能否挖一个地下室做听音室？（兼房屋基础设计趣谈） [复制链接]

能否挖一个地下室做听音室？（兼房屋基础设计趣谈）

lmy3456先生的“地下室之HIFI听音室之完全攻略”一文，实在太吸引人了！
文章精彩在什么地方？请各位感兴趣的朋友自己去研究：
http://www.jd-bbs.com/viewthread.php?tid=1334275&extra=page%3D1&page=1

我这里不谈lmy3456先生的听音室是如何精到，设备如何令我陶醉。简略的一句话，这几天我是下决心不照镜子的，因为自己明白我二眼肯定鲜红一片。
我在朋友们的讨论中，感觉到一片感叹声，也有朋友也要‘开挖一个地下室做听音室’！这就使我有点担心了。我先强调：lmy3456先生的地下室是成品，是按地下室的要求设计、施工而成的，他可不是挖出来的。

我非常同情这些发烧朋友们的美好设想！在没有一个如意的房间作为聆听室的情况下，能够有一点令自己陶醉的梦想也是好的呀！我虽然已经有了聆听室，但是还比较小，所以如果这个设想有可能实现，我一旦有条件，我也会义无返顾地去实施。可惜，不仅建筑法律不允许我这样做，专业知识也提醒我，尽我的专业所能，为安全地达到享受人生目的、兴师动众的改造也是太不合理、太不经济了。
我不想引用官方法律语言或者引用规程、规范的文字来警告有这个想法的发烧朋友。因为要劝阻已经烧糊的音响发烧友，犹如劝阻已经喝醉的驾车人弃车改乘出租车一样困难。他们认为自己不怕吓！吓不怕！

我想讲一点有关房屋基础设计的基本、有趣的道理，让朋友们自己去判断。
先谈谈房屋基础和地基土的情况。房屋底下与土或桩直接接触的部位叫基础，基础底下的土称为地基。地基土由泥土颗粒、水和空隙组成。在一般压力情况下，可以假设泥土颗粒不变形，空隙里的气体会压缩，水会逐渐被挤出。因此，在房屋重量下，地基土也就慢慢被压缩，产生沉降。
地基土还有一个特性：在压力下，还会向压力比较低的方向‘流’动。所以控制地基土的‘流’动，也是控制地基沉降量的重要措施。
了解一些材料力学常识的朋友，都知道固体材料的强度在理想的三向受力的情况下比单向受力情况下要大很多。如火车铁轨和车轮的接触点很小，接触点上的压力其实很大，加上行驶中的冲击力，接触点上的压力很可能超过普通材料的强度。如果用提高铁轨材料的等级的办法解决问题，建设成本就会大大提高。聪明的设计师将铁轨工字形上端的截面积加大，钢材实际形成三向受力的状态，强度就达到了要求。
其实土的单向受力情况与三向受力情况下的强度差异比率要比固体材料的差异比率更大。事实上，勘测资料所提供的地基土的强度指标，是土在三向受力情况下的强度。如果在周围没有其它土体包围住的条件下，只要对这个土体稍微加一点压力，这个土体就立即会跨掉！
所以地基土深度以上以及地基土周围，凡是设计中在图纸上已经有的‘复土’，是不应该随便去掉的！

（续上）
   设计师的任务，令其设计师的房屋，在长期使用中，土体不被破坏，而且只能产生房屋容许承受的沉降。这个房屋容许承受的沉降，包括最大容许沉降和最大容许差异沉降。
如何理解最大容许差异沉降？差异沉降是房屋任意二个指定点的沉降值的差。这个沉降值的差与这二指定测量点的距离之比（其实是沉降引起的这二个测量点之间的倾斜），必须控制在一个容许的范围以内。一般房屋，这个容许的范围为0.001或0.002以下。理论和实践证明，如果超过这个容许的范围，房屋就会开裂甚至破坏。
   根据土体在压力下，还会向压力比较低的方向‘流’动的特性，如果我们把房屋底层下的地坪土挖掉一些，在此附近基础底下的地基土就会比较容易地向挖掉的方向‘流’动。这里的基础就会产生比其它基础更多的沉降。虽然这个新增加的沉降，肉眼是无法察觉，但是房屋的某些地方确确实实地感受到了。这些地方要承受比原设计值更多的应力。你家所处的房屋首先受到伤害，安全性降低了，危险开始笼罩到你家及周围居民的头上！
（待继）

（续上）
或许有朋友认为，这好办，我只要在开挖的同时观察好我的房屋不产生开裂就可以了。但是，这种事情在业余情况下是做不到的。因为，房屋的沉降是非常缓慢的，正常情况下也需要数年才能结束（基本停止）。如果人为改变房屋情况，超过了设计条件，数年后沉降可能还一直在不断地进行，永不停止。然而终于有朝一日房屋就开裂了，甚至破坏了！这个过程，你个人是无法预测的。而且一旦产生破坏，你个人无法逆转。
也有朋友认为，他见到类似开挖的地下室的例子也有啊，多少年来一直使用至今，从未见到有什么开裂甚至破坏。其实这位朋友不知道，设计师的计算是以房屋设计生命周期（一般房屋为五十年）内的安全使用为基本依据，在设计生命周期内房屋可能要遇到百年一遇的各种灾害，和不利的使用情况，你见到的开挖的地下室的例子在短短的十来年里遇到了这些灾害了吗？你是否知道，你见到的例子上，房屋内部的应力已经超过正常使用情况下应该保持的水平了，它的安全性能已经不合格了，就是没有让非专业人士察觉到而已！
（待继）

（续上）
    其实，影响地基土强度、变形和稳定的因素很多，理论也很复杂。例如，当同样的土（假设勘测数据完全相同），处于不同深度，或上面基础的大小不同，或施工的方法不同，或施工的程序不同时，使这个土体的强度、变形和稳定的结果都不同。由于理论很复杂，这些深奥、复杂的东西就留给岩土工程师去论证和计算吧！
记得上世界八十年代，南京建筑科学研究所提出一个让设计师非常感兴趣的科研课题：普通多层房屋的基础是否可以建造得越浅越好？就是说，只要造房的地方浅层土比较好，造房时仅仅稍稍清理一下表土，就可以直接造房的基础了。这多方便呵，省去挖这么深的土，建这么深的基础！至少是件又快又省的事情！但是经过大量的分析计算，最后造好的样板房虽然是建在浅层土上，可是，样板房的基础是一块比房屋还要大一圈的、平均厚度大于四十公分的钢筋混凝土大板。而且，这个钢筋混凝土大板的四周设立一圈钢筋混凝土圈梁。圈梁宽四十公分，深入土中八十公分！圈梁必须要把大板下的土严密的包裹起来。否则的话，日长年久，房屋还是要失稳。因此这个基础的代价大大超过普通房屋的基础了！

其实，影响地基土强度、变形和稳定的因素很多，理论也很复杂。例如，当同样的土（假设勘测数据完全相同），处于不同深度，或上面基础的大小不同，或施工的方法不同，或施工的程序不同时，使这个土体的强度、变形和稳定的结果都不同。由于理论很复杂，这些深奥、复杂的东西就留给岩土工程师去论证和计算吧！
记得上世界八十年代，南京建筑科学研究所提出一个让设计师非常感兴趣的科研课题：普通多层房屋的基础是否可以建造得越浅越好？就是说，只要造房的地方浅层土比较好，造房时仅仅稍稍清理一下表土，就可以直接造房的基础了。这多方便呵，省去挖这么深的土，建这么深的基础！至少是件又快又省的事情！但是经过大量的分析计算，最后造好的样板房虽然是建在浅层土上，可是，样板房的基础是一块比房屋还要大一圈的、平均厚度大于四十公分的钢筋混凝土大板。而且，这个钢筋混凝土大板的四周设立一圈钢筋混凝土圈梁。圈梁宽四十公分，深入土中八十公分！圈梁必须要把大板下的土严密的包裹起来。否则的话，日长年久，房屋还是要失稳。因此这个基础的代价大大超过普通房屋的基础了！