地基基础论文范文

时间:2023-03-10 19:14:58

地基基础论文

地基基础论文范文第1篇

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=3783mmζ=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=3667mmζ=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

[9]ReinforcedconcreteFundamentals,PhilM.Ferguson

地基基础论文范文第2篇

岩石和土壤的形成在其整个历史的存在,已经经受住了各种复杂的地质过程,因而具有复杂的结构和应力场的环境。不同类型的岩土性质往往是非常不同的,其区域的性质和强烈的个性。中国幅员辽阔,气候多样,各种特殊地质条件,例如:黄土,粘土,软土,红粘土,冻土等,特别是岩土地震作用将意味着很大的变化,如断层、液化。工程实践表明,岩土工程是一个非常实用的科学,还有许多未知的领域,需要深化研究的领域也很多。

有鉴于此,地基基础设计人员不可以认为有地质工程报告,规范的依据取得了数据。有了这些依据还远远不够,我们也需要一个强有力的理论基础和善于思辨能力,更加重视实际知识来源于实践。地基基础的设计方案不是唯一的,将各种地基及基础的处理方法和当地的实际、实践经验相结合,以获得一个更理想的解决方案。根据作者的工作经验,仅仅通过该方案建议地质报告提供的数据未必是合理的。由于许多地质报告,数据与实地描述不匹配,缺少实际地下水数据,结果报告不完整,图表数据混乱,数据是不真实的,关键问题交代不清的现象频繁出现,甚至出现欺诈行为。因此必须认真仔细分析,注重所提供的各项物理力学指标的正确性,注意所建议的地基基础方案的合理性及可行性是极其重要的。

以下两个例子可说明这一观点。某某住宅项目,单层均为11至15短肢剪力墙结构层的小高层建筑。地质报告建议采用大直径孔桩基础,桩承载的风化花岗岩层,但仔细分析后发现,现场水位较高,因此具有较高的人工挖孔桩降水的成本,且因户型原因也不易布桩。另外,挖桩需要穿越3m左右的卵石层。原建筑方案各单体仅设置半地下室,经分析,若增加一层地下室,不但可以保证基础埋深要求,而且可以将基础坐落于卵石层上,卵石层fak=260kpa E0=22Mpa。最后该项目采用了本方案,不但施工方便,而且取得了较好的经济效果。

某某工程,地质层报告给出的各层土的土壤承载力和实际开挖目测效果相差甚远,重新化验结果显示,承载力取低近一倍。这也显示了基础设计的另一个方面,必须有一流的岩土工程勘察,设计的调查试点,但也可以在基础设计消除事故发生前。

2应重视地基沉降计算的范围与要求

地基设计,包括强度设计和沉降计算两部分组成,地基的设计强度在不同条件下的设计强度可以提高和降低使用,但沉降值不低于地基沉降的允许值结算价值,这是一个非常重要的原则。根据合理基础设计计算与结算或测试结果来验证。沉降很小,可以不进行验算,例如端承桩基础, 及规范中给出的根据上部结构、地基土层分布形式、地基承载力等参数确定的只做强度设计的地基。另一种是对沉降没有严格要求的地基,例如一般路堤和砂石料等松散原料堆场地基等。

对深软土路基的建设来说,解决和差异沉降量控制是非常重要的。软基础施工事故发生的沉降或不均匀沉降过度,特别是不均匀沉降对建筑物造成的破坏最大。某工程深厚软粘土,厂房部分是一个独立的桩基,靠近客厅与框架结构,钢筋混凝土条形基础。设计时有意放大,没有做沉降验算,并以为没有问题,实际使用一年后,生活间明显下沉,,达到15厘米,而该工厂是几乎没有下陷,严重影响了使用功能。深软土沉降与工程投资是紧密相关的,需要增加投资,以减低结算,因此,解决合理控制是至关重要的。控制沉降的目的是确保安全,可靠,节省投资。因此,软土地基沉降检查是必要的,甚至比强度设计也重要。另外,相邻基础地基承载力变化大,有软弱下卧层的地基等等必须验算沉降。沉降计算中应注意以下几点。

(1)计算沉降的荷载只考虑静荷载及准永久荷载,而不考虑风荷载、吊车吊重,地震等瞬间荷载。所以计算地基承载力与计算沉降的荷载组合不同,这一区别规范中有明确规定,但在设计中却往往被忽视。

(2)注意对计算沉降点的地质资料分析,更要注意分析土层分布不均匀性及地下水位变化对地基差异沉降带来的影响。

(3)沉降计算中应力值只采用附加应力值,而自重应力随深度随深度增大自然形成的变形已经形成,不产生新的沉降量。

3 应充分考虑复合地基中褥垫的作用

随着地基处理技术的发展,复合地基技术作为加固地基的一种方法得到越来越多的应用。复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强或被置换。加固区是由基体(桩间土),增强体(桩)两部分组成的人工地基。复合地基中桩体和桩间土是共同承担荷载的。复合地基可分为三种:散状材料复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基。实践证明,在桩和桩间土顶部加一层砂性土褥垫可充分发挥桩间土的作用,使桩间土的承载力大大提高,避免了由于不考虑桩间土承载力而造成的大量浪费。

(1)保证了桩同承担荷载。由于桩的弹性模量远远高于桩间土,桩产生的沉降量比桩间土小,褥垫在压密过程中使用桩刺入垫层,将上部总荷载传到桩和桩间土上,此时桩间土承载力超前发挥而桩的承载力发挥滞后。

(2)一定厚度的褥垫可调整桩、土荷载的分担比。当垫层厚度大于等于1000mm时,即可保证桩间土承载力超前发挥,同时减少桩顶面的应力集中,使基础底面反力分布更均匀些。

(3)垫层厚度调整可使桩,土水平荷载分布比变化。当垫层厚度较大时,作用在桩顶和桩间土表面的应力相差不大,基础与褥垫材料之间的摩擦系数一般为0.25~0.45,故此天然地基抵抗水平力的能力增强因此褥垫作用对刚、柔性复合地基具有普遍意义,对节省工程投资有显著的效果。

4加强高程控制,防止基底超高

基底防水及其保护层施工中的柱高控制是十分重要的,经常因工作疏忽而出问题。有防水要求的地下室,多设计外水,即在基础底板下敷设防水层,即:基础垫层—找平层—防水层—防水保护层—基础底板。在土方开挖时,施工单位应根据找平层、防水层和防水保护层的做法控制槽底标高,验槽时请监理工程师计算复核。施工中如果忽略了上述三层厚度,就会造成防水保护层完成后基础底板标高超高,这种情况下其超高幅度一般在60mm左右(找平层15~20mm,防水层5~10mm,保护层30~40mm)。一旦出现上述问题后常用的处理方法就是进行设计变更,即调整地下室地面做法,减少其厚度;加强地下室顶板模板平整度的质量控制等,板底不再抹灰;提高±0.000标高等。

地基基础论文范文第3篇

关键词:软土地基勘察基础设计

近几年,经济的发展带动了电力建设迅速发展,同时由于国家“西电东送”工程的实施,苏北沿海地区新建了若干输变电工程。由于该地区地质分布有含水量大、压缩性高、承载能力低的软土薄弱层,对工程基础设计带来极为不利的影响,稍微地质勘察不详细或基础设计形式不对,都可能引起建筑物(构筑物)的过大沉降、倾斜甚至倒塌。

1工程案例及原因分析

案例一:在苏北沿海地区新建某35kV变电所,主变容量31.5MVA,变压器总重17000kg,主变基础采用长5米,宽3.8米,厚0.6米的独立基础,内配Ф12@150双层双向钢筋,基础埋深1.5米,下设100厚C10混凝土垫层。就在主变就位后的第二天发现,主变基础产生不均匀沉降,最大沉降达50mm,明显不利于设备安全运行,基础只得从新浇筑。新主变基础在独立基础下布置了八根12米石灰桩进行地基处理,主变荷载由复合地基承担。基础浇筑养护成功后主变重新就位,安装结束观测至今发现沉降很小。

案例二:同一地区,某在建220kV变电所,配电楼共二层,框架结构,基础采用12米Ф500(壁厚80)预制管桩,承台埋深2米,单桩设计承载力400kN。在静压桩时发现,桩达到设计标高时,压力表读数换算为桩承载力仅为300kN,而且桩最终贯入速度一直很快,这说明桩端未进入持力层,仍然处于软土薄弱层中。经设计、勘察、监理、施工等单位多方协同论证,反复研究,确定接桩方案,在原来12米桩基础上加接8米同型号管桩,后来做静载试验发现,20米桩能满足设计要求。

经分析研究,案例一工程主变基础沉降过大是由于地质勘察不详细引起的,勘察报告就没能详细反映该主变基础下的软土地基分布情况,由于潮汐对地下水位的影响,软土在含水量高时极易压缩变形,从而引起主变基础过大沉降;案例二工程处地基存在9米厚的软土层,由于设计上没有高度重视软土地基对桩基础承载力的影响,导致桩设计不合格。

2软土地基分布及地质特点

软土地基给工程上带来的事故、缺陷很多,要减少软土地基的危害,工程技术人员熟悉软土的特性就显得非常重要。所谓软土是在静水或缓慢的流水环境中沉积,经生物化学作用形成的饱和软弱粘性土。中国建筑工业出版社出版的《工程地质手册》称软土为“软土是指天然含水量大、压缩性高、承载能力低的一种软塑到流塑状态的粘性土,如淤泥、淤泥质土以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土等”。特征指标也做了如下表述:当天然空隙比e大于1.5时,称为淤泥;天然空隙比小于1.5而大于1.0时,称为淤泥质土。

几千年来,苏北地区由于黄河淤积和改道,大陆逐步东移,形成了以粉砂、粉土为主,中间夹以粉质粘土和淤泥质粉质粘土软土的地貌。根据工程地质勘察报告发现,苏北沿海地区海拔在1.5~4.5米之间,整个地面从东南向西北缓缓倾斜,软土厚度从3米至14米,地下水位受大气和潮汐影响,一般在0.5~1.5米之间。该地区地质分布土质的一些典型物理性质指标见下表。

表一:土体物理性质指标

土层

厚度(m)

天然含水量ω(%)

天然孔隙比e

压缩模量Es(MPa)

塑性指数IP(%)

液性指数IL

承载力fk(Kpa)

耕土

0.5~1

粉土

2.5

32

0.724

8.21

8.21

9.7

100

粉质粘土

1.5

33

0.928

4.34

4.34

13.8

90

淤泥质粉质粘土

3~14

40~55

0.899~1.348

2.57~4.12

9~14.5

1.22~2.49

60

粉土

4~9

27.3

0.767

6.23

11.0

0.6

140

粉土夹粉砂

未钻透

24

0.598

15.98

170

以上数据是经统计该地区几个变电所工程地质勘察报告而来,从表中不难发现,作为软土层的淤泥质粉质粘土埋深不深,但对不同的场地,该土土层厚度分布不均,这对建筑物和构筑物基础设计提出了较高的要求。

3处理措施及设计对策

3.1细心勘察,查清场地水文地质情况。

拟建场地勘察评价很重要,如若勘测点布置过少,或只借鉴相邻建筑物的地质资料,对建筑场地没有进行认真勘察评价,提出的地质勘察报告不能真实反映场地条件,勘察资料不准确,结论不正确、建议不合理,就会给结构设计人员造成误导。如淤泥质土、暗塘等没有被发现,会使新建的建筑物和构筑物发生严重下陷、倾斜或开裂。

沿海地区工程现场的地质、水文勘察调查宜包括下列内容:了解工程区的地形地貌特征、微地貌类型,地层成因类型、岩土性质、产状与分布概况,不良地质现象概况,地下水类型和分布概况,区域稳定性和历史地震背景和震情。查明海水的侵入范围、咸水(包括现代海水和古代残留海水)与淡水的分界面及其变化规律;潮汐对地下水动态的影响。只有认真研究地质资料,以数据说话,才能设计出切实可行的基础方案。

3.2认真研究、多方论证,确定最佳地基处理和基础设计方案。

苏北沿海地区地质是由于黄河淤积和黄海冲积而成,地貌属于淤泥质海岸,为我国淤泥质海岸分布最广、最典型的地区之一。淤泥质软土的存在对工程基础设计提出了更高的要求。淤泥质软土地基承载力低,压缩性大的特点,不易满足建筑物和构筑物地基设计要求,需进行地基处理。根据软土地基处理的原理和作用,根据多年一些输变电工程建设实践,可以采取以下简单易行、经济效益较高的软土处理方法。

(1).换土法

此方法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。当淤泥土层厚度在4m以内时,可采用挖除淤土层,换填砂土、灰土、粗砂、砾石、片石、卵石等办法进行地基处理,换填淤泥土层,提高软土地基强度,一般换填的厚度为30~100cm。换填土相对来说造价高,但可以节省工期。

(2).地基加固处理及桩基法

当淤土层较厚,难以大面积进行深处理时,可采用打桩的办法进行加固处理。当淤土层厚度小于5m时,宜打砂桩或石灰桩,通过吸水和排水来挤密淤土,使其孔隙比小于1,以达到一般地基要求;当淤土层厚度在5~7m时,宜打预制管桩至硬土层,设承载桩台;当淤土层厚度在7~10m时,宜打灌注桩至硬土层,设承载桩台;淤土层厚度在10m以上时,宜采用打悬浮桩的办法,挤密淤土层并靠摩擦承载。

(3).优化基础法

①扩大条基底面积,增设钢筋混凝土基础梁。可将条形基础浅埋,把基础设置在地基表层的密实土层上,从而避开淤土层,适当设置钢筋混凝土基础梁,增大基础的刚度,提高基础的稳定性和抗变形的能力。

②采用筏板基础或箱形基础。对小型建筑物可采用扩大基础底板的方法,如设计较薄的钢筋混凝土底板。对大中型工程,可采用空箱底板,即在不增加建筑物造价的情况下,用加大底板高度、减轻底板自重的办法来适应软土地基要求。

③采用合理的桩基础。钻孔灌注桩应用十分广泛,但因属隐蔽工程,成桩后质量检查比较困难,且由于软土的特殊性质,经常会出现一些缩径、断桩、桩身孔洞和“烂桩头”等质量问题。在潮汐地区,没有采取措施来稳定孔内水位,灌注砼时桩孔易坍孔,在该地区基础设计时应少使用;预制桩的承载力由桩端承力和桩侧摩擦力组成,由于软土不易固化,降低了桩的侧摩擦力,使桩在工程使用中不安全,因此该地区基础设计时也应少使用。根据施工实例统计,沉管灌注桩基础是沿海软土地区好的基础设计形式,桩设计承载力和施工成桩质量均好控制,对于沉管桩较能保证质量的桩长范围为Φ400mm在16m以内,Φ500mm在18m以内较合适,桩距最好在4d左右。

4结语

地基基础论文范文第4篇

1.1基坑支护形式

首先,在建筑地基与基础工程施工前要进行一系列专业的地质勘察,通过勘察充分掌握了解到地表下的管线脉络,分析所掌握到的相关数据信息。例如地基工程周围的环境、施工现场的地质情况、地基土坑的安全状况、地基坑的深度等等,根据施工现场的实际情况,科学合理的选择基坑支护的设计方案。基坑支护的主要形式可以分为以下几种:地表下连续墙支护、土钉墙(喷锚支护)、水泥挡土墙、钢筋混凝土排桩、钢板桩:型钢桩横挡板支护,钢板桩支护,具体选择的基坑支护形式可以根据实际情况多使用两种或两种以上的形式。在采用基坑支护的相关方式过程中,要全面认识到一些至关重要的因素,这些因素会直接影响到基坑支护的安全质量。因素大致可概括为以下几种:(1)基坑边缘的荷载;(2)基坑降水排水的措施;(3)选择机器类型;(4)开挖的顺序和深度;(5)进出车辆的道路;(6)基坑的相关监测。

1.2土方开挖

在进行建筑地基和基础工程施工前,要及时对土方的开挖位置进行全面的清除垃圾物工作,与此同时还要彻彻底底排除施工位置的电线和排水管道等设备,要想及时明确好施工现场的相关路线,边缘的坡度、排水渠和聚水进的方位,就要通过合理的勘探,科学的绘制出工程施工现场的平面图。对于施工现场的测量控制网,要满足相关的控制要求,无论是基线还是水位点都要在标准范围之内。在对土方开挖时,事先要确定好开挖的具体深度,深度较大时就要对土方进行分层的开挖。对于土方开挖的泥土运输问题,来往运输车辆要停在挖掘机工作的侧方,最大程度的降低挖掘机的运动幅度。如果开挖的基坑过大,挖掘机就要保证以之字形状的方式移动操作,同时挖掘机的大小直接决定了运输车辆的相关数目。

2.地基与基础工程施工质量与安全管理

2.1强化施工技术管理

在进行土方开挖的工作时,每道施工工序要符合施工标准,操作规范,施工技术达到相关的要求:比如要根据测定定位,抄平放线,根据施工场地的地质情况和排水状况选择开挖的方式和土方边缘的坡度大小,严格按照工程的施工顺序,从上而下、分段分层的去施工;根据观察测量基坑和水沟周围的地面情况,使用合理的排水方式,在进行降排水过程的环节时,要严格把水位降低到小于水槽底500m以下,同时在进行开挖基坑时要保护好地基土的完好无损,不受到很到的破坏,基坑边缘的荷载不能超出规定范围,在基坑周围上方堆土时,要保证与基坑边缘相距1.5m以上的长度。

2.2提高质量监督控制

建筑企业要根据国家的政策法规,建筑行业的质量鉴定体系,不断加强对建筑施工人员的综合素质教育,积极完善各项内部建筑规章制度,健全安全管理体系,全面提高地基与基础工程的现场施工管理水平。

2.3地基与基础施工安全管理

施工企业要不断加强地基与基础施工的安全管理,采用先进的机械设备和施工技术,加强对施工人员素质和专业技能的学习教育,优化施工人员的配置,合理安排任务,对任务完成的情况评价分析,任务完成的好坏直接与经济利益相挂钩。

3.结束语

综上所述,一个建筑工程质量的好坏离不开地基与基础工程施工的良好开展。地基与基础工程作为整个建筑工程最重要的基础工作,直接影响到日后建筑工程的安全稳定性。施工单位要充分认识到地基与基础工程施工现场管理的重要性,根据现场实际情况合理的采用基坑支护的方式,加强施工技术的管理,严格规范施工人员的操作,使地基与基础工程施工得到良好的保障。

地基基础论文范文第5篇

建筑中的基础是建筑物的一种下部结构,它的主要作用是将建筑物的荷载传递给地基,地基则是用来支承上部结构荷载。通常情况下,地基主要分为天然地基和人工地基两大类,其中天然地基的埋深度不大,一般只需要采用普通的施工技术就能够满足其要求;而人工地基则是在地质特殊的情况下通过特殊的施工技术手段来打造的一种基础形式,其与天然地基相比埋深较大,能够将大部分的荷载传递到深部坚实土层中。我国幅员辽阔、地貌复杂,不同地域的地质条件各有不同,因此其建筑的地基基础的施工方式亦多有不同。例如,在民用建筑的施工过程中,经常会遇到一些像软土地基这样的地质条件比较差的地基,这种地基的抗压能力和抗剪强度都比较小,并且透水性也不好,承载力更是不足2t/m2;而面对着这样的地质条件,施工人员在进行地基基础建设之时,就必须要对地基进行进一步加固,从而避免建筑物因地基沉降而发生倾斜甚至是倒塌。

1.1排水固结法

排水固结法是一种通过排水的方式令松散的土质自动产生固结的地基基础施工技术。排水固结之时首先应当在地基周围设置好袋装砂井及塑料排芯板,然后用水冲法或者沉管法形成孔,之后在孔内进行灌砂预压,从而利用真空加压迅速排除地基土质中的水,这样就能够迫使地基土快速固结,继而使土质的抗剪强度提高、沉降量降低、液化性能得到改善。排水固结法具有取材方便和施工简单的优点,比较适用于一些沼泽土、饱和粘性土、水力充填土以及淤泥地质的地基基础施工当中。

1.2换土垫层法

所谓换土垫层,指的就是清除掉原来地基中的浅层软土而采用砂石等强度较高的材料进行替换,这种方法能够有效提高地基土层的承载力,并减小土质的胀缩性及湿陷性,进而令地基不容易沉陷。在民用建筑的地基基础施工当中,通常都是采用素土垫层、砂垫层、碎石垫层等垫层方式,尤其是对于一些浅层软弱的土地基、季节性冻土地基以及湿陷性黄土地基等,这些垫层方法最为常用。

1.3化学加固法

化学加固法又分为灌浆法、喷浆法及深层搅拌法等,其主要是利用化学物质来将土粘结到一起,然后再通过一定的化学反应或者机械搅和来改善土质条件,从而提高地基基础的承载能力。目前化学加固法在民用建筑地基基础的施工当中已经越来越常见。

1.4碾压夯实法

碾压夯实法是一种比较常见的民用建筑地基基础施工技术,它主要是利用各种机械工具的强大夯击力而将地基土碾压夯实,从而提高地基土的强度、降低其压缩性、改善其液化性能,进而降低地基土的沉降量。碾压夯实法又包括有机械碾压法和振动夯实法两种方式,其中机械碾压法是利用压路机或者推土机等重型机器对松散的地基土进行压实,而振动夯实法则是利用电动机带动振动机械工作来对松散的地基土进行夯实。

2民用建筑桩基础施工技术

2.1静力压桩施工技术

由于通常情况下民用建筑都是建立在城市的居民住宅区,而如果是采用普通的打桩机进行打桩会产生很大的噪音,从而严重影响到附近居民的生活与工作,因此人们就发明了一种噪音较小的打桩技术———静力压桩施工技术。静力压桩技术主要是利用静压力将预制桩逐节打压进地基土的软土层中,它不但噪音较小,并且还能够大大节约钢筋与混凝土的使用量,从而降低工程成本,因此非常值得应用。

2.2振动沉桩施工技术

振动沉桩施工技术的原理是先在桩的顶部安装一个固定的振动器,然后令其产生振动而带动土层也受迫振动,从而使土层产生一定的收缩、位移,并减少与桩表面之间的摩擦力,进而使桩在振动力与自重的共同作用下沉入进土中。需要注意的是,在利用振动沉桩施工技术进行打桩时,应当先采用小距离的轻度锤击将桩沉入到土中的1-2m深度,然后再逐渐增大落距直至达到要求的高度,最后再进行连续锤击以达到要求的深度。振动沉桩施工技术比较适用于一些粘土、软土、黄土以及松散砂土地域的桩基础施工当中,它具有方法简单和设备简易等优点,并且不但能够大大提高民用建筑桩基础的施工效率,更还可以降低工程造价成本,可谓一举两得。

3民用建筑地基基础和桩基础施工管理措施

3.1加强管理意识

施工单位的领导人员及施工管理人员应当加强对施工管理工作的重视程度,认识到施工管理工作对民用建筑地基基础和桩基础施工质量的重要影响,并通过不断的学习来拓展知识层面、更新知识内容、提高管理水平,从而为民用建筑地基基础和桩基础的施工打下坚实的基础。

3.2完善管理体制

施工单位应当在民用建筑地基基础和桩基础施工的各个环节和各个步骤中都建立起一套科学和完善的规章制度,使其整个施工管理过程都有法可依、有章可循。同时,施工单位还应当建立起一套完善的竞争机制,从而改变不良的施工管理工作风气,促进各施工管理人员的工作积极性,进而令民用建筑地基基础和桩基础的施工管理效率得到有效提高。

3.3更新管理形式

一个先进有效的管理形式应当是在民用建筑地基基础和桩基础正式施工之前,施工管理人员先对其实际地形和土质进行详细考察、对其整个施工进度进行详细规划、对其实际施工材料、设备及人员等进行详细安排,然后再将其中的各要素与步骤一一列出,并标出重点环节,以及在实际施工过程中对施工人员的全施工过程进行实时监督和检查,力求不放过任何一个细节,一旦发现有哪里出现问题应当及时采取有效的措施加以解决和处理。

4结语

综上所述,只有通过更加先进的施工技术和更加科学的施工管理措施,才能够有效保障民用建筑地基基础和桩基础的施工质量,从而令工程项目的经济效益和社会效益得到大大提高。

地基基础论文范文第6篇

【关键词】既有建筑,地基基础,加固施工

中图分类号:TU4 文献标识码:A 文章编号:

一、前言

改革开放以来,我国的建筑行业取得了辉煌的发展成果,建筑施工体系不断完善,工程质量管理系统不断成熟,施工工艺不断得到更新,在此过程中,由于混凝土建筑结构独具的特点,混凝土建筑结构在建筑行业得到全面的推广运用。因此,加强对既有建筑尤其是钢筋混凝土结构中地基基础加固技术的研究和探讨,不仅仅是促进整个建筑行业进步的需要,也是促进施工工艺革新的客观需求,更是新时期下,坚持以人为本,建设社会主义和谐社会的重要举措,因此,加强对既有建筑地基基础的加固技术研究,有着十分客观的经济意义和社会意义。

二、对既有建筑地基基础进行加固的意义分析

1.这是保证建筑整体结构稳定性的基础措施,万丈高楼平地起,既有地基将会直接关系到整个建筑的安全性和稳定性,对整个建筑的稳定性有着十分重要的影响。但是,在既有地基基础施工过程中,尚存在着一些不成熟的地方,建筑工程的后期护理也难以做到规范化和标准化,因此,使得建筑结构的安全性和稳定性得不到保证,必须实施加固,保证建筑安全,提高建筑质量。

2.这是完善既有建筑地基基础加固理论的客观要求,既有建筑地基的加固技术具有复杂性,涉及到各种法律规范,施工标准,施工的材料设备等各个方面,虽然这种技术已经在世界范围内广泛运用,但是这种技术依然不够完善,理论不够成熟,基本上依然处在探索阶段。因此,加强加固技术的探讨研究,有助于完善加固技术理论系统,有着重要的意义。

3.这是保证建筑质量的重要举措,现有建筑物及构筑物常常因设计或施工的缺陷以及长期使用过程中的老化、破坏,甚至自然灾害造成建筑既有地基基础结构承载力不足、开裂以及抗震性能不良等,影响建筑物及构筑物的安全和使用功能,从而不得不考虑结构的修复加固问题。另外,结构设计规范也几经变动,原有建筑物及构筑物大部分己不满足现行规范的设计要求,必然存在一定的安全隐患,

4.这是保证建筑使用者切身利益的客观要求。伴随着建筑行业的快速发展,越来越多的建筑工程开始施工,房屋建筑的更新换代的周期也逐渐缩短,房屋建筑的稳定性和安全性将会直接关系到使用者的切身利益,对既有地基基础进行加固,不仅仅可以使得建筑的性能得到保障,也可以一定程度的消除很多的安全隐患,使得建筑的使用者能够安全使用,维护了他们的合法权益,体现出以人为本的思想战略。

三、既有建筑地基基础加固施工技术探讨

1既有建筑地基和基础加固前期准备

(一) 既有建筑地基和基础加固前,应先对地基和基础进行鉴定,方可进行加固设计和施工既有建筑地基和基础的鉴定、加固设计和施工,应由具有相应资质的单位和有经验的专业技术人员承担。

(二)对于相关建筑的处置

对地基基础加固的建筑,应在施工期间进行沉降观测,对重要的或对沉降有严格限制的建筑,尚应在加固后继续进行沉降观测,直至沉降稳定为止。对邻近建筑和地下管线应同时进行监测。

(三)既有建筑地基和基础加固的施工人员应掌握所承担工程的地基基础加固目的、加固原理、技术要求和质量标准等施工中应有专人负责质量控制,并进行严密的监测,当出现异常情况时应及时,会同设计人员及有关部门分析原因,妥善解决。

2. 复合注浆法

(一)注浆钻孔施工。对桩基的桩身缺陷或桩底持力层缺陷进行加固时,先采用地质钻机在桩中进行钻孔抽芯或在桩侧进行钻孔,对桩身缺陷加固时需在桩中钻孔抽芯至缺陷位置以下1m左右,对桩底持力层缺陷加固时需根据设计桩底持力层要求从桩中或桩侧钻孔抽芯至完整持力层以下3m左右。钻孔孔径一般开孔为110mm或101mm,终孔直径为101mm或91mm,钻孔垂直度保证小于1%。

(二)建立孔口注浆装置。注浆钻孔施工完成以后,在注浆孔口建立注浆装置。孔口注浆装置采用预埋设的方式固定在桩顶注浆孔口,采用水泥浆将孔口装置与钻孔之间的间隙固定密封。

(三)采用高压旋喷方式喷射清水进行冲洗扩孔。

(四)采用高压旋喷注浆方式进行注浆。按要求进行清水喷射洗孔和扩孔后,再采用高压旋喷注浆方式进行旋喷注浆。将注浆管分段下入孔底后,从下而上进行旋喷注浆,旋喷注浆一般采用单管旋喷注浆方式。

(五)采用静压注浆方式进行注浆。高压旋喷注浆结束后,利用孔口注浆装置封住孔口进行静压注浆。静压注浆开始时采用较稀的浆液和较低的注浆压力,随后逐渐增加浆液浓度及加大注浆压力,直至设计注浆量和注浆压力为止。一般静压注浆在浆液终凝前需进行2~3次灌注。静压注浆可以采用单液也可采用双液注浆。

(六)封孔。静压注浆结束后,若注浆孔口冒浆,需对孔口进行封闭处理,防止浆液流出;若注浆结束后孔内浆液有流失,需补灌浆液到注浆孔内浆液饱满为止。

3.树根桩法

树根桩是一种小直径钻孔灌注桩。通常采用钢管导向冲击成孔,亦可直接采用回转成孔,成孔直径100~250mm,根据成孔直径的大小,可放入一根钢筋或多根钢筋,也可采用钢管,成孔后,将配制好的砼灌入孔内,最后成桩。由于树根桩可以任意角度倾斜,形态似树根故而得名。它的突出优点是能够最大限度地保持结构物与地基之间原有的平衡状态,保证在加固地基的同时,又不破坏地基土对结构物的支撑作用。

(一) 桩径宜为150~300mm,桩长不宜超过30m,桩的布置可采用直桩型或网状斜桩型。

(二) 树根桩的单桩竖向承载力可通过单桩载荷试验确定,也可按《建筑地基基础设计规范》有关规定估算,尚应考虑既有建筑的地基变形条件的限制和桩身材料的要求;对软弱地基,主要承受竖向荷载时钢筋长度不应小于1/2桩长,主要承受水平荷载时应全长配筋。

(三) 树根桩设计时,尚应对既有建筑的基础进行有关承载力的验算。当不满足上述要求时,应先对原基础进行加固或增设新的承台。

四、关于既有建筑地基基础加固设计施工的建议

1.要做到科学设计,从既有建筑的现实状况和整个建筑地基基础使用的实际出发,实地勘察,精密测量,采集第一手相关的地质地貌,施工高度,施工难度等一系列的客观数据,保证数据的真是完整性,采取科学合理的设计方法,选择合理的加固方法,制定严格的施工规范,做好各种加固施工前的准备,比如对器械工具,人员的准备。

2.要采取先进的技术设备,对加固施工的各种机械设备做出科学选择,保证机械设备稳定安全,同时,要加强对加固材料的选择,采购质量管理,选择符合我国国家质量标准的材料,杜绝假冒伪劣产品,从材料商保证加固的质量。同时,严格执行材料使用制度,规范科学合理施工使用,避免浪费,做到物尽其用。

3.要对整个加固工程设计施工都进行全程监控,实施全面的质量管理监督。加强对管理人员的管理技能的提高,培养其负责的工作态度,安装先进的监控设备,加强对施工人员的施工规范性指导和管理,从施工细节到全局的施工进度,加固后的护理修缮,都做出细致全面的监控,保证质量的高标准。同时,要做好加固后期的定期实施路桥维护,管理。全程管理控制,保证加固的质量,提高整个交通网络中的路桥使用寿命和安全性能。

五、结束语

既有建筑地基是保证整个建筑稳固性和安全性的基础性工作,做好既有建筑地基的加固工作,将会对整个建筑的稳固性和安全性有着深远的影响。对既有建筑地基的加固施工既关系到整个国民经济的发展,又关系到居民生活方式的改变和生活质量的提高,因此,通过加固技术的研究,在建设施工过程中,充分考虑到各种项目工程的实际情况,根据不同的建筑结构构件特点,科学制定施工方案,合理选择加固方法,严格遵守各种施工标准和施工规范,采用先进科技和先进施工工艺,促进加固施工的规范化和标准化,提高整个既有建筑地基的加固效果,增强其稳定性和安全性。从而为确保建筑使用者的切身利益。

参考文献:

[1]潘卫成,夏群策,既有建筑地基基础加固施工技术[会议论文] 2006 - 第九届全国地基处理学术讨论会

[2]卜良桃,蒋爱民,某住宅楼地基基础综合加固[会议论文] 2002 - 第六届全国建筑物鉴定与加固改造学术会议

[3]张琦琦,高压旋喷注浆法加固已有建筑物地基[会议论文] 2009 - 中国建筑学会全国复合地基学术会议

[4]吴铭炳,戴一鸣,林颖孜,王文辉,基坑加深的加固措施及其效果[会议论文] 2010 - 中国建筑学会地基基础分会2010学术年会

[5]蔡明辉,李巧军,延平楼地基基础综合加固技术[会议论文] 2004 - 第七届全国建筑物鉴定与加固改造学术会议

地基基础论文范文第7篇

【关键字】房屋建筑地基基础施工技术应用

中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:

一、房屋建筑地基质量的施工特点

保证房屋建筑地基质量的基础是要进行认真、科学的地址勘探工作,其特点如下:

对房屋地基的勘探要客观、准确

因为我国幅员辽阔,不同地区的地址特点差异十分巨大,比如:同样是北方,东北主要是软黏的黑土,而西北沙土更多些。所以针对这种情况,在进行房屋建筑施工前必须对当地的地质特点进行客观、科学、合理、准确的勘探,并及时记录真实的勘探结果,确保设计人员能全面了解要施工地区的实际土质条件。

2.对房屋整体施工的设计要科学、合理

设计者要根据当地的特殊地质条件,结合房屋建筑要求,通过精确的计算、分析,合理选择施工方式、施工步骤和房屋结构,确保高质量房屋建筑的落成。建筑地基的设计工作是建筑整体施工的重要部分,地质勘查人员、设计人员和施工单位必须共同对地基设计的科学性、安全性、合理性做出会商。首先,勘查人员要对具体的地质构造、土压力做出准确判断和计算;设计人员根据勘查报告进行具体设计,并有权对勘查报告中的数据进行质疑,要求二次勘查;施工人员在建筑地基具体施工时,可根据具体施工时的进度、状况随时要求设计人员对房屋建筑的设计方案进行详细的反思,对出现的问题共同协调解决。

二、房屋建筑地基基础工程施工技术的应用

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,则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同,但由于土质或荷载的原因,需要采用满铺的片筏形基础。片筏基础有地基接触面广的优点,但与独立基础相比,它的造价要高,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能力。如果地基非常软弱,且建筑物较高的情况下,则需要采用片筏形基础,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土地基上。

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冲填土、杂填土或其它构成的地基,那么在勘查时应查明软弱土层的均匀性组成,分布范围和土质泥沙,根据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重量,假设它均匀的分布在全部面积上,从而得到平均的荷载,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,建议采用片筏基础,如果介于在二者之间,则用桩基。一般情况下采用桩基的情况较多。

2、地基基础施工技术与措施

当地基土质为淤泥,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度料等杂填土,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,建筑地基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;如果地基上欠固结土、膨胀土,湿陷性黄土,则选用适当的增强填土地基加固措施的施工工艺。

房屋基础处理方案应根据工程地质和水文地质条件,建筑物型式与功能要求,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裂度等综合考虑,选择合理的基础型式。结合该房屋地基的实际情况,地基较差,荷载较大,为增强建筑物的整体性,减少不均匀沉降,同时满足地基沉降要求,可以采用桩基或人工处理地基,但人工挖孔桩适用于地下水位较深,而持力层以上无流动性淤泥质土者,因此采取桩基础作为建筑的基础比较理想。

三、常见建筑地基施工方法

1、强夯法

在采用强夯法时,首先要进行准确的测量定位。在操作上,应由施工单位试夯,确定夯点布置图,并逐一测放夯点位置。在进行强夯前,事先要用推土机预压2 遍,才能保证场地平整,再对场地高程进行测量,夯点布置测量放线控制确定点。如果遇到地下水位较高的情况,则使用降低地下水水位的策略。或在表面铺设0.5~ 2.0 m厚的砂石垫层或中粗砂,从而有效防止施工设备以及基础下陷和减小夯实带来的超孔隙水压力。

此外,要采用分段施工的方式,坚持以一边夯向另一边或以边缘夯向中央的顺序。在处理地基时先夯实一遍,用推土机整平场地,并进行放线定位后即可接着进行下一次夯击。一般来说,强夯法的加固是顺序是:先深后浅,也就是先加固深层土,然后加固中层土,再加固表层土。在夯完一遍后,通常要以低能量再满夯一遍,假如条件允许,用小型夯锤击为最佳。另外,在夯击时必须要按照试验确定的实验数据,落锤应保持平衡,保证夯位准确,但是如果夯击坑内有积水的现象,必须要及时采取措施予以排除。如果夯击地段含水量过大,先要铺一层砂石,然后再进行夯击。每一遍夯击完成之后,都要用周围的土或新土将夯击坑填平,再开始下一遍夯击。

2、注浆法

当采用注浆法进行施工时,是硅化加固了的土层,通常要保留厚度约为1 m的不加固土层,以防止浆液上冒,必要时还要打灰土层或夯填素土。在一般情况下,灌注时浆液的压力

应控制在0.2~ 0.4 MPa(始)和0.8~ 1.0MPa(终)的范围内。对于土的加固程序:一般要坚持自上而下的原则,但是如果越往下土的渗透系数越大,则应改为自下而上。此外,还要经常抽查浆液里的配比和性能指标、孔径、注浆孔位、孔深注浆的压力值要求等,并对检查结果进行审核。除此之外,还要及时在编好号的孔位平面图上对已注浆孔标记并且注明钻孔日期。在施工过程中,要特别注意避免出现漏孔的情况,如果出现问题,必须立即停止注浆并查找原因,调整注浆参数。

结语

施工技术的措施直接影响工程质量和成本。在实际施工中应该结合工程的气候条件、工程结构状况、工期紧迫程度等因素,采取相应的施工技术对策,才能有效地应对施工问题,保证工程的进度及工程质量。如果不提前做好应急对策,以及制定出合理的施工流程和施工工艺,就会影响工程的质量、进度。合理的施工技术和施工流程是保证工程质量的前提。

【参考文献】

[1]洪海平建筑地基基础施工质量控制要点[期刊论文]-中国新技术新产品 2011(03)

[2]蔡志锋;纵岗;丁伟;赵良地基与基础工程施工中应注意的几个问题[期刊论文]-农村经济与科技 2010(01)

[3]丛岩地基处理与基础施工的主要内容分析[期刊论文]-黑龙江科技信息 2012(03)

[4] 刘贤智;地基基础工程的探讨[J];林业科技情报;2010 年03 期

[5] 张国强;;房屋建筑工程中地基处理施工技术的探讨[J];科技传播;2011 年16 期

地基基础论文范文第8篇

关键词:地基基础;检测;探讨

中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:

1 地基基础检测中常见的问题分析

1.1对检测机构缺乏规范性管理

目前,我国的建筑工程检测机构具体分为两部分:其一是国家指定的检测机构,其二是中介检测机构。由于检测机构的不统一,致使在具体的检测流程存在诸多问题,给工程质量埋下的隐患。如,压价、垄断经营等常有发生。个别的检测单位,为了适应残酷的市场竞争,甚至出卖检测资质,或将空白的检测报告出售给无检测资质的单位及个人,这些现象都对工程检测的质量产生了极大的影响,因此,必须对检测机构进行规范化管理,从根本上杜绝这些现象的发生。

1.2地基基础检测工作存在安全隐患

近些年来,在地基基础检测工作中人身伤亡事故频发,原因在于地基基础检测与建筑施工是交叉进行作业,所以,致使地基基础检测人员身处的工作环境较差,安全隐患较多。例如,在地基基础检测工作中一般都应用声波投射法、低应变法、轻型动力触探法等方法,由于这些检测方法都是在施工过程中交叉进行的,因而从很大程度会给检测人员的人身安全带来隐患,因此,在使用各种方法进行检测时,必须有相应的安全防护措施。

1.3检测结果欠缺精确性

主要表现在以下3个方面:

1.3.1 某些单位没有编制周详的检测方案与计划,或编制的检测方案较为简单,未能对检测作业起到良好的指导作用;

1.3.2 应该引用或反映的资料不全面,所得数据不准确,致使检测结论过于简单或含糊了事;

1.3.3 没有按照相关规范进行检测,导致原始资料涂改严重,未能给予足够的观测时间,极限基本值与承载力标准值判断不准确,具体操作不规范,从而导致检测结果存在较大误差。

1.4检测人员综合素质有待于提高

由于建筑工程质量检测机构内部未建立健全内部管理制度,对于检测人员的管理较为松散,致使检测人员的整体综合素质不高,甚至有些不具备相应专业技能职称及技术水平的人员也参与到检测工作中,使其在不能严格执行相关规范要求的情况进行作业,致使检测资料和结果欠缺科学性、严密性、规范性。

1.5 地基基础检测过程有待于进一步加强

对于地基基础检测工作需要加强过程管理和控制,每个检测单位和施工单位都对基础检测工作有明确的规划和设计,但是更多的是重视检测的结果,忽略了地基基础检测的过程控制。过程控制环节的弱化,有可能导致数据收集的可行性、科学性大打折扣,对于施工单位的下步施工完成准确判断会产生相应的影响。比如,有的地基基础检测报告有关重要数据的出具没有施工方、监理方的双方签字确认,导致地基基础出现质量问题的时候产生一些矛盾和纠纷,可见现场加强监督和管理的重要性。有的检测单位工作人员由于业务知识不过关,安全操作的意识不够强,对于现场检测的危险系数没有有效估算,导致存在一些检测安全隐患。

1.6 地基基础检测报告有待于进一步完善

通过实地调查访问得知,当前地基基础检测市场需要完善的地方,不仅在于检测技术手段方面,有的时候检测结果出来了,但是检测单位工作人员在出具检测报告时存在一些不严谨、不规范的情况。比如,有的检测单位出具的检测报告没有严格按照国家有关规定和标准来撰写,有的所引用的国家的检测标准已经过期,不具备可操作性和参考价值。有的检测报告所罗列的专业术语不符合要求,或者已经被禁止使用,降低了检测报告的严谨性。有的检测报告计量单位的使用不统一、不规范,导致施工单位使用检测报告的时候无所适从。在检测报告的最关键部分就是报告的结论和结语部分,有的表述不准确,甚至低应变测试仅适用基桩桩身完整性检测,检测结论存在多处的错漏和矛盾,导致检测报告规范科学性大大降低。

2 解决地基基础检测常见问题的对策

2.1建立健全市场监督约束机制

首先,应强化合同管理,可充分利用合同审查备案制度,加强对市场不正当行为的约束能力;其次,通过政府有关部门,对检测市场进行规范化管理,对一些扰乱市场正常经营秩序及检测水平较差的机构,可吊销其检测资质。同时,还需加大对恶性竞争单位及个人的打击力度,一经查实应给予严厉惩处,以此维护检测行业的健康有序发展。

2.2制定地基基础检测的安全防护措施

由于在地基基础检测过程中会存在着诸多危险因素,严重影响了地基基础检测工作的安全性、准确性,所以必须制定安全防护措施以确保检测工作的顺利进行。首先,制定切实可行的安全操作规章制度,并进一步完善与落实安全管理责任制,将责任落实到部门、落实到个人,以此形成安全生产保障体系,从而有效地预防地基基础检测过程中存在的安全隐患;其次,对从业人员进行安全培训,提高安全防范意识及防范技能;再次,在地基基础检测前,按照开工安全验收制度对检测作业的现场进行严格的开工前检查与验收。在地基基础检测过程中,配备安全巡查员,重点巡查作业人员操作是否规范,是否处于安全区域,作业环境是否安全等。

2.3地基基础检测应以相关的技术规范为依据

JGJ106-2003技术规范详细准确的对各类检测方法之间的关系和适用范围加以规定,并且还对各种方法同时使用的具体关系进行了强调,是目前体系比较完善的技术规范,因此笔者建议在对地基检测中,应以此规范为主。同时,还可以参考GB50007-2002和GB50202-2002这两个规范中的相关规定进行检测。桩身的质量通常都是本身承载力决定的,承载能力强,则桩基稳定性高,承载能力低,则会导致桩基稳定性差。目前,对桩基质量的检测通常都是通过静荷载试验来检测的。若施工场地对做静载试验有一定限制时,可采用深层平板载荷试验进行确定。

2.4 加强对人工挖孔桩基础地基的检测

人工挖孔桩基础地基有其特殊的地形地貌限制,通常是在河流高地或丘陵地区施工,主要原因是基岩与覆土具有较为显著的差距和区别,能够比较容易实现持力层的鉴别。与此同时,也存在例外情况,如果施工过程中发现风化程度不均匀的岩层,对于相关工作就提出了更高的要求,需要极为审慎地判断如何才能实现桩端持力层的最佳优化配置。建议在施工过程中,充分考虑上述这些不可抗拒的因素,将施工条件的最不利因素考虑进去,确保基地基础检测的准确无误,保障地基基础施工的万无一失。针对复合型的地基更加注重基础检测,要坚持因地制宜的工作原则,及时根据地形条件的复杂情况进行调整。要坚持严格标准的工作原则,对于已经完成的检测,必须进行相关的监督和复检,真正尊重检测结果,如果检测结果不符合相关规定,要及时提出修改的意见建议,确保地基基础施工质量符合要求。

2.5 全面提高检测人员综合素质

地基基础检测人员的从业素质和职业道德素质高低直接关系到检测工作的质量和水平,所以必须把全面提高检测人员素质作为一项重要的工作加以落实。对在岗的检测人员进行定期或不定期的专业培训,包括2方面内容:

2.5.1 关于检测人员的技术水平的培训,使其掌握与检测相关的法律法规、指导文件、规程等,学习先进的检测技术,不断提高其整体技术素质;

2.5.2 关于检测人员的思想教育,增强检测人员的安全意识、责任意识、质量意识、道德意识,这样才能保证检测人员出具客观、真实的检测报告。

3 结束语

地基基础是建筑的根基所在,其承载能力能否满足设计标准直接关系到整体工程施工质量,影响建筑投入使用后的安全性和可靠性,而地基基础检测工作是验收地基基础质量是否达到设计要求及安全标准的重要环节,必须引起有关部门的高度重视。近年来,随着我国检测领域的不断发展,使得地基基础检测技术日趋成熟与先进,对于规范地基工程的检测工作,提高地基基础检测数据质量具有重要意义。但是在实际操作中,地基基础检测工作还存在着一些不容忽视的问题,严重影响了检测工作的质量和效率,从而也为确保整体工程质量带来了一定负面影响。因此,本文探讨地基基础检测中的常见问题及解决对策,对于提高检测工作有效性,保证检测数据准确性具有重要意义。

参考文献:

[1] 王耀禧. 桩基与地基质量检测中注意的几个问题[A]. 2010年全国桩基检测技术研讨会暨16届PDI用户会议论文集[C],2010.

[2] 刘进波. 浅谈地基基础检测应注意的一些问题[A]. 2010年全国桩基检测技术研讨会暨16届PDI用户会议论文集[C],2010.

地基基础论文范文第9篇

关键词:地基基础工程;房屋建筑;质量控制;

中图分类号:O213.1文献标识码:A 文章编号:

1、引言

地基基础工程是房屋建筑施工中非常重要的一部分,如果这一工作做不好,则很容易导致种种的问题,对人们的生命财产安全带来很多不利影响。但是,这一工作涉及面较广,而且具有一定的隐蔽性,因此,对于我们的施工人员而言存在一定的难度。基于此,对于地基基础工程施工技术具有一定的实践意义。

2、现代房屋建筑地基基础工程的特点

了解现代房屋建筑地基基础工程的特点能够帮助我们更好的进行施工,根据笔者的经验,其特点主要可以总结为以下几个方面:

(1)复杂性

这主要是由于我国的整体特点决定,我国复员辽阔,这就会使得施工的地质存在很大的差异性,比如在施工过程中我们可能遇到淤泥质土、冻土、杂填土以及季节性冻土等地质条件。加之我国有属于地震高发型的国家,这也会加重地基基础工程的难度,给我们的施工人员带来一定的挑战。

(2)多发性

地基基础工程施工时,由于设计或者施工中不恰当而导致的施工事故常有发生,这些事故的多发性往往会极大地加重我们工程的成本。

(3) 潜在性

由于在地基基础工程施工的过程中,前一道工序很有可能会被后一道工序覆盖,这就使得我们的施工中具有隐蔽性,进而会导致很多潜在的安全隐患。正是基于这一特点,所以我们在施工的过程中务必要做好对于隐蔽项目的验收工作。

(4)严重性

当我们的建筑在使用之后,一旦地基基础工程出现了问题,这对于我们来说是没有办法进行补救的,因此,它所产生的损失要远大于投入的成本。而且导致地基基础工程出现问题的环节比较多,无论是勘察设计,抑或场地选择,还是施工控制,每一个环节的问题都可能会引起地基失稳,而且这种问题一旦出现就是建筑工程中最为严重的事故,不仅会产生很大的经济损失,严重时人们的生命安全也会受到威胁。此外,由于地基中一旦有局部的破换,它的扩散速度是非常惊人的,会使得我们无法对其进行有效地预防,这也会加重其严重性。

(5)困难性

地基基础工程的事故发生的原因有很多,相对于其他事故处理,这就增加了其处理的困难性。根据笔者经验,一般这些难度来自于以下几个方面:由于工程处于地下,所以在处理的过程中,操作的难度必然会增大;地基基础是整体建筑荷载的承受者,如果对地基基础进行处理的话,必然会给其上部结构带来一定的影响,这一点针对已交付使用的建筑来说凸显的更加明显,一旦处理不好,则容易导致连锁反应。

3、现代房屋建筑地基基础工程的技术要点

针对地基基础工程的特点,我们在工作中要注意勘察、设计以及施工三个方面的技术要点。

3.1工程勘查

工程勘察无必要保证其准确性、全面性。一个合理的报告应该可以对建筑工程施工场地的地质、水文等情况进行准确的描述。在我们的工作中,首先,要全面了解施工周边的各种条件。在这个过程中,应注意结合建筑工程的特点及要求,然后合理的确定勘察任务。勘察是为我们建筑施工提供参考资料的重要工作,切忌出现忽视、造假的情况。在一点针对软弱地基等特殊情况的地质条件尤为重要。

其次,对于钻孔深度的选择是勘察的一大重要工作,在选择时,要以设计的要求来确定钻孔的深度。如果出现不符合要求或者达不到桩所坐落的土层的情况,我们则无法对地基的沉降进行有效地计算,这样就很难满足地基基础设计的要求。此外,由于钻孔机探坑布点过少的话,或者钻孔的深度不足,也会使得不能表达出土的不均匀性和层理的不一致性,这也会给我们的建筑工程带来很大的危害。

3.2 设计方案

在我们的地基基础过程中,设计一改遵循使用的要求、符合结构形式以及地质条件,并基于具体的情况。当然在设计的过程中,在确保建筑质量的前提之下,我们还要考虑到设计的经济性。

设计时,要慎重的对待勘察报告所提供的地基承载力建议值,在此基础上,对实际的土压力进行计算,如果对建议值有所怀疑的时候,应立即进行荷载试验以对其进行验证。此外,当地基基础工程的场地为天然地基时,要对地基承载力进行复核,以确保其合理性。如果出现地基较大沉降或者倾斜的情况,要立即停止施工,然后查找原因以制订必要的措施,避免安全事故的发生。

3.3地基基础施工

在地基基础施工的过程中,技术要点有以下几个方面:

首先,要根据具体的地质条件采取很力的措施。比如,如果地基土是淤泥,且其上层的土层又比较薄,则我们在施工中要采取相应措施以避免淤泥和淤泥土的扰动。在我们措施的选择中,要注意结合地质条件、水文条件、设计要求、周边环境以及材料供应等因素,在进行统筹考虑以后进行择优采用。

其次,在处理地基的时候,应加强其局部结构的刚性及强度,这样才能增大建筑物对地基不均匀沉降的适应能力。当我们已经确定处理方法的时候,还要进行合理的测试。此外,在地基处理之后,建筑地錾变形要符合相关要求。 一般来说,我们较多使用的地基处理方法可以分为以下几个方面: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。

在处理方案的选择上,还要结合地质条件、水文条件、建筑物的形式、建筑物的功能要求、荷载大小、荷载分布、相邻建筑基础情况、施工条件以及材料供应等因素。

第三,要根据具体情况选择使用是否人工处理地基,比如,针对地下水位比较深且持力层之上没有流动性淤泥的土质条件,我们则不应使用人工处理地基,而是选取桩基础比较合适。

第四,在施工时,我们要对超长结构的影响进行充分考虑,当增大结构伸缩缝间距或者是不设伸缩缝时,要做好相应措施以防结构开裂。其中减少混凝土收缩不利影响是最为常用的方法,因此,我们普遍设置施工后浇带。当设置后浇带还不能解决问题的时候,可以使用补偿收缩混凝土来对其进行补充,在这个过程中要合理布置膨胀加强带,并确保混凝土原材料的质量和微膨胀剂的配合比准确。

第五,如果使用天然基础,埋深一般应大于裙房基础埋深至少2m,当不符合这项要求的时候,要计算好建筑工程的稳定性,并与建筑的架空层贯通,期间设置沉降缝,基础埋深基本相同,沉降缝间采用硬质材料填充。如果这一工作做不好的话则会出现高屋建筑层与地下架空层互质问题,这会使得在使用建筑物时,出现沉降缝两侧墙开裂,进而导致渗漏的情况。

4、结语

研究现代房屋建筑地基基础工程施工技术,进而保证现代房屋建筑地基基础工程的质量具有非常重要的意义。但是做好这一工作对于我们的要求比较高,这就需要我们加强自身的学习,对于工作中的先进方法要善于总结、善于思考,只有这样才能切切实实的做好这一工作。笔者相信,随着我们技术的不断提升,未来,我们在这方面一定会达到更高的水平。

参考文献

[1]王凤亮;;房屋建筑工程中地基处理施工技术的探讨[J];现代装饰(理论);2011年02期.

[2]张国强;;房屋建筑工程中地基处理施工技术的探讨[J];科技传播;2011年16期.

[3]黄凤清;;人工挖孔桩在施工中几个特殊问题技术处理[J];铜业工程;2009年04期.

[4]刘贤智;地基基础工程的探讨[J];林业科技情报;2009年03期.

[5]建安;地基基础工程质量问题严峻建设各方必须协力共同保证[J];工程质量;2009年05期.

[6]乔全来;金晓艳;;地基基础工程质量问题基本特征分析[A];河南省建筑业行业优秀论文集(2006)[C];2006年.

地基基础论文范文第10篇

关键词:框架结构;上部结构刚度;地基沉降值;复合地基

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

中图分类号:TU398+.2文献标识码:A 文章编号:

一、概述

随着我国国民经济的快速增长,各种工程建设得到迅猛发展,高、新建筑日益增多,大量的建筑物不得不建在具有不良地质条件的地基上。建筑工程由上部结构与地基基础两部分组成,上部主体结构的安全与否,不仅取决于自身各种构件的强度,同时还受地基基础变形的影响。而地基基础的设计又要充分考虑上部结构的刚度问题,不同的上部结构形式对地基基础变形的适应能力不同的[1]。常规设计方法与实际受力情况有一定的差别,实际地基压力分布是受到上部结构刚度以及地基基础刚度作用影响的。通过收集工程资料,本论文将在满足安全性的条件,运用PKPM软件针对框架结构采用不同基础形式及是否上部结构刚度影响的复合地基的反力分布规律、沉降规律和弯矩变化规律进行对比分析,为研究建筑沉降及地基优化设计提供一定的参考。

PKPM的JCCAD软件对整体性基础(如交叉地基梁、筏板、桩筏和桩基础)采用了多种方法来考虑上部结构刚度的影响。包括:上部结构刚度凝聚法,上部结构刚度无穷大的倒楼盖法,上部结构等待刚度法[2]。

二、工程实例

1.工程概况

某员工宿舍楼为5层,长50.40米,宽16.20米,框架结构。工程地质资料如下:

表 1.1土层参数表

2.PKPM设计计算步骤

(1)PMCAD的输入及TAT-8计算梁、柱。

首先布置轴网并根据规范布置柱、梁。根据轴压比,初步估计本工程柱为500×500,根据规范估计梁尺寸,分别为350×750,250×450。接下来定义楼层(层高3.6米,板厚100),输入荷载(根据建筑荷载规范GB50009-2001)以及设计参数——包括本工程的总信息,材料信息,地震信息,风荷载信息等。最后进行楼层组装并保存。

图1.1某员工宿舍标准层布置

进入结构楼面布置信息,在此可以进行楼板开洞,修改板厚等。接下来进入楼面传导计算,该计算可以生成各层荷载传到基础的数据。

(3)JCCAD计算。

首先,地质资料输入,即将勘察院提供的各土层的物理参数输入。点击“土层布置”,将会出现土层参数表,因为此工程共有六个勘探点,各点参数均不相同,所以在“输入孔位”菜单中输入六个点,并对这几个勘探点参数进行修正。

在“参数输入”里,将地基承载力特征值改为勘察院提供的土的承载力特征值110kPa。

接下来运行菜单,点击读取荷载,此工程要读取TAT荷载,目标荷载分为三种情况:标准组合用于承载力设计;基本组合用于基础设计;准永久组合用于沉降计算。则此工程选择基本组合。

最后进入菜单,点击“自动生成”,将结构全部选中,进行基础碰撞检查。由于地基承载力小,可能产生的基础会很大,所以软件提示会进行多次碰撞检查,直到满足地基承载力要求。本工程独基尺寸最大达到了6200mm×6200mm,许多学者和设计人员都认为柱下钢筋混凝土独立基础不宜取过大的截面尺寸,从经济角度考虑,应该采取地基处理,提高地基承载力从而使得独基尺寸达到合理的范围,此工程经过反复计算,当地基承载力特征值达到180kPa的时候,最大基础尺寸为4800mm×4800mm,此时合理,所以需要进行地基处理,处理后地基承载力特征值为180kPa。如果冲切高度过大,应该考虑提高混凝土强度等级,以达到减小基础冲切高度的目的。这样即使控制基础底板最小配筋率,配筋面积也不至于大得不能接受。如果仍然不合理,就应该考虑工程设计柱下钢筋混凝土独立基础是否合理,是否更换基础形式。做完后结束退出。

最后,运行菜单,计算参数参看《建筑地基基础设计规范》GB50007---2002[3]。运行“沉降计算”,选择TAT荷载,可以查看其荷载图、沉降图和数据文件。

三、输出数据文件及图形文件分析

1、实际工程输出图形及文件分析

图1.2框架结构沉降等值线图(单位:毫米)

图1.3 B轴沉降剖面图(单位:毫米)

图1.4 3轴沉降剖面图(单位:毫米)图1.5 5轴沉降剖面图(单位:毫米)

通过以上图形分析可知:独立基础沉降图表现为四个角部处沉降最小,中间部位最大,所以进行地基处理及沉降分析时,应有的放矢。由于软件存在缺陷,框架结构只能输出沉降数据,无反力及弯矩数据输出项。[4-5]

2、不考虑上部结构刚度影响下筏板基础对于不同结构形式工程分析

将框架结构工程的基础改为采用筏板基础进行分析,筏板厚度与原基础的高度相同。暂不考虑上部结构刚度的影响。所有输出图形文件的横纵剖面的原点均为A轴与1轴的交点,不包括筏板出挑。

(1)沉降

图1.6框架结构沉降等值线图(单位:毫米)

采用独基,最大沉降值为83.2mm,最小沉降值为43.7mm,差值为39.5mm。采用筏板基础,最大沉降60.8mm,最小沉降值为52.4mm,差值为8.4mm。采用筏板基础时,最大沉降值减小了26.9%,最小值增大了19.9%。可见筏板相对独基,有不可忽视的调平沉降的作用。

图1.7 B轴沉降剖面图(单位:毫米)

图1.8 1轴沉降剖面图(单位:毫米)图1.9 5轴沉降剖面图(单位:毫米)

相对独立基础而言,B轴沉降剖面图、1轴沉降剖面图和5轴沉降剖面图沉降曲线变化比较缓和,由此可见筏板基础本身对沉降的调平作用是显著的。

(2)地基反力

图1.10基底反力等值线图(单位:千帕)

图1.11 B轴线基底反力剖面图

图1.12 1轴线基底反力剖面图 图1.13 5轴线基底反力剖面图

上一篇:监督检查意见范文 下一篇:屋顶绿化范文