地基和基礎(chǔ)的影響關(guān)系分析
內(nèi)容提要：地基土中的應(yīng)力情況分析，地基變形對建筑物上部結(jié)構(gòu)的影響，建筑物上部結(jié)構(gòu)剛度對地基基礎(chǔ)的影響，地基條件和荷載分布對基礎(chǔ)受力狀況的影響及措施。
主題詞：建筑物，地基，基礎(chǔ)
建筑物、地基、基礎(chǔ)是相互聯(lián)系又相互影響的三部分，在進行建筑結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)設(shè)計時，應(yīng)把三者作為一個整體來分析，即考慮建筑物、地基、基礎(chǔ)的共同工作。地基和基礎(chǔ)是密不可分的兩部分，在工程實踐中，復(fù)雜多變的地基條件，構(gòu)成了相當(dāng)復(fù)雜的力學(xué)問題，地基和基礎(chǔ)的影響關(guān)系也更為復(fù)雜。
1、地基土中的應(yīng)力情況分析
地基隨著基礎(chǔ)和上部建筑物傳來的荷載，使土中原有的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，從而引起地基土的變形，導(dǎo)致建筑物的沉降，傾斜或水平λ移。土中的應(yīng)力按引起的原因來分為兩種，一種是土本身自重引起的自重應(yīng)力，還有一種是由建筑物荷載引起的附加應(yīng)力，因為土體是由固體顆粒構(gòu)成的骨架，以及由水和氣充填的孔隙所組成，土中的應(yīng)力為土骨架的有效應(yīng)力，它會促使孔隙水從壓力高的部λ向壓力低的部λ流動，因此孔隙水應(yīng)力會隨著時間而逐步消失，消散了的孔隙水應(yīng)力向土骨架轉(zhuǎn)移，有效應(yīng)力隨著時間慢慢提高，建筑物建造前，土中的應(yīng)力是由土體本身自重引起的，作用于水平面上的豎向自重應(yīng)力和剪應(yīng)力，在豎直面上還有水平向的側(cè)向自重應(yīng)力，這樣就會發(fā)生側(cè)向λ移和剪切變形。在實際工程實踐中，尤其是施工中，需要考慮這些。
建筑物荷載引起的附加應(yīng)力，附加應(yīng)力有兩種情況：一種是豎向集中力下地基附加應(yīng)力，另一種是均布荷載作用下的地基附加應(yīng)力，它的產(chǎn)生與基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式和上部建筑物結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系。附加應(yīng)力是由于建筑物的建造而產(chǎn)生新增加的應(yīng)力，它是由局部荷載引起的，深度逐漸擴散而減少，它的計算是建立在以彈性理論為依據(jù)的布西標斯克解基礎(chǔ)上的，分布與地的性質(zhì)無關(guān)。這樣土的應(yīng)力包括豎向應(yīng)力、水平向應(yīng)力和剪應(yīng)力，在計算地基的沉降時要考慮的豎向應(yīng)力，在分析地基穩(wěn)定性時，主要考慮剪應(yīng)力，對于這些力的分布規(guī)律、相對大小的λ置，以及荷載分布對土中應(yīng)力的影響都應(yīng)有一定的清晰的了解。
2、地基變形對建筑物上部結(jié)構(gòu)的影響
地基變形主要由于地層上在建筑物荷載下的壓縮面引起的，大小的不均勻沉降，會給建筑物帶來不良的后果，而計算地基變形，主要的總是粘性土的壓縮，特別是深層軟粘土的壓縮，而粘性土的壓縮較大，又要經(jīng)過較長時間的才能穩(wěn)定。產(chǎn)生不均勻沉降的原因，地基方面的原因有很多方面，土的高壓縮型、黃土的濕陷性、膨脹土及軟硬不均，荷載分布的不均勻或建筑物體形復(fù)雜等因素也會引起不均勻變形。當(dāng)?shù)鼗淖冃纬^了建筑物的承受能力時，將使建筑物開裂損壞。 混合結(jié)構(gòu)房屋對地基的不均勻變形是很敏感的，裂縫的形態(tài)很多，常見的有兩種：如果中部沉降大，兩端沉降小，墻體發(fā)生正向撓曲，則裂縫呈倒“八”字形。裂縫呈45度左右并傾向于沉降大的一方，經(jīng)常在墻體剛度消弱的墻角處首先開裂，一般的超靜定結(jié)構(gòu)對地基的不均勻變形較為敏感，即不均勻沉降會在結(jié)構(gòu)內(nèi)引起較大的附加應(yīng)力，剛度愈大，敏感性也愈大，如果結(jié)構(gòu)本身的強度儲備不足，就很易開裂，反之，靜定結(jié)構(gòu)如排架、三鉸拱等結(jié)構(gòu)，對地的不均勻變形有很大的適應(yīng)性，即使有較大的不均勻沉降，也不會在結(jié)構(gòu)中引起多少附加應(yīng)力。
3.建筑物上部結(jié)構(gòu)剛度對地基基礎(chǔ)的影響
建筑物剛度對地基變形的影響較大，當(dāng)建筑物為絕對剛度，地基只能產(chǎn)生均勻變形，當(dāng)建筑物為完全柔性時，地基產(chǎn)生很大的撓曲變形，實際上，建筑物的剛度介于絕對剛性和完全柔性之間，建筑物的剛度約束了地基的變形。由于基礎(chǔ)的撓曲不同，基礎(chǔ)內(nèi)力也將有很大的的差異，對于柱下條形基礎(chǔ)，如果建筑物剛度極大，對條形基礎(chǔ)來講，相當(dāng)于在各柱柱腳處有一不動支座，在地基反力作用下，基礎(chǔ)只產(chǎn)生局部撓曲變形，還將產(chǎn)生整體撓曲。在是常工作實踐中，煙囪、高¯等整體構(gòu)筑物可認為是絕對剛性的，剪力、墻體系的高層建筑是接近絕對剛性的，單層排架和靜定結(jié)構(gòu)可看作是接近完全柔性的。
4.地基條件和荷載分布對基礎(chǔ)受力狀況的影響
基礎(chǔ)的受力狀況，還受到地基條件、荷載分布以及基礎(chǔ)本身剛度等影響，當(dāng)?shù)鼗膲嚎s性明顯不均勻時，基礎(chǔ)的受力狀況便會發(fā)生變化，對條形基礎(chǔ)來說，如果地基中部硬、兩邊軟時，條形基礎(chǔ)原來正向撓曲部分，可能變?yōu)榉聪驌锨喾�，如果地基中部軟，兩邊硬，其結(jié)果將大大加劇正向撓曲程度，荷載分布不妥當(dāng)同時會造成不均勻沉降，從而影響地基的受力狀況。
在基礎(chǔ)受力分析中，如何選擇基礎(chǔ)的類型和確定基礎(chǔ)底面尺寸成為一個重要問題。基礎(chǔ)底面尺寸和類型較多，可根據(jù)實際情況進行選擇，一旦確定，需要進行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計與計算�；A(chǔ)必須具備足夠的強度和耐久性，但基礎(chǔ)的受力狀況相當(dāng)復(fù)雜，同一基礎(chǔ)在不同地基上，其內(nèi)力不會相同，同一地基不同上部結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)的內(nèi)力也不相同。計算基礎(chǔ)內(nèi)力，基底接觸壓力的分布十分重要，一旦確定后，基礎(chǔ)內(nèi)力也就容易計算。
根據(jù)上面所述，當(dāng)建筑物的不均勻沉降過大時，將使建筑物受損，為了防止或減輕不均勻沉降的Σ害，我們一般采取以下措施。
（1）建筑措施。
建筑物體型簡單，體型是指平面形狀和立面高差，越簡單 Σ害就越��；增強建筑物整體剛度，衡量指標是建筑物的長度和高度比值，長高比越大，整體剛度越差，反之長高比小，剛度就大，抵抗彎曲和調(diào)整不均勻沉降能力就強；設(shè)置沉降縫，能將建筑物與基礎(chǔ)分割為多個獨立的，體型簡單，長高比較小的沉降單元；相鄰建筑物應(yīng)間隔一定距離，調(diào)整建筑標高，使標高不發(fā)生太大變化。
（2）結(jié)構(gòu)措施
根據(jù)建筑實際，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式，在基底壓力中，減輕建筑物和基礎(chǔ)自重，能有效地減少沉降，通過設(shè)置地下室或半地下室，減少或調(diào)整基底附加應(yīng)力，以減少沉降；加強基礎(chǔ)剛度和設(shè)置圈梁，能適宜地減少沉降。
除上述措施處，在工程實踐中，采取一定的施工措施，也可減少地基不均勻沉降等。地基和基礎(chǔ)之間受力較為復(fù)雜，以上對此僅僅簡述而已
