建筑沉降缝对倾及纠偏分析_0.doc

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1、建筑沉降缝对倾及纠偏分析-基础理论【摘要】:根据相邻基础相互作用的分析理论,发展了被沉降缝分隔的两个建筑单元对倾、纠偏的计算方法。纠偏分析分以下步骤进行:纠偏前在有效荷载作用下作没有桩支承的两个相邻单元基础的相互作用分析;纠偏后在剩余荷载作用下作有静压桩支承的两个相邻单元基础的相互作用分析;然后对两个计算结果进行叠加;有效荷载相对总荷载的比例与根据沉降观测资料推算的固结度相当。本文的计算方法可近似考虑单桩极限承载力的影响和沉桩产生的拖带作用。最后对一个工程实例进行了分析,根据倾斜量与桩数的相互关系可确定控制倾斜和纠偏的最佳桩数。关键词:相互作用;对倾;纠偏;沉降缝;固结度收稿1　前　　言

2、近年我国软土地区常出现一些沉降缝两侧建筑物对倾碰顶,造成两侧建筑结构损坏的事故,随后不得不面临纠偏加固问题。而对这方面机理的研究却很少,缺乏有效合理的计算分析方法。对于基础倾斜一般用近似方法计算,假定基础为柔性基础,基底压力线性分布,然后用分层总和法计算基础两端的沉降,两点之间的沉降差除以两点之间的距离即为该基础的倾斜。对于绝对刚性基础,作者已在文献[1]中基本解决了对高层建筑箱形基础倾斜的综合分析问题,提出的方法可综合考虑偏心荷载、基础的埋深效应、荷载的高重心效应、邻近建筑物的相互影响问题。文献[2]进一步实现了相邻桩基础由于相互影响导致对倾的计算分析。本文在文献[1、2]计算方法的基

3、础上,提出了沉降缝两侧建筑物对倾及锚杆静压桩加固纠偏的计算分析方法,并对一个工程实例进行了分析研究。2　相邻基础倾斜计算的基本原理对多层建筑基础的倾斜问题也可近似按刚性基础来分析,假定某被影响刚性基础的基底始终与地基紧密接触,将接触面划分为n个矩形网格,在上部荷载与相邻基础荷载的影响下,考虑基础埋深和建筑物高度对倾斜的影响后,刚性基础地基反力和整体倾斜式中:xi,yi,Ri分别为第i个网格的中点坐标和集中反力;αx、αy、s分别为基础平面坐标原点沿x轴、y轴的整体倾斜值和沉降量;P,Mx,My分别为上部荷载的竖向合力及其对x轴、y轴的偏心弯矩;Δi为相邻建筑物的荷载对各网格中心点产生的附

4、加沉降;[δij]为地基的柔度矩阵,δij表示第j网格的单位荷载对第i个网格产生的沉降,即为各网格单元间的相互影响系数,作为桩基础就是桩—土—桩相互作用系数,对于分层地基模型,可根据Bouss-inesq及Mindlin应力公式用分层总和法求得。I=136b1•D4,b1为矩形箱形基础侧面的计算宽度,由于基础宽度较大,可近似取受力侧面的基础宽度,D为基础埋深;m为地基比例系数;h为上部结构荷载重心的高度。为了对同时建造的A、B两座相建筑的相互影响进行分析,令ΔBA、ΔAB分别为A基础对B基础和B基础对A基础产生的附加沉降。A基础受B基础作用而产生的ΔAB的影响而改变基础变形和基底反力分布

5、,将使ΔBA发生变化,这又最终影响到B基础的分析结果和ΔAB,要最后确定这种影响量,就需要迭代法来分析。具体分析步骤可见文献[1、2]所述。3　锚杆静压桩纠偏计算方法考虑纠偏前后基础受力状况的变化,基础纠偏计算需要按以下步骤进行:3•1　纠偏前的基础倾斜计算基础纠偏计算的基本原理同上,纠偏前的基础倾斜计算,可直接按公式(1)计算,只要将计算荷载取已经转化为有效应力部分的有效附加荷载。即:Pt=U×P=StS∞×P(2)　　式中:U为地基平均固结度,St、S∞分别为加固前的基础沉降和最终沉降。3•2　纠偏后的基础倾斜计算锚杆静压桩纠偏后的基础倾斜计算也可按公式(1)计算,与纠偏前计算不同的

6、,只要将公式(1)中的天然地基的土—土相互作用系数用桩—土—桩相互作用系数代替,将计算荷载取纠偏前尚未转化为有效应力部分的附加荷载,即(1-Pt)。与通常的桩基础不同,纠偏静压桩主要用于控制变形,桩的安全系数很小,相当一部分桩的工作荷载可能相当于单桩极限承载力。而按公式(1)计算的桩顶反力却可能会超过单桩极限承载力,为此对公式(1)进行计算时,采用了荷载截去法(“loadcut-offprocedure”)[3],如果计算结果出现某一桩顶反力大于单桩极限承载力,即令该桩的桩顶反力为单桩极限承载力恒值不变,同时将该桩在公式(1)左边矩阵中删去,将该桩对邻近单元的附加沉降移至右边。3•3　锚

7、杆静压桩用于纠偏时拖带下沉的近似计算锚杆静压桩压桩时拖带下沉对基础倾斜的影响,可通过公式(1)中的参数Δ反映,这里关键是要确定基础下各网格单元中心的拖带下沉量。由于挤土效应,预制桩沉桩对周围土的影响通常出现地面隆起现象,而在软土地区对已有建筑物用锚杆静压桩进行纠偏加固施工时,却常常有附加沉降出现。这一现象是很值得研究的,目前还没有有效的方法进行定量分析。在空旷的场地上,预制桩沉桩对周围土的影响主要表现在挤土效应和沉桩过程中产生的拖带