地基為新回填土磚混結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析

唐茂才

提要：本文討論了回填土的種類，分析了上部結(jié)構(gòu)抵抗不均勻沉降的計算簡圖，泰倫了上部結(jié)構(gòu)抵抗不均勻沉降的結(jié)構(gòu)范圍及形式。

關(guān)鍵詞：不均勻沉降、結(jié)構(gòu)、實墻體

1. 引言：

在山區(qū)建筑中，為了節(jié)約工程投資，就磚混結(jié)構(gòu)的建筑物直接坐在新回填土上，若對新

回填土不加處理地作為持力層，由于新回填土肯定會不均勻沉降，若建筑物不作處理，那么建筑物肯定要開裂以至破壞。本文與同行討論直接坐在新回填土上的磚混結(jié)構(gòu)的建筑的內(nèi)力分布及變化，以抵抗新回填土的不均勻沉降，保證建筑物的正常使用。

2. 新回填土的種類：

回填土的土質(zhì)分為：雜填土、挖填土。所謂的雜填土，其土源不固定，有不同處的土，包括建筑垃圾。雜填土的特點是土質(zhì)很不均勻，其二，由于填的時間差異較大，固結(jié)的程度差異較大。挖填土就是把某一處的土人工搬運到另一個地。挖填土的特點是土質(zhì)是均勻的，由于挖填時間短（一般在半年左右），回填土的固結(jié)程度差異不大。

回填土的粒徑變化大，小的粒徑小于1mm，大的粒徑達幾米，粒徑分布也不均勻。

回填土原始地貌的種類有：沖溝、洼地、灘頭等。沖溝就是在山區(qū)中用土把一個山谷天平。洼地，就是用土把一個洼地填平、填高，一避洪水災(zāi)害。灘頭就是用土把一個灘頭填高，以防止出水沖刷。

建筑場地回填土種類有：一部分是回填土，一部分是老土，其二，全部是回填土。其三，全部是回填但是回填土的厚度差異很大。

3. 回填土沉降。

回填土的孔隙大，在水重力等原因作用下，細土顆粒要充填空隙，土顆粒這個運動導(dǎo)了回填的沉降，若回填土均勻沉降，對建筑物無影響。但是回填土在土質(zhì)上，粒徑上，時間上的不均勻性，導(dǎo)致回填存在大量的不均勻沉降，而這個不均勻沉降對建筑物是有害的。影響回填土沉降的原因眾多。從時間上講，這些原因時有時無，因此，自然狀態(tài)下，回填土的沉降是非常緩慢的。一般認為回填土的稱將時間是十年。但是如果回填土填好后，在表面做了封閉處理，那么這種情況的回填土沉降時間就不是十年了，是多少年還無經(jīng)驗。

4. 計算簡圖的選取

磚混結(jié)構(gòu)一般都有相互垂直的縱橫墻，在使用預(yù)制板的年代（現(xiàn)在無抗震設(shè)防要求的地區(qū)還在使用預(yù)制板），有橫墻承重，縱墻承重及縱橫墻混合承重之分，在兩千年以后，有抗震設(shè)防要求的地區(qū)禁止使用預(yù)制板，大量使用現(xiàn)澆板，這樣的話，磚混結(jié)構(gòu)只有縱橫墻混合承重的一種方式。在計算上部結(jié)構(gòu)參與基礎(chǔ)工作，只能以一片橫墻或一片縱墻為計算單元了。荷載取為該片墻承擔的豎向荷載。根據(jù)回填的種類，我們可將該片墻的計算簡圖取為（見圖1），

懸臂 簡支

圖1

計算簡圖中跨度L的取值非常復(fù)雜，現(xiàn)階段在經(jīng)濟能力能承受的前提下盡量取大，這樣計算建筑物便宜安全?？缍萀最大為該片墻的長度?？缍萀與回填土的種類，回填土的沉降規(guī)律，回填的分布，回填土的厚度有關(guān)?；靥钔恋姆N類最終表現(xiàn)在回填土的沉降規(guī)律上，而回填土的沉降規(guī)律現(xiàn)階段沒有認識。只能靠設(shè)計人、同行的感悟了?；靥钔恋姆植贾苯佑绊懣缍萀的大小。若在建筑物場地內(nèi)，只有厚度相當?shù)幕靥钔?，那么跨度L在該片墻長度一半至十分之一之間。若在建筑物場地內(nèi)有回填土，有老土，跨度L為老土的間距，或老土處的長度，或回填土處的長度，無論哪種情況，跨度L小于該片墻長度的一半?；靥钔恋暮穸纫仓苯佑绊懼缍萀。首先，回填土的最大厚度要大于建筑物的地基壓縮層厚度，否則，對于回填土的最大厚度小于建筑物地基壓縮層厚度的，一般都采取將回填挖除的方法。其次，在建筑物場地范圍內(nèi)，回填土厚差別不大（10%以內(nèi)），回填土不均勻沉降差別不大，加上上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力調(diào)查，跨度L為最小，一般為2m，4m，6……，但是不小于該片墻的一半。其三，在建筑物場地范圍內(nèi)，回填土厚差別大（大于50%以上），回填土不均勻沉降差別大，需要較大的結(jié)構(gòu)來調(diào)查，此時，跨度L為該片墻的四分之一至二分之一。

5. 上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力

磚混結(jié)構(gòu)地震區(qū)為四～七層，高度一般是12m～21m，非地震區(qū)為八層，高度為24m，從使用上講，民用住宅，公用建筑大于六層，要設(shè)電梯，因此，民用住宅、共用建筑一般為六層。因此，磚混結(jié)構(gòu)的層數(shù)一般為四～六層，高度一般為12m～18m。根據(jù)前面分析，計算上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)共同工作的計算跨度一般小于該片墻長度的一半。磚混結(jié)構(gòu)建筑的寬度一般為4m～14m，橫墻的長度一般為2m～7m。磚混結(jié)構(gòu)建筑長度由伸縮縫，抗震縫，沉降縫決定，一般磚混建筑長度小于等于50m，而縱墻長度一般小于25m。這樣磚混結(jié)構(gòu)建筑跨高比一般在0.22～2.08之間，而梁的跨度比≤4，其梁就為深梁，因此，磚混結(jié)構(gòu)建筑物考慮上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)東通工作計算的梁均為深梁。深梁無論是內(nèi)利分布與破壞形態(tài)上都有自己的特點?？紤]上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)共同作用的何在分布也有自己的特點——沿高度分布。磚混結(jié)構(gòu)建筑的材質(zhì)及不均勻，各向異性，加之強度的離散型大。磚砌體抗壓強度較大，抗拉強度較小，抗剪強度居中。但是，磚砌體墻截面較大。磚砌體有起拱的特點，起拱范圍以外的荷載由拱傳走，而不傳至拱范圍以內(nèi)見下圖：

a.簡支 b.懸臂

圖2

“砌體”規(guī)范計算過梁時拱的高度為跨度的三分之一，而實際中，不均勻沉降的裂縫均為與地面夾角45°的線，因此，拱取與地面夾角45°線。

根據(jù)以上分析，坐在新回填土上考慮上部磚混結(jié)構(gòu)共同工作的內(nèi)力計算如下。

第一步，根據(jù)磚混結(jié)構(gòu)建筑的實際情況確定出是簡支還是懸臂。第二部，確定跨度L值。

第三部，根據(jù)跨度L，確定出拱的內(nèi)外范圍。第四部，計算拱內(nèi)范圍的荷載（包括拱內(nèi)的墻及基礎(chǔ)自重）。第五部，計算出拱內(nèi)的最大彎矩，最大剪力，最大軸力。第六步，對于處于拱范圍外，附近的較大集中荷載進行判斷，若拱范圍外結(jié)構(gòu)抗剪強度大于集中荷載，則該集中荷載就不在拱內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)力，否則，該集中荷載在拱內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)力。

6. 結(jié)束語

作者通過對大量的由于不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫分析處理，凡經(jīng)過處理的裂縫其不在發(fā)生，其建筑物能夠正常使用。對于坐在回填土上的建筑物，經(jīng)作者設(shè)計，能正常使用，只是沉降量較大。關(guān)于考慮上部結(jié)構(gòu)抵抗不均勻沉降只是個嘗試，要廣泛的設(shè)計還需做大量工作，本文只是從理論進行了分析，部分地經(jīng)過了實踐驗證。遇到坐在回填土上的工程，還需進一步的研究與實踐。