馮世高

1 工程概況

該辦公樓原設計為一幢四層單體雙向建筑,結構形式為磚混結構,地基為 600mm厚灰土,上部砌大放腳磚基礎,全部為磚墻承重,現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓(層)蓋。該工程所在地區(qū)抗震設防烈度為 6度區(qū),屬于丙類抗震建筑,設計地震分組為第一組,現(xiàn)因該辦公樓無法滿足單位使用要求,特提出加層擴建,在原四層基礎上再增加一層,緊靠辦公樓西側再擴建650m2。新建五層的一幢小型雙向單體建筑如圖 1所示。

2 設計工程

在設計開始前建設單位委托我設計單位對建筑進行實地現(xiàn)場勘驗和鑒定。原建筑物墻體無裂縫,基礎無明顯不均勻沉降,對該工程基礎反復驗算,在必要的加固前提下可以考慮加層擴建[1]。

該工程為改造擴建工程,根據(jù)建筑設計方案及荷載使用情況,場地條件,對原建筑物加層和擴建工程的結構形式及設計規(guī)范要求,本著“經(jīng)濟,安全,適用,美觀”的原則經(jīng)多方比較,初步擬定了結構的平面布置體系及所有物件的各項尺寸。對舊建筑加層部分砌體仍采用磚混結構,屋頂鋼結構輕型彩鋼保溫屋面。擴建工程底層為飯店,二層～五層為辦公,客房及衛(wèi)生間區(qū)。增設一部樓梯,走廊連接貫通擴建部分采用框架體系,其他均為磚混結構?；A為混凝土條形基礎,上部采用懸挑結構,然后將結構模型輸入到計算機中,對其結構進行大量的計算和分析比較,經(jīng)過反復校換,修改,從中篩選出最優(yōu)方案,確定了結構設計數(shù)據(jù)和平面布置方式。在此過程中,對一些問題進行探討。

2.1 建筑物沉降不均勻問題

原建筑物經(jīng)過近 15年的使用,沉降已基本達到穩(wěn)定,因擴建部分為框架結構對不均勻沉降較磚混結構比較敏感,同時新建部分沉降量也較大,二者建成后過大的沉降差勢必影響使用,甚至會影響到原建筑的安全使用。

為使新建部分對舊建筑物的沉降影響降到最低限度,經(jīng)認真分析地質(zhì)資料及考慮新建部分自重及活荷載減輕(將開間縮小,結構樓層板厚度定為較小值 80mm),決定將舊建筑物基礎挖開到基礎設計底標高,新建部分基礎為筏片基礎,鑿出舊基礎鋼筋與新基礎鋼筋焊接,采用雙面焊接為 5d,并將舊基礎混凝土鑿毛,用高標號混凝土澆筑,使新基礎與舊基礎相同底標高,基礎厚度其下鋪 100厚毛礫墊,這樣可以使新舊基礎能夠協(xié)調(diào)工作。

對舊樓加層上部內(nèi)設 280m2大型會議室,娛樂廳,健身、洗浴、休息等房間,平面布置空間體系大,由于加層跨度大,層頂結構確定采用鋼結構,采光保溫頂(蓋)屋面,屋面荷載作用在鋼梁屋架上通過鋼梁傳遞作用在其外窗間墻上,因荷載集中增加較大,為確保建筑結構安全可靠,將舊屋面的防水層、保溫層全部鏟除清理干凈,準確找到舊頂層內(nèi)圍墻軸線尺寸,在此基礎上按加層設計方案平面圖重新布置內(nèi)外圈梁,構造柱,主要以外墻承重,傳至基礎,因外墻線荷載過大,對原地基基礎采用擴大基礎,進行原基礎加固,經(jīng)輸入計算機反復計算確定新基礎寬度后,根據(jù)舊基礎結構形式設計加固基礎(見圖2),在舊基礎標高內(nèi)增設850mm φ14@200雙向鋼筋鋪入新舊基礎各 400mm,擴大基礎部分采用C 25混凝土,同時在新增基礎部分下?lián)Q填100mm厚毛礫墊層。以上技術措施達到使新舊基礎牢固連接,共同承擔工作。

2.2 新舊建筑如何連接問題

在建筑工程設計中,新舊建筑物連接設計比較復雜且不容易保證,在該項工程中新舊建筑連接基本屬于構造問題,不需經(jīng)計算。為保證新舊建筑物能滿足沉降和抗震設防要求、建筑物整體穩(wěn)定要求,認真做模型分析研究比較,擬定較為合理的處理方案。

在考慮新舊建筑物的連接問題上,設計同時考慮如何使新舊建筑物在整體造型上達到“統(tǒng)一,協(xié)調(diào),和諧,美觀”的技能效果。另使新舊建筑物緊密連接,該擴建工程緊靠舊樓,開間部分基礎采用筏片梁式基礎,上部結構形式為框架懸挑結構,新舊建筑外墻連接之間增設沉降抗震縫,外邊墻上,各樓層框架連續(xù)梁上采用填充砌墻法,在填充墻砌至接近梁底,板底時應留有一定的空隙,待填充墻砌筑完成并間隔 7 d后方可將其補砌擠緊。補砌時對雙側豎向縫用高標號帶微膨脹的水泥砂漿嵌填密實。

在新舊墻體連接時,將原建筑物墻體鑿成馬牙槎,使新建筑物墻與之交合砌筑,同時將 2φ6@500鋼筋鉆孔錨入原墻內(nèi) 15d并伸入新墻內(nèi) 1 000 mm,另外在原基礎上鉆孔直徑較鋼筋大2mm～3mm的圓孔,將附墻柱中的鋼筋錨入其中 15d,以上孔內(nèi)孔隙均灌入結構膠,促使二者緊密連接。

3 結語

加層,擴建在整個設計過程中,設計人員經(jīng)過反復計算和論證,對建筑物的改、擴建設計進行了多方面的整體考慮,為建設單位負責,本著“經(jīng)濟,合理,安全,適用,美觀”的總體設計原則,最終圓滿完成了所承擔的該工程設計任務。更重要的是該項改、擴建工程已完工近一年多,建成后建筑物的沉降符合設計要求,達到了預期目的,實踐證明改造加層,擴建方案是可行的,得到了建設單位和社會各界人士的共同認可。

[1] GB 50007-2002,建筑地基基礎設計規(guī)范[S].

[2] GB 50009-2001,建筑結構荷載規(guī)范[S].

[3] GB 50003-2001,砌體結構設計規(guī)范[S].

[4] 李 揚.淺析輕鋼結構在房屋加層中的應用[J].山西建筑, 2009,35(20):73-74.