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地基工程论文

时间:2023-01-19 05:41:50

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇地基工程论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

地基工程论文

第1篇

在选用填料的要求上,为了更好地实现对于道路地基工程的垫层工作,则需要使用土料来进行相应的回填工作。除此之外,在选用填料的要求时为了更好地保证地基工程的质量,工作人员在选用填料时应当注重严格的遵守相应的要求,既分别对于素土地基和灰土地基以及砂垫层甚至是砂石垫层地基的选料进行合理的分析。在这一过程中不同的填料往往会具有不同的选择要求,因此这需要施工人员根据道路工程自身的实际需要来结合不同填料具有的不同特点来选择更加合适的填料。

2施工中含水量的要求

施工中含水量有着自身较为明确的要求,例如在工程的地基施工过程中施工人员应当注重应用垫层法来对于地基进行相应的加固工作,从而能够在此基础上更好地保证道路地基自身的坚固性。除此之外,在施工中含水量的要求中,施工人员往往会发现在具体的施工过程中需要对于地基的含水量进行合理的控制。一般而言施工人员需要进行含水量的控制工作主要包括了3个方面的工作内容。首先是应当在素土地基的使用过程中尽可能的对于含水量的数值进行控制,从而能够使地基处于最良好的状态。与此同时,在进行拌合的过程中,每当存在水分过多或者是水分不足的情况下工作人员应当通过灰土的晾晒或者是进行洒水来对于其水分进行有效的调节。

3控制垫层质量的因素

3.1环刀法的应用

环刀法的应用是控制垫层质量的因素的基础和前提。在环刀法的应用过程中工作人员应当注重保证垫层的质量并且对于一些可能存在的影响因素进行合理的控制。除此之外,在环刀法的应用过程中工作人员应当首先应用200cm3容积的环刀来进行地基垫层中填料的抽取工作,然后将抽取出的样本作为代表来进行测样,从而能够实现其对于干密度的有效测定。

3.2灌砂法的应用

灌砂法的应用对于控制垫层质量的因素的重要性是不言而喻的。在灌砂法的应用过程中,施工人员应当针对无法有效应用环刀法来实现的地基干密度的测量工作来进行灌砂法的有效应用。例如在道路地基工程的实际施工过程中施工人员应当通过选择部分具有较好代表性的地基部位,通过试坑的合理挖设来将挖出的卵石进行合理的保存,然后通过试坑工作的有效进行来确保路基的深度被控制在240mm到320mm之间。

4道路地基工程中砂垫层的作用

4.1提高浅层地基的承载力

提高浅层地基的承载力是路地基工程中砂垫层作用的核心内容之一。在提高浅层地基的承载力的过程中地基的质量一直有着非常重要的地位,并且始终是影响到道路的正常使用和道路使用安全的因素之一。除此之外,在提高浅层地基的承载力过程中工作人员应当通过垫层的使用来替代被剪切破坏的软土,从而能够在增强道路工程中地基的整体承载力并且有效避免道路地基中破坏出现的同时促进道路地基工程施工效率的不断提升。

4.2减少道路地基的沉降量

减少道路地基的沉降量是路地基工程中砂垫层作用的重中之重。在减少道路地基的沉降量的过程中施工人员应当针对可能存在的裂缝现象来有效控制具体的沉降比例。除此之外,在减少道路地基的沉降量的过程中,施工人员应当注重对于道路基础下浅层出现的沉降比例进行有效的判定。从而有效减少其对于道路路面正常使用和安全使用可能带来的影响。

4.3加速软土层的排水固结

路地基工程中砂垫层作用之所以能够得以体现与加速软土层的排水固结有着非常密切的联系。在加速软土层的排水固结过程中施工人员应当注重确保荷载的具体作用,从而有效避免固结困难问题的出现,并且合理的减少相应的孔隙水压力并且促进道路地基的工程强度被控制在一个令人满意的范围内,最终促进道路地基工程施工精确性和可靠性的持续进步。

4.4清除膨胀土的胀缩作用

如果道路工程施工过程中,地基的性质是膨胀土性质,应用垫层法,可以在一定的范围内实现对地基基础底面和两侧膨胀土的挖除。然后,换填非膨胀性土,可以消除道路地基中产生的胀缩作用。施工人员在进行垫层施工时,应该先对需要换填断面的厚度和宽度进行科学的计算,在满足道路地基稳定性和变形要求的基础上,还有适应施工的要求,避免慢盲目施工,有效节约成本才能发挥道路工程的价值。

5总结

第2篇

1.1软土工程勘察的基本内容

软土勘察包括:对软土固结状况进行勘察,分析总结其变形、强度特征及伴随应力变化的整体规律,并掌握其结构破坏对变形与强度的影响程度;勘察软土的层理特征、形成方式、表层硬壳厚度、立体分布的均匀性、底部硬土层状况、分布与发展规律、埋藏深度及渗透性能等;了解地下水埋藏状况,探讨软土对安全保护措施、施工材料级周围环境的影响;勘察软土内包含的地形地貌差异、河道与填土的分布深度及范围等。

1.2软土地基勘察的工作准备

(1)等级确定:岩土工程勘察应依据工程形成,按照干岩土工程勘察规范在对地基复杂程度、地基设计、现场场地复杂状况分析的基础上,与工程实践相结合开展等级划分,如若某软土工程依照规范设定为二级,则场地等级与复杂程度等都应依据二级标准,也就是场地中包含灰色粉质土、杂填土、中粗砂、粉质土、粉质粘土及细砂等土质成分,所以工程勘察等级定为乙级。

(2)工作量与勘察手段确定:工程勘察前应先估算工作量,初步确定需用的勘察技术手段;如对建筑周围的勘察点不知,孔深与间距确定及钻孔数量计算,由此整理汇总为整体工程所需的工程量及总采样数量;整理完成后制定恰当的工程流程并选用有效勘察手段。

(3)取样数量:在前期土壤勘察基础上可相应的制定试验取样位置与数量,以保证在标准时间内完成样品检测;取样数量的设定还要以工程量为依据,明确勘察试验的具体时间流程,以确保试验充分。

(4)工程水文状况:勘察过程中应及时了解工程周围的水文状况,如掌握地下水的排泄、径流情况等。由于地下水对软土地基影响较大,地下水的波动可能会造成勘察失误,所以应根据地下水状况实行有效的勘察及试验手段,以防止周期性地下水波动干扰勘察试验结果。

2软土地基工程勘察技术要点

2.1调查测绘

调查测绘中需注意的要点包括:软土层厚度、埋深与层间性质类型;软土分布范围、形成方式与基地低层类型;地下水排泄与补给状况及其与地表水的水利联系;软土内砂夹层的颗粒成分、厚度及透水性能;软土地基上已完成建筑对于地基变形及强度的影响;软土地基分布路段的地貌、地形及第四纪地层沉积联系。

2.2勘探点布置及深度

(1)勘探点应以建筑周边线及角点为依据进行布置,对于地基的主要受力层或下卧层起伏过大的部位应加设勘探点以探测其变化过程;对于单栋高层建筑,需符合地基均匀性评价标准,勘探点布置应在4个以上;对于建筑密集区域,勘探点可适当减少,但应保证各栋建筑含有1个控制性勘探点;

(2)勘探孔深度应能控制地基主要受力层,若基础底面宽度在5m以下时,勘探孔的深度对独立柱基础应大于基础底面宽度的1.5倍,对条形基础应大于基础底面宽度的3倍,且均应在5m以上;当存在大面积软弱下卧层或地面堆载时需适当调整控制性勘探孔深度;高层建筑的一般性勘探孔深度应为基底下基础宽度的0.5~1倍,且应深入至稳定地层。

2.3钻探

钻探是进行岩土工程土层划分的关键环节,其主要用于探测软土颜色、厚度、层位、状态,掌握地下水的排泄条件、径流方式及埋入深度,了解岩土层的基本物理学性质指标等。钻探技术要点包括:

(1)对于软土的取样应尽量使用薄壁取土器静压法,由取样到试验的整体过程都应采取有效保护措施,以避免样品收到水分流失、变形及扰动等外界环境条件影响;

(2)对于铁路或高速公路软土地基岩土工程的勘察,为防止软粘土收到扰动和地层性质受到破坏,通常采用干钻法;若需选用泥浆护壁回转钻进时,应采取保护措施以保证软土地基结构变化不会对土层原始物理力学性质造成影响;

(3)钻孔数量与质量应符合施工方案标准,钻孔深度需满足变形与应力设计计算要求;钻探时各项深度数据都通过丈量采集,累积测量误差应控制在5cm以下。

2.4测试

(1)原位测试:①剪切波速测试应在沿线选取具有样本代表性的地段开展,以保证软土震陷评价的有效性和地基刚度、岩土动力学参数、阻尼比计算的准确性;合理划分建筑场地搞震设计类别,对于场地地基的卓越周期计算要以样品性质为依据;②十字板剪切测试应选取代表性路段沿深度方向对地基稳定性存在不同程度影响的软土层进行测定,勘察在无排泄条件下土层的参与抗剪强度、抗剪强度及灵敏性指标;准确计算地基承载力以确定软土地基临界高度,分析软土固结历史;测试点的安设间距应符合各代表性路段的每段软土低层内都存在大于两组的有效现场剪切标准;③静力触探可利用贯入阻力的变化探查软土在垂直和水平方向上的状况,并可依据勘探资料和土层划分状况,分析软土的变形模量、承载力、类别等其他力学性能指标;其触点间距可依据场地环境类型进行确定。

(2)软土剪切试验:若软土的卸载和加载频率过高,其内部水产生的空隙水压消散速率同时出现变化,此时应选用自重压力预固结德尔不固结排水三轴剪切试验;对于透水性能较差的粘性土质可选用无侧限的压强度试验或十字板剪切试验;对于可能出现较大突变项目的土体在探测其残余剪切强度时可采用动态扭剪切试验、蠕变试验和动态三轴试验;对于软土排水速率快但施工精度较慢可采用直接剪切试验或固结不排水三轴剪切试验。

(3)室内测试:为有效评估地下水对建筑材料的腐蚀影响,应对地下水开展水质化学分析试验;对于力学试验中的加荷标准与级别、应力及路径条件、试验边界条件确定等应以工程现场地质环境作为主要参考,并结合运营期、预压期、施工工期等进行综合分析判定;试验项目也能够包含前期固结压力、酸碱度、有机物含量、天然快剪、压缩系数、液限、粒径成分、天然密度、固结快剪、天然含水量等。

3结束语

第3篇

(1)地基特性。建筑工程地基是承载整个建筑负荷的重要组成部分,其地基强度直接决定了建筑基础结构的形成,如果地基基础结构遭到破坏,势必会对整个建筑的使用功能及使用寿命造成一定的影响,地基失稳以及地基不均匀沉降等现象会直接造成建筑墙体裂缝或者是倾斜,严重情况下还会造成建筑上层结构的损坏甚至是倒塌。建筑地基的变形主要是由其地基土的物理力学特性所决定的,与其负荷大小和地质水文条件有着较为密切的关系。在建筑地基土体压缩变形过程中,随着地基土空隙的逐渐减小,其所含的水分和空气在不断的排挤过程中,相对密实程度以及承载力会随之增大。

(2)沉降缝的基本形状及成因。由于建筑地基基础的不均匀沉降所产生的裂缝主要有竖向裂缝、斜向裂缝以及横向裂缝三种,其中最具有代表性的是斜向裂缝,主要由于在地基的不均匀沉降作用下,其砌体的内力分布形式发生了重大变化,在附加应力作用下,砌体的抗拉抗剪强度进一步减小,因此产生升了拉力作用下的裂缝。在该作用下产生的裂缝与地基基础的不均匀沉降有着较为明显的对应关系,沉降缝的最高点是地基基础沉降量相对较大的地方,最低点则为沉降的交点。造成以上地基不均匀沉降的原因多种多样,总的来说是由于建筑地基工程的地基土质不同导致其压缩性不同,使得楼房的荷载力不均匀,从而在建筑整体刚度不均且称重体系杂乱无章的情况下,就会产生相应的建筑地基不均匀沉降,虽然其表现为建筑墙体的开裂,但是其与荷载作用下产生的结构裂缝在本质上还是有一定的区别的。

2建筑地基不均匀沉降的危害及沉降量的测定

(1)地基不均匀沉降的主要危害。由于建筑地基土本身所具有的压缩性,造成了建筑地基在自重应力以及附加应力作用下会产生一定的沉降。通常情况下来讲,建筑地基沉降现象不会对建筑物本身产生较大的影响,可以在施工过程中通过预留沉降标高的方法对可能存在的地基沉降问题做出有效的解决。但是由于建筑地基工程土层厚度变化问题以及建筑荷载差异问题和基础类型差异,会容易使建筑地基产生不均匀沉降现象,最终造成建筑物自身倾斜,并引起建筑上部结构应力作用增加,或者是建筑物底层标高逐渐减小,建筑物总高度也随之相应减小,在积蓄到一定量之后,严重威胁到整个建筑的安全使用。

(2)建筑地基沉降量的确定。在长期的荷载作用下,建筑地基的沉降量基础主要经历了初始沉降、固结沉降以及次固结沉降三个阶段,最终相加在一起形成了建筑地基沉降量。其中初始沉降量主要是指由于饱和软土中的孔隙水没有及时排出而发生的沉降,该时期地基土体只发生了形变而并没有发生体变。而固结阶段的沉降是随着荷载作用的逐渐推移,在外部荷载不变的情况下,建筑地基中的孔隙水不断排除过程中发生的沉降。

3建筑地基工程不均匀沉降的预防

(1)前期地质勘查及质量控制。建筑工程施工前期的地质勘查工作是其建筑地基工程开展的重要科学依据之一,首先应保证的建筑地基工程地质勘查报告的科学性和准确性,从而便于在该依据下进行建筑地基工程施工的人员素质培养及专业技能培训工作。

(2)提升设计的多样性。在进行建筑地基工程设计时,应注重设计方案的的多样性特征,从而保持地基基础和建筑整体之间的刚度联系。在进行建筑平面形状的选择时,尽量做到规划方案的整齐性,避免出现较为复杂的形状或者是过多的转角,当存在着建筑物长度过大的情况时,应考虑在适当的位置设置相应的沉降缝,如果建筑设计形状较为复杂,该位置可以选取在建物设计的转折处。此过程中需要注意的是,如果建筑地基土之间有着较大的差异,那么应将临近建筑也同样纳入考虑范畴之内,避免其可能对其造成的不良影响。另一方面,可以通过对纵横墙合理布置的范式,对存在的不均匀变形现象进行有效的调解,比如建筑在为砖石承重结构时,可以在保持其尽量贯通的情况下确保横隔墙的间距适中,从而有效预防裂缝问题的出现,在整体上提升建筑物的性能。

4建筑地基沉降缝的设计原理及控制措施

4.1建筑地基沉降设计的原理相关研究和实践结果表明,三相系土在压力作用下所产生的空隙以气压缩量变化相对较小,科技直接忽略不计,但是其在外荷作用下,会产生相应的土粒间连接结构变化,在相对移动作用下会发生重新排列,从而使土体空隙中的水分和气体被排出,在此压缩过程中土体体会随着外荷作用逐渐较小,最终产生固结。在这种土的压缩作用下产生的基础沉降一般情况下都可以认为是固结沉降,其主要是对于粘性土质而言的。

4.2建筑地基沉降设计的计算方法

当前建筑地基工程中采用的沉降设计计算方法主要为分层总和法,按照其所选取的压缩曲线坐标的不同,其又可以划分为e∶P曲线法和e∶lo曲线法。一般情况下的建筑地基工程沉降设计中,不仅需要对建筑物基础沉降量及沉降缝进行科学的预估,还与要在此基础上对沉降时间以及沉降量与工程施工进度之间的变化关系进行预估,并通过二维、三维固结理论解决其过程中存在的宿管排水法加固地基问题。

4.3建筑地基工程沉降缝的控制措施

(1)建筑平面设计措施。在对建筑地基工程沉降缝进行控制时,首先应从建筑设计入手。对于建筑平面的设计,应在力求简单的原则基础上,确保建

筑物之间的高差在可接受的范围之内,从而保证其建筑基底应力之间的均匀、圈梁更容易拉通。如此一来,在整体高度得到有效保证的前提下,即使发生的沉降作用稍大,也不会对建筑地基产生较为严重的破坏作用。进行沉降缝设置主要是运用沉降缝将建筑物从屋面到基础分割成若干个独立的沉降单元,从而使建筑物平面简单化,最终达到减轻地基不均匀沉降的目的。所以,对于建筑地基沉降缝的设置位置选择上,可以考虑将其放置在建筑物平面转折处、层高落差处或者是分期建筑的交界处,并确保沉降缝有足够的宽度,使其能发挥出应用的效应。在沿高层建筑或者是裙楼交接出设置沉降缝时,应注意将其基础断开从而使主楼各裙楼之间能够形成互不影响的个体单元,并通过标高设置的方式对主楼单元和裙楼单元各自沉降量进行控制,保持其沉降作用过后的一致性。

(2)建筑地基基础设计措施。首先应在对变形值进行准确控制的基础上进行地基基础设计工作,此过程中需要注意的是对建筑地基最终沉降量以及偏心距离的计算,建筑地基沉降量应保持在15mm范围以内,偏心距保持在15‰。其次对于并不能满足建筑自身沉降要求的建筑地基应采取相应的技术措施,比如预制钢筋混凝土短桩或者深层搅拌桩的形式对其建筑地基进行处理。第三,在进行建筑地基基础设计时,应始终以加强地基基础刚度和强度和根本目的,根据建筑地基自身软弱程度以及上部结构情况,运用条形基础或者是筏形基础等基础形式,减少基础产生的扭曲变形作用。

5结语

第4篇

1.1沉降处理

沉降处理包括加速固结沉降和减少总沉降量两方面。加速固结沉降可采用加载预压、竖向排水(设置砂井或芯板排水)和挤实砂桩等方法。减少总沉降量可以采用换填好土、石灰(水泥)桩、挤实砂桩等方法。

1.2稳定处理

稳定处理可以采用换填土、挤实砂桩、石灰(水泥)桩等措施增加抗滑阻力。各种加速固结沉降措施都有助于促进软土层强度的增长;慢速或分期填筑路堤可以达到阻止地基强度降低的目的。

1.3应注意的问题

(1)地基的土质及土层构成(厚度、排水层等)条件。(2)道路的性质、路堤高度和宽度,是否为与构造物连接的地段等条件。(3)工期、材料供应、施工机械作业条件和对周围环境的影响等条件。以上处理方法可以单独使用,通常用几种方法组合使用,以发挥各种方法的特长,取得良好的处理效果。

2软土地基处理的具体措施

2.1换填土法

当淤土层厚度较簿时,可采用淤土层换填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基础等办法进行地基处理,鉴于换砂不利于防渗,且工程造价较高,一般应就地取材,以换填泥土为宜。可将软土全部挖除,使路堤筑于基底或尽量换填渗水性土。这种方法适用于软土厚度小于2m的路堤。换土法要回填有较好压密特性土进行压实或夯实,形成良好的持力层,从而改变地基承载力特性,提高抗变形和稳定能力,施工时应注意坑边稳定,保证填料质量,填料应分层夯实。

2.2抛石挤淤法

在路基底从中部向两侧抛投一定数量的片石,将淤泥挤出路基范围,以提高路基强度,所有片石宜采用不易风化的大石块,尺寸一般<0.3m。其上铺0.1m厚碎石及0.1m厚砂层后再填土。这种方法的适用范围为:软土厚度<3.0m,表层无硬壳,呈流动状态、排水困难的地基状态。

2.3反压护道法

当软土和沼泽较厚,路堤高度不超过极限高度的2倍时,路堤两侧填筑适当厚度和宽度的护道,在护道附加荷载的作用下,保持地基的平衡,增加抗滑力矩,防止路堤的滑动破坏。通过反压护道法使路堤下淤泥趋于稳定。护道一般可采用单组形式,其高度为路堤高度的0.3—0.5倍。适用范围:当路堤超过极限高度的1.5—2.0倍以内时适用。

施工时,护道尽量与路堤同时填筑,且压实度要达到90%以上。它的特点是施工工艺简单、费用较低,但施工用地增大。

2.4砂垫层法

在软土地基上铺设厚度为0.5—1.2m的砂层,可使软土顶面增加一个排水面,促进路基底的排水固结,提高路基的强度及稳定性。砂垫层材料的选择以透水性好的砂或砂砾(74u筛孔通过率为3%以下)为宜,以保证所需的排水能力;砂垫层的宽度以每侧宽出路堤0.5—1.0m为宜。砂垫层适用于路堤高度<2倍极限高度的状况。

2.5设置砂井法

砂井与连接的砂垫层配合使用效果较好,一般砂井直径为0.2—0.3m,井距为井径的8—10倍,常用范围为2—4m,平面上呈矩形或梅花形布置。适用范围:软土层厚度>5m,且路堤高度超过天然地基承载力容许的高度很多时适用。

2.6摊铺土工布法

高填土可适当分层,采用土工布加强路堤刚度,并在软土基上隔垫,使荷载均匀,避免局部破坏,对地下水防治相当有利,也可以用土工布摊铺软土底层,并折向沿边坡作防护,这样既提高基底刚度,也使边坡受到维护,有利于排水和因地基应力再分配而增加路基的稳定性

2.7排水固结法

排水固结法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施,由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系统是在地基中设置排水体,利用地层本身的透水性由排水体集中排水的结构体系,根据排水体的不同可分为砂井排水和塑料排水带排水两种。

2.8灌浆法

是利用气压、液压或电化学原理将能够固化的某些浆液注入地基介质中或建筑物与地基的缝隙部位。灌浆浆液可以是水泥浆、水泥砂浆、粘土水泥浆、粘土浆及各种化学浆材如聚氨酯类、木质素类、硅酸盐类等。灌浆法对加固淤泥软土地基具有明显效果,如福建省龙海市角美壶屿港水闸由于淤泥软基不均匀,沉陷闸基沉降最大达到0.63m,加固时采用单管高压旋喷灌浆处理,每个闸墩上、下游侧和中间各设5个灌浆孔,沿闸墩轴线两侧布孔,灌注水泥浆,成桩直径0.5m,伸入闸基础10.5m,采用灌浆压力为20MPa,经过处理后闸基沉降基本得到控制。高压旋喷灌浆处理原理是通过在闸基中高压旋喷灌浆形成水泥土摩擦桩,提高闸基承载力,达到控制沉降的目的。另一种对淤泥软土地基闸室淘空处理通常应通过水闸上游防渗如设置水平铺盖或垂直防渗控制闸基渗流,然后再对闸室进行灌浆处理。

3结语

总之,软土地基的强度或变形的问题是工程土中必须十分注意的问题,过大的沉降及不均匀的沉降造成软土地区大量的工程事故。因此,在软土地区进行设计与施工的道路工程时,必须从地基、建筑、结构、施工、使用等多个方面综合考虑,采取相应的措施,减少地基的不均匀沉降,保证建筑物的正常使用。

参考文献:

[1]徐至钧.建筑地基处理技术丛书:软土地基和预压法地基处理[M].机械工业出版社,2005.

[2]王晓谋,袁怀宇.高等级公路软土地基路堤设计与施工技术[M].人民交通出版社,2001.

第5篇

软土基础的突出特征就是含水量高,从而导致整体承载能力差,在软土上作业和施工都会出现不规则的沉降,道路建成后因为荷载的影响,软土基础通常会继续沉降,且呈现不规则的状况,所以对道路的使用也会产生较大的影响。市政施工中软土基呈现的性能如下:

1.1承载能力差因为软土基的含水量较大,因此土体的压缩量增加,在承受较大载荷的时候就容易被压缩,形成大规模的沉降,外界压力容易导致地基的整体性破坏。这也是软土基最突出的特点。

1.2沉降量大软土地基所含有的天然水量大,其松散程度也就随之增加,施工中因为压力失水就会导致沉降,如果处理不当出现的沉降呈现不规则的情况,就会导致后续施工的困难,严重的时候会导致路面出现倾斜甚至塌方,尤其对桥梁施工的影响最大。

1.3压缩性大软土的特征是孔隙大,呈现松散的状态,其可以被大范围的压缩,如果在市政施工中不能进行妥善处理,其在后续施工中容易出现基坑边坡失稳、边坡错位、路基塌方等情况,导致施工的安全性降低,也会影响周边建筑的稳定。

2市政路桥施工中出现软土地基的基本思路

2.1因地制宜各个地区的土质特征不同其选择的处理技术也就存在差异,因此在市政路桥施工中应对软土地基的具体情况进行考察,如粘性土可以采用压实技术为主,在施工中尽量减少对地基的扰动,以此保证整体性;砂性土质则可以利用挤压技术为主,进行压实,包括砂桩或者震动压实等,改善地基的流动性,这样的选择主要是因为粘土已经扰动就会降低强度。再如,应根据软土地基的深度和厚度选择处理技术,如果土层浅则选择表层处理技术,即换填技术。而软土厚且无砂层,则应采取固结技术为主加以处理。

2.2根据市政道路要求处理市政道路建设中对道路的要求不同其稳定性和平整度要求也就不同,等级高则应选择强力的软土地基处理措施,将沉降降至最低。如果等级低则应进行加载等技术待沉降结束后进行施工。如果先铺设简易路面沉降结束在铺设常规路面。还可根据道路形状选择不同的处理方式,设计宽度与高度也会影响软土地基的处理技术。通常采用换填技术的时候,对于宽且低的路堤而言就容易出现破坏的情况,设计高度大且不够稳定的路堤时应考虑加载的措施来增加地基承载的极限强度。

2.3考虑周边情况市政路基施工对周边的建筑会产生影响,如果震动、噪声、地下水、环境污染等都应考虑在技术选择中,因此在软土地基的处理中应综合诸多因素进行确定。对路堤高而地基软弱的情况更应注意对周边建筑的影响。因此如果路堤坡脚附近有建筑的时候,应考虑减少总体沉降的技术,以此保证周边建筑的稳定。

3市政路桥施工中软土地基的处理技术

3.1排水技术软土地基的突出特征就是含水量高,因此在处理中如果可排除过多的水分则可以提高地基的承载能力。因此排水技术是一种有效的软土地基处理技术,如表层排水技术。表层排水处理是提高土体固结性能和稳定性的重要技术措施。具体的做法就是在软土基上设置砂垫层,这样改善软土地基的含水量,通过砂垫层的压力和排水实施配合,排除地基中大量的水分,以此促进软土层固结沉降,保证施工后续作业的稳定和安全。

3.2粉喷桩技术该技术在市政路桥工程中经常被纳入到软土地基的处理中。所谓的粉喷桩处理技术就是利用设备在软土地基上钻孔,并利用压力将固化剂压入软土中利用固化剂与土层中的水发生化学反应而促进软土地基失水,从而达到固结软土地基的作用。固化剂通常为石灰和水泥,多数工程选择的是水泥,在实际的应用中应考虑掺入比的选择。其标准为桩的强度,如高于1.5MPa则选择425号以上水泥,如低于这个标准则选择325号水泥。这样可以增加掺入比,提高桩体的性能。为了保证固化剂的流动性,可以掺入减水剂或者硫酸钠、石膏等材料,这样可以增加固化剂的处理效果。同时喷粉桩在加固中还形成多个相对稳定的隐形桩,这样可以增加地基的承载能力,为后续的施工打下基础。当然其必须在场地整洁且作业空间较大的场地上进行施工。在粉喷桩技术应用前还应对地质土质进行检测,尤其是土质、含水量等技术参数都会影响喷粉桩的固化效果。所以应按照技术要求对其进行采集和分析,并利用工程实验室进行试验保证固化剂的适应性。

3.3深层排水技术排水是软土地基处理的核心思路之一,排水固结技术与表层排水技术不同,其主要是利用挤密技术对软土基的深层水分进行排除,通常需要配合排水井来完成对软土地基的排水措施。该技术利用向软土地基中打入挤密装置的方式来挤压软土层,促进其水分排除,然后利用排水井抽出多余水分,促进地基失水固结。该技术的选择应考虑地基含水量、软土厚度等情况,按照技术流程进行操作,这样才能保证处理效果最佳。但是此类方法不能单独使用,应配合其他方式促进水分排出,增加地基的稳定性。

3.4加载压实处理加载压实技术是一种静态固结技术,在软土地基上施加一个外表载荷,人为的促进土体的压缩,出现超载沉降,以此达到处理软土地基的目的,但是单纯的加载不能保证地基的承载能力提升,因此该技术也必须与其他技术配合使用。在使用加载压实前应对软土层的厚度和含水量进行分析,计算加载的重量,如果超过范围则不能采取该项技术。技术的核心就是降低地下水位,在加载的过程中可以打入钢板来保证施工中地基的稳定性。主要是防止其对周围的建筑和土体产生影响。应注意的是填土加载的技术主要是保证路面铺装后的残余应力被提前释放。如果加载过大反而会导致地基的稳定性丧失,因此应缓慢的增加加载速度,每一次加载都应保证地基稳定后进行。并在施工中做好观测工作,控制沉降的速度和范围等。

3.5挤密技术挤密技术就是通过外力对软土地基进行挤压,在市政桥梁施工中较为常见。通过挤密桩间的土体来提高地基强度。将桩孔用灰土、素土等回填并夯实。因为土质的类型不同其方法也存在差异。如果使用素土则称之为土桩挤密法,使用灰土则为灰土挤密法。这两种技术措施对于厚度较大的地基作用较好,其中湿陷性黄土的处理效果最佳,应在具体的工程中合理选择。

4结语

第6篇

关键词:岩溶地区 工程地质 勘察技术

中图分类号:F407.1文献标识码:A

引言

岩溶是指水对可溶性岩石作用时,以化学溶蚀为主,水的机械作用冲蚀、潜蚀等为辅的地质作用所产生的一些现象的总称,也可叫做喀斯特。因为喀斯特作用形成的地貌,叫做喀斯特地貌。目前许多的研究者已经对其展开了多方面的研究,并且在一些领域取得了比较好的成就。但是,随着我国在岩溶地区建设的工程越来越多,在进行工程勘察时遇到的问题也就越来越多。虽然工程技术人员在勘察的过程中,也不断的总结了许多经验,但是岩溶地区的地质地貌繁杂多样,地质勘察技术还有待进一步的研究。

1岩溶地基的类型

岩溶在发育的过程中,可溶岩的表面常常会出现石芽、溶沟,并且表现的参差不齐,在底下的溶洞又常破坏岩体的完整性,岩溶的覆盖土层又受到溶水动力的变化而产生开裂、沉陷的现象。这些现象的存在不同的方面对建筑物地基的稳定性造成了威胁。因此,对岩溶地基的类型加以区分,也就显得非常重要。按照碳酸盐岩出露条件和其对地基稳定性的影响,可将岩溶地基分为以下三种:

1.1埋藏型的地基

在碳酸盐岩之上覆盖着的厚度大小不一的非可溶性岩,当其厚度和强度能够支撑起建筑物并保证建筑物的稳定性时,对于下部所发生的岩溶情况可不加以考虑。

1.2型的地基

型主要指的是由于地表只有较少的植被和土层覆盖,碳酸盐岩大部分在地表的情况。按照具体的情况细分,它又可以分为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气降水和地表水沿,碳酸盐岩,在节理、裂隙溶蚀的扩展作用下形成的。这种石芽主要分布在山岭的斜坡上、岩溶洼地的边坡上和河流谷坡,石芽的表面表现的非常陡,而且溶沟和溶槽的深度有超过10米的,且与下部的溶洞裂隙相互连在一起。这就大大的导致了地基的不稳定,加重了施工的困难。

溶洞地基:它主要是由溶洞顶板的稳定性来决定的,而溶洞顶板的稳定性又主要是由岩石的性质、顶板厚度洞内充填情况以及溶洞形态和大小等决定的。

1.3覆盖型的地基

根据碳酸盐岩所覆盖的泥土,如风成黄土、残坡积红粘土等的厚度大小,可分为深、浅两种覆盖型。这种类型的存在对地基造成的影响主要是塌陷、不均匀沉降等,要稳定地基需从建筑荷载和土洞的共同作用两个方面来进行考虑。

2岩溶工程地质研究的现状

在进行岩溶地质的研究过程中,由于本身岩溶发育就存在着不确定性和隐蔽性,又常常使用随着桩基础,给工程的建设带来了极大的麻烦。在面对这些麻烦时,不少的方法和经验在一些学者和专家的总结下得以形成。比如,对于弹性体内存在的孔洞,受双向均匀应力场作用所形成的应力集中现象,有的学者采取用平面问题的有限单元法进行对溶洞的分析。有的学者和专家通过对覆盖型岩溶区的桩基础进行分析,找出适合建筑工程稳定性的最佳方式。这些研究和研究成果的出现,在对于我国进行岩溶地区工程建设地质勘察的问题上有着很大的帮助,在进行对这些资料的统计、分析上,可以总结出相应的合理的勘察方法。

3岩溶地区工程建设地质勘察的方法

岩溶地区的地质地貌情况非常的复杂,在进行勘查工作时,已经不能单凭槽探、坑探等传统的方法进行,只有在详细的了解岩溶地区的不同情况下进行才具有现实意义。因此在进行工程建设的的过程中,必须先进行地质的勘察。那么采取合理而有效的方法进行勘察就显得尤为重要。

3.1采用遥感技术

遥感技术用来探测识别目标物的整个发展过程的一种技术,主要运用电磁辐射的理论,将远距离的目标物辐射成电磁波信息,经过探测器的接受,传到地面的接收站,最后由接收站加工成具体的图像或数据资料。这个过程综合应用了现代物理学、电子计算机技术、数学和地学规律的相关原理。遥感技术的应用,能够大范围的将岩溶地貌形态显现出来,而且遥感图像能够从宏观上具体真实的将地表特征和地表的现象的关系显示出来,特别是在对岩溶层组划分和地质构造等方面特别的适用。

3.2采用地球物理勘探技术

将地球物理勘探技术应用到工程地质的勘察中,能够有效地提高工作质量,节省成本费用以及加快勘察工作的进度。它主要是对岩溶场地的各种参数进行详细的地质解释,因为人工的或天然的物具具有一定的“透视性”。这种方法也可以简称为“物探”技术,适用于地面、地下的测量和地下与地面之间的洞穴的测量。

3.3采用静力触探技术

静力触探技术的应用,可以精确的确定软土、粘性土以及砂类土的承载力,特别适用于对覆盖型岩溶工程的勘察。在进行勘察的过程中,这种技术主要是用来查明第四系的覆盖层中的隐蔽土洞的有无、规模、位置和疏松裂隙带的分布、范围。静力触探技术技术在一定的程度上可以代替物探技术,在探明隐蔽土洞和扰动土层方面具有明显的成效。

4结论

综上所述,对岩溶地区工程建设地质进行有效的勘察是非常有必要的。岩溶地区的喀斯特发育状况是一个非常麻烦的问题,它的不确定性及隐蔽性加重了技术勘察上的难度。因此,在进行岩溶地区工程建设时,我们必须针对具体的工作情况,在现实的地质地貌条件下,结合相应的地质勘察技术,详细的了解和地岩溶的相关变化情况,从而做出合理的工程建设方案。但是,在具体的勘察过程中,还有很多问题会出现,这些问题有可能是以前我们从来都没有遇见的,用现有的技术也无法加以解决的。面对这种情况时,只有不断地加强技术方面的更新以及寻找出新的技术方法,我们才能够更好的完成岩溶地质条件下的工程建设。

参考文献:

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第7篇

【关键词】软土土地 地基桥头跳车 影响 控制

中图分类号:TU471.8文献标识码: A 文章编号:

一.引言

交通是经济发展的先行官,国家也越来越重视道路的建设。伴随着我国公路建设的飞速发展,也有越来越多的公路投入使用。但是调查显示桥头跳车的现象已经十分的普遍,高速公路尤为突出。特别是软土地基处显得格外严重,已经严重的影响到道路的行车舒适度,也存在安全隐患。这不仅仅增加了交通管理部门的道路维护成本,由于其频繁的修理施工,还严重影响到了道路的正常运营。在我国南方,软土地基路很多,所以桥头跳车更为严重。车辆行驶到桥头时会有明显的颠簸,由于其冲击力大所以对桥的损坏十分严重,不仅如此对车辆本身的损坏也十分明显,这就不仅仅直接缩减了公路的使用年限而且损害了公共效益。

二.桥头跳车的危害性

桥头行车受到很多因素的影响,其行车机理比较复杂。桥头搭板的长度不同对道路及车辆的影响度会不同,还有车辆的类型,重量不同也会有不同的影响,当然车速也是一个很重要的因素。如果发生桥头跳车现象,车辆在通过桥头时会发生跳动以及冲击.由于其冲击力又可以形成对桥梁及道路的附加衙载,对路面以及桥头搭板都有很大的损坏作用,与此同时对车辆的损坏也是很大的,严重影响大车辆的使用寿命。除此之外,桥头跳车导致车辆突然发生颠簸,会影响驾驶员的正常驾驶,也会导致乘客身体及心理的不适,严重的甚至有可能造成交通事故。由此可见桥头跳车的危害是十分大的,必须引起有关部门的高度重视,驾驶员也必须重视这一问题,在行驶至桥头时要适当减速。

三.桥头跳车的原因分析

桥头跳车不仅仅是一种安全隐患,而且还无形之中增加了有关交通管理部门的维修费用。桥头跳车不仅仅降低了行车的速度,而且还对桥梁的路面造成了巨大的冲击荷载力,严重的可以造成桥面搭板的脱落。其形成原因是多方面的,影响因素也是多方面的,包括自然环境的因素,也包括人为的原因。比如路基下沉,路堤变形、桥台的形式、搭板的长度等等都会对其有很大的影响。我们在此主要介绍以下几种较为重要的影响因素。

1. 桥头跳车的一个重要原因是由于其土质不良而产生的路基下沉。通常来说低洼地带的地下水位都比较高,而桥基往往位于这些低洼沟壑地带,其土质酥软,桥基填料物质量不高,当这些填料物在受到较大压力是极易被压缩变形,导致路基的下沉。再加之桥头路基填筑的高度一般都较高,会承受较大的压力,在车辆及桥身的长久负荷下,极容易引起桥头地基的下沉。就从施工的角度而言,由于桥头一般处于河道或沟壑带,其施工空间的限制比较大,大型机械无法使用,所以在这种条件下桥头路基的压制工作质量会大打折扣,一般而言很难使桥头地基的坚实度达到标准的要求,正是因为如此在桥梁通车以后,经过长时间的辗压,以及维护期的加长,很容易出现桥头路基下沉,这样就形成了桥头跳车。

2.我们知道任何物体都具有其固有的压缩徐变性质,理所当然路基填筑物也具有这种性质。就是因为这个原因,即使桥头路基已经得到了很充分辗压,其坚实度也达到了应有的标准。但是在桥梁通车以后,随着时间的不断推移,桥梁长时间的承受巨大的压力,这种压力最终也是通过桥梁传递到了桥头路基,这时物体的固有压缩徐变性质就会显现出来,路基因为受到长时间的压缩变形下沉,最后形成桥头跳车。这也是形成桥头跳车的不可忽视的重要原因。

3.在施工时桥涵和路堤的结合部位会不可避免的存在一定的缝隙,正是因为如此雨水会源源不断的沿这这个缝隙向下渗透,下渗的雨水会对桥头路基产生巨大的破坏作用,其主要的破坏作用表现在对路基填充物产生侵蚀和软化作用,特别是那些辗压不够的部位侵蚀作用更明显,长时间的侵蚀最后导致填方体的变形。再加之外部强大的车辆荷载冲击力,就会极容易造成桥头路基的下沉,形成桥头跳车现象。

4.施工时其施工程序不对,施工质量不达标,是形成桥头跳车的最直接的原因,比如桥梁的台背填筑速度过快,缺乏相应的辗压,其台背下沉的速度也会比较快。再如桥头台前护坡墙砌筑不合格或是时间不及时,那么就极容易以引起整个土体滑移的问题出现,这样的滑移就会直接危害桥梁的基础。一般而言再给台背进行填土时,由于在这个阶段一般施工时间都会比较紧,再加之施工空间受到严重的限制,自然其施工质量很容易出现问题,这种问题出现后极易引起桥身变形,形成桥头跳车。

5.软土路基十分常见,再加之桥头路基一般位于河道沟壑低洼带,地下水位高,桥基承受能力有限,极容易出现软土下沉,最终形成桥头跳车。

四.防止桥头跳车的有效措施

1.软土地基处理方法

我们在施工的过程中经常会碰到软土地基,软土地基由于其固有的软弱性,使得其地基不够坚固,如果处理不恰当那么地基的局部承载力不足,导致地基的沉降,引起桥头跳车现象。再者软土地基土壤含水量过高,正是由于局部地段含水量过大,极易造成地基软弹,甚至出现翻浆等现象。所以为了防止桥头地基下沉拉裂而造成桥头跳车现象的出现,就需要采用有效的措施对软地基进行适当的处理,使其变得足够坚固,通过提高软地基的固结度和稳定性,来减少桥头跳车。在此我们需要根据施工地软土的具体性质及施工期限的要求采用不同的软土地基处理方法,其主要方法有以下几点:

(1)真空预压结合塑料排水板处理软土地基,这种方法主要适用于淤泥土质,因为淤泥土质强度极低,淤泥的可压缩性高,极易导致自己下沉,在这种地段采用真空预压结合塑料排水板处理方法,使排水板低端穿过淤泥层,梅花形的布置,这样施工后再通过沉降观测,采取相应的措施可以取得良好效果。

(2)堆载预压处理软土地基,这种方法主要适宜我国东南沿海分布比较广泛的海相,湖相等深厚软粘土层,这种土层压缩性大,强度低,空隙大,渗透性大,采取这种方法可增加土层密实度,减低压缩性,这种方法是工程上应用比较广泛的,效果明显。

(3)水泥搅拌桩处理软土地基,适用于处理粉土,黄土以及固结的淤泥这类土质,这种方法主要是在冬季施工,低温对处理效果具较大的影响。

(4)预应力管桩处理软土地基,采用这种方法,通过在桩顶浇灌妆帽等方法形成桩网结构,使上部压力比较均匀的传到持力部位,可以有效的提高地基的承载力,控制沉降。

2.减轻桥坡堆土质量,控制桥坡沉降。桥的质量过大也是桥基沉降的一个重要原因,为此我们要尽可能的减轻桥坡的堆土质量,以减轻桥的整体质量,减少桥自身对桥基的压力,其最主要的方法是使用轻质土来堆填桥坡,可以有效减轻桥的质量。

3.控制回填土施工质量,减轻桥坡沉降,回填土的施工质量对桥有直接的影响,其桥基回填土的施工质量直接关系到桥基的沉降问题,我们在施工时必须注意的是要合理的选择回填土的材料以及配料,选择合适的压实机械,并且按照科学的施工方法施工,来提高压实度,保证施工的高质量。

五.结束语

软土路段施工难度较大,再加之软土自身的特性以经决定了其不稳定性的存在,所以在这种路段出现桥头跳车的现象较多。我们要解决跳车这一问题,不仅仅要认真分析对待施工地的自然环境,在理论上做好准备工作,认真对待,从设计着手,考虑周全之后定出完整的设计方案。与此同时施工的监理单位以及施工单位要不断的加强提高高质量的意识,严格照图要求来施工,监理要严格履行监理工作的程序,努力控制好每道工序,保证每一道工序的质量能够过关,只有这样才能从根本上解决桥头跳车的问题,其各方责任重大且意义深远。

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第8篇

【关键词】苏南地区;建筑工地;基坑维护;类型;问题。

1 引言

苏南地区位于长江三角洲中心地段的沿海地区,该区域东依上海市,南靠浙江省,西同安徽省接壤,东北方紧邻长江、黄海,是苏中、苏北的南部要冲,河网密布,水产丰富,是我国重要的鱼米之乡和重要的经济发展区。苏南地区作为我国沿海开放地区,经济发展和城市建设的速度非常快,随着新技术、新材料、新工艺的广泛采用,高层建筑如雨后春笋般纷纷涌现,大量的基坑开挖工程对建筑工地基坑的维护提出了新的要求。在基坑维护过程中,如何针对苏南地区的地质水文条件采用不同的基坑支护方式,在基坑开挖过程中充分注意基坑开挖对工程施工地周围建筑的影响,确保基坑维护工作的安全可靠,成为工程建设者们必须认真对待的问题。由于苏南地区以砂土为主,水资源丰富造成的水位较高的影响,为基坑维护的安全带来了不小的隐患,特别是在雨季,加强基坑维护的任务更加艰巨,在注重降低工程成本的基础上,哪些地方必须设立观测点,哪些地方不必设立观测点,在安全生产的基础上尽量减少基坑的维护量是建设者们经常予以考虑的问题。因此,建筑工地的基坑维护不仅事关建筑工程的成本控制,而且影响到工程施工的进度以及工程施工的安全管理和控制。稍有不慎,就有可能造成不应有的损失,因此,建筑工地基坑维护不仅要充分照顾到基坑本身的稳定性,而且又要充分注意基坑工程对周边环境的影响,确保安全施工。

2 苏南地区地质水文条件对建筑工地基坑维护的影响及基坑支护的类型及采用

2.1 苏南地区地质水文条件对建筑工地基坑维护的影响

苏南地区中部和东部的地势极为低平,总体上海拔较低,地下水位较高,太湖平原地势平坦,在中国第三大淡水湖太湖的四周偶尔分布着如无锡的惠山(328米)等孤丘,区域内河道纵横,水网密集,湖泊众多,土质大多以砂土为主,土层中含量较高的沙土为建筑工地基坑的维护带来了不小的难度。苏南地区具有亚热带季风气候的显著特征,降雨量丰沛,四季分明春秋短、冬夏长,温差显著,梅雨季节,阴雨绵绵是苏南雨季的主要特征,苏南雨季的这种特性,为建筑工地基坑维护增加了难度,基坑降水等维护手段采用的频率较高。

2.2基坑支护的类型及采用的简单介绍

基坑支护类型的采用要充分照顾到建筑施工地周围环境的影响,在施工地域开阔,周围没有建筑物,在这种情况下,基坑较为稳定,位移控制相对容易,应采用放坡开挖的基坑类型;如果建筑施工工地位于城市市区,周围建筑物较多,为了便于机械化快速施工,同时增强止水、挡土功能,宜采用深层搅拌水泥土围护墙的基坑类型,采用这种基坑类型时,要充分注意其相对较大的厚度及其位移;

如果基坑维护有噪音低、振动小的施工要求,宜采用高压旋喷桩的基坑类型,但这种基坑类型会产生大量的泥浆引起环境的污染;另外,基坑支护类型还有槽钢钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩、地下连续墙、SMW工法等,这些基坑类型各有优点和缺点,使用环境和条件互不相同,在采用是要区别不同情况分别应用。

3 苏南地区建筑工地基坑维护应注意的几点问题

3.1 维护形式是否安全可靠

维护形式是否安全可靠是苏南地区建筑工地基坑维护应注意的首要问题。安全生产是每一个行业都必须认真对待的问题,安全一旦出现事故,就会出现毁灭性打击,建筑工地基坑维护由于涉及整个建筑的安全显得尤为重要。苏南地区的气候及地质水文条件决定了该地区地基较柔软、地下土层含沙较高以及地下水位高的特点,该地区的土质及地下水特点决定了苏南地区的基坑维护必须制定合理、科学的维护方式,以确保安全生产。首先,要澄清工程所在地的地质水文的底子,进行认真的地质勘测,掌握详尽的、真实的地质水文资料,对采用何种基坑维护类型,在什么地方设立监测点,在什么时间、什么地点要增大维护量,在什么情况下能够减少维护量,降低成本,都要由统筹的考虑,在科学分析和优选论证的基础上,制定出建筑工地基坑维护实施方案,并设置紧急预案进行演练,确保安全。其次,要加大对建筑工地基坑维护的监理力度,及时发现和处理事故隐患确保维护技术人员及工程施工人员严格按照基坑维护操作规程和维护技术方案进行施工。

3.2 是否对苏南雨季可能出现的问题有充分的准备

是否对苏南雨季可能出现的问题有充分的准备是苏南地区建筑工地基坑维护应注意的第二个问题。连绵不断的梅雨季节是对苏南地区建筑工地基坑维护的重要考验,防渗水和基坑降水显得非常重要。能否通过基坑降水将基坑开挖范围内的地下水进行及时疏通并加以固结,提高基坑的稳定性,增强土体的强度,成为基坑维护措施是否成功的关键之所在,如果做不好基坑降水,基坑底部的水压就会不断增大,如果出现基坑底部的突涌或者土体隆起,就会对整个建筑工程的稳定性带来重大的不利影响。因此,要针对地下透水性很弱的潜水含水层以及分布较深的承压含水层的特性有充分地了解,并针对这两个含水层的分布位置、分布深度、分布层次以及受蒸发和大气降水的影响程度,决定苏南地区雨季的基坑维护措施的采取。在具体运用基坑降水的过程中,首先要结合苏南地区建筑的形式以及结构,基坑开挖的深度和宽度、地下水位的高度以及水源地及大气降水的具体影响,对基坑所在地域的地质水文特点进行充分的了解并加强观测和处理手段的科学化,并对照这些条件进行基坑降水方案的科学确定。其次,要扩大对勘测区域和监测区域的范围,以防止周边地区地下水及大气降水可能对建筑工程所在地的异常影响。第三,在降水井的设置方面要根据基坑周围地下水的真实状况合理分布、科学算定降水井的数量。第四,对施工地域的地下埋设状况及周边建筑物进行详尽的了解、勘测和登记,消除基坑可能变形对城市预埋管线及周边建筑的影响。第五,在苏南雨季,针对雨季特点,要综合采用或者单独使用集水明排、回灌、降水、截水等方法,确保基坑的适度干燥。

3.3 需要注意的其他问题

在基坑维护中,还要对密切注意周围建筑物的情况,及时对基坑周围及基坑本身进行检测,控制基坑变形,不断提高基坑维护的自动化水平,采用先进的施工水平等。

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第9篇

关键词:内河航道护岸,软基处理,方法探讨

 

一、引言

内河航道护岸的软基处理的方法具有非常重要的理论意义和实践意义。要整治内河航道,可以采取建设护岸的方法,而能否保证护岸的工程质量,一方面与护岸本身的砌筑量有密切的关系,另一方面,更重要的是内河航道护岸的软基处理,本文详细探讨了内河航道护岸的软基处理的方法。论文大全,软基处理。

二、软土地基的主要特征

软土地基位于沿海、河流的中下游以及在湖泊附近,一些非常厚的比较软的覆盖层在地表下埋藏,这就是软土地基。尽管这些覆盖层的形成是不一样的,但是,它们的主要特征具有一定的相似性。通常情况下,这些覆盖层里面包含以下成分:软粘土、淤泥、淤泥质土以及粉砂夹淤等等。这些成分不适合做天然地基。

软土地基的主要特征包括下面的几个方面:

(1)在淤泥中细颗粒是非常多的,并且存在许多有机物腐植质,这些物质在干燥时非常硬。

(2)通常情况下,软土地基的颜色是深灰色或暗绿色的,发出刺激性的气味。

(3)软土地基具有非常大的含水量和孔隙和较小的容量。通常情况下,天然含水量大约在40%到70%左右。

(4)软土地基具有非常低的淤泥强度,具有非常小的承载力,并且具有非常大的灵敏度。必须最好防止软土地基的扰动,从而防止由于软土地基的结构的破坏而导致其强度的降低。

(5)软土地基具有非常大的压缩性,在一些地方,淤泥的含水量能够达到百分之六十,从而具有非常大的基础沉降量。

(6)软土地基具有非常小的渗透性,变结实的过程是非常漫长的,具有缓慢的沉降过程。所以,在软土地基的淤泥层上进行水工建筑物的施工,会破坏软土地基的基础,出现非常严重的沉降量或者是沉降差,导致建筑物受到外力的作用而出现不稳定甚至倒塌的现象,所以,如果要在软土地基的淤泥层上进行水工建筑物的施工,必须进行地基处理。

三、内河航道护岸的软基处理的方法

内河航道护岸的软基处理的方法非常多,下面进行详细的探讨。

3.1 垫层法

3.1.1 垫层法的介绍

根据航道护岸的具体状况,通常情况下,垫层法的使用是比较广泛的。如果建筑物的基底底部的持力层是不能满足设计要求的软粘土、淤泥等软弱土层,并且厚度小于或者等于二米,那么,能够全部挖出软粘土、淤泥等软弱土层,将建筑物的基底建设在硬土层之上。但是,如果建筑物的基底底部的持力层的软土层的厚度比较大,那么,全部挖出软粘土、淤泥等软弱土层是不切合实际的,就应该使用垫层法进行解决。例如,京杭运河杭州段的许多重力式护岸,通常情况下,都是使用垫层法进行软基的处理,依据省钱方便的原则,合理选择垫层材料,一般来说,都是使用碎石垫层或者是块石垫层。

3.1.2垫层法的具体施工方法

垫层法的具体施工方法是在软土地基上铺设厚度大约在0.5米到1.2米左右的垫层。进行垫层法施工时,必须保持摊铺均匀,并且保证不要出现非常大的集中载荷作用。

使用碎石垫层一方面能够加深建筑物基础的填埋深度,另一方面能够使建筑物的荷载通过碎石垫层在软土地基上均匀地扩散,使软土层所受的附加应力大大减少。通过这种方式,可以避免由于地基内部局部应力集中而导致的剪切破坏的问题,避免深层滑动问题的出现。而且,由于内河航道护岸的软基的基础底部与碎石垫层之间存在非常大的摩擦力,从而使抵抗水平滑动的稳定性得到大大的增强。

通常情况下,沉降量是正比于地基的附加应力的,而紧靠底域的部分,存在非常大的附加应力,也就产生了非常大的沉降量,使用碎石垫层替换持力层的部分软土之后,就能够使基础的沉降量得到大大减少,同时,基础的不均匀沉降也可以得到有效的调整。在设计时,应该将碎石垫层作为基础的一部分,碎石垫层的宽度应为护岸基础的宽度与垫层的厚度的二倍之和,通常情况下,碎石垫层的厚度保持在0.3米到0.5m的范围之间,在进行施工时必须夯实碎石垫层。

通常情况下,块石垫层的材料的主骨料是使用锥形块石做的,填隙料是碎石、砂、石屑等,形成嵌锁结构,嵌锁结构的密实度和稳定性通过填隙碾压增加。块石垫层的这种结构形式在盛产石料地区、施工缺水和土基含水量较高的区域的应用是非常广泛的。论文大全,软基处理。应该合理选择块石垫层的材料,保证这些材料在运输和施工过程中,不会产生较大的粉尘而导致环境的污染,也不会造成水污染问题;在垫层法施工的过程中,只有在进行振动碾压时,可以出现噪音,对于其它的任何一个工序都是人工作业,不会出现噪音,能满足城市建设环保的要求。

2.2 搅拌桩软基处理技术

2.2.1试桩要求

深层搅拌水泥桩对于淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土的处理是非常适用的。对于具有侵蚀性的泥炭土或者是地下水进行处理时,必须首先通过试验确定深层搅拌水泥桩的适用性。尤其是在进行冬季施工时,必须重视处理效果受到较低的温度的影响。在进行深层搅拌桩的施工时,通过使用搅拌头,搅拌水泥浆和软土,每个标段必须要有大于或者等于五根的试桩,并且应该在试桩完成之后,才能够正式开始水泥搅拌桩的施工。论文大全,软基处理。可以在七天之后完成试桩检验,通过开挖取出,或者也可以在半个月之后取芯,从而能够对于水泥搅拌桩的搅拌均匀程度和水泥土强度进行检验。

2.2 施工步骤

通常情况下,可以将搅拌桩软基处理技术的施工步骤分为下面的九个主要步骤:

(1)桩位放样斗钻机就位

(2)钻机的检验和调整

(3)正循环钻进至设计深度

(4)将高压注浆泵打开

(5)反循环提钻并喷水泥浆

(6)至工作基准面以下0.3米,对下钻进行重复搅拌并喷水泥浆至设计深度

(7)反循环提钻至地表

(8)结束成桩

(9)进行下一根桩的施工。论文大全,软基处理。

项目经理部应该安排特定的人员进行水泥搅拌桩的施工,做好整个施工过程的监督和管理工作。应该对全部的施工机械进行编号,并且设计出各种职位的铭牌,并且将它们悬挂在钻机明显的地方,例如,应该设计出钻机长、现场负责人、现场技术员、水泥搅拌桩桩长等的铭牌,保证每个人都能够清楚各自的职责,防止各个岗位人员对工作互相推诿、职责不明的现象的发生,将责任严格落实到人。论文大全,软基处理。水泥搅拌桩开钻之前,必须使用水对整个管道进行清洗,同时,对于管道中是否出现堵塞问题进行严格的检查,一直等到排空水之后,才可以进行水泥搅拌桩开钻工作。论文大全,软基处理。为了使水泥搅拌桩桩体垂直度符合相关的标准,应该悬挂一吊锤在主机上,通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右各个方向的距离相等来进行控制。

现场施工人员必须严格做好施工原始记录,施工原始记录主要包含下面的内容:浆深度、停浆标高;灰浆泵压力、管道压力;施工桩号、施工日期、天气情况;钻机转速;钻进速度、提升速度;浆液流量、每米喷浆量和外掺剂用量;复搅深度。

3结束语

为了整治内河航道,必须做好内河航道护岸的软基处理,本文详细探讨了内河航道护岸的软基处理的方法,并且应用在了具体的工程实践当中。希望通过本文的研究,能够抛砖引玉,引起国内外众多专家和学者对于该领域的深入研究。

参考文献:

[1]丁天平.土工格栅加固航道护岸软基的实验研究和应用[J].水运工程,2006,(11)

[2]刘燕燕,凌天清,黄中文.土工格栅加筋碎石桩―砂砾垫层加固系统应用[J].路基工程,2006,(04)

[3]丁爱军.浅谈内河航道护岸的软基处理[J].江苏交通,2003,(02)

[4]史云霞,陈一梅.国内外内河航道护岸型式及发展趋势[J].水道港口,2007,(04).

[5]何雪松.航道护岸工程堆土边坡稳定研究[J].内蒙古科技与经济,2009,(07).

[6]杨志林.浅谈内河航道软基处理技术[J].中国新技术新产品,2009年第12期

第10篇

【关键字】复杂地质,深桩基础,施工技术,存在问题,解决措施

中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:

前言

从我国目前的建筑行业的发展情况来看,机械化施工已经得到了广泛的应用,但是人工作业仍然有着不可取代的重要地位、有着它存在的必要性,特别是在复杂的地质条件下进行深桩基础施工的时候,由于地质的复杂性,机械作业很容易出现问题,而且有的地质条件下很难进行机械作业,所以必须要采用人工,虽然施工人员的劳动量会比较大,危险性也较高,但是从整体来看,采用人工作业,节省了工程投资,施工简单、操作方便,一些情况下施工的速度也会比较快。目前,建筑工程中已经广泛采用了深桩基础施工,深桩基础施工技术也有了一定程度的发展,但是在一些复杂的地质条件下,深桩基础的施工仍然面临着不少的难题,一旦在施工过程中出现技术失误或者说设计的时候没有考虑周全,就会导致施工事故,深桩基础受到破坏,从而威胁到整个建筑工程的安全,因此对复杂地质条件下的深桩基础施工技术的研究已经成为了一个重要的课题,尤其是针对岩溶、湿陷性黄土、冻土地区的深桩基础的施工技术研究更是刻不容缓。

二.岩溶地区的深桩基础施工

1、岩溶地区的特点

由于岩溶地区独特的物理和化学反应,所以岩溶地区一般会有较多的溶洞出现,溶洞中的地下水活动就比较频繁,给深桩基础施工带来困难,很容易出现塌陷、断桩、偏孔、卡钻、斜孔、掉钻、漏浆等等各种问题,处理不当很有可能会影响到施工的工程质量和施工人员的生命安全,因此在施工之前,必须要充分的对岩溶地区的地区环境,溶洞内部的具体情况进行了解,结合实际情况制定合适的施工方案,确保工程和施工人员的安全。

岩溶地区深坑基础施工常见问题及解决措施

(一)高倾角岩面冲孔如遇到高倾角岩面,发生偏孔时,需回填片石到偏孔上方300~500mm处,重新冲孔。如回填一次片石难以修正孔位,则可采取多次回填片石进行修孔。如多次回填片石均不能纠正偏孔,则采取灌入C45砼,等7天后进行重新冲孔。为了防止桩基施工过程中可能出现的漏水、漏浆,掉钻甚至出现塌孔等异常现象,可采用插打钢护筒、回填粘土和片石等方法进行处理。

(二)桩施工中孔内出现障碍时的处理

(1) 掉锤。由于钢丝绳节头脱落、钢丝绳折断造成桩锤掉落在孔内可采取以下方法处理:

采用捞钩打捞。用特制的捞钩放入孔中,钩住桩锤上的打捞环,然后用桩机或吊机慢慢将桩锤提上。

②潜水员打捞。当桩锤在孔内打横卡住,用打捞钩无法打捞桩锤时,可采用潜水员潜入孔内进行水下掏孔、挂钩,如打捞环断裂则可进行水下切割烧孔,并穿入钢丝绳将桩锤吊起。

(2)卡锤。当桩锤被块石、沉碴、溶洞卡住时,可采取以下方法处理:

被块石卡住桩锤

塌孔时用粘土、块石回填,当重新冲孔时,块石很容易被震动后掉下卡住桩锤。此时可先用泥浆清孔,反复提钢丝绳,使桩锤松动,将锤提起。如提不起,则可采用水下爆破方法处理。水下爆破起锤法是利用爆破震动松动桩锤,提起桩锤。

②沉碴埋住桩锤

当砂层塌孔埋住桩锤时,首先进行清孔,利用导管将桩锤以上的沉碴清出,然后反复提锤,将桩锤拔出。

③被溶洞卡住桩锤

在进入溶洞区时,如进锤太快,一下打穿溶洞时,很容易被岩石卡住。此时桩锤一般可以向下松动,而提不起来。采用反复提锤形成反向冲击,使溶洞穿孔扩大。如不能将锤提起,则只好换桩位重新补桩。

(3)打钢护筒遇障碍

由于砂层厚塌孔,溶洞多且大,可采用打钢护筒方法进行护壁。但钢护筒在打入时,极易被孤石或石笋等齐压变形、底脚卷边。将造成桩径变小,钢筋笼下不去等问题。此时可采用潜水员水下切割处理,解决此问题。

三.湿陷性黄土地区的深桩基础施工

1、湿陷性黄土特点

湿陷性黄土一般主要分布在我国西北、华北一带, 由于黄土具有底层多, 土层厚度大, 且这些地区的气候干旱少雨, 蒸发量大,所以黄土在上覆土层自重应力作用下或在自重应力和附加应力共同作用下, 受水浸湿后的土的结构会被破坏从而发生显著变形,很容易造成地基下陷的情况。

处理方法

由于湿陷性黄土的特点,所以它会造成地基下陷,从而导致深桩基础发生不均匀的沉降,使深桩基础的承载力受到破坏,对整个建筑物的安全产生不好的影响。所以,对湿陷性黄土的处理方法要格外注意,一般来说,我们较长采用的方法主要有深层搅拌桩法、强夯法、桩基础法、垫层法、欲浸水法、挤密法等。在选择桩基础的时候,一般采用的有锤击预制桩、人工挖孔灌注桩、振动沉管灌注桩、钻孔灌注桩、向扩孔桩等等,可根据具体的地质特点和施工要求选择合适的施工方法和桩基础,但是要特别注意的是,在湿陷性黄土地区的深桩基础施工的过程中,不能选用摩擦型桩,因为摩擦型桩在浸入水中之后的摩擦力会大大的减小,从而也就失去了承重能力,就失去了保证建筑物的安全的能力。

三.冻土地区的深桩基础施工

1、冻土地区的特点

所谓冻土,是指在冬天的时候,受严寒的气候条件的影响,土层中的水结成了冰,然后土体自身就会产生体积膨胀。冻土地区的特点就在于,在严冬这种情况下,地基中的深桩基础就会受到切向的冻胀力,从而导致深桩基础产生不均匀的上拔,使深桩基础上部的结构发生不均匀的变形。到了夏天气候炎热的时候,冻土被融化,地基失去强硬的支撑,深桩基础就会下沉,基础的承载力下降,影响到上层建筑的牢固。

针对冻土地区特点选择深桩基础的要点

钻孔插入桩基础。钻孔插入桩的特点在于它能适用于各种岩性和冻土地基,并且整体来讲,对地基的热扰动比较小,且回冻的时间短。缺点就在于承载力较低。

钻孔灌注桩基础。钻孔灌注桩的特点在于它适用于坚硬冻结状态的冻土地基,制作、施工方法和机具都比较简单,节省了施工材料。并且它具有较高的水平及垂直承载能力。它的缺点就在于回冻时间比较长,对地基的热扰动大。

钻孔打入桩基础。钻孔打入桩的特点在于适用于粘性土、砂土类地基,且对地基的热扰动最小,承载力高,缺点在于施工设备较复杂。

所以针对冻土地区的施工要考虑到不同地基的情况及不同深桩基础的特点,选择最佳桩基础。

结束语

复杂地质条件下的深桩基础技术施工,重点是详细了解和掌握工程所在地的地质构造,同时制定相应措施,做好施工安全管控工作。这样不仅在工程造价方面可以大大节约,同时可缩短工程工期,并有效控制工程质量。至于质量,桩基础工程项目,所施工每一根桩都有其独特性,都无固定的可遵循历迹,应对已施工完毕的,做全面总结,不断掌握技术控制要点、吸取施工经验,消除盲目性,可有利于今后工程保质保量顺利完成。

参考文献:

[1]复杂地质条件下大直径方桩及深桩挖孔桩施工技术要求及现场控制要点 [期刊论文] 《公路交通科技:应用技术版》 -2011年7期

[2]张科军 刘春生 复杂地质条件下地下连续墙冲孔桩纠偏处理爆破施工技术 [会议论文] 2009 - 第八届全路工程爆破学术会议

[3]孙晓阳 周军红 复杂地质条件下基于变形控制的深基坑支护设计与施工优化 [期刊论文] 《施工技术》 ISTIC PKU -2012年7期Sun XiaoyangZhou Junhong

[4]郑俊杰 林永汉 复杂地质条件下粉煤灰混凝土桩与石灰桩的联合设计法(被引用 9 次) [期刊论文] 《水文地质工程地质》 ISTIC PKU -2000年6期

第11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

第12篇

【关键词】高层建筑;建筑工程;结构桩基础

1 引言

随着高层建筑的兴起和持续发展,在高层建筑基础研究领域,随着城 市化程度不断进步,经济的发展,高层建筑越来越多。目前,超高层建筑基础设计在很多方面还不够完善,可谓是理论研究远远落后于工程实践。而针对超高层建筑基础设计工作的需要来看,对一些问题还需要深入的研究。工程现场实测和模型试验均已证明结构桩基础的地基反力,既不是直线型分布,也不符合弹性地基理论的计算结果。为此有必要开展对高层建筑结构桩基础的设计研究。

近来,虽然对结构桩基础进行了理论研究,但是对其工作机理认识还不够深刻,对桩土分担荷载,及其各部分的应力计算还需要深入分析研究。此外,对上部结构、基础与地基的共同作用问题的研究尚未进入工程实用阶段,特别是地震作用下的共同作用分析,现有的工程规范涉及很少。本论文重点对高层建筑结构桩基础的设计进行简化分析设计,以期从中能够找到合理可靠的简化结构桩基础设计方法,并以此和广大同行分享。

2 高层建筑结构桩基础设计与工程应用现状

目前实际工程中,很多桩基工程试桩设计与静载试验结果不相符。静载试验结果达不到设计要求,设计师通过调整设计参数,修改加密桩基设计图予以补救,这样静载试验结果超过设计要求太多,虽然安全性更易得到保证,但太保守的设计降低了经济效益。在建筑业这种情况是要进行优化的,超过设计太多需要进行二次试桩,项目建设周期也随之延长。如果设计师等静载试验结果出来再进行桩基施工图的设计,既影响整个设计的进度,也满足不了建设的需要。解决单桩静载试验结果与试桩设计偏差过大的问题,也就是怎样使试桩设计尽量接近单桩静载试验结果,又简便又精确地对单桩静载试验结果进行预估计是值得研究的。

在桩基工程实践中,应用最广的是在竖向荷载作用下的桩,竖向荷载作用下的桩土相互作用问题对桩基的设计和施工影响很大,因此,国内外的大量的研究工作者在这一领域里做了很多工作,提出了很多计算方法。但关于桩群向邻近土传递应力的机理,至今还有许多方面尚未弄清。

多年来,许多学者致力于“桩基础”理论和试验研究,得出了了众多的成果。但是由于问题本身的复杂性,桩基础受承台刚度、桩基承台连接条件、桩基体系传力机制及单桩和群桩工作形态差别等的影响,使其与一般的土一结构相互作用的问题大不相同,是岩土工程界目前尚未很好解决的难题。远未形成一套系统的理论和简便实际的计算方法。特别是在工程应用上,所进行的工作相对较少,有必要进行更加系统地分析研究。

3 高层建筑结构桩基础简化设计分析

高层建筑结构作用在基础上的荷载大,基础埋置深,一般设置地下室并常常有作为人防工程或地下停车库等要求,因此,基础工程的材料用量多、施工复杂且施工周期长,其技术经济指标对建筑总造价有很大影响。高层建筑的基础除极少数可直接建于坚硬的岩石上以外,一般采用钢筋混凝土片筏式基础、箱形基础或桩基础,而桩基础是高层建筑最常用的基础形式。桩基础具有承载力大、稳定性好、沉降量小且均匀等优点,还能承受一定的水平力和上拔力,承受动荷载的性能也较好。

就高层建筑物的上下部相互作用问题来讲,传统的设计计算理论所采用的许多假定使其在不同程度上回避了桩-土-结构间相互作用的全面分析。如:地基反力系数法把土体对桩的反力作用等复杂因素通过Winker假定,简化成单纯的反力系数作用于桩上,传统设计计算理论本质上都未彻底解决桩-土相互作用力学机制的分析问题。对于高层建筑物的相互作用分析,必须将结构-桩-土体系作为一个整体来考虑。显然用传统的设计计算理论来更贴切地分析这一实际问题还是有些困难的。就目前的分析手段来讲,有限元法是个前景较好的方法,除了有限元数值模型能够充分地考虑诸如:土体材料性质的空间差异性、力学响应的非线性,复杂的几何边界条件等,而且还能够通过适当的数值技术模拟工程施工过程,以及由此而带来的一些施工力学问题等各类复杂的耦合因素外,其思想和实现过程也都较为简单和统一,因此适于编程和电算,极大的简化了桩结构基础的计算设计工作量。

在设计方法上进行简化考虑,由于结构分析的有限元法(特别是子结构分析技术)的进展和计算手段的极大改善,在力求从理论上回答工程实践中提出的各种问题的艰苦努力过程中,逐步发展到了这个阶段。其主要特点是统一考虑上部结构、基础和地基三者的共同作用,以离散形式的特征函数――地基刚度矩阵[Ks]表征地基土支承体系的刚度贡献,运用空间子结构方法,将上部结构的刚度与荷载逐层向下凝聚到基础子结构的上部边界,形成全部上部结构的等效边界刚度矩阵[场]和等效边界荷载向量{SB}。将它们叠加到基础子结构上去,并根据基础与地基按触点静力平衡和位移协调条件,就可得到考虑三者共同作用的基本方程(并可反映根邻建筑的影响):

上式中:

[K]――基础子结构刚度矩阵;

[KB]――上部子结构的边界刚度矩阵;

[ ]――地基刚度矩阵;

{U}――基础子结构的位移列向量;

{Q}――基础子结构的荷载列向量;

{SB}―上部子结构的边界荷载向量;

{ }相邻建筑引起的沉降列向量。

求解该方程后得到基础子结构的节点位移{U},再从下向上逐层进行子结构回代即可得到上部结构各节点的位移,从而进一步给出所需节点处的内力。除采用子结构法外,对上部结构的刚度贡献先后作过许多简化考虑,提出不少简单可行的分析途径,它们与子结构有限元法相辅相成,例如弹性杆法、有效工作刚度法、加权残数法等,不过一般都将上部结构处理为平面结构。

4 结语

高层建筑已经成为当前建筑领域的发展趋势和发展潮流,如何面对高层建筑下的结构桩基础的受力分析和结构设计,是当前建筑工程技术人员重点解决的问题之一。本论文结合高层建筑的结构桩基础的受力特点,利用有限元的计算方法,对结构桩基础的设计计算进行了简化分析设计,对于进一步提高高层建筑结构桩基础的简化设计,实现有限元技术下的结构桩基础的受力计算应用,具有一定的指导意义,本论文的简化计算方法是值得推广的。

参考文献:

[1]赵西安.我国高层建筑的最近发展[M].史佩栋等.北京:中国建筑工业出版社,2000.