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地基沉降是指地基土層在附加應力作用下壓密而引起的地基表面下沉。過大的沉降,特別是不均勻沉降,會使建築物發生傾斜、開裂以致不能正常使用。 建築物和土工建築物修建前,地基中早已存在著土體自身重力的自重應力。建築物和土工建築物荷載透過基礎或路堤的底面傳遞給地基,使天然土層原有的應力狀態發生變化,在附加的三向應力分量作用下,地基中產生了豎向、側向和剪下變形,導致各點的豎向和側向位移。地基表面的豎向變形稱為地基沉降,或基礎沉降。 由於建築物荷載差異和地基不均勻等原因,基礎或路堤各部分的沉降或多或少總是不均勻的,使得上部結構或路面結構之中相應地產生額外的應力和變形。地基不均勻沉降超過了一定的限度,將導致建築物的開裂、歪斜甚至破壞,例如磚牆出現裂縫、吊車輪子出現卡軌或滑軌、高聳構築物傾斜、機器轉軸偏斜、與建築物連線管道斷裂以及橋樑偏離墩臺、梁面或路面開裂等。。 建築地基在長期荷載作用下產生的沉降,其最終沉降量可劃分為三個部分:初始沉降(或稱瞬時沉降)、主固結沉降(簡稱固結沉降)及次固結沉降。
地基基礎沉降對建築物的影響
建築物沉降過大,特別是不均勻沉降超過允許值,影響建築物正常使用造成工程事故在地基與基礎工程事故中佔多數。
(1)牆體產生裂縫。不均勻沉降使磚砌體承受彎曲而導致砌體因受拉應力過大而產生裂縫:八字裂縫;倒八字裂縫。
(2)柱體斷裂或壓碎。不均勻沉降將使中心受壓柱體產生縱向彎曲而導致拉裂,嚴重的可造成壓碎失穩。
(3)建築物產生傾斜。長高比較小的建築物,特別是高聳構築物,不均勻沉降將引起建築物傾斜、倒塌。
建築物均勻沉降對上部結構影響不大,但沉降量過大,可能造成室內地坪低於室外地坪,引起雨水倒灌、管道斷裂,以及汙水不易排出等問題。沉降量偏大,還往往伴隨產生不均勻沉降。不均勻沉降將導致建築物上部結構產生裂縫,整體傾斜,嚴重的造成結構破壞。建築物傾斜導致荷載偏心將改變荷載分佈,嚴重的可導致地基失穩破壞。
造成建築物不均勻沉降的原因:地基土質不均勻;建築物體型複雜;上部結構荷載不均勻;相鄰建築物的影響;相鄰地下工程施工的影響等。