懸挑基礎設計問題探討

楊高龍

（河南建基工程管理有限公司 鄭州 450000）

懸挑基礎設計問題探討

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構的基礎壓基問題極其重要。本文所述懸挑基礎設計，較好地解決了這一難題，完全能滿足設計與施工要求，是處理壓基問題的一種安全、經濟的重要方法。

建筑 壓基 懸挑 設計

1 概述

壓基問題是指新房緊靠舊房建設，新房基礎按常規設計將壓在舊房基礎上。一般舊房多為條形基礎，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造問題，經常采用懸挑方法進行處理，其基礎由于懸挑荷載較小，作為構造問題，一般無需計算。但是在壓基問題中，被懸挑的橫墻多為承重墻，磚混結構多為6～7層，荷載較大，上述基礎顯然不能滿足設計要求。若將這樣懸挑結構的基礎用于處理壓基問題，應該如何設計和計算，迄今尚未見有關專題文章予以討論。本文在此提出懸挑基礎結構形式，并對其設計問題進行探討。

2 懸挑基礎的結構設計

當懸挑荷載較大時，由于地基反力分布不均，會引起房屋發生不均勻沉降、裂縫或傾斜，主要原因是挑梁支點的底面積不夠。因此，加大其面積是解決問題的關鍵。根據上述分析，作者在工程設計中，對其結構進行了改進，產生了懸挑基礎的結構形式。其結構為：在挑梁底部增加一個橫向的條形基礎（此條基稱之為懸挑基礎），通過它將所有挑梁連接貫通；其次，在開間進深較大的房子中間加設一根挑梁。結構優點是：通過懸挑基礎加強了各挑梁之間的橫向聯系，使之成為一個整體共同工作；通過調整懸挑基礎的寬度，承受挑梁傳遞的荷載；增設挑梁，可使懸挑基礎本身受力均勻；結構受力情況明確，便于結構分析和計算。

3 懸挑基礎的計算方法

3.1 挑梁支點反力的計算

3.1.1增設的挑梁

對于增設的挑梁，其結構受力簡單明確，一端為自由端，另一端與地圈梁現澆在一起，則視為固定端，懸挑基礎的中心視為支點，懸臂長度為M。

其支點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

對于縱墻下的挑梁，考慮到整個基礎與墻體的共同作用，將挑梁視為固端懸臂梁。由于懸挑基礎與整個墻體的剛度相關甚大，所以假定固端彎矩作用在縱墻上，對懸挑基礎無影響；而挑梁傳遞的豎向荷載全部作用在懸挑基礎上，對縱向無影響。

作用在懸挑基礎上的A點反力Ra

式中：qm為均布荷載，其他同（1）式。

3.2 懸挑基礎底寬的計算公式

作用在懸挑基礎上豎向荷載之和F為：

懸挑基礎底寬B的計算公式為：

式中：L—懸挑基礎總長度；

f—地基承載力設計值；

F—基礎自重設計值；

G—基礎上的土重標準值；

其他同（1）、（2）式。

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

在上式中，有兩個未知變量即m和B在計算中可用試算法進行計算。

3.3 懸挑基礎底寬B的計算步驟

表1 懸挑基礎與相鄰建設物的縫寬參數表

估算懸挑基礎底寬B′

式中：A為經驗系數，根據舊房基礎寬窄及新房縱墻豎向均布荷載大小取A=1.2～1.4，∑P為不計懸臂上均布荷載時的豎向荷線之和。

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

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

4 懸挑基礎的構造及其他要求

懸挑基礎的設計，除結構計算問題外，還應滿足本身的構造及其他要求。

4.1 與相鄰建筑物的縫寬

懸挑基礎與相鄰建設物的縫寬，可參照表1數值確定。且縫內示填塞任何材料。

4.2 懸挑基礎構造

懸挑基礎與相鄰建筑物基礎上下及水平外緣間距不小于150mm，并預留沉降量。基礎之間底部標高相關不大于150mm，縫間填塞松軟材料，以保證相鄰建筑物基礎不被懸挑基礎碰壓。

4.3 懸挑基礎的地基

設置懸挑基礎，一般要求地基承載力在120MPa以上。對軟基及深陷較大的地基應慎重考慮。如懸挑基礎對原在建筑物產生較大的不良影響，應事先采取預防措施。

4.4 相鄰建筑物的要求

由于建筑物之間距離較小，基礎相互影響較大，為防止事故發生，應采取下列措施：新建筑物層數不多于原建筑物的兩層，高差不大于6m；新建筑物應層層設置圈梁，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志。

5 設計實例與工程實踐

5.1 設計實例

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

由結構計算，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（6）式，求得B'=0.72m，取B=1.10m；

且B''=0.72m；δ''=0.34m；δ'=0.20m。

計算m值：

由（7）式求得m=0.77m。

計算 ∑Ra：

由公式（5）驗算B：

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

5.2 工程實踐

作者2005年到2009年先后在3項工程中處理壓基問題，5處均采用懸挑基礎方案，這3項工程均為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。工程經過連續幾年使用和觀察，沒有發現異常情況。

6 結論與建議

懸挑基礎設計經過多年設計與實踐證明，完全滿足設計與施工要求，是處理壓基問題一種安全、經濟的重要方法。該方法的推廣和應用將產生良好的社會效益和經濟效益■