地基基础范文
时间:2023-03-21 10:59:33
导语:如何才能写好一篇地基基础,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
论文摘要:为了给刚接触建筑设计或施工人员了解认识地基基础在建筑设计施工中的作用及其重要性,本文主要对各种基础在实际工作中的应用做个详细阐述。
在建筑工程上,把建筑物与土壤直接接触的部分称为基础,把直接支承建筑物重量的土层叫地基。基础是连接上部结构(例如房屋的墙和柱,桥梁的墩和台等)与地基之间的过度结构,起承上启下作用。基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。从平面上可见,竖向结构体系将荷载集中于点,或分布成线形,但作为最终支承机构的地基,提供的是一种分布的承载能力。
1.注意地基基础设计的基本原则同一建筑结构单元,宜设置在承载力和变形性能基本相同的地基土上,不宜设置在承载力和变形性能截然不同的地基土上(如部分为老土,部分为新土;部分为一般土或硬土,部分为软土)。同一建筑结构单元,一般宜采用相同类型的地基,不宜采用不同类型的地基(如部分采用天然地基,部分采用刚性桩基;部分采用天然地基,部分采用复合地基;部分采用复合地基,部分采用刚性桩基)。同一建筑结构单元,宜采用相同类型的基础,不宜采用不同类型的基础(如部分采用箱基、筏基,部分采用条形基础;部分采用条形基础部分采用单独桩基;内框架砖房、底层框架砖房,一般外墙宜采用条形基础,内柱宜采用十字交叉条形基础)。
在软弱地基和严重不均匀土层上,宜采取措施,加强基础的整体性和竖向刚度。尽可能采用天然地基,如地基较差,通过经济比较,天然地基造价较高时,可采用桩基或其他人工基础。
2.地基基础设计选型时应考虑的因素有以下几点。工程地质水文条件;上部结构类型和荷载情况;建筑安全等级、体型和使用要求;建筑结构单元的划分;邻近建筑基础和地下设施情况及其相对关系;地下室的设置及防水要求;材料供应和地方材料;施工水平和设备;工期及造价;抗震设防及其他特殊情况。
3.基础的类型,在基础工程中我们常见的建筑工程地基基础设计中,通常按基础所用的材料和受力特点分,有刚性基础和非刚性基础;依据构造形式分,有条形基础、独立基础、筏形基础、箱形基础。
3.1由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等刚性材料组成的基础称为刚性基础(也称无筋扩展基础)。从受力和和传力角度考虑,由于土壤单位面积的承载能力小,上部结构通过基础将其荷载传给基础时,只有将基础底面积不断扩大,才适应地基受力要求。上部结构(墙或柱)在基础中传递压力是沿压力分布角(也称刚性角)分布。由于刚性材料抗压能力强,抗拉能力差,因此,压力分布角只能在材料抗压范围内控制。若基础底面宽度超过控制范围,致使刚性角扩大,这时基础会因受拉而破坏。在混凝土基础底部配以钢筋,利用钢筋来承受拉力,使基础底部能够承受较大的弯矩。这时,基础宽度的加大不受刚性角的限制。故有人称墙下钢筋混凝土条形基础和柱下钢筋混凝土独立基础为柔性基础(钢筋混凝土扩展基础)。《建筑地基基础设计规范》的第8.1.2条(P.55-56)规定,扩展基础的构造要求应符合下列要求:(1)锥形基础边缘高度,不宜小于200mm,阶梯形基础的每阶高度,宜为300-500mm;(2)垫层厚度不宜小于70mm;垫层混凝土强度等级应C10;(3)扩展基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm;间距不宜大于200mm,也不宜小于100mm。墙下钢筋混凝土基础纵向分布钢筋的直径不小于8mm;间距不大于300mm;每延米分布钢筋的面积不小于受力钢筋面积的1/10。当有垫层时钢筋保护层的厚度不小于40mm;无垫层时不小于70mm;(4)混凝土强度等级不应低于C20;(5)当柱下钢筋混凝土独立基础的边长和墙下钢筋混凝土条形基础的宽度大于或等于2.5m时,底板受力钢筋的长度可取边长或宽度的0.9,并宜交错布置。 钢筋条形基础底板在T形及十字形交接处,底板横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向通长布置,另一方向的横向受力钢筋可布置到主要受力方向底板宽度1/4处。在拐角处底板横向受力钢筋应沿两个方向布置。3.2常见的几种结构体系建筑物的地基基础应用。1砌体结构建筑六层或六层以下的多层民用建筑和砖墙承重的轻型厂房可采用砌体条形基础(毛石或砖);地下水位较低且具有施工经验石,可采用刚性灰土基础;地下水位较高或冬季施工时,宜采用钢筋混凝土扩展基础;在软弱地基上,多层建筑可设置筏形或浅埋板式基础。2框架结构建筑:(1)如无地下室、地基较好、荷载不大时,可选用混凝土单独立基础,柱机基之间可根据有关要求,考虑是否设置基础系梁。(2)有地下室且有防水要求时,如地基较好,可选用混凝土单独立基础加防水板做法。防水板下宜铺一定厚度的易压缩材料,以减小柱基沉降的不利影响。(3)有地下室且有防水要求时,如地基较差,可选用筏形基础(有梁或无梁)。(4)有地下室的单独柱基础,基础的底面到地下室地面的距离,不宜小于1m,对于防水要求较高的地下室,宜在防水板下铺延性较好的防水材料,或者在防水板上增设架空层。3框剪结构建筑:(1)如无地下室,地基条件较好且承载较均匀时,可选用单独柱基加基础系梁。如地基较差或荷载较大时,为加强基础整体性和增加基础底面积,可选用钢筋混凝土十字交叉条形基础,当条形基础不能满足地基承载力或变形要求时,可选用钢筋混凝土筏形基础。(2)有地下室,无防水要求时,也可选用单独柱基或十字交叉形基础。同时验算地下室外墙的承载能力。有防水要求时,当地基较好时,可选用单独柱基或条形基础另加防水板做法,此时应考虑基础沉降对防水板的不利影响而采取的相应措施(同框架结构建筑)。当地基较差或条形基础不能满足地基承载力或变形要求时,可选用钢筋混凝土筏形或箱形基础。4剪力墙结构建筑:无地下室或有地下室但无防水要求时,如地基较好,宜优先选用交叉条形基础。有防水要求时,可选用箱形基础或筏形基础。当基础埋置深度不小于3m时,如原无地下室,应建议甲方增设地下室,或与勘察单位研究改用桩基础的可能性和经济性,同时也研究设置架空层的可能性和经济性。如地基土质较差,当采用上述各类基础不能满足设计要求,或经过经济比较,天然地基造价较高时,可选用桩基础或其他人工基础。高层建筑的地下室,如需用做停车库、机房等要求较大空间时,也可不一定设计成箱形基础,应优先选用筏形基础。
参考文献
篇2
[论文摘要] 地基稳固是保证建筑物安全的基础和前提,本文结合实际,详细阐述了地基基础缺陷处理的一般原则、处理措施,对地基基础缺陷处理及加固有一定借鉴作用。
强夯法常用来加固砂土、粘性土、杂细土等各类地基,可提高地基的强度并降低其压缩性,并改善其抗振动液化能力和消除土的湿陷性。在雨水充沛的广东地区1个新建500KV变电站的地基加固中,采用强夯法来加固新回填粘土的地基,尚属首次。由于用强夯法加固新回填粘土地基,其加固效果存在一些质量缺陷。在进行了原因分析后,结合工程的实际情况,提出了切实可行的处理方法。
地基基础缺陷的处理应综合考虑下列因素:一、地基基础缺陷的种类及其对建筑物使用、安全、耐久性等方面的影响;二、上部结构的整体性、安全度、使用要求等具体情况对地基基础变形的适应性;三、地基基础变形、结构变形的数值,发展速度和趋势;四、地基基础缺陷和加固上部结构的可能性和经济性。
地基基础处理的措施有:对上部结构进行维护;对上部结构进行加固或减荷,基础加固、地基加固。上述几种措施有时不单独采用,有时需多种措施综合采用。这些措施的选择,往往需要对上部结构和地基基础作全面的考虑,提出不同的方案,进行经济和技术上的比较,从而选择合理的方案。必要时还应对缺陷形成的原因及现实,从使用和维护上采取相应的防范措施。
地基基础缺陷处理的一般原则如下:当地基基础的变形已经趋于稳定时,一般可不作地基或基础的加固。当地基不均匀沉降尚未趋于稳定时,一般考虑“等待沉降稳定”、“加速沉降稳定”和“制止沉降”三种方法处理。
等待沉降稳定的目的是不对地基基础进行处理,而仅对上部结构进行修补,从而减少地基处理费用,并避免上部结构的再度处理造成浪费。
加速地基沉降的目的和适用条件基本上与等待地基沉降稳定的方法相同,但可以缩短消极等待沉降稳定所需的时间。一般适用于独立基础下的地基处理,具体做法是临时的增加载荷,人为的有控制的进行地基浸水等。
制止沉降的目的是终止地基和上部结构的发展。具体做法是上部结构减荷或加固,基础加大底面积,地基加固等。这些措施的单独采用或综合采用应根据有关措施的适用条件并做经济比较后予以选定。
采用减少上部荷重的措施时,应考虑生产和使用条件的具体要求,并通过地基强度、地基变形的验算确定减荷的具体数据。在地基强度破坏丧失稳定以及上部结构严重损坏威胁安全的情况下,减荷亦可作为紧急情况下的安全措施后加固施工期间的安全措施。
上部结构加固是当上部结构安全度不足时采取的必要措施。而在地基基础加固比较困难时,亦可考虑用上部结构加固替代或配合地基基础的加固。其具体方法有增设圈梁等措施。
基础扩大底面积的加固,适用于地基承载力不足等情况。增大底面积应由地基强度验算确定。当地基强度满足要求而缺陷仅仅表现为不均匀沉降,变形过大时,采用增大基础底面积的加固,主要由地基变形计算来加以确定。
在建筑结构修缮中,地基加固常用的方法有;分批分段更换病弱地基土、加桩加固、用挖钻孔灌桩加固、压力灌浆加固(包括硅化法加固地基)等。地基加固方法的选定应充分了解地基范围内的地质情况。地基加固工作是在建筑物存在情况下进行的,因而施工比较困难。它既应保护地基的加固质量,收到极地加固的效果,又应采取措施保证上部结构的安全。
更换地基和震动打桩加固都可能引起地基附加沉降,上部结构变形会有新发展。采用此类方法应对生产附加地基沉降有所估计,必要时采取相应措施,挖钻孔灌桩,压力灌浆加固地基不使用权地基避免受到附加影响,但施工也比较复杂。地基加固后应做必要的质量检查,如贯入度实验等。加固前加固后都应作好沉降的观测记录工作。
更换病变的地基是基础加固中比较直观的一种。它适宜病变地基土层分布较浅,厚度较小的情况下采用。这种方法加固可导致地基的进一步沉降和破坏。因此加固施工的组织应视具体情况分期分段逐步进行。挖除软弱土层后常用砼、砖砌体或碎石夯实等材料加以填充。
打桩加固地基的设计原理有的是在打桩时使周围土壤加密,有的是用桩承重,也有两者同时采用的。被打入的桩可为木桩、钢管桩、钢筋砼桩等。在加固量较大时宜将桩拔出重复使用,而在桩孔内填实粗砂、砼、石灰等材料。
挖钻孔桩加固地基的原理相似于打桩加固地基。挖孔桩的典型方法是石灰灌桩,它用挖孔代替了打桩拔桩成孔,用生石灰吸水膨胀的原理是周围土加密。生石灰熟化吸水也不降低地基的含水量,该方法适用于加固湿陷性黄土地基及含水率较高的软弱地基。
压力灌浆加固地基是将某种液体灌入地基基础中,填塞孔洞,缝隙,胶结土壤颗粒,从而达到减少增大强度的目的。压力灌浆加固地基基础的具体方法很多,应用十分广泛。其中硅化法加固已有建筑物的地基效果很好,但费用较高,一般仅用于重要部位的加固,其原理是将硅酸钠等溶液压入到地基中,发生化学反应,产生硅胶,将土的颗粒胶结起来,从而增大地基的强度,减少其压缩性和透水性。硅化适用于粉质土和有一定渗透系数的粘质土。视土纸渗透性的大小可选用三种方法:一、压力双液硅化法;二、电动双液硅化法;三、压力单液硅化法。压力双硅化法是将水玻璃与氯化钙轮流压入土中,适用渗透系数为0.1—80米/昼夜以下的各类土加固。压力单液硅化法是将水玻璃压入土中,适用渗透系数为0.2—2.0米/昼夜的地下水位以下的湿陷性黄土和粉沙土加固。硅化法不适用于为沥青、油脂、石油化合物所浸透的土壤以及PH值大于0.9的土壤。施工前须作出硅化加固的施工组织设计,其内容包括:注液管及电相管的布置和打入深度、化学溶液浓度和用量、注液方法、灌注速度以及硅化后的加固效果的估计等,必要时硅化设计前应先做实验。
参考文献
篇3
关键词:地基基础桩基础土建施工
中图分类号:TU473.1 文献标识码:A 文章编号:
前言:随着建筑行业的不断发展以及我国城市化水平的不断加快,我国城市的建筑用地越来越少,城市人口却越来越多,为了满足城市地区居民生活和工作的需求,建筑的高度和层数也在不断增加,对于建筑自身地基基础的要求也越来越高。良好的基础是成功的一半,这句话用来形容建筑行业的情况是十分恰当的,一个建筑基础的好坏直接决定了建筑的使用寿命和安全情况,也关系着居民的生命财产安全,需要得到建筑施工人员的重视。地基基础施工和桩基础施工作为建筑工程质量的直接影响者,就对建筑施工企业的施工技术提出了较高的要求。
一.地基基础和桩基础的概述
1.地基基础
所谓地基,是指位于建筑底部,承担建筑对于土层的负载作用,并且可以保持基本不发生形态变化的基础性地层结构。基础则是指建筑物与地基相连并深入地基内部的结构部分。地基基础的可以说是建筑的灵魂,对建筑的整体质量起着十分重要的作用。一般来说,地基的基本构成是土体和岩石等,是人们为了建筑需求对地质结构的适当改造,通常地基可以分为天然地基和人工地基两种类型。如果建筑位于坚硬的岩石层上,结构稳定而坚固,则只需对岩层进行平整即可,而如果天然地基坚固程度不足,难以满足建筑需求,就需要通过建设人工地基的方式进行弥补,确保工程施工质量。
2.桩基础
桩基础,是指通过设置在岩石或土层中的桩以及桩顶上联结的承重平台,共同构成建筑基础,或者由桩与桩直接相连而成的单桩建筑基础,是建筑基础施工中较为常用的一种施工方式。桩基础的作用是加强建筑基础的坚固性,使建筑更加牢固,减少建筑的安全隐患。其发挥的作用主要可以分为两个方面:其一,将建筑的重力作用传递给承压能力较强的土层或岩层,其二,提高较为松软的土层的密度,从而提高建筑地基的承重能力和抗压能力,保障建筑不会应地基不稳出现下沉或坍塌,
二.地基基础施工技术
在对地基基础进行施工时,考虑到地基的作用和重要性,必须坚持几个基本的原则,即坚固性原则,可靠性原则以及抗压性原则,在实际的施工过程中,由于建筑施工地区的不同,受各地的地质条件和自然环境的影响,对于建筑地基的要求也存在很大的差异性,这就需要建筑施工人员对施工地区的地质和环境进行一定的勘察和了解,参考建筑设计图纸的要求,对建筑的地基基础施工进行合理安排,保证地基可以满足建筑的整体要求。对地基进行加固和处理的方法主要有以下几种:
1.对土层进行替换
除了个别情况,一般的建筑都是建设在土层之上,土层的坚固程度也就成为建筑地基坚固程度的直接表现。在工程施工过程中,如果经勘察后,证明土层本身含水量高,形态变化较大,坚固性过低,就会采取换土法,对建筑地基的土层进行替换,虽然加大了工程施工量,但是可以最大限度地避免柔软土层对于建筑的影响,增强地基的稳定性和强度,减少土层沉降的机率,从而确保建筑的稳定性。
2.采用机械作业,夯实土层
在对作为地基的土层进行处理和强化时,机械的碾压和夯实是必不可少的一步。主要是利用压路机、推土机等大型机械设备,对地基土层进行碾压和夯实,进一步提升土层的强度和抗压能力,但是,大型机械设备的使用需要耗费大量的人力和成本,并不适合小型建筑工程的使用,对工程的限制较大。
3.化学加固
指根据施工地区的土壤特性,在土层中加入适当的化学物质,对土体进行催化,通过发生的化学反应,使土体相互粘结在一起,从而改善土层的整体性质,实现强化土层承载能力的最终目的。
4.灌注泥浆
可以在土层中灌注粘度较大的泥浆或可以实现固化的浆液,对土体的物理性质进行改善,当浆液凝固时,会连带周围的土体共同凝结,从而实现加固地基的效果。
5.对土壤实行固结技术
土层本身无论多少,都是含有水分的,而过多的水分则会影响土层的坚固程度。在实际施工中,可以通过热化处理,将土体中的水分排除,进而提高土层的固结程度,加强土层的自身强度,从而防止建筑沉降现象的发生。
三.桩基础施工技术
建筑桩基根据其作用可以分为抗压桩、抗拔桩以及岩土挡桩,而根据其施工方法的不同,又可以分为预制桩和灌注桩,在一般的建筑施工中,灌注桩的应用是最为广泛的,我们就以灌注桩为例来对桩基的施工技术进行分析和研究。
首先是灌注桩的分类,灌注桩重要有三种类型,即沉管灌注桩、钻孔灌注桩以及挖孔桩,其施工的方法都是采用灌注桩的施工方法,但是也存在细微的差距。
1.沉管桩
指通过锤击振动的方法,利用振动的冲击力进行沉管开矿的灌注桩。其施工设备较为简单,施工速度快,成本相对较低,优势明显,但是,沉管灌注桩的桩身截面容易局部缩小,桩身强度不够,易出现断裂,混凝土离析等质量方面的事故,而其出现的原因也较复杂,一般情况下,桩身截面局部缩小的现象容易出现在软土层与硬土层的交界处或者较软的土层之中,因此在对管道进行拔出时,要适当放缓速度,同时管体内部的混凝土必须保持量的充足。
2.钻孔桩
相比沉管桩,钻孔桩是直接在地面打孔埋桩,需要对桩孔的位置进行清理,将孔内的泥土清除,然后将钢筋笼下放,灌注混凝土成桩。就目前的技术而言,在进行施工时,一般会利用泥浆来保护孔的四周,以防止事故的发生。
3.挖掘桩
挖掘桩与钻孔桩相似,都是运用人工或机械设备进行挖掘和打孔。在进行人工挖掘时,要随时对桩孔进行防护措施,浇灌或者喷射混凝土浆,形成护壁防护措施,并在防护圈之间利用钢筋进行连接,在深度满足要求后,对桩孔进行扩大,之后安装钢筋笼以及浇灌混凝土成桩。
灌注桩的广泛应用也促进了其自身的发展,相应的施工工艺和施工技术也得到了很大的发展,其自身的强度已经可以与钢筋混凝土预制桩相媲美,且施工过程较为简单,相比预制桩而言,成本也较低,运输和施工速度都也都相对较快,已经成为我国建筑桩基工程的主要施工方式,其影响范围也越来越大。
结语:总而言之,地基基础和桩基础土建施工是建筑施工质量的前提和基础,必须对相应的施工技术进行充分的掌握,对施工人员进行培训和指导,确保在施工中不会因为人为原因出现不必要的质量问题,从而有效地保证建筑工程的施工质量。
参考文献:
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篇4
关键词:地基基础设计重要性考虑因素注意问题
中图分类号:S611文献标识码: A 文章编号:
地基基础是工业与民用建筑结构设计的重要组成部分之一。建筑设计的成败,往往取决于基础设计方案选择得是否妥善以及基础设计能否适应建筑场地的实际情况,因此,我们必须对此予以充分重视。
一、地基基础设计的重要性
地基基础是建筑物首先考虑和建造的部位,是一个建筑的根本和立足点。同时,由于地基深埋土地之中,地质情况复杂,变化较多,加上地下水的影响,使得基础设计的不确定性加大,增加了地基基础设计的难度。根据资料统计,一般地基基础及地下室的造价占整个土建造价的10%左右,对埋深较深,地质情况复杂,需特殊处理的地基基础,其造价更可达10%以上。通过地基基础及支护方案的优化,可以有效减少地基的工程量,降低造价。所以,设计过程中通过对不同基础形式方案的比较,择优而用,可以产生较好的经济效益。
二、建筑在基础设计中应考虑的主要因素
建筑的基础设计是建筑结构设计的重要内容,它对保证建筑物的正常使用和安全至关重要。因此,基础设计时必须做到以下五个方面的要求:1.基底压力不超过地基承载力或桩基承载力;2.基础总沉降量和差异沉降量控制在允许限值以内;3.合理的地基处理方法;4.预先估计到基础在施工过程中对毗邻房屋可能造成的影响;5.应当分析综合经济效果,不仅考虑基础本身的用料和造价,还应考虑施工条件和施工工期等因素对经济效果的影响。
三、地基基础设计的依据--工程地质勘察
根据建设部有关规定,无工程地质报告,结构专业为“不合格”。工程地质勘察是工程设计的重要基础资料,凡没有经过审查的正式工程地质勘察报告的,整个项目只能评为不合格品。因此不论工程项目大小都要有工程地质勘察报告。
对于建筑场地的勘察布孔,一般应由设计单位根据拟建建筑物上部结构及基础设计要求提供。对于一般场地,可按勘察规范规定提供,遇地质条件复杂时,勘察部门应结合具体情况加密布孔。基坑、基槽开挖后,一般要进行验坑、验槽,遇地质条件复杂时还要补钻;勘察、设计要密切合作,使地基基础设计同实际地质条件相吻合。
工程地质勘察不但为设计提供必要的、正确的、可靠的依据,而且还可根据勘察资料对地基基础设计和施工中存在的及可能出现的问题进行探讨、论证、分析,并提出解决问题的措施和建议。
四、地基基础设计中应注意的几个事项
1. 地下室底板受力
由于埋深要求及建筑功能需要,高层建筑一般都设置地下室, 多层建筑中也有设置地下室的。采用常规桩基础时, 有一个如何确定底板受力的问题。许多设计人员在地下室底板计算中,仅仅考虑底板的活荷载和底板的水浮力,这是不完全的。采用常规桩基础时, 即使考虑桩承担底板底面以上全部荷载, 也是认为底板与土是脱离的,但事实上,这仅仅是计算假定。测试表明,以侧阻承受荷载为主的桩, 土与底板底部有些情况下是接触的,底板承受的荷载最大可以达到其上部荷载的25%-30%。所以底板计算时必须考虑这部分荷载的作用,否则是偏于不安全的。
2. 静压桩的适用性
目前,几乎所有可以采用打入式施工的混凝土桩都能采用静压法沉桩。然而,静压法沉桩的应用也遇到了麻烦。
在某软土地区多个新建小区采用静压桩施工时,开挖以后发现有大批桩倾斜,甚至出现较多的断桩情况;有的工地上,斜桩、断桩的数量相当大,严重威胁着建筑工程的质量,返工费工费时。事实上,这种情况在以前的其它工地上也曾经多次出现,只是不明原因,也没引起重视。
目前的研究分析表明,影响静压桩垂直度及导致断桩的主要因素是:一是压桩机移动时的影响力大小;二是预制桩抵抗附加侧向作用能力的大小;三是桩在软土中的长度与桩长之比;四是上层软土与下层硬土抵御受挤压变形的能力之比。总的来说还是土中的水排不出去,致使土相互挤压所致。
3.CFG桩的应用
CFG桩复合地基技术在全国已广泛应用。在西安主要应用在皂河、渭河、灞河一级阶地
及部分二级阶地,由于这些区域有好的持力层,可大幅度地提高承载力并降低基础沉降,取的了较好的经济效果。同时在实际应用上也存在一些不可忽视的问题,主要有:1.施工设备不具有排气装置,钻孔到达预定标高后向管内泵料,钻杆中的空气排不出来导致桩身产生孔洞。2.钻孔到达预定标高后怕钻头活门打不开,先提30~50CM再灌料,结果导致桩端有虚土。3.灌料时提管速度与泵送料量不协调导致断桩。4.桩布置不合理导致挖桩间土时经常撞断桩身。这些问题都是工程中常见的问题,需要在工程中事先做好预案才能确保质量。
4.倾斜与偏心率
地基基础规范规定的地基变形允许值包含了沉降差、局部倾斜和倾斜, 没有偏心率的规定, 但在设计中要验算建筑物的偏心率。在实际设计和计算中, 对倾斜的计算难以实施。改用偏心率控制后就容易多了。地基基础规范对高层建筑筏形基础的要求:“在荷载准永久组合下, 偏心距e宜符合下式要求: e≤0.1W/A”。如果将偏心距e≤0.1W/A换算成相应的偏心率η,则有η≤16.7‰。
5.片筏基础底板不宜悬挑过大
在基础设计中,当采用条形基础不能满足地基的容许承载力时,常设计成片筏基础。有时碰到地基强度还不足,往往把片筏基础底板沿外墙轴线向外悬挑,这种单纯为满足地基强度的作法是欠妥的,特别住房屋的山墙和外纵墙相交的转角处,纵横两个方向均有较宽的悬臂板挑出,该板的刚度远较其它部位小,使悬臂板变形过大,再加上建筑物地基的不均匀沉降等因素,很容易造成转角处邻近纵墙的墙体强度受到削弱,至使其底层的窗台下产生严重的开裂现象,直接影响建筑物的质量和使用。对于片筏基础的悬臂最好设置在建筑物的宽度方向,如不能满足上述要求时,通常可适当加深筏基的埋置深度,再在上面加铺预制板,将板底架空,以减少基础自重,做补偿式基础;或用短桩加固地基,做成复合地基。当短桩支撑在下部的砂土、密实粉土上时,效果更为显著。如必须外伸悬挑必须加强基础刚度。
6.地基基础设计中的地基土与结构共同作用问题分析
共同作用概念源于高层建筑与地基基础共同作用,即是把高层建筑、基础和地基三者看成一个整体,并要满足地基、基础与上部结构三者在接触部位的变形协调条件。而地基基础的共同作用是指:地基土与基础(各种类型的桩,包括:柔性桩、半柔性桩、刚性桩等)共同承担上部结构荷载。地基与基础之间的荷载分担比是根据基础变形协调条件确定的。由此可以看出:用沉降控制来设计地基基础正是地基基础共同作用概念的具体运用,地基处理或基础加固就是视基础沉降量大小的控制要求确定地基补强的程度和发挥原地基土承载力的程度。目前常用的变刚度调平设计就是考虑了共同作用效应,通过改变基础支撑刚度分布,以使建筑物沉降趋于均匀,基础内力降低。
7.桩端持力层的选择
一般应选择较低压缩性并有一定厚度的土层做为桩端持力层,桩端持力层是影响基桩承载力的关健性因素,对摩擦端承桩,桩端下持力层的厚度不宜小于3m;对摩擦桩厚度要求可适当放松;当存在软弱下卧层时,桩端下持力层厚度不宜小于4d。设计上要确保桩端进入持力层的深度,才能有效发挥其承载力。
参考文献:
[1]吴强.地基基础设计中的土与结构共同作用问题分析[J].西部探矿工程.2006(9)
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篇5
【关键词】地基基础;质量控制
引 言
随着改革开放的不断推进,和人们的生活水平不断的提高,我国的经济和社会也得到了长足的发展,在这个背景之下建筑行业也得到了更加快速的发展,新技术和新工艺的进步和发展也带动了建筑工程的质量在很大程度上提升。然而,建筑工程质量的好坏受到不同的因素共同的影响,建筑工程质量良莠不齐的不可避免。其中一个最为重要的原因就是地基基础的质量问题。基础是建筑物的重要组成部分,它属于地下隐蔽工程,一旦建筑工程完工后就很难检测出来地基基础的质量问题。如果地基基础设计不当、不认真施工,将影响到建筑物的正常使用,留下安全隐患,以至影响住宅使用寿命。轻则上部结构倾斜、开裂,严重时将导致建筑物倒塌,危及人们生命及财产安全。地基一旦发生质量问题,其修补工作的难度要比上部结构大得多。因此,我们在基础施工时,就应该按照不同的水文地质、工程地质、结构类型、材料供应、机具设备等多种因素进行全盘考虑和分析,采用最优的施工方式和技术措施,严格的按照操作规范和施工验收规范的要求进行施工,保质保量的进行。当前建筑产业迅猛发展,对地基工程质量提出了更高的要求,本文在做好基础工程质量施工建设方面具有相当大的指导意义与实用价值。
1 常见问题分析
1.1 墙体开裂。在建筑物的建设中一般都会形成一定的沉降和不均匀沉降,特别是软弱地基上的建筑。建筑中过大的不均匀沉降就很容易产生上体结构墙体的开裂,一旦地基基础出现问题,基本上是由墙体开裂反应出来的。而墙体的整体承载力与地基基础的质量有密切的关系,一旦基基础出现问题,墙体的整体承载力甚至丧失。因此在实际工程中,可以经常见到沉降缝。
1.2 基础断裂或拱起。如果地基的沉降差比较大,当基础设计或施工中出现问题的时候基础就会发生断裂的情况。例如某学校的学生公寓宿在没有勘察的情况下采用了无埋板式基础,公寓在没有完全盖好的情况下就发生了板基整块断裂的情况。事后调查得到结论是,公寓所在位置是铁路路基,地基软硬悬殊,导致基础断裂或拱起发生。
1.3 建筑物下沉过大。如果地基土较软,当基础设计不当或者计算出现错误的时候,整座建筑物就会出现下沉过大的情况。轻则会出现室外水倒灌的情况,重则建筑物就彻底没法使用。
1.4 地基滑动。有两种地基滑动的表现形式:其一是由于下雨渗水后在坡地建筑物的下部开挖的时候出现的; 其二就是当地基比较软弱,在设计的阶段没有考虑或者是忽略了地基的承载力的因素,当地基的承载力超载的时候就会引起的地基不稳定。
1.5 地基液化失效。地震时疏松的轻亚粘土和粉细砂地基容易产生液化现象,强度剧烈时,会导致致建筑物震沉或倾倒。
2 质量问题原因分析
2.1 建筑地基原材料质量问题
地基施工的原材料是地基施工的基础,工程使用原材料不符合规定,工程质量不可能符合要求。地基基础出现的问题中地基施工的原材料的不合格占到了相当大的比例,很多的施工事故都是来源于施工方在地基施工原材料的选择和质量把控方面没有严格的按照施工的标准和要求来规范施工的原材料准入,选择了一些没有进场资格的原料供应商或者是在选择原料是没有按照合同和标准中规定的原料的型号、等级、规格来选择地基工程工程中材料。忽略的质量报告或是在进场检查中降低标准,这些都是造成建筑地基原材料质量低下的主要原因。
2.2 质量施工管理问题
地基施工的基础不仅在于施工的设计、图纸和地基施工的原材料等硬的环节,还在于施工中的现场的施工质量控制。许多的企业在经过多年的项目施工管理,已经积累了相当多的项目施工的质量管理和控制的管理方法和经验,许多建筑施工企业都实施了项目管理模式,并制定了各自的项目管理办法,在实际工程管理中起到了一定的作用,有一定的成效,但受各种因素的影响,施工企业本身体制的制约,有好的管理办法、好的管理经验,在具体项目管理实施中难以认真地贯彻和落实,管理粗放,质量管理制度贯彻执行力度不够,明确规定的管理和审批程序因长官意识完全变形,因人情关系而走样,最终导致企业的质量管理没有明显的改善。很多的施工事故和施工安全问题就是来源于施工的质量管理流于表面,没有严格认真的执行质量管理的有关制度,产生了工程质量问题。
上述种种问题的原因的存在,已经严重千扰了施工质量管理工作的正常进行,企业整体工程质量管理水平难以提高,使得企业的市场竞争力和经济效益下降。其根本原因就是对工程项目质量管理的实质认识不清,没有根据工程质量管理需要建立起适应质量管理的新型机制。因此,改革现行企业质量管理制度,提高项目管理水平,运用全过程、全面质量管理方法,进而保证质量管理的顺利进行已成当务之急。
3 地基基础施工质量控制
3.1首先是严格的把好地基施工原材料的质量关
地基施工的基础不仅在于施工的设计和图纸,地基施工的原材料是另外一个重要的部分,严格的把好地基施工原材料的质量关是相当重要的。工程施工作业所需的建筑原材同样包括基础地基作业需求的原材,工程使用原材料不符合规定,工程的质量就得不到保证。对于材料的控制,首先要对原材料供应商进行详尽的考察,选择质量过硬的供应商。其次,材料进场前必须经过样本试验,包括:质量检验报告单、外观、理化检验等等力求在材料型号、规格、级数等都要符合施工的要求。这一切都达到要求方能进场施工。
3.2 针对可能出现的问题进行质量控制,并加强进度管理
由上面我们分析的常见的地基施工可能发生的常见问题,一旦发生这些问题,必将使得整体工程基础工程的质量受到影响,并难以在质量控制建设指标上达到要求。施工方要拿出切实可行的方法来预防和消除这些隐患,在施工的工程中时刻注意这些质量安全问题。常见的质量控制方法包括:强夯法,注浆法等实践中常用的质量控制方法。项目进度控制,是指对工程项目各建设阶段的工作顺序和持续时间进行规划、实施、检查、协调及信息反馈等一系列活动的总称。进度控制的最终目的是确保项目动用时间目标的实现。工程项目进度控制的总目标是项目建设工期。
3.3 建立完备的管理规章制度,保证工程质量的高水平
加强施工管理的宣传和学习施工企业应该制定各自的项目管理办法,在实际工程管理中必将起到一定的作用和成效,保证工程的质量。企业应对管理的全过程实施考核、检查和监督,对成本、质量、进度、安全各项目标实施监控,协调解决好管理中存在的问题,尤其应该严格以成本考核为核心的考核、监督机制,完善相应的激励机制、约束机制和奖惩办法。
4 结语
地基基础的质量控制是地基建筑中的一个重要的问题。如果地基基础设计不当、不认真施工,将影响到建筑物的正常使用,留下安全隐患,以至影响住宅使用寿命。因此在地基施工的工程中要严格的加强地基施工的质量控制和质量管理。
参考文献
[1]何朝勇.浅谈建筑地基基础质量控制措施与方法[J].今日科苑,2009.
[2]杭国涛,俞立刚.建筑物地基及基础施工质量控制研究[J].中国建设信息,2006.
[3]李瑞玲,王海燕.建筑物地基基础常见问题原因分析及防治措施[J].山西建筑,2005.
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关键词:多年冻土;季节性冻土;地基基础;融沉;冻胀
中图分类号:TU4 文献标识码:A 文章编号:
1 概述
冻土是指零摄氏度以下,并含有冰的各种岩石和土壤,冻土按保存的时间划分为三种类型:多年冻土(>2年)、季节性冻土(>1月)和短时冻土(
2 青海地区冻土的分布
2.1 青海地区多年冻土的分布情况
青海的多年冻土主要分布在东部及西部地区。
东部为祁连山地区多年冻土,面积约9100平方公里,占祁连山总面积的43%左右,其南界为拉脊山、青海南山、柴达木南坡大致海拔3700—3950米以上,北界为冷龙岭走廊、南山及野马山北坡海拔分别为3494米、3670米、3740米以上。南坡大致与年平均气温-2℃等值线相吻合,北坡大致与-2.5℃等值线相吻合。其中岛状多年冻土厚度一般25-35米,连续多年冻土厚度一般为50-95米,最厚为139.7米,其成时间距今约3000余年,主要为后生多年冻土。
青海省西部属青藏高原冻土区,是世界上中、低纬度地带海拔最高面积最大的高原型冻土,青海省内面积约占24万平面公里。该区域内气候严寒,年平均气温多年保持在负温状态,冻土分布区域界线大致与年平均气温-2.5℃至-3.5℃等值线相一致,冻土厚度一般在30-70米之间。该区域内地形起伏变化大,地貌植被条件复杂,地表水活动频繁,地下水类型复杂,使多年冻土的厚度在水平方向上变化很大。
2.2 青海地区季节性冻土的分布情况
青海省在祁连山及青藏高原两大多年冻土地区之间的柴达木盆地、茶卡共和盆地及西宁—民和盆地等广大区域,广泛分布着季节性冻土。
青海省的各州、市、县城均座落于高海拔地区,最高的曲麻莱县海拔为4262米,而玛多、杂多、治多等县海拔也在4000米以上。海拔偏低的青海东部农业区各县海拔均在1813—1871米之间,其中以民和县海拔1813米为最低,互助县最高。青海省的其余各州县海拔也均在2000-3000米左右,此区年平均气温较高,最大冻土深度变化范围0.82—3.00米之间。
3 青藏高原气候特征对青海地区冻土分布的影响
3.1 气候特征
青海位于青藏高原的东部,其气候特征为夏季凉爽,冬季漫长,日温差大,年温差较小。青海高原的海拔是影响该区域气候的分布主要原因,其中:海拔4000米以上的青南高原和祁连山区是固定的两个寒冷区域,年平均温度-4℃以下;南部高原海拔4000米以下的河谷是相对暖区,年平均温度0℃以上;海拔3000米左右的柴达木盆地是次暖区,年平均温度2—5℃;海拔2500米以下的黄河、湟水河谷是全省最暖区域,年平均温度2—9℃。
3.2 气候对冻土影响
气候与冻土之间有着十分密切的关系,冻土的存在受气候控制,同时冻土又影响着气候,不同的气候带内分布着不同的冻土类型。冻土分布界线与气候区的界线十分接近,这也证明了冻土的分布受气候的影响,冻土地区的冻土类型划分,多采用年平均地温作为主要标志,年平均气温作为辅助标志。
4 多年冻土对地基基础的影响
4.1多年冻土的基本特点
多年冻土是指土体温度低于0℃且含有冰的特殊岩土体,当土体处于冻结时,冻土具有极高的强度特性。当土体融化时,土体将完全丧失强度,且冻土物理、力学性质均会随冻土温度而发生剧烈的变化,这种现象称为多年冻土融沉。多年冻土的融沉划分为不融沉、弱融沉、融沉、强融沉和融陷五个等级,融沉现象的发生是多年冻土区对地基基础的主要破坏。
4.2融沉对地基基础的影响
多年冻土融化时的下沉现象,包括与外荷载无关的融化沉降和与外荷载直接有关的压密沉降,当建筑物修建后将主要产生对多年冻土的外荷载作用,并产生压密沉降。
多年冻土融化时将发生着两个相反的过程即压密和膨胀。当多年冻土中的各种冰融化后体积缩小,在重压下下沉,冰变成水后通过孔隙逐渐排出,使土压密后进一步下沉。土粒及其集合体在融化时由于水化作用而膨胀。通常情况下,冻土融化时的压密大于膨胀,故产生融化下沉。当冻土的融化速度很快时,会出现冰变成水的速率大于水能从土中排出的速率,从而使土中的孔隙压力增加,常造成对建筑物地基基础的破坏,使基础上的各种建筑物产生不稳定。融沉是多年冻土区建筑物破坏的主要原因,在高含冰量地段各种基础的融化下沉变形作用,均会对基础造成强烈的破坏,因些防止基础产生融化下沉变形的技术措施,是解决青藏高原多年冻土区工程安全可靠性的关键,因而地基基础持力层选择应选择不融沉或弱融沉地层,避免对基础的破坏影响。
5 季节性冻土对地基基础的影响
5.1季节性冻土的基本特点
季节性冻土指的是冬季冻结春季融化的土层,自地表面至冻结层底面的厚度称冻结深度。根据土的成分、天然含水量和地下水埋深,将季节性冻土划分为:不冻胀、弱冻胀、冻胀和强冻胀四个等级,因此在季节性冻土地区,防止冻胀是避免对地基基础影响的主要方法。
5.2冻胀对地基基础的影响
季节性冻土的冻胀作用是产生在土体与基础表面相冻结时,冻结层的底面将产生上升的冻胀力,依靠这个冻胀力传达到基础上,造成对建筑物垂直位移的上升力,使建筑物的底层或地下室的墙壁发生拉力破坏。
引发冻胀作用的三个要素为容易冻结的土质、充足的水分和冷却条件,其中冷却条件就是要使水分和容易冻结的土达到分离程度的低温,当三个条件中缺少一个将不能引发冻胀现象的发生。防止冻胀发生的一般基础设计方法为,按青海省多年实测最大冻结深度标准,将地基基础底面埋深在最大冻结深度以下。这种方法的采取并不能完全防止冻胀破坏的发生,当地基基础回填时用含水量大的冻胀性土进行回填,冻结时基坑部分将会受到危害,选用隔水性好的粗颗粒土进行回填可有效防止冻胀的发生。因此控制好产生冻胀的三个要素,可有效的避免冻胀对地基基础的破坏影响。
6 结论
青海省属冻土分布较广的区域,进行建筑物设计时要充分考虑冻土对地基基础的影响,建筑物基础设计时还应区分多年冻土区和季节性冻土区,不同的冻土类别应选择不同的基础方案,才能有效的防止融沉和冻胀对地基基础的破坏。
参考文献:
[1] 王绍令,赵新民. 青藏高原多年冻土区地温监测结果分析.《冰川冻土》 ,1999年02期
[2] 汪青春,李林. 青海高原多年冻土对气候变化的响应.《青海气象》. 2005年01期
篇7
关键词:地基基础后浇带桩承台沉降
一、引言
基础是建筑物和地基之间的连接体。基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。从平面上可见,竖向结构体系将荷载集中于点,或分布成线形,但作为最终支承机构的地基,提供的是一种分布的承载能力。
如果地基的承载能力足够,则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同。但有时由于土或荷载的条件,需要采用满铺的伐形基础。伐形基础有扩大地基接触面的优点,但与独立基础相比,它的造价通常要高的多,因此只在必要时才使用。不论哪一种情况,基础的概念都是把集中荷载分散到地基上,使荷载不超过地基的长期承载力。因此,分散的程度与地基的承载能力成反比。有时,柱子可以直接支承在下面的方形基础上,墙则支承在沿墙长度方向布置的条形基础上。当建筑物只有几层高时,只需要把墙下的条形基础和柱下的方形基础结合使用,就常常足以把荷载传给地基。这些单独基础可用基础梁连接起来,以加强基础抵抗地震的能力。只是在地基非常软弱,或者建筑物比较高的情况下,才需要采用伐形基础。多数建筑物的竖向结构,墙、柱都可以用各自的基础分别支承在地基上。中等地基条件可以要求增设拱式或预应力梁式的基础连接构件,这样可以比独立基础更均匀地分布荷载。
如果地基承载力不足,就可以判定为软弱地基,就必须采取措施对软弱地基进行处理。软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时,应按局部软弱土层考虑。勘察时,应查明软弱土层的均匀性、组成、分布范围和土质情况,根据拟采用的地基处理方法提供相应参数。冲填土尚应了解排水固结条件。杂填土应查明堆积历史,明确自重下稳定性、湿陷性等基本因素。
在初步计算时,最好先计算房屋结构的大致重量,并假设它均匀的分布在全部面积上,从而等到平均的荷载值,可以和地基本身的承载力相比较。如果地基的容许承载力大于4倍的平均荷载值,则用单独基础可能比伐形基础更经济;如果地基的容许承载力小于2倍的平均荷载值,那么建造满铺在全部面积上的伐形基础可能更经济。如果介于二者之间,则用桩基或沉井基础。
二、地基的处理方法
利用软弱土层作为持力层时,可按下列规定执行:1)淤泥和淤泥质土,宜利用其上覆较好土层作为持力层,当上覆土层较薄,应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰动的措施;2)冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料,当均匀性和密实度较好时,均可利用作为持力层;3)对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土,未经处理不宜作为持力层。局部软弱土层以及暗塘、暗沟等,可采用基础梁、换土、桩基或其他方法处理。在选择地基处理方法时,应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求、建筑结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素,经过技术经济指标比较分析后择优采用。
地基处理设计时,应考虑上部结构,基础和地基的共同作用,必要时应采取有效措施,加强上部结构的刚度和强度,以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。对已选定的地基处理方法,宜按建筑物地基基础设计等级,选择代表性场地进行相应的现场试验,并进行必要的测试,以检验设计参数和加固效果,同时为施工质量检验提供相关依据。
经处理后的地基,当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对地基承载力特征值进行修正时,基础宽度的地基承载力修正系数取零,基础埋深的地基承载力修正系数取1.0;在受力范围内仍存在软弱下卧层时,应验算软弱下卧层的地基承载力。对受较大水平荷载或建造在斜坡上的建筑物或构筑物,以及钢油罐、堆料场等,地基处理后应进行地基稳定性计算。结构工程师需根据有关规范分别提供用于地基承载力验算和地基变形验算的荷载值;根据建筑物荷载差异大小、建筑物之间的联系方法、施工顺序等,按有关规范和地区经验对地基变形允许值合理提出设计要求。地基处理后,建筑物的地基变形应满足现行有关规范的要求,并在施工期间进行沉降观测,必要时尚应在使用期间继续观测,用以评价地基加固效果和作为使用维护依据。复合地基设计应满足建筑物承载力和变形要求。地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土、可液化土等特殊土时,设计要综合考虑土体的特殊性质,选用适当的增强体和施工工艺。复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定,或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。
常用的地基处理方法有:换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。
1换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力,减少沉降量,加速软弱土层的排水固结,防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。
2强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土,软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程,在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度,减少压缩性,改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。
3砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,提高地基的承载力和降低压缩性,也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理,使砂石桩与软粘土构成复合地基,加速软土的排水固结,提高地基承载力。
4振冲法分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基,应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力,减少地基沉降量,还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。
5水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法(简称湿法)和粉体喷搅法(简称干法)。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验确定其适用性。当地基的天然含水量小于30%(黄土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用于法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕,受其搅拌能力的限制,该法在地基承载力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。
6高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大,除地基加固外,也可作为深基坑或大坝的止水帷幕,目前最大处理深度已超过30m。
7预压法适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时,可采用天然地基堆载预压法处理,当软土层厚度超过4m时,应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程,必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。
8夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制,目前在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。
9水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层,保证桩、同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基,可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基,可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基,达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。
10石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时,可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。
11灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,可处理的深度为5~15m。当用来消除地基土的湿陷性时,宜采用土挤密桩法;当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时,宜采用灰土挤密桩法;当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时,不宜采用这种方法。灰土挤密桩法和土挤密桩法在消除土的湿陷性和减少渗透性方面效果基本相同,土挤密桩法地基的承载力和水稳定性不及灰土挤密桩法。
12柱锤冲扩桩法适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基,对地下水位以下的饱和松软土层,应通过现场试验确定其适用性。地基处理深度不宜超过6m。
13单液硅化法和碱液法适用于处理地下水位以上渗透系数为0.1~2m/d的湿陷性黄土等地基。在自重湿陷性黄土场地,对Ⅱ级湿陷性地基,应通过试验确定碱液法的适用性。
14在确定地基处理方案时,宜选取不同的多种方法进行比选。对复合地基而言,方案选择是针对不同土性、设计要求的承载力提高幅质、选取适宜的成桩工艺和增强体材料。
三、基础的设计
房屋基础设计应根据工程地质和水文地质条件、建筑体型与功能要求、荷载大小和分布情况、相邻建筑基础情况、施工条件和材料供应以及地区抗震烈度等综合考虑,选择经济合理的基础型式。
砌体结构优先采用刚性条形基础,如灰土条形基础、Cl5素混凝土条形基础、毛石混凝土条形基础和四合土条形基础等,当基础宽度大于2.5m时,可采用钢筋混凝土扩展基础即柔性基础。
多层内框架结构,如地基土较差时,中柱宜选用柱下钢筋混凝土条形基础,中柱宜用钢筋混凝土柱。
框架结构、无地下室、地基较好、荷载较小可采用单独柱基,在抗震设防区可按《建筑抗震设计规范》第6.1.1l条设柱基拉梁。
无地下室、地基较差、荷载较大为增强整体性,减少不均匀沉降,可采用十字交叉梁条形基础。
如采用上述基础不能满足地基基础强度和变形要求,又不宜采用桩基或人工地基时,可采用筏板基础(有梁或无梁)。
框架结构、有地下室、上部结构对不均匀沉降要求严、防水要求高、柱网较均匀,可采用箱形基础;柱网不均匀时,可采用筏板基础。
有地下室,无防水要求,柱网、荷载较均匀、地基较好,可采用独立柱基,抗震设防区加柱基拉梁。或采用钢筋混凝土交叉条形基础或筏板基础。
筏板基础上的柱荷载不大、柱网较小且均匀,可采用板式筏形基础。当柱荷载不同、柱距较大时,宜采用梁板式筏基。
无论采用何种基础都要处理好基础底板与地下室外墙的连结节点。
框剪结构无地下室、地基较好、荷载较均匀,可选用单独柱基,墙下条基,抗震设防地区柱基下设拉梁并与墙下条基连结在一起。
无地下室,地基较差,荷载较大,柱下可选用交叉条形基础并与墙下条基连结在一起,以加强整体性,如还不能满足地基承载力或变形要求,可采用筏板基础。剪力墙结构无地下室或有地下室,无防水要求,地基较好,宜选用交叉条形基础。当有防水要求时,可选用筏板基础或箱形基础。高层建筑一般都设有地下室,可采用筏板基础;如地下室设置有均匀的钢筋混凝土隔墙时,采用箱形基础。
当地基较差,为满足地基强度和沉降要求,可采用桩基或人工处理地基。
多栋高楼与裙房在地基较好(如卵石层等)、沉降差较小、基础底标高相等时基础可不分缝(沉降缝)。当地基一般,通过计算或采取措施(如高层设混凝土桩等)控制高层和裙房间的沉降差,则高层和裙房基础也可不设缝,建在同一笺基上。施工时可设后浇带以调整高层与裙房的初期沉降差。
当高层与裙房或地下车库基础为整块筏板钢筋混凝土基础时,在高层基础附近的裙房或地下车库基础内设后浇带,以调整地基的初期不均匀沉降和混凝土初期收缩。
现在我就大型基础设计中较多见的基础类型的桩基础和后浇带的设计讨论一下
1当天然地基或人工地基的地基承载力或变形不能满足设计要求,或经过经济比较采用浅基础反而不经济时,可采用桩基础。
2桩平面布置原则:
1)力求使各桩桩顶受荷均匀,上部结构的荷载重心与桩的重心相重合,并使群桩在承受水平力和弯矩方向有较大的抵抗矩。
2)在纵横墙交叉处都应布桩,横墙较多的多层建筑可在横墙两侧的纵墙上布桩,门洞口下面不宜布桩。
3)同一结构单元不宜同时采用摩擦桩和端承桩。
4)大直径桩宜采用一柱一桩;筒体采用群桩时,在满足桩的最小中心距要求的前提下,桩宜尽量布置在筒体以内或不超出筒体外缘1倍板厚范围之内。
5)在伸缩缝或防震缝处可采用两柱共用同一承台的布桩形式。
6)剪力墙下的布桩量要考虑剪力墙两端应力集中的影响,而剪力墙中和轴附近的桩可按受力均匀布置。
3桩端进入持力层的最小深度:
1)应选择较硬上层或岩层作为桩端持力层。桩端进入持力层深度,对于粘性土、粉土不宜小于2d(d为桩径);砂土及强风化软质岩不宜小于1.5d;对于碎石土及强风化硬质岩不宜小于1d,且不小于0.5m。
2)桩端进入中、微风化岩的嵌岩桩,桩全断面进入岩层的深度不宜小于0.5m,嵌入灰岩或其他未风化硬质岩时,嵌岩深度可适当减少,但不宜小于0.2m。
3)当场地有液化土层时,桩身应穿过液化土层进入液化土层以下的稳定土层,进入深度应由计算确定,对碎石土、砾、粗中砂、坚硬粘性土和密实粉土且不应小于0.5m,对其他非岩石土且不宜小于1.5m。
4)当场地有季节性冻土或膨胀土层时,桩身进入上述土层以下的深度应通过抗拔稳定性验算确定,其深度不应小于4倍桩径,扩大头直径及1.5m。
桩型选择原则。桩型的选择应根据建筑物的使用要求,上部结构类型、荷载大小及分布、工程地质情况、施工条件及周围环境等因素综合确定。
1)预制桩(包括混凝土方形桩及预应力混凝土管桩)适宜用于持力层层面起伏不大的强风化层、风化残积土层、砂层和碎石土层,且桩身穿过的土层主要为高、中压缩性粘性土,穿越层中存在孤石等障碍物的石灰岩地区、从软塑层突变到特别坚硬层的岩层地区均不适用。其施工方法有锤击法和静压法两种。
2)沉管灌注桩(包括小直径D<5O0mm,中直径D=500~600mm)适用持力层层面起伏较大、且桩身穿越的土层主要为高、中压缩性粘性土;对于桩群密集,且为高灵敏度软土时则不适用。由于该桩型的施工质量很不稳定,故宜限制使用。
3)在饱和粘性土中采用上述两类挤土桩尚应考虑挤土效应对于环境和质量的影响,必要时采取预钻孔。设置消散超孔隙水压力的砂井、塑料插板、隔离沟等措施。钻孔灌注桩适用范围最广,通常适用于持力层层面起伏较大,桩身穿越各类上层以及夹层多、风化不均、软硬变化大的岩层;如持力层为硬质岩层或地层中夹有大块石等,则需采用冲孔灌注桩。无地下水的一般土层,可采用长短螺旋钻机干作业成孔成桩。钻(冲)孔时需泥浆护壁,故施工现场受限制或对环境保护有特殊要求的,不宜采用。
4)人工挖孔桩适用于地下水水位较深,或能采用井点降水的地下水水位较浅而持力层较浅且持力层以上无流动性淤泥质土者。成孔过程可能出现流砂、涌水、涌泥的地层不宜采用。
5)钢桩(包括H型钢桩和钢管桩)工程费用昂贵,一般不宜采用。当场地的硬持力层极深,只能采用超长摩擦桩时,若采用混凝土预制桩或灌注桩又因施工工艺难以保证质量,或为了要赶工期,此时可考虑采用钢桩。钢桩的持力层应为较硬的土层或风化岩层。
6)夯扩桩,当桩端持力层为硬粘土层或密实砂层,而桩身穿越的土层为软土、粘性土、粉土,为了提高桩端承载力可采用夯扩桩。由于夯扩桩为挤土桩,为消除挤土效应的负面影响,应采取与上述预制桩和沉管灌注桩类似的措施。
后浇带设计
因调整地基初期不均匀沉降而设的后浇带,带宽800~1O00mm。后浇带自基础开始在各层相同位置直到裙房屋顶板全部设后浇带,包括内外墙体。施工时后浇带两边梁板必须支撑好,直到后浇带封闭并混凝土达到设计强度后拆除。后浇带内的混凝土等级采用比原构件提高一级的微膨胀混凝土。如沉降观测记录在高层封顶时,沉降曲线平缓可在高层封顶一个月后封闭后浇带。沉降曲线不缓和则宜延长封闭后浇带时间。
基础后浇带封闭前要求施工时覆盖,以免杂物垃圾掉落难于清理。并提出清除杂物垃圾的措施,如后浇带处垫层局部降低等。有必要时后浇带中设置适量加强钢筋,如梁面、底钢筋相同等措施。
设计者必须认真对待由于超长给结构带来的不利影响,当增大结构伸缩缝间距或者是不设置伸缩缝时,必须采取切实可行的措施,防止结构开裂。在适当增大伸缩缝最大间距的各项措施中,在结构施工阶段采取防裂措施是国内外通用的减小混凝土收缩不利影响的有效方法,我国常用的做法是设置施工后浇带。另外,当建筑物存在较大的高差,但是结构设计根据具体情况可不设置永久变形缝时,例如高层建筑主体和多层(或低层)裙房之间,也常常采用施工后浇带来解决施工阶段的差异沉降问题。这两种施工后浇带,前者可称之为收缩后浇带,后者可称之为沉降后浇带。
后浇带的设计
当建筑结构的平面尺寸超过混凝土规范规定的伸缩缝最大间距(混凝土规范第9.1.1条)时,可考虑采用施工后浇带的方法来适当增大伸缩缝间距。但一般地上结构由于受环境温度变化影响较大,所以伸缩缝最大间距不宜超过混凝土规范限值过多,同时应注意加强屋面保温隔热,采用可靠的、高效的外墙外保温,并适当提高外纵墙、山墙、屋面等重要部位的纵向钢筋配筋率。当地上结构由于抗震设计需要而设置了防震缝时,伸缩缝宽度应满足防震缝宽度的要求。地下室结构超长的情况较为常见,除地下室顶板和处于室外地面以上的地下室外墙受温度变化影响相对较大外,地下室内部和基础结构在使用阶段受室内外温度变化影响较小,需解决的主要问题是混凝土收缩应力对结构的影响。除在施工阶段设置后浇带外,应该加强地下室顶板及地下室外墙的配筋,建议纵向钢筋最小配筋率不宜小于0.5%,钢筋应尽可能选择直径较小的,一般10到16即可,间距尽量选择较密的,宜不大于150mm,细而密的钢筋分布对结构抗裂是有利的。
必须指出的是,后浇带只能解决施工期间的混凝土自收缩,它不能解决由于温度变化引起的结构应力集中,更不能替代伸缩缝。有一些结构设计者将后浇带和伸缩缝等同起来的看法是错误的,因为两者的作用并不相同。
当地下室结构超长过多,单靠设置后浇带不足以解决混凝土收缩和温度变化问题时,可以考虑采用补偿收缩混凝土,在适当位置设置膨胀加强带。采用这种方法,不仅可以进一步增大伸缩缝最大间距,而且可以用膨胀加强带取代部分施工后浇带,从而实现混凝土的连续浇筑即无缝施工。但应注意,采用膨胀加强带取代部分施工后浇带时,膨胀加强带的位置应设置在结构温度应力集中部位,并应制定严格的技术保障措施,保证混凝土原材料的质量和微膨胀剂的配合比准确,结构设计应对地下室结构各部位混凝土的限制膨胀率提出明确要求。
对高层建筑主体与裙房之间是设置永久变形缝,还是在施工阶段设置沉降后浇带,应该根据建筑场地地基持力层土质情况、基础形式、上部结构布置等条件综合确定。当地基持力层土质较好,例如高层建筑基础做在基岩层或卵石层上,或采用桩基时,高层建筑沉降变形量较小,此时可考虑采用施工后浇带而不设置永久变形缝,将高层建筑与裙房基础(或地下室)连成整体。当地基持力层压缩性较高,且厚度较大,高层建筑主体与裙房之间的高差悬殊较大,高层建筑荷载较大,则由于高层建筑与裙房之间的差异沉降量较大,在采用天然地基的情况下,还是以设置永久变形缝将高层建筑与裙房彻底脱开为好。当高层建筑与相邻的裙房之间设置永久变形缝时,高层建筑的基础埋深一般应大于裙房基础埋深至少2米,不满足此要求时应计算高层建筑的稳定性,并采取可靠措施防止高层建筑与裙房之间发生相互倾斜。笔者曾经参观过某工程,高层建筑地下一层,地上十六层,纯地下车库一层,与高层建筑地下室贯通,其间设置了沉降缝,基础埋深基本相同,沉降缝间采用硬质材料填充。由于没有解决好高层建筑与地下车库间的互倾问题,建筑投入使用后,发现沉降缝两侧墙体开裂,造成地下室渗漏。
近年来,复合地基得到了广泛应用,复合地基可以提高地基持力层承载力,提高土体弹性模量,有效地控制建筑物沉降。北京地区有些工程已经通过在高层建筑下采用复合地基的方法来替代桩基,以解决高层建筑主体与裙房之间差异沉降的问题。不论采用哪种方法,如果采用施工后浇带而不设置永久变形缝,都应依据相关规范计算裙房和高层建筑的整体倾斜。当采用地基处理时,在结构设计图纸上,应明确规定采用地基处理后,高层建筑与裙房之间的变形要求。
施工后浇带的位置,应根据基础和上部结构布置的具体情况确定,不能想当然,搞一刀切。后浇带应设置在结构受力较小处,一般在梁、板跨度内的三分之一处,结构弯矩和剪力均较小,且宜自上而下对齐,竖向上不宜错开,后浇带间距一般为30米到50米。在高层建筑与裙房之间设置后浇带时,后浇带宜处于裙房一侧,且在结构设计上,应注意加强高层建筑与裙房相连部位的构造,提高纵向钢筋配筋率,用以抵抗后浇带封闭后由剩余差异沉降差所引起的结构内力。为减小后浇带封闭后由剩余差异沉降差所引起的结构内力,尚应采取其他措施,通常可考虑以下方法:
1,高层建筑采用桩基或其他地基基础处理方法,或补偿基础,尽量扩大高层建筑基础与地基接触面积,减小高层建筑基础底面接触压力,而裙房则采用埋深较浅的独立柱基或条形基础等,调节高层建筑与裙房之间的差异沉降。
2,尽量减小裙房部分基础与地基的接触面积,即尽量增大裙房部分的基础底面接触压力,加大裙房的沉浸量。
3,结合高层建筑埋置深度要求,调整高层建筑地下室高度,使地基持力层落在压缩性小、地基承载力高的土层上,可有效地减小高层建筑的沉降量。
进行地基基础设计时,结构设计者应结合工程具体情况,多方面对比,选择经济合理的方案。
后浇带部位的钢筋一般不宜断开,而应让钢筋连续通过,即只将后浇带处的混凝土临时断开。但有时工程具体情况不允许留后浇带,例如某工程地下车库通道的顶板、底板均与主楼相连,但是由于施工场地狭小,无法留设后浇带,于是要求施工单位先施工结构主体,待主体完成后再施工车道部分,要求施工单位对与主体相连的钢筋必须预留,后期采用焊接连接,同一截面的钢筋焊接连接率不得大于50%。
有的工程将后浇带内钢筋全部断开,这时候,为避免在同一截面钢筋100%连接,宜将后浇带曲折布置,而不要沿一直线布置。连接方式建议首选机械连接或焊接,但要注意施工质量。采用搭接连接时,应注意后浇带宽度要满足按混凝土规范计算的钢筋搭接连接长度。
基础后浇带的断面形式,应于结构设计图纸上用详图明确表示出来,而不应推给施工单位。当地下水位较高时,宜在基础后浇带下设置防水板并增设一道附加防水层。
四、工程实例
一、工程概况
工程总建筑面积5880平方米。无地下室,地上7层框架结构,底层层高4.5m,以上各层层高均为3.1m
二、地质条件
本工程±0.000标高相当于罗零标高5.240米,场地内地层自上而下依次为:①素填土,层厚0.8~2.90m,回填时间4年主要填料为残积粘性土,混砖瓦石块场地分布均匀。②淤泥,呈饱和流塑状,主要由粘粒、粉粒组成,夹杂有有机质,该层层厚4.00~9.00m。③粉质粘土,呈饱和可塑状,手搓稍有粉粒感,粘性较好,标贯试验的校正平均值为10击,层位稳定,厚度为4.80~9.55。④含泥中粗砂,呈饱和密状,层厚0.7~4m。⑤沙质粘土,呈饱和可塑状,层厚0.5~3m。⑥中砂,饱和,含泥约10~20%,均匀分布于场地,厚度约2.10~7.60m。⑦残积粘性土:饱和,可塑,原为辉绿岩脉,长石矿物已全风化成呈土状,标贯试验校正平均值为17击厚2.70~6.70m。⑧散体强风化花岗岩,大部分长石类矿物已经风化呈土状,岩心手捻可散,厚度2.25~14.20m。⑨强风化花岗岩层。⑩中风化花岗岩.
三、设计过程
柱网布置详见附图
经过PKPM结构计算软件对本楼上部结构进行的计算,取轴力最大的情况得出柱底最小轴力为1930KN,最大柱底轴力为5832KN。由于浅层土不足以承受此荷载,所以选用桩基础作为建筑物的基础。由于柱底轴力差异较大,从经济性和节约成本的考虑,所以选用2种桩径,分别是F500和F400。
在设计工程中还应该注意的是PKPM所算出的柱底轴力为设计值,不能直接用于计算需要把算出的值除以1.25来转化为特征值来计算.
1、确定单桩竖向承载力设计值
桩侧总极限摩阻力标准值:Rsk=Up×Σlifsi
桩端极限阻力标准值:Rpk=Ap×fp
本工程中的单桩极限承载力根据静载试验确定F500为4100KN,F400为3100KN
单桩竖向承载力设计值Rd=(Rsk+Rpk)/1.65
F500Rd=4100/1.65=2484.8KN
F400Rd=3100/1.65=1878.8KN
单桩竖向承载力特征值Ra=(Rsk+Rpk)/2.0
F500Ra=4100/2=2050KN
F400Ra=3100/2=1550KN
2、确定桩的数量、间距和布置方式
初步估算桩数时,先不要考虑群桩效应,
在确定桩的数量时,我是根据各底层柱的轴力确定应该选用何种直径的桩和确定桩的数量,例如在附图中的(16)-(c)柱底轴力为1944.8KN(特征值),我选用两桩承台,桩径为400;
(8)-(A)柱底轴力为4665.6KN,我选用三桩承台,桩径为500.
当为偏心受压,一般桩的根数应相应的增加10%~20%。
桩的间距(中心距)采用3.6倍桩径.
原则:使得群桩横截面的重心应与荷载合力的作用点重合和接近或者是使其重心处于合力作用点变化范围之内,并应尽量接近最不利的合力作用点。
具体布置方法见附图。
3、承台设计
独立承台、柱下或墙下条形承台(梁式承台),以及筏板承台和箱形承台,承台设计包括选择承台的材料及其强度等级,几何形状及其尺寸,进行承台结构承载力计算,并应使其构造满足一定的要求。
构造要求:承台最小宽度不应小于500mm,承台边缘至桩中心的距离不宜小于桩的直径或边长,边缘挑出部分不应小于150mm,墙下条形承台边缘挑出部分可降低至75mm。条形和柱下独立承台的最小厚度为500mm,其最小埋深为600mm。
本工程中承台混凝土等级C30,取其中的(8)-(A)柱位置的承台为例计算:
一、基本资料:
承台类型:三桩承台圆桩直径d=500mm
桩列间距Sa=900mm桩行间距Sb=1560mm
桩中心至承台边缘距离Sc=500mm
承台根部高度H=1100mm承台端部高度h=1100mm
柱子高度hc=700mm(X方向)柱子宽度bc=650mm(Y方向)
二、控制内力:
Nk=4666;
Fk=4666;
F=6299.1;
三、承台自重和承台上土自重标准值Gk:
a=2(Sc+Sa)=2*(0.5+0.9)=2.8m
b=2Sc+Sb=2*0.5+1.56=2.56m
承台底部面积Ab=a*b-2Sa*Sb/2=2.8*2.56-2*0.9*1.56/2=5.76m
承台体积Vct=Ab*H1=5.76*1.1=6.340m
承台自重标准值Gk''''''''=γc*Vct=25*6.34=158.5kN
土自重标准值Gk''''=γs*(Ab-bc*hc)*ds=18*(5.76-0.65*0.7)*0.8
=76.4kN
承台自重及其上土自重标准值Gk=Gk''''''''+Gk''''=158.5+76.4=235.0kN
四、承台验算:
圆桩换算桩截面边宽bp=0.866d=0.866*500=433mm
1、承台受弯计算:
(1)、单桩桩顶竖向力计算:
在轴心竖向力作用下
Qk=(Fk+Gk)/n(基础规范8.5.3-1)
Qk=(4666+235)/3=1633.7kN≤Ra=2020kN
每根单桩所分配的承台自重和承台上土自重标准值Qgk:
Qgk=Gk/n=235/3=78.3kN
扣除承台和其上填土自重后的各桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值:
Ni=γz*(Qik-Qgk)
N=1.35*(1633.7-78.3)=2099.7kN
(2)、承台形心到承台两腰的距离范围内板带的弯矩设计值:
S=(Sa^2+Sb^2)^0.5=(0.9^2+1.56^2)^0.5=1.801m
αs=2Sa=2*0.9=1.800m
α=αs/S=1.8/1.801=0.999
承台形心到承台两腰的距离B1:
B1=Sa/S*2Sb/3+Sc*(Sa+Sb)/S=1.203m
M1=Nmax*[S-0.75*c1/(4-α^2)^0.5]/3(基础规范8.5.16-4)
=2099.7*[1.801-0.75*0.65/(4-0.999^2)^0.5]/3
=1063.6kN·m
②号筋Asy=3783mmζ=0.068ρ=0.32%
10Φ22@110(As=3801)
(3)、承台形心到承台底边的距离范围内板带的弯矩设计值:
承台形心到承台底边的距离B2=Sb/3+Sc=1.020m
M2=Nmax*[αs-0.75*c2/(4-α^2)^0.5]/3(基础规范8.5.16-5)
=2099.7*[1.8-0.75*0.7/(4-0.999^2)^0.5]/3
=1047.7kN·m
①号筋Asx=3667mmζ=0.076ρ=0.36%
10Φ22@100(As=3801)
2、承台受冲切承载力验算:
(1)、柱对承台的冲切验算:
扣除承台及其上填土自重,作用在冲切破坏锥体上的冲切力设计值:
Fl=6299100N
三桩三角形柱下独立承台受柱冲切的承载力按下列公式计算:
Fl≤[βox*(2bc+aoy1+aoy2)+(βoy1+βoy2)*(hc+aox)]*βhp*ft*ho(参照承台规程4.2.1-2)
X方向上自柱边到最近桩边的水平距离:
aox=900-0.5hc-0.5bp=900-700/2-433/2=333mm
λox=aox/ho=333/(1100-110)=0.337
X方向上冲切系数βox=0.84/(λox+0.2)(基础规范8.5.17-3)
βox=0.84/(0.337+0.2)=1.565
Y方向(下边)自柱边到最近桩边的水平距离:
aoy1=2*1560/3-0.5bc-0.5bp=1040-650/2-433/2=498mm
λoy1=aoy1/ho=498/(1100-110)=0.504
Y方向(下边)冲切系数βoy1=0.84/(λoy1+0.2)(基础规范8.5.17-4)
βoy1=0.84/(0.504+0.2)=1.194
Y方向(上边)自柱边到最近桩边的水平距离:
aoy2=1560/3-0.5bc-0.5bp=520-650/2-433/2=-22mm
λoy2=aoy2/ho=-22/(1100-110)=-0.022
当λoy2<0.2时,取λoy2=0.2,aoy2=0.2ho=0.2*990=198mm
Y方向(上边)冲切系数βoy2=0.84/(λoy2+0.2)(基础规范8.5.17-4)
βoy2=0.84/(0.2+0.2)=2.1
[βox*(2bc+aoy1+aoy2)+(βoy1+βoy2)*(hc+aox)]*βhp*ft*ho
=[1.565*(2*650+498+198)+(1.194+2.1)*(700+333)]*0.975*1.43*990
=9029023N≥Fl=6299100N,满足要求。
(2)、底部角桩对承台的冲切验算:
扣除承台和其上填土自重后的角桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值:
Nl=N1=2099700N
承台受角桩冲切的承载力按下列公式计算:
Nl≤β12*(2c2+a12)*tg(θ2/2)*βhp*ft*ho(基础规范8.5.17-10)
θ2=2*arctg(Sa/Sb)=2*arctg(900/1560)=60°
c2=[Sc*ctg(θ2/2)+Sc+0.5bp]*Cos(θ2/2)
=[500*ctg30°+500+433/2]*Cos30°=1371mm
a12=(2Sb/3-0.5bp-0.5bc)*Cos(θ2/2)
=(2*1560/3-433/2-650/2)*Cos30°=432mm
λ12=a12/ho=432/(1100-110)=0.436
底部角桩冲切系数β12=0.56/(λ12+0.2)(基础规范8.5.17-11)
β12=0.56/(0.436+0.2)=0.88
β12*(2c2+a12)*tg(θ2/2)*βhp*ft*ho
=0.88*(2*1371+432)*tg30°*0.975*1.43*990
=2229798N≥Nl=2099700N,满足要求。
(3)、顶部角桩对承台的冲切验算:(近似计算)
扣除承台和其上填土自重后的角桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值:
Nl=Max{N2,N3}=2099700N
承台受角桩冲切的承载力按下列公式计算:
Nl≤β11*(2c1+a11)*tg(θ1/2)*βhp*ft*ho(基础规范8.5.17-8)
θ1=arctg(Sb/Sa)=arctg(1560/900)=60°
c1=ctgθ1*2Sc+Sc+0.5bp=ctg60°*2*500+500+433/2=1293mm
a11=Sa-0.5bp-0.5bc=900-433/2-650/2=333mm
λ11=a11/ho=333/(1100-110)=0.337
底部角桩冲切系数β11=0.56/(λ11+0.2)(基础规范8.5.17-9)
β11=0.56/(0.337+0.2)=1.043
β11*(2c1+a11)*tg(θ1/2)*βhp*ft*ho
=1.043*(2*1293+333)*tg30°*0.975*1.43*990
=2433399N≥Nl=2099700N,满足要求。
3、承台斜截面受剪承载力计算:
(1)、X方向(上边)斜截面受剪承载力计算:
扣除承台及其上填土自重后X方向斜截面的最大剪力设计值:
Vx=N2+N3=4199400N
柱上边缘计算宽度bxo:
Sb/3-Sc=1560/3-500=20mm≤0.5bc=325mm
bxo=a=2800mm
承台斜截面受剪承载力按下列公式计算:
Vx≤βhs*βy*ft*bxo*ho(基础规范8.5.18-1)
X方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离:
ay=520-0.5bc-0.5bp=520-650/2-433/2=-22mm
λy=ay/ho=-22/(1100-110)=-0.022
当λy<0.3时,取λy=0.3
βy=1.75/(λy+1.0)=1.75/(0.3+1.0)=1.346
βhs*βy*ft*bxo*ho=0.95*1.346*1.43*2800*990=5069495N
≥Vx=4199400N,满足要求。
(2)、X方向(下边)斜截面受剪承载力计算:
扣除承台及其上填土自重后X方向斜截面的最大剪力设计值:
Vx=N1=2099700N
柱下边缘计算宽度bxo:
bxo=2*[Sc+(2Sb/3-0.5bc+Sc)*Sa/Sb]=2402mm
承台斜截面受剪承载力按下列公式计算:
Vx≤βhs*βy*ft*bxo*ho(基础规范8.5.18-1)
X方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离:
ay=1040-0.5bc-0.5bp=1040-650/2-433/2=498mm
λy=ay/ho=498/(1100-110)=0.504
βy=1.75/(λy+1.0)=1.75/(0.504+1.0)=1.164
βhs*βy*ft*bxo*ho=0.95*1.164*1.43*2402*990=3760082N
≥Vx=2099700N,满足要求。
(3)、Y方向斜截面受剪承载力计算:
扣除承台及其上填土自重后Y方向斜截面的最大剪力设计值:
Vy=Max{N2,N3}=2099700N
承台斜截面受剪承载力按下列公式计算:
Vy≤βhs*βx*ft*byo*ho(基础规范8.5.18-1)
Y方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离:
ax=900-0.5hc-0.5bp=900-700/2-433/2=333mm
λx=ax/ho=333/(1100-110)=0.337
βx=1.75/(λx+1.0)=1.75/(0.337+1.0)=1.309
βhs*βx*ft*byo*ho=0.95*1.309*1.43*2560*990=4507164N
≥Vy=2099700N,满足要求。
4、柱下局部受压承载力计算:
局部荷载设计值F=6299100N
混凝土局部受压面积Al=bc*hc=455000mm
承台在柱下局部受压时的计算底面积按下列公式计算:
Ab=(bx+2*c)*(by+2*c)
c=Min{Cx,Cy,bx,by}=Min{1050,955,700,650}=650mm
Ab=(700+2*650)*(650+2*650)=3900000mm
βl=Sqr(Ab/Al)=Sqr(3900000/455000)=2.928
ω*βl*fcc*Al=1.0*2.928*0.85*14.33*455000=16227305N
≥F=6299100N,满足要求。
5、桩局部受压承载力计算:
局部荷载设计值F=Nmax+γg*Qgk=2099.7+1.35*78.3=2205.4kN
混凝土局部受压面积Al=π*d^2/4=196350mm
承台在角桩局部受压时的计算底面积按下列公式计算:
Ab=(bx+2*c)*(by+2*c)
圆桩bx=by=Sqr(Al)=443mm
c=Min{Cx,Cy,bx,by}=Min{250,250,443,443}=250mm
Ab=(443+2*250)*(443+2*250)=889463mm
βl=Sqr(Ab/Al)=Sqr(889463/196350)=2.128
ω*βl*fcc*Al=1.0*2.128*0.85*14.33*196350=5090815N
≥F=2205432N,满足要求。
五、工程小结
1:基础设计关键是上部荷载准确性,上部荷载准确性关键是结构选型,即结构计算模型与软件的计算条件(模型)吻合程度。象纯砖混,框架,剪力墙等吻合程度是好的,导荷准确,可直接
用于基础设计。象混合结构(小设计院现象,经济欠发达区存在)、复杂结构等导荷准确性与实际有差别,如是拿来主义哪就完了。
2:结构用任何软件(通过鉴定)进行上部结构计算都可,在于习惯。而其它结构须用两种以上软件进行上部结构计算,对结果分析,手算综合确定上部荷载。
3:基础设计软件核心简单,荷载相同,各种软件计算结果一致。
4:平时注意设计交流,知识积累,切忌拿来主义,定能成为优秀结构师。
参考文献:
[1]《建筑地基基础设计规范》GBJ-7-89
[2]《建筑地基基础勘察设计规范》DBJ13-17-91
[3]《软土地基与地下工程》孙更生、郑大同
[4]《建筑桩基技术规范》JGJ94-94
[5]《建筑地基处理技术规范》GBJ79-91
[6]《基础工程设计原理》袁聚云
[7]《地基及基础》第3版中国建筑出版社
[8]《基础工程》第1版周景星
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【关键词】 房屋建筑 地基 施工技术 施工人员 特点
引言:土建工程建设重要的环节是建筑工程地基基础施工作, 基础以及地基均属于隐蔽性的工程, 因为竣工后建筑不会被仔细检查, 所以如果事故发生,不但建筑不好补救, 还会对其他方面造成严重的损失。笔者就房基地基础施工在要点而对提出加强地基础施工技术在策略上的分析。
一 房屋建筑地基基础工程的施工特点
1.1 严重性
由于地基基础工程的特殊性,因此如果在建筑工程建成之后发现地基基础工程出现了质量问题,那么这种问题几乎是无法弥补的,而这种问题所造成的损失,也大大的超过了建筑工程的地基基础性工程的投入。不管是因为地质问题,勘察问题还是施工问题,一旦基地基础性工程出现了问题,将会导致地基基础失去稳定性,进而造成整个工程的质量问题,甚至面临着整个建筑倒塌,塌陷等危险,不仅在经济上遭受重大的损失,还严重的危及到人民的生和财产安全。
1.2 困难性
地基基础工程质量事故处理难度大是指它与建设工程其它部位事故处理相比而言,造成的原因是和它的地位与作用密切相关的:①地基基础工程是地下工程,事故处理的施工操作困难性较大;②一旦地基基础承担了上部荷载,对它本身的处理,必然影响建筑物上部结构性能,尤其是对于建成交付使用的工程,它承受了所有建设工程的全部荷载,再加上地基基础工程质量事故的连锁性,因此它的处理是非常困难的。
1.3 复杂性
我国国土面积大,并分布着多种工程地质。例如湿陷性黄土、冻土、季节性冻土、淤泥质土、杂填土等等在我国均有分布。其中溶岩地质主要分布在我国的西南部,在其他地区也有较少分布区域;我国地处喜马拉雅地震带和环太平洋地震带世界两大地震带的交叉地,是世界上几个多发地震的国家之一,而地震对建筑工程的基础性工程施工质量提出了更高的要求。
1.4 多发性
由于地基性基础的设计和施工质量问题引发的房屋倒塌事件时有发生,均会造成不同程度的财产损失甚至人员伤亡,因此,房屋建筑地基基础工程的施工就显得至关重要。
1.5 潜在性
建筑工程施工工序具有复杂的工序衔接,前一道进行的工序都会不同程度的被后一工序所覆盖,因此隐蔽性是施工的工序质量的主要特点,也为施工质量的检验增加了难度,因此,工程监管部门要加强对建筑工程基础工程工序的质量监管,特别是对隐蔽性施工的监管。
二 建筑地基基础工程施工的质量控制要点
2.1首先做好项目的质量策划工作,包括项目经理部的建立、施工所需资源的准备、《施工组织设计》的编制、审核。
2.2把好原材料的质量控制关。建筑地基基础工程施工涉及的材料主要有水泥、钢筋、钢绞线、砂石等,要做到:①优选供货厂家,最好从厂家直接供货;②加强材料检查验收,严把材料质量关;③加强现场原材料的复试工作,以防现场错用或使用不合格材料。原材料采用供应部门集中供货到现场,项目经理部验收、检查、送检的方式,保证现场材料的可靠性。
2.3做好技术交底工作。技术交底是保证施工质量必不可少的环节,首先是设计人员对项目经理部人员交底,目的是让项目经理部人员熟悉领会施工图意图,二是施工项目技术负责人对施工班交底,目的是让施工班组掌握如何按规定要求施工,质量控制要点有哪些。技术交底要清楚易懂,必要时应附图,记录要有责任人签字。
2.4施工参数的确定。由于各场地地基基础工程条件的差异性,建筑地基基础工程正式施工前都应进行试桩、试打工作,以确定有关施工参数、设计和施工方案的合理性。
2.5控制关键过程和特殊过程。关键过程是指技术含量高,过程结果质量对最终工程质量有较大影响,过程对整个工程具有制约作用。特殊过程是指过程的结果不能通过其后产品的检验和试验完全验证。对关键过程和特殊过程应按标准严格控制。对于每一项建筑地基基础工程施工,都应首先明确关键过程和特殊过程,规定这些过程的控制手段和方法,并严格执行。在施工过程中,关键过程和特殊过程应由具备有资格和有经验的人员完成,应对过程参数进行连续的监视和控制,并对设备、人员和过程要有鉴定合格的纪录。
三 加强建筑地基基础工程的施工技术
3.1 地基基础的选型
基础是建筑物和地基之间的连接体,基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。如果地基的承载力足够,基础的分布方式与竖向结构的分布方式相同,可采用独立基础;如果地基非常软弱,建筑物很高的情况下,则需要采用筏形基础,筏形基础有较大地基接触面的优点,它与独立基础相比,它的造价更高。如果基础土质较好,地下水位较低的粘土,亚粘土、则采用作支承的人工挖孔灌注桩。
假设地基承载力不足,属于软土地基,必须采取措施对软弱地基进行处理。软弱地基系由淤泥质土、湿陷性黄土、杂填土或其它等构成的地基,那么在勘察时应查明软弱土层的均匀性组成,分布范围和土质泥沙,为采用的地基处理方案提供相应参数。在初步计算时最好计算房屋结构的大致荷载,假设它均匀的分布在全部面积上,从而得到平均的荷载位,可以和地基本身的承载力相比较.如果地基的容许承载力大于4倍的平均荷载位,则用独立基础可能比筏形基础更经济。如果地基的容许承载力小于2倍的平均荷载位,可选用满铺在全部面积下的筏形基础,如果介于在二者之间,则用桩基础或沉井基础。
3.2 地基基础施工技术与措施
当地基土为淤泥,上层土层又较薄时,应采取避免施工中对淤泥 和淤泥土扰动的措施。如果是冲填土、建筑物垃圾废料,当均匀性和密实度较好时均可利用作为持力层,对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土,未经处理不能作为持力层。在选择地基处理方法时,应综合工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求,建筑结构类型和基础型式,周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素,经过技术经济指标比较分析后择优采用。
地基处理时,必须采取有效措施,加强局部结构的刚度和强度,以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力,对已确定的地基处理方法,进行必要的测试,同时为施工质量提供相关依据。地基处理后,建筑地錾变形应满足现行有关规范要求,并在施工期间进行沉降观测。常用的地基处理方法有:换填基层法、强夯法、沙石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤压桩法和土挤密桩法等。
四 结语
地基基础是房屋建筑物的最重要项目, 地基基础施工对建筑工程质量以及使用安全有直接的作用。所以,在整个施工中,施工人员一定要以地基基础为依据而选择施工技术和混凝土浇筑技术, 在吸取国内外先进经验的过程中,保障施工质量和建筑物稳定性;整合土质实际情况、地基状况、施工环境等信息的要求,来选择最佳的施工方案,增强施工质量,以让居民人身和财务安全得到保障。
【参考文献】
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【关键词】地基基础;施工技术;加固技术
在土建施工的过程之中,最为关键的环节就是地基的施工,假如地基未经过适当的处理,那么上部结构就会由于稳定差的原因,进而发生各种的安全以及质量的各类问题。本文所介绍的几种地基加固处理技术,各自的优缺点,所以在实际的工作之中,就得根据工程的实际情况来进行分析,采取行之有效的措施来将地基土的稳定性与密度提高,从而也就可以相应的保障地基的稳定性与强度,最终就可以充分的保障整个工程的质量。
1、地基基础施工的概念
地基指的就是在建筑物荷载的作用之下,基地的下方所产生的变形坚决不可以忽视的就是地基的低层,然而基础指的就是将建筑物荷载传递给地基的下部结构。其本身作为支撑建筑物荷载的地基,务必要有防止失稳以及强度受到破坏的现象,与此同时,还得有效地将基础的沉降进行有效地控制,不可以超过地基变形允许值。在充分的满足上述各项要求的根本前提之下,在最大程度之上来采用相对埋深小,只是简单的需要普通的施工程序就即可建造起来的基础类型,也就是天然地基上的浅基础;地基根本就无法满足上述的各项条件,则就得相应的进行地基的加固处理,在之后地基之上建造的基础之上,就可以称得上是地基上的浅基础。在上述地基基础形式无法满足各项要求,则就得相应的考虑到借助于特殊的施工手段相对于埋深较大的基础形式,也就是我们所说的深基础(常用桩基),在最大限度之上来将荷载更多的传递给深部的坚实土层之中去。
2、建筑工程地基基础工程施工的重要性
在建筑工程施工之中,其最为关键的就是地基的基础施工。一直以来我们都说是,万丈高楼平地起,但是作为万丈高楼的重要支撑就是地基,因此我们必须将地基基础施工质量控制好,并且还得保障工程项目顺利完工。但是在建筑学的领域之中,建筑地基指的就是工程建筑的基础的持力层,很有可能会受到各项的地质因素等影响给施工带来一定的难度,比如在地震比较频繁的地方,就得对建筑施工提出更高的质量要求,真正的保障每一个施工环节均有符合有关技术标准要求。假如在建筑地基基础的施工之中所发生的各类问题,并且还未及时通过相应的技术措施来进行解决,最终将其遗留在后期的工程之中,这样一来对于建筑工程后期投入使用来说,就会很大的危害,很有可能会由于建筑地基问题在受到地震等灾害,可能就会发生建筑物倒坍等现象,这对于使用的业主来说,就是一个很大的损失。
3、常见地基基础施工技术
3.1、振动沉桩施工技术
振动沉桩技术是一种传统的桩基技术,其是利用固定在桩顶部的振动器而产生的激振力,振动沉桩施工技术其本身就是通过桩身来使得周围的土颗粒受迫而最终发生振动的现象,最终就会形成土壤结构出现排列的改变或重新组织,进而产生收缩和位移,这样桩表面和土层之间的摩擦力也就会相应的减少,桩体在自重和振动力共同作用下沉入土中,进而达到稳定建筑物地基基础的作用。其主要优点则是表现在振动沉桩设备简单,不需要其他辅助设备等优势,同时,振动沉桩施工技术还兼具重量轻、体积小、适应性好、搬运方便、费用低、工效高、质量好等系统性优点,是当前进行粘土、松散砂土及黄土和软土建筑地基基础施工的主要技术。
3.2、静压力桩施工技术
静压力桩施工技术是相对于打桩施工技术而言,对于传统打桩机械施工噪声和环境污染大的缺点,静压力桩有着显著的优势,特别在当前建筑工程环境越来越复杂,建筑环保要求越来越高的时代背景下,静压力桩的环保、快速、高质量的优点得以充分显现。其主要是用在建筑物地基软弱土层的施工之中,主要就是利用到静压力将预制桩逐节压入到建筑物的地基土之中的一种方法。其优点则主要是表现在可以在很大程度之上来有效地节约混凝土与钢筋的用量,使得工程造价的经济效益也就会相应的降低,最为关键的就是在施工的时候无污染、无振动以及无噪声,对于其周围环境的干扰力度小等环境效益,静压力桩适用于居民点附近、软土地区或者是建筑物密集处的复杂、高层以及大型建筑物的基础性工程,其是城市重点建设工程以及改建工程主要的技术与方法。
4、地基的加固技术
4.1、振密加固技术
所谓振密加固技术也就是施工人员采取有效的措施来减小地基土体的孔隙比,尽量提高其密实度与强度,从而达到设计的要求。该施工技术主要有压实法、夯实法、强夯法等各种施工方法,其中强夯法是振密加固技术中最为常见的一种。
强夯法主要是对软土地基的深层土壤进行加固,随着机械夯实能量的不断增大,地基加固的深度也会不断加深。也就是说,该方法采用的是大重量的重锤,从不同的高度自由落下,因产生过大的冲击力来压实地基,从而提高地基的强度与密实度,降低其本身的压缩性。这种方法在砂土、粘土、碎石等多种土壤中具有非常重要的作用,能够有效的提高地基的强度,承载上部结构的荷载。
(1)排水固结法
在实际施工过程中如果遇到软土地基,施工人员则需要通过重力荷载将地基中多余的水分挤压出来,从而减小地基的压缩性,提高其密实度,这种方法也就是排水固结法。在具体的采用这一方法的时候,主要会受到重力荷载的影响,软体地基之中的水分也会相应的减少。在采用这一方法进行施工的过程中,由于重力荷载的影响,软土地基中的水分会逐渐减少,其有效应力最终也会不断的加大,抗剪强度也会不断得到提高。施工人员一般是采用排水以及加压的方式进行施工,其中,在排水的过程中,施工人员可以将土壤的透水性充分利用起来,通过设置砂浆来提高软土地基的抗剪强度。
(2)高压喷射注浆加固
高压喷射注浆(旋喷)加固地基是利用高压泵通过特制的喷嘴,把浆液(一般为水泥浆)喷射到土中。浆液喷射流依靠自身的巨大能量,把一定范围内的土层射穿,使原状土破坏,并因喷嘴作旋转运动,被浆液射流切削的土粒与浆液进行强制性的搅拌混合,待胶结硬化后,便形成新的结构,达到加固地基的目的。旋喷法适用于粉质粘土、淤泥质土、新填土、饱和的粉细砂(即流砂层)及砂卵石层等的地基加固与补强。
结束语
现如今,在建筑学科不断发展以及不断更新施工技术的背景之下,建筑行业为人们提供的生活与生产环境也在不断的的得到改善,建筑施工的水平也相应地不断提高,新时期我国建筑行业取得了巨大的进步,获得了举世瞩目的成就,成为我国经济结构中为数不多的可以和世界先进水平向媲美的行业。进入二十一世纪第二个十年,我国建筑行业持续蓬勃发展,特别在新技术、新材料和新工艺不断涌现的今天,建筑施工有了更加广泛的和稳定的保障,各种类型建筑物在各地不断涌现,形成了建筑和经济大发展的态势。
参考文献:
[1]温佩桃.工业厂房地基基础施工技术与加固技术的研究[J].科技创新与应用,2013,20:214.
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1高层建筑地基基础设计应注意的问题
1.1地基土与结构的共同作用把高层建筑、基础和地基三者看成一个整体,并要满足三者在接触部位的变形协调条件,这就是高层建筑与地基基础的共同作用。具体是指:地基与基础里的刚性桩、柔性桩、半柔性桩等各类型桩共同承担上部结构荷载,两者之间的荷载分担比列是按照基础变形协调条件确定的。从这里可以看出来:共同作用概念具体运用表现在,用沉降控制来设计地基基础。根据基础沉陷量大小的控制要求,确定地基补强的程度和发挥原地基土承载力的程度,以此来进行地基处理或地基加固。而基础刚度大小、基础形式、地基土的土性等都是影响地基土与基础荷载分担比的重要因素。
1.2沉降缝问题由于地基不均匀沉降可能会引起建筑物各部分的破坏,因此需要设置一道垂直缝,即沉降缝。由于建筑建造时所处的土质基础各不相同,并且建筑物相邻部分的荷载、高度和结构形式差别较大,常会因为各部分不均匀的沉降而导致开裂或错动,为有效防止此类问题,通常在差异处设置垂直缝隙,将建筑物分割成若干个独立单元。但是,在实际工程效果中,沉降缝并不适用于高层建筑。因为高层建筑本身的结构压力会使建筑地基基础设计十分复杂,而沉降缝的设计会对地下室在土层中的嵌固作用产生一定的影响,产生额外的压力负担,不利于高层建筑的安全性与稳定性,并且高层中沉降缝对于设备、安装以及后期使用都会带来不便,所以在高层建筑中,尽量不留沉降缝,而是用不同的基础类型或采用不同的地基处理方式来协调不同地地基条件引起的沉降差异。
1.3地下室底板受力现代高层建筑通常会设置地下室。地下室底板受力问题是地基基础设计时常要考虑的问题,许多设计人员在地下室底板计算中,只片面的考虑到底板的水浮力和活荷载。采用常规桩基础时,会下意识的假定底板与土是脱离状态,在此基础上,就算完全考虑底板底面以上的全部荷载,也不过是一种假定计算。研究表明,以侧阻承受荷载为主的桩,由于实际情况下土与底板底部常有接触的情况,使得底板承受荷载最大可达上部的24~30%,因此,这部分荷载也是底板计算时必须考虑的,否则可能会有不安全因素。
1.4关于桩端进入持力层的最小深度(1)持力层通常应选择岩石层或者较硬图层,如果以d为桩径,那么,强风化软质岩和砂土不宜小于1.5d;桩端进入持力层深度,对粘性土、粉土不宜小于2d;对于碎石土及强风化硬质岩不宜小于1d且不小于0.5m。(2)桩端进入中、微风化岩的嵌岩桩,通常情况下,桩全段面进入岩层的深度不宜小于0.5m,若嵌入未风化硬质岩,嵌岩深度可根据具体情况做减少,但最好不小于0.2m。(3)如果场地中有液化土层,桩身必须穿过此类土层进入下方的稳定土层,根据具体情况计算进入深度,对砾、粗中砂、碎石土、密实粉土和坚硬粘性土不应小于0.5m,对其他非岩石土不宜小于1.5m。(4)当桩身进入膨胀土或者季节性冻土时,进入深度应通过抗拔稳定性验算确定,通常情况下,其深度不应小于4倍桩径。
2几种常见的地基基础处理方法
2.1采用分层填土的方式换土垫层部分湿润膨胀的土体,通常承载力较小,会影响到地基基础的强度和稳定性。为了减少土层沉降,提高地基基础的强度,需要用高强度和高稳定性的材料来替换掉这种软土层。在选定符合要求的施工材料之后,需要采取分层填土的方式来替换原有的软土,这样可以避免施工过程中土体出现孔洞和缝隙,确保土壤密度不遭受破坏,保持其原有承载力。
2.2碾压和夯实碾压和夯实是一种软土处理技术,通过碾压夯实可以对地基中的松软土质产生极大的冲击力,提高其基础强度,进一步提高基础土质承载力。这种方式能最大化地降低高层建筑物在竣工后地基产生的沉降量。在实际施工过程中,根据不同的施工方法可选择振动夯实法和机械碾压法两种地基基础处理技术。
2.3使土壤固结固结是指将土壤中的水分排除干净之后形成的一种凝固形态。通常情况下,土层由于土壤的液化性质往往含有一定的水分,影响了土层的承载强度,所以可以通过排水的方式来排除土层中的水分,使土壤固结,这是一种降低沉降,提升土层承载力的方法。“固结法”是一种操作简单的地基基础处理技术,并且经济适用,被广泛的运用于高层建筑施工中。