沉降法的基本原理范文第1篇

（西安长庆科技工程有限责任公司，西安710021）

（Xi´anChangqingTechnologyEngineeringCo.，Ltd.，Xi´an710021，China）

摘要：地基不均匀沉降与建筑物安全密切相关，正确分析地基不均匀沉降的原因及提出合理的加固方案是预防事故发生及处理事故的重要内容。通过对承重构件开裂较为严重的某砖混结构房屋的调查评估，发现地基不均匀沉降是引起改房屋出现上述情况的原因，并通过沉降数据观测曲线分析，得出内力增大构件的位置与裂缝开展构件位置相吻合；并以此为依据，对该房屋提出了地基及上部结构的加固处理方法，加固后房屋已处于沉降稳定状态，裂缝和变形没有继续扩展。

Abstract:Thefoundationunevensubsidenceiscloselyrelatedtothesafetyofbuildings,andthecorrectanalysisofthecausesofunevensubsidenceoffoundationandthereasonablereinforcementsolutionisanimportantpartofthepreventionofaccidentsanddealingwithaccidents.Throughtheinvestigationandassessmentofmoreseriouscrackofload-bearingmemberinabrick-concretehouse,thispaperfoundthattheunevengroundsubsidencewasthereason,andthroughtheanalysisofsubsidencedataobservationcurve,itfoundthatthepositionofmemberofinternalforcesincreasingwascoincidewiththecrackmemberposition;andasthisbasis,itproposedmethodtostrengthenthehousefoundationandsuperstructure.Afterreinforcementthehousehasasteadysettlementstate,andthecrackanddeformationdonotcontinuetoexpand.

关键词 ：砖混结构；不均匀沉降；地基处理

Keywords:brick-concretestructure；unevensubsidence；groundtreatment

中图分类号：TU433文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）21-0094-02

0引言

地基沉降是影响建筑物安全的主要因素之一，实践证明大部分建筑物事故均与地基基础的不均匀沉降有关。地基沉降分为均匀沉降和不均匀沉降。建构筑物在建设过程中或建设完成后，若发生地基均匀沉降，对建筑物的危害性相对较小；若发生地基不均匀沉降将致使上部构件内力重分布从而产生附加内力，进而影响其承载力及正常使用。砖混结构基础出现不均匀沉降后，上部结构变形尤为严重。地基不均匀沉降由多种原因造成，如前期地勘不准、基础选型不当、施工过程中控制出现偏差等。

建筑物因地基沉降所引起的破坏一般分为两种：①地基在建筑物荷载作用下产生压缩变形，从而引起建筑物产生过大的内力或沉降差，使其上部结构产生裂缝；②建筑物荷载过大，超过了基础持力层所能承受的能力而使地基产生滑动。

1工程概况

注水泵房为单层砖混结构房屋，屋面为预应力混凝土空心板。墙体采用烧结普通粘土砖，墙厚370mm，基础采用混凝土条形基础，持力层为马兰黄土层；房屋平面布置图如图1所示。工程竣工一年半后，墙体出现了不同程度的开裂现象，并且裂缝在不断发展，房屋的安全受到严重影响。

2主要检测结果

为了解事故的原因，对房屋展开调查、检测、分析、评估工作；按照工作程序对基本材料性能、裂缝等展开现场检测，具体如下：

①房屋混凝土构件的混凝土强度、砌块和砂浆的强度以及构造连接符合设计要求。

②根据现场调查发现房屋的沉降及构件的裂缝纵向最为严重，横向较轻，窗户上方裂缝最为严重，最大裂缝宽度达到11mm，混凝土大梁产生斜向裂缝，裂缝大多靠近支座。

根据以上混凝土构件、墙体的裂缝形态及沉降观测数据分析可知，地基不均匀沉降是导致结构开裂的主要原因。

3房屋地基不均匀沉降原因

为了解房屋地基不均匀沉降产生原因，对勘察、设计、施工等资料进行查阅分析，具体如下：

①根据总平面布置图及勘测数据可得，该建筑处于半填半挖地段，在其右下角填方最大，最大厚度为5m。

②在该建筑右上角的土层有空洞存在。

通过上述分析，上述两条为造成该房屋地基不均匀沉降的原因。

4处理方案

4.1注浆加固处理

注浆加固法常用于对已变形建筑物、构筑物的纠偏，使已发生不均匀沉降的建、构筑物恢复原位或将其控制在一定的沉降变形范围内。由于填方区固结基本完成，若采用注浆方法，在注浆过程中浆液扩散范围较大，会造成无效注入损失，因此该方法的缺点是效果可控性较差。

4.2改变为筏板基础同时提高上部结构的刚度

由于筏板基础不仅能减小地基土的单位面积压力、提高承载力，还能增加基础的刚度，调整不均匀沉降，因此可以将基础形式改为筏板基础，同时加固上部墙体来提高上部结构刚度和上部结构的竖向变形能力，使得结构更能适应地基基础不均匀沉降。

从经济、实施难度及加固效果等方面综合考虑，宜采用第二种方案对该建筑进行加固处理。

5方案实施效果

随后，对甲方单位提供的2013.6-2014.9的沉降观测数据进行了时间-沉降的曲线绘制，如图2所示。

通过对沉降观测曲线的分析发现，从2013年6月到2014年9月裂缝监测数据无明显增加的趋势，由此说明，填方区固结及沉降基本完成。

6结语

通过对本事故的原因分析可知，对土体复杂、起伏较大的施工现场，地质勘测应加倍细心，防止早后续的施工以及使用过程中出现沉降事故。本工程采用第二种方案进行加固，加固后房屋已处于沉降稳定状态，裂缝和变形没有再继续扩展，满足结构安全、适用的要求，本工程已投入适用。此案例可供其他类似沉降事故参考。

参考文献：

[1]贾强，程林林，张鑫.地基不均匀沉降对框架结构影响的试验研究[J].土木工程学报，2011（11）.

沉降法的基本原理范文第2篇

关键词：路基沉降；方法；措施

路基是路面的基础，它与路面构成一个整体结构，是公路的基本结构物，承受行车作用和自然因素的影响。实践证明，没有坚固、稳定的路基，就没有稳固的路面。坚固、稳定的路基是保证公路具有良好使用品质的基本条件，提高路基的强度和稳定性，可以确保路面长期处于一个稳定的状态，在运营管理过程中减少施工养护费用。

路基在施工中，施工管理松散，不按施工规范进行施工，不考虑施工环境的影响进行施工组织优化，路基填筑材料把关不严，在加上个别工程盲目追求工期，不考虑施工周期，从而造成路基工程完成后，随着时间的延长，在行车重复荷载的作用下，路基特别是路基常出现整体下沉与局部下沉。给道路行车带来安全隐患，降低行车的舒适性。

1路基的特点

（1）填筑高度大，要求路基本身具有足够的整体强度和边坡稳定性；

（2）填筑断面面积大，填筑工程量巨大，路基的填筑缺陷相对较多，填筑质量保证较为困难；

（3）路基本身累积沉降大，对路基单位填筑高度的工后沉降要求更为严格；

（4）高路基稳定性需进行专门分析和验证。

2路基沉降的一些现象

（1）填方裂缝；填方裂缝是由填方体内部发展而成的裂缝。由于路基各部位间变形量不同而造成不均匀沉降，从而，在路基的不同部位形成拉伸应变区和压缩应变区。在拉伸应变区内，由于填方的拉伸强度很低，在这些部位就会产生裂缝。

（2）路面病害；填方路基不均匀沉降对路面会造成比较严重的损害，由于路基不均匀沉降造成的路面病害主要有以下几种形式：①沥青混凝土路面变形；②纵向裂缝；③横向裂缝。

（3）水泥混凝土面板断裂； 对于水泥混凝土路面，不均匀沉降会使路面板体脱空失去支撑或均匀支撑，路面板内的应力超过混凝土强度，导致路面板断裂。 （4）边坡失稳； 边坡失稳是特定条件下路基尤其是高填土路基不均匀沉降发展的最终结果。

3影响变形的因素分析

路基土质情况、路基超载、路基深度、桩墙深度、桩墙土深度、桩墙材料、锚撑位置、锚撑刚度、锚撑间距、预应力水平、路基分步开挖深度与宽度、支撑架设时间等都会对变形

产生影响，影响路基变形的因素比较复杂。

要准确地计算出变形值十分困难，能否控制住变形，般是路基支护成败的决定因素，同时也对周围地面沉降保护环境起着决定作用。而控制坑外附近地表沉降，是防止和减少病害的根本所在，是需要重点解决的问题。地面沉降的主要原因有：

（1）路基开挖过程中的墙体水平位移和桩身挠曲变形；

（2）因排水和降水导致挡土墙外土层的固结和次固结沉降；

（3）地基土回弹、塑性隆起；

（4）排水和抽水导致坑外砂土流失；

（5}路基内支撑拆除，由于替换支撑刚度不足或围护桩和地下室外墙之问回填土不密实，导致外侧土层向内变形；

（6）施工质量和施工方法等原因。

4路段沉陷后的危害

（1）路段经常紧接大型结构物，以桥梁为例，桥梁大多为刚性结构物， 由于台背回填土与路基填筑土各自的弹性模量差别极大， 出现的沉降也存在较大差别， 极易出现桥头跳车，影响道路的正常运营；

（2）路段出现较大沉降后， 致使路面开裂、基层断裂， 加速路面的破损， 严重危路面的正常使用；

（3）路段的沉降进一步发展， 可致使路基整体沉陷， 横向挤压， 出现路基失稳、崩塌， 造成道路的损毁。

5沉降观测的时间和次数

沉降观测的时间和次数，应根据工程性质、工程进度、地基土质情况及基础荷重增加情况等决定。

在施工期间沉降观测次数：

（1）较大荷载增加前后（如浇灌、回填土、安装柱子等）均应进行观测。

（2）如施工期间中途停工时间较长，应在停工时和复工前进行观测。

（3）当基础附近地面荷重突然增加，周围大量积水及暴雨后，或周围大量挖方等，均

应观测。

6沉降观测工作的要求

6.1施工沉降观测的基本要求

6.1.1仪器设备、人员素质的要求

根据沉降观测精度要求高的特点，为能精确反映出路基在不断加荷下的沉降情况，一般规定策略的误差应小于变形值的1/10-1/20，为此要求沉降观测应使用精密水准仪（S1或S05级），水准尺也应使用受环境及温差变化影响小的高精度铟合金水准尺。

人员素质的要求，必须接受专业学习及技能培训，熟练掌握仪器的操作规程，熟悉测量理论。能针对不同工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序，对实施过程中出现的问题能够会正确分析并正确的运用误差理论进行平差计算，做到按时、快速、精确地完成每次观测任务。

6.1.2观测时间、观测点的要求

路基的沉降观测对时间有严格的限制条件，特别是首次观测必须按时进行，否则沉降观测得不到原始数据，而使整个观测得不到完整的观测意义。其它各阶段的复测，根据工程进展情况必须定时进行，不得漏测或补测。为了能够反映出路基的沉降情况，沉降观测点要埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置。一般要求路基上设置的沉降观测点纵横向要对称，且相邻点之间间距以15―30米为宜，均匀地分布在路基的周围。

6.2施测要求

仪器、设备的操作方法与观测程序要熟悉、正确。在首次观测前要对所用仪器的各项指标进行检测校正，必要时经计量单位予以鉴定。连续使用3-6个月重新对所用仪器、设备进行检校。

在观测过程中，操作人员要相互配合，工作协调一致，认真仔细，做到步步有校核。

根据路基的特性和建设、设计单位的要求选择沉降观测精度的等级。在没有特别要求的情况下，左一般性的高层建构筑物施工过程中，采用二等水准测量的观测方法就能满足沉降观测的要求。各项观测指标要求如下：

（1）往返较差、附和或环线闭合差：h=∑a-∑b≤1.0，n表示测站数；

（2）前后视距≤30m；

（3）前后视距差≤1.0m；

（5）沉降观测点相对于后视点的高差容差：≤1.0mm。

7沉降处理措施

路段防治的措施一般有：换填土法、固化剂法、粉喷桩法、灌浆法和铺设玻纤土工格栅法。下面结合以往治理路基下沉、路面开裂等病害的情况，介绍经常采用的治理措施。

7.1换填土法

路基整体较好，局部路基下沉，经常采用换填土法。基本步骤：将原路基出现病害部分的填料挖除，把扰动的浮土清理干净，整平碾压达到压实度要求后，用符合规范要求的填料回填。换填时注意：挖补面积要扩大，且每层挖成台阶状，由下往上，逐层整平碾压，压实度要求高出原路基压实度1%～2%。

7.2布设土工格栅法

路段路基下沉不明显，只是在路面上出现了纵向的开裂，经过一段时间的观测，发现沉降趋于稳定，可采用这种方法。步骤：将裂缝两侧的沥青路面用切割机对称切除（宽度以1.0 m～2.0 m为宜），铺设上工格栅，用钢钉固定，重新铺筑沥青路面。

7.3灌装法

路基下沉的面积大、情况较严重，宜采用灌浆法。灌浆法是利用液压、气压或电化学原理，对路基下沉部分钻孔，孔深应穿透薄弱层。然后通过注浆管将浆液均匀地注人地层中，浆液以充填、渗透和挤压等方式灌人填料的空隙，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，使路基整体成为一个稳定的固结体。

由于浆液的扩散能力和灌浆压力的大小密切相关，所以不同填料及形态的路基，采用的灌浆压力主要取决于路基的密实度、强度、初始压力、钻孔深度、灌浆位置及操作规程等因素。一般对碎石土、砂砾土填料的路基，压力控制在0.5 MPa～1.5 MPa之间；对于勃性土填筑的路基，由于其渗透性很小，需加大压力，注浆压力为1.5 MPa～4.0 Mpa。

7.4强夯法及粉喷桩处理措施

强夯处理方式主要由高处将重锤自由落下进而对路基形成强大振动及冲击力，实现令填土压缩性降低目标。应用该类强夯处理方式进行路基加固，可有效提升地基土承载力，该类处理方式适用于各类砂性土、碎石土、薪性土与湿陷性黄土地质，对于较难实施加固的大体积碎石土与配料填方土也能良好处理。对于10m之下的内路基沉降病害，我们可科学应用粉喷桩进行加固处理，该类技术主要借助专业性机械喷出粉体固化剂，位于深处地基就地强制与软土搅拌，通过软土与固化剂的化学、物理反应，位于原地基形成较大的刚度与强度桩体，并合理改善桩周具备的土体性质，令桩间土体与桩体构建的复合地基可有效承担大量外荷载作用。应用粉喷桩路基加固处理措施阶段中，应对路基具体病害状况实施仔细认真的研究调查，做好粉喷桩良好施工设计，明确桩距、桩径、掺入固化剂量以及桩身的具体强度。同时施工阶段中对于固化剂的总体掺入量、土样含水量、粉喷机具体龄期、搅拌混合料均匀性银进行严格的要求掌控。

8监测路基沉降方法

（1）检测桩

用木桩和钢钎钉人土中，用水准仪超平，即可测量土体表面的沉降量。此方法比较简单，只能测定建筑物表面的沉降量，无法测试土体内的某一位置的沉降，对填土施工还有十扰因素。

（2）地基系数的检测（K30法）

路基在外力作用下会产生变形，变形量直接影响到路面的使用寿命。而路基表层变形量很难用物理指标（如压实度） 来衡量。因此有必要建立一个力学指标（地基系数） 来对工程质量进行控制。K30平板载荷试验作为一种抗力指标，能够直观地表征路基刚度及承载能力，物理意义明确，针对性强，与传统物理量纲相比具有明显的优越性，公路路基检测应该有针对的引入这一检测方式。

（3）沉降杯

将盛水密闭容器置于土中，容器上接出进水管、排水管和排气管至填土以外。进水管外部与测量杯相连。容器灌水后，容器内部的水位与外部观测水位一致，则可以通过观测量杯中的水位得到容器的沉降。其优点是构造简单，建造低廉，缺点是3根管的埋填要求比较高，如果埋设不平，容易形成气饱阻塞水管，使测试无法进行，此方法比较少用。

（4）磁环沉降仪

磁环沉降仪由分层沉降管、磁环、波纹管和分层沉降仪组成。在路基中间用钻机打孔至持力层，根据地质情况在相应深度处安装磁环，下好沉降管后，用膨胀土封孔，以便磁环和地层同步沉降，用分层沉降仪测量各磁环的位置，分别计算各地层的沉降量。其优点是操作简便，易于测试。其弱点同沉降板相似，主要是影响填土压实施工，机械容易撞坏沉降管，且形成压实死角，降低压实质量。

（5）水平测斜仪

与水压式剖面沉降仪相似，水平测斜仪也由沉降管和二次测试仪器组成。不同的是水平测斜仪无需注水系统，其沉降管是特制的PVC管。

探头内的主要元件是伺服加速度传感器。由于地基沉降，探头处于倾斜方向，通过重力加速度在敏感水平轴上的投影，可精确测量探头的倾角，再根据探头长度得到探头两端的高程差，从而得到沉降值。

沉降法的基本原理范文第3篇

关键词：联合注浆法；加固纠偏；切割；沉降

中图分类号：TU746.3

文献标识码：B

文章编号：1008-0422（2008）06-0163-02

1工程概况

湖南某行政办公楼为框架结构，地上五层，楼高约20～21.5m，采用300mm沉管灌注桩基础。在框架完成后尚未砌筑墙体，基础即出现不均匀沉降，6个月内最大沉降量达到154mm，最小沉降为3mm，沉降速率一般为10~20mm/月，且短期内难以趋于稳定。

据初步沉降原因分析：场地土层地质性质较差，地基承载力标准值均没达到设计要求的250KN；地基勘察资料不详细且表层素填土较大，未经充分挤压夯实，土层存在一定的孔隙度，在荷载的作用下填土层被压实，其下软土层缓慢排水，从而产生持续沉降。此外，距离建筑物西边300m处另一建筑深基坑的开挖，地下水的流失严重也是建筑主体产生沉降的重要原因。

2联合注浆法加固原理

根据场地地质条件、沉降原因、建筑物结构特点及现状，在对几种方案进行对比论证基础上，决定对地基采用较为适合的高压旋喷清水切割排土进行纠偏，采用联合注浆进行加固。

联合注浆法是将灌注浆法和高压旋喷注浆法进行时序结合的注浆方法。它应用在本工程中，首先利用高压旋喷形成桩体，支承于微风化灰岩上，以获得较大的单桩承载力，然后再通过压力灌浆，使旋喷桩与原基础结成为整体，同时浆液对浅基础下的地基挤密、劈裂、充填，从而消除旋喷施工时产生的体积收缩。考虑到该建筑物差异沉降较大，在进行高压旋喷桩施工采用清水切割预造孔，再旋喷注浆，这样既可利用清水旋喷切割排土时对地基的扰动的“强度真空”现象产生的附加沉降，从而对建筑物迫降，达到纠偏的目的，并可增大旋喷桩径及提高桩体强度。灌浆法与高压旋喷注浆法应用上，只是在注浆压力及浆液运动方式上有所不同，两者可在同一位置上使用同样的设备进行，工艺相近，工序相衔接，融合性好，效率将大大提高。

3加固纠偏设计

3.1强度验算及加固纠偏布置

据已有施工经验，对于本场地的地层，高压旋喷桩一般成桩直径可达0.5~1.0m，桩身固结单轴抗压强度可达1~10MPa以上。本工程取桩径为600mm，桩身固结体强度为3.5MPa。旋喷桩单桩承载力据文献的计算结果可达395kN。

经上述验算，在进行加固纠偏钻孔布置时，除了考虑加固纠偏需要，尚要兼顾结构受力平衡。布孔方案为：在沉降量大的西南角1~3#桩基础加密布置旋喷桩，以设计承载力100%置换，共布置旋喷桩11支；其余柱下基础及南侧沉降较大的部分对应的柱号为13~24#和3~7#以设计荷载的60%进行置换，共布置旋喷桩37支；沉降较小（沉降值为3~9mm）的东侧8~12柱下可以少布孔，但考虑纠偏需要，仍以约40~50%的设计荷载进行置换，布旋喷桩10支（见图1）。整个基础设计布置加固纠偏孔76个。

经验算，加固后的各处复合地基承载力均在300kpa以上。加固设计时偏安全考虑地基实际承载力发挥，经复合注浆加固后，其承载力还会有所增加，这些均可作为安全储备。

3.2加固深度

旋喷桩钻孔设计为直孔，孔径为91mm，钻孔深约10~12m，进入灰岩层0.50m以上。

3.3灌浆材料

灌浆材料采用42.5普硅水泥配制，高压旋喷注浆液水灰比为1：1，压力灌浆浆液为水灰比0.5：1的浓浆。外加剂为减水剂。

3.4沉降观测点的布置

由于高压旋喷清水迫降不易通过理论计算控制，整个迫降过程需通过沉降监测反馈调整高压清水切割时间间隔、沉降速率及深度等，动态性强，切实有效的沉降观测系统是非重要的，因此每个柱上设有一沉降观测制点。

4施工布置

加固及纠偏施工必须控制建筑物今后的沉降变形量和不均匀沉降量，因此施工应严密策划；

首先对沉降量最大1~3#柱基（沉降范围值为141~154mm）进行定位加固，使其沉降彻底稳定；

然后进行基础初步加固，使地基强度有一定提高，保证下一步清水旋喷切割纠偏时不产生过大的瞬时沉降威胁建筑物安全，但又要不影响下一步纠偏工作的进行；

接着进行全面清水旋喷切割排土迫降；

最后，对建筑物基础进行全面加固，整体稳定。

5施工情况

5.11~3#柱基加固

三柱共布联合灌浆孔11个，为控制施工附加沉降，先对每柱的一个钻孔进行联合灌浆，每孔作业完成12h后方可进行下一孔的旋喷注浆施工。高压旋喷桩施工参数为：喷射压力20~25MPa，排量60~70L/min，旋转速度18~22r/min，提升速度10~18cm/min。喷嘴1个，直径为2.83mm。减水剂GYA-B型，掺入量为水泥用量的0.3~0.5%。桩端及柱基下各1m复喷，以增大旋喷桩与基岩及柱基的接触面积。

在高压旋喷浆液终凝前利用孔口压浆装置进行压力灌浆，最高压力为1MPa，稳压10min后终止灌浆。

在施工时据各柱沉降值有意调整旋喷注浆时间及每一序的时间间隔，使三柱间的差异沉降得以缩小。该区施工共用时间7d，加固施工完毕后累计沉降值为148~154mm，且在此后的施工过程中基本稳定。

5.2基础初步加固

考虑到除1~3#柱及8~12#柱外，其余柱的沉降较为接近（范围为60~91mm），本阶段只进行50%的旋喷桩施工，旋喷成桩时预留基础面以下10cm不喷，也不进行孔口压力灌浆。此外，成桩部位应尽量对称，使结构受力较为均匀，以免局部沉降过大。当加固柱的沉降速率超过10~15mm/d且没有明显降低迹象时，则放缓施工速度或埋设孔口压浆装置进行孔口压力灌浆以暂时控制沉降发展。

本阶段施工时间较短，共用5d，完成旋喷桩施工25支，施工参数与第一阶段相同。施工完毕24h后，这部分柱累计沉降为65~102mm，降幅为3~13mm；东侧8~12#柱累计沉降为9~13mm。

5.3迫降纠偏

迫降纠偏只对旋喷桩孔进行清水切割排土造成沉降。纠偏是否有效，主要取决于靠沉降观测系统导向的施工顺序、时间间隔、纠偏施工参数等控制，每个柱基纠偏、每个灌浆孔的施工作业均会相互影响，需严格控制，谨慎施工。

由于地梁会制约迫降的进行，因此迫降前对第一阶段加固的柱基段地梁外的其余地梁底面下15cm填土挖除。

5.3.1东侧基础迫降

该轴线8~12#柱经过第二阶段施工后，与相邻7、13#柱基最大沉降差值为57~70mm，需调整降幅度最大，因此应首先对之进行迫降施工。从安全角度考虑，迫降施工原则是：①先对沉降值较小的柱下钻孔施工迫降；②对称施工，旋喷清水要求采用小压力小排量；③每天施工钻孔分上、下午两批进行，时间间隔8h，每孔切割时间由上一8h沉降值控制，不大于5mm，24h不大于10mm。

（1）首先对沉降值最小的10#柱外侧一孔进行全孔清水切割迫降，压力15MPa，排量为50L/min，提升速度为25cm/min，旋转速度22r/min。8h后观测，未有沉降发生。遂改为8、10、12#三柱下对称各取1孔连续清水切割，8h的沉降值为2~5mm，24h的沉降值到5~11mm。

（2）第三d对未施工的另外6个孔连续施工，其他参数相同。8h的沉降值3~6mm，24h后的最大沉降量为5~11mm。结构未见异常。

（3）经3d时间施工，总沉降量为25~31mm，沉降多发生于8h以后，反应滞后，认为与全孔切割有关。遂把切割段长集中至基础以下1.5~2.0m，切割2~3遍。当天分上、下午对5个柱下的一侧5个钻孔进行复喷切割，24h沉降量为8~13mm，第二d轮换为另一侧钻孔，施工操作同前1d，24h的沉降量为8~11mm。

（4）最后对其中半数的钻孔（5孔）只进行高压旋喷桩施工，以控制差异沉降扩大。施工时间为2d，产生的附加沉降为3~6mm。

该轴线全部孔的清水喷射及旋喷桩施工历时7d，8~12#柱累计沉降为49~52mm，降幅为30~38mm，其余轴线柱稍有沉降，降幅为0~7mm，未见结构异常。

5.3.2全面清水切割纠偏

对除1~3#柱以外的基余柱段，按柱跳隔对柱下一侧钻孔分两序进行清水旋喷切割，每侧每序钻孔每天早上进行施工，先从沉降量较小的柱基孔开始施工，24h后进行另一序施工，每4d完成全部钻孔一遍清水切割施工，即停工1d。

每天施工观测8h后、24h后的沉降值，控制沉降24h沉降值10mm以内；对于沉降过速的柱基下一序停喷；最后对沉降明显落后的柱下钻孔进行复喷清水以协调迫降。施工中密切留意沉降观测，对沉降滞后、沉降异常及时分析，充分利用信息化指导施工。

全面清水切割纠偏施工共用时间为13d，由于8~12#柱累计沉降值较小，在这5柱间新增了4个纠偏钻孔。每孔进行清水切割排土一般为3~4遍，其中8~12#柱也孔及局部孔进行5~6遍。全部柱基累计沉降值为130~157mm，本次降幅为3~76mm，差异沉降由原来的3~154mm变为0~27mm，结构稳定，效果较为理想。

5.4全面联合注浆加固

首先对前期施工的旋喷桩进行孔口压力灌浆，扫孔进入旋喷桩顶0.50m以上，安装孔口压浆装置进行联合压浆，施工时间为2d，施工完毕各柱的沉降值变化较小，变幅值在-1~+2mm间。

然后，对剩余的35孔进行联合注浆加固。由于前期已完成了部分加固工作，短期内沉降值不会明显增加，因此只要控制好剩余的钻孔的旋喷桩施工不产生附加沉降则可。施工控制措施是：①施工跳隔进行，要求相邻柱基或同一柱基的旋喷桩施工时间间卫不小于12h；②旋喷桩施工完毕立刻进行孔口压浆。由于经过前期纠偏施工后，沉降差异值最大尚有27mm，因此在该柱基部位的钻孔施工时可多再增加清水喷身施工一遍后再进行旋喷注浆施工。

本次对这35孔的联合灌浆加固历时6d时间，施工完毕产生的附加沉降值为-1~8mm。此时所有柱基观测到的累计沉降为135~157mm。

至此，全部施工完毕，总的纠偏沉降量为30~137mm，纠偏加固后，产生最大沉降的柱基与最小沉降的柱基沉降差只为22mm。部分柱点加固纠偏过程的沉降观测曲线见图2。

6加固纠偏效果及评价

从加固后沉降观测资料可见，后续工程完工时（即加固后约1个月）测得最大沉降增加值仅为2.5mm，个别柱点回长升0.8mm。加固施工3个月后累计沉降观测值为135~157mm，个别点沉降值有所增加，但增幅不到1mm；加固后约五个月的沉降值基本维持不变，差值不过0.3mm。从抽芯检测资料表明，28d龄期灌浆体强度最低值为4.2~6.8MPa。旋喷注浆施工时在桩顶、桩端1m范围内进行了临行喷，提高桩顶、桩端段水泥掺入量，也可保证桩端形成“扩大头”，提高桩端阻力；在旋喷桩的终凝前采用压力灌浆补偿旋喷桩的收缩，并使基础底浆液渗透范围更广，也保证了旋喷桩与原基础间紧密胶结，形成一个整体基础，共同作用。

7结语

综上所述，联合灌法应用于本工程，加固质量可靠，并可充分利用原有地基础，工期短，见效快。该方法工艺简便，适应范围广，配合高压清水切割排土纠偏，施工操作连贯、流畅，可有效节省工期，经清水切割排土替换部分地基软土体后可使旋喷桩水泥掺入量大大提高，桩身强度明显提高，桩径增大，充分保证加固效果。但值得指出的是清水旋喷纠偏是沉降观测信息化施工，要求精确地控制沉降值，应谨慎采用。

参考文献：

[1] 建筑地基处理技术规范.JGJ79-2002 [S].北京：中国建筑工业出版社，2002.

沉降法的基本原理范文第4篇

关键字：变电站房；基础；沉降；

Abstract: Due to dwindling land resources, a growing number of shoals and low-lying areas have been developed use. The substation also "forced" settled in these area which should not be establish the station. Followed by common problem of the weak foundation- the foundation settlement problems have become increasingly prominent, affect the safe operation of the substation. Of course, foundation settlement are many reasons, this article will analyze the causes and treatment methods for settlement on the basis of electrical equipment.Key words: substation room; basis; settlement;

中图分类号：F407.61 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）02

电力资源是经济发展的有效保障。随着西北地区经济的发展，对电力的需求日益增加，这样就对电力设备的维护和保养提出了更高的要求。但是由于土地资源日益减少,越来越多的滩涂、低洼地带被开发利用。变电站也“被迫”落户在这些以往不宜建站的地区。随之而来的是软弱地基的通病―基础沉降问题日益突出,给变电站的安全运行带来影响。当然地基的沉降原因是多方面的，本文将针对电力设备基础沉降的原因和处理方法进行分析。

一、软弱地基沉降的原因

软弱地基沉降量通常由三部分组成。即由基础上部荷载引起的地基沉降；填方不密实,由填方层压缩挤密引起的沉降；在填方附加荷载作用下,场地土的压缩变形。下面分别分析这三种沉降。

1、基础上部荷载引起的沉降

上部荷载引起的沉降量大小与附加应力值、作用面积、压缩层厚度、土的压缩模量等因素有关。其中, 荷载的作用面积对沉降量影响很大。

2、填方层沉降

场地填土一般采用矿渣(又称塘渣),组成成分主要是块石,夹杂少量的碎石和粘土。其特性是粒径较大、级配不良。如果控制好粒径和级配,分层夯实,压实系数可以达到0.94以上,达到地基基础设计规范的要求值。但在实际工程中,填方质量却得不到有效的控制,特别是大厚度的填方。因此,填方层的沉降也是沉降量中不可忽视的一部分。矿渣填方层的性能与碎石土类似,压缩性小,由此,填方不密实引起的沉降一般发生得较快。但填方层均匀性差,易受外部条件影响。特别是在经过几场大雨的冲刷后,经常可以发现场地的 沉降量会突然加大,原本平整的场地变得凹凸不平,这就是填方不密实和不均匀引起的沉降。

3、填方荷载引起的沉降

根据软弱地基厚度大、压缩性大、渗透性小的特点,由上部填方荷载引起的地基沉降特点是：最终沉降量大、完成时间长。随站区面积的增大而增大，在填方荷载作用下,地基土中附加应力大小沿深度方向是矩形或将近矩分布,而且其影响深度直达压缩层底部,这与局部荷载作用下的快速衰减曲线有很大不同,因此,由填方荷载引起的最终沉降量也远大于相同值的局部荷载作用。当然变电站房和电力设备基础沉降的原因还有其他方面。

1、工程地质勘探报告真实性如何,对其沉降量大小关系很大。工程地质勘探报告要正确反映土层性质、地下水和土工试验情况,并结合设计要求,对地基作出评价,对设计和施工提出某些建议。如果工程地质勘探报告不真实,就有可能给设计人员造成分析、判断的错误,从而引发质量事故。

2、在设计方面也有一些原因,由于高差及荷载显著不同，地基土的压缩性有显著不同处或在地基处理方法不同的,未在适当部位设置沉降缝。基础刚度或整体刚度不足,不均匀沉降量大,造成下层开裂。设计马虎,计算不认真,有的不作计算,照抄别的建筑物的基础和主体设计。

3、在施工方面上的原因,施工单位质量保证体系不健全,质量管理不到位,原材料质量低劣,施工质量存在质量缺陷。

二、对地基沉降采取的防治措施

1、选择名副其实的工程地质勘探单位,确保工程地质勘探报告的真实性和可靠性

工程地质勘探是一门专门的科学,来不得半点虚假。工程地质勘探报告是设计人员的主要设计依据,必须选择有资质的勘探单位并且地质勘探人员必须具备一定的业务水平、政治素质和职业道德素质,具有强烈的责任感,这样才能使工程地质勘探报告具有真实性、准确性、科学性。变电站其特殊的作用，也决定了必须加强对建设区域的地质勘探工作。

2、提高设计水平,根据变电站房和电力设备安放区域实际情况和设计、施工经验采取各种措施,增强变电站房基础刚度和整体刚度

3、地基和基础措施

可以从两个方面着手解决: ①控制沉降量②控制沉降差。控制沉降量可采用桩基、地基处理，或两种方法的结合。 在控制沉降量的同时,需同时考虑沉降差的控制。

（1）在可预见的沉降差异处,实际工程中可以通过设置沉降缝、伸缩结、预留电缆长度等方法来减小沉降差异的危害。当在填方区采用桩基处理时,要充分考虑桩周负摩擦力的影响。桩型尽可能采用摩擦桩, 因摩擦桩本身有一定的沉降量, 可以减小沉降差异, 这可从很多工程实例中看出来。同时,采用摩擦桩可以减小桩周负摩擦力,对桩基承载力和桩身稳定性有利。水泥土搅拌桩处理后形成的复合地基以及下卧层还会有一定的沉降量,故可以控制与未处理部分的沉降差。当场地填土达到 2 3m 时, 不仅最终沉降量大得惊人, 地基的承载力也成为问题。这时, 就需要采用全场地基处理方法来控制沉降量和提高地基承载力。采用真空预压或真空、堆载联合预压,工期可缩短为3个月左右, 但费用较高。采用预压法, 可以使大量的沉降量在预压过程完成, 从而控制变电站投运后的沉降量和沉降差, 确保工程安全。在条件许可的情况下,尽可能采用超载预压来提高预压效果。采用全场预压是彻底解决变电站填方沉降的一种有效方法,在资金和工期许可的情况下可以优先考虑。特别是在填方厚度不均匀的靠山地带, 采用其他方法很难控制沉降差异。采用预压法时应注意控制预压时间和固结度,否则,将造成工程建成后沉降的快速发展,引起上述的工程问题。

（2）湿陷性黄土地基处理

在不同的地区，根据不同的地基土质和不同的结构物，地基处理应选用不同的处理方法。

①灰土和素土垫层法

将基底以下湿陷性土层全部挖除或挖至预计的深度，然后以灰土或素土分层回填夯实。垫层厚度一般为1.0～3.0m。它消除了垫层范围内的湿陷性，减轻或避免了地基因附加压力产生的湿陷，可以使地基的自重湿陷表现不出来。

②强夯法

强夯法亦称动力固结法，通过重锤的自由落下，对土体进行强力夯实，以提高其强度，降低其压缩性.

③深层搅拌桩法

探层搅拌桩是复合地基的一种，近几年在黄土地区应用比较广泛，可用于处理含水量较高的湿陷性弱的黄土。

深层搅拌桩的固化材料有石灰、水泥等，一般都采用后者作固化材料。其加固机理是将水泥掺入粘土后，与粘土中的水分发生水解和水化反应，进而与具有一定活性的粘土颗粒反应生成不溶于水的稳定的结晶化合物，这些新生成的化合物在水中或空气中发生凝硬反应，使水泥有一定的强度，从而使地基土达到承载的要求。

4、室内地坪与厂房基础的沉降差

当厂房基础采用地基处理方法,室内地坪应同时采取地基处理方法,并适当配筋。如厂房基础采用桩基础时,室内地坪需采用架空层或钢筋混凝土梁板结构,将荷载传到厂房基础上。该方法的另一优点是可以减少厂房的填方量,相应减小由此引起的附加荷载这对控制厂房的沉降量相当有利。对单一的独立基础,应严格控制偏心距。竖向荷载较大的基础(如主变基础) 应设计成中心受压。构架基础宜考虑长期运行的弯矩, 设计成不对称形式,使正常运行状态下基底处于中心受力状态,既可防止沉降差,又可减小基底面积。

5、控制施工过程中的关键工序,确保施工质量

（1）作好地基验槽工作,首先作好基槽开挖后的钎探工作,请勘察、设计、监理、建设单位共同验槽以确定地基土与勘察结果是否相符,如不符请勘察、设计部门共同确定地基处理方案,然后方可进行下一步施工,并且在施工中确保地基处理和基础工程的质量,处理过程必须由监理工程师旁站,并经监理单位验收合格。

（2）控制好结构工程施工质量

①原材料、砂浆的品种、强度等级必须符合设计。影响砂浆强度的因素是计量不准,原材料质量不稳定，塑化材料(如石灰膏)的稠度不准而影响到渗入量;砂浆试块的制作和养护方法不当。解决的办法是:加强原材料的进场验收,严禁将不合格的材料用于建筑工程上。

②砖的品种,强度必须符合设计要求,砌体组砌形式一定要根据所砌部位的受力性质和砖的规格来确定。一般采用一顺一丁,上下顺砖错缝的砌筑法,以大大提高砌筑墙体的整体性,半砖的使用应合理,应将半砖分散砌于墙中,同时也要满足搭接1/4砖长的要求。

③正确设置拉结筋。砖墙砌筑前,应事先按标准加工好拉结筋,以免砌筑时工人乱拿乱弯钢筋，使用前对操作工人进行技术交底。

6、加强变电站房的沉降观测:施工期间,施工单位必须按设计要求及规范标准埋设专用水准点和沉降观测点。主体结构施工阶段,每结构层沉降观测不少于一次;建成和设备安装后,沉降观测2个月不少于一次。

沉降法的基本原理范文第5篇

【关键词】高层建筑；构造；沉降原因；处理措施

当今高层建筑的不断增多，主楼和裙楼会使得地面会受到压力负荷的作用，地基也会因为受理不均匀产生结构性的差异沉降现象。结构性的不均匀沉降对高层建筑物的危害是极大的，不仅会使地面基础出现裂缝，而且会使建筑物一些结构发生开裂，严重时会房屋整体会发生倾斜，甚至发生倒塌。面对高层建筑的施工工程要求，需要及时处理高层建筑差异沉降的问题，下面简述三种解决高层建筑结构差异沉降的方法。

1、设置沉降缝防止发生不均匀沉降产生

设置沉降缝将建筑物分割为多个独立的沉降单元，以有效地防止发生不均匀沉降产生。处理差异沉降惯用方法为设置沉降缝，这是一种纯粹的“放”的方法。

1.1沉降缝设计原理

沿高层建筑主、裙楼交接处设沉降缝。沉降缝自上而下（基础也要断开）将主楼和裙楼分隔成人、各自独立的结构单元，相邻结构单元之间的差异沉降并不相互影响，不会由此产生结构内力。

主楼的沉降量一般要比裙楼的沉降量要大，基础施工前可先分别估算主楼单元及裙楼单元各自的沉降量，在施工时适当调高主楼楼面相对高度和适当高低裙楼楼面相对高度，使两者在经历了整个沉降过程后变为一致。

1.2构造

沉降缝的宽度一般为100mm，并且应符合搞震缝的要求。有盖板覆盖，缝顶处要覆盖密实，防止雨水渗人。

1.3优点

沉降缝的优点在于设计思路 简单，无需考虑抵抗不均匀沉降引起的结构内力。

1.4缺点

1.4.1设沉降缝的缺点在于会出现双柱、隔墙、双梁，建筑 平面的使用受到了限制。

1.4.2沉降缝宽度只有100mm，缝两侧的隔墙很难做防水处理，如果沉降缝没有被封盖密实，很容易造成雨水渗入而潮湿隔墙.

2、设置施工后浇带

施工后浇带能够有效解决上述沉降缝的缺点，这是一种先“放”后“抗”的方法。

2.1施工后浇带的原理

后浇带的位置通常设在主楼和裙楼交接处附近结构受力较小的部位（如梁、板的反弯点处）。在分别浇筑主楼和裙楼主体单元时，从基础梁到上部结构的梁和板都预留出施工后浇带，待主楼和裙楼的主体分别完工后，再用膨胀混凝土将两部分连接起来，使两侧地梁、上部梁和板连接成一个整体。这样做的目的是为了把高层与低层的差异沉降先“放”一部分，一般情况下，高层主楼完成后，两部分的沉降量已完成最终沉降量的60%-8/0%，剩下的沉降量就小很多了，这时再完成施工后浇带的混凝土，二者余下部分差异沉降引起的结构内力，可由结构自行调整。

2.2构造

后浇带宽度一般为700～1000mm，实践中较多采用1000mm。后浇带处钢筋可断也可不断。后浇带一般做成企口式，无论何种形式，后浇带在补浇混凝土前必须凿毛并清理干净。后浇带从预留到浇筑的时间当然越长越好，但为了施工期间不影响设备安装，一般不应少于40天，最宜60天。

2.3进行后浇带的填充

后浇带的填充材料宜采用浇筑水泥、膨胀水泥或普通水泥加铝粉等配制的混凝土。当施工现场缺乏这类水泥时，也可采用普通水泥混凝土，但要求混凝土强度等级比原来高一级，潮湿养护不少于15天。

2.4优点

施工浇带的优点就是在于完全解决了设缝的弊端。

2.5缺点

在实际施工操作中，后浇带往往带来一些问题，主要有以下几点：

2.5.1留于基础底板上的后浇带，将历经整个结构施工的全过程，直至结构封顶。对于高层建筑，这段时间很长，在这段时间内，后浇带中将不可避免地掉进各种各样的垃圾杂物，由于底板钢筋较粗较密，再加上局部加强筋，使得清理工作非常艰难，若不清理干净，必然影响后浇混凝土的质量。

2.5.2后浇带贯穿整个地下、地上结构，所到之处遇梁断梁，遇板断板，给施工带来很多不便，影响施工进度。

2.5.3在后浇带补浇混凝土前，需将两侧混凝土凿毛，施工非常困难；而底板混凝土与后浇带混凝土浇带时间间隔数月，新旧混凝土的粘结强度很难保证；又由于浇筑时间差，造成底板混凝土的干缩极易在新旧混凝土的连接处产生裂缝。设置施工后浇带的初衷是防止底板裂缝的产生，而后浇带处理不好却人为地在每条后浇带处造成两条贯穿裂缝，引起漏水。

2.5.4在软土地基或地下水位高的情况，必须时间降水。

2.5.5后浇带将底板分成若干块，底板抗水平力的能力大大削弱，底板的移动还可导致上部结构的位移，因此必须采用特殊措施确保底板稳定性。

3、完全以“抗”方法抵御地基不均匀沉降引起的结构内力

不论是用沉降缝还是施工后浇带处理不均匀 沉降问题，都有其各自的弊端，如果条件允许，我们可以考虑采用“抗”方法--通过合理的设计配筋、合理的混凝土强度等级，以结构本身抵御不均沉降引起的结构内力。

3.1取消沉降缝或后浇带的理论依据

3.1.1如果地基的天然地质条件较好的话，或者采用桩基打入较坚硬的岩层，地基的绝对沉降量很小，那么差异沉降也不会大，所产生的结构内力也较小，设置沉降缝或施工后浇带显得大材小用。

3.1.2如何取消沉降缝或施工后浇带。

沉降缝或施工后浇带都是采用以“放”为主的原理来处理基础差异沉降的，而我们可以改变观念，改用以“抗”的手段来处理。

主、裙楼荷载差异虽然很大，但如果都建在桩基或改良 的地基上（包括坚硬的天然地基），或利用桩基和坚硬地基调整主、裙楼的差异沉降控制在较小范围；还可以利用大底板联合基础的整体性调整差异沉降，确保主、裙楼在整体基础上具有较小的差异沉降。但需要通过计算和分析，加强变截面处的抗弯刚度和配筋，控制工程在封顶后的最终沉降在20～30mm范围以内。

3.2缺点

3.2.1采用“抗”方法对地基的地质条件要求较高，并不是任何工程均可采用的。

3.2.2采用“抗”的方法较设置沉降缝或施工后浇带更为冒险，要求结构设计人员有丰富的经验并进行精确的计算。