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序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇工程的基礎形式范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
【關鍵詞】巖石坡地;樁基設計;嵌巖樁;樁基沉降
1、工程概況
本工程位于浙江省富陽市,新320國道以南,高樺線以西,該工程為5層商業樓,上部結構采用框架結構,地震設防烈度為6度,設計地震基本加速度為0.05g,設計地震分組為第一組。場地地形西向東逐漸變低,高差約4米左右。
4、沉降計算及構造措施
因采用兩種不同形式的基礎,不同形式的基礎間存在不均勻沉降,設計時應計算不均勻沉降大小,沉降差須滿足《建筑地基基礎設計規范》規定。按分層總和法計算得基礎沉降量在12.5-27.0mm之間,相連基礎最大沉降差8.7mm,平均沉降量為18.6mm;樁基礎和獨立基礎連接處不均勻沉降差為6.5mm,兩種基礎平均沉降差為13.8mm,最大沉降差8.7mm。由上述計算可知兩種基礎形式沉降總量、沉降差絕對值均較小,能滿足《建筑地基基礎設計規范》中規定的允許值。
因獨立基礎與樁基礎施工工藝不同,為解決施工期間沉降差問題,在④~⑤軸,⑧~⑨軸間設置沉降后澆帶,沉降后澆帶須主體結頂(必須墻體砌筑完工)后澆筑。
因不同形式基礎的基底(樁底)標高差大,考慮其穩定問題,在交接跨加大地梁截面及配筋來解決其穩定性。
5、結語
本工程由于地質條件復雜,持力層起伏大,給基礎設計帶來一定的難度,采用獨立基礎加樁基礎的基礎設計方案,經專家認證一致認為設計安全、合理。目前本工程的已全部封頂,經沉降觀測,變形很小,沉降穩定,滿足國家規范要求。
基礎工程造價在整個工程中比重較大,因此,選擇合理的基礎形式是保證建筑結構安全、降低工程造價的一個有效措施。
參考文獻:
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關鍵字:典型區域;線路工程;造價特點
中圖分類號:TU72 文獻標識碼:A
一、 湖北省典型區域輸電線路工程地質條件分析
湖北省內不同典型地市區域在自然條件如風速、覆冰、地形等方面存在較大差異。在工程技術設計中風速起到了主要影響作用,且風速每提高一檔,桿塔數量就要增加30%以上,會明顯影響工程單位造價;由于覆冰增加了架空線載荷等,直接影響工程的設計與投資,因此對工程單位造價有較大影響;對于地形,不同的地形,對工程造價影響迥異。
湖北省內地區的地質情況較為復雜,有軟土、巖石、膨脹土等。
(1)湖北省地區軟土比較多,特別是江漢平地一帶,土壤的內析水較多,采用的基礎形式以大板式基礎、樁基(鉆孔灌注樁、沉管樁)為主,也有采用沉井替代。樁基礎的費用是掏挖基礎的4~5倍,造價較高。使用的其它基礎形式主要有臺階基礎、掏挖式基礎等。
(2)在三峽、宜昌地區,山區的花崗巖比較多,使用的基礎形式主要有巖石錨桿式基礎和巖石插入式基礎。
(3)在鄂西北的丘陵地帶,黃色粘土比較多,使用的基礎形式主要有臺階基礎、掏挖式基礎等。
(4)在黃石、十堰、恩施以及黃岡等地市區主要以山區為主,地基主要是巖石。使用的基礎形式主要是巖石錨樁、嵌固式基礎和斜插式基礎。
(5)在其余一些地區,多為粉土、砂土和可塑粘土地質條件,近幾年來插入式基礎用的較多。
二、湖北省典型區域輸電線路工程設計技術差異分析
從技術差異層面上,湖北省不同典型區域輸電線路工程設計中,主要差異在于桿塔型式設計以及桿塔基礎型式設計,結合不同典型區域的地質條件以及區域主要特點,分析在輸電線路工程設計中的技術差異。
1桿塔設計差異
塔材量作為影響輸電線路工程造價最重要的因素之一,塔型設計差異較大,必然也影響工程造價差異。比如在經濟較為發達且人口相對較為密集的武漢地區,直線塔中相運用V型串設計,采用這種塔型設計,主要是為了減少武漢城市線路走廊寬度且減少塔頭的尺寸,主要是為了減少因大量房屋拆遷以及砍伐走廊通道中的樹木而發生的費用,同時在武漢城郊區桿塔逐漸較多采用鋼管桿、鋼管組合塔等,主要是減少線路走廊占地,美化環境,而這必然導致同規模輸電線路工程造價的提高。對于在黃岡、十堰等山區較多的地區,直線塔中相運用V型串設計且桿塔結合高低腿設計,主要目的是為了能夠有效地減少塔材量,且保護環境。
2 桿塔基礎設計差異
在設計桿塔基礎的過程中是全面充分考慮環境保護和造價原則等各方面因素的,一般是根據工程使用的塔型與地質條件進行因地制宜與優化設計,優先運用原狀土基礎(例如掏挖、巖石嵌固等基礎),并同時積極推廣運用技術先進且經濟合理的斜插式基礎和斜柱基礎以及高低腿基礎等以此來減少線路工程的土石方量和基礎混凝土量,與此同時對降低對自然原狀土與地面植被的破壞程度以有效保護環境且節約投資。湖北省地區軟土比較多,采用的基礎形式以大板式基礎、灌注樁基礎,而灌注樁基礎的費用一般是掏挖基礎的五倍左右,造價較高;而一些以山區居多的區域主要是多采用巖石錨桿式基礎和巖石插入式基礎;而在以荊州、襄陽等以丘陵為主地區,主要采用臺階基礎、掏挖式基礎,輸電線路工程造價相對較低。
三、湖北省典型區域輸電線路工程造價分析
1湖北省內不同典型區域輸電線路工程造價特點分析
首先通過對2010年、2011年湖北省內不同典型區域輸電線路工程造價水平進行分析:
通過圖1和圖2中2010年、2011年湖北省典型區域220kV輸電線路工程造價水平,可以看出,因輸電線路工程地形地質條件、自然因素等不同而造價水平存在較大差異。
由于武漢是湖北省會城市,也是經濟發達的中部地區重要的中心城市,城市架空線路走廊緊張,同時為了節省城市土地資源與美化城市環境,而大多采用城市地下電纜線路工程,架空線則較多采用鋼管桿塔,因此武漢市地區輸電線路工程造價較湖北省內其他省市地區要高得多。
而黃石、十堰、恩施、宜昌等地市區多以山區為主,尤其是十堰和恩施地區,主要是以高山大嶺為主,在材料運輸、施工工藝、施工道路修筑等方面造價較高,從而使得整個線路工程造價較高。
而在河網、泥沼相對較多的孝感、洪湖、荊門等地,主要處于江漢平地地區,主要是軟土質地區,輸電線路工程造價也相對較高一點,在軟弱地基中如果使用大板式基礎,基礎的尺寸較大,成本較高,土的開方量大,施工復雜,且大板式基礎有時在鐵塔安裝前,基礎已經發生了不均勻沉降;因此輸電線路工程造價也相對較高一點。
相對而言,以平地、丘陵為主的平地地區,如咸寧、襄陽、鄂州等地區輸電線路工程造價較低些。
2湖北省不同典型區域線路工程2010年與2011年造價對比分析
針對2010年與2011年湖北省內作為典型區域的武漢、黃石、宜昌、孝感等4個地市區輸電線路工程造價平均水平及趨勢進行對比分析。
從以上的圖中可以看出,除了武漢市地區的輸電線路工程造價呈現出上升趨勢外,黃石、宜昌、孝感等三個地區輸電線路工程2011年平均造價水平均各低于2010年當地平均造價水平。這主要是由于隨著城市化進程加快,作為湖北省會城市、華中地區戰略中心城市的武漢,這兩年來的電網建設不斷加快,城市地下電纜工程建設也不斷發展,大截面電纜隧道工程不斷應用;另一方面,由于國家級重點工程武漢80萬噸乙烯工程的不斷建設、武鋼大型青山熱電聯廠的投產等,如220kV青山熱電聯產機組外送工程、220千伏青山建十一路線路工程、陽邏電廠-花山I、II回π乙烯變220kV線路工程等,這些武漢市重點工程的建設必然導致輸電線路工程造價整體上呈現不斷上升趨勢。
而黃石、孝感、宜昌等三個地市區的2011年輸電線路工程平均造價水平都各低于2010年平均水平,主要原因是塔基占地賠償標準、房屋拆遷等標準不斷下調,導致建設場地征用費及其他費用下降,進而導致總體造價水平降低。
參考文獻
一、工程概況
東江花苑工程總建筑面積34068平方米,地下室一層,建筑面積5859平方米;地上一層裙樓,上面分為三幢住宅樓,其中1#樓9層、2#樓16層、3#樓22層。1#、2#樓區域為沖孔灌注樁基礎,3#樓區域為天然基礎。平面圖布置如圖一:
二、工程基礎形式設計特點
本工程位于珠江三角洲平原腹地,地處佛山市禪城區東南部位,地貌上屬珠江三角洲沖積平原,根據工程巖土勘察報告,原場地位于一小山丘的坡腳;土層自地表而下分布如下:①素填土;②粘土;③淤泥質土;④殘積土;⑤全風化巖;⑥強風化巖;⑦中風化巖;⑧微風化巖。本工程場地地質有一個顯著特點,巖層面標高變化大,巖面自東北向西南向下傾斜,在場地的北端,原土面下3米左右已到達中風化巖層,局部到達微風化巖層,場地南端原土面下8米方為強風化巖層。
根據場地地質構造的特點,施工圖設計1#、2#樓部分基礎形式采用沖孔樁基礎,3#樓基礎形式采用天然基礎。鑒于本工程有兩種不同的基礎形式,同時建筑物層數較多,在施工時要采取必要的應對方法,才能有效地防止建筑物產生不均勻沉降。
三、控制技術措施
1、對基礎持力土層的質量控制
a、沖孔樁
在沖孔樁施工中,為了有效地確認沖孔樁的持力層位置,我們在1#、2#樓主樓范圍的每個樁承臺位置,根據樁的數量設置了一至兩個超前鉆孔點,根據所抽采的巖樣情況,確定所在承臺樁的終孔深度,確保沖孔樁有效到達設計要求的持力層位置。同時,沖孔樁進行水下混凝土灌注前,認真做好清孔清渣工序,并指定專人檢查,保證達到要求后,方可進行樁體的混泥土灌注,避免樁底沉渣的出現。
b、天然基礎
本工程3#樓范圍基礎設計類型為天然基礎,天然基礎持力層為中風化或微風化巖層。根據地質資料顯示,該區域的巖層地質良好,無夾層,在土方開挖施工前我們制定好一套施工方案,當土方開挖至底板底標高上10cm時,即約請工程管理的有關檢測部門進行天然基礎承載力檢測,經檢測部門檢測合格后,再繼續開挖至底板墊層底標高,在基礎開挖至基礎底墊層底標高是時,我們嚴格控制開挖深度,避免出現超挖情況出現,對于造成超挖的部位我們立即使用C30砼進行填充。在土方開挖完成后我們立即進行澆筑混凝土墊層施工,確保持力層土不受水沉泡。為了有效地排除基坑內的積水,在土方開挖時,基坑四周的排水溝已預先開挖并及時砌筑成型,設置足夠數量的抽水泵,有效及時排走基坑內積水,確保天然基礎的持力層不被水沉泡。
2、變形縫的設置
按原設計圖紙,本工程地下室設置兩條后澆帶(見圖二),針對本工程建筑平面布置特點及建筑物基礎形式的設置情況,在圖紙會審時,綜合各方意見后確定設置四條后澆帶(具置見圖三),以防建筑物由于不同基礎形式產生不均勻沉降,而對建筑物結構帶來變形影響。
3、結構施工控制措施
針對本工程發生沉降不均勻情況進行分析,在結構施工中采用了以下控制措施:
(1)當基礎出現不均勻沉降時,地下室結構受應力較大位置,在該部位按結構配筋的同時,建議設計院的有關設計人員對這些部位加強構造配筋,以抵消基礎出現沉降時出現不良效應。
(2)按設計圖紙要求,后澆帶應在結構混凝土澆筑后2個月才可進行混凝土的澆筑。但根據本工程的基礎設計特點,在實際施工中,后澆帶實際的澆筑時間改為待相鄰主樓混凝土框架結構完成后才進行后澆帶的澆筑施工,這樣可使地基承受一定的荷載后,其沉降變形已達相對穩定的狀態,達到若建筑物發生地基不均勻沉降,也不構成對結構造成影響的目的。
四、總結
Abstract: Any water conservancy and civil engineering and construction structures must be constructed in the formation. The culverts foundation in the municipal engineering is the lowermost part which structures directly contact with the formation, and the foundation itself will generate additional stress and deformation after suffered the various loads. In order to ensure the normal use and safety of the structures, culvert foundation must have sufficient strength and stability, its deformation should be within the allowable range.
關鍵詞: 市政工程;道路;涵洞;基礎;設計;質量
Key words: municipal engineering;road;culverts;foundation;design;quality
中圖分類號:TU99 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)36-0075-03
0 引言
涵洞主要是為宣泄地面水流,根據連通器的原理而設置的橫穿路堤的構筑物。它是路堤通過洼地或跨越水溝,或為把路基上方的水流宣泄到下方,而設置的橫穿路基的小型地面排水結構物。其單跨計算跨徑L小于5m,多孔跨徑小于8m。涵洞是市政道路工程中的小型構造物,雖然在工程總造價中所占的比例很小,但涵洞設計和施工質好壞,直接影響到市政道路工程的整體質量及使用性能,也影響到周圍農田的灌溉和排水。
1 涵洞的類型
涵洞的分類方法很多,主要有按建筑材料、斷面形式、洞頂填土、水力性能、結構構造等進行分類。按涵洞建筑材料不同可分為黏土磚涵洞、石材涵洞、混凝土涵洞和鋼筋混凝土涵洞等。黏土磚使用年限較短,在工程中不提倡采用。按涵洞斷面形式不同可分為圓管涵洞、蓋板涵洞、箱式涵洞和拱式涵洞等。
1.1 拱式涵洞:拱式涵洞主要由拱圈、護拱、涵臺、基礎、鋪底、沉降縫及排水設施等組成。拱式涵洞是指洞身頂部呈拱形的涵洞,一般超載潛力較大,砌筑技術容易掌握便于修建,是一種普遍的涵洞形式。
1.2 圓管涵洞:圓管涵由洞身及洞口兩部分組成。洞身是過水孔道的主體,主要由管身、基礎、接縫組成。洞口是洞身、路基和水流三者的連接部位,主要有八字墻和一字墻兩種洞口型式。圓管涵的管身通常由鋼筋混凝土構成,管徑一般有0.50m、0.75m、1.00m、1.25m和1.50m等五種,管徑的大小根據排水要求選擇,多采用預制安裝,預制長度通常為2.00m。當采用0.50m或0.75m管徑時用單層鋼筋,而孔徑在1m及1m以上時采用雙層鋼筋。0.50m管徑時其管壁厚度不小于6cm,0.75m管徑時管壁厚度不小于8cm,1.00m管徑時管壁厚度不小于10cm,1.25m及1.50mm管徑時管壁厚度不小于12cm。
1.3 箱式涵洞:箱式涵洞主要由鋼筋混凝土涵身、翼墻、基礎和變形縫等組成。箱式涵洞不同于蓋板明渠,箱涵的蓋板及涵身、基礎是用鋼筋}昆凝土澆筑起來的一個整體,可用來排水、過人及車輛通過。箱形涵洞特別適用于軟土地基,但造價會高一些。
1.4 蓋板涵洞:蓋板涵洞主要由蓋板、涵臺、洞身鋪底、伸縮縫和防水層等構成。蓋板涵洞是涵洞的一種形式,它具有受力明確、構造簡單、施工方便等優點。蓋板涵洞與單跨簡支板梁橋的結構形式基本相同,只是蓋板涵洞的跨徑較小。
2 涵洞基礎設計要求
2.1 基本要求:涵洞基礎的設計應保證具有足夠強度、穩定性和耐久性。應結合結構物和地基特點、要求,根據橋涵處的水文、地質、地形、結構形式、材料供應和施工條件等,合理地選擇基礎的類型,地基的加固形式,確定基礎的埋置深度,做到全面分析、綜合考慮、精心設計。涵洞址處的工程地質好壞,直接影響基礎的強度和穩定。地質構造對基礎類型的選擇有著決定性的意義,設計時應當認真查明涵洞處的地質情況,為涵洞的基礎設計提供可靠的原始資料。
2.2 基礎設計的資料收集:涵洞基礎的設計方案與計算中有關參數的選用,都需要根據當地的地質條件、水文條件、結構形式、荷載特性、材料情況及施工要求等因素全面考慮。施工方案和方法也應當結合設計要求、現場地形、施工技術設備、施工季節、氣候條件、水文等情況來研究確定。因此,應在正式設計之前通過仔細地調查研究,充分掌握必要的、符合實際情況的資料。涵洞基礎的設計除應掌握有關該涵洞所需的資料,包括結構形式、涵洞孔徑、承受荷載及國家頒發的設計、施工技術規范外,還應注意工程地質、水文資料的搜集和分析,重視土質、建筑材料的調查和試驗。涵洞基礎的設計應掌握的資料,其中各項資料的內容范圍,可根據涵洞工程的規模、重要性及涵洞處的工程地質、水文條件的具體情況和設計階段確定取舍。
3 涵洞基礎類型的選擇
涵洞的基礎類型很多,可根據建筑材料、結構形式和工作條件不同來劃分。各類基礎的特點和適用條件如下。
3.1 按建筑材料不同劃分:涵洞基礎按建筑材料不同,可分為石材基礎、磚材基礎、混凝土基礎和鋼筋混凝土基礎。在選擇基礎建筑材料時,主要應從材料的耐久性,包括抗凍性、抗水性和抗風化性,當地材料的儲量,并結合機械化程度、勞動力條件、施工方法及施工期限等方面綜合考慮。石材基礎:一般采用水泥砂漿砌塊片石,在地下水位以上也可用摻石灰的混合砂漿砌筑。磚材:基礎在缺乏石材的地區,也可采用砌磚基礎。由于磚的強度和耐久性均較差,所以在永久性涵洞中不提倡應用。根據施工實踐經驗,如將基礎四周面層用浸透瀝青的磚砌筑,可以大大提高磚砌體的抗凍性和耐久性。石材的強度等級不應小于MU30,砌筑砂漿的強度等級不應小于M5。由于漿砌塊片石水泥用量較少,所以在石材豐富地區,一般的永久性涵洞采用較多。但是,漿砌塊片石勞動強度較大,砌體的整體性稍差。混凝土基礎混凝土:基礎工程中最常用的材料,具有施工簡便、整體性好、便于機械化施工等特點。涵洞基礎混凝土的最低強度等級為C15。為了節約水泥、降低造價,可在混凝土中摻入含量不大于25%的片石,片石的強度等級不低于MU25,且不低于混凝土的強度等級。另外,還可采用各種形狀的混凝土預制塊來砌筑。鋼筋混凝土基礎:當基礎承受較大撓曲時,可采用鋼筋混凝土澆筑。混凝土的強度等級不應低于C15。由于鋼筋混凝土的抗壓和抗拉強度均較高,因此能夠在較小的埋置深度內取得較大的支撐面積。
3.2 按結構形式不同劃分:根據上部構造的要求及地基情況的不同,涵洞基礎的構造形式可分為非整體性基礎和整體式基礎。非整體性基礎非整體性基礎又稱為分離式基礎,它是單獨修筑在各涵臺下相互獨立的基礎,一般在跨徑較大及地基強度較高時采用。整體式基礎一般為矩形基礎,其尺寸通常是由上部結構的大小而定,而不受地基承載力的控制。當地基土質不均勻時,為防止不均勻沉降和局部破壞,或因涵洞跨徑較小基礎相距太近,或為了施工過程中的便利,往往將涵臺下基礎聯合成整體式基礎。
3.3 按工作條件不同劃分:涵洞按其工作條件不同,可分為剛性基礎和柔性基礎,它們分別適用于不同的情況下。剛性基礎:當基礎材料的強度較低時,其結構尺寸可以不滿足抗彎曲強度的要求,計算中可不計其彎曲變形,這種基礎稱為剛性基礎,如石料、黏土磚及混凝土基礎等。柔性基礎:在上部荷載作用考慮其彎曲變形者,則稱為柔性基礎。如將涵管置于天然土層或砂礫石墊層上,這種無基涵管的下部也屬于柔性基礎。但在經常有水或涵洞前壅水較高,以及淤泥、沼澤和嚴寒地區,均不宜采用柔性基礎。
4 基礎的埋置深度設計
工程實踐證明,影響涵洞基礎埋置深度主要有三個因素:一是地基土壤的強度,即地基承載力大小;二是水流的流速及沖刷能力;三是地基冰凍的程度。考慮這三個方面的因素,基礎的埋置深度應符合下列要求。
4.1 埋置深度:設置于基巖上的基礎。一般可直接置于基巖上,但應當將風化層徹底清除。如果風化層較厚難以清除干凈時,也可置于風化層中,埋置深度應根據風化程度、沖刷情況及承載力大小而定。當地基為一般土壤河床且無沖刷時,基礎應埋置于地面下不小于0.6m或1.0m,蓋板涵為0.6m,石拱涵為1.0m。如河床上有鋪砌時,一般宜設置在鋪砌層底面以下1.0m。當地基為一般淤泥或軟弱層時,應根據地質情況采用擴大基礎、倒拱、塊石擠淤、砂及木樁擠密、換土、砂墊層等加固措施。在有沖刷的河道上,由于涵洞都設置鋪底,一般不考慮沖刷深度對基礎埋深的影響。冰凍對地基的影響較大,地基土壤凍脹后承載能力大大降低,特別是在春季消融后會引起土基翻漿,嚴重影響基礎的穩定。因此在冰凍地區,基礎埋置深度還應考慮冰凍深度。
4.2 涵洞的剛性擴大基礎:當地基承載能力不足時,可采用設置多層的擴大基礎,剛性基礎擴大時,臺階的挑出長度應與臺階高度保持一定的比例,通常用剛性角口來控制。對于磚、片石、塊石和料石砌體,當采用M5級以下砂漿砌筑時,剛性角應當取口≤30°;當采用M5級以上砂漿砌筑時,剛性角應取a≤35°。當采用混凝土澆筑時,剛性角應取口≤40°或口≤45°。基礎的厚度應根據墩臺身的結構形式、荷載大小、選用的基礎材料等來確定。基底的標高應按照上述埋置深度要求確定,水中基礎的頂面一般不高于最低水位,在季度性河流或旱地上的墩臺基礎,應不宜高出地面,以免將基礎碰壞。這樣,基礎的厚度可按上述要求所確定的基礎底面和頂面標高求得。基礎的平面尺寸基礎的平面形狀一般應根據墩臺身底面的形狀而確定,實體墩身的截面常采用圓端形基礎的剖面尺寸剛性擴大基礎的剖面形狀,一般做成矩形或臺階形。自墩臺身底邊緣至基頂邊緣的距離稱為襟邊,其一方面是擴大基底面積,提高基礎的承載力,同時也便于對基礎施工時在平面尺寸上可能發生的誤差進行調整,也為了滿足支立墩臺身模板的需要。其值應視基底面積的要求、基礎厚度及施工方法而定。根據工程施工經驗,墩臺基礎的襟邊最小值為20cm。所擬定的基礎尺寸,應是在可能的最不利荷載組合條件下,能保證基礎本身足夠的結構強度,并能使地基與基礎的承載力和穩定性均能滿足要求。臺階式基礎每層的臺階高度,通常為0.5~1.0m。在一般情況下,各層臺階宜采用相同厚度。
5 結束語
工程實踐充分證明,涵洞的基礎設計和施工質量好壞,是整個結構物質量的根本。基礎工程屬于是隱蔽工程,如有缺陷很難發現,也很難進行彌補或修復,而這些缺陷往往直接影響整個結構物的使用及安危。在某種情況下,基礎工程施工的進度,經常控制整個結構物施工的進度。
參考文獻:
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【關鍵詞】雙柱聯合條基;工程應用;基礎選型;思路
1 工程概況
某住宅小區位于非抗震設防區,本工程為混合結構,按非抗震設計,商業部分采用底框的形式,建筑高度19.85m,層數為6+1。地基承載力特征值為fak=110kPa,地基持力層為粉質粘土層。采用廣廈GSSAP進行建模并計算,由計算結果可知柱底力標準值為N1=1317KN和N2 =1381KN(取TJ-I進行驗算)。混凝土強度等級為C25,鋼筋采用HRB 335(fy=300N/mm2),箍筋采用HPB235(fy=210N/mm2)。
2 工程計算
2.1 確定基礎寬度
b=■=■=4.0m
所以,取b=4.0m
b――基礎寬度
N1、N2――兩柱底內力標準值
fak――地基承載力特征值
2.2 確定均布荷載
1)基底面積:
A=b*l1=4.0×6.1=24.4m2
2)基底均布荷載:
q=■=■=145.7kN/m2
N′1、N′2――兩柱底內力設計值
A――基底面積
2.3 確定基礎梁的線荷載
q1=q×b=145.7×4.0=583 kN/m2
2.4 計算基礎梁各截面彎矩M
M1=■q1×l■■=■×583×1.212=427kN.m
M2=■q1×l■■=■×583×1.02=292kN.m
M簡=■q1×l■■=■×583×2.52=455kN.m
M跨中=M簡-■(M1+M2)=95.5kN.m
2.5 計算基礎梁各截面剪力并繪制剪力圖:
V1=q1×l1=583×1.21=705kN
V2=q1×l2=583×1.0=583kN
V3=1731-V1=1731-705=1026kN
V4=1825-V2=1825-583=1242kN
2.6 確定基礎梁截面尺寸
根據以上計算結果,查《結構靜力計算手冊》,基礎梁截面尺寸可取為500mm×900mm。
2.7 截面配筋計算
此部分用MorGain進行計算,配筋情況見基礎梁截面。
2.8 基礎底板設計
根據上述計算結果,可知道基礎底部均布荷載q=145.7kN/m2。取1m板帶進行計算:
1)計算截面彎矩
M板=■q1×l■■=■×145.7×(2-0.25)2=223kN.m
2)截面配筋計算
此部分用MorGain進行計算,配筋為 14@100(fy=1539mm2)。
3 工程應用
當結構設計人員在進行鋼筋混凝土獨立擴展基礎的設計時,如遇到:
1)兩柱之間凈距較小,相互干擾時;
2)兩柱荷載較大時;
3)地基承載力較低時(本工程屬于此類);
4)某一柱靠近建筑界限,單柱擴展基礎無法置放時;
5)基礎面積不足,無法使擴展基礎承受偏心荷載時。
在這些情況下,解決的方法便可以將兩柱放置在同一基礎之上,由一個基礎把兩柱底內力全部傳遞給基礎,即設計成雙柱聯合基礎。
雙柱聯合基礎既可以做成如本工程一樣的矩形平面,亦可以根據兩柱底內力的大小設計成等腰梯形的平面形式,如圖1所示:
圖1 等腰梯形形式
雙柱聯合基礎可分為筏板式、梁板式和系梁式三種,本文僅討論梁板式雙柱聯合基礎,旨在為讀者在遇到此類情況下提供一種基礎選型的思路。
4 有關問題
1)用廣廈基礎軟件可進行此類基礎設計,比較方便,但應注意各參數的選取以及計算結果手算復核;特別是在兩柱柱底內力相差較大,需要做成梯形平面形式時,軟件只做成矩形平面,可以用手工進行計算。
2)由于基礎底板面積較大,所以應注意板底土質的均勻性,是作用在同一土層之上,還是作用在兩種土層或多種土層之上,是否存在兩土層地基承載力特征值差別很大的情況,如存在以上情況,須驗算底板的抗傾覆能力。
3)如建筑物除此基礎外,還有剛性基礎或者樁基礎時等多種基礎時,沉降的問題需要加以考慮。
4)在進行雙柱基礎設計時,應注意兩柱荷載中心與基礎形心重合,設計人員用軟件設計時應根據柱底內力最大值,柱間距等,調整基礎底板尺寸,使兩柱荷載中心與基礎形心重合。
5)選擇合理的聯合基礎形式,使基底壓力均勻及滿足Pmax≤1.2fa的要求。
6)基礎梁底筋與面筋鋼筋面積宜等值拉通,不宜再死摳鋼筋,適當提高基礎安全儲備。
5 結束語
雙柱聯合基礎的關鍵是兩柱作用在一個基礎之上,與基礎聯合起來,一起完成荷載的傳遞,有點微型伐板基礎的味道。(下轉第172頁)(上接第161頁)進行雙柱聯合基礎設計時,必須選擇經濟合理的基礎形式,調整基礎尺寸使基礎形心與兩柱底內力合力作用點重合,保證基底壓力的近似均勻。基礎設計軟件中未考慮雙柱聯合基礎的“聯合”作用,未進行相關的計算和構造,設計人員必須根據工程實際情況自行調整基礎尺寸,并進行適當的補充計算,滿足相關規范的構造要求。
本文旨在提供一種基礎選型時的思路,如有錯誤之處,還請達人批評指正,謝謝!
【參考文獻】
[1]中華人民共和國國家標準.GB50007-2002建筑地基基礎設計規范[S].北京:中國建筑工業出版社.
關鍵詞 地基基礎形式;鄰近基坑;影響
中圖分類號U41 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2014)120-0058-02
隨著經濟的快速發展,城市人口不斷膨脹,優先的土地資源難以滿足人們的需求。所以應該對有限的城市空間進行有效利用,采取縱向發展的發展,有效地解決土地不足的矛盾。城市中大量建筑不斷出現,特別是高層建筑和地下建筑。密集的建筑群使得地下管線復雜化,因此環保問題日益突出。特別是在這些建筑群附近進行基坑開挖時,值得慎重考慮。因為對于不同的建筑物,地基基礎也有所不同,意味著附加荷載也會不同,所以基坑開挖應該采取相應的方案。我國工程建設中常見的三種基礎形式是淺基礎、樁基礎和復合地基,它們的荷載傳遞路線和規律有著一定的差異,對鄰近基坑工程的影響也會有所差異。
1研究現狀
對于建筑工程的結構來說,基礎尤為重要。按照基礎的埋深劃分,可以分為淺基礎和深基礎,深基礎通常指的是樁基礎。淺基礎的地基包含兩種傳力方式,即天然地基和人工地基(復合地基)。對于能夠滿足要求的天然地基應采用淺基礎。樁基礎是對軟弱地基進行加固的一種方式,是一種人工地基形式,在理論上較為成熟。一般人們習慣將地基處理技術和樁基技術相互并列。國內在應用復合地基的時間上晚于國外,一般對地基進行處理來形成復合地基,這種方式可以地基的承載力得到提高。所以應該對以上的因素加以綜合分析。
1.1淺基礎
城市用地日益緊張,既有建筑與基坑工程之間的距離更加靠近。因此基坑工程附近存在建筑物時,要同時承受土的壓力和附近建筑物的基礎所帶來的附加荷載。當這些鄰近建筑物的基礎是淺基礎的情況下,需要充分考慮鄰近建筑的附加荷載,開挖基坑邊緣和鄰近建筑物的距離等因素。
1.2樁基礎
首先,對基坑開挖的過程中,應該減少地層位移可能對建筑物樁基的影響。因為,基坑在和既有建筑物距離較近的情況下,開挖過程所帶來的地層位移會對建筑物造成附加撓度和彎矩,從而破壞建筑物的結構,引發不安全因素。此外,相鄰樁基礎基坑土體的側向土壓力進行部分分擔,這有利于基坑開挖的進展,因為和無樁情況相比,基坑支護結構的側向位移較小。因此應該充分分析鄰近樁基礎和基坑開挖的相互作用,然后設計基坑圍護結構,節省資本投入,同時保證施工安全。
1.3復合地基
地基處理方式多樣,對復合地基的加固原理有六種,即置換、振密、擠密、排水固結、灌入固化物、加筋以及冷或熱處理。其中經過處理的人工地基包括均質地基、多層地基和復合地基。最常見的是復合地基,其加固區主要由天然地基土和增強體組成。這種方式越來越廣地被人們使用。但是和樁基礎不同的是,復合地基的承載力由基礎下的樁體、樁間土體和持力土層相協調。
2 不同地基基礎類型對鄰近基坑性狀的影響
2.1無鄰近建筑時對基坑性狀的影響
在沒有鄰近建筑時,基坑開挖應該以三步進行。第一步開挖3米,第二步和第三步都為2米。據觀察得知,基坑工程有著明顯的空間效應,其中就土移來說,長邊中間部分大于基坑角部和短邊處土體。隨著開挖深度的加大,土體的最大位移也逐漸朝下方移動,并保持在開挖面上方。在進行基坑開挖時,支護樁整體向坑內移動,樁體下部位移較小。隨著基坑開挖的不斷加深,支護結構位移發生變化,整體變形呈現變大趨勢,土壓力的數值變小但是不太明顯。
2.2鄰近基礎形式為筏板淺基礎時給基坑性狀帶來的影響
當鄰近建筑基礎形式是淺基礎時,利用筏板基礎和天然地基的形式對地基進行處理。開挖基坑也一樣分為三步完成,第一步開挖3米,第二步和第三步都為2米。隨著基坑開挖的不斷加深,支護結構水平位移的變化規律和上述第一種形式相同。土體的最大位移也逐漸朝下方移動,并保持在開挖面上方。在進行基坑開挖時,支護樁整體向坑內移動,樁體下部位移較小。在支護樁上端因為冠梁的約束和錨索的施加,土壓力的數值變小但是趨勢不太明顯。
2.3鄰近基礎形式為樁筏基礎時對基坑性狀的影響
當鄰近建筑基礎形式是深基礎時,利用筏板帶樁基礎對建筑荷載進行施加,開挖過程和支護結構的選取和上述第一種情況類似。土體的最大位移也逐漸朝下方移動,并保持在開挖面上方。在基坑開挖時,支護樁整體向坑內移動,樁體下部位移較小,但是比第一種情況要更為明顯。開挖基坑也一樣分為三步完成,第一步開挖3米,第二步和第三步都為2米。開挖的過程中,可以發現第一步比后兩步所帶來的土壓力數值更大。在支護樁上端因為冠梁的約束和錨索的施加,土壓力的數值變小但是趨勢不太明顯。
2.4鄰近基礎形式為樁體復合地基時對基坑性狀的影響
利用筏板基礎和樁對建筑荷載進行承受,開挖過程和支護結構的選取和上述第一種情況類似。開挖基坑也一樣分為三步完成,第一步開挖3米,第二步和第三步都為2米。隨著基坑開挖的進行,土體的最大位移也逐漸朝下方移動,但是和上述第二種情況相比范圍更廣且位置更深。在基坑開挖時,支護樁整體向坑內移動。開挖的過程中,可以發現第一步比后兩步所帶來的土壓力數值更大。支護樁在4到15米之間,土壓力的數值變小。
3 結論
本文就不同的地基基礎形式對鄰近基坑性狀所造成的影響進行了分析,分析了天然地基和鄰近建筑地基基礎形式中的幾種地基對鄰近基坑性狀的影響。從中我們知道,當基坑開挖時,支護結構的位移逐漸增大,而土壓力的數值逐漸減小。鄰近基坑中是否有附加荷載會影響基坑開挖的支護結構。而當鄰近建筑是樁基礎或樁體復合地基的時候,樁體約束了土體的水平位移,且使荷載進行豎向傳遞,這有利于基坑支護結構的保持。
參考文獻
[1]龔曉南.復合地基理論及工程應用[M].北京:中國建筑工業出版社,2002.
[2]白曉紅.基礎工程設計原理[M].科學出版社,2006.
[3]楊敏,周洪波,楊樺.基坑開挖與臨近樁基相互作用分析[J].土木工程學報,2005(38):91-94.
關健詞:測量人員、工程施工
中圖分類號:TQ639.2文獻標識碼:A
1、施工測量準備工作
圖紙學習與審核:測量人員在了解設計意圖,認真熟悉與審核圖紙時,測量人員通過對總平面圖和設計說明的學習,了解工程總體布局、工程特點、周圍環境、建筑物的位置及座標,熟悉圖紙,重點掌握軸線的尺寸、建筑物層高、對照基礎樓層平面建筑結構幾者之間軸線的尺寸查看其相關之間的基線及標高是否一致,有無矛盾,必要時要對尺寸進行驗算。
2、控制網的測設
2.1建立控制網的方式
工程控制網的布網方式常常是測量人員根據場的大小、地形情況和建筑物布置情況來定的,一般可分為多邊形網或方格形網,由于受場地地形限制,建筑物分散、零亂,建筑物布置不規則時,常用多邊形網作施工控制,盡可能利用以有測圖控制網點作為施工控制網點。
2.2 控制網的要求
在地形平坦或大中型工民建筑場地中,測量人員根據施工設計精度、要求,多采用方格網作施工控制網,因為不管工業建筑或民用建筑,大部分建筑群內的建筑物及其附屬路和各種管線總是沿著想互平行、垂直的兩個方向布置的,為了便于施工測量,施控制網常常布置成方格網,方格網可以布置成“十” 字形或 “口” 字形作為主軸線。
3、建筑物基礎放線
工業與民用建筑工程中建筑物基礎的方式是多樣的,樁基礎是一種常用的基礎形式,是深基礎的一種,樁基礎是由樁身和承臺組成;按樁材料可分為鋼筋混凝土樁、鋼樁、木樁等;按受力分類為摩擦樁和端承樁,按樁的入土方法可分為打入樁、壓入樁和灌注樁等。建筑工程樁基礎不論采用何種類型的樁,施工測量都是不可缺少的。現以樁基礎放線過程為例:
3.1 樁基礎放線
建筑物的定位是根據設計所給定的條件,將建筑物四周外廓主軸線的交點,測設到地面上,作為測設建筑物樁位軸線的依據,這就是通常所說的建筑物定位測量。首先測設一個建筑物定位矩形控制網,作為建筑物定位基礎,然后,測出樁位軸線在此定位矩形控制網上的交點樁,稱之為軸線控制樁。為便于樁基礎施工測量,測量人員在熟悉資料的基礎上,在作業前需編制樁位測量放線圖及說明書。
3.2 承臺基槽挖土放線
建筑施工測量中,基礎施工測量是一個重要環節,主要工作有基槽挖土的放線和抄平、基礎施工的放線和抄平。
在基槽挖土中由于挖土和出土的原因造成場地不平整,所以在測量放線中常常用到的龍門架和木樁,龍門架是由龍門樁和龍門板組成,龍門架的設置通常是設在在地下室四邊線以外橫、縱軸線相對應約 1~1.5m 處,軸線應成 “十” 字形或 “井” 字形,龍門架設置點應在控制網格的主要軸線上將其固定后,用經緯儀架設在控制點上,經對中,調平后將所需的軸線投測到龍門架上,用小釘釘上打標明軸線,作為基槽施工放線的控制線,在進行施測時用線將兩個同一軸線的龍門架上的小釘拉接起來,以龍門架控制線軸線為依據在基槽邊以外約 1~1.5m 處打上木樁,木樁應在基槽邊形成橫縱兩條線,木樁上同時也用小釘標明位置,并在任意一條木樁上設±0.00,在跟據木樁標定基面底面尺寸、埋置深度。在了解土質和地下小位情及施工要求確定挖土邊線,進行基槽放線,當基槽不高坡不加支撐時,基礎底面尺寸就是放線尺寸,當不放坡加支撐時;當不放坡加支撐和留工作面時基底每邊應留出工作面的寬度,工作面的寬一般為加基礎支模所需尺寸; 施測邊坡時應考慮工作面的寬度及放坡上口放線寬度,所以應在地面上撒出灰線,并標出基槽挖土的界線。
3.3 承臺位放線
建筑物承臺位的測設是以樁位軸線基槽放線時的木樁為基礎進行測設的,樁基礎設計根據地上建筑物的需要分群樁和單排樁。群樁的平面幾何圖形分為正方形、長方形、三角形、圓形、多邊形和橢圓形等。而群樁的矩何平面的不規則造成承的平面也不規則,測設時,根據設計所給定的承臺樁位與軸線的相互關系,選用直角坐標法、線交會法、極坐標法等進行測設。
4、建筑物主體結構施工測量
高層建筑施工測量中,須將建筑物首層軸線準確地逐層向上引測,供各層細部施工應用。各層相應的軸線應位于同一豎直面內,以保證整個建筑物在施工中的豎直度、幾何形狀和截面尺寸符合設計要求。依據平面控制網,豎直度控制方式有內控和外控兩種形式。在施工測量中,由于地面施工部分測量精度要求較高,高層施工部分場地較小,測量工作條件受到限制,并且容易受到施工干擾。應根據建筑物高度、施工方法、客觀條件、外界環境等因素,選擇其一或相互穿插互補使用。
4.1 外控形式
外控形式是依據在建筑物外建立的施工平面控制網,或直接利用軸線控制樁,在控控點上用經緯儀盤左、盤右取平均法進行豎向投測,將首層軸控制點投測到不同高度的樓層,作為確定豎直度和施工放線的依據;當樓層升至相當高度時,經緯儀向上投測時仰角增大投點精度會降低且不便操作,而且外控形式要求施工場地較開闊,易受場地的影響。
4.2 內控形式
內控形式是在建筑物內底層建立施工平面控制網,其形式一般為一個矩形或若干個矩形,且布設于建筑物內部,以便逐層向上投影,控制各層的細部的施工放樣。平面控制點一般為埋設于地坪層地面混凝土上面的一塊小鐵板,上面劃十字線,交點上沖一小孔,代表點位中心它與基礎放線建立在外面的控制網有所不同。在由樓層與控制點豎直向想應位置上預留傳遞孔,利用重垂球、光學垂準儀等建立垂準線將底層控制點豎向投測到不同高度的樓層。
4.3 建立軸線垂直引測基準網點
基礎和地下室施工結束時,根據圖紙軸線和場外的控網的關系,在±0.000樓板砼上,每棟塔樓精確埋設控制點的測量標志;精確測量各控制點之間的距離和夾角度數。距離須用檢驗過的鋼尺丈量,角度應用經緯儀測量,在控制點分別作標記,反復測各點的尺寸,角度無誤整理成原始資料,做好每次投測復核的基準原始點。在四塊鋼板位置上,根據控制點布置尺寸,在底層組成邊長為定長的直角四邊形,測出各柱到軸線與此矩形的方位關系,作為向上各層主樓投點進行樓面控制。