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【關鍵詞】地下建筑,抗浮技術,措施探討
中圖分類號:TU198文獻標識碼: A 文章編號:
一.前言
隨著城市和建設進程逐步加快,各種地下建筑逐漸出現,這些建筑在進行設計施工和正常的運行中,由于一直基本處于下下,很容易受到來自各種地下水的侵蝕,地下水對整個地下建筑有著十分重要的影響,因而,在建筑施工和竣工后的使用中,要做好各種抗浮措施,如此,可以更好的防止地下墻體發生裂縫或者是軟化坍塌,對確保整個地下建筑的安全和工程質量有著十分重要的作用。
二.地下水對地下建筑的危害探究
1.地下水水位變化對建筑工程的危害。地下水的水位一般會受到降水,季節變化等因素的影響而產生水位的升降,地下水位的上升下降,會對整個建筑結構的設計產生極其消極的影響,。首先,當水位上升的時候,不僅僅會造成地震沙土液化速度加快,規模擴大,更會使得建筑結構下的巖土發生斷裂,變形扭曲,滑坡,崩塌等多種地質災害,嚴重降低了整個建筑結構中基礎地基的承載能力,不利于整個建筑結構的穩定,不利于整個建筑結構抗震性能的增強。其次,地下水的過大下降,常常誘發地裂、地面沉降、地面塌陷等地質災害以及地下水源枯竭、水質惡化等環境問題,對巖土體、建筑物的穩定性和人類自身的居住環境造成很大威脅。最后,地下水的凍脹也會對建筑結構的設計產生消極影響,主要表現在,當凍脹的地下水升溫使得水浸濕和軟化巖土時候,會使得地基土質的強度會大幅度降低,使得建筑物的沉降幅度變大,地基容易發生很大幅度的變形,造成建筑結構的穩定性差。
2.地下水會對建筑物的建筑構件造成很大的侵蝕性。地下水會對建筑構件中的混泥土,可溶性石材,和建筑主體中的管道,金屬構件等造成很大的腐蝕和侵蝕,不僅僅會加快各種構件的老化,壽命縮短,更大幅度降低了整個建筑結構的穩定性和剛度。
3.地下水的水力狀態容易發生改變,會使得在飽和的砂型土質的建筑結構設計變得更為艱難。當水力發生變化時候,土質的效應力大幅度降低,容易形成流砂,使得建筑結構下的土體發展流動,造成地表地基的坍塌,威脅建筑結構的穩定。
三.地下水對地下建筑結構設計的受力影響
1,地下水對地基基礎設計中應力計算的影響
在地下建筑結構設計中,最關鍵是要確保地基的穩定,進行地基設計時候,首先要做到的就是要精確計算出自重應力和附加應力。在計算地基任意深度的自應重力時候,要以地下水位為分界線,地下水上面的土質,一般采用的是土質的自重應力。如果地基位于地下水的下面,那么,地基在水下的砂性土需要綜合考慮到地下水的浮力作用。如果還是粘性土質則變得更為復雜,需要根據不同的情況而定,一般認為,如果在地下水下面的粘性土質的液性指數不小于零,那么,此時土質會是一種流動的狀態,每個土質顆粒之間有很多自水,這種情況下,土體便受到了地下水的浮力作用。因此,在進行地下水位之下的自重應力的時候,要根據實際情況,綜合考慮,分析確定是否需要將地下水的浮力納入其中。如果液性指數在零之下,那么土質會保持在固體的狀態,土質就不會受到地下水的浮力,在實踐操作中,一般都會按照不利的狀態來進行綜合考慮分析。
2.地下水對天然地基承載力的影響
在建筑結構地基的設計中,要做好天然地基承載力的計算,地下水對地基有著十分重要的影響作用,一般而言,都會表現在兩個方面,其一,位于地下水位之下的土質,會很容易失去表觀凝聚力,而這種凝聚力多半是由毛細管和弱結合水所形成的,當失去凝聚力的時候,會使得土質的凝聚力大幅度降低。其二,當受到地下水的浮力時候,土質將會很大程度的降低了自身的凝聚力,也因此會使得建筑結構設計中地基的的綜合承載力變弱。在實際建筑結構設計中,都會假設地下水水位上下的土質強度都是一樣的,只是單一的考慮到地下水的浮力對土質的承載力產生的影響,當建筑結構設計的地基持力層在地下水位下面,而且不具有透水性,那么,不管基底上層的土質是否具有透水性,都統一使用保護重度,當地基的持力層具有透水性的時候,可以將有效重度納入范圍。
五.抗浮設計方案與具體措施
除箱形基礎和內部無柱的地下構筑物外,采用片筏基礎的地下室的結構一般難以滿足整體抗浮的剛度和強度要求,故將地下室劃分為若干結構單元進行抗浮驗算是合理的,抗浮設計需結合結構單元抗浮驗算的結果選擇或調整結構抗浮方案及措施。抗浮方案及措施有:
1.主體工程采用樁(挖孔樁除外)基礎時,單層地下室或裙房地下室可用樁協助抗浮,因為受地下水變化的影響,該樁可能抗拔也有可能承壓。
2.主體工程采用天然地基時,單層地下室或裙房地下室可采用加大恒載(如覆土)抗浮,或將單層地下室和裙房及裙房地下室的結構處理成垂直荷載作用下的子框架結構支承于主體結構上,由主體結構協助抗浮。后者需修正原設計對應于子框架的梁柱內力與配筋和主體結構中支承子框架的節點的梁柱端的內力和配筋,修正的原則是取二次設計中承載力大的配筋和截面。主體結構離支承子框架節點較遠的梁柱端內力受影響較小,一般可以不必修正。
3.抗浮錨樁協助抗浮。如圖1,抗浮錨樁的結構設計方法基本上同錨桿,適用范圍比較大。常用于大空間、大面積的單層地下室或裙房地下室及地下構筑物抗浮,當水壓力較大時,用分布抗浮錨樁無梁地下室底板的方案易于設計且比較經濟。
4.地下罐體的抗浮設計應注意其基礎或基墩在地下水的影響下可能受壓也可能受拉,要做兩個方向受力的強度驗算。
5.在必要時要做抗浮樁或抗浮錨樁的撥和壓的雙向受力驗算,承壓驗算宜考慮樁土協同工作,樁主要起抗傾斜作用,注意抗浮驗算單元應與協助抗浮的方案吻合,位于地下水位以下的室外抗浮覆土要扣除地下水的浮力,懸挑出室外的地下室底板可以適當考慮上面覆土的內摩擦角按倒梯形截面計算抗浮力,抗拔樁和抗浮錨盡量布置在柱、墻下或對稱布置在柱下,共同形成基礎梁的支座,可以使抗拔樁和抗浮錨樁的受力均勻。
如圖2,當基礎梁的剛度較小時,要避免跨中抗梁的內力計算,因基礎梁的豎向位移剛度從柱下至跨中各點不相同,所以布置在基礎梁跨中的抗拔樁和抗浮錨樁對基礎梁跨中是新約束,應注意計算簡圖的處理,調整基礎梁的配筋,工程地質勘查應考慮協助抗浮的抗拔樁和抗浮錨樁的布置方案對樁長的影響。
五.結束語
地下建筑的抗浮設計施工關系到整個建筑工程的后續施工,關系到整個建筑工程的工程進度,工程成本控制和工程質量的保證。加強地下水對建筑結構設計影響的研究,找出地下水浮力對地下室和建筑物結構施工設計的重要影響方式,和發生原因,有助于地下建筑結構設計的科學化和合理化。地下水是建筑結構設計中無可避免的載體,水壓力和地下水的浮力都會優先于地基對建筑物的結構產生反力作用,因此,在建筑結構設計中,要對地下水這一最重要的影響因素做出深入研究,這是保護地基穩定的關鍵環節。同時,通過探究發現,地下水主要還是通過影響到建筑結構設計中的基礎設計的受力,主要是建筑結構的自應重力和建筑結構的承載力,要從建筑結構設計中的抗浮力上面加以改善和修正,盡力保證建筑結構設計的合理性和科學性,保證工程的質量。
參考文獻:
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【關鍵詞】: 地基處理;CFG 樁;施工方法
中圖分類號: TU47 文獻標識碼: A 文章編號:
一.引言
軟土地基特點包括下面幾點:壓縮性強、孔隙比大、承載能力低、天然含水量高等。所以在軟弱土地基上建造起來的建筑物通常會出現地基變形以及強度不能滿足設計要求等問題,這就需要采取相應的措施,對軟土地基進行有效的處理。而處理的目的就是要確保軟土地基的穩定性,增強軟弱地基的強度,有效降低軟弱土的壓縮性,從而能夠消減地基基礎的沉降或者是非均勻性沉降, 使建筑物在修建完成能夠拖入正常使用,滿足對地基穩定性和強度等方面的要求。
二.軟弱地基的處理的方法
軟弱地基的處理方法主要包括為以下:預壓法、換填墊層法、振沖法、強夯法、水泥粉煤灰碎石樁法(CFG 樁)、砂石樁法、夯實水泥土樁法、水泥土攪拌法灰土擠密樁法、高壓旋噴樁法、柱錘沖擴樁法、石灰樁法等。本文所主要研究樁基礎在地基處理中的應用,是指研究CFG 樁地基的處理形式。
CFG 樁主要是指由水泥、粉煤灰、石屑、碎石以及砂經過加水攪拌之后而成的高強度的粘性樁,它是在過去的碎石樁技術的基礎上逐步發展起來的一門地基處理技術。它是一種復合樁,主要樁間土、樁以及褥墊層等成分構成。由于有效的利用這種復合樁技術,就很好的改善了碎石樁的剛性標準。這樣就使得全樁的端組和側組能夠更加充分的發揮自身的作用,這種復合樁的特點主要表現在地基承載力高、地基的變形較小、復合模的量較高等。雖然樁體不配筋,但卻能夠使樁間土的承載力很好的得到發揮,更為重要的是,它的造價僅僅在樁基的一半上下。因此在建造過程中廣泛運用了這種復合樁,并得到了很好的經濟效益與社會效益。
三.CFG樁施工方法
1.測量放線。根據設計的要求以及施工項目的實際特點,在建設單位所提供的水準點和相應的坐標,在施工的現場進行控制網的布置,主要包括了:水準點和軸線,只有在軸線和灰線等進行嚴格的復查審核之后方可進行動工。
2.放線布樁。在這個過程當中,需要根據建筑平面圖進行放線以及布樁。樁位一般使用厚20mm 的鋼釬打入地下約200mm的地方,然后再拔出鋼釬并灌注石灰粉,這就些形成了施工的樁位點。通過仔細的復查和測量軸線,使得其誤差不超過10mm,而樁位的誤差不超過20mm,此外鋼釬所打入的樁孔一定要垂直。
3.CFG 樁的施工。長螺旋鉆管之內的泵壓CFG 樁基的施工工藝主要是由長螺旋鉆機、混凝土輸送泵以及混凝土罐車等所構成的體系。CFG樁在進行施工過程時,在鉆機就位以后,需要調整鉆機塔身的前后以及其垂直度,在達到預定的規格要求后,才能夠開始鉆孔。當移動鉆桿直到鉆頭差不多觸及到地面的時候,立即關閉鉆頭的閥門,并且開啟馬達進行鉆孔,直到設計出預定標桿長度的樁長。CFG 樁在經過剛才的鉆孔之后,假如達到了預先設計的標高值,那么就應該立刻停止相應的鉆孔活動,應馬上向孔內開始輸送混凝土,混合料在通過混凝土輸送泵以及輸送管道進行運輸,到達鉆孔機動力彎頭的地方,再順著彎頭進入到鉆管里面。之后等到鉆桿的芯管內充塞了混凝土之后就可以實施拔管了,在進行拔管的時候,在上面所提到的那個鉆頭處的閥門會自動的開啟,緊接著管道內的混凝土源源不斷的進入到鉆孔內。隨著繼續進行拔管活動,混合料會逐漸充滿鉆孔,并最終形成相應的樁。在成樁的過程當中需要預先保護樁的長度在500mm以上。
4.控制混合料。采用泵送施工,對混合料的坍落度要求在18cm~22cm之間,石子粒徑應該小于20mm。而樁頭的振搗深度應該大于2m。采取插入式振搗棒對樁頂進行加振3s~5s,從而有效提高樁頂混合料的密實度。要嚴格控制泵送混合料的輸送量,灌入量要高于設計用量,用以保證樁頂超灌高度。還應該嚴格控制拔管的速度均勻進行,拔管速度太慢又會導致水泥漿不均勻分布,而拔管速度太快則有可能引起縮頸斷樁或者樁徑偏小問題,一般應控制在1.5m/min~2.0m/min 適合,總體上應該要和混合料的輸送速度保持一致。在質量方面的要求表現在就:樁位的偏差邊樁應低于70mm,樁的施工的垂直度偏差應低于1%,除此之外中間樁通常也需要保持在150mm以內。
5.清土及樁頭。在CFG 樁的施工進程結束以后,如果樁身的混合料的強度達到70%,這時就應該開始鑿除樁的保護層樁頭以及清除樁頂部的土層。在清土的過程中應采取人工或者小型機械的措施來進行,必須要保持合理的實施進度,可以先使用機械清除掉部分,然后再采取人工清除機械預留約100mm,從而將樁頭暴露出來。在對樁頭進行鑿除的時候,也能夠采用機械和人工相結合的方式,先使用水平的切割機從兩個方向來實施切除,鋸斷的面積應該大于樁截面積的70%,接著利用人工的錘子進行鑿除,在鑿除的過程中還必須注意保持樁頭平面的平整,從而保障樁頭的質量。
6.鋪設褥墊層。這是整個復合地基最重要的核心部分,值得注意的是,這個褥墊層是在基礎與樁間土和樁所之間所設置的有一定厚度的散粒狀材料。在基礎承受垂直方向的負荷時候,樁和樁之間的土會在一定程度上發生變形。因為樁的強度要比樁間土更大,所以它的變形程度不如樁間土大。但是如果在基礎的下面布設一定厚度的褥墊層之后,樁體會向上和向下兩個方向同時刺入,在這個過程中,褥墊層材料所具有的流動性會在一定程度上補償樁間土。
四.施工過程中注意事項
1.在施工前應首先確認地下水是否存在侵蝕性。如果存在侵蝕性,就應該選擇采用規格符合標準的水泥品種,也可以按規范要求直接添加防腐劑。
2.拔管的速度應按照試樁所確定的參數來進行,并且拔管速度要均勻。
3.每班要定時檢查排氣閥,以確保其工作正常。
4.在冬季施工時,對混合料原材料以及攪拌工藝等有著特殊的要求,這時就必須要按照冬季混凝土的施工要求來進行。
5.在施工過程中還應注意觀察地面是否存在隆起現象,用以判斷是否出現斷樁。在打新樁的時候還要留意已打樁頂標高的變化情況,避免擠壓引起斷樁。
五.結束語
近年來隨著我國地基處理設計水平的不斷提高、施工設備的更新以及施工工藝的改進,使得我國的地基處理技術發展迅速,對于各種狀況不良的地基,在經過適當處理之后,一般都可以滿足建造重型、大型高層建筑的需要。可是目前的每一種地基處理方法都存在其自身局限性,還沒想出一種萬能的地基處理方法。
【參考文獻】:
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【關鍵字】復雜地質,深樁基礎,施工技術,存在問題,解決措施
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
前言
從我國目前的建筑行業的發展情況來看,機械化施工已經得到了廣泛的應用,但是人工作業仍然有著不可取代的重要地位、有著它存在的必要性,特別是在復雜的地質條件下進行深樁基礎施工的時候,由于地質的復雜性,機械作業很容易出現問題,而且有的地質條件下很難進行機械作業,所以必須要采用人工,雖然施工人員的勞動量會比較大,危險性也較高,但是從整體來看,采用人工作業,節省了工程投資,施工簡單、操作方便,一些情況下施工的速度也會比較快。目前,建筑工程中已經廣泛采用了深樁基礎施工,深樁基礎施工技術也有了一定程度的發展,但是在一些復雜的地質條件下,深樁基礎的施工仍然面臨著不少的難題,一旦在施工過程中出現技術失誤或者說設計的時候沒有考慮周全,就會導致施工事故,深樁基礎受到破壞,從而威脅到整個建筑工程的安全,因此對復雜地質條件下的深樁基礎施工技術的研究已經成為了一個重要的課題,尤其是針對巖溶、濕陷性黃土、凍土地區的深樁基礎的施工技術研究更是刻不容緩。
二.巖溶地區的深樁基礎施工
1、巖溶地區的特點
由于巖溶地區獨特的物理和化學反應,所以巖溶地區一般會有較多的溶洞出現,溶洞中的地下水活動就比較頻繁,給深樁基礎施工帶來困難,很容易出現塌陷、斷樁、偏孔、卡鉆、斜孔、掉鉆、漏漿等等各種問題,處理不當很有可能會影響到施工的工程質量和施工人員的生命安全,因此在施工之前,必須要充分的對巖溶地區的地區環境,溶洞內部的具體情況進行了解,結合實際情況制定合適的施工方案,確保工程和施工人員的安全。
巖溶地區深坑基礎施工常見問題及解決措施
(一)高傾角巖面沖孔如遇到高傾角巖面,發生偏孔時,需回填片石到偏孔上方300~500mm處,重新沖孔。如回填一次片石難以修正孔位,則可采取多次回填片石進行修孔。如多次回填片石均不能糾正偏孔,則采取灌入C45砼,等7天后進行重新沖孔。為了防止樁基施工過程中可能出現的漏水、漏漿,掉鉆甚至出現塌孔等異常現象,可采用插打鋼護筒、回填粘土和片石等方法進行處理。
(二)樁施工中孔內出現障礙時的處理
(1) 掉錘。由于鋼絲繩節頭脫落、鋼絲繩折斷造成樁錘掉落在孔內可采取以下方法處理:
采用撈鉤打撈。用特制的撈鉤放入孔中,鉤住樁錘上的打撈環,然后用樁機或吊機慢慢將樁錘提上。
②潛水員打撈。當樁錘在孔內打橫卡住,用打撈鉤無法打撈樁錘時,可采用潛水員潛入孔內進行水下掏孔、掛鉤,如打撈環斷裂則可進行水下切割燒孔,并穿入鋼絲繩將樁錘吊起。
(2)卡錘。當樁錘被塊石、沉碴、溶洞卡住時,可采取以下方法處理:
被塊石卡住樁錘
塌孔時用粘土、塊石回填,當重新沖孔時,塊石很容易被震動后掉下卡住樁錘。此時可先用泥漿清孔,反復提鋼絲繩,使樁錘松動,將錘提起。如提不起,則可采用水下爆破方法處理。水下爆破起錘法是利用爆破震動松動樁錘,提起樁錘。
②沉碴埋住樁錘
當砂層塌孔埋住樁錘時,首先進行清孔,利用導管將樁錘以上的沉碴清出,然后反復提錘,將樁錘拔出。
③被溶洞卡住樁錘
在進入溶洞區時,如進錘太快,一下打穿溶洞時,很容易被巖石卡住。此時樁錘一般可以向下松動,而提不起來。采用反復提錘形成反向沖擊,使溶洞穿孔擴大。如不能將錘提起,則只好換樁位重新補樁。
(3)打鋼護筒遇障礙
由于砂層厚塌孔,溶洞多且大,可采用打鋼護筒方法進行護壁。但鋼護筒在打入時,極易被孤石或石筍等齊壓變形、底腳卷邊。將造成樁徑變小,鋼筋籠下不去等問題。此時可采用潛水員水下切割處理,解決此問題。
三.濕陷性黃土地區的深樁基礎施工
1、濕陷性黃土特點
濕陷性黃土一般主要分布在我國西北、華北一帶, 由于黃土具有底層多, 土層厚度大, 且這些地區的氣候干旱少雨, 蒸發量大,所以黃土在上覆土層自重應力作用下或在自重應力和附加應力共同作用下, 受水浸濕后的土的結構會被破壞從而發生顯著變形,很容易造成地基下陷的情況。
處理方法
由于濕陷性黃土的特點,所以它會造成地基下陷,從而導致深樁基礎發生不均勻的沉降,使深樁基礎的承載力受到破壞,對整個建筑物的安全產生不好的影響。所以,對濕陷性黃土的處理方法要格外注意,一般來說,我們較長采用的方法主要有深層攪拌樁法、強夯法、樁基礎法、墊層法、欲浸水法、擠密法等。在選擇樁基礎的時候,一般采用的有錘擊預制樁、人工挖孔灌注樁、振動沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、向擴孔樁等等,可根據具體的地質特點和施工要求選擇合適的施工方法和樁基礎,但是要特別注意的是,在濕陷性黃土地區的深樁基礎施工的過程中,不能選用摩擦型樁,因為摩擦型樁在浸入水中之后的摩擦力會大大的減小,從而也就失去了承重能力,就失去了保證建筑物的安全的能力。
三.凍土地區的深樁基礎施工
1、凍土地區的特點
所謂凍土,是指在冬天的時候,受嚴寒的氣候條件的影響,土層中的水結成了冰,然后土體自身就會產生體積膨脹。凍土地區的特點就在于,在嚴冬這種情況下,地基中的深樁基礎就會受到切向的凍脹力,從而導致深樁基礎產生不均勻的上拔,使深樁基礎上部的結構發生不均勻的變形。到了夏天氣候炎熱的時候,凍土被融化,地基失去強硬的支撐,深樁基礎就會下沉,基礎的承載力下降,影響到上層建筑的牢固。
針對凍土地區特點選擇深樁基礎的要點
鉆孔插入樁基礎。鉆孔插入樁的特點在于它能適用于各種巖性和凍土地基,并且整體來講,對地基的熱擾動比較小,且回凍的時間短。缺點就在于承載力較低。
鉆孔灌注樁基礎。鉆孔灌注樁的特點在于它適用于堅硬凍結狀態的凍土地基,制作、施工方法和機具都比較簡單,節省了施工材料。并且它具有較高的水平及垂直承載能力。它的缺點就在于回凍時間比較長,對地基的熱擾動大。
鉆孔打入樁基礎。鉆孔打入樁的特點在于適用于粘性土、砂土類地基,且對地基的熱擾動最小,承載力高,缺點在于施工設備較復雜。
所以針對凍土地區的施工要考慮到不同地基的情況及不同深樁基礎的特點,選擇最佳樁基礎。
結束語
復雜地質條件下的深樁基礎技術施工,重點是詳細了解和掌握工程所在地的地質構造,同時制定相應措施,做好施工安全管控工作。這樣不僅在工程造價方面可以大大節約,同時可縮短工程工期,并有效控制工程質量。至于質量,樁基礎工程項目,所施工每一根樁都有其獨特性,都無固定的可遵循歷跡,應對已施工完畢的,做全面總結,不斷掌握技術控制要點、吸取施工經驗,消除盲目性,可有利于今后工程保質保量順利完成。
參考文獻:
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關鍵詞:CFG樁復合地基,靜載,樁土應力比
CFG樁即水泥粉煤灰碎石樁,由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻適量水泥加水拌合制成。樁、土與樁頂褥墊層共同構成CFG樁復合地基,由于設置了一定厚度的褥墊層,將上部基礎傳來的基底壓力通過褥墊材料的變形以一定比例分配給樁及樁間土,并通過協調樁間土產生的固結沉降,使樁間土始終與基底面保持接觸,保證樁同工作。它具有承載力提高幅度大、地基變形小等特點,并對不均勻地基消除不均勻變形具有很好的適應性。本文通過工程實例,對其進行探討。論文參考網。
1.加固機理武漢至廣州鐵路客運專線英德段內軟土路基主要采用CFG樁復合地基加固技術,樁徑為500mm,正三角形布置,樁間距為1.4m,樁身采用C15混凝土,要求加固后的復合地基承載力達到200kPa。
施工單位于2006年4月15日進行成樁工藝性試驗,成樁6根,樁長20m,經反射波法檢測樁身完整性后,取質量較好的兩根樁分別做單樁靜載試驗和單樁復合地基試驗。
試樁場地覆蓋土層為第四系全新統沖積層(Q4al)、坡殘積層(Q4dl+el),下伏基巖為上古生界泥盆系上統天子嶺組(D3t)灰巖。土層分布為松軟土,粉質粘土,卵石土,下伏石灰巖,裂隙發育。場地工程地質情況見表1。
表1 場地工程地質概況
層號 土性 底層埋深(m) 承載力標準值(kPa) 極限側阻力(kPa) 極限端阻力(kPa) 1 粉質粘土 0.8~1.0 140 40
2 卵石土 4.6~5.2
65
3 粉質粘土 13~13.7
50 1000 4 粉質粘土夾卵礫石 25~25.7
60 1500 5 粉質粘土夾砂、礫 31~31.8
論文關鍵詞:中電建協,沙河,電廠,進行,建筑工程
評審組專家綜合評定:河北建投沙河電廠2×600MW空冷機組工程地基與基礎工程達到優良工程標準。
6月17日18日,以楊為組長的中國電力建設企業協會專家組一行四人,對河北建投沙河電廠2×600MW機組工程進行建筑工程地基和基礎過程檢查,并就創優工作進行指導。沙河電廠領導及各參建單位項目部負責人、相關技術人員參加迎檢。
17日上午,在首次會議上,專家組成員在聽取了沙河電廠項目工程進展情況的簡要匯報后,對本次檢查和創優咨詢的要求做了說明及分工。會后,專家組成員在參建單位負責同志的陪同下,分為土建、綜合、檔案專業小組分別對施工現場及各單位現場工程實體、建筑工程地基和基礎過程、創優資料、檔案技術資料進行了全面仔細的檢查。
檢查期間,專家組主持召開了由工程建設、設計、施工、監理負責人及相關技術人員參加的溝通會,對沙河電廠創優咨詢檢查的整體情況和發現的問題進行了點評、分析,認真解答了參建各方在工程創優工作中遇到的疑難問題,通過知識講解、答疑點評、座談交流等形式對工程創優的步驟、注意事項、質量評價等進行了闡釋及指導,并就工程創優下一階段的工作提出了指導性的改進意見和建議。
在18日下午召開的末次會議上,專家組成員通報了此次檢查情況,通過看現場、聽匯報、查資料的方式,專家組成員依據豐富的經驗針對沙河電廠項目創優過程中的一些細節進行了詳細的分析,專家們對沙河電廠建筑工程地基和基礎工程及主體結構工程質量給予了較高的評價。專家組認為,河北建投沙河電廠2×600MW空冷機組工程自開工建設以來,各參建單位質量組織機構滿足工程建設的實際需要,各項管理制度完善,“創優”目標明確,創優規劃合理,質量責任制健全,質量目標明確,資料完整齊全,施工管理科學,措施有效,質量體系運轉正常有效,工程進展順利。尤其是本次檢查中建筑工程地基和基礎過程規范,實施過程控制到位,基礎混凝土工程內在質量可靠,觀感質量優良,建筑工程地基與基礎建設過程中未出現重大質量事故。綜合評價意見,評審組專家認為河北建投沙河電廠2×600MW空冷機組工程地基與基礎工程達到優良工程標準。
專家組希望沙河電廠在今后的工程建設中要高度重視土建工程的地面、屋面施工、裝飾裝修工程施工,加強工程質量事前策劃、事中控制、事后總結的管理方法,不斷提高工程質量,為沙河電廠順利通過“魯班獎”復查,順利實現創“魯班獎”工程的質量目標打下堅實的基礎。
隨著工程建設的逐步深入,專家組對沙河電廠創優及工程建設提出了一些典型的、具有代表性的建設性意見:#1、2機組將要進入整體啟動和試運階段,沙河電廠要最終實現“創優”目標還有許多需要改進和完善的地方,“創優”之路仍然還任重而道遠,希望沙河電廠業主、監理及各參建單位能精誠合作,通過科學管理和持續改進,共同實現創“魯班獎”這一宏偉目標。
關鍵詞:公路橋梁,工程質量,處理
公路出現出現問題,究其原因主要在于:(1)領導缺乏質量意識,措施不力;(2)項目管理混亂,違反建設程序;(3)招標、投標制度不健全,運作不規范,造成沒有能力的單位中標和過低價中標;(4)工程監理制形同虛設,監理工作問題突出;(5)腐敗現象嚴重,資金大量流失,等等。針對以上問題,國家專門召開了基礎設施建設工程質量會議,提出了確保工程質量的有效措施,建立了層層負責的質量責任制,強化了質量管理,堅決打擊工程建設中的腐敗行為,并依靠科學技術和高素質的隊伍搞好基礎設施建設。
1.防護工程和結構物表面粗糙
混凝土結構物表面不光滑,外觀不美觀。應采用以下方法進行預防:(1)模板面要清理干凈。(2)盡量采用剛度好的大模板,澆注混凝土前應用清水將模板濕洗干凈,不留積水,模板縫應拼嚴,控制跑模,防止漏漿。(3)鋼模隔離劑涂刷均勻,不得漏刷。(4)加強混凝土配合比設計和生產過程中的質量管理,重視外摻劑的使用研究。(5)混凝土振搗要密實,應不漏振不過振。
2.高填土下沉
深填、高填、半填半挖、橋頭引道高填土或立交橋互通匝道填方,往往會在通車一段時間后下沉,究其原因,一方面在于施工因素,如壓實控制不好、分層過厚、冬施措施不當等,另一方面在于材料因素,如最大干容重及最佳含水量有誤、材料壓縮系數過大、采用高塑性指數的粘性土等,均會出現此問題,它會使路面變形、開裂或下陷。在工程中宜采用以下措施予以控制:(1)按路面平行線分層控制填土標高,按試驗路路基填土厚度的90%來控制規模施工時的填土厚度。(2)在新舊填土的銜接處,嚴格控制填土接茬臺階的最小長度,以避免接茬處超厚,壓實不足。(3)防止漏夯或夯實不足,嚴禁超厚填土。(4)在機械難于壓實的地方,用適當的小型機具進行補充夯實。(5)冬季施工時應使土在未受凍的情況下回填壓實,避免填土壓實密度嚴重不均勻而造成土體下沉。(6)回填幾種土時,不能僅用某一種土的擊實試驗得出的密度標準作為所有填土的壓實度標準,而應按填土的不同類別,做相應土的若干組擊實試驗,取值應符合相應規定。
3.瀝青路面早期破損
是指路面在竣工后通車不久或一、兩年內出現多處或大面積裂縫、破損。其原因主要有:施工控制問題。論文大全。目前,路面工程片面追求平整度,而忽視壓實度的要求;材料到場及終壓溫度偏低,甚至在低溫情況下過度碾壓;材料配合比不當,基質瀝青未達標;路面基層甚至路床、基底承載力不足,彎沉值過大。另外,由于路面基層材料的收縮而造成瀝青路面的反射裂縫,也會引起早期破損。此病害是雨雪水沿道路裂縫滲入路面基層和土基,降低路基路面的穩定性和強度,造成局部變形,擴展成網狀裂縫。碾壓中產生的細微裂紋及反射裂縫雖初期不影響行車,但在水分侵蝕及陽光照射下,成為促使面層瀝青混凝土疲勞開裂的催化劑,大大縮短瀝青路面壽命。預防措施有:(1)不要片面追求個別指標不合理的高水平,要全面考慮基層、面層的綜合強度、舒適性、安全性和耐久性。(2)在瀝青混合料攤鋪碾壓中,嚴把瀝青混合料進場攤鋪的質量關,嚴格控制攤鋪和初壓、終壓的瀝青混合料溫度,嚴格按碾壓操作規程施工,防止橫向裂縫的產生。(3)嚴格按照《瀝青路面施工及驗收規范》做好縱橫向接縫。(4)控制瀝青混合料所用瀝青的延度,或采用改性瀝青。拌制瀝青混合料時,防止加熱過度,避免瀝青混合料"燒焦"。(5)在特殊潮濕、寒冷、高溫地區要使用新型瀝青混合料。
4.軟土地基超限沉陷
軟土具有含水量大、抗剪強度低、承載能力低的特性。在軟土上修建路基或橋涵構造物基礎易出現壓縮沉降、滑陷、坍塌等,近年修筑的某工程的一座通道橋,其下部構造為分離式擴大淺基礎,上部驗收時沉降竟達十余厘米,經約請地質勘察部門及設計人到場對出現的原因進行分析得知,是由于軟土地基的超限沉降引起,后采取預壓方式至使沉降穩定,再調整縱斷,以滿足使用要求。對軟土地基主要采取以下方法:(1)采用換填滲水性良好的土,對基底進行加固。(2)設置白灰粗砂樁,此法適用于粉砂土質、含水量大的軟土地基。軟土地基成孔后,篩選生石灰塊加水泥、粗砂拌勻后填充,用木棍搗實,當生石灰塊遇地下水消解后,填充料體積膨脹,起到擠壓土基作用,提高了路基承載力。(3)石灰、水泥穩定碎石法:是用于葦塘、稻田、藕池的沼澤地區路基的處理。排水、清淤、清除草根植被后,將石灰和水泥混合,再將碎石與混合料拌和均勻,然后攤鋪壓實養護。(4)對路基采取強夯、預壓等措施或使用土工織物。
5.路面不平
路面平整度是公路工程的主要舒適性指標,施工控制不好,平整度衰減很快。如果道路不平,會降低車速,增加行車顛簸,加大沖擊力,損壞車輛,降低舒適性,減少安全性,降低經濟效益和社會效益。出現的主要原因有:基層平整度控制不嚴,甚至出現波浪式起伏;路面施工控制不力,攤鋪機及壓路機的操作人員水平較低;基準線或滑靴失控,從目前路面施工情況看,滑靴已基本取代基準線但仍有其局限性。因此,施工時應從路基開始層層嚴格控制高程和平整度。并在保證壓實度的基礎上,合理控制路面面層微觀構造和外觀構造平整度。
6.水泥路面斷板、開裂
由于土基強度不夠或不均勻,或不重視路面基層,或在春秋兩季施工的混凝土路面白天與晚上的溫差大,而產生較大的翹曲應力致使板體開裂。在施工過程中應嚴格控制路基和基層的密實度、強度、穩定性、均勻性。控制混凝土所用原材料特別是水泥的技術指標,使用合格路用水泥和低堿含量水泥,同時禁止使用小窯水泥。論文大全。論文大全。另外,板塊混凝土的過振,會產生分層離析,也將導致板塊裂縫,所以振搗時要注意易產生不密實的部位的振搗,防止發生過振產生的混凝土分層。根據近幾年的研究表明,為防止斷板、開裂現象的發生,可采用碾壓式干硬性混凝土,同時預留的伸縮縫必須符合要求。
總之,公路工程質量通病的治理必須思想上重視、管理上及時、技術上合理、措施上得力,建設、設計、監理、施工各方面、各環節齊抓共管,才能使我們的質量有根本的改觀,才能建成精品工程。
參考文獻
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【關鍵字】市政;橋梁下部結構;施工技術
Abstract: The structure of the lower part of the municipal bridge projects including pile foundation, tie beam (cap), pier columns and cap beam. In addition to the pile foundation, these structures have adopted the basic fair-faced concrete. For the construction of these concrete structures, should be controlled not only its strength. And should control the quality of its appearance. This article will focus on municipal bridge substructure construction technology discussion.
Keywords: municipal; bridge substructure; Construction Technology
中圖分類號: TU74 文獻標識碼: A 文章編號:
一、橋梁下部結構的施工技術
1、擴大基礎施工
(1)測量放樣
首先對施工現場進行場地平整,然后根據設計單位交付的經復測后合格的導線點和水準點,使用全站儀和水準儀進行施工放樣。橋位勘測階段所建立的控制網,在精度方面能滿足橋梁定線放樣要求時,應復測用。放樣點不滿足時要補充。橋梁的施工控制網,除了用精密測定長度外,還要用它來放樣各個橋墩(基)的位置,即定出基礎軸線、邊線位置及地面標高。并經監理工程師驗收合格后,進行下一步的施工作業。
(2)挖基和排水
挖基施工盡量安排在枯水或少雨季節進行。施工前按計劃投入勞力、材料、機具,根據工程的施工期限、工地環境及地質情況,基坑擬用機械進行開挖,在機械開挖不到的部位由人工突擊挖除,及時檢驗,隨時進行基礎澆筑。對埋置深度較大的基礎,采取連續作業方法一氣呵成。
2、基坑開挖方法
(1)垂直坑壁基坑:對天然濕度接近最佳含水量、構造均勻、不發生塌滑、移動、松散或不均勻下沉的基土,基礎開挖可采用垂直坑壁基坑開挖法。
(2)斜坡和階梯形坑壁基坑:基坑深度在5 米以內,土的濕度正常、土層結構均勻。采斜坡開挖或按相應斜坡高、寬比值挖成階梯形坑壁。
(3)變坡度坑壁基坑:坑基開挖穿過不同土層時,坑壁邊坡可按不同土質采用不同坡度當下層為密實粘質土或巖石時,下層可采用垂直坑壁基。
3、橋臺澆筑
橋臺澆筑裝模采用鋼模裝模,斜面和轉彎處不好裝模處用竹膠板配合裝模。澆筑時水平分層,一般澆筑厚度在30cm 內。混凝土送入模內后,用振搗棒震動密實,保證表面沒蜂窩麻面現象。
4、墩柱澆筑
施工前,鑿毛基礎和墩柱接觸面,并把基礎預留的連接鋼筋和墩柱鋼筋籠進行連接。中低墩柱采用預制鋼模板,模板用吊車安裝,模板上口高于混凝土面不少于10cm~15cm,柱模四周用纜風繩對拉,澆筑時用輸送泵輸或吊車送入模內,澆筑時水平分層,一般澆筑厚度在30cm 內。混凝土送入模內后,用振搗棒震動密實,保證表面沒蜂窩麻面現象。混凝土灌注完畢后,頂面砼應根據現場環境確定初凝前進行收面并覆蓋進行養護,混凝土強度達到0.2MPa~0.5MPa 后,方可脫側模,采用塑料薄膜包裹保水養護。
5、橋墩蓋梁澆筑
墩柱頂預留鋼筋和墩蓋梁連接,橋墩蓋梁橋澆筑裝模采用鋼模裝模,斜面和轉彎處不好裝模處用竹膠板配合裝模,采用鋼管和方木配合搭建腳手架,并搭建工作作業平臺,裝好底模后便現場綁扎鋼筋,再安裝側模。澆筑時用輸送泵輸或吊車送入模內,澆筑時水平分層混凝土送入模內后,用振搗棒震動密實,保證表面沒蜂窩麻面現象,頂面澆筑時控制好橫坡度。
二、施工技術方法
橋梁基礎因其形式和所處環境、地質、水文條件、橋梁結構體系、環保要求及施工條件等因素不同要選用不同的施工方法。公路橋梁由于其結構形式多種多樣,所處位置的地形、地質、水文情況千差萬別,因此其基礎的形式也種類繁多。橋梁的常用基礎形式有明挖重力式擴大地基、鋼筋混凝土條形基礎、樁基礎、沉井基礎、地下連續墻基礎、組合式基礎等,其中擴大基礎、樁基礎、組合式基礎應用最為廣泛。
(1)擴大基礎——是將基礎底板設在直接承載地基上,來自上部結構的荷載通過基礎底板直接傳遞給承載地基。其施工方法通常是采用明挖的方式進行,主要內容包括基礎的定位放樣、基坑開挖、基坑排水、基底處理以及砌筑(澆筑)基礎結構物等。
(2)樁及管柱基礎——當地基淺層土質較差,持力土層埋藏較深,需要采用深基礎才能滿足結構物對地基強度、變形和穩定性要求時,可采用樁基礎。基樁按材料分類有木樁、鋼筋混凝土樁、預應力混凝土樁與鋼樁,橋梁基礎中用的較多的是鋼筋混凝土樁;按制作方法分為預制樁和鉆(挖)孔灌注樁;按施工方法分為錘擊沉樁、振動沉樁、射水沉樁、靜力壓樁、就地灌注樁與鉆孔埋置樁等,前四種又統稱沉入樁。應根據地質條件、設計荷載、施工設備、工期限制及對附近建筑物產生的影響來選擇樁基的施工方法。
(3)沉井基礎——由開口的井筒構成的地下承重結構物,一般為深基礎,適用于持力層較深或河床沖刷嚴重等水文地質條件,具有很高的承載力和抗震性能。這種基礎系由井筒、封底混凝土和頂蓋等組成,其平面形狀可以是圓形、矩形或圓端形,立面多為垂直邊,井孔為單孔或多孔,井壁為鋼筋、木筋或竹筋混凝土,甚至由剛殼中填充混凝土等建成。若為陸地基礎,它在地表建造,由取土井排土以減少刃腳土的阻力,一般借自重下沉;若為水中基礎,可用筑島法,或浮運法建造。在下沉過程中,如側摩阻力過大,可采用高壓射水法、泥漿套法或井壁后壓氣法等加速下沉。
(4)地下連續墻基礎——連續墻的建造是通過專門的挖掘機泥漿護壁法挖成長條形深槽,再下鋼筋籠和灌注水下混凝土,形成單元墻段,它們相互連接而成連續墻,其厚度一般為0.3~2.0m,隨深度而異,最大深度已達100m。用槽壁法施工筑成的地下連續墻作為土中支撐單元的橋梁基礎,它的形式大致可分為兩種:一種是采用分散的板墻,平面上根據墩臺外形和荷載狀態將它們排列成適當形式,墻頂接筑鋼筋混凝土承臺;另一種是用板墻圍成閉合結構,其平面呈四邊形或多邊形墻頂接筑鋼筋混凝土蓋板。后者在大型橋基中使用較多,與其它形式的深基相比,它的用材省,施工速度快,而且具有較大的剛度,目前是發展較快的一種新型基礎。
(5)鎖口鋼管樁基礎——由鎖口相連的管柱圍成的閉合式管柱基礎。鎖口縫隙灌以水泥沙漿,使管柱圍墻形成整體,管內充混凝土。
三、橋梁下部結構施工質量和安全管理措施
1、市政橋梁工程的施工過程中,質量控制執行網絡管理,層層把關,分層落實,做到各負其責,責任到人。
2、質檢工程師實行一票否決制,各道工序設立專職質檢員、班組質量檢查員,確保整個施工過程的質量監控。
3、嚴把材料質量關,所有原材料須有質保書(合格證)并及時見證取樣送項目部中心試驗室檢測,合格并經監理認可后方能使用。
4、施工前組織員工進行質量教育,加強質量意識,分層技術交底,學習施工組織設計的有關規定內容,熟悉圖紙,了解設計意圖,自覺按施工規范施工。
5、做好現場施工調度,合理安排工程進度,協調各工種、工序間的銜接,妥善解決生產中出現的疑難問題。
6、成立安全生產管理領導小組,從思想上重視安全工作,自覺執行安全技術規則,做到進場教育、標志明顯、防范周密、定期檢查。
7、加強施工機械設備、機具的保養維護工作,使之能始終保持良好的運行狀態。各類機械設備要有可靠的保護接地、接零及漏電保護措施。特種作業人員必須經考核合格,持證上崗。
8、進入現場必須正確佩戴安全帽,禁止穿拖鞋、高跟鞋、光腳從事施工作業,閑雜人員嚴禁進入施工現場。在帶有一定危險性的區域內施工時應設置安全警戒范圍,現場應有明顯的警示標志并有專人負責監護。
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關鍵詞:房屋建筑;地基施工;處理方式;方法步驟
Abstract: This article from the building foundation treatment should consider factors, building foundation treatment steps and building the common foundation treatment methods from three aspects to discuss the building foundation treatment methods.
Key words: building; foundation construction; processing methods; methods and steps
中圖分類號:TU47文獻標識碼: A 文章編號:2095-2104(2012)07-0020-02
作為連接上層建筑和地下支撐基礎的關鍵性部位,地基層的施工就顯得尤為重要,一旦地基設計、施工不合理,輕者造成上層建筑出現不均勻沉降、墻體裂縫等質量問題,重者將會造成建筑物整體坍塌的嚴重后果,將嚴重威脅人們的生命和財產安全。巖石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土作為地基土層的主要幾大類別,在進行實際的施工處理中需要有針對性的進行施工處理工作,以達到提高地基機體的承載能力的目的。通常地基分為人工地基和天然地基兩種,其中人工地基的施工過程中需要對周邊環境因素、建筑材料、建設標準等進行綜合性考慮,以保證在造價控制范圍內,實現地基建設的高效性和實用性。
1 房屋建筑地基處理應考慮因素
1.1 土層構造的影響。房屋基礎應設置在堅實可靠的地基上,不要設置在承載力較低、壓縮性高的軟弱土層上。基礎埋深與土層構造有密切關系。
1.2 地下水位的影響。地下水對某些土層的承載力有很大影響。如粘性土含水量增加則強度降低;當地下水位下降,土的含水量減少,則基礎將下降。
1.3 冰凍線的影響。凍結土與非凍結土的分界線成為冰凍線。當建筑物基礎處在凍結土層范圍內時,冬季土的凍脹會把房屋向上拱起;土層解凍時,基礎又下沉,使房屋處于不穩定狀態。
1.4 相鄰建筑物的影響。緊張的城市用地,使得一棟房屋緊鄰另一棟房屋建造的現象經常發生。兩棟房屋要么緊緊相連,使用同一地基;要么設一道變形縫,各用一半地基;要么采用懸挑地基或樁地基。尤其是一些設計和建設單位只注意一般新建房屋地基比原房屋地基淺埋,兩地基基礎間凈距一般取地基底面高差的 1- 2 倍,新建房屋周圍有舊建筑物時,除應根據上述條件決定基礎埋深外,還應考慮新建房屋基礎對舊有建筑的影響。
2 房屋建筑地基處理的步驟
首先根據天然地基條件和建(構)筑物對地基的要求,確定需要進行地基處理的的目的、范圍以及要求;然后根據天然地層的地質條件、地基處理方法的原理、過去應用的經驗和機具設備、施工所需材料等限制條件進行地基處理方案可行性研究,提出多種可行方案;最后,對提出的各種方案進行技術、經濟、質量、進度等方面的比較分析,同時考慮環境保護的要求,確定一種或幾種地基處理方法。在初步確定了地基處理方案后,可據工程實踐情況進行小型現場試驗或進行補充調查,根據現場試驗成果進行施工設計。在工程施工過程中,通過監測、檢驗以及反分析,如需要對設計進行修改、補充。當地基處理方法處理效果感覺不理想時,用各種混凝土樁、鋼結構樁基礎回避軟弱地基的影響無疑是最有效的方法,但肯定也是比較昂貴的工藝,需要根據場地具體情況綜合分析比較而選用。
3 房屋建筑常用的地基處理方法
從廣義上講,地基處理技術主要包括三大類:第一,各種地基加固技術,其主要作用是增強軟土地基的承載力,減少其沉降變形;第二,各種樁基技術,其主要作用是把上部荷載傳至地基深部;第三,地下連續墻技術,其主要作用是提供側向支護。在長時間的實踐中,這三類技術之間,不同的施工工藝正在互相嫁接、移植、交叉滲透,從而又形成了許多新技術、新工藝。各類技術并不是各自孤立的技術,而是通過嫁接、移植、交叉滲透,產生了更好的技術效果、經濟效益和社會效益,這是地基處理技術發展的必由之路和前進之路。
3.1孔內深層強夯法
孔內深層強夯法 (DDC) 技術是通過孔道將強夯引入到地基深處,用異型重錘對孔內填料自下而上分層進行高動能、超壓強、強擠密的孔內深層強夯作業,使孔內的填料沿豎向深層壓密固結的同時對樁周土進行橫向的強力擠密加固,針對不同的土質,采用不同的工藝,使樁體獲得串珠狀、擴大頭和托盤狀,有利于樁與樁間土的緊密咬合,增大相互之間的摩阻力,地基處理后整體剛度均勻,承載力可提高 2~9 倍;變形模量高,沉降變形小,不受地下水影響,地基處理深度可達30 米以上。孔內深層強夯技術可根據不同的地質情況以及設計要求,就地取材,例如建筑碴土、土夾石、灰土和混凝土等材料均可做成各種 DDC樁,不僅可以大大的降低工程造價,而且施工質量容易控制、地面振動小、施工噪音低、施工速度快;成樁直徑0.6~3.0m,單樁處理面積 1.0~14.0m2,不受季節限制,同時能消納大量建筑垃圾,可在城區或危房改造居民區施工等特點。
3.2 預壓法
預壓法是一種有效的軟土地基處理方法。該方法的實質是,在建筑物或構筑物建造前,先在擬建場地上施加或分級施加與其相當的荷載,使土體中孔隙水排出,孔隙體積變小,土體密實,提高地基承載力和穩定性。適用于處理淤泥、淤泥質土、沖填土等飽和粘性土地基。按預壓方法分為堆載預壓法及真空預壓法。堆載預壓分塑料排水帶或砂井地基堆載預壓和天然地基堆載預壓。當軟土層厚度小于 4m 時,可采用天然地基堆載預壓法處理,當軟土層厚度超過 4m時,應采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預壓法處理,堆載預壓法處理深度一般達 10m左右。對真空預壓工程,必須在地基內設置排水豎井。真空預壓法處理深度可達 15m左右。預壓法主要用來解決地基的沉降及穩定問題。
3.3 水泥土攪拌法
水泥土攪拌法分為漿液深層攪拌法(簡稱濕法)和粉體噴攪法(簡稱干法)。深層攪拌法系利用水泥或其它固化劑通過特制的攪拌機械,在地基中將水泥和土體強制拌和,使軟弱土硬結成整體,形成具有水穩性和足夠強度的水泥土樁或地下連續墻,處理深度可達8~12m。水泥土攪拌法適用于處理正常固結的淤泥與淤泥質土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。當地基的天然含水量小于 30%(黃土含水量小于 25%)、大于70%或地下水的 pH 值小于 4 時不宜采用于法。連續搭接的水泥攪拌樁可作為基坑的止水帷幕,受其攪拌能力的限制,該法在地基承載力大于 140kPa 的粘性土和粉土地基中的應用有一定難度。房屋建筑地基還有其他處理辦法,例如:磚砌連續墻基礎法、混凝土連續墻基礎法、單層或多層條石連續墻基礎法、漿砌片石連續墻(擋墻)基礎法等,在此就不進行一一說明。
總之,對房屋建筑地基處理的方法多樣,在進行選擇的時候一定要根據地基的特殊性,必要的時候可以使幾種方法結合,從而設計出較為合理的處理方案,以提高地基的承載力,保證房屋建筑的安全性。
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[論文摘要]負摩阻力問題嚴重影響著建筑物的安全,樁的負摩阻力的大小受多種因素的影響,故其準確數值很難計算。介紹和闡述樁側負摩阻力產生的條件和機理,樁側負摩阻力的計算方法,中性點的確定,防治和減少樁側負摩阻力的方法。
隨著人文居住環境的改善以及土地價格的不斷攀升,建筑物已從多層不斷的轉向高層建筑,從而對地基承載力和變形要求也越來越高,越來越嚴格。因此地基處理變得越來越重要。在地基處理工程中,因負摩阻力問題,造成工程事故屢有發生(建筑物出現沉降、傾斜、開裂),負摩阻力問題在我國工程實踐中已變成一個熱點問題。下面對負摩阻力的問題進行分析、闡述。
一、負摩阻力的成因
樁周土的沉降大于樁體的沉降!樁土的相對位移(或者相對位移趨勢)是形成摩擦力的原因,樁基礎中,如果土給樁體提供向上的摩擦力就稱為正摩阻力;反之,則為負摩阻力。
地基土沉降過大,樁和土相對位移過大地基土將對樁產生向下的摩擦力拉力,使原來穩定的地基變得不穩定,實際荷載可能超過原來建議的地基承載力。
一般可能由以下原因或組合造成:未固結的新近回填土地基;地面超載;打樁后孔隙水壓力消散引起的固結沉降;地下水位降低,有效應力增加引起土層下沉;非飽和填土因浸水而濕陷;可壓縮性土經受持續荷載,引起地基土沉降;地震液化。
二、地基設計為什么要考慮負摩阻力
樁周負摩阻力非但不能為承擔上部荷載作出貢獻,反而要產生作用于樁側的下拉力。而造成樁端地基的屈服或破壞、樁身破壞、結構物不均勻沉降等影響。因此,考慮樁側負摩阻力對樁基礎的作用是樁基礎設計必不可少的問題之一。
三、如何在現場測試和估算負摩阻力
在樁體安裝應變計這是目前測單樁負摩阻力問題的最常用的方法。80年代,有工程運用瑞士生產的滑動側微計(Sliding Micrometer---ISETH)來測定。
普遍的方法都是測定樁體軸力,從而推算樁側摩阻力。
四、影響負摩阻力大小的主要因素
樁周土的特性當然是首當其沖的,其次樁端土特性也不可忽視(因為其之間影響著中性點的位置問題)、樁體的形狀、樁土模量比等都有影響。
五、負摩阻力的防治措施
打樁前,先預壓地基土,從根本上消除負摩阻力的產生;在產生負摩阻的樁段安裝套筒或者把樁身與周圍土體隔離,這種方法會使施工難度加大;在樁身涂滑動薄膜[如涂瀝青],目前這種方法應用比較普遍,效果也不錯;通過降低樁上部荷載,儲備一定承載力;在地基和上部結構允許有相對較大沉降的情況下,采用摩擦樁;采用一定的裝置消除負摩阻力。
下面介紹一種消除負摩阻力的裝置:它由設置在樁體外周的卸荷套及卸荷套與樁體之間的隔離層構成。卸荷套使樁體與周圍土層完全隔開并由樁體帶動在打樁時與之同步下沉,而當樁周土層沉陷時,卸荷套依靠隔離層內材料的作用,可隨土層相對樁體自由下沉而不將下拽力傳給樁體,從而有效地消除了負摩阻力的作用。可廣泛用于各種軟基地層擬用樁基礎的工程中。
六、負摩阻力的群樁效應[研究大多數是單樁,實踐中基本是群樁
這個跟我們的研究方法有關系,目前我們的現場實踐方面的研究方法都是針對單一樁體的。另外,群樁方面的研究,運用數值分析方法也有不少研究。群樁的現場研究很值得期待呀。
七、端承樁產生負摩阻的可能性大于摩擦樁
(1)對于摩擦型樁基,當出現負摩阻力對基樁施加下拉荷載時,由于持力層壓縮性較大,隨之引起沉降。樁基沉降一出現,土對樁的相對位移便減小,負摩阻力便降低,直至轉化為零。
(2)對于端承型樁基,由于其樁端持力層較硬,受負摩阻力引起下拉荷載后不致產生沉降或沉降量較小,此時負摩阻力將長期作用于樁身中性點以上側表面。因為端承型樁,樁身基本不動,只要地基沉降,基本都是相對位移。
八、負摩阻力的計算方法
負摩阻力大小的確定關鍵在于上面提到的確定中性面,這個定了,計算按模型假設和常規的側阻力計算一樣。給大家把經常用的方法介紹一下,個人認為比較全面系統的,國內規范一般只提有效應力法(2)。
(1)總應力法;
(2)有效應力法,詳見《建筑樁基技術規范》JGJ94-94;
(3)原位測試結果法[靜探法、標貫法]工程地質手冊中有說明;
(4)高應變動力樁檢測;
《建筑樁基技術規范》JGJ94-94中規定,對可能出現負摩阻力的樁基,宜按下列原則設計:
(1)對于填土建筑場地,先填土并保證填土的密實度,待填土地面沉降基本穩定后成樁;
(2)對于地面大面積堆載的建筑物,采取預壓等處理措施,減少堆載引起的地面沉降;
(3)對位于中性點以上的樁身進行處理,以減少負摩阻力;
中性點在樁身某一深度處的樁土位移量相等,該處稱為中性點。中性點是正、負摩阻力的分界點。
(4)對于自重濕陷性黃土地基,采用強夯、擠密土樁等,先行處理,消除上部或全部土層的自重濕陷性;
(5)采用其他有效合理的措施。
綜上所述,地基問題是很復雜的,而理論研究往往又與工程實踐相距甚遠。所以要依據理論,但不要完全依賴于理論,對具體工程作具體分析。例如上面提到的負摩阻力的產生,從理論上來說是對的,但要在工程實踐中具體介定卻很困難,估算可以作為參考,但不要作為定論。又如采用隔離的方法,故然可以避開負摩阻力,但有用的正摩阻力也被“避開”了。如果采用套筒,樁周又失去了側限,反而不利。
生產實踐中會遇到很多預料不到的問題,并不是想象的那么容易。負摩阻力樁的樁土相互作用十分復雜。盡管國內外對這個問題的研究持續了約七十年,但許多問題還有待進一步的研究。