地基、基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)是建筑物的3個(gè)重要組成部分，它們各自的功能，擔(dān)負(fù)著各自承擔(dān)的任務(wù)，這3部分不是各自孤立的個(gè)體，而是彼此聯(lián)系，相互制約的整體，發(fā)揮著整體空間協(xié)調(diào)的作用。目前要把三者統(tǒng)一起來進(jìn)行計(jì)算，還是個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問題。但在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，應(yīng)從整體概念出發(fā)，全面考慮。

    多年來，邢臺(tái)市許多多層磚砌體房屋，重視對(duì)天然地基的處理，在人工地基上建造房屋，使地基基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的整體作用，上部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)也適應(yīng)地基的變形，由于全面考慮采取加強(qiáng)整體作用的措施，因此，建成的建筑物取得較好的效果，通過多年使用和實(shí)際檢測(cè)，建筑物處于正常受力狀態(tài)。但是，也有一些建筑物，地基處理與基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)不相適應(yīng)，孤立地只加強(qiáng)一個(gè)方面，結(jié)果建成使用后出了問題，諸如建在軟弱地基或特殊地基上的建筑物，不處理地基或處理不當(dāng)，即使一味加強(qiáng)地基，加大基礎(chǔ)斷面，但結(jié)果還是造成地基變形過大、不均勻的變形，導(dǎo)致基礎(chǔ)下沉，建筑物的墻體裂縫。

    例如某學(xué)校的教學(xué)樓，3層，磚混結(jié)構(gòu)，建筑面積為2000m²，外柱廊式，主要是三開間一分隔的教室。毛石基礎(chǔ)，墻體采用MU7.5粘土磚、M2.5混合砂漿砌筑，除頂屋檐口處沿外墻設(shè)置圈梁以外，其他各層均未設(shè)置圈梁，各樓層均為現(xiàn)澆梁，預(yù)制空心樓板，屋面為爐渣保溫、油氈防水，外廊為磚柱，所用材料與墻體相同。

    該工程無詳細(xì)地質(zhì)勘察資料，只有分區(qū)地質(zhì)普查資料，只知建在膨脹土地區(qū)，對(duì)地基各層土詳細(xì)不掌握，基槽開挖后，時(shí)值雨季，被雨水浸過，且地下水位較高，距地面最高浮動(dòng)水位為1.5～2.0m，基礎(chǔ)底面設(shè)計(jì)標(biāo)高為-1.500m，基槽開挖后即見膨脹土，其厚度參考附近建筑勘察資料為6～7m。

    該工程交付使用后發(fā)現(xiàn)，建筑物東部個(gè)別墻體出現(xiàn)裂縫，即可墻體進(jìn)行第1次加固，主要是在東部裂縫墻體增加部分構(gòu)造柱和圈梁，但裂縫并未能控制住，在建筑物東部又出現(xiàn)了新的墻體裂縫，結(jié)合抗震加固進(jìn)行第2次加固，無論東部裂縫的墻體，還是西部不裂縫的墻體，全部層層加圈梁，間間加構(gòu)造柱，外廊磚柱用角鋼緊貼柱四角加強(qiáng)，用圓鋼拉條將外墻與橫墻拉緊。使用數(shù)年后，裂縫發(fā)展更多，內(nèi)橫墻、外縱墻出現(xiàn)斜裂縫、水平裂縫，尤其是門窗洞口處，八字形裂縫較多。于是又進(jìn)行了第3次加固，對(duì)墻體出現(xiàn)裂縫較多的幾道內(nèi)橫墻及部分外縱墻，采用墻體雙面加鋼筋網(wǎng)，支模板，灌注60mm厚C20細(xì)石混凝土，從基礎(chǔ)頂面做起，直到頂層，經(jīng)加固后的墻體一般不再裂縫，但外墻特別是門窗洞口處，窗臺(tái)下以及教室內(nèi)水泥地面層也出現(xiàn)裂縫。整個(gè)教學(xué)樓雖經(jīng)成為危房，使教學(xué)樓報(bào)廢。

    從本工程實(shí)例可以看出，三次加固，只是對(duì)上部結(jié)構(gòu)做了加強(qiáng)，對(duì)地基及基礎(chǔ)未做任何處理。由于未對(duì)地基采取措施，無地圈梁的剛性基礎(chǔ)本身剛度又較差，基礎(chǔ)底直接接觸膨脹土，基礎(chǔ)和地基之間也沒有緩沖層，膨脹土的脹縮直接傳給基礎(chǔ)，沒有調(diào)節(jié)不均勻變形的余地，開槽后又遇雨浸，浮動(dòng)水位較高，散水較窄，且建筑物北側(cè)外縱墻與圍墻僅1m寬，下雨有積水滲漏現(xiàn)象，受地面水及下水的影響，對(duì) 十分不利。

    膨脹土地基的特性是遇水膨脹，失水收縮，對(duì)未采取措施的地基，其脹縮變形是較大的，而這種變形又是隨季節(jié)變化的，夏季雨水多，地下水位上升且較旺，地基膨脹土遇水易膨脹，其他季節(jié)雨水少，地下水位下降，膨脹土又收縮，這樣反復(fù)膨脹、收縮，再膨脹、再收縮，使地基產(chǎn)生過大的、不均勻的變形。地基變形，基礎(chǔ)變形，使基礎(chǔ)難以承受膨脹土地基的脹縮變形，基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致墻體裂縫。

    基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的選型問題。基礎(chǔ)選用毛石砌筑，砂漿強(qiáng)度低，砌筑質(zhì)量差，極不適應(yīng)膨脹土地基的變形，若選用鋼筋混凝土土條形基礎(chǔ)，由于它是柔性基礎(chǔ)，具有較好地調(diào)整。適應(yīng)不均勻沉降的能力，能較好地調(diào)整不均勻沉降。

    本工程實(shí)例的平面U字形，展開長(zhǎng)度為70m，且樓梯又設(shè)在拐彎處，在膨脹土地區(qū)建房，平面較長(zhǎng)，且又不規(guī)則，宜設(shè)置變形縫斷開，而原設(shè)計(jì)未考慮。邢臺(tái)地震前，原為地震裂度6度設(shè)防區(qū)，未考慮抗震，未設(shè)置構(gòu)造柱，圈梁也僅頂層有，各層基本全是空心樓板，現(xiàn)澆樓板極少。外廊柱采用磚柱也不利于抗震，一般在膨脹土地區(qū)宜采用懸挑外廊，使建筑物利于抵抗不均勻沉降。必要的結(jié)構(gòu)構(gòu)造連接也考慮較少，上部結(jié)構(gòu)總的來看，整體剛度較差，上部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)的選型為考慮膨脹土地基的特征，而是孤立地進(jìn)行基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

    地基、基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的關(guān)系問題。遇軟弱土、雜填土、濕陷黃土、膨脹土等，應(yīng)考慮地基處理，否則地基會(huì)因抗剪強(qiáng)度不足而產(chǎn)生剪切破壞，或因發(fā)生過大變形，導(dǎo)致基礎(chǔ)下沉，上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，因此，人工地基或天然地基必須能適應(yīng)基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)。

基礎(chǔ)選型除考慮強(qiáng)度以外，還要考慮它的剛度，目的是使它的差異，沉降控制在允許值以內(nèi)，確定建筑物差異沉降的大小，并不取決于基礎(chǔ)本身剛度的大小，而應(yīng)考慮地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的共同作用，實(shí)際上，當(dāng)出現(xiàn)差異沉降時(shí)，再大的基礎(chǔ)斷面也難以抵抗剪切破壞，再打的地圈梁也難以抵抗這種變形。

    一般上部結(jié)構(gòu)的剛度愈大，敏感性也愈大，對(duì)不均勻沉降的順從性愈小，故剛度大的結(jié)構(gòu)，很小的差異沉降，就可以引起較大的附加應(yīng)力，反之，剛度小的結(jié)構(gòu)，敏感性也愈小，對(duì)不均勻沉降的順從性愈大，一般磚砌體結(jié)構(gòu)屬于剛度較大的結(jié)構(gòu)，它可承受一部分?jǐn)_曲，也有調(diào)整地基變形的能力，加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)剛度，可增加結(jié)構(gòu)調(diào)整地基變形的能力，故上部結(jié)構(gòu)的選型要適應(yīng)地基變形的需要。

    地基?；A(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)共同工作，是客觀存在的，但如考慮它們的空間工作，則使問題變得更為復(fù)雜，從工程實(shí)用出發(fā)，將三部分分開考慮，可使復(fù)雜的結(jié)構(gòu)問題簡(jiǎn)單化。然而分開考慮，并不等于孤立地各自考慮自己，不顧其他，雖然一般情況下，上部結(jié)構(gòu)分析中，不考慮與地基、基礎(chǔ)的共同工作，但實(shí)際卻存在由于地基基礎(chǔ)的不均勻沉降，使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力，有時(shí)導(dǎo)致墻體裂縫，因此，掌握結(jié)構(gòu)共同工作的特點(diǎn)，采取相應(yīng)的措施，達(dá)到地基?；A(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)共同工作的目的，是應(yīng)認(rèn)真研究的問題。

    應(yīng)記取的教訓(xùn)是，本工程實(shí)例某教學(xué)樓，雖經(jīng)三次加固，但終至破損，充分說明地基、基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)是一整體，只孤立地加固上部結(jié)構(gòu)，而對(duì)地基及基礎(chǔ)未做任何處理，使加固的上部結(jié)構(gòu)未能獨(dú)立地解決膨脹土地基脹縮變形問題。分析當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)思想，認(rèn)為處理地基基礎(chǔ)難度大，只要上部結(jié)構(gòu)加強(qiáng)了，就能控制因地基變形引起的墻體裂縫。

    事實(shí)上，由于地基未進(jìn)行處理，無地圈梁的剛性基礎(chǔ)本身剛度又差，基礎(chǔ)難以適應(yīng)地基的脹縮變形，因此，應(yīng)吸取的教訓(xùn)是，應(yīng)把地基、基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)視為整體，全面考慮，統(tǒng)一加強(qiáng)，使加固處理后的建筑物，上部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)適應(yīng)地基的變形，地基也適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)搖球，充分發(fā)揮三者的整體作用。

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