建筑物高度或荷載有很大差異處。

（3）長高比不符合要求的砌體承重結構或鋼筋混凝土框架結構的適當部位。

（4）地基土的壓縮性有顯著差異處。

（5）建筑結構或基礎類型不同處。

（6）分期建造房屋的交界處。

（7）擬設置伸縮縫處，沉降縫可兼作伸縮縫。

沉降縫兩側的地基基礎設計和處理是一個難點，如地基土的壓縮性明顯不同或土層變化處，單純設縫難以達到預期效果，往往還需結合地基處理進行設縫。縫兩側基礎常通過改變基礎類型、交錯布置或采取基礎后退懸挑做法進行處理，如圖2.55所示。另外，為避免沉降縫兩側單元相向傾斜擠壓，要求沉降縫有足夠的寬度，可按表2.9確定，縫內填爐渣等松散材料。

如果沉降縫兩側的結構可能發生嚴重的相向傾斜，可以考慮將兩者拉開一段距離，兩者之間用能自由沉降的靜定結構連接。對于框架結構，還可選取其中一跨（一個開間）改成簡支或懸挑跨，使建筑物分為兩個獨立的沉降單元，如圖2.56所示。

有防滲要求的地下室一般不宜設置沉降縫。因此，對于具有地下室和裙房的高層建筑，為減少高層部分與裙房之間不均勻沉降，常在施工時采用后澆帶將兩者斷開，待兩者的后期沉降差能滿足設計要求時再連接成整體。

4.控制相鄰建筑物基礎間的凈距

由于地基中附加應力的擴散作用，使距離近的相鄰建筑物間的沉降相互影響。產生的附加不均勻沉降可能造成建筑物的開裂或互傾，這種相互影響主要表現如下：

（1）同期建造的兩相鄰建筑物之間會彼此影響，特別是當相鄰兩建筑物輕（低）重（高）差別較大時，輕（低）者受重（高）者的影響較大。

（2）原有建筑物受相鄰新建重型或高層建筑物的影響。

相鄰建筑物之間所需的凈距可按表2.10選用。從表2.10中可以看出，決定基礎間凈距的主要指標是受影響建筑（被影響建筑）的剛度（用長高比來衡量）和影響建筑（施加影響者）的預估平均沉降量，后者綜合反映了地基的壓縮性、限制建筑的規模和重量等因素的影響。

相鄰高聳結構（或對傾斜要求嚴格的構筑物）的外墻間隔距離，可根據傾斜允許值計算確定。

5.調整建筑物的標高

建筑物的沉降過大時，改變了建筑物原有的標高，將會引起管道破損、雨水倒灌、設備運行受阻等情況，從而影響建筑物的正常使用，這時可采取以下措施。

（1）室內地坪和地下設施的標高，應根據預估沉降量適當提高；建筑物各部分或設備之間有聯系時，可將沉降較大者的標高予以提高。

（2）建筑物與設備之間應留有足夠的凈空。

（3）建筑物有管道穿過時，應預留足夠尺寸的孔洞或采用柔性管道接頭等。

2.8.2 結構措施

1.減輕建筑物的自重

通常建筑物自重（包括基礎及上覆土重）在基底壓力中所占比例很大，據估計，民用建筑占60%～70%，工業建筑占40%～50%，因此，為減輕建筑物自重，達到減小不均勻沉降的目的，在軟弱地基上可采用下列措施。

（1）減少墻體重量。如采用空心砌塊、多孔磚或其他輕質墻體材料。

（2）選用輕型結構。如采用預應力鋼筋混凝土結構、輕鋼結構及各種輕型空間結構等。

（3）減少基礎及其上回填土的重量。可以選用覆土少、自重輕的基礎形式，如采用補償性基礎、可淺埋的配筋擴展基礎。如果室內地坪較高，可以采用架空地板減少室內回填土厚度。

2.設置圈梁

圈梁的作用是提高砌體結構抵抗彎曲變形的能力，即增強建筑物的抗彎剛度。它是防止砌體墻出現裂縫和阻止裂縫開展的一項有效措施。通常是在房屋的上下方都設置圈梁。當建筑物產生碟形沉降時，墻體產生正向撓曲，下層圈梁將起作用；反之，墻體產生反向撓曲時，上層圈梁則起作用。

圈梁截面、配筋及平面布置等，可按現行《建筑抗震設計規范》（GB 50011—2010）要求進行。對于多層房屋宜在基礎頂面附近和頂層門窗頂處各設置一道，其他可隔層設置；當地基軟弱，或建筑體型較復雜，荷載差異較大時，可層層設置。對于單層工業廠房、倉庫可結合基礎梁、聯系梁、過梁等酌情設置。

圈梁應設置在外墻、內縱墻和主要內橫墻上，并應在平面內連成封閉系統。如果圈梁在墻體門窗洞口處無法連通時，應增設相同截面的附加圈梁，如圖2.57所示。如果墻體因開洞過大而受到嚴重削弱且地基又很軟弱時，可考慮在削弱部位適當配筋，或利用鋼筋混凝土邊框加強。

3.設置基礎梁（地梁）

鋼筋混凝土框架結構對不均勻沉降很敏感，很小的沉降差異就足以引起可觀的附加內力，當這些附加內力與荷載作用下的內力之和超過構件的承載能力時，梁、柱端和樓板將會出現裂縫。對于采用柱下獨立基礎的框架結構，在基礎間設置基礎梁是加大結構剛度、減少不均勻沉降的有效措施之一，如圖2.58所示。基礎梁的底面一般置于基礎頂面或略高些，過高則作用下降，過低則施工不便。基礎梁的截面高度可取柱距的1/14～1/8，上下均勻通常配筋。每側配筋率為0.4%～1.0%。

4.減小或調整基底附加壓力

（1）設置地下室（或半地下室）。采用補償性基礎設計方法，以挖除的土重去抵消部分甚至全部的建筑物重量，從而達到減小基底附加壓力和沉降的目的。地下室或半地下室還可設置于建筑物荷載特別大的部位，通過這種方法可以使建筑物各部分的沉降趨于均勻。

（2）調整基底尺寸。按地基承載力確定出基礎底面尺寸之后，應用沉降理論和必要的計算，并結合設計經驗調整基底尺寸，加大基礎的底面積可以減小沉降量。如圖2.59（a）所示，可以加大墻下條形基礎的寬度。但是，對于圖2.59（b）所示的情況，如果采用增大框架基礎的底面尺寸來減小與柱廊基礎之間的沉降差，顯然并不經濟合理。通常的解決方法是：將門廊和主體建筑分離，或取消廊柱（也可另加裝飾柱）改用飄檐等。

5.選用非敏感性結構

砌體承重結構、鋼筋混凝土框架結構對不均勻沉降很敏感，而排架結構或三鉸拱等結構則對不均勻沉降有很大的順從性，支座發生相對位移時不會引起很大的附加應力，因此可減輕不均勻沉降造成的危害。對于單層工業廠房、倉庫和某些公共建筑，在情況許可時可以選用對地基沉降不敏感的結構。油罐、水池等的基礎底板常采用柔性底板，以便更好地順從、適應不均勻沉降。

2.8.3 施工措施

在軟弱地基上進行工程建設施工時，合理安排施工順序，注意某些施工方法，可有效地減小或調整部分不均勻沉降。

1.合理安排施工順序

當建筑物各部分高度或荷載差異大時，應按先高后低、先重后輕的順序進行施工，必要時還應在高重建筑物竣工后間歇一段時間，再建造輕的鄰近建筑物。如果重的主體建筑與輕的附屬部分相連時，也應按上述原則處理。例如，北京五星級長城飯店，塔樓客房為18層，中心閣樓22層，采用兩層箱形基礎；共享大廳為7層，采用獨立柱基。其施工順序為：先蓋高重的客房主樓與閣樓，使地基沉降大部分已產生；后蓋輕低的大廳，有效地縮小了兩者沉降差。

2.注意施工方法

在已建成的建筑物周圍，不宜堆放大量的建筑材料或土方等重物，以免地面荷載引起建筑物產生附加沉降。

擬建的密集建筑群內如有采用樁基礎的建筑物，樁的施工應首先進行，并應注意采用合理的沉樁順序。

在降低地下水位及開挖深基坑時，應密切注意對鄰近建筑物可能產生的不利影響，必要時可以采用設置截水帷幕、控制基坑變形量等措施。

對于高靈敏度的淤泥及淤泥質軟土，基槽開挖施工中需注意保護持力層不被擾動，通常可在基底標高以上，保留200mm厚的原土層，待施工基礎混凝土墊層時再予以挖除，可避免基底超挖現象，擾動土的原狀結構。如發現坑底軟土被擾動，可仔細挖除擾動部分，用砂、碎石壓實處理。在雨季施工時，要避免坑底土受雨水浸泡。另外，需注意控制加荷速率。