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新旧相邻基础处理方法浅析

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摘要:新旧相邻建筑是目前在建筑开发过程中经常遇到的问题,其处理方式非常重要。本文从新旧建筑物的强度、刚度、结构类型、地质情况、荷载大小等多个方面对该问题进行了分析和探讨,希望可以为相关单位提供一点参考。

关键词:建筑;基础;沉降

引言

随着中国经济的高速发展,各个行业都有了长足的进步,尤其是房地产业近年来异军突起,成为促进中国经济发展的重要力量之一,不过房地产业的高速运转使得近年来城市用地变得越来越紧张,相邻建筑紧紧相依在一起的情况时有发生,有报道称有的城市两栋建筑之间的差距仅为15cm,在这样的情况下要么两个建筑使用同一基础,要么就各用一半基础,然后采取相应的措施控制裂缝或者沉降,比较局部的加固处理等方式。在实际情况中,我们也发现方法各异,最后的效果也是千差万别。尤其是一些设计和建设单位只注意一般新建建筑基础比原建筑基础浅埋,两基础间净距一般取基础底面高差的1-2倍。在设计中不是不考虑沉降对相邻建筑物的影响,就是过多地考虑这种影响,把新建建筑地基局部加固过强,出现顾此失彼的现象,不是新建建筑开裂就是原建筑发生破坏,引发许多民事纠纷。因此,如何从设计的角度出发,结合实际情况,处理好因相邻建筑物地基沉降而造成的建筑破坏的问题,对于促进中国房地产业的健康发展,促进社会和谐具有一定的实际意义。

1相邻荷载对基础影响的因素

相邻建筑物因其所处的位置之间的特殊关系,往往更加容易出现建筑破坏的情况,出现这种情况的影响因素很多,如新旧建筑物的上部荷载、结构形式、自身刚度、强度、祖定性、使用年限、基础形式、建筑类别、土层性质等,需要根据实际情况加以准确判断,分析到底哪一个是决定性因素。这里仅讨论新建建筑对原建筑的影响。建筑物荷载是通过基础传给地基,地基土层中引起的附加应力具有扩散作用,在地面下某一深度的水平面上各点附加应力不相等,在均布荷载合力作用线(即基底中心线)上应力最大,两侧逐渐小;距地面愈深应力影响范围愈广,在同一垂直线上的应力随浓度变化。超过某一深度后愈深应力愈小。应力扩散是裂缝开展的外因,但不管其预应力多大,只要原建筑物抵抗变形的能力强,就不致于损坏。因此,原有建筑自身具有足够的刚度、强度和稳定性是建筑不被破坏的内因。

附加应力的大小取决于地基与基础的相对刚度、荷载大小及分布情况,基础埋深和土的性质以及施工时间间隔等多种因素。因此,新建建筑地基产生影响的主要因素是荷载大小和地基土性质。

2相邻建筑物沉降的有关数据

相邻建筑物的沉降是一个十分复杂的问题,通常一般建筑物在施工期间随着荷载逐渐增加,地基被压缩下沉,当工程竣工时,完成的沉降量因土坡不同而变化,对于砂土类,可认为最总终沉降量已基本完成。对于低压缩粘性土可以认为已完成最终沉降量的50%-80%。对于中压缩性粘土类,可以认为已完成20%-50%。而对于高压缩性土可以认为己完成5%-20%。因此,根据建筑物的预估沉降量已完成的情况,可以计算出新旧建筑下的附加应力所引起的沉降及相互影响。

沉降计算:地基的最终沉降量取决于基底附加应力P0。基础底面各层土的压缩模 ESi,基底下各层土厚度Zi及平均附加应力系数si,各层土的平均压缩模量ES越大,沉降量越小,基底附加应力P0越小,沉降量越小,因此,认为相邻地基沉降影响大小取决于两建筑物的最终沉降量的大小。

建筑的变形特征分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜4种。它们的作用分别是:沉降量主要用于计算独立柱基础和地基变形较均匀的排架结构柱基的沉降量,也可预估建筑物在施工期间和使用期间的地基变形量:沉降差主要用于计算框架结构相邻柱基的地基变形差异;倾斜主要用于多层或高层建筑和高耸结构物的倾斜值控制:局部倾斜主要用于计算砌体承重墙因纵向不均匀沉降引起的倾斜。

3相邻建筑的基础的处理方法

(1)建筑结构处理:确定相邻建筑物基础处理方法时,应重视在建筑、结构设计甚至施工中采取措施,如果在建筑、结构设计及施工中处理得当,可减少对地基的处理,节省造价。

使地基发生不均匀沉降的主要因素之一是基础承受的上部荷载不均匀,选择合适的结构措施可减少基础的不均匀沉降。

通过减轻墙体的质量,采用轻型结构和采用扭土少而自重轻的基础以减少建筑物的基底压力;设置地下室或半地下室,以减少基底的附加应力;控制建筑物的长高比和适当加密横坡、设里圈梁或增强基础的刚度,以增强建筑物的整体刚度,防止产生过大的扭曲变形。

(2)施工措施处理:施工时精心组织施工,严格按照设计方案进行处理。在施工时如因场地狭小等原因,不能满足设计要求时,应采取适当的施工措施(如:分段施工、设置临时加固支撑、打板桩、设底下连续墙等),在基础开挖时,不要扰动基底土的原来结构,通常在坑底保留约200mm厚的原土层,待垫层施工时铲除。如发现坑底土己被扰动,应将己扰动的土挖去,并用中粗砂、碎石回填夯实。

当建筑物存在高、低或轻重不同部分时,应先施工高层及荷载重的部分,后施工轻、低层部分。如果在高低层之间设置后浇带时,应最后施工后浇带,以调整高低层之间部分沉降差异。

(3)新旧建筑基础之间只设沉降缝:一般低层办公、住宅房且若地质均匀,持力层耐力标准值Fk80-100kPa,地若沉阵量很小,只需加强相邻最外一开间建筑刚度,地基可不作加固处理。多层办公、住宅建筑若地质均匀,持力层地耐力标准值Fk120-180kPa,地基沉降很小,只需加强相邻最外一开间建筑刚度,地基可不作处理;否则,应处理地基或调整新旧建筑物的距离,建议采用悬挑基础或灰土挤密桩加固处理。但应注意:当旧建筑物刚度小、质量差、稳定性低时,应先加固旧建筑后再进行新建建筑的施工。当沉降缝为双墙式时,在沉降缝两侧都有承重地,以保证每个建筑物都有纵横墙封闭连接,使建筑物的整体性能较好,但这时应考虑由此给基础带来得偏心受力的问题。当沉降缝采用悬挑式时,为了让沉降缝两边墙身的基础能够自由沉降,而又互不影响,应当用挑梁基础的办法解决,既在沉降缝一侧不作处理,而另一侧的纵墙有悬挑的基础承担,挑梁端上的隔坡应尽量采用轻质材料,以减少对挑梁的压应力,可用于新建或新旧两相邻建筑物的基础处理。

(4)桩基础适用于软弱地基处理,但应考虑群桩效应和桩基下软弱下卧层的验算。

(5)悬挑基础,当地质情况或旧建筑物自身条件不满足上述第1条的要求,两楼之间不允许留距离时,应采用悬挑基础的方式解决,如条基加挑梁或筏基加挑梁,不论哪一种悬挑方式,都必须先满足变形和强度的要求,地基净反力必须满足Pmax l.2f的要求。

(6)地基强度不满足上述几条要求可采用如下局部处理方法:

①若原设计局部为条形基础,可把基础局部扩大为整体基础,以满足上部荷载对地基的要求,亦可在局部地基底下采用地基加固,按键筑地基处理技术规拟(JGJ79-1991)进行处理,使之达到与原地基净反力接近的要求;

②若原设计为筏基,可在局部基底下采用地基处理使满足承载力的要求,不论选择嘟种处理方法都必须满足Pmax≤1.2f;

③局部桩基处理,由于深浅基础混用,一定要该,,建议最好不用,若使用也只能用小直径桩,桩长一般从基底下算起3-4m,只考虑摩擦力,不计端承力。

结语

通过本文的分析与探讨,明确了沉降的相互影响对应力扩散、沉降的控制,对相邻建筑物基础受力的处理及设计计算方法提出了建议,可供设计人员参考。井建议相邻建筑基础设计时,除满足强度要求外,还应用变形控制计算。

参考文献

[1]陈希哲.土力学地基基础[M].清华大学出版社.

[2](GB50007-2002),建筑地基基础设计规范[S].

[3](JGJ79-91),建筑地基处理技术规范[S].

[4](GB50010-2002),混凝土结构设计规范[S].