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国内外建筑沉降发生了很多工程事故,其实是建筑地基不均匀沉降导致的,从而引发建筑基础和上部建筑产生倾斜等现象,主要是因为各地区的工程地质条件、土层分布、土的物理力学性质不同。
1、地基与基础
地基是指建筑物下面支撑基础的土体或岩体。作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。
基础是指建筑物地面以下的承重结构,如基坑、承台、框架柱、地梁等。是建筑物的墙或柱子在地下的扩大部分,其作用是承受建筑物上部结构传下来的荷载,并把它们连同自重一起传给地基。
2、建筑沉降对不同基础的影响
条形基础:当建筑物采用砖墙承重时,墙下基础常连续设置,形成通长的条形基础。其基础长度远远大于宽度的一种基础形式,形状犹如连续带形,因此也称带形基础。
适用范围:适用于多层民用建筑和轻型厂房。
沉降影响:条形基础会出现裂缝现象,其裂缝宽度较窄,形状呈条状分布。直接表现为裂缝、钢筋外露、门窗变形、墙体出现裂缝、地板不平有斜度等。
独立基础:一般是用来支承柱子的,按基础截面形式又分为台阶式(或阶梯形)基础、坡形基础、锥形基础、杯形基础。
适用范围:当建筑物上部结构采用框架结构或单层排架结构承重时,在地质条件允许的条件下采用独立基础。
沉降影响:改变原始的地下水位、叠加地基的应力以及施工设备的振动等都影响了地基基础的均匀度,直接影响正常使用。
筏板基础:又称筏形基础,由底板、梁等整体组成。筏形基础形象于水中漂流的木筏。井格式基础下又用钢筋混凝土板连成一片,大大地增加了建筑物基础与地基的接触面积。
适用范围:一般用于高层框架、框剪、剪力墙结构,适合于软弱地基和上部荷载比较大的建筑物。是目前采用比较广泛的一种基础形式。
沉降影响:荷载超过地基承载力,筏板基础埋深增加,会弯曲变形,地基不均匀沉降,导致结构裂缝或变形,对建筑物的安全带来严重威胁。
箱形基础:由底板、顶板、钢筋混凝土纵横隔墙构成的整体现浇钢筋混凝土结构。
适用范围:当筏形基础埋深较大,并设有地下室时,为了增加基础的刚度,将地下室的底板、顶板和墙浇制成整体箱形基础。箱形的内部空间构成地下室,具有较大的强度和刚度,多用于高层建筑。
沉降影响:具体表现为地下室墙体裂缝,地下管道暴露,气体、自来水泄漏等问题,最终导致楼体倾斜等问题。
桩基础:通过承台把若干根桩的顶部联结成整体,共同承受动静荷载的一种深基础。按照施工方法可分为钢筋混凝土预制桩和灌注桩。
适用范围:当建造比较大的工业与民用建筑时,若地基的软弱土层较厚,采用浅埋基础不能满足地基强度和变形要求,常采用桩基。
沉降影响:最容易出现的问题就是桩基的不均匀沉降问题,分桩基沉降桩端持力层和下卧层两部分,桩基刺入变形,总的趋势是使桩上部的摩阻力逐渐减少,桩下部的摩阻力和桩端支撑力逐渐增加。当桩的数量较多,桩的布置比较密集,桩间土体中应力较大时,桩上部可能出现负摩阻力,承台下的土体会与承台底面脱开,导致主体结构不均匀沉降。
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地基不均匀沉降将对基础以及建筑物产生很大的危害,它轻则引起建筑墙体开裂,重则引起建筑结构整体或局部倾斜甚至倒塌,威胁到建筑的正常使用及人民生命财产的安全。因此,正确认识不均匀沉降对建筑及基础造成的危害,深入分析事故发生的原因,提出行之有效的防止对策,具有重要的工程实际意义。