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建設(shè)工程教育網(wǎng) > 建筑文苑 > 結(jié)構(gòu)設(shè)計 > 正文

處理相鄰建筑物地基沉降影響的方法

2007-04-06 16:54    【  【打印】【我要糾錯】

  摘要:相鄰建筑物在地基中產(chǎn)生的沉降總是相互影響,需要從新舊建筑物的強度、剛度、結(jié)構(gòu)類型、地質(zhì)情況、荷載大小等方面進行分析,從而提出對不同類型結(jié)構(gòu)的處理方法。

  關(guān)鍵詞:地基沉降 處理

  1、前言

  緊張的城市用地,使得一棟房屋緊鄰另一棟房屋建造的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。兩棟房屋要么緊緊相連,使用同一基礎(chǔ);要么設(shè)一道變形縫,各用一半基礎(chǔ);要么采用懸挑基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)。尤其是一些設(shè)計和建設(shè)單位只注意一般新建房屋基礎(chǔ)比原房屋基礎(chǔ)淺埋,兩基礎(chǔ)間凈距一般取基礎(chǔ)底面高差的1—2倍。

  2、相鄰荷載對基礎(chǔ)影響的因素

  2.1相鄰建筑物的影響因素很多,如:新舊建筑物的上部荷載、結(jié)構(gòu)形式、自身剛度、強度、穩(wěn)定性、使用年限、基礎(chǔ)形式、建筑類別、土層性質(zhì)等都是引起建筑物破壞的因素,到底哪一個是決定性因素,應(yīng)根據(jù)不同的情況具體分析。這里只討論新建房屋對原房屋的影響。建筑物的荷載是通過基礎(chǔ)傳給地基,在地基土層中引起的附加應(yīng)力具有擴散作用,在地面下某一深度的水平面上各點附加應(yīng)力不相等,在均布荷載合力作用線(即基底中心線)上應(yīng)力最大,兩側(cè)逐漸減少;距地面愈深應(yīng)力分布范圍愈廣,在同一垂直線上的應(yīng)力隨深度變化,超過某一深度應(yīng)力愈小。應(yīng)力擴散是裂縫開展的外因,但不論其應(yīng)力多大,只要原建筑物抵抗變形的能力強,就不致于損壞。因此,原有房屋自身具有足夠的剛度、強度和穩(wěn)定性是房屋不被破壞的內(nèi)因。

  2.2附加應(yīng)力的大小取決于地基與基礎(chǔ)的相對剛度、荷載大小及分布情況,基礎(chǔ)埋深和土的性質(zhì)以及施工時間間隔等多種因素。因此,新建房屋對原房屋地基產(chǎn)生影響的主要因素是荷載大小和地基土的性質(zhì)。

  3、相鄰建筑物沉降的有關(guān)數(shù)據(jù)

  3.1建筑物的沉降是一個十分復(fù)雜的問題。通常,一般建筑物在施工期間隨著荷載逐漸增加,地基被壓縮下沉,當(dāng)工程竣工時完成的沉降量,對于砂土可認為其最終沉降已基本完成,對于低壓縮粘性土可認為其最終沉降已基本完成,對于低壓縮粘性土可認為已完成最終沉降的50%~80%,對于中壓縮粘性土可認為已完成20%~50%,對高壓縮性粘性土可認為已完成5%~20%.因此,根據(jù)相鄰建筑物的預(yù)估沉降量已完成情況可以計算出新舊房屋下的附加應(yīng)力所引起的沉降及其相互影響。

  3.2沉降計算

  地基的最終沉降量取決于基底附加應(yīng)力p0,基礎(chǔ)底面各層土的壓縮模量Esi,基底下各層土厚度Zi及平均附加應(yīng)力系數(shù)αi,αi-1.不難看出,各層土的平均壓縮模量Es 越大,沉降量越小;基底附加應(yīng)力P0 越小,沉降量越小。因此,我們認為相鄰地基沉降影響大小取決于兩建筑物的最終沉降量的大小。

  3.3房屋的變形特征分為沉降量、沉降差、傾斜、局部傾斜4種。它們的作用分別是:沉降量主要用于計算獨立柱基礎(chǔ)和地基變形較均勻的排架結(jié)構(gòu)柱基的沉降量,也可預(yù)估建筑物在施工期間和使用期間的地基變形量;沉降差主要用于計算框架結(jié)構(gòu)相鄰柱基的地基變形差異;傾斜主要用于多層或高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)物的傾斜值控制;局部傾斜主要用于計算砌體承重墻因縱向不均勻沉降引起的傾斜。由變形特征的作用,就可以根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式,確定如何控制它們,由控制值的大小確定建筑是否安全和對相鄰建筑物的影響(見表1)。

  建筑物的地基變形允許值          表1

變 形 特 征  地 基 土 類 別 
中、低壓縮性土  高壓縮性土 
砌 體 承 重 結(jié) 構(gòu) 基 礎(chǔ) 的 局 部 傾 斜  0.002  0.003 
工業(yè)與民用建筑相鄰柱基的沉降差  框架結(jié)構(gòu)
磚石墻填充的邊排柱
當(dāng)基礎(chǔ)不均勻沉降時不產(chǎn)生附加應(yīng)力的結(jié)構(gòu) 
0.002 L
0.0007 L
0.005 L 
0.003 L
0.001L
0.005 L 
單層排架(柱架6m)柱基沉降量(mm)  中壓縮性土 120  200 
橋式吊車軌面的傾斜  縱向
橫向 
0.004
0.003 
多層和高層建筑基礎(chǔ)的傾斜  H≤24
24<H≤60
60< H≤100
H>100 
0.004
0.003
0.002
0.0015 
高聳結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的傾斜  H≤20
20<H≤50
50< H≤100
100<H≤150
150< H≤200
200< H≤250 
0.008
0.006
0.005
0.004
0.003
0.002 
高聳結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的沉降量
(mm) 
H≤100
100<H≤200
200< H≤250 
200  400
300
200 

  注:1、H為自室外地面起算的建筑高度(m);2、局部傾斜指砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱向6——10m內(nèi)基礎(chǔ)兩點的沉降差與其距離之比。

  4、相鄰建筑物基礎(chǔ)的處理

  4.1新舊房屋基礎(chǔ)之間只設(shè)沉降縫時,一般低層辦公、住宅房屋若地質(zhì)均勻,持力層地耐力標(biāo)準(zhǔn)值fk≥80-100kpa,地基沉降量很小,只需加強相鄰最外一開間房屋剛度,地基可不作加固處理。多層辦公、住宅房屋若地質(zhì)均勻,持力層地耐力標(biāo)準(zhǔn)值fk≥120~180kpa,地基沉降很小,只需加強相鄰最外一開間房屋剛度,地基可不作處理;否則,應(yīng)處理地基或調(diào)整新舊建筑物的距離,建議采用懸挑基礎(chǔ)或灰土擠密樁加固處理。但應(yīng)注意:當(dāng)舊建筑物的剛度小、質(zhì)量差、穩(wěn)定性低時,應(yīng)先加固舊建筑后再進行新建房屋的施工。

  4.2樁基礎(chǔ)適用于軟弱地基處理,但應(yīng)考慮群樁效應(yīng)和樁基下軟弱下臥層的驗算。

  4.3懸挑基礎(chǔ):當(dāng)?shù)刭|(zhì)情況或舊建筑物自身條件不滿足上述第1條的要求,兩樓之間又不允許留距離時,應(yīng)采用懸挑基礎(chǔ)的方式解決,如條基加挑梁或筏基加挑梁,不論是哪一種懸挑方式,都必須先滿足變形和強度的要求,地基凈反力必須滿足pmax≤1.2f的要求。

  4.4地基強度不滿足上述幾條要求可采用如下局部處理方法:

  4.4.1若原設(shè)計局部為條形基礎(chǔ),可把基礎(chǔ)局部擴大為整體基礎(chǔ),以滿足上部荷載對地基的要求,亦可在局部基底下采用地基加固,按《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79—91)進行處理,使之達到與原地基凈反力接近要求。

  4.4.2若原設(shè)計為筏基,可在局部基底下采用地基處理使?jié)M足承載力的要求,不論選擇哪種處理方法都必須滿足pmax≤1.2f.

  4.4.3局部樁基處理,由于深淺基礎(chǔ)混用,一定要慎重,建議最好不用,若使用也只能用小直徑樁,樁長一般從基底下算起3~4m,只考慮摩擦力阻力,不計端承力。

延伸閱讀:建筑物 地基 沉降
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