懸挑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題探討

楊高龍

（河南建基工程管理有限公司 鄭州 450000）

懸挑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題探討

楊高龍

（河南建基工程管理有限公司 鄭州 450000）

在建筑工程中，如何解決多層磚混結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)壓基問題極其重要。本文所述懸挑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，較好地解決了這一難題，完全能滿足設(shè)計(jì)與施工要求，是處理壓基問題的一種安全、經(jīng)濟(jì)的重要方法。

建筑 壓基 懸挑 設(shè)計(jì)

1 概述

壓基問題是指新房緊靠舊房建設(shè)，新房基礎(chǔ)按常規(guī)設(shè)計(jì)將壓在舊房基礎(chǔ)上。一般舊房多為條形基礎(chǔ)，新房可采用樁基或筏基。但是，樁基將破壞舊房條基，施工受到干擾因素較多，而筏基造價(jià)較高，兩種處理方法都有一定的限制。為解決建筑物之間沉降縫的構(gòu)造問題，經(jīng)常采用懸挑方法進(jìn)行處理，其基礎(chǔ)由于懸挑荷載較小，作為構(gòu)造問題，一般無需計(jì)算。但是在壓基問題中，被懸挑的橫墻多為承重墻，磚混結(jié)構(gòu)多為6～7層，荷載較大，上述基礎(chǔ)顯然不能滿足設(shè)計(jì)要求。若將這樣懸挑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)用于處理壓基問題，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)和計(jì)算，迄今尚未見有關(guān)專題文章予以討論。本文在此提出懸挑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式，并對(duì)其設(shè)計(jì)問題進(jìn)行探討。

2 懸挑基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

當(dāng)懸挑荷載較大時(shí)，由于地基反力分布不均，會(huì)引起房屋發(fā)生不均勻沉降、裂縫或傾斜，主要原因是挑梁支點(diǎn)的底面積不夠。因此，加大其面積是解決問題的關(guān)鍵。根據(jù)上述分析，作者在工程設(shè)計(jì)中，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，產(chǎn)生了懸挑基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式。其結(jié)構(gòu)為：在挑梁底部增加一個(gè)橫向的條形基礎(chǔ)（此條基稱之為懸挑基礎(chǔ)），通過它將所有挑梁連接貫通；其次，在開間進(jìn)深較大的房子中間加設(shè)一根挑梁。結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是：通過懸挑基礎(chǔ)加強(qiáng)了各挑梁之間的橫向聯(lián)系，使之成為一個(gè)整體共同工作；通過調(diào)整懸挑基礎(chǔ)的寬度，承受挑梁傳遞的荷載；增設(shè)挑梁，可使懸挑基礎(chǔ)本身受力均勻；結(jié)構(gòu)受力情況明確，便于結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算。

3 懸挑基礎(chǔ)的計(jì)算方法

3.1 挑梁支點(diǎn)反力的計(jì)算

3.1.1增設(shè)的挑梁

對(duì)于增設(shè)的挑梁，其結(jié)構(gòu)受力簡(jiǎn)單明確，一端為自由端，另一端與地圈梁現(xiàn)澆在一起，則視為固定端，懸挑基礎(chǔ)的中心視為支點(diǎn)，懸臂長(zhǎng)度為M。

其支點(diǎn)A的反力Ra為：

式中：P'為墻體集中荷載，λ=M/L。

3.1.2縱墻下的挑梁

對(duì)于縱墻下的挑梁，考慮到整個(gè)基礎(chǔ)與墻體的共同作用，將挑梁視為固端懸臂梁。由于懸挑基礎(chǔ)與整個(gè)墻體的剛度相關(guān)甚大，所以假定固端彎矩作用在縱墻上，對(duì)懸挑基礎(chǔ)無影響；而挑梁傳遞的豎向荷載全部作用在懸挑基礎(chǔ)上，對(duì)縱向無影響。

作用在懸挑基礎(chǔ)上的A點(diǎn)反力Ra

式中：qm為均布荷載，其他同（1）式。

3.2 懸挑基礎(chǔ)底寬的計(jì)算公式

作用在懸挑基礎(chǔ)上豎向荷載之和F為：

懸挑基礎(chǔ)底寬B的計(jì)算公式為：

式中：L—懸挑基礎(chǔ)總長(zhǎng)度；

f—地基承載力設(shè)計(jì)值；

F—基礎(chǔ)自重設(shè)計(jì)值；

G—基礎(chǔ)上的土重標(biāo)準(zhǔn)值；

其他同（1）、（2）式。

且G=rBL，其中r為土體容重，H為基礎(chǔ)上土體深度。令G'=rH，將（4）化簡(jiǎn)為

在上式中，有兩個(gè)未知變量即m和B在計(jì)算中可用試算法進(jìn)行計(jì)算。

3.3 懸挑基礎(chǔ)底寬B的計(jì)算步驟

表1 懸挑基礎(chǔ)與相鄰建設(shè)物的縫寬參數(shù)表

估算懸挑基礎(chǔ)底寬B′

式中：A為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，根據(jù)舊房基礎(chǔ)寬窄及新房縱墻豎向均布荷載大小取A=1.2～1.4，∑P為不計(jì)懸臂上均布荷載時(shí)的豎向荷線之和。

根據(jù)B' 求M : M = B ' / 2 + B ' ' / S + δ ' -δ '' （7 ）

根據(jù)（2～3）式計(jì)算∑Ra；根據(jù)（2～4）式計(jì)算B；驗(yàn)證：B＜B'，若B＞B'，則增大B'，按上述步驟重新計(jì)算B值，直到滿足B＜B'或誤差不大于5%，則懸挑基礎(chǔ)底寬B即為B'。

4 懸挑基礎(chǔ)的構(gòu)造及其他要求

懸挑基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，除結(jié)構(gòu)計(jì)算問題外，還應(yīng)滿足本身的構(gòu)造及其他要求。

4.1 與相鄰建筑物的縫寬

懸挑基礎(chǔ)與相鄰建設(shè)物的縫寬，可參照表1數(shù)值確定。且縫內(nèi)示填塞任何材料。

4.2 懸挑基礎(chǔ)構(gòu)造

懸挑基礎(chǔ)與相鄰建筑物基礎(chǔ)上下及水平外緣間距不小于150mm，并預(yù)留沉降量?；A(chǔ)之間底部標(biāo)高相關(guān)不大于150mm，縫間填塞松軟材料，以保證相鄰建筑物基礎(chǔ)不被懸挑基礎(chǔ)碰壓。

4.3 懸挑基礎(chǔ)的地基

設(shè)置懸挑基礎(chǔ)，一般要求地基承載力在120MPa以上。對(duì)軟基及深陷較大的地基應(yīng)慎重考慮。如懸挑基礎(chǔ)對(duì)原在建筑物產(chǎn)生較大的不良影響，應(yīng)事先采取預(yù)防措施。

4.4 相鄰建筑物的要求

由于建筑物之間距離較小，基礎(chǔ)相互影響較大，為防止事故發(fā)生，應(yīng)采取下列措施：新建筑物層數(shù)不多于原建筑物的兩層，高差不大于6m；新建筑物應(yīng)層層設(shè)置圈梁，建筑平面筒捷、合理、整體性較好；原建筑物已建成五年以上沉降過程大部分完成；原建筑物整體性較好，并且沒有裂縫、變形和其他不均勻沉降標(biāo)志。

5 設(shè)計(jì)實(shí)例與工程實(shí)踐

5.1 設(shè)計(jì)實(shí)例

某新建四層磚混住宅與相鄰四層住宅產(chǎn)生壓基問題，確定采用懸挑基礎(chǔ)方案處理壓基問題，試求懸挑基礎(chǔ)底寬。

由結(jié)構(gòu)計(jì)算，得出各挑梁端部集中荷載Pi值及q值。

估算B：

選用A=1.4，且f=150kPa，L=10.70m，G'=1.5×20=30kN/m2；且∑Pi=1030.6kN，根據(jù)（6）式，求得B'=0.72m，取B=1.10m；

且B''=0.72m；δ''=0.34m；δ'=0.20m。

計(jì)算m值：

由（7）式求得m=0.77m。

計(jì)算 ∑Ra：

由公式（5）驗(yàn)算B：

B=F/[L（f-G'）]=1371.3/[10.7（150-30）]=1.07m，且B＜B'滿足要求，懸挑基礎(chǔ)底寬B=1.10m。

5.2 工程實(shí)踐

作者2005年到2009年先后在3項(xiàng)工程中處理壓基問題，5處均采用懸挑基礎(chǔ)方案，這3項(xiàng)工程均為5～7層磚混住宅，相鄰筑物二座為4～6層磚混住宅，一座為7層辦公室樓。工程經(jīng)過連續(xù)幾年使用和觀察，沒有發(fā)現(xiàn)異常情況。

6 結(jié)論與建議

懸挑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)經(jīng)過多年設(shè)計(jì)與實(shí)踐證明，完全滿足設(shè)計(jì)與施工要求，是處理壓基問題一種安全、經(jīng)濟(jì)的重要方法。該方法的推廣和應(yīng)用將產(chǎn)生良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益■