火车的震动对房屋地基的影响及处理措施

摘要：火车震动产生的荷载对地基沉降的影响比较的大，而地基不均匀沉降对房屋建筑的危害也是非常严重，容易造成外墙裂缝、屋面漏水、结构坍塌等严重问题。为了有效确保铁路沿线房屋的安全使用，本文对房屋地基受火车震动的影响进行了分析，并对有效的处理措施进行了探究，以促使地基的稳固，确保房屋的安全使用。

关键词：震动；房屋；地基

中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：

临近铁路沿线的房屋建筑，通常容易受到火车震动的影响，且这种影响在某种程度上非常强烈而频繁，而对于地基条件来讲，其整体状况是复杂多变的，与此同时，铁路沿线旁遮挡阳光的绿色植物非常的少，高温的产生也会对房屋建筑物的昼夜温差造成大的影响。由此一来，铁路沿线的房屋建筑物容易受到较为强烈的影响。其中，火车震动的影响对地基沉降的影响更为严重，而这些都会造成建筑物相关的一些危害，包括外墙裂缝、屋面漏水等，对房屋的美观和使用带来不利。当情况更为危急时，还可能造成房屋的倒塌现象，给人民财产造成的损失非常严重。为此，必须重视火车的震动对房屋地基的影响，并能够依据工程经验对相关问题进行处理和防治，才能更好的确保地基的稳固，而房屋建筑的使用也会更加安全。

一、火车震动造成房屋裂缝产生的原因分析

（一）基础不均匀沉降造成的危害

基础不均匀沉降容易引起上部砌体结构开裂，而这类裂缝的产生最为常见。其引起的开裂大部分为斜裂缝，而上端对下端的基础沉降较大。若墙体中间部分的沉降比两端大，墙体两端部的斜裂缝则呈八字形，非常大的墙体长度中，还会有垂直裂缝的出现。如果墙体两端部的沉降大，斜裂缝则为倒置的八字形。当房屋各部分的荷载差异较大时，重、高部分就会产生较大的沉降，而轻、低部分则会有斜裂缝的产生。

（二）超静定结构的危害

对于框架等超静定结构而言，各柱的沉降差在梁柱等构件中会有附加内力的产生，而铁路沿线的超静定结构是火车传来的震动，各柱之间的震动在时间和幅度上的差异则比较的细微，同时也会有附加内力的产生。在设计荷载及附加内力的影响下，构件的承载能力就会受到较大的影响，梁、柱端和楼板出现的裂缝就会比较明显，从而对房屋结构的整体性造成了严重危害。

二、地基影响的防治措施

（一）设计方面的防治措施

1.建筑措施：房屋建筑的平面形状应力必须规则整齐，而阴角太多、形状复杂，且建筑物有显著的高差或荷载差异的状况更容易促使地基不均匀沉降的发生，应予以避免。通常情况下，软土地区的建筑物发生的裂缝事故，多见于高度或荷载有差异的建筑物上，而那些高、低或轻、重单元连成一体的建筑物发生裂缝事故更为普遍，其中未进行沉降缝设置的建筑物地基发生不均匀沉降更为严重。

2.沉降缝的设置：多层住宅的长度一般控制在55米以上，而长度更大的住宅就必须在适应的部位进行沉降缝的设置；部分建筑物的平面图形非常复杂，且存在层高高差及荷载显著不同的现象，此时要在其转折处、层高高差处、荷载显著不同的部位进行沉降缝的设置；当地基土存在的压缩性差异较大时，或者地基处理方法存在差异时，都必须对沉降缝进行严格的设置。

3.建筑物长高比的控制：对于建筑物刚度而言，长高比作为主要因素对其刚度的确保尤为重要。通常而言，长高比大的建筑物，对地基不均匀变形的调整能力就会比较的差；反之，建筑物长高比控制在一定范围内时，建筑物具备的地基不均匀变形的调整能力就会有所增强。工程实践证明，控制建筑物的长高比为2.5-3之间时，建筑物的相对弯曲就会有效减少，房屋出现裂缝的问题也就会得以避免。4.对相邻建筑物的影响进行考虑：在火车震动荷载及建筑物荷载作用下，建筑物的地基土会有压缩变形问题的产生，而随着基底压力的不断扩散，相邻范围内的土层也会发生压缩变形的问题。对于这种变形问题而言，随着相邻建筑物距离的增加会有所减少。一般来说，软弱地基的压缩性比较的高，如果两建筑物的距离比较得进，造成邻近建筑的倾斜或损坏问题就非常的普遍。

5.纵横墙的合理布置：房屋扭曲的主要受力构件是承重结构的墙身，其地基不均匀变形的调整能力非常重要。对于建筑物整体刚度的影响，很大程度上取决于纵横墙的布置合理与否。如纵墙贯通而横墙密布、犹如空间多肋深梁的建筑物刚度就比较的大，对基础沉降的均匀影响较为有效。对此，确保建筑物的整体刚度，砖石承重结构的纵横墙就应该有所贯通，横隔墙的间距控制在合理的范围内，通常小于建筑物宽度的1.5倍适宜。只有这样，才能促使建筑物整体刚度的增强。

6.圈梁的设置：建筑物的基础和顶层处应对一道钢筋混凝土圈梁进行设置，其它各层可以隔层对圈梁进行设置。设置圈梁的主要作用在于对建筑物整体性的增强，在一定程度上，对裂缝的防止和减少具有重要作用，即便建筑物有裂缝的出现，也会对其进行进一步控制和阻止。

（二）施工方面的防治措施

1.砂浆材料的质量要求：施工过程中所用的砂浆质量至关重要，其品种和强度等级都必须满足设计要求才能进行使用。实践过程中，必须对原材料的进场验收进行加强，不合格的原材料不得使用。与此同时，还要通过计量器对其进行严格检测，并委派专业人员对其原材料的计量工作进行监控。

2.砖材料的施工要求：砖体组砌形式必须依据所砌部位的受力性质及材料的规格进行确定，一般可以采用一顺一丁、上下顺砖错缝的砌筑方式进行实施，由此可以较好的对砌筑墙的整体性进行提高。当对半砖进行使用时，可以将半砖分散砌于墙中，并满足搭接1/4砖长的要求进行砌筑。

3.直槎与阴槎：如果建筑物构造柱马牙槎设计不标准，墙体的抗震性和整体性就会受到严重影响。为了使构造柱马牙槎高度得以确保，则不能超过标准砖五皮，多孔砖三皮。抗震设防地区及转角间断处不能直接留直槎，在任何情况下都不能对阴槎进行留设。

4.对拉结筋的设置：砖砌筑之前，施工人员必须对技术交底工作进行实施，同时依据设计标准对拉结筋进行加工。通常，拉结筋埋入墙内、伸出墙外、上下间距所设定的长度均为0.5m适宜。抗震构造柱的埋入长度为1m，半砖墙放一根，一砖墙放两根。施工中，对8-12mm的水平缝进行考虑，必须确保水平缝的饱满度，拉结筋可以对直径为6.5mm的I级钢筋进行选用。

5.建筑物沉降的观测：在工程施工期间，必须依照要求及规范标准对建筑物沉降进行严密观测。在主体结构的施工阶段，沉降观测在每结构层中不得少于一次，对于封顶后的主体结构，沉降观测2个月不得少于一次。作为监理单位，还要对相关内容进行复查，并在质量评估内容中进行相关资料的列入，确保工程整体结构的有效实施。

结束语

总而言之，火车行驶产生的振动荷载对地基沉降的影响非常严重，而随着地基沉降的进一步发展，周围建筑物的结构整体就会受到影响，产生裂缝等严重事故，从而影响了房屋的使用安全性。对于铁路的畅通运行而言，铁路房屋建筑物的安全非常关键。为此针对火车震动产生的荷载对房屋地基的影响，还需进一步探讨和研究，并通过工程实践和经验积累，更好的对存在的问题进行处理和防治，以便最大程度的促使房屋地基的稳固和安全，并确保房屋建筑的有效使用。

参考文献：

[1]宫全美.地铁行车荷载作用下地基土动孔隙水压试验研究[J].岩土力学与工程学报，2001，20(增1)：1154-1157.

[2]曹炳政，罗奇峰，马硕等.神户大开地铁车站的地震反映分析[J].地震工程与工程振动，2002，22(4)：102-107.

[3]陈上有，夏禾，战家旺.变速移动荷载作用下简支梁的动力响应分析[J].中国铁道科学，2007，28(6)：41-46.

[4]潘昌实，谢正光.地铁区间隧道列车振动测试分析[J].土木工程学报，1990，23(2)：25-27.

[5]高峰.铁路隧道列车振动响应分析[J].兰州铁道学院学报，1998，17(2)：6-1l.

[6]铁道部第三勘测设计院.TB 10002.5-99铁路桥涵地基和基础设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2000.