绍兴文理学院土木工程学院 浙江绍兴 312000
摘要:本研究主要从描述地基不均匀沉降的危害、引起工程中地基不均匀沉降的原因以及对地基不均匀沉降的防治措施等方面总结归纳了地基不均匀沉降对工程的影响。
关键词:地基;不均匀沉降;附加应力;原因;防治措施
1.工程地基不均匀沉降的危害
1.1.上部结构附加应力的增加,建筑物倾斜
在施工过程中,因为建筑的基土具有--定的收缩性能,所以,在自身的自重应力作用和外界附加应力的双重影响下,地基会产生一定的均匀沉降。由于土层的变化较大、地基较为薄弱、尺寸的差异等一系列原因的关系,容易使房屋建筑过程中的均匀沉降演变成为不均匀沉降,造成地基的不均匀沉降。
2.引起工程地基不均匀沉降的原因
2.1地质勘测缺失真实性
基础设计的首要条件就是地质勘测报告,其精度直接决定建筑基础的设计质量。地质的调查报告应当正确反映现场土壤层特性,按照适当的设计要求评价基础,提出设计施工所需的建议。
2.2 结构设计的不合理
由于建筑物楼层的高度和房子的长度过大加上结构的不合理设计使得建筑物整体刚性下降。由于基础的形式选择不合理导致同一栋建筑采用了不同的基础构造。不同的地基土不作相对应的处理;地基的刚性或居住的整体强度不强;地基附加应力设计扩散后重叠,导致地基不均匀沉降。
3 地基不均匀沉降实例
地基不均匀沉降是湿陷性黄土地区常见的工程问题之一。为了研究地基不均匀沉降对结构抗震性能的影响,有研究采用增量动力分析方法对钢结构框架进行了地震易损性分析。分析了地基不均匀沉降对结构地震反应的影响。讨论了地基不均匀沉降量和不同区域的不均匀沉降对结构地震反应的影响。在此基础上,通过改变地震加速度峰值的大小,研究了地震动强度与结构破坏概率的关系。与不稳定结构相比,地基不均匀沉降引起的结构内力重分布是某些构件发生地震破坏的原因之一。位于结构平面拐角处的地基不均匀沉降,可能对结构造成较为严重的地震破坏。不均匀沉降会导致层间位移增大。 随着沉降量的增加,上部结构的地震破坏将加剧[1]。
城市高架桥下路基在运营过程中普遍存在不均匀沉降现象。以往的研究主要集中在软土地基对路基不均匀沉降的影响,没有考虑高架桥下墩台与路基交界处不均匀沉降的现象和机理。目前主要考虑承台埋深、承台与路基的相对刚度以及路基不均匀沉降之间的相互作用。利用 midas gts nx 软件,建立了高架桥路基变形的数值分析模型,研究了高架桥路基上盖基础对路基不均匀沉降的影响。对城市高架桥墩帽引起的路基不均匀沉降的模拟结果表明: (1)当桩帽埋深超过2.35 m 时,随着埋深的增加,路基沉降有下降趋势,但下降量不显著。 综合考虑施工成本和施工工艺复杂性等因素,提出盖层的最佳埋深为2.5 m 左右,(2)随着盖层与路基相对刚度的降低,路基沉降量减小。当相对刚度大于6.3时,沉降量下降趋势不明显。混凝土路基应具有较大的刚度,以减少沉降[2]。
针对海洋工程施工现场对非滑道区大型液化天然气设施集成化施工的需求,采用 ansys-apdl 参数化建模技术,对施工阶段地下室与地基沉降状态的非线性关系进行有限元分析模拟。通过 matlab 接口开发,将结构分析模型简化为建筑信息模型系统建造顺序的三维结构模型。通过详细的分析案例研究,考察了不利的沉降效应[3]。
煤矿区输电桿塔独立基础不均匀下沉是煤矿开采中常见的问题,有研究以某220kv 塔岭联结体系为有限元分析,研究了不同土体变形对结构响应的影响。结果表明,基础竖向位移对塔内力变化的贡献很小,合成应力不超过临界值 [4]。
底部框架结构是一种底部为大开间钢筋混凝土框架的小开间砌体结构房屋,由于其经济性和适用性,在我国街道附近广泛存在。但由于地基变形的对应能力较差,在不均匀沉降的情况下,这种建筑物很容易受到破坏。有研究通过分析上部结构刚度与基础沉降的关系,为此类结构建筑的设计和加固提供理论支持,具有一定的实际意义。针对复合材料结构应力的复杂性,此研究采用 ansys 软件进行分析。最后介绍了一个基于该理论的加固方案,验证了结论的可行性[5]。
建筑物建在斜坡和斜坡上,以避免大量挖筑堤。根据坡度的变化,桩基础的高度一般不等。 在这类建筑物的设计中,一般分别考虑上部结构和基础,在正常的承载能力和变形要求下达到协调要求。水位的变化引起边坡的滑动,从而导致个别沉降,这类建筑物满足建筑部门协调结构的变形,力量是不知道的。在此基础上,以某海岸8层框架桩基础为例,利用有限元分析软件 ansys 在不同部位进行单桩沉降的基础上对结构的影响[6]。
4结束语
实际工程中由于各种原因,建筑工程依然存在着许多问题,还有待于进一步的研究,另外对于不同结构的地基沉降值的研究也应加强。为了能够减少地基不均匀沉降对工程的影响,我们还需要考虑内力地质作用,这也是之后研究建筑物抗震性的目标之一。
参考文献:
[1]梁翊.地基不均匀沉降的原因及防治措施[J].技术与市场,2012,19(04):67-68.
[2]Soil Mechanics and Foundation Engineering, 1996, Vol.33 (6), pp.196-199
[3]侯捷.地基不均匀沉降对建筑结构的影响及防治措施[J].山西建筑,2016,42(04):75-76.
[4]李胜鼎.浅论地基不均匀沉降的原因及防治措施[J].中国新技术新产品,2011(09):154.
[5]孙作海.地基不均匀沉降的原因及防治措施研究[J].科技创新导报,2011(13):40.
[6]Yong Le Li,Jiang Feng Wang,Qian Wang,Kun Yang. Numerical Analysis on Interaction of Superstructure-Piled Raft Foundation-Foundation Soil[J]. Trans Tech Publications Ltd,2011,1278.
作者简介:姚扬(1999—),浙江宁波人,土木工程专业,本科生