相鄰建筑物地基變形影響分析

侯 躍 華

(北京金河水務建設(shè)集團有限公司,北京 102206)

建筑地基在上部荷載作用下會產(chǎn)生變形，使得建筑物發(fā)生沉降，過大及不均勻的沉降可能導致墻體開裂、建筑物傾斜甚至倒塌[1]，如果周邊建筑物距離較近，還可能導致周邊建筑物損壞[2]，因此，控制地基變形是地基處理設(shè)計中非常重要的一個方面。建筑物的荷載通過基礎(chǔ)傳給地基，在地基土層中引起的附加應力具有擴散作用，由于附加應力擴散分布不僅發(fā)生在荷載面積之下，而且分布在荷載面積相當大的范圍之下[3,4]，因此如果存在相鄰建筑物的話，兩個建筑物荷載產(chǎn)生的附加應力會互相影響對方建筑物的變形。按照GB 50007—2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范，當存在相鄰荷載時，應計算相鄰荷載引起的地基變形，根據(jù)變形的疊加來預測建筑物的最終變形，確定地基處理的方式。

1 基本情況

本工程兩棟建筑南北緊鄰，最近處間隔300 mm，1號樓高59.7 m，基底標高-10.0 m，2號樓高59.7 m，基底標高-11.8 m，兩棟建筑均為筏板基礎(chǔ)。1號樓為剪力墻結(jié)構(gòu)、2號樓為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，具體地基處理要求如表1所示。

表1 1號樓、2號樓地基處理要求

2 設(shè)計參數(shù)

根據(jù)設(shè)計要求及地質(zhì)條件，同時考慮到兩棟樓最近處距離只有300 mm，按照附加應力的擴散作用，需要計算其沉降后的疊加影響，設(shè)計如表2所示CFG樁地基處理樁身設(shè)計參數(shù)。

表2 CFG樁地基處理樁身設(shè)計參數(shù)

3 沉降計算

3.1 計算方式

地基沉降的計算主要有分層總和法、規(guī)范法等，由于規(guī)范法也是一種修正的分層綜合法[5,6]，因此本次計算采用規(guī)范法，按GB 50007—2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范公式5.3.5進行計算，計算公式如下：

式中：s——地基最終變形量，mm；

s′——按分層總和法計算出的地基變形量，mm;

ψs——沉降計算經(jīng)驗系數(shù)，根據(jù)地區(qū)沉降觀測資料及經(jīng)驗確定，無地區(qū)經(jīng)驗時根據(jù)變形計算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當量值、基底附加壓力按表5.3.5取值；

n——地基變形計算深度范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)；

p0——相應于作用的準永久組合時基礎(chǔ)底面處的附加壓力，kPa；

Esi——基礎(chǔ)底面下第i層土的壓縮模量，MPa，應取土的自重壓力至土的自重壓力與附加壓力之和的壓力段計算；

zi,zi-1——基礎(chǔ)底面至第i層土、第i-1層土底面的距離，m；

3.2 沉降計算

1號樓與2號樓為相鄰基礎(chǔ)，在進行地基變形計算時應考慮相鄰荷載引起的變形量，根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》要求，可按應力疊加原理，采用角點法進行計算。

1號樓為“L”形基礎(chǔ)，地基變形計算時將其分成兩個荷載面(1—1和1—2)進行疊加計算，如圖1所示。

表3 1號樓與2號樓互相影響地基變形計算成果表

mm

本次計算采用理正巖土地基處理軟件6.52PB版進行，根據(jù)計算結(jié)果進行疊加匯總，為方便計算單體整體傾斜和兩棟樓的差異沉降，選取典型部位地基變形量如表3所示。

由3表中數(shù)值可得出結(jié)論：

1)1號、2號樓地基變形沉降量均不大于50 mm，計算表明，1號樓單體傾斜小于0.001 5，2號樓單體傾斜小于0.002 0，且1號樓與2號樓中心點和角點沉降差異值均小于30 mm，滿足設(shè)計要求；

2)2號樓中心點，即O點變形最大，達到48.39 mm，但主要由2號樓自身引起；

3)居于兩棟建筑交界處的A點變形僅次于O點，A點的變形主要由2號樓引起；

4)除居于兩棟建筑交界處的點以外，居于建筑物中心位置的O,O1,O3分別為該建筑變形最大的部位，其中O點為2號樓變形最大位置，O1為除居于兩棟建筑交界處的A點外1—1號變形最大位置，O3為1—2變形最大位置;

5)1—1建筑自身引起的變形，A,B,C,D點均相同，且距離中心點O1的距離相同；1—2建筑自身引起的變形，D,E,F,G點均相同，且距離中心點O3的距離也相同；2號建筑自身引起的變形，對于B,H,I,J點均相同，且距離中心點O的距離也相同；但是，與1號樓、2號樓的距離不同，最終引起的總變形不相同。

4 結(jié)語

1)當相鄰建筑比較近的時候，由于存在擴散作用，某一棟建筑會對相鄰建筑產(chǎn)生比較大的沉降影響，有些部位甚至比該建筑自身的影響更大，在實際應用中，必須考慮相鄰建筑對本建筑沉降的影響；

2)對于形狀較規(guī)則的建筑來說，該建筑自身引起的沉降，中間點沉降最大，離中間點越遠，沉降越??；

3)相同距離條件下，建筑物重量對沉降影響很大，建筑物重量越大，相同距離條件下，引起的沉降也越大。