解决相邻建筑地基沉降影响的方法

解决相邻建筑地基沉降影响的方法
摘要：针对相邻建筑物在地基中产生的沉降相互影响的问题，从新旧建筑物的强度、刚度、结构类型，地质情况、荷载大小等方面进行分析和探讨，提出来不同类型结构的处理方法和设计计算依据。

关键词：相邻建筑物地基基础沉降应力
一、问题的提出
随着建筑业的迅速发展，建筑用地日趋紧张，尤其城市用地紧张程度更为突出，使得一栋房屋紧邻另一栋房屋建造的现象较为普遍。

两栋房屋紧紧相连，使用同一基础，要么设一道沉降缝，各用一半基础，要么采用悬挑基础或桩基础，或采用局部地基加固处理，总之，这种现象普遍存在。

尤其是一些设计和建设单位只注意一些新建房屋基础比原房屋基础浅埋，两基础间净距一般取基础底面高差的1--2倍。

在设计中不是不考虑沉降量对相邻建筑物的影响，就是过多地考虑这种影响，把新建房屋地基局部加固处理的过强，经常会出现开裂问题，不是新建房屋开裂就是原有房屋开裂。

因此，对如何处理好相邻建筑物地基沉降，避免房屋出现破坏问题，有必要进一步研究和探讨。

二、相邻荷载对基础影响的因素
1、相邻建筑物的影响因素很多，如：新旧建筑物的上部荷载、结构形式、自身刚度、强度、稳定性、使用年限、基础形式、建筑类别、土质性质等都是引起建筑物破坏的因素，到底哪一个是决定性因素，应根据不同情况进行具体分析。

本文仅讨论新建房屋对原有房屋的应响。

建筑物的荷载是通过基础传给地基，在地基土层中引起的附加应力具有扩散作用，在地面下面某一深度的水平面上各点附加应力不相等，在均布荷载合力作用线（即基底中心线）上应力最大，两侧逐渐减小；距地面越深应力分布范围越广，在同一垂直线上的应力随深度变化，超过某一深度后愈深应力愈小。

地基的附加应力是裂缝开展的外因，但不论其应力多大，只要原有建筑物抵抗变形能力强，就不致于出现开裂。

因此，原有房屋自身具有足够的刚度、强度和稳定性是房屋不被破坏的内因。

2、附加应力的大小取决于地基与基础的相对刚度、荷载大小及分布情况、基础埋深和土的性质以及施工时间间隔等多种因素。

因此，新建房屋对原有房屋地基产生影响的主要因素是荷载大小和地基土性质。

三、相邻建筑物沉降的有关数据
1、建筑物的沉降是一个十分复杂的问题。

通常认为，一般建筑物在施工期间完成的沉降量；对于砂土可认为其最终沉降基本完成，对于低压缩粘土可认为已完成最终沉降量的50%-80%，对于中压缩性土可认为已完成最终沉降量的
20%~50%，对于高压缩性土可认为已完成最终沉降量的5%~20%。

因此，根据相邻建筑物预估沉降量已完成情况可以计算出新旧房屋下的附加应力所引起的沉降及其影响。

图1为相邻基础对地基附加应力的影响示意图。

2、沉降计算
《建筑地基基础设计规范》（GBJ50007-2011）第5.2.5条规定：
上式表明。

地基的最终沉降量取决于基地附加应力p0,基础底面各土层上的压缩模量Esi,基底下各土层厚度Zi及平均附加应力系数，。

可以看出，各土层的平均压缩模量越大，沉降量越小；基底附加应力越小，沉降量越小。

因此，我们认为相邻地基沉降影响较大小取决于两建筑物的最终沉降量的大小。

3、房屋的变形特征分为；沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜4种。

他们的作用分别是：沉降量主要用于计算独立柱基础和地基变形较均匀的排架结构柱基的沉降量，也可预估建筑物在施工期间和使用期间的地基变形量；沉降差主要用于计算框架结构相邻柱基的地基变形差异；倾斜主要用于多层或高层建筑和高耸结构物的倾斜值控制；局部倾斜主要用于计算砌体承重墙因纵向不均匀沉降引起的倾斜。

由变形特征的作用，就可以根据不同的结构形式，确定如何控制变形，由控制值的大小确定建筑是否安全和对相邻建筑物的影响（见表1）
建筑物的地基变形允许值表1
注：（1）H为自室外地面算起的建筑高度（m）；（2）局部倾斜指砌体承重结构沿纵向6~10m内基础两点的沉降差与其距离之比。

四、相邻建筑物基础的处理方法
1、新旧房屋基础只设沉降缝时，一般低层办公、住宅房屋若地址均匀，持力层地耐力标准值fk≥80-100kpa，地基沉量较小，只需加强相邻最外一开间房屋刚度，地基可不作加固处理。

多层办公楼、住宅楼，若地质均匀，持力层地耐力标准fk≥120~180kpa，地基沉降量很小，只需加固相邻最外一开间房屋刚度，地基可不作处理；否则，应处理地基或调整新旧建筑物的距离，建议采用悬挑基础或灰土挤密桩加固处理。

但应注意；当旧建筑物的刚度小、质量差、稳定性低时，应先加固旧建筑后再进行新建房屋的基础施工。

2、桩基础适用于软弱地基处理，但应考虑群桩效应和桩基下软弱下卧层的验算。

3、悬挑基础：当地质情况或旧建筑物自身条件不满足上述条件第一条的要求，两楼之间又不允许留距离时，应采用悬挑基础的方式解决，如条形基础加挑梁或筏基加挑梁，不论是哪一种悬挑方式，都必须先满足变形和强度的要求，地基净反力必须满足Pmax≤1.2f的要求。

4、地基强度不满足上述几条要求可采用如下局部处理方法：1）若原设计局部为条形基础，可把基础局部扩大为整体基础，以满足上部荷载对地基的变形要求，亦可在局部基底下采用地基加固，按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）进行处理，使之达到与原地基净反力接近的要求；2）若原设计为筏基，可在局部基底下采用地基处理使之满足承载力的要求，不论选择哪一种处理方法都必须满足pmax≤1.2f;3)局部桩基处理，由于深浅基础混用，一定要慎重使用，建议最好不用，若使用也只能用小直径桩，桩长一般从基底算起3~4m，考虑摩擦力祖力，不计端承力。

五、相邻基础间的距离
在软弱地基上，当相邻建筑物用地不太紧张时，保证建筑物不损坏的最小距离，可由影响预估沉降和被影响建筑物的长高比来决定（见表2）。

软弱地基上相邻建筑的间隔距离（m）表2
注：1）L为房屋长度或沉降缝分隔的单元长度（m）,Hf为自基础底面起算的房屋高度（m）;2)当被影响建筑物的长高比为1.5<L/Hf<2.0时，其间隔距离可适当减小。

文[1]还给出了不受表2的限制条件；1）两相邻建筑物之一采用长桩时；2）影响建筑物的预估平均沉降量小于7cm时；3）被影响建筑物的长高比满足条件
L/Hf≤1.5时。

六、设计步骤及计算方法
1、收集技资料，如原建筑物的建造年限、安全等级、结构类型、层数、地质情况、基础类型、长高比、抗震设防等级、预估沉降量完成情况等。

2、预估沉降量，新建房屋根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第5.2.5条计算，用角点法计算附加应力。

3、确定设计方案、
（1）先判别所建房屋的沉降量值对原有基础产生的影响是否超过规范定值（见表1），若不超过，可不作处理，若超过，则可比较选用悬挑基础局部处理或采取小桩加固等措施。

(2)计算方法：当采用悬挑基础计算时，悬挑基础长度应由沉降量影响的大小和范围确定，若影响大则悬挑长，影响小则悬挑短，参见图1估算，直到满足表1规定值为止。

(3)验算基底净反力。

若Pmax≤1.2f,地基局部不作处理;若Pmax≥1.2f,应作地基局部处理或调整基础底面积。

局部处理加固后的承载力特征值应满足Pmax≤1.2f要求，不能太高，否则新建房屋会出现裂缝。

局部加固尽量不宜采用桩基，若采用桩基加固时，建议采用小直径桩，其桩长以10-15倍桩径为宜。

七、结论
通过本文的分析与探讨，明确了地基沉降的相互影响对应扩散、沉降控制，对相邻建筑物基础受力的处理及设计计算方法提出了建议，可供设计人员参考。

并建议相邻房屋基础设计时，除满足强度要求外，还应详细计算地基变形，多数情况下地基变形起控制作用。

【参考文献】
[1] 陈希哲，土力学地基基础（第四版）。

清华大学出版社。

2003
[2] 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）。

【作者简介】
[1]王亚茹：1967年2月出生，工作单位；葫芦岛有色冶金设计院有限公司，邮编；125003，职称；工程师，职务；土建室主任，学历；本科，研究方向；土建结构。

[1]于德顺：1964年1月出生，工作单位；葫芦岛有色冶金设计院有限公司，邮编；125003，职称；高级工程师，职务；土建一室主任，学历；本科，研究方向；土建结构。

[1]田之：1969年6月出生，工作单位；沈阳仪表科学研究院有限公司，邮编；110021，职称；高级工程师，学历；本科，研究方向；土建结构。

[1]李长青：1969年9月出生，工作单位；沈阳中盛瑞科工程咨询有限公司，邮编；110021，职称；工程师，学历；本科，研究方向；土建结构。