地基和基础的影响关系分析档案号：单 位：姓 名：地基和基础的影响关系分析内容提要：地基土中的应力情况分析，地基变形对建筑物上部结构的影响，建筑物上部结构刚度对地基基础的影响，地基条件和荷载分布对基础受力状况的影响及措施。主题词：建筑物，地基，基础建筑物、地基、基础是相互联系又相互影响的三部分，在进行建筑结构与地基基础设计时，应把三者作为一个整体来分析，即考虑建筑物、地基、基础的共同工作。地基和基础是密不可分的两部分，在工程实践中，复杂多变的地基条件，构成了相当复杂的力学问题，地基和基础的影响关系也更为复杂。1、地基土中的应力情况分析地基随着基础和上部建筑物传来的荷载，使土中原有的应力状态发生变化，从而引起地基土的变形，导致建筑物的沉降，倾斜或水平位移。土中的应力按引起的原因来分为两种，一种是土本身自重引起的自重应力，还有一种是由建筑物荷载引起的附加应力，因为土体是由固体颗粒构成的骨架，以及由水和气充填的孔隙所组成，土中的应力为土骨架的有效应力，它会促使孔隙水从压力高的部位向压力低的部位流动，因此孔隙水应力会随着时间而逐步消失，消散了的孔隙水应力向土骨架转移，有效应力随着时间慢慢提高，建筑物建造前，土中的应力是由土体本身自重引起的，作用于水平面上的竖向自重应力和剪应力，在竖直面上还有水平向的侧向自重应力，这样就会发生侧向位移和剪切变形。在实际工程实践中，尤其是施工中，需要考虑这些。建筑物荷载引起的附加应力，附加应力有两种情况：一种是竖向集中力下地基附加应力，另一种是均布荷载作用下的地基附加应力，它的产生与基础的结构形式和上部建筑物结构有很大的关系。附加应力是由于建筑物的建造而产生新增加的应力，它是由局部荷载引起的，深度逐渐扩散而减少，它的计算是建立在以弹性理论为依据的布西标斯克解基础上的，分布与地的性质无关。这样土的应力包括竖向应力、水平向应力和剪应力，在计算地基的沉降时要考虑的竖向应力，在分析地基稳定性时，主要考虑剪应力，对于这些力的分布规律、相对大小的位置，以及荷载分布对土中应力的影响都应有一定的清晰的了解。2、地基变形对建筑物上部结构的影响地基变形主要由于地层上在建筑物荷载下的压缩面引起的，大小的不均匀沉降，会给建筑物带来不良的后果，而计算地基变形，主要的总是粘性土的压缩，特别是深层软粘土的压缩，而粘性土的压缩较大，又要经过较长时间的才能稳定。产生不均匀沉降的原因，地基方面的原因有很多方面，土的高压缩型、黄土的湿陷性、膨胀土及软硬不均，荷载分布的不均匀或建筑物体形复杂等因素也会引起不均匀变形。当地基的变形超过了建筑物的承受能力时，将使建筑物开裂损坏。混合结构房屋对地基的不均匀变形是很敏感的，裂缝的形态很多，常见的有两种：如果中部沉降大，两端沉降小，墙体发生正向挠曲，则裂缝呈倒“八”字形。裂缝呈45度左右并倾向于沉降大的一方，经常在墙体刚度消弱的墙角处首先开裂，一般的超静定结构对地基的不均匀变形较为敏感，即不均匀沉降会在结构内引起较大的附加应力，刚度愈大，敏感性也愈大，如果结构本身的强度储备不足，就很易开裂，反之，静定结构如排架、三铰拱等结构，对地的不均匀变形有很大的适应性，即使有较大的不均匀沉降，也不会在结构中引起多少附加应力。3.建筑物上部结构刚度对地基基础的影响建筑物刚度对地基变形的影响较大，当建筑物为绝对刚度，地基只能产生均匀变形，当建筑物为完全柔性时，地基产生很大的挠曲变形，实际上，建筑物的刚度介于绝对刚性和完全柔性之间，建筑物的刚度约束了地基的变形。由于基础的挠曲不同，基础内力也将有很大的的差异，对于柱下条形基础，如果建筑物刚度极大，对条形基础来讲，相当于在各柱柱脚处有一不动支座，在地基反力作用下，基础只产生局部挠曲变形，还将产生整体挠曲。在是常工作实践中，烟囱、高炉等整体构筑物可认为是绝对刚性的，剪力、墙体系的高层建筑是接近绝对刚性的，单层排架和静定结构可看作是接近完全柔性的。4.地基条件和荷载分布对基础受力状况的影响基础的受力状况，还受到地基条件、荷载分布以及基础本身刚度等影响，当地基的压缩性明显不均匀时，基础的受力状况便会发生变化，对条形基础来说，如果地基中部硬、两边软时，条形基础原来正向挠曲部分，可能变为反向挠曲，相反，如果地基中部软，两边硬，其结果将大大加剧正向挠曲程度，荷载分布不妥当同时会造成不均匀沉降，从而影响地基的受力状况。在基础受力分析中，如何选择基础的类型和确定基础底面尺寸成为一个重要问题。基础底面尺寸和类型较多，可根据实际情况进行选择，一旦确定，需要进行基础结构的设计与计算。基础必须具备足够的强度和耐久性，但基础的受力状况相当复杂，同一基础在不同地基上，其内力不会相同，同一地基不同上部结构，基础的内力也不相同。计算基础内力，基底接触压力的分布十分重要，一旦确定后，基础内力也就容易计算。根据上面所述，当建筑物的不均匀沉降过大时，将使建筑物受损，为了防止或减轻不均匀沉降的危害，我们一般采取以下措施。（1）建筑措施。建筑物体型简单，体型是指平面形状和立面高差，越简单 危害就越小；增强建筑物整体刚度，衡量指标是建筑物的长度和高度比值，长高比越大，整体刚度越差，反之长高比小，刚度就大，抵抗弯曲和调整不均匀沉降能力就强；设置沉降缝，能将建筑物与基础分割为多个独立的，体型简单，长高比较小的沉降单元；相邻建筑物应间隔一定距离，调整建筑标高，使标高不发生太大变化。（2）结构措施根据建筑实际，选择合适的结构形式，在基底压力中，减轻建筑物和基础自重，能有效地减少沉降，通过设置地下室或半地下室，减少或调整基底附加应力，以减少沉降；加强基础刚度和设置圈梁，能适宜地减少沉降。除上述措施处，在工程实践中，采取一定的施工措施，也可减少地基不均匀沉降等。地基和基础之间受力较为复杂，以上对此仅仅简述而已。