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地基與基礎工程論文實用13篇

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地基與基礎工程論文

篇1

4按發包方的計量要求,計算出滿足發包方計量要求的計量項目的“綜合”施工成本。在這個套價的過程中,一定要思路清晰,否則,很容易出錯。要計算出這樣的一個“綜合”成本單價,有以下兩個步驟:首先根據各個工作內容的工程量及預算員自己編制的企業基礎定額及人材機的市場信息價,計算出各工作內容的成本價,并得出各工作內容的總成本,如廣州越秀南路連續墻的各個工作內容總成本計算應該如下:

①導墻土方開挖外運總成本=185m3×導墻土方開挖外運企業成本價;②導墻土方挖填總成本=340m3×導墻土方挖填企業成本價;③導墻模板的制安與拆除總成本=1137m2×導墻模板的制安與拆除企業成本價;④導墻鋼筋制安總成本=1.787t×導墻模板的制安與拆除企業成本價+1.787t×鋼材材料企業內部消耗系數1.01×鋼材市場信息價;⑤導墻混凝土澆注總成本=135m3×導墻混凝土澆注企業成本價+135m3×混凝土材料企業內部消耗系數1.01×混凝土市場信息價;⑥連續墻的成槽總成本=(2032m3+101m3)×連續墻的成槽不入巖成本價+108m3×連續墻的成槽入巖增加費成本;⑦墻身鋼筋籠的制安總成本=243.84t×墻身鋼筋籠的制安成本價+243.84t×鋼材材料企業內部消耗系數1.03×鋼材市場信息價;⑧連續墻混凝土澆注總成本=(2032m3+101m3)×連續墻混凝土澆注成本價+(2032m3+101m3)×混凝土材料企業內部消耗系數1.1~1.15×混凝土市場信息價。

其次就是將給予計量的每個項目相關的全部工作內容的總成本匯總并攤銷到該計量項目中,得出結算計量項目的“綜合”成本單價。如廣州越秀南路綜合樓基坑支護中連續墻的“綜合”成本單價就應該是將第一步驟中計算的各個工作內容總成本攤銷到給予計量的連續墻工作量2032m3所得出的單價,具體計算如下:

連續墻“綜合”成本單價=∑(①~⑧)/(2032m3)。

5向決策者提供計算準確的“綜合”施工成本及施工過程中的風險因素,決策者根據預算員提供的數據,結合經營的需要等,綜合考慮,最終確定自己企業的報價。因為決策者的決策依據完全靠預算員提供,這就要求預算人員要有過硬的專業基本功,并具備良好的職業道德。

篇2

一.引言

在我國,長期以來,受我國的國土面積廣闊國情的影響,房屋建筑施工的地點大多都會在不同的地區,不同的氣候條件下開戰,這就造成了我國房屋施工地址條件復雜多變,很多時候就會遇見雜填土、泥炭土、軟粘土、多年凍土、濕陷性黃土等多中性質特定的施工的房屋地基。而隨著經濟的發展,房屋建造的增加,我過的城市規劃規模越來越大,房屋實體高度不斷增加、結構荷載日益增加,這就對房屋地基的建設提出了更高的要求,人們在建造房屋的時候對地基安全性的要求也越來越高。

房屋地基,是房屋建筑本身的基礎,其質量、穩定性都關系著房屋主體的安全性,和使用壽命,對于房屋地基的處理,最重要的是根絕房屋建筑工程結構的具體要求,同時結合當地施工的土體特點的實際屬性,采取合理科學的施工技術和方法,人為提高建筑地基的承載力,強度,減少地基下沉,從而保證房屋工程的安全和質量。

我國地質復雜,軟地基的存在為部分地區的房屋建造帶來了困難,即軟地基。軟地基的特點是承載力弱,不能夠靠自然承載力來保證房屋的穩定性,所以在建造房屋的時候就必須采用一些辦法來對軟地基進行處理,從而保證房屋建筑工程的順利和安全。

地基工程是房屋建造的關鍵,同樣的地基工程也是施工技術中,難度最復雜,技術難度最大,工期最長,投資也是最多的一部分工程,地基的安全決定房屋的安全,在安全意識加強的現在,近年來人們越來越多的關注著地基安全和地基施工技術,這就要求我過的房屋施工單位必須要嚴格的按照工程的要求和質量規范來進行施工,從根本上保證房屋的安全和使用壽命。

軟地基形成的原因

軟地基的存在困擾著房屋建設工程,而軟地基的形成原因有很多。

軟地基是由淤泥、淤泥質土、雜填土、沖填土或者其它高壓縮性土層形成的地基,這樣的地基在實際的演變的過程中是很少受到地址變動或者是地形變動的影響,同時也不會受到地震、重力等災害的影響,也不會受到土壤化學作用的影響,是一種不良地基。最大的特點就是穩定性差、強度較低、壓縮性較高、容易出現液化,沉降量也很大。由此在施工的過程中就必須要充分考慮地基問題,在軟地基上施工要采取科學的一些措施來改進其穩定性和安全性,達到房屋建設的要求,防止地基下沉。

地基特點

我國疆土廣闊,地形地質多樣,在實際的房屋施工中有著很多的特點:

1.復雜性。我國房屋工程地質條件十分復雜,淤泥質土、濕陷性黃土、凍土、溶巖地質等廣泛分布。與此同時,我國由于受到地震帶的影響,地震頻發,這樣對于地基的影響是非常大的,這么復雜的地質現狀,為我國房屋基底工程的建造帶來了很大的難度,地基勘察的難度也十分巨大。

2.嚴重性。很大程度上講,建設工程制藥投入使用,之后的地基質量問題都是沒辦法來二次休整和彌補的,而地基問題帶來的問題遠遠大于地基工程建設投入的成本。一旦地基工程出現了問題,特別是質量問題,通常會引起地基不穩,建筑工程的整體都受到結構性破壞,這是房屋工程的致命毀滅性打擊,也是重大的質量事故,會直接性危機住宅居民的生命和財產安全。同時,地基承受著全部的重量,一旦局部出現問題,擴散的速度十分迅速,事故的放生大多是突發的,危害性和嚴重性都增加。

3.隱蔽性。房屋建筑本身的主體結構是十分復雜的工序銜接,房屋工程本身的施工特點是每一道工序都在不同程度上覆蓋前一道工序,工序質量具有明顯的隱蔽性,這也加強了工程安全監察的南多,因此也要加強隱蔽工程檢查驗收的強度。

4.多發性。近年來,受地基設計和使用不當造成房屋倒塌現象時有發生,損失十分嚴重,危機人民生命和財產安全,也影響國民經濟的發展。

5.困難性。地基工程的特點是在地下,具有十分隱蔽的特點,事故處理時候施工操作難度大,而且地基基礎承載的負荷高,采取的措施也必然會影響到建筑物上層的結構性能,所以后期處理的難度是非常大的。

地基技術

總體來說,房屋建筑在選擇施工的地基技術時候,就要綜合的考慮,建筑地的地質條件,水文條件以及建筑物本身對地基的具體要求等這些因素,同時還要結合建筑物的結構和基礎形式,建筑物周圍的環境條件,材料供應情況和施工條件等都要好好的考慮,最終經過科學合理的技術和經濟指標的分析后,再開始施工,采取最優的方案。

在房屋建筑工程過程中對地基進行處理的時候,必須必須采取有效措施,重點加強部分需要部位的硬度和承受力,以此來增加房屋對地基不穩的適應能力。除此之外,對已經確認的地基施工方法也要繼續進行需要的測試,為房屋地基施工提供科學的依據。地基完成后,必須符合建筑地基變形度滿足相關規范的要求,在施工的過程中要時時監控沉降問題,保證順利施工。

常見的地基處理方法有以下幾種:

1、換填墊層方法,這個方法主要用于千層面的軟地基和地面不均勻的地基。這樣可以加速土層的排水,減少沉降,提高地基承載。

2、砂石樁法,這樣的方法主要針對密集松散的砂石、粉土、粘性土、雜填土等地基的,此法能提高提高地基的承載力和降低壓縮性,對于液化地基作用大。

3、振沖法分加填料和不加填料兩種。加填料的通常稱為振沖碎石樁法。振沖法適用于處理砂土、粉土、粉質粘土、素填土和雜填土等地基。

4、強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。

5、高壓噴射注漿法主要是在一些淤泥、淤泥質土和粉土等地基中使用。在這類地基中大粒塊石多,植物根莖和有機質多因此要充分的檢驗地基的適應性。

6、預壓法適用于處理淤泥、淤泥質土、沖填土等飽和粘性土地基。

7、夯實水泥土樁法適用于處理地下水位以上的粉土、素填土、雜填土、粘性土等地基。這樣的處理方法的主要特點是成本較低,施工時間段,造價較為容易控制。

8、石灰樁法主要應用于一些處于飽和狀態的淤泥、淤泥質土以及雜填土等地基,在地下水以上的土層,可以通過減少生石灰的使用量,增加混合料的含水量提高樁身的強度,最終達到提高地基的承載力的目的。

軟地基技術

軟弱地基的處理的方法主要包括為:換填墊層法、預壓法、擠密法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法、灌漿法、強夯法、加筋法等。六.結束語

房屋地基工程是房屋最重要的組成部分,在具體的房屋建造過程中必須保證其質量,保證房屋的整體結構質量和房屋的使用過程安全性。在現代建筑房屋和地基施工中,必須要綜合考慮,地質水文,具體環境等實際情況,采用研究合理的地基施工方法和技術,改善地基與房屋工程的強度和剛度,加強地基的穩定性,保證房屋安全,保證人民的生命財產安全。

參考文獻:

[1]宋國華房屋基礎工程的時間探討[期刊論文]民營科技2011(03).

[2]周榮娟淺議房屋建筑軟土地基施工技術[期刊論文]企業家天地(理論版) 2011(11).

篇3

地基是指建筑物荷載作用下基底下方產生的變形不可忽略的那部分地層,而基礎則是指將建筑物荷載傳遞給地基的下部結構。作為支承建筑物荷載的地基,必須能防止強度破壞和失穩,同時,必須控制基礎的沉降不超過地基的變形允許值。在滿足上述要求的前提下,盡量采用相對埋深不大,只須普通的施工程序就可建造起來的基礎類型,即稱天然地基上的淺基礎;地基不能滿足上述條件,則應進行地基加固處理,在處理后的地基上建造的基礎,稱人土地基上的淺基礎。當上述地基基礎形式均不能滿足要求時,則應考慮借助特殊的施工手段相對埋深大的基礎形式,即深基礎(常用樁基),以求把荷載更多地傳到深部的堅實土層中去。

建構筑物基礎選型時,必須結合地質情況,因地制宜,充分利用天然地基,普通條形基礎在建筑物總造價中占比例為15%~20%,因此有必要對基礎優化。一般情況下首先考慮利用天然地基,條形放大基礎。老粘土夯實地基,位于地下水位以上考慮挖深2.5m左右,采用三七灰土或三合土人工或機械夯實,每次虛填土厚度25cm左右,夯實至厚度為15cm,直至基礎底面。對基礎埋深過大的,采用塊石灌漿放大基礎,減少基礎埋深。承載力在150KPa的天然地基,考慮采用換填土放大基礎,一般換填土采用級配卵石放大基礎。對回填區填土壓實系數不小于0.94,實測其承載力,直接在其上部做單層建筑物沒有問題。對于多層建筑根據持力層深度大于5m采用樁基礎,3~5m以內超深基礎采用塊石灌漿比較經濟。

1一般建筑地基建設及處理技術

(1)在地基施工過程中,當基地土質為淤泥,上層土層較薄時,應采取避免施工中對淤泥和淤泥土擾動的措施。如果是沖填土,建筑物垃圾廢料,當均勻性和密實度較好時均可利用作為持力層,對于有機質含量較多的生活垃圾和對基礎有侵蝕性的工業度料等雜填土,未經處理不能作為持力層。在選擇地基處理方法時,應綜合工程地質和水文地質條件、建筑物對地基要求,建筑結構類型和基礎型式,周圍環境條件、材料供應情況,施工條件等因素,經過技術經濟指標比較分析后擇優采用。

(2)地基處理時,必須采取有效措施,加強上部結構的剛度和強度,以增加建筑物對地基不均勻變形的適應能力,對已定的地基處理方法,進行必要的測試,同時為施工質量提供相關依據。地基處理后,建筑地基變形應滿足現行有關規范要求,并在施工期間進行沉降現測;如果地基上欠固結土、腳脹土,濕陷性黃土,則選用適當的增強體和施工工藝。結合該建筑地基的實際情況,地基較差,荷載較大,施工前為增強整體性,減少不均勻沉降,為滿足地基和沉降要求,可以采用樁基或人工處理地基,但人工挖孔樁適用于地下水位較深,而持力層以上無流動性淤泥質土者,因此采取樁基礎作為建筑的基礎比較理想。當地下室結構超長過多,單靠設置后澆帶不足以解決混凝土收縮和溫度變化問題時,可以考慮采用補償收縮混凝土,在適當位置設置膨脹加強帶時,并制定嚴格的技術保障措施,保證混凝土原材料的質量和微膨脹劑的配合理準確,結構設計應對地下室結構部位混凝土的限制膨脹率采取措施。

(3)在施工中高層建筑主體與裙房之間是設置永久變形縫,還是在施工階段設置沉降后澆帶,應根據場地地基持力層土質情況,基礎形式上部結構布置等條件綜合確定。在采用天然基礎埋深,一般應大于裙房基礎埋深至少2m,不滿足要求時,應計算高層建的隱定性,并與高層建筑的架空層貫通,期間設置了沉降縫,基礎埋深基本相同,沉降縫間采用硬質材料填充,如果處理不好,高屋建筑層與地下架空層出現互質問題,沉降縫兩側墻開裂,造成滲漏。

2工業廠房地基的加固與處理技術

(1)施工前應驗槽,將積水、淤泥清除干凈,待干燥后再鋪灰土。灰土施工時,應適當控制其含水量,以用手緊握土料成團,兩指輕捏能碎為宜。免費論文,基礎。灰土應拌和均勻,拌好后應及時鋪好夯實。鋪土應分層進行,厚度由槽(坑)壁預設標釬控制。每層灰土的夯打遍數,應根據設計要求的干密度在現場試驗確定。灰土分段施工時,不得在墻角、柱墩及承重宙間墻下接縫,上下相鄰兩層灰土的接縫間距不得小于0.5m,接縫處的灰土應充分夯實。當灰土墊層地基高度不同時,應做成階梯形,每階寬度不少于0.5m。免費論文,基礎。在地下水位以下的基槽、坑內施工時,應采取排水措施,使在無水狀態下施工。入槽的灰土,不得隔日夯打。夯實后的灰土3日內不得受水浸泡。灰土打完后,應及時進行基礎施工,并及時回填土,否則要做臨時巡蓋,防止日曬雨淋。剛打完畢或尚未夯實的灰土,如遭受雨淋浸泡,則應將積水及松軟灰土除去并補填夯實,受浸濕的灰土,應在晾干后再使用。冬季施工時,不得采用凍土或夾有凍土的土料,井應采取有效的防凍措施。

(2)在施工過程中如發現地基土質過硬或過軟不符合設計要求,應本著使建筑物各部位沉降盡量趨于一致,以減小地基不均勻沉降的原則進行地基處理。以磚井或土井的處理為例,磚井在溝槽中間,井內填土已較密實,則應將井的磚圈拆除至溝槽底以下1m(或更多),在此拆除范圍內用2:8或3:7灰土分層夯實至溝槽底:如井的直徑大于1.5m時,則應適當考慮加強上部結構的強度,如在墻內配筋或做地基梁跨越磚井。若井在基礎的轉角處,除采用上述拆除回填辦法處理外,還應對基礎加強處理。免費論文,基礎。當井位于房屋轉角處,而基礎壓在井上部分,并且在井上部分所損失的承壓面積,可由其余基槽承擔而不引起過多的沉降時,則可采用從基礎中挑梁的辦法解決。免費論文,基礎。當井位于墻的轉角處,而基礎壓在井上的面積較大,且采用挑梁辦法較困難或不經濟時,則可將基礎沿墻長方向向外延長出去,使延長部分落在老土上。免費論文,基礎。落在老土上的基礎總面積,應等于井圈范圍內原有基礎的面積(即A1+A2=A),然后在基礎墻內再采用配筋或鋼筋混凝土梁來加強。免費論文,基礎。如井已回填但不密實,甚至還是軟土時,可用大塊石將下面軟土擠緊,再選用上述辦法回填處理。若井內不能夯填密實時,則可在井的磚圈上加鋼筋混凝土蓋封口,上部再回填處理。

(3)基礎加固。用鉆機在基礎上成孔至要加固的土層,然后用高壓灌漿設備將配制好的水泥化學漿液灌入地層,通過劈裂、擠壓作用,使土層與漿液產生物理化學反應而膠結,從而達到改善土體結構和性能的目的。利用建筑物的承重柱重力作為反力,通過一套液(油)壓設備,把預制樁分節壓入土中,上下節樁接駁用預埋角鐵焊接。壓樁由液壓控制,當壓力達設計荷載并基本滿足計劃樁長要求時則終樁,終樁時的單樁承載力可直接從壓樁設備的儀表中反映出來。終樁后將壓入樁的樁頭鋼筋與原基礎鋼筋焊接,并澆注砼承臺與基礎連為一體。在土建工程基礎方案設計中我們要著重考慮超長給結構帶來的不利影響,當增大結構伸縫間距或者是不設伸縮縫時,必須采取切實可行的措施,要防止結構開裂,在結構施工階段采取防裂措施是通用的減少混凝土收縮不利影響的有效方法,我們一般采用的做法是設置施工澆帶。

篇4

[中圖分類號] TU44 [文獻標識碼] A [文章編號] 1007-7723(2012)10-0074-0003

近年來,長短樁復合地基以高承載力、低造價和短工期的優點在巖土工程界得到了廣泛的應用。一般來講,長短樁復合地基中長樁多為剛性樁,它通過樁身將荷載傳遞到地基深處以減少基礎沉降;而短樁則可采用剛性、半剛性或柔性的樁體,這樣在提高承載力的同時還可以減少淺層的應力集中。目前在一些地區,長短樁復合地基的應用已取得了顯著的成效。

作為一種新型的地基處理形式,長短樁復合地基雖然具有很多優點也得到了廣泛的應用,但由于該理論還有很多不完善的地方,因此還需做進一步的探索與研究。本文將運用ANSYS有限元軟件分析短樁樁長對剛性長樁-柔性短樁復合地基對應力和變形的影響,為實際工程中的剛性長樁-柔性短樁復合地基的優化設計提供理論基礎。

一、計算分析模型

由于剛性長樁-柔性短樁復合地基樁數較多且樁型不唯一,如嚴格按照實際的情形來模擬研究會比較復雜,因此,本文取一5×5的剛性長樁與柔性短樁相結合的復合地基模型進行分析,樁身、樁間土以及樁側土單元采用8結點等參單元。長、短樁均為500mm×500mm的方樁,樁間距為2.5m,短樁樁長為10m,長樁樁長為 20m。本文在分析中,假設基底壓力均勻分布,大小為100kPa。根據建筑地基基礎設計規范,樁體外邊緣至基礎邊緣的距離取為0.5m。計算模型如圖1所示。

考慮到在滿足一定的計算條件域范圍內,計算域的側邊與下界的約束類型對計算結果的影響較小,故本文在三個方向沒有約束位移。同時為減少單元網格,考慮到模型的對稱性,取模型的1/4進行研究,樁位布置為2、5、8號樁為柔性短樁,其余均為剛性長樁。模型網格剖分如圖2所示。

二、有限元結果分析

樁體長度是衡量復合地基經濟可行性的一個非常重要的因素,它將直接影響到復合地基的承載力與變形的大小。一般來講,在其他條件不變的情況下,樁體越長,承載力越高,但其工程費用也會相應增加。

表1為該模型在其他條件一定的情況下,不同短樁樁長下的壓縮層變形值,圖3為短樁樁長與壓縮層變形的關系曲線。

從表1、圖3可以看出,在豎向荷載不變的情況下,隨著短樁樁長的增加,基礎沉降量基本沒有什么變化,如短樁樁長從5m增加到20m,增加了15m,沉降從31.7mm增加到32.0mm,不減反而增了0.3mm,這說明增加短樁樁長對減小壓縮層變形的效果并不明顯。

從以上的應力圖4、圖5、圖6可以得出,當短樁樁長從5m增加到20m時,隨著短樁樁長的增加,長樁樁身應力分布基本保持不變,短樁樁身應力和樁間土應力也未發生明顯的變化。這說明樁體與土之間的荷載分擔沒有發生較大變化,這是由柔性樁自身特點所決定的,因為柔性樁樁身傳遞應力的能力比較差。

三、結 語

本文基于剛性長樁-柔性短樁復合地基按沉降控制優化設計的前提,采用ANSYS有限元軟件對一5×5的群樁復合地基的模型進行了分析。結果表明:隨著短樁樁長的增加,沉降量基本沒有什么變化。因此,單純依靠增加短樁樁長來減小壓縮層變形的做法不可取。

[參考文獻]

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[6]葛忻聲. 長短樁復合地基有限元分析及設計計算方法探討[J].建筑結構學報,2003,(8).

篇5

引言

多數情況下多層房屋慣用的基礎形式、設計與施工方法,不能簡單地搬用于高層建筑,而必須在認識高層建筑地基基礎工作特性的基礎上選擇和創造與高層建筑特性及要求相適應的基礎形式、設計理論與設計方法。因此,本文主要對高層建筑中基礎工程的地位、現狀及進展進行了論述。

1高層建筑中基礎工程的地位

基礎是高樓正常使用和穩定與安全的根本。高層建筑基礎工程需要保證建筑物具足夠的穩定性,同時要求基礎和地基具有足夠的剛度使沉降和傾斜控制在允許的范圍內。因此高層建筑基礎工程設計與施工的情況更復雜,難度更大,技術要求更高更嚴、責任更重。由于它的高、重、大、深的特征,一旦考慮不周或處理不當,將導致遠比一般多層房屋更為嚴重的不良后果。輕則產生難以糾正的過大沉降、傾斜和不均勻沉降,造成結構局部損壞或幾乎永久地影響使用功能和美觀;重則導致整個建筑的傾覆或破壞,造成比一般多層房屋大許多倍的經濟損失。例如,上海某賓館,地基為深厚軟土,采用振沖碎石樁加固地基,箱型基礎。由于這種加固方法在軟土中的設計理論尚不夠成熟,對施工質量與加固效果還缺乏完善的檢測手段,加之承包商施工管理不嚴,偷工減料,致使該建筑物建成后產生不能允許的沉降與傾斜,裙房局部擠壓損壞,不得不采取昂貴的地基加固措施。又如南美洲某大廈,設計時未查明地質情況,樁長不足,未達到堅硬土層,樁基承載力也不足,結果當結構施工到頂尚未裝修時便開始傾斜,幾天后,一夜之間整個大樓傾覆于地面。

很多高層建筑出問題的例子有力地說明了基礎工程的設計與施工質量乃高層建筑安全之所系,設計、施工人員必須給予極度重視。此外,高層建筑基礎工程的造價和施工工期在建筑總造價和總工期中所占的比例,與上部結構形式和層數、基礎結構形式、樁型以及地質復雜程度和環境條件等因素有關。論文大全。除了鋼結構和直接建造在基巖上的淺基礎以及巖層埋藏很淺的樁基礎以外,就鋼筋混凝土結構和一般地質條件而言,采用箱形基礎或筏基的高層建筑,其基礎工程(包括基坑支護與開挖施工)的費用約占建筑總造價的1/10-1/5,相應的施工工期約占建筑總工期的1/5-1/4,因此在高層建筑中,基礎工程設計與施工的合理與否對整個高層建筑工程總造價與總工期的影響是很顯著的。可將高層建筑中基礎工程的地位概括成兩句話:基礎工程的設計與施工是高層建筑正常使用與穩定安全的根本,其造價與工期對高層建筑總造價與總工期有舉足輕重的影響。

2高層建筑基礎施工發展現狀

高層建筑是隨著社會的經濟發展與技術進步而發展起來的,而高層建筑基礎工程則是隨著現代高層建筑的大量興起和設計理論研究的發展而產生的新興科學。我國現代高層建筑是從20世紀70年代后期,隨著改革開放和大規模的現代化建設的推進而迅速興起的。在短短30多年的時間,千百幢各種類型的高層建筑在各大中城市中迅速地興起。我國地域遼闊,各地區的地質條件差別極大、地震區覆蓋面又很廣,因而各地高層建筑的基礎形式多種多樣。有采用筏形基礎、箱形基礎及少數條形基礎的,也有采用大直徑嵌巖樁、中長混凝土預制樁和超長鋼管樁的。建造在良好地基上采用筏(或箱)形基礎的高層建筑已達52層170米(廣東國際大廈)和67層190米以上(北京京城大廈);建造在深厚高壓縮性軟層土地基上的箱形基礎高層建筑達到14層41.6米(上海陸家宅高層住宅)。

近30余年來高層建筑在我國各地迅速發展的事實有力地說明,我國工程技術人員成功地解決了廣大地域內各種地質條件下高層建筑基礎工程的設計與施工問題,積累了豐富的經驗。無論是設計理論還是試驗研究,都有長足的進步,取得了豐碩的成果。論文大全。

近20年來在我國召開了多次有關高層建筑的國際會議。在全國性高層建筑學術會議上,基礎工程總是討論的重要議題之一,高層建筑基礎工程的設計與施工問題也往往是人們最關注的熱門話題,有關這方面的理論與試驗觀測的研究成果,以及新技術成果的報導從未間斷過,顯示出高層建筑基礎工程是一個非常活躍的技術領域。

這些經驗與成果已陸續反映到《建筑地基基礎設計規范》《建筑樁基技術規范》和各地區的地基基礎設計規范中,表明我國在高層建筑基礎的設計與施工方面已逐步形成整套的理論與經驗,并在今后將繼續不斷地發展。

3高層建筑基礎設計的進展

地基基礎上部結構相互作用,即地基、基礎和上部結構三者實際上是相互聯系成靜力平衡、變形連續協調、彼此不可分離的整體系統來承擔荷載而發生變形的,在這個整體系統中每一部分的剛度均對自身及其他部分的工作性狀產生影響,每一部分的工作性狀都是自身及其他部分(三者)共同作用的結果。高層建筑基礎工程也是如此,它在上部結構荷載作用及上部結構剛度和地基壓縮性及均勻性等因素影響下的力學性狀(例如它的變形撓曲特征、基底反力和截面內力分布等)都與地基、基礎及上部結構的相對剛度特征有關。

高層建筑基礎的分析與設計不能不研究這個整體系統的共同作用性狀并進行計算分析。共同作用分析就是把上部結構、基礎和地基看成是一個彼此協調工作的整體,在連接點和接觸點上同時滿足靜力平衡和變形協調條件下求解整個系統的變形與內力。只有這樣才能揭示它們在外荷作用下相互制約、彼此影響的內在聯系,從而達到安全、經濟、合理和先進的設計目的。論文大全。

整體共同作用分析是相當復雜的,這意味著不但要建立能正確反映結構剛度影響的分析理論與有效的計算方法,而且還要研究選用能合理反映土的變形特性的地基計算模型及其參數。而且整體共同作用分析是一個高維與無窮維的超靜定問題,只有在計算機技術與數值分析方法的迅、應變關系研究不斷深入的當代,共同作用的分析研究才能得以開展受到重視。

4 結論

利用共同作用理論可根本上提高和改善高層建筑基礎設計的水平與質量,取得比以往設計更大的經濟效果。有效地利用上部結構的剛度,使基礎的結構尺寸減小到最小程度。把上部結構與基礎作為一個整體來考慮,箱形基礎高度可大為減小;當上部結構為剪力墻體系時,有可能將箱基改為筏基。在一定的地質條件下,考慮樁間土的承載作用,得以加大樁距、減少樁數,合理布樁、減少基礎差異沉降及內力,從而在整體上降低基礎工程的造價。

參考文獻

[1]咸大慶.基礎工程事故的主要原因剖析[J]. 巖土工程界, 2004, (4) .

[2]田德武.地基基礎工程事故分析[J].大眾科技, 2006, (5) .

[3]徐海航.建筑結構地基與基礎工程缺陷事故的分析與預防[J].內蒙古科技與經濟,2006,(7) .

[4]田允壽,吳義梅.工程事故實例剖析[J]. 工業建筑, 1993, (7) .

篇6

1.1 工程概況

擬建工程為某大型鋁廠廠房建設,廠區位于河南安陽林州市,廠區占地面積1200余畝。廠區內擬建建筑物主要包括工業車間及其配套設施,最大單體荷重150000kN,原設計擬采用鉆孔灌注樁基礎。

1.2 工程地質條件

本場地地貌單元上屬于低山丘陵區,該區表層主要被耕土覆蓋,局部地段灰巖出露;其它地段埋深約1-6m以淺為第四系中更新統坡積地層,以粉質黏土、黏土為主;以下為奧陶系中統灰巖。從地質條件來看,本場地巖溶發育一般,多溶蝕溝槽、石芽,分布較多被粉質黏土充填的小溶洞、溶穴。地層巖性及特征見表1:

表1 地層巖性特征一覽表

地層 巖性 埋深(m) 特征描述 承載力(kPa)

1 粉質黏土 1-6 褐紅色,可塑-硬塑。見短條帶狀高嶺土,見大塊漂石。 200-250

2 強風化灰巖 2-10 以大塊孤石或灰巖石芽為主,組成極不規律,局部以碎石夾粉質黏土為主。巖芯呈碎塊、短柱狀,長度約8-15cm,裂隙較發育。 400

3 中-弱風化灰巖 - 厚層狀構造,結構部分或未破壞,局部含有被粉質黏土充填的溶穴。 1000-2000

1.3 水文地質條件

場地內地下水位埋深較深(大于30米),可不考慮對基礎設計施工的影響。

2、地基基礎方案選擇

本場地巖溶發育一般,未發現大的空洞式溶洞,但場地內基巖面埋藏深度和強風化灰巖、小溶穴、溶洞分布極不均勻,這對于有效控制擬建建筑物不均勻沉降極為不利,需要選擇合理的地基基礎型式和地基處理方案避免不均勻沉降的發生。

根據以往類似工程經驗,在灰巖地區基礎方案可采用鉆孔灌注樁基礎,但本場地基巖面起伏太大,局部出露,局部埋深達10米,且基巖面呈石牙狀分布,極不規律,樁端持力層不好控制,若采用鉆孔灌注樁,需每樁設置勘探孔進行勘察驗證,經濟、工期等因素上不盡合理,而且淺層地基土局部夾有大塊孤石,個別直徑大于5米,施工成孔有一定困難。

強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度粉土、黃土、雜填土等地基,特別是處理非均勻回填地基,具有地基加固明顯,施工工期短,節省工程投資等諸多優點。強夯處理后的地基密實性、均勻性、承載力均可得到顯著提高。在技術可行的前提下,綜合考慮工期、經濟等因素,對大面積填方區、覆蓋層厚度較大非填方區均可采用強夯法地基處理。

本工程場地面積較大,且場地地形起伏較大,最大高差約50m,存在較大面積的填方及挖方區,且本場地完整基巖面起伏較大,灰巖破碎帶分布不均,對于建筑物不均勻沉降不好控制。結合場地地質條件、建筑物荷載特征及各建筑物設計標高,以技術可行、經濟合理為原則,最終建議采用強夯法地基處理。強夯法不僅施工效果好、而且可以就近取材,保持場地本身的土石方挖填平衡,大幅度節約投資,還大大縮短了工期,為工業項目的投產運營爭取了寶貴的時間。

3、社會及經濟效益

1)本工程所建議的強夯法地基處理,在施工過程中未出現任何異常情況,經檢測,處理后的地基土均勻性、承載力等均能滿足設計要求,竣工后經過3年多的使用,業主反映良好,通過對建筑物沉降觀察,沉降及變形量均滿足規范要求,取得良好的效果。

2)本工程若采用鉆孔灌注樁,保守估計工期在8個月左右,而采用強夯法地基處理,施工周期較短,實際完成地基處理只用4個月,大大縮短了工期,施工完成后,從現場反饋回的信息表明,工期,質量等都得到了保證,取得了良好的社會效益。

3)本工程建議采用的強夯法地基處理,工程投入較小,保守估算,與鉆孔灌注樁比較,節約成本在40%以上,取得了良好的經濟效益。

4、結語

灰巖邊坡場地不能盲目的根據以往類似工程經驗而提供沒有針對性的地基基礎方案,而應該根據不同工程、不同場地地層條件,精勘細測、科學分析比較,最終得出既經濟又合理的方案。本工程針對灰巖山區邊坡場地的具體場地條件、工程地質條件,依據有關規范和已有資料、經驗的基礎上,建議采用強夯處理填土地基的地基處理方案,既可達到所需承載力要求,又能保持場地本身的土石方挖填平衡,可顯著的節約投資和縮短工期,該方案在類似的工程中具有較好的借鑒意義及推廣前景。

參考文獻

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市政管網工程常常需要穿越各類障礙物,如道路、河流、建筑物和構筑物等,對此我們常使用地下頂管的方式以避免大開挖,

地下頂管工程由工作井、接收井、管道頂進三部分組成。工作井和接收井主要有以鋼筋砼為主體的沉井、以水泥攪拌樁內插H型鋼為結構的SMW工法井、鋼板樁或拉森鋼板樁井等,但對于深度比較大的頂管工程,常采用沉井,因為它結構穩定堅固。

2009年12月28日,隨著挖掘機有力地挖下第一鏟土,昆山市第二飲用水源(長江引水)工程順利開工了,總投資19.8億元,是昆山市歷史上單項投資額最大的一項基礎設施建設工程,其中頂管工程約20KM,,工作井主要為沉井。目前頂管工程已結束。沉井施工中常常會遇到以下問題:

一:沉井制作

1.井壁裂縫

原因分析:

1)沉井墊木設置不當或布置不均勻或間距過大,導致沉井早期受力不均,產生彎曲應力。

2)沉井墊木未對稱拔除,導致井壁內部產生拉應力而出現裂紋。畢業論文,流砂。

3)模板拆除過早,混凝土強度不滿足拔除墊木條件而出現裂紋。

4)沉井支設在軟弱不均勻土層上或其它不良地基,混凝土澆筑后地基不均勻沉降而產生裂縫。

5)沉井井壁與內隔墻荷載相差太大,沉降不均,產生了較大的附加彎矩和剪應力造成裂縫,而洞口處截面削弱,強度較低,內力相對集中,所以洞口附近易出現裂紋。

預防措施:

1)刃腳處墊木設置應當合適,使地基受力均勻。墊木間距應計算求得,跨中與支點的拉應力應當相等。

2)沉井墊木應分區、分組、對稱、同步拔除,模板拆除時沉井井壁強度應達到設計強度的80%以上。

3)遇到軟弱不均勻土層應做砂墊層或采取其它措施保證受力均勻,荷載應在承載力范圍之內。

4)沉井井壁與內隔墻支模應使地基受力基本均勻,沉井洞口四周要布置加強筋。

處理措施:

1)較細的表面裂縫可通過涂抹幾遍環氧膠泥或人工抹水泥砂漿的方法來修補。

2)大于0.5mm的裂縫應根據可灌程度采取灌水泥漿或化學漿液的方法修補,或者采用灌漿和表面封閉相結合的方法。

3)如果裂縫很大,可能影響沉井結構帶來安全隱患,則應該采取其它結構增強措施,或者直接返工。

2.井身歪斜

原因分析:

1)沉井一次下沉的高度太大,重心太高,容易產生傾斜。

2)沉井地基軟弱或不均勻,制作前未處理地基,沉井下沉時產生了不均勻沉降。

3)沉井制作時刃腳與井壁不垂直,致使刃腳失去正確的導向功能。

預防措施:

1)沉井一次下沉高度控制在12米以內,以保持重心穩定。

2)沉井制作前先平整場地,遇到不良土質及時處理。畢業論文,流砂。

3)嚴格控制鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑的質量,保證井壁光滑垂直,各環節偏差控制在規范范圍內。

處理措施:

1)對刃腳高的地方多挖土以加快下沉,刃腳低的地方少挖或不挖土以減緩下沉速度,等井壁垂直后均勻挖土。畢業論文,流砂。

二:沉井下沉

1.下沉太慢

原因分析:

1)井壁表面過于粗糙,井壁與土之間的摩擦力太大。

2)沉井自重不夠,不能很好地克服井壁與土體之間的摩擦力以及刃腳的迎面阻力。

3)下沉過程中遇到大的障礙物,致使下沉受阻。

4)正常下沉中因故停止時間過長,側壓力加大致使沉井無法正常下沉。

預防措施:

1)嚴格控制支模和混凝土澆筑質量,保證沉井井壁光滑度。

2)嚴格按圖施工,井的實際尺寸,配筋,混凝土的用量當與設計圖紙相符,嚴禁偷工減料。

3)對于下沉系數不大的沉井,應連續開挖、連續下沉,中間間歇時間不應過長。

4)在井壁上預埋射水管,下沉緩慢時向管水以減少井壁和土層之間的摩擦力。

5)向井壁周圍空隙中填充觸變泥漿,并采取防止泥漿流失的措施,以減小井壁與土層之間的摩擦力。

處理措施:

1)采用高壓水槍向井壁四周射水以幫助下沉。

2)如條件允許,適當降水,減小沉井自身浮力,借以加重下沉。

3)檢查刃腳四周,看是否有堅硬物在刃腳下,若有,則及時清除。

4)在沉井頂部安放大型鐵塊或其它重物,加大沉井下沉重力。

2.下沉太快

原因分析:

1)長時間抽水使得井壁與土層間摩擦力減弱,沉井下沉速度加快。

2)遇到軟弱土層,地基承載力很弱,使沉井下沉速度大于挖土速度。畢業論文,流砂。

3)沉井外部土體出現液化,削弱沉井與土體的摩擦力。畢業論文,流砂。

預防措施:

1)停止降水,加大沉井自身浮力,以減緩沉井下沉速度。

2)改變挖土方式,刃腳一米范圍內不要挖土,以加大土體對刃腳的阻力。

3)向井壁和土體空隙處填充粗糙材料或將空隙處夯實,以加大下沉阻力。

處理措施:

1)立刻用堅硬粗糙物填充井壁與土體之間的空隙,并馬上夯實。

2)若井外側出現土體液化,及時用沙填充夯實。

3)向井內回填干土,加大沉井下沉阻力。

3.下沉遇流砂

原因分析:

1)井內挖土過深,井壁外側土從刃腳下方涌入井內。

2)井內排水后,外側水壓差加大,外側土在水壓作用下進入井內。

3)挖土深度超過地下水位0.5米以上。

預防措施:

1)采用排水法下沉,水頭宜控制在1.5-2米。

2)避免掏挖刃腳處土方,防止外面流砂涌入井內。

3)穿越流砂層前做好充分準備,加快穿越速度,必要時在井體上部加荷載下沉。

處理措施:

1)遇到流砂時,向刃腳處填充石子,削弱水壓力同時增加土壓力。

2)改用深井降水或噴射井點降水,避免井內流淤,深井降水應布置在井外。

3)采用不排水法下沉,保持井內水位,阻止外側流砂涌入井內。畢業論文,流砂。

4.鄰近建筑物傾斜或出現裂縫

原因分析:

1)沉井距離建筑物太近,未采取加固或隔離措施。

2)降水下沉時建筑物基礎下土體因水份流失而結構發生變化,使建筑基礎遭到破化。

3)下沉過程中刃腳處掏空太多,外側大量土方或流砂進入井內,外側土體出現空洞,建筑物出現裂縫或傾斜。

預防措施:

1)在沉井和建筑物之間打灌注樁或攪拌樁或壓密注漿,以加固土體并隔離沉井與建筑物。

2)在沉井和建筑物之間設回灌井,以減少土體水份流失。

3)遇到粉砂層采用井點降水,控制水頭差,避免出現流砂。

4)避免掏空刃腳處土方,盡量切土下沉,防止外側土體結構破化。

5)向井壁外側空隙處及時灌沙,并加水密實,使土體不被擾動。

處理措施:

及時妥善處理相關事宜,盡量不要停止沉井下沉。

如因外面流砂涌入井內,則改排水下沉為不排水下沉。

參考文獻:1)《給水排水管道工程施工及驗收規范》GB50268-2008

2)《巖土工程勘察規范》GB50021-2001

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一、引言

一般建筑物的建設需要經歷建筑地基勘察,地基土持力層的選擇、基礎形式的設計、工程的施工、后期使用觀測幾個階段。理論上分析,只要建筑物的建設過程嚴格按照國家的各種規范并且結合本地的實際情況進行承載力計算與地基變形計算[1],所建成的建筑物就是安全可行,符合預期設計要求的。然而由于眾多因素,在建造過程中或使用期間發生事故的建筑物為數不少,其中以建筑物的傾斜為最多。

二、建筑物傾斜的表現形式

建筑物傾斜是指建筑物在外力或地基土不均勻沉降時發生歪斜的現象,一般有局部傾斜與整體傾斜兩種表現形式。局部傾斜是指建筑物局部沉降量較大發生傾斜,此時會在建筑物的主體結構中產生拉張應力,一般會使建筑物中產生裂縫,根據裂縫的形式與方向可以判斷建筑物的內部的應力軌跡。如下圖所示[2]。

整體傾斜的表現一般比較明顯,通過肉眼一般會比較清晰的觀察到。論文大全。比如加拿大特朗斯康谷倉的整體傾倒事故、意大利的比薩斜塔、中國的虎丘塔的傾斜等,其外在表現為向某一個方向的傾斜。另外,傾斜不明顯的,通過測量儀器進行精確測量或粗略的通過室內的放置在原本水平物體表面上的圓形物體的滾動進行定性判斷。

建筑物在傾斜時有時會發生轉動,此時在建筑物主體結構中會產生剪應力,墻體出現羽狀的裂縫。

三、建筑物傾斜的原因探討

1、地基土的特性

1.1、地基非均質。按照我國《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002),巖土勘察孔的設置為每隔30m布置一個,當每兩個勘察孔之間區段有不明地質情況時應當設置補勘孔進行補勘。然而,現實中一些尺度小于30m的堅硬與軟弱結構面、塘、溝谷有時不能被勘察到,從而使基礎坐落在其上,當建筑物建成投入使用時,很容易使結構產生較大的內力,導致建筑物發生傾斜或破壞。

1.2、黃土地基局部濕陷、軟土地基地基土不均勻、凍土地基有熱源、地基土局部有可液化土層以及膨脹土地基局部膨脹或收縮等特殊地基土由于其特殊的工程地質性質,當勘察不全面或地基處理不當的時候,也會造成建筑物的傾斜。

2、結構設計不合理

2.1、荷載偏心。荷載偏心是造成建筑物傾斜的一個重要原因。對于一些大型廠房內部有吊車,或荷載分布不均勻,如果沒有按照偏心荷載進行計算,或者計算不當,亦或后期使用時給予結構太大的偏心荷載情況下,建筑物可能發生傾斜。

2.2、結構不對稱。在現在的結構設計中,人們往往為了美學要求而將建筑物設計成非對稱結構,從而導致地基中荷載分布極度不均勻,在基礎形式設計不當,或后期使用不當的情況下很容易使基礎發生不均勻沉降,導致建筑物傾斜。另外對于裝有電梯、設有大型煙囪的建筑物也屬于結構不對稱之列。論文大全。

2.3、結構有外在偏心作用。對于一些季風性比較強的地區,較高層建筑物或長度比較長的建筑物都容易受到偏心風荷載的作用,可能導致基礎發生傾斜。另外,如果相鄰建筑物的對地基的作用過大,也會使已建的建筑物發生傾斜。

3、基礎與地基土以及結構的不匹配。

基礎是將上部結構荷載傳遞到地基土中的結構,它是上部結構與地基的聯系部分。如果基礎的形式未能與上層結構及地基土的性質相適應,就會導致建筑物建成后不能滿足預期要求,可能發生傾斜等事故。

4、工程施工的錯誤或偷工減料。

工程的施工由施工方完成,工程中遇到問題需要向設計方、勘察方進行溝通,并接受監理方的監督與審查。如果施工方在遇到問題時不及時與設計方或勘察方進行溝通,獨自解決,就容易形成錯誤的方案,導致工程事故。如果監理方與施工方串通,為了謀取利益,對工程建設進行偷工減料,更給工程的安全埋下了一顆定時炸彈。

四、建筑物傾斜的預防措施

想要預防建筑物發生傾斜,使建筑物能夠按照預期設計進行工作,就需從導致其傾斜的原因入手,設計合理的結構形式,使結構盡量美學對稱,使荷載分布盡可能均勻,并給結構設計沉降縫、圈梁等防止不均勻沉降對結構造成破壞的結構。

勘察方嚴格按照國家規范進行建筑地基勘察,認真查閱工程地區資料,對一些有疑議地段進行補勘,為建筑物的設計提供科學、準確、詳實的地質資料。

設計方根據勘察方提交的資料并結合本地工程地質與水文地質條件設計合理的基礎形式。論文大全。設計應充分考慮地下水的影響,特殊土的影響以及相鄰荷載,偏心荷載等的影響。

施工方應嚴格按照設計施工,當施工工程中遇到問題時,施工方應該及時與設計方或勘察方取得聯系,進行商議,確定科學合理的解決方案。

監理方應恪盡職守,對施工過程進行監督。

如此,可保證工程在非偶然情況下出現工程問題。嚴防建筑物發生傾斜事故。然而,在諸多其他因素的作用下,建筑物發生傾斜的事故時而有之。一般當建筑物的沉降量過大而未進行糾偏、加固措施時往往會釀成事故,所以當觀測到建筑物發生微小的傾斜量時就應對其進行糾偏、加固措施,此時不僅經濟而且工程量小,且安全性較大。

五、建筑物傾斜的常用糾偏方法

1、迫降法:

迫降法就是采取某種措施迫使沉降量較小的一側下降,消除或減少與另一側的沉降差,從而達到糾偏的目的。

1.1、浸水糾偏法:該法適用于低含水量而濕陷性有較強的黃土地基,是利用濕陷性黃土遇水濕陷的特性,針對建造在濕陷性黃土地基上的建筑物發生傾斜的情況,給沉降量較小的一側按計算水量浸水,使浸水側下沉,達到糾偏的目的[3]。

1.2、掏土糾偏法:該法適用于軟土或砂土地基,是在沉降量小的一側挖土,使該側沉降量加大,從而達到與沉降量大的一層保持平衡的一種方法[4],著名的比薩斜塔的加固就是應用了此法。

1.3、降水糾偏法:降水糾偏法是適用于地下水位距離基礎底部較近的建筑物糾偏。是在沉降量較小的一側挖抽水井進行降水。降水糾偏法是根據太沙基的一維固結理論,降低了地基中的孔隙水壓力,加速了抽水一側地基的固結沉降所致。

2、頂升、抬升法:

頂升糾偏是在沉降量大的一側用千斤頂等器具頂升墻體或基礎,使其升高,再采取地基加固措施使頂升部分穩定,從而達到糾偏的目的。加拿大特朗斯康谷倉的糾偏就是采用此法,在其基礎下設置了70多個支承于深16m基巖上的混凝土墩,使用了388只500KN的千斤頂,逐漸將傾斜的筒倉糾正;抬升法是在沉降量較大的一側具有膨脹作用或擠密作用的漿液,對沉降量較大的一側起到抬升的作用[5]。

3、綜合糾偏:

綜合糾偏其實是迫降法與頂升、抬升法的組合。主要方法有浸水加壓法與頂樁陶土法[5]。

值得注意的是,建筑物的糾偏并不是一件簡單的事。建筑物的糾偏首先因該明確建筑物區域的具體的工程地質與水文地質條件,然后采取合適的糾偏措施。糾偏時要先進行糾偏量的計算,確定浸水量、降水量、掏土量、加壓量等,然后要對糾偏的安全性進行反復論證,在糾偏過程中一定要謹慎工作,防止發生工程事故或安全事故,最后對糾偏的建筑物一定要進行加固處理和后期的使用的沉降觀測,看是否達到糾偏目的。

六、結語

建筑物的傾斜的原因歸根結底是由于地基的不均勻沉降引起的,而導致地基發生不均勻沉降的原因是多方面的。

建筑物結構的設計沒有藝術上的特殊要求時,應該以實用為主要目的,盡量使結構簡單,荷載均勻。

建筑物的建設期間內需要勘察、設計、施工、監理四大部門分工協作,共同完成。嚴防建筑物的傾斜,當建筑物有傾斜的趨勢時,及時進行糾偏與地基加固,

參考文獻:

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[2]任文杰,等。基礎工程。北京:中國建材工業出版社。2007(31)。

[3] 王珊。地基處理新技術及其工程實倒實用手冊。哈爾濱:黑龍江人民出版社,2007。

[4] 劉亞連,梁志松。建筑物傾斜原因分析和糾偏措施探討。四川建筑科學研究。2002(3)。

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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

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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。可以在七天之后完成試樁檢驗,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。

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篇11

一、前言

房建地基處理,實踐性強,社會性廣,是一件復雜的系統工程。采取合理的房建地基技術,能夠切實保障土質軟弱的地基不變形,保障房屋不因水流作用而下陷,保障房屋不因地震等自然災害而輕易失穩,對房屋地基強度和穩定性有著非常關鍵的意義。

二、我國房建地基處理技術的發展現狀

地基處理技術按處理時間分類,包括臨時處理和永久處理;按地基處理深度分類,包括分淺層處理和深層處理;按處理方式分類,包括化學處理和物理處理。我國地基處理技術,在50年代自前蘇聯引進,與我國房建工程特點不斷融合,逐步形成了符合我國國情的地基處理技術新體系,許多處理技術措施已得到較為成熟的發展,部分創新技術在世界領域遙遙領先。新發展主要體現在以下兩個方面:

第一,研究開發出了深層攪料、塑料排水版法、石灰樁等方法,并在實踐工程中得到廣泛應用。建筑廢料和建筑垃圾,并不是直接處理后扔掉,采取廢物利用,加強資源的利用率。廢鋼渣被利用開發成鋼渣樁復合地基,而城市建筑垃圾則被利用開發成碴土樁復合地基,不但堅固,更能節約成本。這些措施,有利于提高資源利用率,減少污染,節省工程時間和工程成本,促進城市建設。

第二,創新了各種更符合社會發展和建筑要求的處理技術。比如托換技術,大剛度的柔性樁復合地基,鋼筋混凝土疏樁復合地基,鉆孔壓漿成樁法,這些新技術層出不窮。再比如,大直徑灌注樁越來越多地應用在軟土、黃土等地基建設中,少污染低成本,適合我國的土質,更夯實了地基。地基處理技術,因此不但有利于房建工程的質量保證,更有利于項目預算的降低。

三、常用的地基處理技術方法

1.預壓法

該法適用于軟黏土、粉土、雜填土、泥炭土地基,基本方式為預先對地基施加一定靜荷載,壓密地基土,然后卸除荷載。目的在于排除土體中的孔隙水,土體慢慢固結,提高軟弱地基的承載力,同時減少建成后的沉降量。該方法使用機具十分簡單,可以直接就地取材,而且工期短,造價低。地基土層的滲透特性、厚度以及預壓荷載的大小等因素,可按照地基固結理論對其計算預計,然后決定出預壓所需的時間。在具體施工過程中,應當嚴密監測地面沉降以及土中孔隙水壓力的消散情況,靈活控制預壓。

2.換土墊層法

適用于淺層軟弱地基及不均勻地基處理。基本方式為挖除淺層軟土,用強度較高、壓縮性較低并且沒有侵蝕性的材料,進行分層夯實。目的在于提高持力層的承載力,減少部分沉降,有效消除濕陷性和脹縮性,改善土的可液化性能。在寒冷地區,可采用砂墊層,有效防止地基土的凍脹。在膨脹土地基中,則可用來消除其脹縮作用。

3.振沖法

振沖法,也叫振動水沖法,適用于處理松散砂卵石、砂土、粉土、粉質黏土、素填土和雜填土等地基。基本方式是利用起重機將振沖器吊起,啟動潛水電機帶動偏心塊,使振動器產生高頻振動,并啟動水泵,通過噴嘴噴射高壓水流,在邊振邊沖的共同作用下,把振動器沉到土中的預定深度,經過清孔之后,從地面向孔內逐段填入碎石,使其在振動作用下被擠密實,達到要求的密實度之后,就可以提升振動器,循環操作直到地面,在地基中形成一個大直徑的密實樁體與原地基構成復合地基。目的在于提高軟弱地基的承載力,同時減少建成后的沉降量,此加固方法快速而經濟,非常有效。

4.強夯法

基本方式是在地基表面施加振沖力以擊實淺層土,通過質量8到10kg的重錘從10到20m的高度自由下落所產生巨大的夯實能,對土體產生很大沖擊力,夯實土體。目的在于提高土體強度,同時降低壓縮性。適用于砂性土、非飽和黏性土及雜填土地基,對于非飽和的黏性土地基,可連續夯擊或分遍間歇夯擊。該法可用在陸上施工和水下夯實,操作簡單,工期短,成本低,加固效果好。但施工噪聲大,震動大,不利于周邊現有建筑物,因此不適合房屋密集區。

5.樁基礎處理法

樁基礎處理法,比較古老,在樁型創新和施工工藝進步方面,其發展進步突飛猛進。樁基礎形式很多,適用性和實用性大不相同,是地基處理技術中非常重要的組成部分。

(一)土樁及灰土樁,廣泛應用于我國華北和西北地區,是由樁間擠密土和填夯的樁體組成的人工復合地基。基本方式是在基礎底面形成若干個樁孔,再填入土或灰土,并進行分層夯實,實現地基承載力、水穩性的提高。此法適用于處理地下水位以上,深度5到15m的濕陷性黃土或人工填土地基。可用來消除濕陷性黃土地基的濕陷性,但是對于地下水位以下或是含水量超過25%的地基土,則不宜采用此法。

(二)砂樁屬于散體樁復合地基,適用于擠密松散砂土、素填土、粉土、黏性土、雜填土等地基,又稱擠密砂樁或砂樁擠密法。基本方式是通過振動、沖擊或水沖在軟弱地基中成孔后,然后把砂擠入土中,形成大直徑的密實砂柱體的加固地基。砂樁法。對于飽和黏土地基,應通過現場試驗后再確定是否采用,如果工程對變形控制要求不嚴的話,可用此法。此法還可用于可液化的地基處理。

(三)水泥粉煤灰樁是高黏結強度樁,由水泥、粉煤灰、高黏結強度樁、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成,同樁間土、褥墊層一道組成復合地基,適用于砂土、粉土、雜填土、黏土、淤泥質土等地基,可應用于獨立基礎、條形基礎和筏基。對淤泥質土,則需要按照地區經驗或現場試驗,來確定其適用性。此方法適用性比較廣,承載力提高幅度比較大,施工操作簡便,工期短。

(四)混凝土樁,即用包括普通鋼筋混凝土和預應力混凝土在內的混凝土制成的樁,樁的截面有方形、矩形、圓形和環形等,其中方形截面樁和環形截面樁最常用。混凝土樁應用面廣,施工便捷,可操作性較強,樁體強度較高,耐久性良好,造價成本低,適用很多地基土處理,廣泛用于水利建筑、工業建筑、民用建筑和橋梁的基礎工程,也可用在邊坡及基坑支護的抗滑或隔水工程。

另外,除了以上五種地基處理技術方法,還有其它方法。降低地下水位法及電滲法,基本方式是排水固結處理地基。擠孔內夯擴樁法、密砂石樁法、夯實水泥土樁法、爆破擠密法、深層攪拌法,該類方法都是利用振動、擠壓,減小被壓地基土體孔隙比,提高強度。加筋土法、樹根樁法、錨固法,此類方法都是通過改善土體的工程性質,實現地基承載力的提高和沉降的減少,增強地基的穩定性。

四、房建地基處理中的常見問題及解決策略

1.常見處理問題

地基處理技術正在飛速發展中,但實踐工作中仍然存在若干亟需改善的不足之處,主要體現為以下四個方面:

(一)前期準備工作不充足

房建工程前,施工企業應詳細勘察房建施工場所的地理環境,全面了解其土質、水文、地貌、地形等各情況,對相關影響因素進行一一備案,同時尋求對措,預測潛在風險,提出預防策略。實踐工程中,由于工期緊任務重,許多施工企業并沒做好充足的前期準備工作,施工過程中面臨突況,不得不停工考察,浪費工程時間,加大項目成本。

(二)降水防預工作不到位

降水是房建工程施工企業應重視的問題,降雨量的多少和降雨的時間對工程項目的質量和進度有著直接的影響。但實踐工程中,降水預防工作通常被忽視,防預措施沒有或者不到位,一旦發生大量降水,將對房建工程造成極大破壞。另外,降雨的數據分析不夠準確,將對地下水水位變化產生不利影響,形成對地基的潛在威脅。

(三)全面性勘察的缺失

房建項目施工中,應隨時監測周圍環境的變化及地基問題,這些變化和因素短期內不會對宏觀施工環境造成重大改變,但會最后累積成大變化,成為大問題。但在實踐工程中,施工企業過于注重工程的工期及經費,輕視全面性勘查的意義,構成工程項目的潛在威脅。

(四)地基障礙物的調查力度不夠

在房建地基的建設中,有時會遇到電力及通訊中使用的各種管道,這就是地基障礙物。施工企業應該重視這方面的布置,及時采取措施,繪制草圖,尋找新的解決方案,否則,可能導致其他部門的干預和居民的反感,影響工程項目的正常運行。

2.解決策略

(一)施工前,應當仔細勘察周圍的地形、地貌、水文及土質等環境因素,并將資料整理做好備案,留作備用。還應全面勘察周圍的建筑物和施工條件,為處理技術做好前期準備工作。

(二)應了解工程所在地區的降雨情況,對降雨季節和降雨量進行準確的參數分析,采取相應的措施,做好針對性的水層漏水預防工作。還應充分考慮降雨時對地下水位可能造成的影響,杜絕地基坍塌發生,杜絕不必要的損失。

(三)全面分析工程項目的實際情況,選擇最優方案,重視施工中的細節問題,建立統籌規劃的分析方法,全面管理施工的各個方面,不可過分注重工期而忽略工程質量。

(四)房建施工前,應詳細勘察地基障礙物,減少對施工過程所造成的干擾。還應對施工質量進行嚴格把關,全面分析施工過程中的各影響因素,嚴格審核,實現全面監督。

五、結束語

對房建地基進行處理中,應對施工現場合理分析,采取適當的地基處理技術,發現問題,采取針對性策略,進行妥善處理。應當按照質量標準要求,進行房建地基處理工作,從大環境著手,重視細節,確保穩定夯實的地基,從根基上為工程項目的施工做好鋪墊,高效率低成本地完成工程任務和要求。

參考文獻:

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1.軟弱地基加固處理方法

軟弱地基的加固處理[1],按其原理和作法的不同,可分為以下四類:

1.1排水固結法

排水固結法又稱預壓法,其包括堆載預壓法、超載預壓法、真空預壓法、真空與堆載聯合作用法、降低地下水位法和電滲法等多種方法;通過在預壓荷載作用下使軟粘土地基土體中孔隙水排出,土體發生固結 ,土中孔隙體積減小,土體強度提高,達到減少地基施工后沉降和提高地基承載力的目的。

1.2振密、擠密法

振密、擠密法有表層原位壓實法、強夯法、振沖密實法、擠密密實法、爆破擠密法和土樁、灰土樁等多種方法;采用一定措施,通過振動和擠密使深層土密實,使地基土孔隙比減小,強度提高。

1.3置換及拌入法

置換及拌入法有換填墊層法、振沖置換法、高壓噴射漿法、深層攪拌法、褥墊法等多種方法;采用砂、碎石等材料置換軟弱土地基中部分軟弱土體或在部分軟弱土地基中摻入水泥、石灰或砂漿等形成加固體,與未被加固部分的土體一起形成復合地基,從而達到提高地基承載力減少沉降量的目的。

1.4加筋法

加筋法有加筋土法、錨固法、樹根樁法、低強度砼樁復合地基法、鋼筋砼樁復合地基法等多種方法。通過在土層埋設強度較大的土工聚合物、拉筋、受力桿件等達到提高地基承載力,減小沉降,維持建筑物穩定。

以上方法的原理、適用范圍及工程實例可參考殷宗澤、龔曉南主編的《地基處理工程實例》[2]一書。

2.軟弱地基處理方法的選擇

在地基處理中,我們要遵循的原則是:技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量[3]。可根據以下條件進行選擇:

2.1地質條件

不同的方法適用于不同的地質條件,可參看規范。

2.2設計施工條件

設計時應考慮工期及用料情況:工期不宜安排得太緊;時間充分,施工時地基穩定性好,遺留問題少。工程用料要求就地取材。施工時應采用科學的管理方法。

2.3場地環境條件

要考慮施工時對周圍環境的影響。如:新填土會擠壓原有道路、房屋,產生側向位移或附加沉降;用砂樁、砂井時,施工有噪聲,靠近居民點會擾民;采用降低水位法時,要考慮引起周圍地基的下沉和對周圍居民用水的影響故應預先調查或做隔水墻,并考慮施工后注水復原的問題;采用填土堆載時要有大量的土料運進運出工地,會影響交通和環境衛生;打石灰樁、灌注藥物或采用電滲排水時,會污染周圍地下水,應慎重對待。

2.4結構物條件

要考慮結構物的等級、結構體系、斷面形狀、位置、埋深、使用要求和建筑材料等因素對所選擇加固方法的影響,特別是有地下結構物(地下室、涵洞、地鐵等),或者結構物高低不同、沉降不均時,應當特別注意。

3.地基處理技術的創新

近幾年來,世界各地因地制宜的發展了許多新的地基處理方法。

3.1。 添摻外加劑方面[4]

以前的地基處理方法大多從機械設備著手,從而建立某種工法,而從材料入手提高地基處理質量和效果的較少。高性能土壤固化劑土壤混合后,特別是與高含水量和富含有機質的淤泥發生一系列物理化學反應,形成相互連接的網狀結構,從而提高固化土的強度,減少地基變形。通過室內實驗和現場試驗證明,用高性能土壤固化劑作地基處理特別是對軟弱地基的處理很有效,比普通水泥加固效果好的多,此項技術在國外應用已相當普遍已有很成熟的研究機構和公司,但在國內尚屬起步階段。

3.2 綜合應用水平方面

重視多種地基處理方法的綜合應用可取得較好的社會經濟效益。

真空預壓法與高壓噴射注漿法結合可使真空預壓應用于水平滲透性較大的土層,而高壓噴射注漿法與灌漿相結合使糾偏加固技術提高到一個新的水平[5]。

單用動力固結法(俗稱強夯法)處理飽和軟粘土地基時卻極易產生“橡皮土”現象,難以達到預期效果。為此,巖土工程界將強夯法和排水固結法結合起來,開創了“動力排水固結法”這項新技術[6]。

3.3.可持續發展方面

我國《建筑地基處理技術規范》JGJ79—2002已經將粉煤灰正式列為換填墊層法可采用的一種墊層材料。

渣土樁又稱“孔內深層夯擴擠密樁”,是一種新型地基處理方法,其充分利用建筑垃圾,變廢為寶,施工現場干凈無污染。

地基處理技術還被用于防止有害物滲出液污染地下水以及防止其他已被污染區域地下水的流動造成污染擴散。近期出現的處理新技術是讓被污染的地下水通過含有將地下水中有害物變性、吸收及降解的鐵屑或碳顆粒的活性截水墻PRB使地下水得到凈化[7]。

4.結語

我國地基處理技術發展很快,但還有許多方面需進一步研究:

(1)發展現場監測技術的研究。

(2)發展測試技術的研究

(3)促進地基處理理論方面的進一步發展。

(4)完善工法的質量檢驗手段。

(5)發展地基處理新技術,提高地基處理技術的綜合應用水平的研究。。

(6)要因地制宜合理選用處理方法。正確評價各種地基處理方法的適用性。

(7)研制新機械新材料,提高施工工藝,實現信息化施工的研究。

(8)深化施工管理體制改革,重視專業施工隊伍建設。

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一、概述

CFG樁(水泥粉煤灰碎石樁)是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和而成的高粘結強度樁,和樁間土、褥墊層一起形成復合地基。CFG樁復合地基通過墊層與基礎連接,并且使用雙向刺入模式,無論樁端落在一般地層還是堅固硬土層,均可保證樁間土始終參與工作。因此褥墊層在CFG樁復合地基中起著至關重要的作用。

二、CFG樁復合地基的工作原理

在復合地基中,在垂直荷載作用下,樁和樁間土都將產生變形,樁體的壓縮模量遠遠大于土的壓縮模量,樁在豎向荷載下產生的變形要小于土的變形,褥墊層能夠起到協調這種變形的作用。樁體刺入褥墊層,構成褥墊層的顆粒狀散體材料不斷補充到樁間土表面上,基礎通過擠壓褥墊層和樁間土接觸,使得樁和樁間土始終參與工作,并使樁間土在樁體沉降不斷增加的情況下能不斷發揮其承載力作用。

隨著荷載的增加,樁承擔的荷載百分比PP/P逐漸增加,土承擔的荷載占總荷載的百分比PS/P逐漸減少。隨著時間的推移,樁和樁間土的荷載分擔趨于一常值,見圖1(圖中PP為樁承受荷載,PS為樁間土承受荷載)。

圖1 CFG樁和樁間土荷載分擔比隨荷載變化曲線

褥墊層的存在,不論樁端土層性質如何,從開始加載樁就存在一個負摩擦區,負摩擦作用對復合地基并非有害,其作用是阻止樁間土的變形,它對提高樁間土的承載力,減少復合土層的變形起著有益的作用。在這一負摩擦區深度為Z0的范圍內,土的位移大于樁移,樁的軸力隨深度增大;Z0處樁體和土的位移相等,該位置為樁體的中性點,也就是最大軸向應力位置;Z0深度以下,樁的位移大于土的位移,樁間土對樁體產生正摩擦阻力,而且隨深度增加逐漸減小(圖2)。科技論文。

圖2 樁土位移和狀體軸力隨深度變化對照圖

三、褥墊層的作用

根據《建筑地基處理技術規范》(JGJ79-2002)要求樁頂與基礎之間設置褥墊層,褥墊層在復合地基中的作用具有以下幾個方面:

1、保證樁、同承擔荷載

對于CFG樁復合地基來說,基礎是通過厚度為H的褥墊層與樁及樁間土聯系的。當褥墊層厚度H = 0 時,樁和樁間土的工作情況與樁基類似。在給定荷載下,樁承受較多的荷載,隨著時間的增加,樁就會產生一定的沉降,荷載逐漸向土體轉移。對H = 0 時,當樁端落在堅硬密實土層上或巖石上時,樁的沉降很小,樁上荷載向樁間土轉移的數量很小,樁間土的承載力很難發揮;對H = 0 時,當樁端落在一般土層上時,基礎在承受外荷載后,隨著時間的延長,基礎和樁的沉降變形不斷增加,樁間土分擔的荷載不斷增加,樁承擔的荷載相應減小;對H > 0 時,即當基礎和樁之間設置了一定厚度的褥墊層時,基礎承受外荷載后,不論樁端落在何種土層上,樁和樁間土都要發生沉降變形,由于樁身變形模量遠比樁周土的變形模量大,因而樁比土的變形小得多。此時,樁可以向上刺入褥墊層,伴隨這一過程,墊層材料不斷調整補充到樁間土上,以保證基礎始終將一部分荷載傳到樁間土上,即可保證在任一荷載下樁和樁間土始終參與工作。

2、通過改變褥墊層厚度,調整垂直荷載的分擔

當褥墊層厚度H=0時,樁土應力比很大,在軟土中,樁、土應力比甚至超過100,樁分擔的荷載相當大;當褥墊層厚度很大時,樁土應力比接近于1,此時樁的荷載分擔比很小。

樁土應力比n及樁土垂直荷載分擔比可以通過試驗測定也可通過理論方法計算確定。樁承擔的荷載占總荷載的百分比一般在40 %~75 %之間。

3、減少基礎底面的應力集中

當褥墊層厚度H = 0 時,CFG樁對基礎底面的應力集中與鋼筋混凝土樁對承臺或樁上基礎的應力集中現象類似,需要考慮樁對基礎的沖切破壞。當H > 0 并大到一定數值時,基底壓力分布形式與作用于天然地基的壓力分布類似。樁對基礎的反力與樁間土對應基礎的反力之比隨褥墊層厚度的增加逐漸減小,當褥墊層厚度大于10cm時,樁對基礎底面產生的應力集中已經顯著降低,當褥墊層厚度大于30cm時,樁對基礎底面產生的應力集中已經很小。

4、調整樁、土水平荷載的分擔,褥墊層厚度越厚,土分擔的水平荷載占總荷載的百分比越大,樁分擔的水平荷載占總荷載的百分比越小。科技論文。

CFG樁主要是用來傳遞垂直荷載的,亦可承擔水平荷載,則CFG樁復合地基克服水平荷載機理如下:

當褥墊層厚度H =0時,基礎受垂直荷載P 和水平荷載Q 作用,根據前文描述,此時樁在垂直荷載作用下,樁的荷載分擔比δP很大,而土的荷載分擔比δs很小(圖3a)。

(a) - H = 0 (b)- H 較大

圖3 樁、土剪應力

假設基礎在無埋深的條件下,傳到樁上的水平荷載為QP,傳到樁間土上的水平荷載為QS,則有下式成立:

Q = QP + QS

又有: QS =μPs

式中: Ps - 樁間土分擔的荷載/kN ;μ- 基礎和土之間的摩擦系數,其值多在0. 25~0. 45 之間變化。

由于H = 0 時,Ps 很小,則QS 也很小,此時水平荷載Q 主要由樁來承擔, QP 很大,如圖3 所示,圖中τP 為樁頂剪應力,τS 為樁間土剪應力。

當褥墊層厚度H>0 并增大到一定數值后(圖3b) ,此時褥墊層底面處的剪應力處于一個均值,即τP≈τS ,其中τP = QP/AP 、τS = QS/AS ,樁頂及樁周土剪應力表面的剪力分別為:

QP = APτP 、QS =ASτP ,而Q = QP + QS, 則QP/Q≈AP/A=m

由此可見,樁承受的剪力QP 占水平總荷載的比例大體與面積置換率的m 相當,而CFG樁復合地基的面積置換率通常為0.1左右,即水平荷載主要由樁間土承擔。

大量的工程實踐和試驗結果也表明,只要褥墊層厚度不小于100mm,未配筋的CFG樁體不會發生水平折斷,水平荷載主要由樁間土承擔,在復合地基中就不會失去工作能力。

四、影響褥墊層對CFG樁復合地基樁土應力的調節作用的因素

1、褥墊層厚度的影響

褥墊層厚度過小時,復合地基的承載機理如群樁一般,不能充分發揮樁間土的承載能力,當褥墊層厚度達到一定厚度時,樁土應力比變化不大,此時,增加褥墊層的厚度,對復合地基承載能力的改善不明顯,還增加了工程成本。當褥墊層模量過高,樁土應力比增大,樁體應力增加,樁間土應力減少,不利于樁間土強度的發揮。當褥墊層模量過低,樁間土應力增大,當樁間土進入塑性破壞階段時,樁體的承載能力遠遠沒有得以發揮。工程實踐表明,褥墊層合理厚度為100~300mm,考慮施工時的不均勻性,褥墊層厚度取150~300mm,當樁經大,樁距大時宜取高值。

2、褥墊層剛度的影響

墊層模量也是影響樁土應力比的另一個主要因素。在同一級荷載作用下,隨著墊層模量的增大,樁體應力越大,樁土應力比增大,樁間土的應力減少,所以當墊層模量太大時復合地基就達不到減緩CFG樁樁頂應力集中的目的。在同一墊層模量條件下,隨著荷載的增加,樁土應力比減少。綜上,墊層剛度是影響CFG樁復合地基承載能力的又一因素,可以調節樁土荷載分擔比,但是其條件能力是有限,當模量達到一定程度時,應力比的變化趨于緩慢,褥墊層模量太高,不利于復合地基承載能力的發揮,而且還增加工程的造價,造成不必要的浪費。因此,在復合地基設計中,如何選取墊層材料也是設計的關鍵所在,選擇合理的墊層材料可以充分發揮復合地基樁土的承載能力,減少單位面積的樁體數量,降低地基處理成本。

五、結語

由于CFG樁復合地基通過褥墊層把樁和基礎斷開,改變了過分依賴樁承擔垂直荷載和水平荷載的傳統設計思想。總荷載是由樁間土先承擔,樁間土的承載能力充分利用后,不足部分才由CFG樁承擔,顯然樁數量可以大大減少,再加上CFG樁不配筋,大大降低了工程造價。科技論文。

褥墊層是CFG復合地基技術的關鍵,是復合地基形成的條件,同時也是調節樁土應力比的主要設計手段。一般褥墊層厚度宜控制在150mm到300mm之間,墊層材料宜選用模量適中的中砂、粗砂、級配砂石或碎石。

參考文獻:

[1]徐至鈞.水泥粉煤灰碎石樁復合地基.機械工業出版社,2004.