内容发布更新时间 : 2024/11/13 3:44:05星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
土、湿陷性黄土以及软硬不均等不良地基上的建筑物，如果考虑欠周，就更易因不均匀沉降 而开裂损坏。因此如何防止或减轻不均匀沉降造成的损害，是设计中必须考虑的问题。通常 的办法有：
(1) 采用柱下条形基础、筏板和箱形基础等连续基础。 (2) 采用各种地基处理方法。 (3) 采用桩基或其他深基础。
(4) 从地基、基础、上部结构相互作用的观点，在建筑、结构或施工方面采取措施。对于中小型建筑物，宜同时考虑几种措施，以期取得较好的结果。 本节将介绍减小不均匀沉降危害的建筑、结构及施工等措施。 一、建筑措施
1．建筑物的体型应力求简单
建筑物平面和立面上的轮廓形状，构成了建筑物的体型。复杂的体型常常是削弱建筑物整体刚度和加剧不均匀沉降的重要因素。因此，地基条件不好时，在满足使用要求的条件下，应尽量采用简单的建筑体型，如长高比小的“一”字形建筑物。
平面形状复杂(如“L”、“T”、“Ⅱ”、“Ⅲ”等)的建筑物，纵、横单元交叉处基础密集，地基中附加应力互相重叠，必然产生较大的沉降。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不同，也易出现过量的不均匀沉降。据调查，软土地基上紧接高差超过一层的砌体承重结构房屋，低者很易开裂(图2-25)。因此，当高度差异或荷载差异较大时，可将两者隔开一定距离，当拉开距离后的两个单元必须连接时，应采取能自由沉降的连接构造。
图2-25 相邻建筑物高差大而开裂
2．控制长高比及合理布置墙体
长高比大的砌体承重房屋，其整体刚度差，纵墙很容易因挠曲过度而开裂。根据调查认为，2层以上的砌体承重房屋，当预估的最大沉降量超过120mm时，长高比不宜大于2．5；对于平面简单、内外墙贯通，横墙问隔较小的房屋，长高比的控制可适当放宽，但一般不大于3．O。不符合上述要求时，一般要设置沉降缝。
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。内外纵墙的中断、转折，都会削弱建筑物的纵向刚度。地基不良时，应尽量使内、外纵墙都贯通。纵横墙的联结形成了空问刚度，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。 3．设置沉降缝
用沉降缝将建筑物(包括基础)分割为两个或多个独立的沉降单元，可有效地防止不均匀沉降发生。分割出的沉降单元，原则上要求满足体型简单、长高比小以及地基比较均匀等条件。为此，沉降缝的位置通常选择在下列部位上： (1) 建筑物平面转折部位。
(2) 长高比过大的砌体承重结构或钢筋混凝土框架结构的适当部位。 (3) 地基土的压缩性有显著变化处。 (4) 建筑物的高度或荷载有很大差异处。 (5) 建筑物结构或基础类型不同处。 (6) 分期建造房屋的交界处。
沉降缝应有足够的宽度，以防止缝两侧的结构相向倾斜而互相挤压。缝内一般不得填塞，但寒冷地区为了防寒，可填塞松散材料。沉降缝的常用宽度为：2、3层房屋缝宽50～80mm，4、5层房屋80～120mm，5层以上应不小于120mm。沉降缝的一些构造形式，如图2-26所示。
图2-26 沉降缝构造图
4.相邻建筑物基础间的净距要求
由地基中附加应力分布规律可知：作用在地基上的荷载，会使土中的一定宽度和一定深度范围内产生附加应力，从而地基发生变形。在此范围之外，荷载对相邻建筑物的影响可忽略。如果建筑物之间的距离太近，同期修建会相互影响，特别是建筑物轻重差别太大时，轻者受重者的影响；非同期修建．新建重型建筑物或高层建筑物会对原有建筑物产生影响。而使被影响建筑产生不均匀沉降而开裂。
相邻建筑物基础的净距按表2-9选用。由该表可见，决定相邻建筑物的净距的主要因素是被影响建筑的长高比(即建筑物的刚度)以及影响建筑的预估沉降量值。
表2-9 相邻建筑物基础间的净距 被影响建筑的 长高比 影响建筑 的预估沉降量s（mm） 70~150 160~250 260~400 >400 2.0?L?3.0 Hf2~3 3~6 6~9 9~12 3.0?L?5.0 Hf3~6 6~9 9~12 ≥12 5．调整建筑设计标高 建筑物的沉降会改变原有的设计标高，严重时将影响建筑物的使用功能。因而可以采取下列措施进行调整：
(1) 根据预估的沉降量，适当提高室内地坪和地下设施的标高。 (2) 将有联系的建筑物或设备中，沉降较大者的标高适当提高。 (3) 建筑物与设备之间留有足够的净空。
(4) 当有管道穿过建筑物时，应预留足够的尺寸的孔洞，或采用柔性管道接头等。
二、结构措施
1．减轻建筑物的自重
在基底压力中，建筑物的自重占很大比例。据估计，工业建筑占50％左右；民用建筑占60％左右。因此，软土地基上的建筑物，常采用下列一些措施减轻自重，以减小沉降量。 (1) 采用轻质材料，如各种空心砌块、多孔砖以及其他轻质材料以减少墙重。 (2) 选用轻型结构，如预应力钢筋混凝土结构、轻钢结构及各种轻型空间结构等。
(3) 减少基础和回填的重量，可选用自重轻、回填少的基础形式；设置架空地板代替室内回填土。
2．减少或调整基底附加压力
(1) 设置地下室或半地下室。利用挖出的土重去抵消(补偿)一部分甚至全部的建筑物重量，以达到减小沉降的目的。如果在建筑物的某一高、重部分设置地下室(或半地下室)，便可减少与较轻部分的沉降差。
(2) 改变基础底面尺寸。采用较大的基础底面积，减小基底附加压力，一般可以减小沉降量。荷载大的基础宜采用较大的底面尺寸，以减小基底附加压力，使沉降均匀。不过，应针对具体的情况，做到既有效又经济合理。
3．设置圈梁
对于砌体承重结构，不均匀沉降的损害突出表现为墙体的开裂。因此实践中常在墙内设置圈梁来增强其承受挠曲变形的能力。这是防止出现开裂及阻止裂缝开展的一项有效措施。 当墙体挠曲时，圈梁的作用犹如钢筋混凝土梁内的受拉钢筋，主要承受拉应力，弥补了砌体抗拉强度不足的弱点。当墙体正向挠曲时，下方圈梁起作用，反向挠曲时，上方圈梁起作用。而墙体发生什么方式的挠曲变形往往不容易估计，故通常在上下方都设置圈梁。另外，圈梁必须与砌体结合为整体，否则便不能发挥应有的作用。 圈梁的布置，在多层房屋的基础和顶层处宜各设置一道圈梁，其他各层可隔层设置，必要时可层层设置。单层工业厂房、仓库，可结合基础梁、联系梁、过梁等酌情设置。
圈梁应设置在外墙、内纵墙和主要内横墙上，并宜在平面内连成封闭系统。如在墙体转角及适当部位，设置现浇钢筋混凝土构造柱(用锚筋与墙体拉结)，与圈梁共同作用，可更有效地提高房屋的整体刚度。另外，墙体上开洞时，也宜在开洞部位配筋或采用构造柱及圈梁加强。 4．采用连续基础
对于建筑体型复杂、荷载差异较大的框架结构，可采用箱基、桩基、筏基等加强基础整体刚度，减少不均匀沉降。 三、施工措施
在软弱地基上开挖基坑和修建基础时，合理安排施工顺序，采用合适的施工方法，以确保工程质量的同时减小不均匀沉降的危害。 对于高低、轻重悬殊的建筑部位或单体建筑，在施工进度和条件允许的情况下，一般应按照先重后轻、先高后低的顺序进行施工，或在高、重部位竣工并间歇一段时问后再修建轻、低部位。
带有地下室和裙房的高层建筑，为减小高层部位与裙房间的不均匀沉降，施工时应采用后浇带断开，待高层部分主体结构完成时再连接成整体。如采用桩基，可根据沉降情况，在高层部分主体结构未全部完成时连接成整体。 在软土地基上开挖基坑时，要尽量不扰动土的原状结构，通常可在基坑底保留大约200mm厚的原土层，待施工垫层时才临时挖除。如发现坑底软土已被扰动，可挖除扰动部分土体，用砂石回填处理。
在新建基础、建筑物侧边不宜堆放大量的建筑材料或弃土等重物，以免地面堆载引起建筑物产生附加沉降。在进行降低地下水的场地，应密切注意降水对邻近建筑物可能产生的不利影响。
第七节地基、基础与上部结构相互作用的概念
一、基本概念
上部结构、基础及地基在传递荷载的过程中是共同受力，协调变形的，因为三者构成一个整体。三者传递荷载的过程不但要满足静力平衡条件，还应满足衔接位置的变形协调条件。因而，合理的建筑结构设计方法应考虑上部结构，基础与地基的共同作用。 通常，建筑结构设计是将上部结构，基础与地基三者作为彼此独立的结构单
元进行力学分析，称为常规设计法。此方法是在满足静力平衡条件下将上部结构底部固定，求出结构内力及支座反力。再将求得的支座反力的反作用力作为基础荷载，并按直线分布假设计算基底反力，从而对基础进行内力分析。进行地基计算时，则将基底反力反向施加于地基，并作为柔性荷载来验算地基承载力和沉降(图2-27)，这种常规设计法用于刚性基础以及扩展基础设计时，由于建筑物规模较小，结构较简单，而引起的计算误差一般不至于影响结构的安全，因此为工程界所接受。然而这一简化对于条形，筏形和箱形等规模较大、荷载性质或上部结构复杂的基础，将上部结构，基础和地基离散，仅满足静力平衡条件而不考虑变形协调，常会引起较大误差。因此，此类基础设计应基于相互作用分析更为合理。
图2-27 地基、基础、上部结构常规
分析简图
下面将分别分析地基、基础及上部结构，如何通过各自的刚度在整个受力体系的共同工作中发挥作用。 二、地基和基础相互作用
在上部结构、基础和地基三者相互作用分析中，地基的刚度起主导作用。若地基为完全刚性，即不可压缩，那么基础不会产生挠曲变形，上部结构也不会因不均匀沉降而产生附加内力，实际三者几乎没有相互作用影响，完全可以将三者分开，分别进行计算，如岩石地基及坚硬的卵（碎）石地基即属于这种情况。 通常情况下，地基土都具有一定的压缩性，在先不考虑上部结构刚度的情况下，地基土愈软弱，基础的相对挠曲和内力就越大，从而引起上部结构的次应力也较大。另外，地基土层的非均质也会影响基础挠度和内力。图2-28表示地基压缩性不均匀的两种情况，两基础的柱荷载相同，但基础挠曲变形情况却相反。