以D=1 m为例,由图2-9建筑物三维沉降等值线图可知,α成任意值时,基坑开挖所引起建筑物不均匀沉降将导致其产生横、纵墙倾斜和水平位移。为了进行量化,如图2-10所示,O'A'为建筑物纵墙所在位置,O'B'为横墙所在位置,O'C'为建筑物垂直高度方向。A、B为框架纵、横向基础的变形截止点。以建筑物纵墙为例,H为纵墙实际沉降曲线最大值点,将H点相对于A的差异沉降与两点之间的水平距离进行比值,其值定义为纵墙倾斜k,计算结果见表2-2。其中,建筑物横、纵向水平位移方向与基坑横、纵向保持一致。
图2-9 不同角度工况下建筑物和地层三维沉降图
图2-10 纵墙倾斜计算示意图
表2-2 建筑物墙体倾斜和横、纵向水平位移
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由表2-2可知:
(1)当距离D保持不变时,纵墙的倾斜值随着α的增大呈增长趋势。以D=1 m为例,纵墙倾斜值分别为0.42、0.55、0.62、0.7。由此可知,当α=90°时建筑物纵墙变形最大,此时建筑结构位于坑外地层沉降槽最低点上方。当角度α保持不变时,纵墙的倾斜值随着逐渐远离基坑开挖面呈减小趋势。以α=90°为例,纵墙倾斜值分别为0.7、0.67、0.62、0.48。
(2)当距离D保持不变时,横墙的倾斜值随着α的增大呈减小趋势。以D=1 m为例,横墙倾斜值分别为0.34、0.27、0.26。由此可知,当α=30°时建筑物横墙变形最大。当角度α保持不变时,随着其逐渐远离基坑开挖面,横墙的倾斜值在D=9 m处达到峰值。以α=45°为例,横墙倾斜值分别为0.27、0.35、0.37、0.29。此外,对比横、纵墙倾斜值可知,当D≥5 m时,随着α的增大,墙体倾斜形态由横墙倾斜为主逐渐变为横、纵墙倾斜大致相同,最终转变为以纵墙倾斜为主。
(3)当距离D保持不变时,其横向水平位移最大值随着其与基坑边所成角度的增大而逐渐减小。以D=1 m为例,横向水平位移峰值分别为3 mm、2.8 mm、2.5 mm。α保持不变时,其横向水平位移最大值则出现在D=5 m时。以α=60°为例,建筑物横向水平位移依次为2.5 mm、2.87 mm、2.58 mm、2.12 mm。
(4)当距离D保持不变且D≤5 m时,其纵向水平位移最大值随着α的增大呈减小趋势。以D=1m为例,建筑物纵向水平位移最大值依次为19 mm、18.8 mm、18.5 mm、17 mm,而当D≥5 m时,最大纵向位移则出现在α=90°时。当α保持不变时,其纵向水平位移最大值则随着水平距离D的增大,先增大后减小,当α=90°时,最大值出现D=9m处,其余角度时,最大值均出现在D=5 m处。
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