基坑降水对周围建筑物不均匀沉降的影响.doc

基坑降水对周围建筑物不均匀沉降的影响 　　摘要：首先论述了基坑降水对建筑物不均匀沉降的不良影响，接着阐述造成不均匀沉降的微观机理，太沙基和BIOT固结原理，以及常用的地基最终沉降的计算方法。讨论了因降水引起的地面不均匀沉降计算方法，并举工程实例证明。 　　关键词：不均匀沉降 基坑降水 自重应力 　　Abstract: This paper first discusses the foundation pit dewatering uneven settlement of building the adverse impact, then elaborates cause the uneven settlement of microscopic mechanism, too sand BIOT consolidation and the principle and common foundation of the final settlement calculation method. It discusses the precipitation of the ground caused by uneven settlement calculation method, and engineering examples show. 　　Key Words: uneven settlement, foundation pit dewatering, gravity stress 　　中图分类号：TU472 文献标识码：A 文章编号： 　　 　　1 概述 　　 基坑工程降水对周围地表沉降的影响己引起广泛关注，地面沉降对环境和工程危害极大，将导致地面及建筑物的裂缝、基础下沉、房屋倾斜和地下管网无法正常使用(严重的引起断裂)。 　　 随着经济建设的迅速发展和城市人口的快速增长,需要在城市中抽取大量地下水,由此引起了愈来愈多的城市出现地面沉陷这一环境问题。大面积的地面沉降将可能致使地表建筑设施发生变形,产生裂缝;地下管线设施损坏,造成严重的危害。国外许多大城市,如墨西哥、东京、纽约等,都发生了严重的抽水地面下沉;据统计,目前我国已有50多个城市不同程度发生了由于抽水而引起的地面沉降和变形[1]。为了防治抽水地表沉降的危害,应当正确预计抽水所引起的地面下沉及变形值,很多城市对这问题进行了大量研究。 　　2 降水引起的沉降分析 　　2.1微观三相分析 　　 粘性土颗粒外围是一层薄膜水。土粒间的接触往往是以薄膜水为中介，通过薄膜水将力传给相邻土粒。受力后，接触点处的薄膜水部分地被挤开，土粒靠得更紧，总体上就表现为土体的压缩。土中的水，压缩性也很小，可以认为是不可压缩的。在饱和土体中，土的压缩 　　土粒错动必须与水的挤出相联系。只有水被挤出，土受力前；受力后骨架才能压缩。而粘性土中水的挤出是需要时间的，这取决于土的渗透性。水的存在使骨架的压缩延缓。土中的空气具有两重性质：一是可以压缩，二是可以流动排出。这两种性质都会导致土体的压缩。土孔隙中的空气，就像无数的小气球，受力后气球立即收缩；另一方面收缩后的气球的气压升高，与外界大气之间形成压差，就使空气逐步流出。气体的压缩虽然也有一个过程，但很短，可以认为是立即完成的；气体的排出，对砂土、砾石也是较快的，但对粘性土则要一个较长的过程。非饱和土受压后，一部分变形是立即完成的，就是由于空气的压缩；而另一部分变形则缓慢进行，这是孔隙中的水和空气的逐步排出。[2] 　　2.2太沙基一维固结原理，真三维固结 　　 太沙基(1923)给出了土体的一维固结理论和一维固结微分方程，并认为地层压缩取决于孔隙水压力的消散，其渗流符合达西定律。截止目前，这一方法采用比较广泛，但其假设条件过于苛刻，即仅考虑了孔隙水位对粘性土层压缩的影响，而对土层的不均一性和岩性对土层压缩的影响，在此理论中难以得到反映，所以通过反算的参数与实验室获取的值往往相差较大。 　　 Biot(1941)根据有效应力原理，土的连续条件和平衡方程，直接从弹性理论出发给出了Biot固结理论模型。该模型从理论上说是严格的，它不仅考虑了孔隙水压力(孔隙水位)的分布情况，而且考虑了任何复杂的边界条件、荷载条件、土层情况等。[3] 　　2.3沉降计算 　　基础最终沉降量计算方法有弹性理论法，分层总和法，应力历史法，应力路径法和斯肯普顿―比伦法，其中以分层总和法较为方便实用，采用侧限条件下的压缩性指标，以地基压缩层深度范围内的各分层计算压缩量加以总和。第二以规范修正公式最为接近实测值，它运用了简化的平均附加应力系数，规定了合理的地基变形计算深度，还有配套的各种变形特征的建筑物地基变形允许值。在国际上，黏性土地基表面沉降大都采用斯肯