1、地基不均匀沉降导致建筑开裂分析 【摘要】地基不均匀沉降对建筑结构产生的危害重大,本文以工程实例,分析了因为邻近建筑的施工,对已有建筑产生的影响。 【关键词】地基不均匀沉降;裂缝? The foundation asymmetry sink to decline to cause a building to open crack analysis Zeng Chao-hui (Hunan Province power company logistics service center Changsha Hunan 410001) 【Abstract】The foundation asymmetry2、 sink to decline to building structure creation of endanger graveness, this text with engineering solid example, analysis because of close by building of construction, to have already have building creation of influence. 【Key words】The foundation asymmetry sink to decline;Crack 1. 引言 地基不均匀沉降是引起土木、建筑3、工程事故的主要原因 之一。混凝土结构、砖混结构建筑物曾发生了较多因不均匀沉降导致建筑物开裂的例子。尤其在近年来,随着城市区域的不断扩张,建筑用地的规模不断增大,城市建筑的得到了迅速发展。但是在建筑施工过程中,因为基础开挖,放炮施工导致周围建筑受损的情况屡见不鲜。特别在地质较为复杂的情况下,尤其容易引发相邻建筑的地基不均匀沉降,对结构造成安全隐患。 2. 建筑结构基础不均匀沉降的表现形式 当地基基础产生不均匀沉降时,其表现形式大多是底层墙体开裂,严重时可能向上继续延伸。斜裂缝一般发生在建筑物纵墙的两端,或建筑物的中部以及建筑物的阳角。斜裂缝成因是由于地基局部沉降,使墙体承受较大的剪力,当砌体受拉4、应力超过其抗拉强度时,即发生断裂;水平裂缝多发生在窗间墙。当发生局部不均匀沉降时,沉降单元上部受到阻力,使窗间墙受到较大的水平剪力,当砂浆强度不足以抵抗该剪力时,即发生水平裂缝。垂直裂缝大多在较宽窗的窗台中部。当发生不均匀沉降时,窗间墙因受荷载较大,窗台因其上负有窗重,荷载很小,因此窗台墙相当于反梁而窗间墙相当于反梁支座,窗台墙因反向变形过大而开裂,上宽下窄。 3. 地基不均匀沉降的原因 由基础沉降计算公式: S?2hEs,分析可知:附加应力?2、地基压缩层厚度h以及地基土的压缩模量Es相差悬 殊,是导致地基不均匀沉降的本质因素;土体中孔隙的存在是土体具有可压缩性、导致建筑物沉降的内在原因;基5、底附加应力p是引起地基土压缩、导致建筑沉降的外因。具体来说,引起基础不均匀沉降的原因可分为下列几类: 3.1 地基土本身的不均匀性。 地基土并不是单一的匀质材料,但在设计中对其作了简 化假定,使其单一化理想化,表达为土的容重r、压缩模量E、密实度等,这样就使计算与实际有一定的误差。因此,尽管设计时计算得很认真,也并不能保证建筑物能够完全均匀沉降。 3.2 施工中出现的问题。 由于施工时地基处理的不好,或因地质勘探不细,没有发现地下的某些不良地质现象,如暗洪、坑洞等,因而未作处理或处理不善,从而引起地基的不均匀沉降。 3.3 建成后使用过程中的意外影响。 由于地下水管的大量漏水引起地基局部下沉,6、或因为临 时的大量的地面堆载而引起局部下沉,另外还有相邻新建筑 产生的影响等。 3.4 计算过程中的不正确因素的影响。 主要是计算过程中,沉降经验系数的取值及一些人为的 计算方法选择的影响。 3.5 地基面积安全储备的不同。 在具体设计中,对承受外荷载较大的部分,设计者会给予精确计算,而对外荷载较小的部分,往往会采取估算方法,并给予相对较大的富余量,而这恰恰是不可取的。 3.6 地基处理方法选取不当。 地基处理方法多种多样,每种处理方法都有各自适用的范围,并且对不同的工程要求处理的效果也不相同。不同地区的地质条件千差万别,同一地区的不同工程或者同一工程的不同部位地质条件也不尽相同,因此有可能需7、要同时运用多种地基处理方法,但为了施工方便,实际工程中有可能会使用同一方法处理不同软弱地基,而这往往是造成差异沉降的隐蔽因素。 3.7 建筑结构设计不当。 一般结构设计时,都会验算地基承载力,使其满足要求。但常常忽略地基承载力之内的地基差异变形,当基础相邻部位的上部荷载差异较大,又没采取相应的地基处理措施时,往往都会产生差异沉降。 4. 工程分析 针对上述3.3提及的结构在建成使用过程中的意外影响,结合工程实践讨论邻近建筑施工所产生的基础不均匀沉降问题。 4.1 工程概况。 受损结构为某学校的体育馆与学生食堂,该两栋建筑均 建于上世纪80年代,其中体育馆为框架与排架混合结构,基础为柱下独立基础8、,学生食堂为砖混结构,条形基础,使用状态一直较为正常。因办学规模的扩大,学校在体育馆及学生食堂附近新建了学生宿舍。在基础施工阶段,体育馆与学生食堂墙体发生了不同程度的开裂。 4.2 裂缝分析。 对体育馆及食堂进行了现场调查与分析,并进行了建筑沉降观测。其中体育馆裂缝可分为二类,食堂裂缝可分为三类,均与建筑的不均匀沉降有关,描述如下: 体育馆裂缝: (1)外墙靠近柱顶端附近,从墙角发生,成45夹角的斜向裂缝。根据沉降观测,结构部分测点出现倾斜,对墙体产生牵拉力,当主拉应力大于墙体的极限抗拉强度时,造成墙体出现接裂缝; (2)内墙廊道楼梯间与体育馆之间产生竖向裂缝,该建筑为对称结构,中间廊道楼梯间为框架结构,南北体育馆为排架结构,廊道与羽毛球馆设置有伸缩缝,由于体育馆出现侧向倾斜,导致内墙出现竖向裂缝。 学生食堂裂缝: (1)门窗洞口附近及部分墙体出现的斜向裂缝,此类裂缝宽度一般小于1mm; (2)沿墙角处产生的竖向裂缝,此类裂缝宽度在36mm;