建筑物和土工建筑物修建前，地基中早已存在着由土体自身重力引起的自重应力。建筑物和土工建筑物荷载通过基础或路堤的底面传递给地基，使天然土层原有的应力状态发生变化，在附加的三向应力分量作用下，地基中产生了竖向、侧向和剪切变形，导致各点的竖向和侧向位移。地基表面的竖向变形称为地基沉降，或基础沉降。

 

　　由于建筑物荷载差异和地基不均匀等原因，基础或路堤各部分的沉降或多或少总是不均匀的，使得上部结构或路面结构之中相应地产生额外的应力和变形。

 

　　二、地基沉降量的计算有关事项：

 

　　地基最终沉降量：指地基土在建筑荷载作用下达到压缩稳定时地基表面沉降量。

 

　　地基沉降计算深度：指自基础底面向下需要计算压缩变形所达到的深度，亦称地基压缩层深度。该深度以下土层的压缩变形值小到可以忽略不计。

 

　　地基压缩层：指沉降时应考虑其变形的深度范围称为地基压缩层。

 

　　三、地基沉降量的计算方法：

 

　　（一）分层总和法

 

　　分层总和法是在地基沉降计算深度范围内划分为若干层，计算各分层的压缩量，然后求其总和。计算时应先按基础荷载、基底形状和尺寸、以及土的有关指标确定地基沉降计算深度，且在地基沉降计算深度范围内进行分层，然后计算基底附加应力，各分层的顶、底面处自重应力平均值和附加应力平均值。通常假定地基土压缩时不允许侧向变形（膨胀），即采用侧限条件下的压缩性指标。为了弥补这样得到的沉降量偏小的缺点，通常取基底中心点下的附加应力sz进行计算。

 

　　（二）有限元法

 

　　这种方法适用于连续介质，对于一般土体可以采用非线性弹性本构模型或弹塑性本构模型，考虑复杂的边界条件、土体应力应变关系的非线性特性、土体的应力历史和水与骨架上应力的耦合效应，可以考虑土与结构的共同作用、土层的各向异性，还可以模拟现场逐级加荷，能考虑侧向变形及三维渗流对沉降的影响，并能求得任意时刻的沉降、水平位移、孔隙压力和有效应力的变化。从计算方法上来说，由于其计算参数多，且需通过三轴试验确定，程序复杂难以为一般工程设计入员接受，在实际工程中没有得到普遍应用，只能用于重要工程、重要地段的地基沉降的计算。

 

　　（三）规范法

 

　　《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）所推荐的地基最终沉降量计算方法是另一种形式的分层总和法。它也采用侧限条件的压缩性指标，并运用了平均附加应力系数计算，还规定了地基沉降计算深度的标准以及提出了地基的沉降计算经验系数，使得计算成果接近于实测值。

 

　　四、地基沉降量计算的基本假设：

 

　　(一)基底附加压力P认为是作用于地表的局部柔性荷载，对非均质地基，由其引起的附加应力分布可按均质地基计算；

 

　　(二)只须计算竖向附加应力的作用使土层压缩变形导致地基沉降，而剪应力则可略而不计；

 

　　(三)土层压缩时不发生侧向变形（侧限）。

 

　　五、地基沉降量的测量方法：

 

　　（一）监测点布置

 

　　沉降监测采用精密水准测量的方法，测定布设于建筑物上测点的高程，通过监测测点的高程变化来监测建筑物的沉降情况，在周期性的监测过程中，一旦发现下沉量较大或不均匀沉降比较明显时，随时报告施工单位。根据建筑施工规程要求和地基不均匀沉降将引起建筑破坏的机理，一般应在建筑物围墙每个转折点连接处设一个监测点。

 

　　（二）控制点布设

 

　　由于控制点是整个沉降监测的基准，所以在远离基坑比较安全的地方布设2个控制点。每次监测时均应检查控制点本身是否受到沉降的影响或人为的破坏，确保监测结果的可靠性。

 

　　（三）注意事项

 

　　1.建筑物沉降监测点与基点构成闭合水准测线。

 

　　2.沉降监测按国家一等水准测量规范要求实测。

 

　　3.监测仪器采用DS05级索佳B1自动安平精密水准仪，视线长度严格控制在30m以内，前后视距差<0.5m，任一测站前后视距差累积<±1.5m，视线高度(下丝读数)>0.5m。

 

　　4.在各测点上安置水准仪三脚架时，控制使其中两脚与水准路线的方向平行，第三脚轮换置于路线方向的左侧与右侧。

 

　　5.在同一测站监测时，不进行两次调焦，转动仪器的倾斜螺旋和测微鼓时，其最后旋转方向均应为旋进。

 

　　6.水准测量测点间的站数控制为偶数站。

 

　　7.测站观测限差，基辅分划读数之差不超过0.3mm，基辅分划所测高度之差不超过0.4mm，测站观测误差超限，在发现后立即重测，若迁站后才检查发现，从基点开始，重新观测。

 

　　8.水准测量的环闭合差不得超过2Fmm。其中，F为环线长度0km。监测过程中，对此严格执行，一旦超限，立即重新监测以确保监测精度。

 

　　六、防止高层建筑基础不均匀沉降的措施

 

　　（一）房屋建筑工程应先勘察后设计

 

　　在进行建筑设计之前，应对工程地质进行详细勘察，查明地基土质情况、分布范围、承载力大小，地下水位等水文地质条件，然后按照安全可靠、经济合理，技术先进、方便施工等要求，进行全面分析，权衡利弊，确定合理的建筑布局和结构类型，以便使上部结构，与地基相互影响，共同工作。对软弱地基和不均匀地基尤其如此。

 

　　（二）筑物的体型应力求简单

 

　　地基条件不好时，在满足使用要求的前提下，应尽量采用简单的建筑体型，如长高比小的等高“一”字型建筑物。实践表明，这样的建筑物，由于整体刚度好，地基受荷均匀，所以较少发生开裂。平面形状复杂的建筑物，纵、横单元交叉处基础密集，地基中由各单元荷载产生的附加应力互相重叠，必须出现比别处大的沉降，加之这类建筑物的整体性差，各部分的刚度不对称，很容易遭受地基不均匀沉降的损害。建筑物高低（或轻重）变化太大，地基各部分所受的荷载轻重不同，自然也容易出现过量的不均沉降。因此，当地其软弱时，建筑物的紧接高差以不超过一层为宜。

 

　　（三）相邻建筑物基础间净距的考虑

 

　　附加应力向外扩散，使得相邻建筑的沉降互相影响，在软弱地基上，两建筑物的距离太近时，相互影响产生的附加不均匀沉降，可能造成建筑物的开裂或互倾，这种相互影响主要表现为：1.同期建造的两相邻建筑物之间的彼此影响，特别是当两建筑物轻（低）重（高）差别太大时，轻者受重者的影响；2.原有建筑物受邻近新建重型或高层建筑物的影响，为了避免相邻影响的损害，软弱地基上的建筑物基础之间要有一定的净距，其值视地基的压缩性、影响建筑物的规模和重量、以及被影响建筑物的刚度等因素而定。

 

　　（四）设置沉降缝

 

　　在长度较长的建筑适当位置、平面转折、高低参差、荷载差异大、地基或基础类型改变的部位，设置沉降缝或连接走廓，从屋顶到基础断开，把建筑划分成若干个刚度较大，长高比较小自成沉降体系的单元。

 

　　（五）布置建筑体型

 

　　建筑平面形状应力求简单，纵墙拉通，避免转折多变，凹凸复杂。建筑立面应尽量避免高低参差，荷载差异大，或开设过大的门窗洞口，削弱墙体。使房屋建筑质量重心与刚度中心基本一致，提高房屋自身抵抗不均匀沉降的能力。

 

　　（六）控制长高比及合理布置墙体

 

　　砌体承重房屋的长高比大，整体刚度就差，纵墙很容易因挠曲过度而开裂。对于平面简单，内、外墙贯通，横墙间隔较小的房屋，长高比的控制可适当放宽。合理布置纵、横墙，是增强砌体承重结构房屋整体刚度的重要措施之一。一般房屋的纵向刚度较弱，故地基不均匀沉降的损害主要表现为纵墙的挠曲破坏。内、外墙的中断、转折，都会削弱建筑物的纵向刚度。地基不良时，应尽量内、外墙都贯通，纵横墙的联结形成了空间刚度，缩小横墙的间距，可有效地改善房屋的整体性，从而增强了调整不均匀沉降的能力。

 

　　（七）调整某些设计标高

 

　　1.根据预估的沉降量事先提高室内地坪或地下设施的标高；

 

　　2.建筑物各部分（或设备之间）有联系时，可将沉降较大者的标高适当提高；

 

　　3.在建筑与设备之间，留有足够的净空；

 

　　4.有管道穿过建筑物时，应预留足够尺寸的洞口，或采用柔性管道接头等。

 

　　（八）减轻建筑结构自重

 

　　地基压缩变形大小与上部荷载值成正比。因此，减轻结构自重是降低基，减少沉降的有效措施，对于基础，可以选用自重轻，覆土少的基础形式，如宽基浅埋，空心基础，薄壳基础甚至箱形基础；或设置地下室半地下室，采用架空地板，取代室内填土。对于上部结构，可以选用预应力、轻钢结构和单位容重少的轻质墙体材料，以减轻对地基的压力，减少地基沉降。

 

　　（九）设置圈梁

 

　　对于砌体承重房屋，不均匀沉降的损害突出地表现为墙体的开裂，因此，实践中常在墙内设置圈梁来增强其承受挠曲应力的能力，当墙体挠曲时，圈梁的作用犹如钢筋砼梁内的受拉钢筋，它主要承受拉应力，弥补了砌体抗拉强度不足的弱点，另外，圈梁必须与砌体结合成整体，否则便不能发挥应有的作用。每道圈梁应尽量贯通外墙，承重内纵墙及主要内横墙，并在平面内联成闭合系统，以利于增强建筑物的整体性。

 

　　（十）减小或调整基底附加应力

 

　　设置地下室或半地下室，改变基底尺寸，都可以控制沉降，但要针对工程具体情况考虑，做到既有效又经济合理。