高层建筑基础不均匀沉降原因分析及对策探讨

高层建筑基础不均匀沉降原因分析及对
策探讨
摘要：随着越来越高的城镇化率，高层和超高层建筑在全国各大中小城市拔
地而起。

这些建筑物的大量兴建，给人们提供了便利的生活条件和温馨的居住环境，但也因地基不均匀沉降、楼体倾斜等建筑问题，导致其本身产生一定的安全
风险。

下文就从高层建筑基础出现不均匀沉降的危害入手，分析高层建筑不均匀
沉降的原因以及应当采取的对策。

关键词：高层建筑；不均匀沉降；原因；对策
一、高层建筑基础不均匀沉降的不利影响
当建筑结构基础产生不均匀沉降时，底层墙体通常会开裂，随着沉降的增加，墙体开裂会越发严重，裂缝面积不断扩大，呈现出向上延展的状态。

通过分析现
有案例，沉降通常会造成两种开裂形式，一种裂缝呈45°倾斜，属于斜裂缝；另
一种是水平裂缝，裂缝出现是由于纵墙承受了较大剪力。

总而言之，建筑物结构
基础出现不均匀沉降，反映到建筑工程上来，就会形成裂缝。

一旦高层建筑基础
不均匀沉降问题出现，必然会造成不利的影响，具体表现为：
1.
造成建筑物倾斜。

近些年，随着我国城市建设进程的不断加快，建筑结构基
础不均匀沉降的现象也越来越多，通过分析具体案例，可以发现建筑结构基础不
均匀沉降主要分为周围沉降和地基内部沉降。

如果建筑物周围发生基础沉降，会
直接造成建筑物倾斜，倾斜方向为沉降方向。

针对这种情况，勘察人员应扩大地
质勘察范围，保证建筑物之间的距离，对建筑物四周进行清理，避免堆放重物，
防止建筑物发生倾斜。

2.
造成建筑物墙面开裂。

内部墙面开裂是建筑物基础发生沉降的突出表现。

当沉降发生在建筑结构内部时，会使建筑工程在垂直方向上受到剪力，最终导致墙面开裂。

裂缝会降低建筑工程质量，降低建筑物的抗震性，影响美观程度，减少建筑物使用寿命。

3.
影响建筑物功能。

建筑物基础结构发生不均匀沉降会对建筑物功能造成不良影响，使人们受到安全威胁，影响人们日常生活，对建筑物内的电梯、机器等造成负面影响。

因此，建筑工程的设计人员和施工人员应该提前做好预防，增强建筑物结构质量，从多个方面延长建筑物使用寿命。

1.
高层建筑基础不均匀沉降的原因
1.
内部原因。

主要是合理变形所造成的不均匀沉降，高层建筑物自身的构筑形态造成荷载分布不均衡继而使得建筑物发生变形，这种变形一般小于允许变形值，随着时间的推移而趋于稳定。

2.
外部原因。

（1）工程地质勘探不到位。

地质勘探不到位、勘查探孔深度太浅、勘查点之间的距离太大、勘察报告准确性差、真实性不高，则会造成设计方向错误，施工与设计方案严重不符等问题，不仅会延长工程的建设周期，增加建设成本，更会为后期建筑的地基基础出现不均匀沉降埋下安全隐患。

（2）设计方案不合理。

设计方案不合理，平面图形过于复杂，因高层超高层建筑物的荷载量各有差异，如果大于地层的实际承受力，就有可能出现地基不均匀沉降问题。

（3）施工方面的影响。

建筑物施工层面的影响，是引发高层建筑物基础发生不均匀沉降的重要因素。

没有建立完善的质量控制体系、施工方偷工减料、没有按照设计方案施工、灰缝不饱满、砌砖组砌不当、通缝多、拉结筋不按规定设置等问题，也都有可能会引起建筑物建成后产生不均匀沉降。

（4）软弱土基，地基处理不到位。

高层超高层建筑周围有河流或者湖泊，池塘回填，软弱地基未处理
得当导致沉降下陷；地基为淤泥质土或湿陷性黄土等软弱土质，荷载力不足，造
成高层超高层建筑发生不均匀沉降。

（5）周边环境影响。

周围基础施工或大型
机械设备振动，地基因震动而产生压缩变形，局部下沉；建筑物邻近有大开挖工程，致水土流失，造成地基滑移或者是沉陷；地面大量堆积重物，使得土层压密
变形，带动地基沉降。

（6）自然环境影响。

在受到施工现场地质条件、水文分布、土壤特性、连续暴雨等因素的影响下，土壤分布不均、地基所处的不同土层
将受到不同程度的压缩，进而产生不均匀的沉降与变形；建筑地基属于软土地基，软土的厚度和土的压缩比比硬土地基高得多，沉降深度也较大。

1.
高层建筑基础不均匀沉降的处理对策
1.
调整建筑设计标高。

高层建筑物的沉降会改变原有的设计标高，严重时将影
响建筑物的使用功能。

因而可以采取下列措施进行调整：（1）将有联系的建筑
物或设备中，沉降较大者的标高适当提高，并留有足够的净空；（2）根据预估
的沉降量，适当提高室内地坪和地下设施的标高；（3）当有管道穿过建筑物时，应预留足够的尺寸的孔洞，或者采用柔性管道接头等。

2.
合理安排施工顺序。

当建筑物各部分高低差别极大或荷载大小悬殊，应按照
先高后低、先重后轻的原则安排施工顺序，必要时还要在高或重的建筑物竣工之
后间歇一段时间再建低或轻的建筑物，这样可达到减少部分沉降差的目的。

带有
地下室和群房的高层建筑，施工时应断开后浇带，待高层部分主体结构完成时再
连接成整体。

如采用桩基，可根据沉降情况调整。

在新建基础、建筑物侧边不宜
堆放大量的建筑材料或弃土等重物，以免地面堆载引起建筑物产生附加沉降。

严
重的还会引起建筑物倒塌。

活载较大的建筑物，在使用初期应控制加载速率和加
载范围，避免大量的迅速、集中堆载。

打桩施工过程中、降低地下水过程中以及
基坑开挖过程中都可能对邻近建筑物产生的不利影响，因此要采取相应的措施。

对于灵敏度较高的软粘土，在施工时应注意不要破坏其原状结构，在浇注基础前
须保留约200mm覆盖土层，待浇注基础时再清除。

若地基土受到扰动，应注意清
除扰动土层，并铺上一层粗砂或碎石，经压实后再在砂或碎石垫层上浇注混凝土。

3.
处理不均匀沉降的技术方法。

（1）掏土法。

施工方法较为简单，施工周期长，适用于粉土、素填土等软土层，对于硬土则需要小心谨慎使用。

这种方法对
于建筑的要求比较多：房屋的上部结构体型简单、结构完好以及整座房屋具有较
好的整体刚度，故可选性较小。

深层作业时钻孔或沉井与相邻建筑物距离过近，
需要采取防护措施。

（2）地基应力解除法。

实践表明，地基应力解除法在地基
土为淤泥的土层中应用最为有效，其中最著名的纠倾应当为比萨斜塔的纠倾，该
方法适用于厚度较大软土地基上的浅基础纠偏工程。

施工前需要根据工程地质条件、基础类型等进行设计。

该方法原理和操作十分简单，但施工周期较长。

（3）锚杆静压桩抬升法。

锚杆静压桩是采用锚固于原有基础中的锚杆提供反力来进行
压桩，增强地基土的承载力，从而达到抬升纠倾的目的。

但是这种方法要破拆地面，对建筑底板和底板钢筋造成不可逆转的破坏，损害建筑物的预期寿命，而且
施工周期较长。

4.
设置沉降缝。

用沉降缝将建筑物分割为两个或多个独立的沉降单元，可有效
地防止不均匀沉降发生。

分割出的沉降单元，原则上要求满足体型简单、长高比
小以及地基比较均匀等条件，自成沉降体系。

为此，沉降缝的位置通常选择在下
列部位上：第一，建筑物结构或基础类型不同处；第二，建筑物平面转折部位，
第三，建筑物的高度或荷载有很大差异处；第四，地基土的压缩性有显著差异或
地基基础处理方法不同处；第五，长高比过大的砌体承重结构中部，长度超过
50m的钢筋混凝土框架结构的中部；第六分期建造房屋交界处；为防止缝两侧的
结构相向倾斜面而互相挤压沉降缝应有足够的宽度。

结束语
综上所述，造成高层建筑基础结构不稳定的因素较多，包括土质软弱、建筑
结构本身受力不均、地下水管爆裂、自然灾害影响等。

作为建筑工程设计人员，
应该在结构设计中降低建筑物自身重量，提前设计伸缩缝，增强建筑结构的整体性，减少基础沉降所带来的负面影响。

除了结构设计以外，建筑工程质量还与施
工单位专业性、施工方案科学性有密切关联，只有组建一支专业的建筑施工队伍，完善施工方案，加强设计和施工监管，才能从根本上解决建筑工程质量问题，避
免建筑基础不均匀沉降所带来的危害。

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