王瑞平

(山西省水利水電勘測設計研究院，山西 太原 030000)

漳澤泵站管理房基礎設計分析

王瑞平

(山西省水利水電勘測設計研究院，山西 太原 030000)

壓基問題是工程設計中的常見問題。本文結合實際工程，通過計算表明，解決壓基問題的關鍵是減小荷載，懸挑新建建筑與原建筑相鄰部分外墻，并將基礎局部做成筏板基礎，即可滿足設計要求。

壓基問題； 懸挑梁； 筏板基礎； 條形基礎； 漳澤泵站

1 工程概況

漳澤泵站管理房位于山西省長治市，為二層(中間門廳處局部三層)砌體結構，項目于2015年建成。該建筑橫向有10個開間，尺寸為3900mm×10；縱向由中間走廊連接南、北各一個進深，尺寸分別為6600mm、2400mm、6600mm。其中③～⑤軸部分為局部三層，整個建筑立面從外觀上看為不對稱結構。2016年該工程欲在①軸西側擴建4個開間，兩層，與原建筑連成一體，使建筑物外觀上對稱。

工程總高度7.5m，室內(nèi)外高差0.3m，所在地抗震設防烈度7度，設計基本地震加速度為0.10g，設計地震分組為第二組，丙類建筑，結構設計使用年限為50年。

工程基底土為飽和低液限黏土，具中等壓縮性，其工程地質特性較好，厚度1.5～15m，承載力80～90kPa，地下水位埋深1.5～1.8m。當?shù)貎鐾辽疃葹?.76m。地基處理采用整片換砂石墊層法，以提高場地土承載力。換土厚度2m，換土寬度為每邊出基礎邊緣2m。要求處理后砂石墊層承載力不小于180kPa。

基礎為鋼筋混凝土條形基礎。基礎埋深綜合考慮凍土深度、水暖等設施管道標高以及基底土質厚度情況，確定基礎埋深1.4m。

原建筑部分①軸線墻體為370mm厚黏土磚墻，基礎寬度1900mm。擴建部分與原建筑物部分之間按照《建筑地基基礎規(guī)范》(GB 50007—2011)第7.3.2要求設置沉降縫，縫寬80mm。

2 問題的提出

擴建工程雖不大，但擴建部分與原建筑相鄰部分遇到壓基問題。壓基問題指新房緊靠舊房建設，按常規(guī)設計，新房基礎將壓在舊房基礎上，這樣勢必加大被壓基礎荷載，造成被壓基礎承載力不足。如果將新建建筑基礎懸挑一部分就能解決壓基問題，但如果懸挑部分荷載大，將加大懸挑基礎下砌體局部壓力。所以解決壓基問題的關鍵是：?降低擴建建筑與原建筑相鄰部分荷載；?擴建部分基礎懸挑一部分。

3 處理方案

擴建工程共4個開間，如圖1所示。

圖1 擴建工程 (單位：mm)

首先探討減小荷載的做法。工程所在地長治屬寒冷地區(qū)，外墻厚度設計為370mm。在擴建部分與原建筑相鄰處須設置沉降縫，此處如果將擴建部分⑤軸處外墻取消，可以減小荷載。但會造成邊開間縱墻端懸臂，不利于抗震。

第二種方法：370mm厚砌體承重墻自重為7.58kN/m2，240mm厚砌體承重墻自重為5.24kN/m2，擴建部分⑤軸處外墻緊貼原管理房處(沉降縫處)外墻，可設計為240mm厚，這樣保證了擴建辦公樓部分承重外墻的連續(xù)性，既使擴建部分外墻在縱向有了約束，又減小了1/3的外墻荷載。

其次討論懸挑的處理。可以層層懸挑，減小懸挑梁下基礎上砌體的局部壓力。但這樣處理后，⑤軸砌體實際上沒有承重，不利抗震。

比較起來，合理的處理方法是采用一托二的懸挑方法，即一層基礎處懸挑梁承擔以上兩層全部墻體荷載。這樣既保證了承重墻的整體連續(xù)性，又利于抗震。因外墻更改為240mm厚，相對減小了這部分墻體荷載。但一托二會造成邊跨即④～⑤軸縱墻在懸挑梁處砌體局部壓力大。如果將④～⑤處局部做閥片基礎，其余墻體下做條形基礎，這些問題將迎刃而解。

4 基礎計算

《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB 50007—2011)規(guī)定，在確定基礎配筋時，上部結構傳來的作用效應，應按承載能力極限狀態(tài)下作用的基本組合，采用相應的分項系數(shù)。計算公式如下：

式中γG——永久作用的分項系數(shù)，按現(xiàn)行國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》(GB 50009—2012)的規(guī)定取值；

γQi——第i個可變作用的分項系數(shù)，按現(xiàn)行國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》(GB 50009—2012)的規(guī)定取值；

SGK——永久作用標準值GK的效應；

SQiK——第i個可變作用標準值QiK的效應；

ψci——第i個可變作用Qi的組合系數(shù)。

4.1 條基計算

基礎混凝土強度等級C30，受力鋼筋級別HRB400，基礎埋深1.4m，室內(nèi)外高差0.3m，地基承載力特征值120kPa，基底下土的重度γ=20kN/m3，基底上土的加權平均重度γ=20kN/m3，地基承載力寬度修正系數(shù)0，地基承載力深度修正系數(shù)1，基礎歸并系數(shù)0.2，結構重要性系數(shù)1，將以上數(shù)值輸入結構計算軟件PKPM之JCCAD部分，計算出①～④軸之間條形基礎。

4.2 基礎梁的計算

4.2.1 JL1的計算

JL1為混凝土連續(xù)梁，鉸支在JL3上。荷載導算：

恒荷載：

⑤軸墻體荷載 5.24×(0.63+7.9)=44.5kN/m

半跨屋面板荷載 (4.5+6)×3.9/2=20.5kN/m

∑=65 kN/m

活荷載：

(2+0.5)×3.9/2=4.9kN/m

由《鋼筋混凝土結構構造手冊》，梁截面高度通常按跨度的1/14～1/8估取，故梁高取650mm，梁寬取300mm。代入理正結構工具箱《連續(xù)梁設計》。JL1各跨計算通過，計算結果如圖2～圖9所示。

圖2 彎矩包絡圖(調(diào)幅后)(單位：kN·m)

圖3 剪力包絡圖(調(diào)幅后)(單位：kN)

圖6 支座反力簡圖(單位：kN·m(彎矩)、kN(剪力))

圖7 彈性位移簡圖 (單位：mm)

圖8 塑性撓度簡圖 (單位：mm)

圖4 計算配筋簡圖

圖5 選筋簡圖

圖9 裂縫簡圖 (單位：mm)

4.2.2 JL2的計算

JL2設于筏板基礎端部，為加強基礎側向約束而設置，滿足最小配筋率即可。最小配筋率按《混凝土結構設計規(guī)范》(GB 50010—2010)規(guī)定，為0.20%或45ft/fy較大值。

4.2.3 JL3的計算

JL3是懸臂梁，先確定懸挑長度。原建筑①軸外基礎出墻0.765m，故JL3挑出長度定為0.770m。JL3計算長度：

0.77-0.15=0.62m。

梁截面的確定：JL3梁高取650mm，與JL1同高，梁寬取370mm，與外墻同寬。

導算荷載：由JL1計算結果知，JL1傳給JL3的支座反力設計值最大值為522.93kN，JL3上外墻荷載5.28×(7.2+1.28)=45kN/m。則

JL3根部剪力：Q=523+45×0.62=551kN。

JL3根部彎矩：M=551×0.62+1/2×45×0.622=351kN·m。

將以上數(shù)值輸入理正結構工具箱中，計算梁截面配筋。

a. 截面驗算。

截面驗算：V=560.00kN<0.250βcfcbh0=813.49kN，截面滿足。

截面配筋按純剪計算。

b. 正截面受彎承載力計算。

?按雙筋計算：as下=35mm，as上=35mm，相對受壓區(qū)高度ξ=x/h0=0.139<ξb=0.518。

?上部縱筋：As1=481mm2，ρ=0.20%<ρmin=0.20%，按構造配筋As1=481mm2。

?下部縱筋：As=1741mm2，ρmin=0.20%<ρ=0.72%<ρmax=2.50%。

c. 斜截面受剪承載力計算。

受剪箍筋計算：Asv/s=1500.55mm2/m，ρsvmin=0.10%<ρsv=0.41%。

d. 配置鋼筋。

?上部縱筋：計算As=1741mm2，實配7E18(1781mm2，ρ=0.74%)，配筋滿足。

?腰筋：計算構造As=bhw0.2%=455mm2， 實配4d14(616mm2，ρ=0.26%)，配筋滿足。

?下部縱筋：計算As=481mm2， 實配5E12(565mm2，ρ=0.24%)，配筋滿足。

?箍筋：計算Av/s=1501mm2/m， 實配E12@250四肢(1810mm2/m，ρsv=0.49%)，配筋滿足。

e. 裂縫計算。

?計算參數(shù)：Mq=42.86kN·m，最大裂縫寬度限值0.400mm。

?受拉鋼筋應力：σsq=Mq/(0.87h0As)=44.97N/mm2

?裂縫寬度：Wmax=0.012mm

4.3 筏基計算

④～⑤軸之間筏板基礎。這部分荷載只有兩層，按《混凝土結構構造手冊》規(guī)定，多層砌體房屋墻下筏板基礎厚度可按每層50mm估取，但不得小于250mm。此處取300mm厚，與①～④之間條形基礎高度相等，便于施工?；A、基礎梁可用理正結構工具箱計算，也可用現(xiàn)行《建筑地基基礎設計規(guī)范》公式計算。該工程按實際情況，滿足最小配筋率0.15%即可。

5 結 語

遇到壓基問題時，將新建筑墻體懸挑一部分，局部基礎做成筏片基礎，這樣既滿足使用要求，又能滿足抗震要求。

Design and analysis of management room foundation in Zhangze Pumping Station

WANG Ruiping

(ShanxiWaterConservancyandHydropowerSurveyandDesignInstitute,Taiyuan030000,China)

Foundation pressing is a common problem in project design. In the paper, actual projects are combined. It is proved through calculation that the foundation pressing problem can be solved by reducing load and suspending neighboring external walls between newly-constructed buildings and original buildings mainly. The foundation is locally produced into raft foundation, thereby meeting the design requirements.

foundation pressing problem; cantilever beam; raft foundation; strip-shaped foundation; Zhangze Pumping Station

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.06.010

TV675

A

1005-4774(2017)06- 0038- 04