李桂茹 王志林

1 概述

補(bǔ)償基礎(chǔ)的概念明確,優(yōu)點(diǎn)很多,理論依據(jù)也很簡(jiǎn)單,在20世紀(jì)50年代就已普遍應(yīng)用,效果也很好?？赡芷湮ㄒ坏娜秉c(diǎn)是首層地面在冬季時(shí)比較寒冷,因此在北方寒冷地區(qū)推廣比較慢。但不能因此完全否定其積極的一面。例如:必須在零層板下開通風(fēng)孔、零層板下是一壇臭水等等。似乎連個(gè)別審圖的人還對(duì)補(bǔ)償基礎(chǔ)提出種種苛求,開發(fā)商聽了片面的介紹也不想采用補(bǔ)償基礎(chǔ)的方案。實(shí)際上就是在徹底否定補(bǔ)償基礎(chǔ)的方案,甚至像下行政命令一樣,下令不準(zhǔn)采用。因此,本人執(zhí)意撰文來談一點(diǎn)自己的看法,以便希望能恢復(fù)其名譽(yù),使其有機(jī)會(huì)為我們社會(huì)主義建設(shè)繼續(xù)發(fā)揮作用。

2 補(bǔ)償基礎(chǔ)的概念及其歷史沿革

在學(xué)習(xí)地基及基礎(chǔ)這門課時(shí)已經(jīng)知道,例如在中心受壓的情況下基底底面積的確定依據(jù)是:p=(F+G)/A或?qū)懗葾≥F/(fa-γGd)(其中符號(hào)的意義可見一般的教科書或規(guī)范[1,3])。補(bǔ)償基礎(chǔ)就是利用其在施工完基礎(chǔ)后不再回填土壤,而是將零層地面做成樓面的形式,一般稱它為零層板。這樣在上式中的G就可以減小甚至取成零,這就使基底面積減小很多。這不僅可以節(jié)約投資,而且本來無法采用天然地基方案的情況,改變成可以采用天然地基的方案。

我們知道在選擇基礎(chǔ)方案時(shí),無論從經(jīng)濟(jì)或技術(shù)的角度上,均應(yīng)首先考慮天然地基上的淺基礎(chǔ),然后再考慮天然地基上的深基礎(chǔ)或人工地基上的淺基礎(chǔ)。因?yàn)楹笳呖偸潜惹罢咭M(fèi)錢、費(fèi)時(shí)。只有在淺層找不到合適的持力層時(shí),天然地基上的淺基礎(chǔ)才成為無法實(shí)現(xiàn)的事實(shí)。在70年代前,我們只蓋約為4層樓高的住房。由于那時(shí)的墻厚較厚,每平方米加到地基上的載荷也可達(dá)到八九十千巴。天津有些地區(qū)的地基承載力較差,有所謂老八噸的說法,就是指地基承載力為80kPa,有時(shí)正好差一點(diǎn),所以也作了一些補(bǔ)償基礎(chǔ)的方案。從施工的結(jié)果看,其效果也是很好的。唯一的缺點(diǎn)就是居民反映地面在冬天較冷。70年代后,掀起了住宅建設(shè)的高潮。砌體房屋的樓層層數(shù)做到了6層～7層,但是墻厚一般只有240mm。對(duì)持力層的強(qiáng)度要求一般是130kPa,可是天津地區(qū),在淺層很難找到這樣的持力層。因此,深攪方案、短樁處理、疏樁處理、CFG樁等的地基處理方案相應(yīng)產(chǎn)生[2]。補(bǔ)償基礎(chǔ)本應(yīng)可有用武之地了,可是由于上面談到的原因,只有少數(shù)住宅得到了采用。再由于設(shè)計(jì)人員本身對(duì)補(bǔ)償基礎(chǔ)就存在誤解,也就無法有力地說服開發(fā)商來采用此種基礎(chǔ)形式。

按基礎(chǔ)埋深1.5 m～2.0m計(jì)算,頂層的土層容重取16 kN/m3,γGd就可以有30kPa左右,將筏板基礎(chǔ)稍挑出一點(diǎn)就可以利用一般天津地區(qū)的持力層了。而且,目前機(jī)械挖土的成本很便宜。再挖深一點(diǎn),例如挖到3 m～4m,γGd就可以有 50kPa左右,完全可以利用較差的老八噸地基了。而且,一般黏性土的滲透系數(shù)都不大,用明溝排水就可以解決問題。天然地基上的淺基礎(chǔ)采用補(bǔ)償基礎(chǔ)后不僅可以節(jié)約大量的投資,而且還可以減少沉降量,對(duì)結(jié)構(gòu)的安全也有保證。因此,對(duì)補(bǔ)償基礎(chǔ)這個(gè)方案還值得進(jìn)一步加以討論。

3 對(duì)補(bǔ)償基礎(chǔ)缺陷的進(jìn)一步分析

對(duì)于補(bǔ)償基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn),上面已提了不少。對(duì)缺點(diǎn),一般歸納如下:主要是在地板下積了一潭水,還稱作是死水、臭水。因此,一票就否定了?？墒且肋@種意見是主觀的、不科學(xué)的。他并沒有分析水變臭的原因。地板下有水是事實(shí),但要變臭是有條件的。與外界相通是使水變臭的主要原因。有些人,一方面提出水要變臭,可另一方面又提出在零層板下要開洞通風(fēng)。要知道在零層板下開洞通風(fēng),企圖想用通風(fēng)來吹干地下水是不可能的。開洞以后,水與外界接觸,就會(huì)生長(zhǎng)藻類,進(jìn)行光合作用。藻類的生長(zhǎng)與死亡,就會(huì)引來菌類對(duì)藻類的分解而產(chǎn)生臭氣。假如對(duì)零層板以下封閉起來,消除了藻類生長(zhǎng)的條件,水是不會(huì)變臭的。零層板下的水是與地下水相通的,是相互滲透的,應(yīng)該是屬于活水。當(dāng)然還可以要求在砌筑基礎(chǔ)時(shí),豎縫可以不必灌滿。這對(duì)砌體強(qiáng)度影響不大,而透水性可增加很多。封堵以后,即使進(jìn)去少量生物,其死亡以后分解產(chǎn)生的臭氣也是有限的,絕不會(huì)形成一潭臭水的情況,而是會(huì)自然消化的。封堵以后,密閉的空間里,水蒸氣當(dāng)然是飽和的。但是其溫度并不高,水蒸氣壓也不會(huì)過高。要說成通過零層板的滲透產(chǎn)生首層的潮濕是過分的。當(dāng)然增加一層隔蒸汽層也并不費(fèi)事。再引用文獻(xiàn)[4]中的一段論述“城市化增加了房屋和道路等不透水面積和排水工程,特別是暴雨排水工程,從而減少滲透,增加流速。地下水得不到地表水足夠的補(bǔ)給,破壞了自然界水分的循環(huán),致使地表總徑流量和峰值的流量增加,而滯后時(shí)間縮短?！倍a(bǔ)償基礎(chǔ)中的積水,對(duì)于穩(wěn)定地下水位,調(diào)節(jié)徑流時(shí)間起到了有利的作用?？梢姀沫h(huán)保的角度看,補(bǔ)償基礎(chǔ)也是對(duì)城市建設(shè)有利的。其他的地基處理方式,只能在土地中留下大塊的不透水體,妨礙了地下水的滲透,對(duì)環(huán)保不利。最后談?wù)劦孛姘l(fā)冷的問題。土壤具有一定的熱阻,可以達(dá)到較高的地表溫度,這是事實(shí)。但是在目前,三步節(jié)能的要求下,就靠土壤這一點(diǎn)熱阻是不夠的,還得在地面上采取保溫措施。有時(shí)就套用保溫屋面的作法,但用它來做在首層,是否能耐久還值得討論。補(bǔ)償基礎(chǔ)的零層板下面是臨空的,做隔蒸汽層、保溫層都很方便。例如,在模板的隔離層上放上鋼絲網(wǎng),攤上一層薄薄的砂漿放上保溫材料,再放一層網(wǎng)與砂漿作為找平層,就可以當(dāng)作零層板的模板了。保溫材料不受力,耐久性就好了,零層板的剛度大,上面做各種石材面層都不會(huì)裂。補(bǔ)償基礎(chǔ)在這里顯出了它的優(yōu)越性。

4 結(jié)語

補(bǔ)償基礎(chǔ)是一種值得推廣的一種基礎(chǔ)形式,無論從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)與環(huán)保的角度來看,都是一種具有優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)方案。尤其是目前,機(jī)械開挖的能力大幅度提高的情況下,補(bǔ)償基礎(chǔ)可多出50kPa～60kPa的承載能力,使天然地基上的淺基礎(chǔ)方案可以實(shí)現(xiàn)。至于它的缺點(diǎn)隨著人們節(jié)能要求的提高而消失了,也隨著人們對(duì)它的誤解而解決了,它是值得青睞的一種基礎(chǔ)形式。

[1]華南理工大學(xué),東南大學(xué),浙江大學(xué),等.地基與基礎(chǔ)[M].第3版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1998.

[2]曾國(guó)照,蔣國(guó)澄,葉政青.地基處理手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1988.

[3]GB 50007-2002,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]竇貽儉,李春華.環(huán)境科學(xué)原理[M].南京:南京大學(xué)出版社,1998.

[5][美]H.F.溫特科恩,方曉陽.基礎(chǔ)工程手冊(cè)[M].錢鴻縉,葉書麟,譯.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1983.