時間:2023-01-19 05:41:50
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇地基工程論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
在選用填料的要求上,為了更好地實現對于道路地基工程的墊層工作,則需要使用土料來進行相應的回填工作。除此之外,在選用填料的要求時為了更好地保證地基工程的質量,工作人員在選用填料時應當注重嚴格的遵守相應的要求,既分別對于素土地基和灰土地基以及砂墊層甚至是砂石墊層地基的選料進行合理的分析。在這一過程中不同的填料往往會具有不同的選擇要求,因此這需要施工人員根據道路工程自身的實際需要來結合不同填料具有的不同特點來選擇更加合適的填料。
2施工中含水量的要求
施工中含水量有著自身較為明確的要求,例如在工程的地基施工過程中施工人員應當注重應用墊層法來對于地基進行相應的加固工作,從而能夠在此基礎上更好地保證道路地基自身的堅固性。除此之外,在施工中含水量的要求中,施工人員往往會發現在具體的施工過程中需要對于地基的含水量進行合理的控制。一般而言施工人員需要進行含水量的控制工作主要包括了3個方面的工作內容。首先是應當在素土地基的使用過程中盡可能的對于含水量的數值進行控制,從而能夠使地基處于最良好的狀態。與此同時,在進行拌合的過程中,每當存在水分過多或者是水分不足的情況下工作人員應當通過灰土的晾曬或者是進行灑水來對于其水分進行有效的調節。
3控制墊層質量的因素
3.1環刀法的應用
環刀法的應用是控制墊層質量的因素的基礎和前提。在環刀法的應用過程中工作人員應當注重保證墊層的質量并且對于一些可能存在的影響因素進行合理的控制。除此之外,在環刀法的應用過程中工作人員應當首先應用200cm3容積的環刀來進行地基墊層中填料的抽取工作,然后將抽取出的樣本作為代表來進行測樣,從而能夠實現其對于干密度的有效測定。
3.2灌砂法的應用
灌砂法的應用對于控制墊層質量的因素的重要性是不言而喻的。在灌砂法的應用過程中,施工人員應當針對無法有效應用環刀法來實現的地基干密度的測量工作來進行灌砂法的有效應用。例如在道路地基工程的實際施工過程中施工人員應當通過選擇部分具有較好代表性的地基部位,通過試坑的合理挖設來將挖出的卵石進行合理的保存,然后通過試坑工作的有效進行來確保路基的深度被控制在240mm到320mm之間。
4道路地基工程中砂墊層的作用
4.1提高淺層地基的承載力
提高淺層地基的承載力是路地基工程中砂墊層作用的核心內容之一。在提高淺層地基的承載力的過程中地基的質量一直有著非常重要的地位,并且始終是影響到道路的正常使用和道路使用安全的因素之一。除此之外,在提高淺層地基的承載力過程中工作人員應當通過墊層的使用來替代被剪切破壞的軟土,從而能夠在增強道路工程中地基的整體承載力并且有效避免道路地基中破壞出現的同時促進道路地基工程施工效率的不斷提升。
4.2減少道路地基的沉降量
減少道路地基的沉降量是路地基工程中砂墊層作用的重中之重。在減少道路地基的沉降量的過程中施工人員應當針對可能存在的裂縫現象來有效控制具體的沉降比例。除此之外,在減少道路地基的沉降量的過程中,施工人員應當注重對于道路基礎下淺層出現的沉降比例進行有效的判定。從而有效減少其對于道路路面正常使用和安全使用可能帶來的影響。
4.3加速軟土層的排水固結
路地基工程中砂墊層作用之所以能夠得以體現與加速軟土層的排水固結有著非常密切的聯系。在加速軟土層的排水固結過程中施工人員應當注重確保荷載的具體作用,從而有效避免固結困難問題的出現,并且合理的減少相應的孔隙水壓力并且促進道路地基的工程強度被控制在一個令人滿意的范圍內,最終促進道路地基工程施工精確性和可靠性的持續進步。
4.4清除膨脹土的脹縮作用
如果道路工程施工過程中,地基的性質是膨脹土性質,應用墊層法,可以在一定的范圍內實現對地基基礎底面和兩側膨脹土的挖除。然后,換填非膨脹性土,可以消除道路地基中產生的脹縮作用。施工人員在進行墊層施工時,應該先對需要換填斷面的厚度和寬度進行科學的計算,在滿足道路地基穩定性和變形要求的基礎上,還有適應施工的要求,避免慢盲目施工,有效節約成本才能發揮道路工程的價值。
5總結
1.1軟土工程勘察的基本內容
軟土勘察包括:對軟土固結狀況進行勘察,分析總結其變形、強度特征及伴隨應力變化的整體規律,并掌握其結構破壞對變形與強度的影響程度;勘察軟土的層理特征、形成方式、表層硬殼厚度、立體分布的均勻性、底部硬土層狀況、分布與發展規律、埋藏深度及滲透性能等;了解地下水埋藏狀況,探討軟土對安全保護措施、施工材料級周圍環境的影響;勘察軟土內包含的地形地貌差異、河道與填土的分布深度及范圍等。
1.2軟土地基勘察的工作準備
(1)等級確定:巖土工程勘察應依據工程形成,按照干巖土工程勘察規范在對地基復雜程度、地基設計、現場場地復雜狀況分析的基礎上,與工程實踐相結合開展等級劃分,如若某軟土工程依照規范設定為二級,則場地等級與復雜程度等都應依據二級標準,也就是場地中包含灰色粉質土、雜填土、中粗砂、粉質土、粉質粘土及細砂等土質成分,所以工程勘察等級定為乙級。
(2)工作量與勘察手段確定:工程勘察前應先估算工作量,初步確定需用的勘察技術手段;如對建筑周圍的勘察點不知,孔深與間距確定及鉆孔數量計算,由此整理匯總為整體工程所需的工程量及總采樣數量;整理完成后制定恰當的工程流程并選用有效勘察手段。
(3)取樣數量:在前期土壤勘察基礎上可相應的制定試驗取樣位置與數量,以保證在標準時間內完成樣品檢測;取樣數量的設定還要以工程量為依據,明確勘察試驗的具體時間流程,以確保試驗充分。
(4)工程水文狀況:勘察過程中應及時了解工程周圍的水文狀況,如掌握地下水的排泄、徑流情況等。由于地下水對軟土地基影響較大,地下水的波動可能會造成勘察失誤,所以應根據地下水狀況實行有效的勘察及試驗手段,以防止周期性地下水波動干擾勘察試驗結果。
2軟土地基工程勘察技術要點
2.1調查測繪
調查測繪中需注意的要點包括:軟土層厚度、埋深與層間性質類型;軟土分布范圍、形成方式與基地低層類型;地下水排泄與補給狀況及其與地表水的水利聯系;軟土內砂夾層的顆粒成分、厚度及透水性能;軟土地基上已完成建筑對于地基變形及強度的影響;軟土地基分布路段的地貌、地形及第四紀地層沉積聯系。
2.2勘探點布置及深度
(1)勘探點應以建筑周邊線及角點為依據進行布置,對于地基的主要受力層或下臥層起伏過大的部位應加設勘探點以探測其變化過程;對于單棟高層建筑,需符合地基均勻性評價標準,勘探點布置應在4個以上;對于建筑密集區域,勘探點可適當減少,但應保證各棟建筑含有1個控制性勘探點;
(2)勘探孔深度應能控制地基主要受力層,若基礎底面寬度在5m以下時,勘探孔的深度對獨立柱基礎應大于基礎底面寬度的1.5倍,對條形基礎應大于基礎底面寬度的3倍,且均應在5m以上;當存在大面積軟弱下臥層或地面堆載時需適當調整控制性勘探孔深度;高層建筑的一般性勘探孔深度應為基底下基礎寬度的0.5~1倍,且應深入至穩定地層。
2.3鉆探
鉆探是進行巖土工程土層劃分的關鍵環節,其主要用于探測軟土顏色、厚度、層位、狀態,掌握地下水的排泄條件、徑流方式及埋入深度,了解巖土層的基本物理學性質指標等。鉆探技術要點包括:
(1)對于軟土的取樣應盡量使用薄壁取土器靜壓法,由取樣到試驗的整體過程都應采取有效保護措施,以避免樣品收到水分流失、變形及擾動等外界環境條件影響;
(2)對于鐵路或高速公路軟土地基巖土工程的勘察,為防止軟粘土收到擾動和地層性質受到破壞,通常采用干鉆法;若需選用泥漿護壁回轉鉆進時,應采取保護措施以保證軟土地基結構變化不會對土層原始物理力學性質造成影響;
(3)鉆孔數量與質量應符合施工方案標準,鉆孔深度需滿足變形與應力設計計算要求;鉆探時各項深度數據都通過丈量采集,累積測量誤差應控制在5cm以下。
2.4測試
(1)原位測試:①剪切波速測試應在沿線選取具有樣本代表性的地段開展,以保證軟土震陷評價的有效性和地基剛度、巖土動力學參數、阻尼比計算的準確性;合理劃分建筑場地搞震設計類別,對于場地地基的卓越周期計算要以樣品性質為依據;②十字板剪切測試應選取代表性路段沿深度方向對地基穩定性存在不同程度影響的軟土層進行測定,勘察在無排泄條件下土層的參與抗剪強度、抗剪強度及靈敏性指標;準確計算地基承載力以確定軟土地基臨界高度,分析軟土固結歷史;測試點的安設間距應符合各代表性路段的每段軟土低層內都存在大于兩組的有效現場剪切標準;③靜力觸探可利用貫入阻力的變化探查軟土在垂直和水平方向上的狀況,并可依據勘探資料和土層劃分狀況,分析軟土的變形模量、承載力、類別等其他力學性能指標;其觸點間距可依據場地環境類型進行確定。
(2)軟土剪切試驗:若軟土的卸載和加載頻率過高,其內部水產生的空隙水壓消散速率同時出現變化,此時應選用自重壓力預固結德爾不固結排水三軸剪切試驗;對于透水性能較差的粘性土質可選用無側限的壓強度試驗或十字板剪切試驗;對于可能出現較大突變項目的土體在探測其殘余剪切強度時可采用動態扭剪切試驗、蠕變試驗和動態三軸試驗;對于軟土排水速率快但施工精度較慢可采用直接剪切試驗或固結不排水三軸剪切試驗。
(3)室內測試:為有效評估地下水對建筑材料的腐蝕影響,應對地下水開展水質化學分析試驗;對于力學試驗中的加荷標準與級別、應力及路徑條件、試驗邊界條件確定等應以工程現場地質環境作為主要參考,并結合運營期、預壓期、施工工期等進行綜合分析判定;試驗項目也能夠包含前期固結壓力、酸堿度、有機物含量、天然快剪、壓縮系數、液限、粒徑成分、天然密度、固結快剪、天然含水量等。
3結束語
(1)地基特性。建筑工程地基是承載整個建筑負荷的重要組成部分,其地基強度直接決定了建筑基礎結構的形成,如果地基基礎結構遭到破壞,勢必會對整個建筑的使用功能及使用壽命造成一定的影響,地基失穩以及地基不均勻沉降等現象會直接造成建筑墻體裂縫或者是傾斜,嚴重情況下還會造成建筑上層結構的損壞甚至是倒塌。建筑地基的變形主要是由其地基土的物理力學特性所決定的,與其負荷大小和地質水文條件有著較為密切的關系。在建筑地基土體壓縮變形過程中,隨著地基土空隙的逐漸減小,其所含的水分和空氣在不斷的排擠過程中,相對密實程度以及承載力會隨之增大。
(2)沉降縫的基本形狀及成因。由于建筑地基基礎的不均勻沉降所產生的裂縫主要有豎向裂縫、斜向裂縫以及橫向裂縫三種,其中最具有代表性的是斜向裂縫,主要由于在地基的不均勻沉降作用下,其砌體的內力分布形式發生了重大變化,在附加應力作用下,砌體的抗拉抗剪強度進一步減小,因此產生升了拉力作用下的裂縫。在該作用下產生的裂縫與地基基礎的不均勻沉降有著較為明顯的對應關系,沉降縫的最高點是地基基礎沉降量相對較大的地方,最低點則為沉降的交點。造成以上地基不均勻沉降的原因多種多樣,總的來說是由于建筑地基工程的地基土質不同導致其壓縮性不同,使得樓房的荷載力不均勻,從而在建筑整體剛度不均且稱重體系雜亂無章的情況下,就會產生相應的建筑地基不均勻沉降,雖然其表現為建筑墻體的開裂,但是其與荷載作用下產生的結構裂縫在本質上還是有一定的區別的。
2建筑地基不均勻沉降的危害及沉降量的測定
(1)地基不均勻沉降的主要危害。由于建筑地基土本身所具有的壓縮性,造成了建筑地基在自重應力以及附加應力作用下會產生一定的沉降。通常情況下來講,建筑地基沉降現象不會對建筑物本身產生較大的影響,可以在施工過程中通過預留沉降標高的方法對可能存在的地基沉降問題做出有效的解決。但是由于建筑地基工程土層厚度變化問題以及建筑荷載差異問題和基礎類型差異,會容易使建筑地基產生不均勻沉降現象,最終造成建筑物自身傾斜,并引起建筑上部結構應力作用增加,或者是建筑物底層標高逐漸減小,建筑物總高度也隨之相應減小,在積蓄到一定量之后,嚴重威脅到整個建筑的安全使用。
(2)建筑地基沉降量的確定。在長期的荷載作用下,建筑地基的沉降量基礎主要經歷了初始沉降、固結沉降以及次固結沉降三個階段,最終相加在一起形成了建筑地基沉降量。其中初始沉降量主要是指由于飽和軟土中的孔隙水沒有及時排出而發生的沉降,該時期地基土體只發生了形變而并沒有發生體變。而固結階段的沉降是隨著荷載作用的逐漸推移,在外部荷載不變的情況下,建筑地基中的孔隙水不斷排除過程中發生的沉降。
3建筑地基工程不均勻沉降的預防
(1)前期地質勘查及質量控制。建筑工程施工前期的地質勘查工作是其建筑地基工程開展的重要科學依據之一,首先應保證的建筑地基工程地質勘查報告的科學性和準確性,從而便于在該依據下進行建筑地基工程施工的人員素質培養及專業技能培訓工作。
(2)提升設計的多樣性。在進行建筑地基工程設計時,應注重設計方案的的多樣性特征,從而保持地基基礎和建筑整體之間的剛度聯系。在進行建筑平面形狀的選擇時,盡量做到規劃方案的整齊性,避免出現較為復雜的形狀或者是過多的轉角,當存在著建筑物長度過大的情況時,應考慮在適當的位置設置相應的沉降縫,如果建筑設計形狀較為復雜,該位置可以選取在建物設計的轉折處。此過程中需要注意的是,如果建筑地基土之間有著較大的差異,那么應將臨近建筑也同樣納入考慮范疇之內,避免其可能對其造成的不良影響。另一方面,可以通過對縱橫墻合理布置的范式,對存在的不均勻變形現象進行有效的調解,比如建筑在為磚石承重結構時,可以在保持其盡量貫通的情況下確保橫隔墻的間距適中,從而有效預防裂縫問題的出現,在整體上提升建筑物的性能。
4建筑地基沉降縫的設計原理及控制措施
4.1建筑地基沉降設計的原理相關研究和實踐結果表明,三相系土在壓力作用下所產生的空隙以氣壓縮量變化相對較小,科技直接忽略不計,但是其在外荷作用下,會產生相應的土粒間連接結構變化,在相對移動作用下會發生重新排列,從而使土體空隙中的水分和氣體被排出,在此壓縮過程中土體體會隨著外荷作用逐漸較小,最終產生固結。在這種土的壓縮作用下產生的基礎沉降一般情況下都可以認為是固結沉降,其主要是對于粘性土質而言的。
4.2建筑地基沉降設計的計算方法
當前建筑地基工程中采用的沉降設計計算方法主要為分層總和法,按照其所選取的壓縮曲線坐標的不同,其又可以劃分為e∶P曲線法和e∶lo曲線法。一般情況下的建筑地基工程沉降設計中,不僅需要對建筑物基礎沉降量及沉降縫進行科學的預估,還與要在此基礎上對沉降時間以及沉降量與工程施工進度之間的變化關系進行預估,并通過二維、三維固結理論解決其過程中存在的宿管排水法加固地基問題。
4.3建筑地基工程沉降縫的控制措施
(1)建筑平面設計措施。在對建筑地基工程沉降縫進行控制時,首先應從建筑設計入手。對于建筑平面的設計,應在力求簡單的原則基礎上,確保建
筑物之間的高差在可接受的范圍之內,從而保證其建筑基底應力之間的均勻、圈梁更容易拉通。如此一來,在整體高度得到有效保證的前提下,即使發生的沉降作用稍大,也不會對建筑地基產生較為嚴重的破壞作用。進行沉降縫設置主要是運用沉降縫將建筑物從屋面到基礎分割成若干個獨立的沉降單元,從而使建筑物平面簡單化,最終達到減輕地基不均勻沉降的目的。所以,對于建筑地基沉降縫的設置位置選擇上,可以考慮將其放置在建筑物平面轉折處、層高落差處或者是分期建筑的交界處,并確保沉降縫有足夠的寬度,使其能發揮出應用的效應。在沿高層建筑或者是裙樓交接出設置沉降縫時,應注意將其基礎斷開從而使主樓各裙樓之間能夠形成互不影響的個體單元,并通過標高設置的方式對主樓單元和裙樓單元各自沉降量進行控制,保持其沉降作用過后的一致性。
(2)建筑地基基礎設計措施。首先應在對變形值進行準確控制的基礎上進行地基基礎設計工作,此過程中需要注意的是對建筑地基最終沉降量以及偏心距離的計算,建筑地基沉降量應保持在15mm范圍以內,偏心距保持在15‰。其次對于并不能滿足建筑自身沉降要求的建筑地基應采取相應的技術措施,比如預制鋼筋混凝土短樁或者深層攪拌樁的形式對其建筑地基進行處理。第三,在進行建筑地基基礎設計時,應始終以加強地基基礎剛度和強度和根本目的,根據建筑地基自身軟弱程度以及上部結構情況,運用條形基礎或者是筏形基礎等基礎形式,減少基礎產生的扭曲變形作用。
5結語
1排水固結處理技術
排水固結處理技術是軟土地基處理技術中重要的一種,就是先將軟土地基中的水排出,縮小軟土地基的空隙,使孔隙水壓降低,促進軟體地基土體固結,有效的提升土體的抗剪力強度,提升地基的承載能力。排水固結處理技術具體可以分為砂井法、排水電滲法、堆載預壓法、真空預壓法等。其中堆載預壓處理技術花費時間較長,具體做法是對填土材料、砂石等進行預壓,促使地基沉降,快速固結地基土塊,最后在將荷載撤除后進行房建工程施工;如果地基透水性較低,可以選用砂井法,具體做法是在地基空隙中灌以砂土,采用專用的排水固結管道進行排水,保證地基穩定,這一處理技術具有施工材料少、連續性強、排水速度快等優點,得到了廣泛的應用;真空預壓法主要應用在不含透水層的地基上,具體措施包括:首先設立砂井,并用隔絕層封閉砂層,將砂層中的氣體排出,是地基土快速固結;如果地基粘性小、地下水位低,則需要選用電滲法,其主要是將地基中的水集中到陰極,形成電滲,促使土體固結,提升地基的承載力。
2膠結處理技術
膠結處理技術要在軟土土質中加入別的水泥材料,例如水泥砂漿、石灰,依靠軟土地基的固結,構成復合地基,使軟土地基強度變大,軟土地基承載力變大。膠結處理技術可以選用水泥土攪拌法、高壓注漿法、灌漿法等實施。灌漿法先把泥漿灌入土體內,在土體內進行固結,這樣一來地基承載力變大、地基沉陷度減少。水泥土攪拌法先是把原來的基土攪拌進水泥內,使兩者發生反應,構成固體,這樣就提升了軟土地基的強度。實施水泥土攪拌前,要進行配比強度試驗,確定最佳水泥摻和量。水泥土攪拌法用在抗剪性大、含水量高的地基中。高壓注漿法借助于高速、高能量的液流沖壞土體,使土體同漿液混合,發生固結。
3強夯置換法處理技術
強夯法就是用重物對地面猛力拍打,保證地面的牢固與平整,利用強夯法能夠有效的提高地基的承載能力,還能避免公路路基在重物的壓力下發生坍塌。利用這種軟基處理方法,能夠有效的提升地基的承載力,對地面產生良好的效果,是軟土地基滿足房建工程施工的沉降要求,并且施工迅速,為后續施工提供有力條件。這種方法由于實施方式關系,在施工過程中會產生振動以及噪聲,會對周圍的居民造成影響,所以在居民聚集區不易使用。如果采用這種這種處理方式,需要逐層夯實,并且在最后的一層夯實完成后,將夯實機壓實的坑填平。置換法就是將房建工程軟土地基中的小碎石、石灰石置換出來,這種方法主要用于軟土地基厚度較小的地基,這種處理技術首先將上層承載力較強的土層作為支撐結構,對下層土層的承載力實施驗算,如果下層承載力不能滿足具體設計要求,這需要進行淺埋處理,提升持力層,加大持力層厚度,使其滿足房建施工的具體要求。除此之外,還可以采用粉煤灰吹填法。該種技術也是軟土地基處理新技術的一種,粉煤灰具有較強的透水性,粉煤灰在軟土地基中的應用可以加速地基的固結,縮短施工工期,降低工程的整體成本。施工人員可以按照一定比重進行淤泥和粉煤灰的吹填,逐步的改善軟土地基的性質。
4總結
對于軟土地基處理問題,房建工程施工人員要加強對軟土地基的認識,認真分析軟土地基類型,認識到軟土地基處理對房建工程施工的重要性,根據具體類型的軟土地基類型、特點等,選用適當的軟土地基處理技術,包括強夯法、置換法、排水固結法、膠結處理技術、樁基處理技術等,根本目的就是提高地基承載能力,避免地基沉降,保證房建工程的穩定性。
作者:梁德忠單位:瑞昌市工程建設監理事務所
軟土基礎的突出特征就是含水量高,從而導致整體承載能力差,在軟土上作業和施工都會出現不規則的沉降,道路建成后因為荷載的影響,軟土基礎通常會繼續沉降,且呈現不規則的狀況,所以對道路的使用也會產生較大的影響。市政施工中軟土基呈現的性能如下:
1.1承載能力差因為軟土基的含水量較大,因此土體的壓縮量增加,在承受較大載荷的時候就容易被壓縮,形成大規模的沉降,外界壓力容易導致地基的整體性破壞。這也是軟土基最突出的特點。
1.2沉降量大軟土地基所含有的天然水量大,其松散程度也就隨之增加,施工中因為壓力失水就會導致沉降,如果處理不當出現的沉降呈現不規則的情況,就會導致后續施工的困難,嚴重的時候會導致路面出現傾斜甚至塌方,尤其對橋梁施工的影響最大。
1.3壓縮性大軟土的特征是孔隙大,呈現松散的狀態,其可以被大范圍的壓縮,如果在市政施工中不能進行妥善處理,其在后續施工中容易出現基坑邊坡失穩、邊坡錯位、路基塌方等情況,導致施工的安全性降低,也會影響周邊建筑的穩定。
2市政路橋施工中出現軟土地基的基本思路
2.1因地制宜各個地區的土質特征不同其選擇的處理技術也就存在差異,因此在市政路橋施工中應對軟土地基的具體情況進行考察,如粘性土可以采用壓實技術為主,在施工中盡量減少對地基的擾動,以此保證整體性;砂性土質則可以利用擠壓技術為主,進行壓實,包括砂樁或者震動壓實等,改善地基的流動性,這樣的選擇主要是因為粘土已經擾動就會降低強度。再如,應根據軟土地基的深度和厚度選擇處理技術,如果土層淺則選擇表層處理技術,即換填技術。而軟土厚且無砂層,則應采取固結技術為主加以處理。
2.2根據市政道路要求處理市政道路建設中對道路的要求不同其穩定性和平整度要求也就不同,等級高則應選擇強力的軟土地基處理措施,將沉降降至最低。如果等級低則應進行加載等技術待沉降結束后進行施工。如果先鋪設簡易路面沉降結束在鋪設常規路面。還可根據道路形狀選擇不同的處理方式,設計寬度與高度也會影響軟土地基的處理技術。通常采用換填技術的時候,對于寬且低的路堤而言就容易出現破壞的情況,設計高度大且不夠穩定的路堤時應考慮加載的措施來增加地基承載的極限強度。
2.3考慮周邊情況市政路基施工對周邊的建筑會產生影響,如果震動、噪聲、地下水、環境污染等都應考慮在技術選擇中,因此在軟土地基的處理中應綜合諸多因素進行確定。對路堤高而地基軟弱的情況更應注意對周邊建筑的影響。因此如果路堤坡腳附近有建筑的時候,應考慮減少總體沉降的技術,以此保證周邊建筑的穩定。
3市政路橋施工中軟土地基的處理技術
3.1排水技術軟土地基的突出特征就是含水量高,因此在處理中如果可排除過多的水分則可以提高地基的承載能力。因此排水技術是一種有效的軟土地基處理技術,如表層排水技術。表層排水處理是提高土體固結性能和穩定性的重要技術措施。具體的做法就是在軟土基上設置砂墊層,這樣改善軟土地基的含水量,通過砂墊層的壓力和排水實施配合,排除地基中大量的水分,以此促進軟土層固結沉降,保證施工后續作業的穩定和安全。
3.2粉噴樁技術該技術在市政路橋工程中經常被納入到軟土地基的處理中。所謂的粉噴樁處理技術就是利用設備在軟土地基上鉆孔,并利用壓力將固化劑壓入軟土中利用固化劑與土層中的水發生化學反應而促進軟土地基失水,從而達到固結軟土地基的作用。固化劑通常為石灰和水泥,多數工程選擇的是水泥,在實際的應用中應考慮摻入比的選擇。其標準為樁的強度,如高于1.5MPa則選擇425號以上水泥,如低于這個標準則選擇325號水泥。這樣可以增加摻入比,提高樁體的性能。為了保證固化劑的流動性,可以摻入減水劑或者硫酸鈉、石膏等材料,這樣可以增加固化劑的處理效果。同時噴粉樁在加固中還形成多個相對穩定的隱形樁,這樣可以增加地基的承載能力,為后續的施工打下基礎。當然其必須在場地整潔且作業空間較大的場地上進行施工。在粉噴樁技術應用前還應對地質土質進行檢測,尤其是土質、含水量等技術參數都會影響噴粉樁的固化效果。所以應按照技術要求對其進行采集和分析,并利用工程實驗室進行試驗保證固化劑的適應性。
3.3深層排水技術排水是軟土地基處理的核心思路之一,排水固結技術與表層排水技術不同,其主要是利用擠密技術對軟土基的深層水分進行排除,通常需要配合排水井來完成對軟土地基的排水措施。該技術利用向軟土地基中打入擠密裝置的方式來擠壓軟土層,促進其水分排除,然后利用排水井抽出多余水分,促進地基失水固結。該技術的選擇應考慮地基含水量、軟土厚度等情況,按照技術流程進行操作,這樣才能保證處理效果最佳。但是此類方法不能單獨使用,應配合其他方式促進水分排出,增加地基的穩定性。
3.4加載壓實處理加載壓實技術是一種靜態固結技術,在軟土地基上施加一個外表載荷,人為的促進土體的壓縮,出現超載沉降,以此達到處理軟土地基的目的,但是單純的加載不能保證地基的承載能力提升,因此該技術也必須與其他技術配合使用。在使用加載壓實前應對軟土層的厚度和含水量進行分析,計算加載的重量,如果超過范圍則不能采取該項技術。技術的核心就是降低地下水位,在加載的過程中可以打入鋼板來保證施工中地基的穩定性。主要是防止其對周圍的建筑和土體產生影響。應注意的是填土加載的技術主要是保證路面鋪裝后的殘余應力被提前釋放。如果加載過大反而會導致地基的穩定性喪失,因此應緩慢的增加加載速度,每一次加載都應保證地基穩定后進行。并在施工中做好觀測工作,控制沉降的速度和范圍等。
3.5擠密技術擠密技術就是通過外力對軟土地基進行擠壓,在市政橋梁施工中較為常見。通過擠密樁間的土體來提高地基強度。將樁孔用灰土、素土等回填并夯實。因為土質的類型不同其方法也存在差異。如果使用素土則稱之為土樁擠密法,使用灰土則為灰土擠密法。這兩種技術措施對于厚度較大的地基作用較好,其中濕陷性黃土的處理效果最佳,應在具體的工程中合理選擇。
4結語
關鍵詞:巖溶地區 工程地質 勘察技術
中圖分類號:F407.1文獻標識碼:A
引言
巖溶是指水對可溶性巖石作用時,以化學溶蝕為主,水的機械作用沖蝕、潛蝕等為輔的地質作用所產生的一些現象的總稱,也可叫做喀斯特。因為喀斯特作用形成的地貌,叫做喀斯特地貌。目前許多的研究者已經對其展開了多方面的研究,并且在一些領域取得了比較好的成就。但是,隨著我國在巖溶地區建設的工程越來越多,在進行工程勘察時遇到的問題也就越來越多。雖然工程技術人員在勘察的過程中,也不斷的總結了許多經驗,但是巖溶地區的地質地貌繁雜多樣,地質勘察技術還有待進一步的研究。
1巖溶地基的類型
巖溶在發育的過程中,可溶巖的表面常常會出現石芽、溶溝,并且表現的參差不齊,在底下的溶洞又常破壞巖體的完整性,巖溶的覆蓋土層又受到溶水動力的變化而產生開裂、沉陷的現象。這些現象的存在不同的方面對建筑物地基的穩定性造成了威脅。因此,對巖溶地基的類型加以區分,也就顯得非常重要。按照碳酸鹽巖出露條件和其對地基穩定性的影響,可將巖溶地基分為以下三種:
1.1埋藏型的地基
在碳酸鹽巖之上覆蓋著的厚度大小不一的非可溶性巖,當其厚度和強度能夠支撐起建筑物并保證建筑物的穩定性時,對于下部所發生的巖溶情況可不加以考慮。
1.2型的地基
型主要指的是由于地表只有較少的植被和土層覆蓋,碳酸鹽巖大部分在地表的情況。按照具體的情況細分,它又可以分為石芽地基和溶洞地基。
石芽地基:它所形成的的原因是由于大氣降水和地表水沿,碳酸鹽巖,在節理、裂隙溶蝕的擴展作用下形成的。這種石芽主要分布在山嶺的斜坡上、巖溶洼地的邊坡上和河流谷坡,石芽的表面表現的非常陡,而且溶溝和溶槽的深度有超過10米的,且與下部的溶洞裂隙相互連在一起。這就大大的導致了地基的不穩定,加重了施工的困難。
溶洞地基:它主要是由溶洞頂板的穩定性來決定的,而溶洞頂板的穩定性又主要是由巖石的性質、頂板厚度洞內充填情況以及溶洞形態和大小等決定的。
1.3覆蓋型的地基
根據碳酸鹽巖所覆蓋的泥土,如風成黃土、殘坡積紅粘土等的厚度大小,可分為深、淺兩種覆蓋型。這種類型的存在對地基造成的影響主要是塌陷、不均勻沉降等,要穩定地基需從建筑荷載和土洞的共同作用兩個方面來進行考慮。
2巖溶工程地質研究的現狀
在進行巖溶地質的研究過程中,由于本身巖溶發育就存在著不確定性和隱蔽性,又常常使用隨著樁基礎,給工程的建設帶來了極大的麻煩。在面對這些麻煩時,不少的方法和經驗在一些學者和專家的總結下得以形成。比如,對于彈性體內存在的孔洞,受雙向均勻應力場作用所形成的應力集中現象,有的學者采取用平面問題的有限單元法進行對溶洞的分析。有的學者和專家通過對覆蓋型巖溶區的樁基礎進行分析,找出適合建筑工程穩定性的最佳方式。這些研究和研究成果的出現,在對于我國進行巖溶地區工程建設地質勘察的問題上有著很大的幫助,在進行對這些資料的統計、分析上,可以總結出相應的合理的勘察方法。
3巖溶地區工程建設地質勘察的方法
巖溶地區的地質地貌情況非常的復雜,在進行勘查工作時,已經不能單憑槽探、坑探等傳統的方法進行,只有在詳細的了解巖溶地區的不同情況下進行才具有現實意義。因此在進行工程建設的的過程中,必須先進行地質的勘察。那么采取合理而有效的方法進行勘察就顯得尤為重要。
3.1采用遙感技術
遙感技術用來探測識別目標物的整個發展過程的一種技術,主要運用電磁輻射的理論,將遠距離的目標物輻射成電磁波信息,經過探測器的接受,傳到地面的接收站,最后由接收站加工成具體的圖像或數據資料。這個過程綜合應用了現代物理學、電子計算機技術、數學和地學規律的相關原理。遙感技術的應用,能夠大范圍的將巖溶地貌形態顯現出來,而且遙感圖像能夠從宏觀上具體真實的將地表特征和地表的現象的關系顯示出來,特別是在對巖溶層組劃分和地質構造等方面特別的適用。
3.2采用地球物理勘探技術
將地球物理勘探技術應用到工程地質的勘察中,能夠有效地提高工作質量,節省成本費用以及加快勘察工作的進度。它主要是對巖溶場地的各種參數進行詳細的地質解釋,因為人工的或天然的物具具有一定的“透視性”。這種方法也可以簡稱為“物探”技術,適用于地面、地下的測量和地下與地面之間的洞穴的測量。
3.3采用靜力觸探技術
靜力觸探技術的應用,可以精確的確定軟土、粘性土以及砂類土的承載力,特別適用于對覆蓋型巖溶工程的勘察。在進行勘察的過程中,這種技術主要是用來查明第四系的覆蓋層中的隱蔽土洞的有無、規模、位置和疏松裂隙帶的分布、范圍。靜力觸探技術技術在一定的程度上可以代替物探技術,在探明隱蔽土洞和擾動土層方面具有明顯的成效。
4結論
綜上所述,對巖溶地區工程建設地質進行有效的勘察是非常有必要的。巖溶地區的喀斯特發育狀況是一個非常麻煩的問題,它的不確定性及隱蔽性加重了技術勘察上的難度。因此,在進行巖溶地區工程建設時,我們必須針對具體的工作情況,在現實的地質地貌條件下,結合相應的地質勘察技術,詳細的了解和地巖溶的相關變化情況,從而做出合理的工程建設方案。但是,在具體的勘察過程中,還有很多問題會出現,這些問題有可能是以前我們從來都沒有遇見的,用現有的技術也無法加以解決的。面對這種情況時,只有不斷地加強技術方面的更新以及尋找出新的技術方法,我們才能夠更好的完成巖溶地質條件下的工程建設。
參考文獻:
中國學術期刊網絡出版總庫 中國博士學位論文全文數據庫 中國優秀碩士學位論文全文數據庫 中國重要會議論文全文數據庫 國際會議論文全文數據庫 中國重要報紙全文數據庫 中國年鑒網絡出版總庫 中國專利數據庫 中國標準數據庫 國外標準數據庫 國家科技成果數據庫 Springer期刊數據庫共找到 10 條
[1] 李東,肖濤.新形勢下山區高速公路工程地質勘察中應注意的問題及對策[A]. 貴州省巖石力學與工程學會2010年學術年會論文集[C]. 2010
[2] 林濟南.山區高速公路工程地質勘察探討[A]. 全國公路工程地質科技情報網2006年技術交流會論文集[C]. 2006
[3] 蔡少峰,朱光喜,韓永琦.瞬變電磁測深法在鐵路深埋隧道工程地質勘察中的應用[A]. 2006年鐵道勘測技術學術會議論文集[C]. 2006
[4] 張舉賢.淺談長大深埋隧道工程地質勘察中地質對物探的配合[A]. 第二屆全國巖土與工程學術大會論文集(上冊)[C]. 2006
[5] 甄秉國.青藏鐵路羊八井隧道出口水害工程地質勘察及治理[A]. 中國鐵道學會工程地質與路基專業委員會第21屆年會暨學術交流會論文集[C]. 2007
[6] 梁水泉.梁場選址、軟土地區移梁基礎處理初探[A]. 中鐵五局哈大鐵路客運專線施工論文集[C]. 2010
【關鍵詞】軟土土地 地基橋頭跳車 影響 控制
中圖分類號:TU471.8文獻標識碼: A 文章編號:
一.引言
交通是經濟發展的先行官,國家也越來越重視道路的建設。伴隨著我國公路建設的飛速發展,也有越來越多的公路投入使用。但是調查顯示橋頭跳車的現象已經十分的普遍,高速公路尤為突出。特別是軟土地基處顯得格外嚴重,已經嚴重的影響到道路的行車舒適度,也存在安全隱患。這不僅僅增加了交通管理部門的道路維護成本,由于其頻繁的修理施工,還嚴重影響到了道路的正常運營。在我國南方,軟土地基路很多,所以橋頭跳車更為嚴重。車輛行駛到橋頭時會有明顯的顛簸,由于其沖擊力大所以對橋的損壞十分嚴重,不僅如此對車輛本身的損壞也十分明顯,這就不僅僅直接縮減了公路的使用年限而且損害了公共效益。
二.橋頭跳車的危害性
橋頭行車受到很多因素的影響,其行車機理比較復雜。橋頭搭板的長度不同對道路及車輛的影響度會不同,還有車輛的類型,重量不同也會有不同的影響,當然車速也是一個很重要的因素。如果發生橋頭跳車現象,車輛在通過橋頭時會發生跳動以及沖擊.由于其沖擊力又可以形成對橋梁及道路的附加衙載,對路面以及橋頭搭板都有很大的損壞作用,與此同時對車輛的損壞也是很大的,嚴重影響大車輛的使用壽命。除此之外,橋頭跳車導致車輛突然發生顛簸,會影響駕駛員的正常駕駛,也會導致乘客身體及心理的不適,嚴重的甚至有可能造成交通事故。由此可見橋頭跳車的危害是十分大的,必須引起有關部門的高度重視,駕駛員也必須重視這一問題,在行駛至橋頭時要適當減速。
三.橋頭跳車的原因分析
橋頭跳車不僅僅是一種安全隱患,而且還無形之中增加了有關交通管理部門的維修費用。橋頭跳車不僅僅降低了行車的速度,而且還對橋梁的路面造成了巨大的沖擊荷載力,嚴重的可以造成橋面搭板的脫落。其形成原因是多方面的,影響因素也是多方面的,包括自然環境的因素,也包括人為的原因。比如路基下沉,路堤變形、橋臺的形式、搭板的長度等等都會對其有很大的影響。我們在此主要介紹以下幾種較為重要的影響因素。
1. 橋頭跳車的一個重要原因是由于其土質不良而產生的路基下沉。通常來說低洼地帶的地下水位都比較高,而橋基往往位于這些低洼溝壑地帶,其土質酥軟,橋基填料物質量不高,當這些填料物在受到較大壓力是極易被壓縮變形,導致路基的下沉。再加之橋頭路基填筑的高度一般都較高,會承受較大的壓力,在車輛及橋身的長久負荷下,極容易引起橋頭地基的下沉。就從施工的角度而言,由于橋頭一般處于河道或溝壑帶,其施工空間的限制比較大,大型機械無法使用,所以在這種條件下橋頭路基的壓制工作質量會大打折扣,一般而言很難使橋頭地基的堅實度達到標準的要求,正是因為如此在橋梁通車以后,經過長時間的輾壓,以及維護期的加長,很容易出現橋頭路基下沉,這樣就形成了橋頭跳車。
2.我們知道任何物體都具有其固有的壓縮徐變性質,理所當然路基填筑物也具有這種性質。就是因為這個原因,即使橋頭路基已經得到了很充分輾壓,其堅實度也達到了應有的標準。但是在橋梁通車以后,隨著時間的不斷推移,橋梁長時間的承受巨大的壓力,這種壓力最終也是通過橋梁傳遞到了橋頭路基,這時物體的固有壓縮徐變性質就會顯現出來,路基因為受到長時間的壓縮變形下沉,最后形成橋頭跳車。這也是形成橋頭跳車的不可忽視的重要原因。
3.在施工時橋涵和路堤的結合部位會不可避免的存在一定的縫隙,正是因為如此雨水會源源不斷的沿這這個縫隙向下滲透,下滲的雨水會對橋頭路基產生巨大的破壞作用,其主要的破壞作用表現在對路基填充物產生侵蝕和軟化作用,特別是那些輾壓不夠的部位侵蝕作用更明顯,長時間的侵蝕最后導致填方體的變形。再加之外部強大的車輛荷載沖擊力,就會極容易造成橋頭路基的下沉,形成橋頭跳車現象。
4.施工時其施工程序不對,施工質量不達標,是形成橋頭跳車的最直接的原因,比如橋梁的臺背填筑速度過快,缺乏相應的輾壓,其臺背下沉的速度也會比較快。再如橋頭臺前護坡墻砌筑不合格或是時間不及時,那么就極容易以引起整個土體滑移的問題出現,這樣的滑移就會直接危害橋梁的基礎。一般而言再給臺背進行填土時,由于在這個階段一般施工時間都會比較緊,再加之施工空間受到嚴重的限制,自然其施工質量很容易出現問題,這種問題出現后極易引起橋身變形,形成橋頭跳車。
5.軟土路基十分常見,再加之橋頭路基一般位于河道溝壑低洼帶,地下水位高,橋基承受能力有限,極容易出現軟土下沉,最終形成橋頭跳車。
四.防止橋頭跳車的有效措施
1.軟土地基處理方法
我們在施工的過程中經常會碰到軟土地基,軟土地基由于其固有的軟弱性,使得其地基不夠堅固,如果處理不恰當那么地基的局部承載力不足,導致地基的沉降,引起橋頭跳車現象。再者軟土地基土壤含水量過高,正是由于局部地段含水量過大,極易造成地基軟彈,甚至出現翻漿等現象。所以為了防止橋頭地基下沉拉裂而造成橋頭跳車現象的出現,就需要采用有效的措施對軟地基進行適當的處理,使其變得足夠堅固,通過提高軟地基的固結度和穩定性,來減少橋頭跳車。在此我們需要根據施工地軟土的具體性質及施工期限的要求采用不同的軟土地基處理方法,其主要方法有以下幾點:
(1)真空預壓結合塑料排水板處理軟土地基,這種方法主要適用于淤泥土質,因為淤泥土質強度極低,淤泥的可壓縮性高,極易導致自己下沉,在這種地段采用真空預壓結合塑料排水板處理方法,使排水板低端穿過淤泥層,梅花形的布置,這樣施工后再通過沉降觀測,采取相應的措施可以取得良好效果。
(2)堆載預壓處理軟土地基,這種方法主要適宜我國東南沿海分布比較廣泛的海相,湖相等深厚軟粘土層,這種土層壓縮性大,強度低,空隙大,滲透性大,采取這種方法可增加土層密實度,減低壓縮性,這種方法是工程上應用比較廣泛的,效果明顯。
(3)水泥攪拌樁處理軟土地基,適用于處理粉土,黃土以及固結的淤泥這類土質,這種方法主要是在冬季施工,低溫對處理效果具較大的影響。
(4)預應力管樁處理軟土地基,采用這種方法,通過在樁頂澆灌妝帽等方法形成樁網結構,使上部壓力比較均勻的傳到持力部位,可以有效的提高地基的承載力,控制沉降。
2.減輕橋坡堆土質量,控制橋坡沉降。橋的質量過大也是橋基沉降的一個重要原因,為此我們要盡可能的減輕橋坡的堆土質量,以減輕橋的整體質量,減少橋自身對橋基的壓力,其最主要的方法是使用輕質土來堆填橋坡,可以有效減輕橋的質量。
3.控制回填土施工質量,減輕橋坡沉降,回填土的施工質量對橋有直接的影響,其橋基回填土的施工質量直接關系到橋基的沉降問題,我們在施工時必須注意的是要合理的選擇回填土的材料以及配料,選擇合適的壓實機械,并且按照科學的施工方法施工,來提高壓實度,保證施工的高質量。
五.結束語
軟土路段施工難度較大,再加之軟土自身的特性以經決定了其不穩定性的存在,所以在這種路段出現橋頭跳車的現象較多。我們要解決跳車這一問題,不僅僅要認真分析對待施工地的自然環境,在理論上做好準備工作,認真對待,從設計著手,考慮周全之后定出完整的設計方案。與此同時施工的監理單位以及施工單位要不斷的加強提高高質量的意識,嚴格照圖要求來施工,監理要嚴格履行監理工作的程序,努力控制好每道工序,保證每一道工序的質量能夠過關,只有這樣才能從根本上解決橋頭跳車的問題,其各方責任重大且意義深遠。
參考文獻:
[1]劉松玉 鄧永鋒 軟土地基過渡段差異沉降控制標準 [期刊論文] 《東南大學學報(自然科學版)》 ISTIC EI PKU -2008年5期
[2]薄壁筒樁與粉噴樁加固橋頭軟土地基比較分析 [學位論文]李學斌, 2009 - 山東大學:建筑與土木工程
[3]代美香Dai Meixiang 控制臺背回填質量防治橋頭跳車的探討[期刊論文] 《科學之友》 -2009年11期
[4]張寧 季凍區高等級公路橋頭路堤沉降處置的效果分析 [學位論文], 2002 - 東北林業大學:道路與鐵道工程
[5]曹曉旭 防止軟土地基橋頭跳車處理措施的質量控制 [期刊論文] 《遼寧交通科技》 -2001年1期
[6]孫琦 小議市政道路橋頭跳車的綜合治理[期刊論文] 《世界家苑》 -2012年1期
【關鍵詞】蘇南地區;建筑工地;基坑維護;類型;問題。
1 引言
蘇南地區位于長江三角洲中心地段的沿海地區,該區域東依上海市,南靠浙江省,西同安徽省接壤,東北方緊鄰長江、黃海,是蘇中、蘇北的南部要沖,河網密布,水產豐富,是我國重要的魚米之鄉和重要的經濟發展區。蘇南地區作為我國沿海開放地區,經濟發展和城市建設的速度非常快,隨著新技術、新材料、新工藝的廣泛采用,高層建筑如雨后春筍般紛紛涌現,大量的基坑開挖工程對建筑工地基坑的維護提出了新的要求。在基坑維護過程中,如何針對蘇南地區的地質水文條件采用不同的基坑支護方式,在基坑開挖過程中充分注意基坑開挖對工程施工地周圍建筑的影響,確?;泳S護工作的安全可靠,成為工程建設者們必須認真對待的問題。由于蘇南地區以砂土為主,水資源豐富造成的水位較高的影響,為基坑維護的安全帶來了不小的隱患,特別是在雨季,加強基坑維護的任務更加艱巨,在注重降低工程成本的基礎上,哪些地方必須設立觀測點,哪些地方不必設立觀測點,在安全生產的基礎上盡量減少基坑的維護量是建設者們經常予以考慮的問題。因此,建筑工地的基坑維護不僅事關建筑工程的成本控制,而且影響到工程施工的進度以及工程施工的安全管理和控制。稍有不慎,就有可能造成不應有的損失,因此,建筑工地基坑維護不僅要充分照顧到基坑本身的穩定性,而且又要充分注意基坑工程對周邊環境的影響,確保安全施工。
2 蘇南地區地質水文條件對建筑工地基坑維護的影響及基坑支護的類型及采用
2.1 蘇南地區地質水文條件對建筑工地基坑維護的影響
蘇南地區中部和東部的地勢極為低平,總體上海拔較低,地下水位較高,太湖平原地勢平坦,在中國第三大淡水湖太湖的四周偶爾分布著如無錫的惠山(328米)等孤丘,區域內河道縱橫,水網密集,湖泊眾多,土質大多以砂土為主,土層中含量較高的沙土為建筑工地基坑的維護帶來了不小的難度。蘇南地區具有亞熱帶季風氣候的顯著特征,降雨量豐沛,四季分明春秋短、冬夏長,溫差顯著,梅雨季節,陰雨綿綿是蘇南雨季的主要特征,蘇南雨季的這種特性,為建筑工地基坑維護增加了難度,基坑降水等維護手段采用的頻率較高。
2.2基坑支護的類型及采用的簡單介紹
基坑支護類型的采用要充分照顧到建筑施工地周圍環境的影響,在施工地域開闊,周圍沒有建筑物,在這種情況下,基坑較為穩定,位移控制相對容易,應采用放坡開挖的基坑類型;如果建筑施工工地位于城市市區,周圍建筑物較多,為了便于機械化快速施工,同時增強止水、擋土功能,宜采用深層攪拌水泥土圍護墻的基坑類型,采用這種基坑類型時,要充分注意其相對較大的厚度及其位移;
如果基坑維護有噪音低、振動小的施工要求,宜采用高壓旋噴樁的基坑類型,但這種基坑類型會產生大量的泥漿引起環境的污染;另外,基坑支護類型還有槽鋼鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、鉆孔灌注樁、地下連續墻、SMW工法等,這些基坑類型各有優點和缺點,使用環境和條件互不相同,在采用是要區別不同情況分別應用。
3 蘇南地區建筑工地基坑維護應注意的幾點問題
3.1 維護形式是否安全可靠
維護形式是否安全可靠是蘇南地區建筑工地基坑維護應注意的首要問題。安全生產是每一個行業都必須認真對待的問題,安全一旦出現事故,就會出現毀滅性打擊,建筑工地基坑維護由于涉及整個建筑的安全顯得尤為重要。蘇南地區的氣候及地質水文條件決定了該地區地基較柔軟、地下土層含沙較高以及地下水位高的特點,該地區的土質及地下水特點決定了蘇南地區的基坑維護必須制定合理、科學的維護方式,以確保安全生產。首先,要澄清工程所在地的地質水文的底子,進行認真的地質勘測,掌握詳盡的、真實的地質水文資料,對采用何種基坑維護類型,在什么地方設立監測點,在什么時間、什么地點要增大維護量,在什么情況下能夠減少維護量,降低成本,都要由統籌的考慮,在科學分析和優選論證的基礎上,制定出建筑工地基坑維護實施方案,并設置緊急預案進行演練,確保安全。其次,要加大對建筑工地基坑維護的監理力度,及時發現和處理事故隱患確保維護技術人員及工程施工人員嚴格按照基坑維護操作規程和維護技術方案進行施工。
3.2 是否對蘇南雨季可能出現的問題有充分的準備
是否對蘇南雨季可能出現的問題有充分的準備是蘇南地區建筑工地基坑維護應注意的第二個問題。連綿不斷的梅雨季節是對蘇南地區建筑工地基坑維護的重要考驗,防滲水和基坑降水顯得非常重要。能否通過基坑降水將基坑開挖范圍內的地下水進行及時疏通并加以固結,提高基坑的穩定性,增強土體的強度,成為基坑維護措施是否成功的關鍵之所在,如果做不好基坑降水,基坑底部的水壓就會不斷增大,如果出現基坑底部的突涌或者土體隆起,就會對整個建筑工程的穩定性帶來重大的不利影響。因此,要針對地下透水性很弱的潛水含水層以及分布較深的承壓含水層的特性有充分地了解,并針對這兩個含水層的分布位置、分布深度、分布層次以及受蒸發和大氣降水的影響程度,決定蘇南地區雨季的基坑維護措施的采取。在具體運用基坑降水的過程中,首先要結合蘇南地區建筑的形式以及結構,基坑開挖的深度和寬度、地下水位的高度以及水源地及大氣降水的具體影響,對基坑所在地域的地質水文特點進行充分的了解并加強觀測和處理手段的科學化,并對照這些條件進行基坑降水方案的科學確定。其次,要擴大對勘測區域和監測區域的范圍,以防止周邊地區地下水及大氣降水可能對建筑工程所在地的異常影響。第三,在降水井的設置方面要根據基坑周圍地下水的真實狀況合理分布、科學算定降水井的數量。第四,對施工地域的地下埋設狀況及周邊建筑物進行詳盡的了解、勘測和登記,消除基坑可能變形對城市預埋管線及周邊建筑的影響。第五,在蘇南雨季,針對雨季特點,要綜合采用或者單獨使用集水明排、回灌、降水、截水等方法,確保基坑的適度干燥。
3.3 需要注意的其他問題
在基坑維護中,還要對密切注意周圍建筑物的情況,及時對基坑周圍及基坑本身進行檢測,控制基坑變形,不斷提高基坑維護的自動化水平,采用先進的施工水平等。
【參考文獻】
[1] 魏海,《軟土地區相鄰基坑相互影響的數值模擬》,[D],《中國優秀碩士學位論文全文數據庫》,2011年7月6日。
[2] 李娟,《某車間深基坑維護工程支護技術》,[J],《中國高新技術企業》,2011年第7期。
[3] 楊慶年,《武漢地鐵車站深基坑變形特性分析》,[D],《中國優秀碩士學位論文全文數據庫》,2011年3月15日。
[4] 石鈺鋒,《緊鄰鐵路地鐵車站基坑圍護結構穩定性研究》,[D],《中國優秀碩士學位論文全文數據庫》,2010年9月27日。
[5] 李昭,《減小基坑施工對坑外環境影響的數值研究》,[D],《中國優秀碩士學位論文全文數據庫》,2011年4月6日。
關鍵詞:內河航道護岸,軟基處理,方法探討
一、引言
內河航道護岸的軟基處理的方法具有非常重要的理論意義和實踐意義。要整治內河航道,可以采取建設護岸的方法,而能否保證護岸的工程質量,一方面與護岸本身的砌筑量有密切的關系,另一方面,更重要的是內河航道護岸的軟基處理,本文詳細探討了內河航道護岸的軟基處理的方法。論文大全,軟基處理。
二、軟土地基的主要特征
軟土地基位于沿海、河流的中下游以及在湖泊附近,一些非常厚的比較軟的覆蓋層在地表下埋藏,這就是軟土地基。盡管這些覆蓋層的形成是不一樣的,但是,它們的主要特征具有一定的相似性。通常情況下,這些覆蓋層里面包含以下成分:軟粘土、淤泥、淤泥質土以及粉砂夾淤等等。這些成分不適合做天然地基。
軟土地基的主要特征包括下面的幾個方面:
(1)在淤泥中細顆粒是非常多的,并且存在許多有機物腐植質,這些物質在干燥時非常硬。
(2)通常情況下,軟土地基的顏色是深灰色或暗綠色的,發出刺激性的氣味。
(3)軟土地基具有非常大的含水量和孔隙和較小的容量。通常情況下,天然含水量大約在40%到70%左右。
(4)軟土地基具有非常低的淤泥強度,具有非常小的承載力,并且具有非常大的靈敏度。必須最好防止軟土地基的擾動,從而防止由于軟土地基的結構的破壞而導致其強度的降低。
(5)軟土地基具有非常大的壓縮性,在一些地方,淤泥的含水量能夠達到百分之六十,從而具有非常大的基礎沉降量。
(6)軟土地基具有非常小的滲透性,變結實的過程是非常漫長的,具有緩慢的沉降過程。所以,在軟土地基的淤泥層上進行水工建筑物的施工,會破壞軟土地基的基礎,出現非常嚴重的沉降量或者是沉降差,導致建筑物受到外力的作用而出現不穩定甚至倒塌的現象,所以,如果要在軟土地基的淤泥層上進行水工建筑物的施工,必須進行地基處理。
三、內河航道護岸的軟基處理的方法
內河航道護岸的軟基處理的方法非常多,下面進行詳細的探討。
3.1 墊層法
3.1.1 墊層法的介紹
根據航道護岸的具體狀況,通常情況下,墊層法的使用是比較廣泛的。如果建筑物的基底底部的持力層是不能滿足設計要求的軟粘土、淤泥等軟弱土層,并且厚度小于或者等于二米,那么,能夠全部挖出軟粘土、淤泥等軟弱土層,將建筑物的基底建設在硬土層之上。但是,如果建筑物的基底底部的持力層的軟土層的厚度比較大,那么,全部挖出軟粘土、淤泥等軟弱土層是不切合實際的,就應該使用墊層法進行解決。例如,京杭運河杭州段的許多重力式護岸,通常情況下,都是使用墊層法進行軟基的處理,依據省錢方便的原則,合理選擇墊層材料,一般來說,都是使用碎石墊層或者是塊石墊層。
3.1.2墊層法的具體施工方法
墊層法的具體施工方法是在軟土地基上鋪設厚度大約在0.5米到1.2米左右的墊層。進行墊層法施工時,必須保持攤鋪均勻,并且保證不要出現非常大的集中載荷作用。
使用碎石墊層一方面能夠加深建筑物基礎的填埋深度,另一方面能夠使建筑物的荷載通過碎石墊層在軟土地基上均勻地擴散,使軟土層所受的附加應力大大減少。通過這種方式,可以避免由于地基內部局部應力集中而導致的剪切破壞的問題,避免深層滑動問題的出現。而且,由于內河航道護岸的軟基的基礎底部與碎石墊層之間存在非常大的摩擦力,從而使抵抗水平滑動的穩定性得到大大的增強。
通常情況下,沉降量是正比于地基的附加應力的,而緊靠底域的部分,存在非常大的附加應力,也就產生了非常大的沉降量,使用碎石墊層替換持力層的部分軟土之后,就能夠使基礎的沉降量得到大大減少,同時,基礎的不均勻沉降也可以得到有效的調整。在設計時,應該將碎石墊層作為基礎的一部分,碎石墊層的寬度應為護岸基礎的寬度與墊層的厚度的二倍之和,通常情況下,碎石墊層的厚度保持在0.3米到0.5m的范圍之間,在進行施工時必須夯實碎石墊層。
通常情況下,塊石墊層的材料的主骨料是使用錐形塊石做的,填隙料是碎石、砂、石屑等,形成嵌鎖結構,嵌鎖結構的密實度和穩定性通過填隙碾壓增加。塊石墊層的這種結構形式在盛產石料地區、施工缺水和土基含水量較高的區域的應用是非常廣泛的。論文大全,軟基處理。應該合理選擇塊石墊層的材料,保證這些材料在運輸和施工過程中,不會產生較大的粉塵而導致環境的污染,也不會造成水污染問題;在墊層法施工的過程中,只有在進行振動碾壓時,可以出現噪音,對于其它的任何一個工序都是人工作業,不會出現噪音,能滿足城市建設環保的要求。
2.2 攪拌樁軟基處理技術
2.2.1試樁要求
深層攪拌水泥樁對于淤泥、淤泥質土、泥炭土和粉土的處理是非常適用的。對于具有侵蝕性的泥炭土或者是地下水進行處理時,必須首先通過試驗確定深層攪拌水泥樁的適用性。尤其是在進行冬季施工時,必須重視處理效果受到較低的溫度的影響。在進行深層攪拌樁的施工時,通過使用攪拌頭,攪拌水泥漿和軟土,每個標段必須要有大于或者等于五根的試樁,并且應該在試樁完成之后,才能夠正式開始水泥攪拌樁的施工。論文大全,軟基處理??梢栽谄咛熘笸瓿稍嚇稒z驗,通過開挖取出,或者也可以在半個月之后取芯,從而能夠對于水泥攪拌樁的攪拌均勻程度和水泥土強度進行檢驗。
2.2 施工步驟
通常情況下,可以將攪拌樁軟基處理技術的施工步驟分為下面的九個主要步驟:
(1)樁位放樣斗鉆機就位
(2)鉆機的檢驗和調整
(3)正循環鉆進至設計深度
(4)將高壓注漿泵打開
(5)反循環提鉆并噴水泥漿
(6)至工作基準面以下0.3米,對下鉆進行重復攪拌并噴水泥漿至設計深度
(7)反循環提鉆至地表
(8)結束成樁
(9)進行下一根樁的施工。論文大全,軟基處理。
項目經理部應該安排特定的人員進行水泥攪拌樁的施工,做好整個施工過程的監督和管理工作。應該對全部的施工機械進行編號,并且設計出各種職位的銘牌,并且將它們懸掛在鉆機明顯的地方,例如,應該設計出鉆機長、現場負責人、現場技術員、水泥攪拌樁樁長等的銘牌,保證每個人都能夠清楚各自的職責,防止各個崗位人員對工作互相推諉、職責不明的現象的發生,將責任嚴格落實到人。論文大全,軟基處理。水泥攪拌樁開鉆之前,必須使用水對整個管道進行清洗,同時,對于管道中是否出現堵塞問題進行嚴格的檢查,一直等到排空水之后,才可以進行水泥攪拌樁開鉆工作。論文大全,軟基處理。為了使水泥攪拌樁樁體垂直度符合相關的標準,應該懸掛一吊錘在主機上,通過控制吊錘與鉆桿上、下、左、右各個方向的距離相等來進行控制。
現場施工人員必須嚴格做好施工原始記錄,施工原始記錄主要包含下面的內容:漿深度、停漿標高;灰漿泵壓力、管道壓力;施工樁號、施工日期、天氣情況;鉆機轉速;鉆進速度、提升速度;漿液流量、每米噴漿量和外摻劑用量;復攪深度。
3結束語
為了整治內河航道,必須做好內河航道護岸的軟基處理,本文詳細探討了內河航道護岸的軟基處理的方法,并且應用在了具體的工程實踐當中。希望通過本文的研究,能夠拋磚引玉,引起國內外眾多專家和學者對于該領域的深入研究。
參考文獻:
[1]丁天平.土工格柵加固航道護岸軟基的實驗研究和應用[J].水運工程,2006,(11)
[2]劉燕燕,凌天清,黃中文.土工格柵加筋碎石樁―砂礫墊層加固系統應用[J].路基工程,2006,(04)
[3]丁愛軍.淺談內河航道護岸的軟基處理[J].江蘇交通,2003,(02)
[4]史云霞,陳一梅.國內外內河航道護岸型式及發展趨勢[J].水道港口,2007,(04).
[5]何雪松.航道護岸工程堆土邊坡穩定研究[J].內蒙古科技與經濟,2009,(07).
[6]楊志林.淺談內河航道軟基處理技術[J].中國新技術新產品,2009年第12期
【關鍵字】復雜地質,深樁基礎,施工技術,存在問題,解決措施
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
前言
從我國目前的建筑行業的發展情況來看,機械化施工已經得到了廣泛的應用,但是人工作業仍然有著不可取代的重要地位、有著它存在的必要性,特別是在復雜的地質條件下進行深樁基礎施工的時候,由于地質的復雜性,機械作業很容易出現問題,而且有的地質條件下很難進行機械作業,所以必須要采用人工,雖然施工人員的勞動量會比較大,危險性也較高,但是從整體來看,采用人工作業,節省了工程投資,施工簡單、操作方便,一些情況下施工的速度也會比較快。目前,建筑工程中已經廣泛采用了深樁基礎施工,深樁基礎施工技術也有了一定程度的發展,但是在一些復雜的地質條件下,深樁基礎的施工仍然面臨著不少的難題,一旦在施工過程中出現技術失誤或者說設計的時候沒有考慮周全,就會導致施工事故,深樁基礎受到破壞,從而威脅到整個建筑工程的安全,因此對復雜地質條件下的深樁基礎施工技術的研究已經成為了一個重要的課題,尤其是針對巖溶、濕陷性黃土、凍土地區的深樁基礎的施工技術研究更是刻不容緩。
二.巖溶地區的深樁基礎施工
1、巖溶地區的特點
由于巖溶地區獨特的物理和化學反應,所以巖溶地區一般會有較多的溶洞出現,溶洞中的地下水活動就比較頻繁,給深樁基礎施工帶來困難,很容易出現塌陷、斷樁、偏孔、卡鉆、斜孔、掉鉆、漏漿等等各種問題,處理不當很有可能會影響到施工的工程質量和施工人員的生命安全,因此在施工之前,必須要充分的對巖溶地區的地區環境,溶洞內部的具體情況進行了解,結合實際情況制定合適的施工方案,確保工程和施工人員的安全。
巖溶地區深坑基礎施工常見問題及解決措施
(一)高傾角巖面沖孔如遇到高傾角巖面,發生偏孔時,需回填片石到偏孔上方300~500mm處,重新沖孔。如回填一次片石難以修正孔位,則可采取多次回填片石進行修孔。如多次回填片石均不能糾正偏孔,則采取灌入C45砼,等7天后進行重新沖孔。為了防止樁基施工過程中可能出現的漏水、漏漿,掉鉆甚至出現塌孔等異常現象,可采用插打鋼護筒、回填粘土和片石等方法進行處理。
(二)樁施工中孔內出現障礙時的處理
(1) 掉錘。由于鋼絲繩節頭脫落、鋼絲繩折斷造成樁錘掉落在孔內可采取以下方法處理:
采用撈鉤打撈。用特制的撈鉤放入孔中,鉤住樁錘上的打撈環,然后用樁機或吊機慢慢將樁錘提上。
②潛水員打撈。當樁錘在孔內打橫卡住,用打撈鉤無法打撈樁錘時,可采用潛水員潛入孔內進行水下掏孔、掛鉤,如打撈環斷裂則可進行水下切割燒孔,并穿入鋼絲繩將樁錘吊起。
(2)卡錘。當樁錘被塊石、沉碴、溶洞卡住時,可采取以下方法處理:
被塊石卡住樁錘
塌孔時用粘土、塊石回填,當重新沖孔時,塊石很容易被震動后掉下卡住樁錘。此時可先用泥漿清孔,反復提鋼絲繩,使樁錘松動,將錘提起。如提不起,則可采用水下爆破方法處理。水下爆破起錘法是利用爆破震動松動樁錘,提起樁錘。
②沉碴埋住樁錘
當砂層塌孔埋住樁錘時,首先進行清孔,利用導管將樁錘以上的沉碴清出,然后反復提錘,將樁錘拔出。
③被溶洞卡住樁錘
在進入溶洞區時,如進錘太快,一下打穿溶洞時,很容易被巖石卡住。此時樁錘一般可以向下松動,而提不起來。采用反復提錘形成反向沖擊,使溶洞穿孔擴大。如不能將錘提起,則只好換樁位重新補樁。
(3)打鋼護筒遇障礙
由于砂層厚塌孔,溶洞多且大,可采用打鋼護筒方法進行護壁。但鋼護筒在打入時,極易被孤石或石筍等齊壓變形、底腳卷邊。將造成樁徑變小,鋼筋籠下不去等問題。此時可采用潛水員水下切割處理,解決此問題。
三.濕陷性黃土地區的深樁基礎施工
1、濕陷性黃土特點
濕陷性黃土一般主要分布在我國西北、華北一帶, 由于黃土具有底層多, 土層厚度大, 且這些地區的氣候干旱少雨, 蒸發量大,所以黃土在上覆土層自重應力作用下或在自重應力和附加應力共同作用下, 受水浸濕后的土的結構會被破壞從而發生顯著變形,很容易造成地基下陷的情況。
處理方法
由于濕陷性黃土的特點,所以它會造成地基下陷,從而導致深樁基礎發生不均勻的沉降,使深樁基礎的承載力受到破壞,對整個建筑物的安全產生不好的影響。所以,對濕陷性黃土的處理方法要格外注意,一般來說,我們較長采用的方法主要有深層攪拌樁法、強夯法、樁基礎法、墊層法、欲浸水法、擠密法等。在選擇樁基礎的時候,一般采用的有錘擊預制樁、人工挖孔灌注樁、振動沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、向擴孔樁等等,可根據具體的地質特點和施工要求選擇合適的施工方法和樁基礎,但是要特別注意的是,在濕陷性黃土地區的深樁基礎施工的過程中,不能選用摩擦型樁,因為摩擦型樁在浸入水中之后的摩擦力會大大的減小,從而也就失去了承重能力,就失去了保證建筑物的安全的能力。
三.凍土地區的深樁基礎施工
1、凍土地區的特點
所謂凍土,是指在冬天的時候,受嚴寒的氣候條件的影響,土層中的水結成了冰,然后土體自身就會產生體積膨脹。凍土地區的特點就在于,在嚴冬這種情況下,地基中的深樁基礎就會受到切向的凍脹力,從而導致深樁基礎產生不均勻的上拔,使深樁基礎上部的結構發生不均勻的變形。到了夏天氣候炎熱的時候,凍土被融化,地基失去強硬的支撐,深樁基礎就會下沉,基礎的承載力下降,影響到上層建筑的牢固。
針對凍土地區特點選擇深樁基礎的要點
鉆孔插入樁基礎。鉆孔插入樁的特點在于它能適用于各種巖性和凍土地基,并且整體來講,對地基的熱擾動比較小,且回凍的時間短。缺點就在于承載力較低。
鉆孔灌注樁基礎。鉆孔灌注樁的特點在于它適用于堅硬凍結狀態的凍土地基,制作、施工方法和機具都比較簡單,節省了施工材料。并且它具有較高的水平及垂直承載能力。它的缺點就在于回凍時間比較長,對地基的熱擾動大。
鉆孔打入樁基礎。鉆孔打入樁的特點在于適用于粘性土、砂土類地基,且對地基的熱擾動最小,承載力高,缺點在于施工設備較復雜。
所以針對凍土地區的施工要考慮到不同地基的情況及不同深樁基礎的特點,選擇最佳樁基礎。
結束語
復雜地質條件下的深樁基礎技術施工,重點是詳細了解和掌握工程所在地的地質構造,同時制定相應措施,做好施工安全管控工作。這樣不僅在工程造價方面可以大大節約,同時可縮短工程工期,并有效控制工程質量。至于質量,樁基礎工程項目,所施工每一根樁都有其獨特性,都無固定的可遵循歷跡,應對已施工完畢的,做全面總結,不斷掌握技術控制要點、吸取施工經驗,消除盲目性,可有利于今后工程保質保量順利完成。
參考文獻:
[1]復雜地質條件下大直徑方樁及深樁挖孔樁施工技術要求及現場控制要點 [期刊論文] 《公路交通科技:應用技術版》 -2011年7期
[2]張科軍 劉春生 復雜地質條件下地下連續墻沖孔樁糾偏處理爆破施工技術 [會議論文] 2009 - 第八屆全路工程爆破學術會議
[3]孫曉陽 周軍紅 復雜地質條件下基于變形控制的深基坑支護設計與施工優化 [期刊論文] 《施工技術》 ISTIC PKU -2012年7期Sun XiaoyangZhou Junhong
[4]鄭俊杰 林永漢 復雜地質條件下粉煤灰混凝土樁與石灰樁的聯合設計法(被引用 9 次) [期刊論文] 《水文地質工程地質》 ISTIC PKU -2000年6期
關鍵詞:框架結構;上部結構剛度;地基沉降值;復合地基
Abstract:This paper will analysis the anti-force distribution, the settlement and bending moment variation by using PKPM software on the frame structure under the influence of different factors with composite foundation. And it will provide a reference to study building settlement and foundation optimized design.
Keywords: frame structure; the upper structure stiffness; Foundation settlement value; Composite foundation
中圖分類號:TU398+.2文獻標識碼:A 文章編號:
一、概述
隨著我國國民經濟的快速增長,各種工程建設得到迅猛發展,高、新建筑日益增多,大量的建筑物不得不建在具有不良地質條件的地基上。建筑工程由上部結構與地基基礎兩部分組成,上部主體結構的安全與否,不僅取決于自身各種構件的強度,同時還受地基基礎變形的影響。而地基基礎的設計又要充分考慮上部結構的剛度問題,不同的上部結構形式對地基基礎變形的適應能力不同的[1]。常規設計方法與實際受力情況有一定的差別,實際地基壓力分布是受到上部結構剛度以及地基基礎剛度作用影響的。通過收集工程資料,本論文將在滿足安全性的條件,運用PKPM軟件針對框架結構采用不同基礎形式及是否上部結構剛度影響的復合地基的反力分布規律、沉降規律和彎矩變化規律進行對比分析,為研究建筑沉降及地基優化設計提供一定的參考。
PKPM的JCCAD軟件對整體性基礎(如交叉地基梁、筏板、樁筏和樁基礎)采用了多種方法來考慮上部結構剛度的影響。包括:上部結構剛度凝聚法,上部結構剛度無窮大的倒樓蓋法,上部結構等待剛度法[2]。
二、工程實例
1.工程概況
某員工宿舍樓為5層,長50.40米,寬16.20米,框架結構。工程地質資料如下:
表 1.1土層參數表
2.PKPM設計計算步驟
(1)PMCAD的輸入及TAT-8計算梁、柱。
首先布置軸網并根據規范布置柱、梁。根據軸壓比,初步估計本工程柱為500×500,根據規范估計梁尺寸,分別為350×750,250×450。接下來定義樓層(層高3.6米,板厚100),輸入荷載(根據建筑荷載規范GB50009-2001)以及設計參數——包括本工程的總信息,材料信息,地震信息,風荷載信息等。最后進行樓層組裝并保存。
圖1.1某員工宿舍標準層布置
進入結構樓面布置信息,在此可以進行樓板開洞,修改板厚等。接下來進入樓面傳導計算,該計算可以生成各層荷載傳到基礎的數據。
(3)JCCAD計算。
首先,地質資料輸入,即將勘察院提供的各土層的物理參數輸入。點擊“土層布置”,將會出現土層參數表,因為此工程共有六個勘探點,各點參數均不相同,所以在“輸入孔位”菜單中輸入六個點,并對這幾個勘探點參數進行修正。
在“參數輸入”里,將地基承載力特征值改為勘察院提供的土的承載力特征值110kPa。
接下來運行菜單,點擊讀取荷載,此工程要讀取TAT荷載,目標荷載分為三種情況:標準組合用于承載力設計;基本組合用于基礎設計;準永久組合用于沉降計算。則此工程選擇基本組合。
最后進入菜單,點擊“自動生成”,將結構全部選中,進行基礎碰撞檢查。由于地基承載力小,可能產生的基礎會很大,所以軟件提示會進行多次碰撞檢查,直到滿足地基承載力要求。本工程獨基尺寸最大達到了6200mm×6200mm,許多學者和設計人員都認為柱下鋼筋混凝土獨立基礎不宜取過大的截面尺寸,從經濟角度考慮,應該采取地基處理,提高地基承載力從而使得獨基尺寸達到合理的范圍,此工程經過反復計算,當地基承載力特征值達到180kPa的時候,最大基礎尺寸為4800mm×4800mm,此時合理,所以需要進行地基處理,處理后地基承載力特征值為180kPa。如果沖切高度過大,應該考慮提高混凝土強度等級,以達到減小基礎沖切高度的目的。這樣即使控制基礎底板最小配筋率,配筋面積也不至于大得不能接受。如果仍然不合理,就應該考慮工程設計柱下鋼筋混凝土獨立基礎是否合理,是否更換基礎形式。做完后結束退出。
最后,運行菜單,計算參數參看《建筑地基基礎設計規范》GB50007---2002[3]。運行“沉降計算”,選擇TAT荷載,可以查看其荷載圖、沉降圖和數據文件。
三、輸出數據文件及圖形文件分析
1、實際工程輸出圖形及文件分析
圖1.2框架結構沉降等值線圖(單位:毫米)
圖1.3 B軸沉降剖面圖(單位:毫米)
圖1.4 3軸沉降剖面圖(單位:毫米)圖1.5 5軸沉降剖面圖(單位:毫米)
通過以上圖形分析可知:獨立基礎沉降圖表現為四個角部處沉降最小,中間部位最大,所以進行地基處理及沉降分析時,應有的放矢。由于軟件存在缺陷,框架結構只能輸出沉降數據,無反力及彎矩數據輸出項。[4-5]
2、不考慮上部結構剛度影響下筏板基礎對于不同結構形式工程分析
將框架結構工程的基礎改為采用筏板基礎進行分析,筏板厚度與原基礎的高度相同。暫不考慮上部結構剛度的影響。所有輸出圖形文件的橫縱剖面的原點均為A軸與1軸的交點,不包括筏板出挑。
(1)沉降
圖1.6框架結構沉降等值線圖(單位:毫米)
采用獨基,最大沉降值為83.2mm,最小沉降值為43.7mm,差值為39.5mm。采用筏板基礎,最大沉降60.8mm,最小沉降值為52.4mm,差值為8.4mm。采用筏板基礎時,最大沉降值減小了26.9%,最小值增大了19.9%??梢姺ぐ逑鄬Κ毣?,有不可忽視的調平沉降的作用。
圖1.7 B軸沉降剖面圖(單位:毫米)
圖1.8 1軸沉降剖面圖(單位:毫米)圖1.9 5軸沉降剖面圖(單位:毫米)
相對獨立基礎而言,B軸沉降剖面圖、1軸沉降剖面圖和5軸沉降剖面圖沉降曲線變化比較緩和,由此可見筏板基礎本身對沉降的調平作用是顯著的。
(2)地基反力
圖1.10基底反力等值線圖(單位:千帕)
圖1.11 B軸線基底反力剖面圖
【關鍵詞】高層建筑;建筑工程;結構樁基礎
1 引言
隨著高層建筑的興起和持續發展,在高層建筑基礎研究領域,隨著城 市化程度不斷進步,經濟的發展,高層建筑越來越多。目前,超高層建筑基礎設計在很多方面還不夠完善,可謂是理論研究遠遠落后于工程實踐。而針對超高層建筑基礎設計工作的需要來看,對一些問題還需要深入的研究。工程現場實測和模型試驗均已證明結構樁基礎的地基反力,既不是直線型分布,也不符合彈性地基理論的計算結果。為此有必要開展對高層建筑結構樁基礎的設計研究。
近來,雖然對結構樁基礎進行了理論研究,但是對其工作機理認識還不夠深刻,對樁土分擔荷載,及其各部分的應力計算還需要深入分析研究。此外,對上部結構、基礎與地基的共同作用問題的研究尚未進入工程實用階段,特別是地震作用下的共同作用分析,現有的工程規范涉及很少。本論文重點對高層建筑結構樁基礎的設計進行簡化分析設計,以期從中能夠找到合理可靠的簡化結構樁基礎設計方法,并以此和廣大同行分享。
2 高層建筑結構樁基礎設計與工程應用現狀
目前實際工程中,很多樁基工程試樁設計與靜載試驗結果不相符。靜載試驗結果達不到設計要求,設計師通過調整設計參數,修改加密樁基設計圖予以補救,這樣靜載試驗結果超過設計要求太多,雖然安全性更易得到保證,但太保守的設計降低了經濟效益。在建筑業這種情況是要進行優化的,超過設計太多需要進行二次試樁,項目建設周期也隨之延長。如果設計師等靜載試驗結果出來再進行樁基施工圖的設計,既影響整個設計的進度,也滿足不了建設的需要。解決單樁靜載試驗結果與試樁設計偏差過大的問題,也就是怎樣使試樁設計盡量接近單樁靜載試驗結果,又簡便又精確地對單樁靜載試驗結果進行預估計是值得研究的。
在樁基工程實踐中,應用最廣的是在豎向荷載作用下的樁,豎向荷載作用下的樁土相互作用問題對樁基的設計和施工影響很大,因此,國內外的大量的研究工作者在這一領域里做了很多工作,提出了很多計算方法。但關于樁群向鄰近土傳遞應力的機理,至今還有許多方面尚未弄清。
多年來,許多學者致力于“樁基礎”理論和試驗研究,得出了了眾多的成果。但是由于問題本身的復雜性,樁基礎受承臺剛度、樁基承臺連接條件、樁基體系傳力機制及單樁和群樁工作形態差別等的影響,使其與一般的土一結構相互作用的問題大不相同,是巖土工程界目前尚未很好解決的難題。遠未形成一套系統的理論和簡便實際的計算方法。特別是在工程應用上,所進行的工作相對較少,有必要進行更加系統地分析研究。
3 高層建筑結構樁基礎簡化設計分析
高層建筑結構作用在基礎上的荷載大,基礎埋置深,一般設置地下室并常常有作為人防工程或地下停車庫等要求,因此,基礎工程的材料用量多、施工復雜且施工周期長,其技術經濟指標對建筑總造價有很大影響。高層建筑的基礎除極少數可直接建于堅硬的巖石上以外,一般采用鋼筋混凝土片筏式基礎、箱形基礎或樁基礎,而樁基礎是高層建筑最常用的基礎形式。樁基礎具有承載力大、穩定性好、沉降量小且均勻等優點,還能承受一定的水平力和上拔力,承受動荷載的性能也較好。
就高層建筑物的上下部相互作用問題來講,傳統的設計計算理論所采用的許多假定使其在不同程度上回避了樁-土-結構間相互作用的全面分析。如:地基反力系數法把土體對樁的反力作用等復雜因素通過Winker假定,簡化成單純的反力系數作用于樁上,傳統設計計算理論本質上都未徹底解決樁-土相互作用力學機制的分析問題。對于高層建筑物的相互作用分析,必須將結構-樁-土體系作為一個整體來考慮。顯然用傳統的設計計算理論來更貼切地分析這一實際問題還是有些困難的。就目前的分析手段來講,有限元法是個前景較好的方法,除了有限元數值模型能夠充分地考慮諸如:土體材料性質的空間差異性、力學響應的非線性,復雜的幾何邊界條件等,而且還能夠通過適當的數值技術模擬工程施工過程,以及由此而帶來的一些施工力學問題等各類復雜的耦合因素外,其思想和實現過程也都較為簡單和統一,因此適于編程和電算,極大的簡化了樁結構基礎的計算設計工作量。
在設計方法上進行簡化考慮,由于結構分析的有限元法(特別是子結構分析技術)的進展和計算手段的極大改善,在力求從理論上回答工程實踐中提出的各種問題的艱苦努力過程中,逐步發展到了這個階段。其主要特點是統一考慮上部結構、基礎和地基三者的共同作用,以離散形式的特征函數――地基剛度矩陣[Ks]表征地基土支承體系的剛度貢獻,運用空間子結構方法,將上部結構的剛度與荷載逐層向下凝聚到基礎子結構的上部邊界,形成全部上部結構的等效邊界剛度矩陣[場]和等效邊界荷載向量{SB}。將它們疊加到基礎子結構上去,并根據基礎與地基按觸點靜力平衡和位移協調條件,就可得到考慮三者共同作用的基本方程(并可反映根鄰建筑的影響):
上式中:
[K]――基礎子結構剛度矩陣;
[KB]――上部子結構的邊界剛度矩陣;
[ ]――地基剛度矩陣;
{U}――基礎子結構的位移列向量;
{Q}――基礎子結構的荷載列向量;
{SB}―上部子結構的邊界荷載向量;
{ }相鄰建筑引起的沉降列向量。
求解該方程后得到基礎子結構的節點位移{U},再從下向上逐層進行子結構回代即可得到上部結構各節點的位移,從而進一步給出所需節點處的內力。除采用子結構法外,對上部結構的剛度貢獻先后作過許多簡化考慮,提出不少簡單可行的分析途徑,它們與子結構有限元法相輔相成,例如彈性桿法、有效工作剛度法、加權殘數法等,不過一般都將上部結構處理為平面結構。
4 結語
高層建筑已經成為當前建筑領域的發展趨勢和發展潮流,如何面對高層建筑下的結構樁基礎的受力分析和結構設計,是當前建筑工程技術人員重點解決的問題之一。本論文結合高層建筑的結構樁基礎的受力特點,利用有限元的計算方法,對結構樁基礎的設計計算進行了簡化分析設計,對于進一步提高高層建筑結構樁基礎的簡化設計,實現有限元技術下的結構樁基礎的受力計算應用,具有一定的指導意義,本論文的簡化計算方法是值得推廣的。
參考文獻:
[1]趙西安.我國高層建筑的最近發展[M].史佩棟等.北京:中國建筑工業出版社,2000.