地基為新回填土磚混結構內力分析

唐茂才

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

關鍵詞：不均勻沉降、結構、實墻體

1. 引言：

在山區建筑中，為了節約工程投資，就磚混結構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構的建筑的內力分布及變化，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很不均勻，其二，由于填的時間差異較大，固結的程度差異較大。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是均勻的，由于挖填時間短（一般在半年左右），回填土的固結程度差異不大。

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。但是回填土在土質上，粒徑上，時間上的不均勻性，導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，是多少年還無經驗。

4. 計算簡圖的選取

磚混結構一般都有相互垂直的縱橫墻，在使用預制板的年代（現在無抗震設防要求的地區還在使用預制板），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，有抗震設防要求的地區禁止使用預制板，大量使用現澆板，這樣的話，磚混結構只有縱橫墻混合承重的一種方式。在計算上部結構參與基礎工作，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的取值非常復雜，現階段在經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，回填土的沉降規律，回填的分布，回填土的厚度有關。回填土的種類最終表現在回填土的沉降規律上，而回填土的沉降規律現階段沒有認識。只能靠設計人、同行的感悟了。回填土的分布直接影響跨度L的大小。若在建筑物場地內，只有厚度相當的回填土，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，回填土厚差別不大（10%以內），回填土不均勻沉降差別不大，加上上部結構的內力調查，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，回填土厚差別大（大于50%以上），回填土不均勻沉降差別大，需要較大的結構來調查，此時，跨度L為該片墻的四分之一至二分之一。

5. 上部結構內力

磚混結構地震區為四～七層，高度一般是12m～21m，非地震區為八層，高度為24m，從使用上講，民用住宅，公用建筑大于六層，要設電梯，因此，民用住宅、共用建筑一般為六層。因此，磚混結構的層數一般為四～六層，高度一般為12m～18m。根據前面分析，計算上部結構與基礎共同工作的計算跨度一般小于該片墻長度的一半。磚混結構建筑的寬度一般為4m～14m，橫墻的長度一般為2m～7m。磚混結構建筑長度由伸縮縫，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。這樣磚混結構建筑跨高比一般在0.22～2.08之間，而梁的跨度比≤4，其梁就為深梁，因此，磚混結構建筑物考慮上部結構與基礎東通工作計算的梁均為深梁。深梁無論是內利分布與破壞形態上都有自己的特點?？紤]上部結構與基礎共同作用的何在分布也有自己的特點——沿高度分布。磚混結構建筑的材質及不均勻，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見下圖：

a.簡支 b.懸臂

圖2

“砌體”規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。

根據以上分析，坐在新回填土上考慮上部磚混結構共同工作的內力計算如下。

第一步，根據磚混結構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，根據跨度L，確定出拱的內外范圍。第四部，計算拱內范圍的荷載（包括拱內的墻及基礎自重）。第五部，計算出拱內的最大彎矩，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，若拱范圍外結構抗剪強度大于集中荷載，則該集中荷載就不在拱內產生內力，否則，該集中荷載在拱內產生內力。

6. 結束語

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