附加沉降對既有建筑的影響

蒯琪

摘 要：《土力學(xué)中》提出的經(jīng)典角點法只針對新建基礎(chǔ)周圍的沉降量，而無法得到臨近區(qū)域的沉降。本文依據(jù)彈性理論中的地基基礎(chǔ)附加應(yīng)力計算公式，結(jié)合分層總和法，可以計算新建建筑物（荷載）鄰近區(qū)域的地面變形（沉降）。

關(guān)鍵詞：沉降 彈性力學(xué) 建筑

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）02（c）-0061-02

隨著城市建設(shè)不斷推進，樓群之間間距越來越小，所用建筑物料卻日益增加。目前研究重點關(guān)注地下工程開挖、降低地下水位對既有建筑物的影響，卻忽視了在建筑施工期間，由于不良施工組織引起的不均勻性沉降。開挖后的地基土、建筑垃圾等隨意堆放，由此產(chǎn)生的荷載將引起周邊建（構(gòu)）筑物產(chǎn)生不均勻沉降、傾斜等風(fēng)險，構(gòu)成嚴重的安全威脅。上海市存在大量密集性高層建筑，臨近海域，地下水位淺，是典型的軟土地基地區(qū)，因此相鄰荷載引起既有建筑物地基附加應(yīng)力的增加而引發(fā)的附加沉降量不容小視。進一步分析這種沉降的影響因素，控制對既有建筑物產(chǎn)生的風(fēng)險，具有重要的工程意義?！锻亮W(xué)中》提出的經(jīng)典角點法只針對新建基礎(chǔ)周圍的沉降量，而無法得到臨近區(qū)域的沉降。本文依據(jù)彈性理論中的地基基礎(chǔ)附加應(yīng)力計算公式，結(jié)合分層總和法，可以計算新建建筑物（荷載）鄰近區(qū)域的地面變形（沉降）。

1 地基附加應(yīng)力計算

根據(jù)彈性力學(xué)假設(shè)，地基基礎(chǔ)視作一個半無限彈性體，其表面受法向集中力P時，半無限體內(nèi)任一點（x，y，z）豎向壓應(yīng)力：

式（5）積分難以通過積分計算得到解析解，但工程使用上只需要確保精度的數(shù)值解并且沉降量是有限值，所以數(shù)值積分方法規(guī)避了精確求解的問題。

3 算例

本算例共有3個土層，壓縮模量從地表往下分別為MPa，MPa，MPa，厚度分別為，，。新建建筑地基形狀為圓形，半徑為1.5m，受均布荷載q=120kPa，既有建筑地基形狀為圓形，半徑1.5m，修正系數(shù)。

編制Matlab程序，將直徑等分為200等份，對式（4）進行該程序進行數(shù)值三維積分，帶入式（5），可得到運行結(jié)果，如圖3。靠近新建基礎(chǔ)一側(cè)沉降量約為3.5mm，遠離的一側(cè)沉降量約為1mm，傾斜斜率約為0.002。

4 結(jié)語

本文通過彈性力學(xué)理論解決了角點法無法計算基礎(chǔ)區(qū)域外的沉降量，通過Matlab數(shù)值三維積分解決了彈性力學(xué)公式無法求解解析解的問題，并通過算例證明此方法切實可行。

參考文獻

[1] 中華人民共和國建設(shè)部.GB50007-2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[2] 李遇春.彈性力學(xué)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

[3] 東南大學(xué)，浙江大學(xué)，湖南大學(xué)，等.土力學(xué)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.