地基设计沉降计算管理论文

2022-04-26

摘要:地基不均匀沉降是建筑领域中广泛存在的问题,不仅会影响建筑物的使用,还会产生附加应力,导致建筑物内部结构发生损伤。导致地基不均匀沉降的诱因多种多样,有设计原因、施工原因,也有相邻建筑物和地面堆载的因素,此外,建筑物的顶升、平移等也容易诱发不均匀沉降。本文主要就地基不均匀沉降的病害问题的成因与对策进行分析。下面是小编整理的《地基设计沉降计算管理论文(精选3篇)》,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

地基设计沉降计算管理论文 篇1:

建筑工程地基基础沉降监测方法探讨

【摘要】地基基础沉降监测是对建筑工程中地基发生突变的一种预先发现,通过地基基础沉降监测我们可以预防建筑物因为地基沉降而引发的各种灾害。所以,精准地监测地基基础沉降是非常有必要的。监测的方法随着监测的要求以及相关条件、地理环境等因数的限制会有所不同,本文从表层沉降监测、深层沉降监测和断面沉降监测三个层面出发,探究这三种监测方法在地基基础沉降监测中的异同。

【关键字】地基沉降监测;表层沉降监测;深层沉降监测;断面沉降监测

地基基礎是否安全是建筑物能否安全使用的重要关键点之一,但是在建筑物的重力、施工地的地质条件、水文地质条件等因素的影响下,地基基础有可能会发生不同程度的不均匀沉降或者大幅度的沉降,而一旦地基基础发生了这些变化,那么轻则使建筑物倾斜,影响建筑物的正常使用,重则会造成建筑物开裂、坍塌,给群众带来伤害。为了避免这些现象的发生,相关部门应该及时、精准地监测建筑物地基基础的变化情况,做好补救措施。

1.表层沉降监测

1.1 意义

所谓的表层沉降监测是指只监测地表沉降或者是地表以上部位的沉降。通过对监测的结果进行绘制沉降等值线图,并对建筑物的未来使用性进行分析预测,这是许多高层建筑选择的一种地基基础沉降监测方式。下面我们以西安某高层建筑为例进行表层沉降监测的分析。

1.2基本情况分析

无论是何种监测,首先需要做的就是了解被监测物体的基本情况。此次监测的建筑物地势较为平坦,最高地势与最低地势仅相差1.4m左右,属于黄土地区的黄土洼地。建筑占地面积有900多㎡,其中地下2层,地上21层,一共71.4m高。

1.3 监测过程

根据这一高层建筑的特点,在设计好监测方案后选择的是精密水准仪和水准标尺进行监测。此次表层沉降监测是在建筑物底部工程完成后开始的,从2010年开始到2014年止,为期4年。其中每增高一层就监测一次,一共监测了21次。在建筑封顶后进行定期监测,直到沉降速度稳定在0.4以下为止,一共监测了10次。故总的来说对该建筑物的监测共有31次。

此次监测属于表层沉降监测,所以监测点选择在该高层建筑的大转角或者外墙的梁柱上,其中每个监测点间隔10~15 m或间隔2~3根梁柱。按照这一规律一共布设置了6个监测点。监测点的数据采集是使用第Ⅰ等、Ⅱ等水准测量方法进行的,并且严格遵循第Ⅰ等、Ⅱ等水准测量方法的精准度。

1.4 结果分析

在监测过程中,要清晰记录数据,保证数据的准确性。但仅仅得出记录的数据我们是无法得出地基基础沉降对该高楼的影响的,也不能得出我们想要的监测的结果,所以分析数据也是监测中重要的组成部分。

在得出监测数据后,我们需要分析监测结果,绘制出沉降等值线,分析沉降速率。此外,对于得出的数据我们还要借助Origin8.0(数据处理分析软件)对不同观测点沉降量在相同时间内的变化关系进行多项式拟合,并得出公式。随后可利用这一公式对监测点的变化进行预测或者利用公式计算出两个相邻的监测点之间的沉降差值。在得出结果后,我们还要采用类比法来对比同类场地中相似工程的地基基础沉降监测数据,然后参照相关规定的标准值确定沉降数值所属的范畴,在范围内的我们可以认定为是合格建筑地基,超出范围的,我们必须要制定紧急应急预案,减少不必要的损失,避免灾害发生。

通过对该高层建筑的监测,我们可以得出在整个监测过程中,建筑物地基基础沉降是呈整体匀速下降趋势的,并无不均匀的下降,并且在工程完工后第二次监测开始,沉降基本处于稳定状态。由此,我们可以通过表层沉降监测法判断出该建筑是合格的、安全的。

2、深层沉降监测

2.1 意义

所谓的深层沉降监测也可以叫做分层沉降监测,主要为了掌握地基各土层的承载能力以及建筑对各土层的反向影响。

2.2 不同的监测方法

对于不同的土质,在目前来说是有不同的监测方法的,例如:

在硬土层,我们可以采用深标点水准仪。这是一种采用钻机钻孔,并在孔内放置小沉降盘测试杆,随后引出地面,用水准仪进行监测的一种监测方式。这种方式的不同点在于每设置一个监测点,则需要一个钻孔,而设置多个监测点就需要多个钻孔。其监测精度可达1.0mm。

对于软土层我们就会选用磁环式沉降仪。使用磁环式沉降仪进行监测的原理是将爪子与磁环同时放置在监测点内,随后打开爪子,让磁环与土层同步变形以达到监测的目的。这种监测相对来说比较简单,精度不如深标点水准仪,但是也可以达到1.0~2.0mm。

还有一种是不动杆法。其工作原理与表层沉降监测原理相似,所不同的是不动杆法需要将测量仪放置钻孔预定位置,并打开爪子使沉降仪深入到土层中去,以保证沉降仪与土层同步下降而达到监测的结果。

2.3 结果分析

深层沉降监测与其他监测方法一样,也是需要对监测结果进行分析的。可以说它们之间监测的方式不同,但是分析结果的方式相似。故可以得出深层沉降监测结果分析所需的步骤可参考上文“1.4结果分析”所示。

3.断面沉降监测

3.1 意义

断面沉降监测适用于路基、堤坝等需要大范围监测且有断面的建筑物的监测。可以根据要求使用活动式和固定式的监测方式。其中,路基监测多选用活动式监测方式,而堤坝的监测,由于监测点在水下,所以无法选择活动式监测,而只能选择固定式监测。

3.2 监测原理

完整的断面沉降监测需要在路基的底部预埋一个单点数码沉降计,然后在路基的表层放置一个沉降监测庄或者一个剖面沉降监测管。通过底部与地面的仪器同时工作完成监测任务。为了探究断面沉降的监测意义,我们选择某路基为例进行监测,尝试发现断面沉降监测的不同。

某高速公路位于丘陵地带,根据文件规定一般路基断面监测的要求放置沉降观测庄和沉降板,故在每个断面观测点放置3个沉降庄,布置于双线路基中心或左右线中心两侧;沉降板1个,布置在双线路基中心。其中,按照《基沉降观测实施细则》中“路基断面沉降监测一般不能少于两个观测断面,且间距不超过50m”的相关规定,选择好两个连续的断面作为观测对象。根据沉降观测庄和沉降板的变化,我们可以发现这一公路虽处于较复杂的丘陵地带,但是公路的沉降处于合理的范围内,是合格的公路。

4.总结

完成地基基础沉降监测的方法总是在不断完善、不断进步的。但是,通过上文总结分析我们可以得出,无论是表层沉降监测、深层沉降监测还是断面沉降监测,它们各有优势,也同时用它们的优势告诉我们,不同的地理环境、条件,需要我们选择不同的监测方法才能得到更加精确的数据,才能真正达到使建筑物规避风险的目的,否则就不能“对症下药”了。

参考文献:

[1]郭冬雪.高层建筑工程施工过程中的沉降监测技术分析[J]科技与致富,2013,(10):34-35

[2]徐惠莲,张绍春.高层建筑沉降监测与观测数据综合分析[J].西安工程学院学报,2010,(6):64-66

[3]钱思众,樊育豪.高层建筑物地基沉降监测与分析[J]西安科学大学学报,2014,(5):284-289

[4]杨洋.浅谈高层建筑施工中沉降观测技术[J]黑龙江科技信息,2012,(6):56-58

[5]王学祥.分析建筑物变形监测中的沉降监测技术探讨[J]工程管理前沿,2014,(9):103-106

作者:宋万石

地基设计沉降计算管理论文 篇2:

地基不均匀沉降的病害问题分析

摘 要:地基不均匀沉降是建筑领域中广泛存在的问题,不仅会影响建筑物的使用,还会产生附加应力,导致建筑物内部结构发生损伤。导致地基不均匀沉降的诱因多种多样,有设计原因、施工原因,也有相邻建筑物和地面堆载的因素,此外,建筑物的顶升、平移等也容易诱发不均匀沉降。本文主要就地基不均匀沉降的病害问题的成因与对策进行分析。

关键词:地基不均匀沉降;病害问题;原因;对策

建筑物地基沉降不均匀是影响整个建筑质量问题的最主要的因素之一。当地基不均匀达到一定的程度就会对整个建筑结构造成损害,采取有效措施对其进行防治,对提高整体建筑质量,保证建筑物的安全使用,对人员安全,减少建筑维修费用具有重要意义。

一、地基不均匀沉降的特点及成因

(一)地基不均匀沉降的特点

由于建筑物地基承重力大,如果出现地基不均匀沉降,就会造成建筑物开裂成几段,甚至于倒塌或倾斜。地基大面积的不均匀沉降会给整体建筑带严重质量问题,会造成施工方的经济损失及居住方安全事故问题。

(二)地基不均匀沉降的成因呈多方面

1.地基下部原因

1)建筑物选址的地质不符合建筑建设的要求。

2)选址位于河边、湖边、沿海较近,就容易造成地基下边的支撑层向河边、湖边、海边位置移动,形成地基不均匀沉降。

3)地基下邊软土层厚度不均,在建筑物的压力下,较厚的地方压缩量大,薄的地方较小,因而导致地基沉降发生不均。

4)建筑物位于断崖或斜坡,在压力的作用下,使地基下部土地层滑移造成地基沉降不均匀。

2.地基及上部建筑原因

1)地基结构相同,但是由于上部建筑的层次不一样,所以建筑越高压力就大,低的建筑压力小,导致地基不均匀沉降。

2)建筑物的改建、增加改变了原来地基的承重量,这种也能导致地基出现不均匀沉降。

3)地基本身质量达不到设计标准。

3.建筑物在使用过程当中,周边的条件和环境发生变化

如在建筑物地基周边挖一个较深的洞,造成地基层的土壤发生滑落等都会导致建筑物地基发生不均匀沉降

二、防治地基不均匀沉降的措施

(一)做好地质勘查,按要求选取地址

建筑的选址应尽量远离江河、湖泊沿岸等地主,与开崖与斜坡保持一定的距离。提高做好选地址前的地质勘查工作,做到按质量要求选取地址,不达标的坚决放弃,在选址前要充分做好拟选地块的地质勘查工作,对不具有多层住宅建设条件的地块要坚决放弃。如有不能避让的就要加大其预想出现的问题提前加以防范措施。做出具体方案,把一切危害消除在萌芽状态。

(二)科学管理,认真施工,保证质量

1)根据地质特点及建筑工程要求,科学的管理涉及到各方面。在对地基进行设计时,提高做好几个计算:计算出基础最高的沉降量、偏心距的计算等。达到把变形值控制在规定要求范围内的效果。还要考虑地基下面软土层特点,如软土层厚度不一样,就要加固土层厚的地基处。建筑物的层次高低不一致,就在不一样的分开处加沉降缝。

2)认真施工,保证施工质量。施工单位要按照工作要求及技术准责要求自己,严把质量关,按标准完成施工质量。

3)建筑上层采用较轻的新型材料,如空心砖等,以减少对地基的压力。采用传统的砌砖方法,这样可以达到墙体的整体性。提高其抗震的效果。

4)加强在上、下梁,框架结构等措施提高建筑的质量,使整个结构更加牢固和安全。

5)结合建筑特点在合理的位置伸缩缝和沉降缝,这样可以减少地基不均匀沉降的机率。在施工过程中,以安全无小事对建筑的各方面进行检测,主体完成后,监理工作人员还要进行两个月为一次的沉降检测,仔细的做好记录。

(三)周边环境发生改变时,要提前做好防范

尽可能保证周边的环境不发生改变。在堆放沙石和水泥时,要科学的计算出对地基的影响,在安全的范围内提前做好一切的计算,防止发生地基的不均匀沉降。提前做好一切可能出现的问题的预测方案。严格防范建筑地基下方土层发生移动,造成不同程度的不均匀沉降。可以针对性的加固地基如:压实地基土、脱水等。在整个结构上可以另外增加支撑结构,将上层的重压力转换给地基,加强在支护、稳定和安全上的检测,给整个建筑带来最为安全的保护。周边有其它建筑需要施工,也要计算出是否给自身地基带来损害,做好防范措施。

三、结语

一般建筑物的居住时间是七十年。但是近几年频频发现十几年或是二十几年居民楼地基出现质量问题,地基不同程度的发生不均匀沉降。这也要求建筑工程从业人员提高自己的工作责任感,增强工程质量,为人类的生命安全保驾护航。

参考文献:

[1] 何辉明,胡伍生,张兵,施华忠.高速公路沉降观测与施工决策的探讨[J].公路交通科技,2004(06).

[2] 張命贵,张海波,马广建.防止高层建筑基础不均匀沉降的措施[J].中国科技信息,2013(18).

[3] 刘卉.关于地基不均匀沉降的成因与防治措施分析[J].中国新技术新产品,2012(21).

[4] 蒋鑫,邱延峻.半填半挖式路基差异沉降对沥青路面结构影响分析[J].水文地质工程地质,2006(04).

作者:刘思洋

地基设计沉降计算管理论文 篇3:

初探建筑地基沉降问题

【摘 要】随着现代社会不断发展,各类建筑的规模和建造技术也不断发生变化,而在建筑工程中地基沉降是影响建筑质量安全的重要问题。如果建筑地基沉降幅度超过正常范围,则容易发生建筑开裂、倾斜等安全风险。随着相关技术革新和行业经验不断累积,当代人对建筑地基沉降问题的研究更加深入。论文重点分析了导致建筑地基沉降的相关因素,再结合实际分析了相关问题的规避和解决思路。

【关键词】建筑;地基沉降;问题;策略

1 引言

在建筑工程当中,地基沉降主要是指建筑所在位置及周边地区地表的下沉现象,如果沉降幅度过大,或者在建筑地基覆盖面内出现不均匀沉降,则极易导致建筑本身结构平衡受到影响,严重时会导致建筑倾斜或结构崩溃,给人们生命财产带来威胁。如今我国建筑行业发展迅速,大量高层、超高层建筑被开发建造出来,因此,如何应对建筑地基沉降问题成为相关建筑商需要思考的问题。

2 建筑地基沉降问题的诱导因素

2.1 地质条件

地基沉降发生在一定地质范围内,具体表现为土层及地质结构出现下沉或形变。引发这一问题的主要因素之一就是地质条件本身存在问题,例如,土层松散、软质沙土含量较高的土层本身抗压强度就很低,容易发生形变。同时,如果地质结构不均匀,在建筑地基覆盖范围内土层压缩模量差异过大也会影响其承载力和平衡性[1]。另外,如地下水腐蚀、冲刷等地质水文条件因素,也是引发建筑地基沉降的主要因素。

2.2 建筑本身

首先,建筑本身具备一定重量,如果建筑整体规模和重量超过了地基或地质结构的承载力,则很容易出现地基沉降问题;其次,如果建筑结构设计不科学,或者施工工艺不达标,导致建筑结构失衡或荷载不均匀,进而也会影响建筑地基的荷载平衡,进而引发不均匀沉降问题;最后,建筑设计和施工时,如果地基构造不合理,地基支护结构质量不达标,也会导致地基沉降。

2.3 环境影响

一方面,如果建筑物周边区域存在单边大型建筑,会导致建筑所在地基一部分承受过大附加应力,导致区域内地质应力均衡性被破坏,地基沉降问题随之而来;另一方面,如洪水腐蚀浸泡、地震、山体滑坡等自然灾害,也是部分建筑地基沉降问题的诱发因素[2]。

2.4 其他因素

除了以上因素以外,其他导致建筑地基沉降问题的因素主要属于人为因素,例如,建筑内部后续装修施工不规范、周边施工的影响、建筑内部大重量设备安装配置不均匀等,另外,建筑后续管理、监测和维护方面工作缺乏科学性,也会影响建筑地基的稳定性[3]。

3 建筑地基沉降問题的类型

3.1 初始沉降

这种沉降主要发生在外部负荷段时间变化情况下,此时软土地基本身无法快速排除短时高负荷应力,导致软土整体发生沉降。此时土层表现为整体变形下沉,这种通常被称为剪切变形沉降现象,主要发生在大型生产工程中,如高负荷仓库、油罐设备运输安置,另外,超高层建筑受到风力影响发生摇晃时,也会给土层施加瞬时应力,导致沉降。一般情况下,这种初始沉降量在总沉降量中的占比较大,需要进行科学测算和记录。

3.2 主固结沉降

这种沉降现象主要是在建筑建造活动开始后,由于建筑自重带来的应力一直作用于地层,在长时间之后土层不断被进一步压实,孔隙中的空气水分被缓慢排出,该过程中土层发生的沉降则属于主固结沉降。一般情况下,这种沉降在下层孔隙水及空气压力被释放完毕后会逐渐停止。

3.3 次固结沉降

次固结沉降一般伴随或在主固结沉降发生完毕后出现,其无论是沉降量还是土层形变程度都较小,正常情况下都不用特别注意。但是如果建筑所在地的地层为软性较强的粘性土壤,特别是土壤中含有大量腐殖质土层,再或者是趋于稳定的土层突然受到小面积高压作用时,次固结沉降的发生可能会影响建筑整体沉降量,因此,也需要特别关注。

4 建筑地基沉降问题的规避和应对策略

4.1 项目设计和施工前做好地质勘察工作

地质勘察是每项建筑项目都必须要保证完成质量的重要工作,出具的勘察报告是建筑设计以及施工方案制定的关键依据。为了避免建筑建造过程及完工后荷载超过地质实际承受力,要对项目地区地质结构、岩层分布状态、地下水位以及当地气候条件进行全面勘察,使用信息化技术设备制定3D模拟图,然后计算地层承载负荷,为建筑设计施工提供直观参考数据。

4.2 科学设计

在如今时代当中多层、高层建筑建设量越来越大,而建筑设计决定着建筑长宽高比、结构类型、整体荷载分布等,所以在建筑设计中充分考虑荷载和沉降量,对提高建筑稳定性和避免沉降超标都有益处。具体来讲,在现代建筑设计中,应当尽量保证建筑平面形状简单整齐,避免过多阴角。在建筑占地方式设计中需要避免出现大量负载差异,因为多数软土地基上的建筑出现沉降裂缝问题都是因为高差或荷载差异过大引起的。同时,设计过程中需要充分考虑勘察报告中的地质压缩性,针对压缩性有差异的地方采取不同设计方法,具体方式是设置沉降缝,均衡压缩差异带来的形变力。另外,在设计方面需要考虑建筑地基对周边土层产生的形变压力,尤其在软土地基情况下,如果设计不合理以及周边建筑物距离过近,都会导致附近地基产生压缩变形,导致建筑物稳定性受到影响。

4.3 严控施工质量

在建筑工程施工过程中,首先,需要为沉降观察和管理工作预埋沉降观测点。其次,在软土地基上进行建筑建设时,需要根据设计图纸和实际情况合理规划施工流程,做好地基施工支护结构建设工作,同时,从地基到高层施工都要保证建筑体均衡施力,避免地基荷载不均匀。在施工方法方面,涉及大型机械设备以及材料进场时,需要充分考虑对建筑应力均衡性的影响。

尤其注意,如今很多建筑工程项目都涉及多栋建筑共同建造,如果项目内建筑物整体质量差异较大,则需要先建造质量、高度高的建筑,再建造质量相对较轻、高低较低的建筑。部分情况下,在高重型建筑建造完成后,还需要对地基及周边地质沉降情况进行观测,待稳定之后再开展其他建筑建设工作,避免高重型建筑引起的沉降变化对周边建筑产生不利影响。

4.4 重视沉降观测

上文提到,施工阶段会在地基和建筑各个位置设置沉降观测点,主要设置方式一般以10m间隔进行观测点设置。在如今框架式结构建筑数量越来越多的情况下,沉降观测点应当设置在混凝土柱上,以便第一时间发现沉降现象。另外,当前超高层建项目中,沉降观测点应当根据设计单位设计方案和建议进行布置。按照规范设置好沉降观测点之后,需要专人对其数据进行分析,评估建筑整体沉降水平,有异常时及时联合设计单位及施工负责人进行现场勘察,找出原因并进行分析处理。

5 结语

综上所述,在建筑工程开发量和建造规模不断提升的大环境下,建筑沉降问题更需要引起各界的重视。这需要建筑设计及施工单位对引起建筑沉降的各方面因素进行深入探究,通过对不同类型的建筑沉降特点进行归类评估,以便在实际建筑设计和建设工作中,从前期地质勘察、科学设计、科学施工到沉降观测等环节,充分做好建筑沉降控制工作,只有这样,才能保证建筑项目施工顺利,提升建筑的稳定性和安全性,为人们生命财产安全负责。

【參考文献】

【1】李春明.浅谈主体建筑物沉降观测技术方案[J].科技风,2019(25):128.

【2】刘震.浅析高层建筑地基沉降及控制措施[J].建材与装饰,2019(27):22-23.

【3】顾建标.城市民用高层建筑沉降监测研究[J].建筑工程技术与设计,2019(23):443.

作者:刘倩,许旭

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