关于高层建筑结构倾斜的原因及其控制的浅议

关于高层建筑结构倾斜的原因及其控制的浅议摘要：近年来，由于中国经济持续成高增长态势，依托于城市化进程，城市经济的快速发展对高层建筑的需求量不断增大，许多高层建筑如雨后春笋一般涌现。笔者详细归纳了造成高层建筑结构倾斜的主要原因，并有针对性的提出了有效控制措施。关键词：高层建筑机构倾斜原因控制措施分析前言一些老旧建筑念旧失修或是新建高层建筑工期较短，其支撑建筑结构的地基会出现不同程度的沉降，反映在建筑结构上会造成整体结构的倾斜，如果建筑结构长期受力不均衡得不到有效防范，必将造成建筑墙体出现裂缝，更有甚者，发生楼房垮塌，对人民的生命和财产安全造成严重威胁。因此，怎样正确分析造成高层建筑结构倾斜的原因，并在此基础之上追根溯源，找到有效控制建筑倾斜的办法显得尤为重要。一、造成高层建筑结构倾斜的原因分析经多年工作经验总结，笔者认为造成高层建筑结构倾斜的原因是多方面综合造成的，主要原因有以下几点：1、实地勘察因素。由勘察不当导致高层建筑结构倾斜的原因主要有以下几个方面：（1）地质勘测工作不全面、细致。对工程施工地下的土质的各项相关的物理、化学指标未制定详细、完善的勘测计划，就无法排除当地是否存在暗洪、坑洞等恶劣地质条件；（2）实地勘测中存在的人为因素较大，许多高层建筑项目存在的实地勘测点布置较少的问题，有的为了加快项目进度，选择借用邻近高层建筑物的地质信息资料，而没有指定详细、周密的勘测计划，对拟建工程地下的岩土特性、地下水信息也没有进行细致勘测评价。以上两点勘测的失误，将直接对工程设计人员的工作造成极大的影响。2、设计因素。由设计不当造成的高层建筑结构倾斜的原因主要有以下几个方面：（1）设计人员重视程度不够。在经历多个建筑工程之后，许多设计人员可能掉以轻心，按照惯性思维来做高层建筑工程的设计，忽视对相关技术标准的学习，更有甚者全凭经验来处理；（2）由于现代建筑行业发展迅猛，质量控制规范与各种技术标准的修订与更新迅速，许多经验丰富的资深设计人员学习新规范的积极性不够；（3）建筑行业的迅速发展，需要大量的从业人员，从业人员队伍在急速中，人员素质不免会跟不上发展速度，出现设计人员素质参差不齐的状况，有些素质差的设计人员在没有对建筑地点地基图纸特性都没有做充分了解的情况下，就冒然选定地基形式，没有科学论证施工方案就仓促动工；（4）许多具有地标意义的高层建筑不但需要有牢固的结构，为了造型美多采用不对称结构，增大了设计难度。假如设计工作得不到落实，将会造成高层建筑结构的重心和荷载中心发生偏离。以上几点都设计上容易出现的失误和错误，任何一点出现问题都将会造成高层建筑结构出现倾斜问题。3、施工因素。造成建筑结构基础地基不均匀沉降的根本原因是地基图层压缩厚度与压缩模量的计算值与实际值存在差异过大。建筑基础的地基土并不是单一、匀质材料，同时土体中存在大量空隙，在受到外力时，这些空隙都会被压缩，与此同时，土层厚度会发生较大变化，从而导致计算值与实际值差异性大的。而在实际工程计算时，为了简化工作，通常将土体近似视作匀质材料，从而产生计算误差。在地基开挖施工过程中，常出现地基下陷现象：（1）挡土壁的施工也是避免地表沉降的重要环节。经过多年施工经验总结，挡土壁往往由于其材质缺陷，施工的接缝问题，又或是在使用过程中土方的巨大压力集中于挡土壁较脆弱的部位，造成挡土壁出现漏水、漏砂现象，而这些也会造成开挖区域地表沉降；（2）在连续壁的施工中，为了避免沟壁变形而引起的地基下沉，需要补充大量的稳定液，施工规范和相关标准中，都对稳定液的液位和浓度有相应的要求；（3）挡土壁壁体通常采用预垒桩墙组成，在安装时需要钻孔固定，由于钻孔造成土质松软，其中存在大量孔隙，如果砂浆回填处理不好，极易造成挡土壁安装区域的土层产生变形，进而引发地表下沉；（4）在施工区域土方挖掘时，将软质粘土层的大量土方被移除以后，开挖区域的内外两侧覆土呈现力学不稳定状态，两侧承受的压力有较大差异，在这种巨大的压力差作用下，挡土壁背侧的土壤会出现塑性流动，挡土壁下端产生滑动，造成开挖区域的底面隆起，相应的挡土壁背侧的土壤会出现下陷；（5）土方移除后，需要对废桩和挡土壁进行拔除，在此过程中，底层中会遗留许多空隙，拔除挡土壁所产生的振动会对地基产生一定的夯实效果，使土层原本松散砂质土壤变得紧密，从而出现地表下陷现象；（6）拔除挡土壁和废桩时，土层中会留下大量空隙，假如仅使用砂石或者灌浆方式对这些空隙进行填充，同样会造成地表下陷；（7）挡土壁在地基开挖时的作用非常重要，假如挡土壁的止水性差、埋入深度不足或者是抽水位置选择出现失误等，都会造成开挖区域的地下水位下降，导致地表土层结构下方失去支撑，有效应力增大，地表也随之下陷。二、控制高层建筑结构倾斜的有效措施针对上文提及的造成高层建筑结构倾斜的主要原因是地基下陷和水平位移，那么避免这些状况的出现，需要做好以下几个方面的工作：1、在基坑开挖前，对土质松软和地下水位较高的复杂环境，要特别注意基坑的开挖形式，尽量采取封闭式施工，即采取基坑支护措施，并对坑壁进行封闭处理，以减小四周土地对基坑施加的水平推力；2、在基坑开挖过程中，要注意的是：首先，采取分层挖土方式，保持基坑内土表高度均匀，高度差最大不能超过1米；其次，当挖机在进行挖土作业时，要确保基坑内桩的完好，避免因碰撞而损坏；其三，挖出的土方要尽量堆放到距离基坑较远的空地上，以免对基坑造成附加载荷；最后，基坑回填要排出坑内积水、浮土以及建筑垃圾，进行填土时应保证分层和对称原则。3、为了避免基坑开挖导致高层建筑结构倾斜，首先要全面考虑保护措施。通过长期工程实践，笔者认为，基坑开挖不但对拟建工程会产生外加作用力，而且还会对相邻建筑物的稳定性造成极大的影响。因此，必须合理控制因基坑开挖所造成的地面位移影响。地面位移包括：水平位移和地面下陷两种。有数据表明：建筑基坑开挖所造成的影响与其深度成正比，大约为基坑深度的2至3倍。那么，在基坑开挖作业开始筹备前，有应当采取超前预测，通过基坑深度，确定对周围建筑的保护范围，采取应对措施，加强基坑防护工作。4、基坑开挖会造成基坑底垂直下方的土体强度下降，有数据显示：在外界荷载作用下，基坑地步一倍深度范围以内的土体强度将下降五分之一左右，那么，土体强度下降将会造成基坑表面的沉降，如果沉降不具有均匀性，将会导致整个高层建筑结构的倾斜。因此，对深基坑需要采取必要的支护措施，予以加固，以保证在竖向荷载作用下，基底沉降的均匀性。小结高层建筑的安全性不但关系到大楼内部办公人员的生命和财产安全，由于基坑深度对周边建筑物的影响范围极广，还将波及周围高层建筑。因此，在高层建筑工程建设中要严格依照国家、地方以及行业的相关法规、规范和标准，对工程质量和安全防护进行有效的管理。参考文献[1]郑汝飞，浅谈高层建筑采用两种基础施工不均匀沉降控制的施工技术[J]，广东建材，2013（03）[2]郭彦林，董全利，倾斜高层建筑施工关键问题及实施[J]，施工技术，2012（12）[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，2013（29）