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序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇建筑基础论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
高层建筑物在施工过程中的质量保证依赖于高品质的原材料。受原材料市场信息的限制,我国大部分地区的建筑物施工材料都是施工单位自行购买,施工单位在购买原材料的过程中,由于自身对原材料的认识水平有限或受经济利益的驱使,在采购原材料的过程中会出现购买劣质原材料的现象,劣质原材料用于高层建筑物的施工会造成建筑物出现崩裂或坍塌的隐患,严重影响建筑物的质量和人们的生命安全。
2建筑基础工程施工质量通病的防治措施
2.1对钢筋混凝土结构中钢材焊缝的检测检测钢筋混凝土结构中钢材焊缝的质量,是从源头上杜绝危害建筑物和人民生命财产安全的问题的有效措施。随着经济和科技的发展,现阶段我国用于检测钢筋混凝土结构中钢材焊缝质量问题的技术有激光检测技术和红外热像检测技术,下文针对这两种技术做出具体的介绍。(1)钢筋混凝土结构中钢材焊缝的激光检测使用激光对钢筋混凝土结构进行钢材的焊缝与焊接检测的过程中,需要使用到的仪器设备为线激光器和CCD相机。线激光器主要用于向钢筋混凝土结构发射激光束,CCD相机主要用于接收激光束反馈的质量信息。这两种设备的联合使用,可以将激光检测的整个过程有理有力的反映出来,能较好地说明钢结构的检测质量。在实际的焊接焊缝检测过程中,将激光束固定于不等厚度钢筋混凝土结构的上方二十厘米左右,使激光束与钢筋混凝土面板呈六十度夹角,而后将CCD相机以同样的方法固定在能接收到激光反馈信息的位置。待二者的相对位置固定完毕后,将激光束在等待检测的钢板焊缝部位来回慢速移动,使钢板的质量信息通过CCD相机的作用充分地反映给检测人员。技术人员根据该钢板的成像反应,判断钢板焊接的质量。通常情况下,焊缝截面直线拟合值为0.9,钢材截面直线拟合值高于或等于0.9时,钢材焊接质量有保证,若钢材截面直线的拟合值低于0.9,则钢材焊接的质量有待进行一步完善。(2)钢筋混凝土结构中钢材焊缝的红外热像技术检测红外热像技术是一种新兴的无损伤的钢材焊缝检测技术,该技术能适应不同钢筋混凝土结构的检测,且检测的可靠性较高。红外热像检测仪以超声波作为热激励源,通过携带能量的超声脉冲对钢结构进行照射,超声波对钢结构进行穿透的过程中,由于受钢材焊缝质量的影响,超声波会与钢结构分子产生摩擦,质地均匀的钢结构焊缝处利于超声波的通行,其产生的摩擦力小,质地非均匀的钢结构不利于超声波的通行,其产生的摩擦力大。摩擦力大的区域会在红外热像检测仪上形成颜色较暗的区域,该区域代表的位置即为焊缝质量不合格的位置。经过激光检测和红外热像技术检测后的钢筋混凝土结构,其质量比检测前有较大的保证。在运用这两种技术进行检测的过程中,一旦发现质量不过关的钢材焊缝,可以根据实际情况作出改进,避免钢筋混泥土结构投入使用后造成更大的安全问题。
2.2保证施工过程中的原材料质量保证高层建筑物在施工过程中的原材料的质量可以从以下几个方面做出改进:第一,检测水泥的各项指标。用于高层建筑物施工的水泥必须符合相应的国家标准,有具体的生产单位和生产日期以及水泥成分说明。水泥成分不达标或是超过了使用日期,都会影响建筑物墙体或地基的质量,影响建筑物的使用寿命。因此,对不达标的水泥应不予使用;第二,在选择墙体或地基填充材料的过程中,应选择质地坚硬且大小适中的粗砂料。质地坚硬的填充材料具有耐磨性和耐腐蚀性,不会因为建筑物日积月累的使用而出现崩裂或垮塌的情况,大小适中且形状规则的填充材料有使建筑物美观的效果。第三,在验收阶段应严格按照国家的相应标准对建筑物各项环节的质量情况作出测试。对进入工地的水泥和钢筋进行验收时要查看水泥和钢筋的质量证明书,认真填写验收报告单,验收任务应具体到责任人,若验收过程中出现问题,视情节的轻重作出相应的惩罚。
3结束语
关键词:隔震装置 椭球体
中图分类号:TU352 文献标识码:A 文章编号:1007-0745(2012)08-0228-01
一、引言
结合国情开发了一种新型建筑基底隔震装置-"混凝土椭球体隔震装置"。它具有土建化、自回位、双向隔震、易于推广应用等优点。利用试验和数值分析方法,研究该装置在竖向荷载和水平地震作用下的受力性能、破坏机理、设计计算方法和构造措施,提出基底隔震结构地震作用的计算理论和设计方法。研究成果具有重要的理论意义和实用价值。
椭球体隔震装置提高建筑物的抗震能力、减轻地震灾害始终是工程界关注的重要问题。隔震、耗能减震与其他结构控制技术则为结构控制提供崭新、可靠的抗震方法。
二、已有隔震装置的特点
现有的具有复位功能的基础隔震装置主要有滑移摩擦隔震装置、橡胶垫支座隔震装置和滚动摩擦隔震装置。
其中,滑移摩擦隔震装置是在基础或层间等部位设置低摩擦的滑移元件和限位件等,通过相对滑移运动和摩擦耗能而有效限制地震能量向上部传递和向下部反馈,通过在装置上设置弹簧实现复位功能;但是滑移摩擦隔震装置内产生的摩擦力较大,装置内的滑移元件由于摩擦而易损坏。
橡胶垫支座隔震装置一般为多层橡胶之间夹以薄钢板,中央加铅芯这种结构能加长房屋自振周期,使其远离地震波特征周期,减小地震作用。并具有部分复位功能;但是装置中的橡胶易老化,需要定期的更换,造成成本的提高。
滚动摩擦隔震装置利用滚动摩擦力比滑移摩擦力小的原理实现复位功能,当滚球与底板接触,且滚球与底板均完好时,上部结构的绝对加速度仅有0.005~0.05 m/s2,所以圆形滚轴结构的隔震效果很好;装置中的自由圆形滚轴隔震装置能够把大部分的地震作用和上部结构隔离开来,但是该装置没有复位功能,会导致基底的滚动位移大到不可接受,而且还会产生残余位移,影响建筑物的后期使用。
综上所述,现有的隔震装置存有结构复杂、施工不易操作、成本高和震后建筑物复位效果差的问题。
三、椭球体隔震装置介绍
这种自动复位椭球体建筑基础隔震装置,其特征在于,包括底板,该底板上开设有若干个椭球形凹槽,各椭球形凹槽中放置有椭圆形球体,底板上放置有上盖板,且该上盖板的底面与各椭圆形球体相切,若干个椭球形凹槽在底板上阵列式分布。在底板上开设有工作槽,该工作槽的底面开设有若干个椭球形凹槽。在工作槽中填充有细沙。工作槽的深度和椭球形凹槽的深度均等于椭圆形球体的短半轴,如图3.1。1为下盖板、2为凹槽、3为椭球体、4为上盖板、5为细沙、6为工作槽。
图3.1
四、椭球体隔震装置的优点
与现有技术相比,该装置的优点如下:
(1)椭球体与底板凹槽之间是滚动摩擦,摩擦力较小,椭球体的磨损较小.(2)椭球体材料多样,可以采用金属材料也可以采用混凝土材料.(3)成本较低,操作简单,施工方便。(4)装置汇总的椭球体本身具有自回复能力,能使震后的建筑物回复到震前的状态。
五、结束语
基础隔震能够有效地降低建筑物在地震中受到的破坏,在维持结构正常使用的同时保护人们的生命与财产安全。隔震装置将建筑基础和上部结构分开,减小了地震作用,改变了传统结构依赖增加自身结构的强度和刚度来抵抗地震作用的抗震模式。自动复位椭球体隔震装置能利用建筑物自身的重力完成复位的功能。又因为其成本低、操作简单、材料多样等特点,使其能有较好的推广。
关键词:极少主义 透明性 模糊 空间组合 空间等级
1.极少主义
极少主义又称简约主义,是一个广泛的概念,其最早出现并流行于北美的二世纪五六十年代兴起的现代雕塑运动,是对当时社会、文化压力之下的一种反应,其特征是希望以最少的方式获得最多的影响力。法国建筑师多米尼克・佩罗认为极少主义是“包豪斯的真正内涵”,曾担任包豪斯第三任校长的密斯就曾经提出经典设计名言“less is more"(少就是多)。他主张形式简单、高度功能化与理性化的设计理念,反对装饰化的设计风格。在现代主义初期讲究的纯净、均质、抽象的的概念正好和日本建筑传统所拥有的轻盈、透明、简洁的精致的构成、细部的精美处理相吻合,而妹岛正属于初期现代主义中年轻的一批建筑师,在她的建筑中表现出了充满了传统的日本建筑和现代主义建筑的影子。本文试图通过将SANAA早期的建筑S住宅和密斯凡德罗极具代表性的范斯沃斯住宅进行比较,以寻找SANAA和密斯设计策略的区别。
2.设计策略
2.1 建筑基座
为了防止室外积水倒灌进建筑内部,建筑室内外常需要设置一定的高差形成建筑基座。在SANAA的S住宅的设计中, “基座”通过对建筑体量与地面连接的弱化处理,达到了表达建筑轻盈概念的目的,夜晚室内亮起灯时,整栋建筑就像漂浮在地面之上。
密斯把基座作作为对待场地的特殊策略,密斯首先引入基座来协调场地与建筑的关系,在范斯沃斯住宅中为了避免汛期的干扰基座被抽象成两片抬高的水平面。
2.2 平面布局
SANAA的S住宅近乎于正方形的平面,最大限度地占据了基地的空间。方形平面里面又套了一个正方形的平面,作为具有实际功能的使用空间。二个方形之间形成了一圈灰空间―公共走廊。内部的正方形空间分两层,一层平面呈“田”字形布置,四个主要房间分别为主人卧室、儿童卧室、和室和画室,主要用房之间的“十”字分别是卫生间和楼梯等附属空间。平面的最就是一圈二层通高的围廊,内部房间通过围廊和室外相连。与整个结构独立内部的封闭方形盒子,就像是单独一层皮肤,并使内外的空气可以相互流通。
范斯沃斯住宅呈现出辛克尔回旋式平面的简化状态, 几何原则对平面的控制表现出明显的理性主义精神,暗示了对古典主义的回归室内家具及房间的布局是为了不妨碍能看到四面玻璃幕墙外的风景而设计的,人在其中,吃、穿、住、睡等日常活动都局限在房间中心一个有限的范围内,而这个有限范围周边任一角度都在暗示着屋主,欣赏透明玻璃幕墙外的景色.。
2.3 透明性
在当代建筑学的领域中,对透明性的概念的界定,通常并没有这么清晰,随着现代美学为基础对透明性的研究,对透明性概念不断的拓展。在1968年出版的有柯林・罗和罗伯特・斯拉茨基撰写的《透明性》一书中,将建筑的透明性分为物理层面的透明和现象层面的透明两类。如果说物理层面的透明性强调的是空间结构的显性展现,那么现象层的透明性强调的是空间层次的隐性表达。随着信息传媒、数字技术发展的影响,建筑形态就不仅仅是通过建筑体量和建筑构件来组织,对于建筑视觉特性的表达,就不仅限于透明和不透明两种情况,建筑表皮所呈现的半透明这种“模糊”的情况就出现在设计中成为常见的追求。
在SANAA的S住宅的设计中,上下两层的盒子相加组成了建筑的内部空间结构。外部的半透明膜状肌理的盒子再次和内部的盒子相套,生成了一圈围廊,也形成了建筑特有的双表皮系统,其中外表皮为木骨架双层半透明有机波形板,内侧为木质板材。它们共同围合着围廊空间。因此,在正立面的洞口后,还有第二个层次的立方体,它强调了空间的深度、并向外展示了内部建筑空间的复杂性。一个几何体附加在另一个上,实际上是一个包含了另外一个,暗示在不同形态之间存在联系的空间和产生的张力。
木骨架双层半透明有机波形板与玻璃等真正的透明物质不同,它存在有角度和质感的关系,不同的角度和质感会带来不同的透视效果,在一定角度,透明完全消失,另一个角度又会达到一定程度的透明。走廊空间看似是完全围合的界面但实际成为了视线可以缓缓伸展的、有 透视感的“深度空间”。首层各房间分别向走廊开门,二层的条形木板沿纵向呈百叶状可以完全打开,起居空间与周围走廊融为一体。这是一种巧妙的构筑方式,它 可以使任何不透明的材料变成透明,也可以根据需要改变透明的状态,它比材料本身的透明更加具有变化和感染力。建筑表现不在是体量之间的组合,而是造成强烈对比的光影效果并且通过材料通透性和轻质性形成了建筑的消隐。
范斯沃斯住宅就像被支撑起来的鸟笼子,没有窗帘遮挡的室内可以从外面一栏无余,并使视线延伸至远处,建筑的通透性可以消解纪念性,消弱体积感,并且使物质的实在感大为降低,从而达到消解物质的作用,他用分离的白色钢结构与透明的玻璃幕墙使整个建筑几乎消 失在人们的视线中,他将通透性做到了极致,使建筑与自然完全融为一体,创作出与自然和谐的氛围,相对于建筑的实用性,范斯沃斯住宅显然更具有艺术性,虽然备受争议,实用性方面略有不足,但并不会影响它原有的光彩。
3 结论
SANAA和密斯作品都具有极少主义的特点,他们的建筑都是简单的形体构成,材质通透,具有轻盈的外观,都通过都极可能的简化结构,简化节点,从而形成空间的流动性和完整性,同时他们对于空间策略也有不同的地方,密斯是模糊了功能的界限(不打断建筑中的空间的连续),在建筑中形成通用空间和开放空间,SANAA的建筑中功能的分隔是明确的,但是她用了一系列特殊的材料让人在视觉上能贯穿这种分隔,从而形成了另一种特殊的流动性,密斯的空间很开放,但是有非常强烈的理性与秩序性,有个明晰的空间序列;SANAA则是利用了透明的材料在建筑中形成了“雾”的空间。在密斯的建筑之中,人的视线是发散的穿透的,充满了不确定性设计是为了寻找一种可以发挥新的建筑材料特性的建筑形式,所以出现了工字钢,玻璃幕墙等一系列新构件,而SANNA的时代则处于媒体爆炸时期,她的建筑反映了时代的特征,她的根本就是寻找建筑的“不确定性”。
参考文献:
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[6]大师编辑部.密斯凡德罗.华中科技大学出版社.2007
1建筑施工中岩土工程勘察现状
基于岩土工程勘察工作对建筑项目发展的重要性,如何有效实现岩土工程勘察工作的健康发展是当前建筑行业关注的主要问题之一。由于工作人员等原因造成岩土工程勘察工作出现问题的情况频繁出现,严重影响了建筑项目的质量水平。
1.1准备工作不足
在正式进行建筑施工之前,工作人员需要提前展开岩土工程勘察工作,制定工作计划。在岩土工程勘察的过程中,有关人员需要注意基坑支护、地下水渗透以及电缆的电阻率等问题。工作人员应有效地综合以上几点注意项目,制定完善的岩土工程勘察设计方案,这样有利于勘察结果与实际情况相吻合。但是,一些建筑项目的工作人员常在勘察过程中出现差错,例如,未在方案设计前期进行科学预测。除此之外,有较大部分的施工企业未进行实地勘察工作,所得到的数据信息均来自部分业主的口述,不具备科学性。在一些技术细节方面,负责勘察工作的人员未及时进行完善的准备工作,促使后期岩土工程勘察遭遇阻碍,最终导致勘察质量较低,影响整个项目的质量。
1.2工作设置不科学
工作设置问题主要体现在勘察地点和取样方面。由于我国对于岩土工程勘察工作的重视度相对较低,直接致使一些技术人员在培训的过程中采取敷衍了事的态度,在专业技术和理论知识方面均难以达到岗位标准。另外,一些工作人员在勘察的过程中难以掌握其中的基本结构和形式,勘察点设置不够科学。勘察人员不能灵活根据当地的地质及地形等实际情况对勘察位置进行科学调整,且未及时进行相关信息的更新,导致勘察工作和实际情况不相符。
1.3勘察质量有待提高
一些建筑项目在施工过程中急于提升岩土勘察工作的效率,而勘察质量未达到标准,这个问题在建筑行业内较为常见,同时也是很多企业暴露出来的问题。很多施工企业选择直接缩短勘察工作时间的方式进行赶工,这种方式直接造成勘察工作流于形式,不仅不能加速施工进度,还可能隐藏大量安全隐患。导致岩土工程勘察工作质量较低的原因较多,缩短勘察环节的工作时间是其中一个部分。除此之外,一些项目勘察工作人员的技术水平不够,且未进行详细而完善的分析工作,导致整个工程的勘察工作质量降低。
2岩土工程勘察实践分析
鉴于建筑基础施工中岩土工程勘察工作出现的一系列问题,如何有效完善勘察工作成为目前建筑行业关注的主要问题之一。以下以某工程为例对岩土工程勘察实践进行分析。某工程属于高层建筑类型,涉及商业办公楼和商铺,共为30层,地下室设置为3层,地上部分商铺有4层。该项目的结构设计是框架剪刀墙,地坪标高约33.8m。
2.1项目地质条件
该施工地点处于河流冲积的一级阶地,场内主要地层涉及粉质黏土、粉土等。该项目施工地点的野外特征较为明显,由上而下形成一定特点。(1)人工性填土层。该层次属于填土层,呈现灰褐色及褐黄色,稍微偏湿润且土质较为松散,有粉土和砂岩碎块等,一些钻孔的顶端部分有混凝土,伴有少量建筑类垃圾,如砖渣等。该工程地质情况相对较差,且强度低,存在高压缩性质,如果未经妥善处理难以作为基础部分的持力层。(2)第四系的冲洪积层。该层中有粉质黏土及粉土等。粉质黏土几乎分布在整个场地内,属于中压缩性,能够作为较轻荷载建筑物的一些基础性持力层。地质钻孔处,粉土层种类分布不均,强度处于一般程度,属于中压缩性,其承载力能够有效作为较轻荷载的建筑基础持力层。除此之外,工作人员在勘察过程中发现钻孔处出现地下水,地下水的类型一般是上层滞水以及基岩裂隙水。上层滞水一般存在于人工填土、粉质黏土层中。粉质黏土中的地下水一般直接来自于大气降水以及地表水的有效补给,其水量相对较小,水位会随着季节的变化而改变。潜水一般存在于圆砾层中,具有一定的承压能力,受到地表水以及大气降水的有效补给,水量相对较为丰富。而基岩的裂隙水存在于下伏基岩中,其中补给径流的条件和涌水量都与地质构造及节理性裂缝有着密切关系,正常情况下水量相对较小。
2.2基坑支护
该工程的地下部分有3层地下车库,其开挖实际深度约9.50m。基坑开挖的实际深度范围内土层涉及人工填土、粉质黏土等。工作人员在开挖时需要针对基坑展开专业设计及支护过程。基坑支护操作过程中,工作人员可有效运用喷锚支护等结构方式,主要目的是有效保证开挖基坑的实际稳定性以及周边建筑物的安全性。除此之外,基坑支护设计工作需要按照相关岩石工程具备的特性指标进行,具体如表1所示。该场地的上层滞水位埋藏相对较浅,且没有有效形成统一性水位,导致工作人员在进行基坑施工的工程中出现上层滞水水量不够大等问题,这时可运用集水井实现明排。
2.3基础选型
以当地岩土工程的地质情况和拟建筑物实际结构荷载特性为基础,专业人员经过综合分析认为适合运用桩基础进行操作。如果采用人工挖孔灌注桩基础,可将风化的泥质粉砂岩作为桩端部分的持力层,并将桩端进入到持力层1m处。
2.4注意点
为避免出现不必要损失,工作人员在施工过程中需要注意以下项目:(1)工作人员应在拟建建筑物地下车库标高的基础上展开基坑支护的设计工作,并在开挖过程中对基坑运用恰当的支护措施;(2)在基坑形成后,工作人员应完善对基坑及相关性建筑物在变形等方面的监测工作,便于尽早发现并解决问题;(3)基坑开挖的时候,工作人员可运用帷幕止水,接着进行基坑开挖操作,有利于施工的顺利进行。
3结语
勘察工作在任何建筑项目施工前都是一项必经环节,居于主要地位。目前,随着越来越多的建筑项目的出现,出现了一系列的施工质量问题,这成为衡量项目整体价值的重要标准之一。因此,质量勘察工作在建筑项目发展过程中的重要性不言而喻。论文先阐述当前建筑行业内岩土工程勘察工作的现状,接着以实例分析建筑基础施工中岩土工程勘察工作的实践过程,希望为促进建筑行业的可持续发展提供帮助。
【参考文献】
【1】王忠群.关于建筑工程施工中的岩土工程地质勘察探析[J].中国新技术新产品,2014(15):112.
关键词:建筑工程;地基基础施工;喷锚支护
中图分类号:TU47文献标识码:A
中国社会经济的发展,带动建筑业迅速崛起。城市建筑的密集度越来越大,使建筑施工的作业面不断地缩小,建筑结构中地基施工的安全性越来越重要。为了提高建筑工程基础施工的安全性,就要确保地下室的施工设计符合建筑设计标准,不断地提高基坑支护施工技术。由于基坑的支护结构对于建筑基础设施而言,仅仅施工阶段起到临时性作用,因此在工程竣工之后,支护就失去了价值。按照传统的支护技术设计标准,当建筑工程完工之后,支护会保留在地下永久保存,并成为建筑结构中的一部分。喷锚支护结构运用于地下室支护,可以提高抗变形能力,因此而被广泛应用。
一、工程概述
工程项目为22层的商住两用楼,地下一层为车库。建筑物的总建筑面积超过5万平方米,为框剪结构。地下基坑的开挖深度为5.6米,成矩形,总面积超过2千平方米。在建筑物的西侧为小区人工水池。鉴于建筑物距离水池比较近,为了避免基坑的边坡出现沉降变形,在放坡系数上可以定为0.4。根据基坑支护技术规程,将基坑侧壁安全等级确定为3级。在基坑施工技术上,选择使用喷锚支护技术。
从工程的地质条件上来看,工程基坑的地貌较为单一,地面原有的建筑物已经彻底拆迁。整个基坑的场地平坦,地层的成分以风化的基岩和小块的卵石为主。场地的底层从上而下分别为1.3米至1.6米的杂填土,其中包括生活垃圾、建筑垃圾等等。卵石以土黄色为主,其中夹杂着少量的漂石。基坑开挖范围内没有发现有地下水。喷锚支护的土层设计参数见下表:
二、喷锚支护施工技术
喷锚支护技术的基本原理是利用了受拉锚杆与土体之间所产生的摩擦力,不但可以使土体的强度增强,而且对于土体具有稳定的作用,因此而与周围的土体构成坚固的整体。在支护基坑边壁的时候,采用混凝土喷射与锚杆以及钢筋网联合的方法开展施工。
在建筑地基的基础施工中,做好防水工作是非常重要的施工工程。虽然在施工场地没有发现有地下水,但是在建筑物附近有人工水池,所以要做好外墙防水工作。喷射的混凝土在配制和搅拌上要严格按照工程施工设计的要求,特别要保证科学性的水灰配比,以喷射不会出现流淌为标准。注意被喷射到墙面的混凝土不可以有下坠,要均匀喷射,不能有开裂的现象出现。喷射混凝土完工后,为了确保喷射质量,还要采取必要的混凝土养护措施。
在进行基坑修边的时候,混凝土的喷射厚度要符合设计标准,并且要逐层喷射,保证每一层都要喷射均匀,并达到的一定的光滑度。要确保喷射的平整性,要控制好喷射的速度,以确保锚桩板厚度匀称。
在进行锚杆灌浆的时候,要控制好灌浆的密度,以使灌浆的过程中有拉应力产生,促进喷射钢筋混凝土板与土体之间形成一个坚固的土体。通常而言,灌浆要在稳压状态下进行,在灌浆超过20秒之后,浆体溢出即灌注停止。
在地下室的设计结构中,要将钢筋板的支护作用充分地发挥出来,就要充分地发挥支护的临时性作用,以有效地抵抗土体所施加的侧压力,并发挥其永久性的作用。那么在钢筋制作的过程中,要使钢筋能够处于合理的位置,并且厚度要符合设计要求,以使钢筋板充分地发挥支护作用。
三、喷锚支护地下室外墙施工技术
要保持地下室外墙的永久性,喷锚支护要相应地增大厚度。通常情况下,喷锚支护会喷射大约90毫米厚度的混凝土,而地下室的外壁喷护,需要选择C20混凝土,喷射厚度达到200毫米。为了使喷射混凝土板中的加强筋能够起到暗梁的作用,要参考水压力、土压力以及地面所施加的荷载进行连续板设计,将加强筋焊接在锚杆之上,肋筋设置上为垂直状态。
在本次工程施工中,锚杆的抗拔力设计为100KN,灌浆过程中所呈现的压力为0.4MPa。由于场地的地质环境较差,水平锚杆的夹角设定在25°。原理上而言,锚杆的夹角水平界定在20°~45°,夹角越大,水平分力就会相对降低,反之,随着夹角的缩小,水平的分力越大,可见锚杆设计是喷锚支护技术中的重要部分。喷锚支护的设计参数上,首先是根据施工条件,分析支护的整体稳定性,然后对于锚杆进行抗拉性计算,根据所得出的结论对于初选参数进行必要的调整和完善。
设置喷锚支护参数的时候,土压力和施工荷载是需要重点考虑的,同时还要在进行土压力计算时,将地基基坑的动荷载和静荷载加以考虑,以实现地下室外壁的永久性。计算时,可以选择使用朗肯主动土压力公式,即:
其中,:是土的重度。
h: 是基坑的高度。
:是土的内摩擦角。
锚杆的安全系数:K=1.7。
但砂浆的锚固段接触到周围的土层的时候,会形成抗剪力,其对于灌浆锚杆的极限抗拔力起到了决定性的作用。锚杆的极限抗拔力计算公式为:
其中:: 是土层锚杆的极限抗拔力,单位为“KN”。
D: 是锚杆钻孔的直径。
Le: 是锚杆有效锚固长度,单位为“m”。
: 是锚固段周边所形成的抗剪强度,单位为“”。
在设计上,基于土层地质环境的特殊性,对于抗剪强度的取值也要有所选择。
第一层锚杆的抗剪强度:=30;
第二层锚杆的抗剪强度:=45;
第三层锚杆的抗剪强度:=60。
锚杆受拉荷载公式:
其中::是荷载折减系数,=0.86。
Eak:是在锚杆处的最大主动土压力的情况下取值。
SH: 是锚杆的水平间距,SH=1.0米
SV: 是锚杆的垂直间距,SV=1.1米。
θ: 是锚杆和水平面之间所存在的夹角。
可见,在简述工程地基基础施工中,采用喷锚支护进行施工,就是充分地运用喷锚支护的作用原理,将受拉锚杆和具有相对稳定性的土体之间所形成的摩擦力充分地利用起来,以维持基坑周围土体的稳定性。当支护与土体之间形成具有较高强度的共同作用体的时候,就构成了具有足够坚固性的基坑壁。
结论:
综上所述,在建筑工程项目中,地基基础施工中所采用的喷锚支护技术对于保持地下室外墙的永久性具有非常很重要的作用。从技术的角度而言,喷锚支护是主动加固措施,其采用了锚杆、喷射混凝土的加固机理,对于岩土体的强度加强,并实现抗滑能力。基于其在对于基础施工的重要作用,在应用领域中控制好喷锚支护技术的质量控制是非常必要的。
参考文献:
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关键词:建筑设计;基础结构;耐久性
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
1 国际上对可重复使用基础设计的新思想
英国学者Tim Chapman,S. Anderson, Jan Windle在其著作“可重复使用基础” ( London 2007) 中有这样的论述: “对于浅基础来说,原有基础一般较容易拆除,对于新基础的施工并不存在太大困难,因此目前对于原有基础再利用的研究主要集中在原有桩基的再利用上,尤其是对于原有桩基较为密集的区域。但出于可持续发展和最大程度的降低工程造价考虑,除深基础外,浅基础的重复使用也将是一种发展趋势。”,“当前情况下,对于绝大多数拟建建筑,采用新的基础都是常规的作法,然而对于空间开发利用价值较高及新旧建筑更替频繁的城市中心区域来说,随着时间发展,新建建筑基础可利用空间将越来越少,随着新基础的不断增加,城市地下空间的利用问题将日益恶化。原有基础的再利用尤其是桩基础的再利用将会逐渐成为一种趋势,主要在于: 充分利用原有基础不仅可以在一定程度上消除原有基础对新建建筑的施工的阻碍,而且对于新建建筑来说也将会节省成本和时间; 对于老城区来说,出于文物保护的要求,尽量减少基础施工也是一种必要的保护措施,随着人们这种工程理念的提高,原有基础的再利用也将显得愈加重要; 原有基础的再利用也符合可持续发展及最大限度减少浪费、建设绿色建筑的发展趋势。”,“随着城市内新老建筑的不断更替,地下空间也逐渐被更多的基础而填充,遗留在土体中的原有基础也将逐渐成为城市地下空间可持续发展的障碍。因此,原有基础的再利用理念也同样存在于现在建筑物基础的设计施工中,即在建筑物基础的设计中,不仅要考虑到应满足拟建建筑的需求,同时还要考虑到所设计的基础在若干年后的再利用问题,这也就要求设计者与施工者要对基础的施工做出详细准确的资料,并有效的保存下来,以为该部分基础将来的再利用设计提供可靠的依据。”,“相对于独立的桩基,原有基坑支护结构将会对新建建筑造成更大的施工困难和成本的大幅提高。当前常用的方法是保留原有的支护结构不进行拆除,或者是将其作为拟建建筑临时支护结构的一部分,如果可能的话也可以将其作为拟建建筑永久结构的一部分,或者干脆弃之不用。如果工程进行更深的基坑开挖,需要设置新的支护结构,则新的支护结构也往往是设置在原有支护结构范围内,这将导致地下空间的可利用范围逐渐缩小,对于城市地下空间的利用来说,这也将是再利用设计的重要方面。”。
这些论述的中心含义是: 出于可持续发展的考虑,对于空间开发利用价值较高及新旧建筑更替频繁的城市中心区域来说,既有建筑基础,特别是桩基础,对于今后地下空间开发、文物保护或是新建建筑本身的设计施工,都可能形成人为的地下障碍。在现在的基础设计中应考虑其可再使用功能。这里不仅有经济和工期的因素,更重要的还有安全性和可持续发展的要求。在近年的基础工程国际会议上均有类似的论文,主要来自英国、日本、巴西等。不仅仅是提高基础设计施工的耐久性问题,还有基础规划设计的理念问题。
笔者认为,有必要对我国建筑地基基础的耐久性设计、施工技术加深认识,满足未来发展的要求。针对我国的具体情况,80 年代以前的建筑物,建造期间没有耐久性设计要求,使用的材料要求较低,使用功能也未考虑未来的发展,虽然基础的耐久性在完全土、水环境下能保证建筑物50 年的使用年限,但对于再使用的鉴定、评价方法和再设计方法均有待研究。而对于新建建筑基础,应全面考虑未来可重复使用问题,进行相关技术研究。考虑未来可重复使用基础的重要问题应包括地基基础设计的耐久性使用年限应大于上部结构的耐久性使用年限以及考虑未来地下空间开发需求的地下结构平面、竖向设计等。
2 国内外对钢筋混凝土基础结构耐久性设计要求的比较分析
针对影响钢筋混凝土基础结构耐久性设计的几个因素,对目前国内外基础设计耐久性的要求进行比较分析,确定考虑可持续发展要求的基础结构耐久性设计要求。
2. 1 国内有关规范混凝土在腐蚀性环境下的设计规定对比
《岩土工程勘察规范》对不同环境类型的土、水对混凝土结构的腐蚀性评价做出了规定,《工业建筑防腐蚀设计规范》对地下水、土环境对钢筋混凝土结构的防腐蚀设计提出了要求。除工业生产的过程及产品环境对结构的腐蚀影响除外,原场地地下水、土腐蚀环境对混凝土结构的设计要求,对民用建筑应具有指导意义。我国大量存在的海相、河相、湖相沉积的土地,包括盐渍土、淤泥、淤泥质土等,以及近年填海、填沟造地形成的建设用地,大多存在地下水、土的腐蚀性,工程设计中应重视防腐设计的要求,提高地基基础的耐久性设计水平。
《工业建筑防腐蚀设计规范》中对地基基础的耐久性设计的有关要求如下:
(1) 钢筋混凝土构件的裂缝控制等级和最大裂缝宽度允许值( 见表1)。
(2) 基础钢筋的混凝土保护层最小厚度,不应小于50mm。
表1 裂缝控制等级和最大裂缝宽度允许值
(3) 混凝土桩基础的结构设计应符合下列规定:
①预制钢筋混凝土桩的混凝土强度等级不应低于C40,水灰比不应大于0. 4; 腐蚀性等级为中、弱时,抗渗等级不应低于S8; 腐蚀性等级为强时,抗渗等级不应低于S10; 钢筋的混凝土保护层厚度不应小于45mm。
②预应力混凝土管桩的混凝土强度等级不应低于C60,抗渗等级不应低于S10; 钢筋的混凝土保护层厚度不应小于35mm; 桩尖宜采用闭口型。
③混凝土灌注桩的混凝土强度等级不应低于C35,水灰比不宜大于0. 45,抗渗等级不应低于S8;钢筋的混凝土保护层厚度不应小于55mm。
规范同时对已污染或可能污染场地的地基处理方法选择,腐蚀环境中基础的防护措施等也进行了规定。
通过对比分析可知,目前《混凝土结构设计规范》的规定相当于《工业建筑防腐蚀设计规范》中中等腐蚀环境的要求。
3 提高基础耐久性使用的若干研究课题
通过对基础结构混凝土耐久性设计的国内外规范规定的比较,以及国际上对可持续重复使用基础设计的新理念的认识,可以认为地基基础的耐久性设计不仅应满足上部结构设计使用年限的要求,而应有更高的耐久性设计要求。从这个认识出发,笔者提出应进行如下研究课题。
(1) 地基基础受力条件与工作环境对耐久性影响的试验研究;
(2) 基础混凝土保护层、裂缝宽度对耐久性影响的试验研究;
(3) 控制混凝土抗渗等级与混凝土含气量对混凝土耐久性影响的试验研究;
(4) 强腐蚀环境提高混凝土使用耐久性的工程措施研究;
(5) 保证基础混凝土耐久性设计指标的工程检验方法的研究。
论文摘要:为了给刚接触建筑设计或施工人员了解认识地基基础在建筑设计施工中的作用及其重要性,本文主要对各种基础在实际工作中的应用做个详细阐述。
在建筑工程上,把建筑物与土壤直接接触的部分称为基础,把直接支承建筑物重量的土层叫地基。基础是连接上部结构(例如房屋的墙和柱,桥梁的墩和台等)与地基之间的过度结构,起承上启下作用。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。
1.注意地基基础设计的基本原则同一建筑结构单元,宜设置在承载力和变形性能基本相同的地基土上,不宜设置在承载力和变形性能截然不同的地基土上(如部分为老土,部分为新土;部分为一般土或硬土,部分为软土)。同一建筑结构单元,一般宜采用相同类型的地基,不宜采用不同类型的地基(如部分采用天然地基,部分采用刚性桩基;部分采用天然地基,部分采用复合地基;部分采用复合地基,部分采用刚性桩基)。同一建筑结构单元,宜采用相同类型的基础,不宜采用不同类型的基础(如部分采用箱基、筏基,部分采用条形基础;部分采用条形基础部分采用单独桩基;内框架砖房、底层框架砖房,一般外墙宜采用条形基础,内柱宜采用十字交叉条形基础)。
在软弱地基和严重不均匀土层上,宜采取措施,加强基础的整体性和竖向刚度。尽可能采用天然地基,如地基较差,通过经济比较,天然地基造价较高时,可采用桩基或其他人工基础。
2.地基基础设计选型时应考虑的因素有以下几点。工程地质水文条件;上部结构类型和荷载情况;建筑安全等级、体型和使用要求;建筑结构单元的划分;邻近建筑基础和地下设施情况及其相对关系;地下室的设置及防水要求;材料供应和地方材料;施工水平和设备;工期及造价;抗震设防及其他特殊情况。
3.基础的类型,在基础工程中我们常见的建筑工程地基基础设计中,通常按基础所用的材料和受力特点分,有刚性基础和非刚性基础;依据构造形式分,有条形基础、独立基础、筏形基础、箱形基础。
3.1由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等刚性材料组成的基础称为刚性基础(也称无筋扩展基础)。从受力和和传力角度考虑,由于土壤单位面积的承载能力小,上部结构通过基础将其荷载传给基础时,只有将基础底面积不断扩大,才适应地基受力要求。上部结构(墙或柱)在基础中传递压力是沿压力分布角(也称刚性角)分布。由于刚性材料抗压能力强,抗拉能力差,因此,压力分布角只能在材料抗压范围内控制。若基础底面宽度超过控制范围,致使刚性角扩大,这时基础会因受拉而破坏。在混凝土基础底部配以钢筋,利用钢筋来承受拉力,使基础底部能够承受较大的弯矩。这时,基础宽度的加大不受刚性角的限制。故有人称墙下钢筋混凝土条形基础和柱下钢筋混凝土独立基础为柔性基础(钢筋混凝土扩展基础)。《建筑地基基础设计规范》的第8.1.2条(P.55-56)规定,扩展基础的构造要求应符合下列要求:(1)锥形基础边缘高度,不宜小于200mm,阶梯形基础的每阶高度,宜为300-500mm;(2)垫层厚度不宜小于70mm;垫层混凝土强度等级应C10;(3)扩展基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm;间距不宜大于200mm,也不宜小于100mm。墙下钢筋混凝土基础纵向分布钢筋的直径不小于8mm;间距不大于300mm;每延米分布钢筋的面积不小于受力钢筋面积的1/10。当有垫层时钢筋保护层的厚度不小于40mm;无垫层时不小于70mm;(4)混凝土强度等级不应低于C20;(5)当柱下钢筋混凝土独立基础的边长和墙下钢筋混凝土条形基础的宽度大于或等于2.5m时,底板受力钢筋的长度可取边长或宽度的0.9,并宜交错布置。 钢筋条形基础底板在T形及十字形交接处,底板横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向通长布置,另一方向的横向受力钢筋可布置到主要受力方向底板宽度1/4处。在拐角处底板横向受力钢筋应沿两个方向布置。3.2常见的几种结构体系建筑物的地基基础应用。1砌体结构建筑六层或六层以下的多层民用建筑和砖墙承重的轻型厂房可采用砌体条形基础(毛石或砖);地下水位较低且具有施工经验石,可采用刚性灰土基础;地下水位较高或冬季施工时,宜采用钢筋混凝土扩展基础;在软弱地基上,多层建筑可设置筏形或浅埋板式基础。2框架结构建筑:(1)如无地下室、地基较好、荷载不大时,可选用混凝土单独立基础,柱机基之间可根据有关要求,考虑是否设置基础系梁。(2)有地下室且有防水要求时,如地基较好,可选用混凝土单独立基础加防水板做法。防水板下宜铺一定厚度的易压缩材料,以减小柱基沉降的不利影响。(3)有地下室且有防水要求时,如地基较差,可选用筏形基础(有梁或无梁)。(4)有地下室的单独柱基础,基础的底面到地下室地面的距离,不宜小于1m,对于防水要求较高的地下室,宜在防水板下铺延性较好的防水材料,或者在防水板上增设架空层。3框剪结构建筑:(1)如无地下室,地基条件较好且承载较均匀时,可选用单独柱基加基础系梁。如地基较差或荷载较大时,为加强基础整体性和增加基础底面积,可选用钢筋混凝土十字交叉条形基础,当条形基础不能满足地基承载力或变形要求时,可选用钢筋混凝土筏形基础。(2)有地下室,无防水要求时,也可选用单独柱基或十字交叉形基础。同时验算地下室外墙的承载能力。有防水要求时,当地基较好时,可选用单独柱基或条形基础另加防水板做法,此时应考虑基础沉降对防水板的不利影响而采取的相应措施(同框架结构建筑)。当地基较差或条形基础不能满足地基承载力或变形要求时,可选用钢筋混凝土筏形或箱形基础。4剪力墙结构建筑:无地下室或有地下室但无防水要求时,如地基较好,宜优先选用交叉条形基础。有防水要求时,可选用箱形基础或筏形基础。当基础埋置深度不小于3m时,如原无地下室,应建议甲方增设地下室,或与勘察单位研究改用桩基础的可能性和经济性,同时也研究设置架空层的可能性和经济性。如地基土质较差,当采用上述各类基础不能满足设计要求,或经过经济比较,天然地基造价较高时,可选用桩基础或其他人工基础。高层建筑的地下室,如需用做停车库、机房等要求较大空间时,也可不一定设计成箱形基础,应优先选用筏形基础。
参考文献