时间:2023-09-07 17:29:26
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工程的基础形式范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
【关键词】岩石坡地;桩基设计;嵌岩桩;桩基沉降
1、工程概况
本工程位于浙江省富阳市,新320国道以南,高桦线以西,该工程为5层商业楼,上部结构采用框架结构,地震设防烈度为6度,设计地震基本加速度为0.05g,设计地震分组为第一组。场地地形西向东逐渐变低,高差约4米左右。
4、沉降计算及构造措施
因采用两种不同形式的基础,不同形式的基础间存在不均匀沉降,设计时应计算不均匀沉降大小,沉降差须满足《建筑地基基础设计规范》规定。按分层总和法计算得基础沉降量在12.5-27.0mm之间,相连基础最大沉降差8.7mm,平均沉降量为18.6mm;桩基础和独立基础连接处不均匀沉降差为6.5mm,两种基础平均沉降差为13.8mm,最大沉降差8.7mm。由上述计算可知两种基础形式沉降总量、沉降差绝对值均较小,能满足《建筑地基基础设计规范》中规定的允许值。
因独立基础与桩基础施工工艺不同,为解决施工期间沉降差问题,在④~⑤轴,⑧~⑨轴间设置沉降后浇带,沉降后浇带须主体结顶(必须墙体砌筑完工)后浇筑。
因不同形式基础的基底(桩底)标高差大,考虑其稳定问题,在交接跨加大地梁截面及配筋来解决其稳定性。
5、结语
本工程由于地质条件复杂,持力层起伏大,给基础设计带来一定的难度,采用独立基础加桩基础的基础设计方案,经专家认证一致认为设计安全、合理。目前本工程的已全部封顶,经沉降观测,变形很小,沉降稳定,满足国家规范要求。
基础工程造价在整个工程中比重较大,因此,选择合理的基础形式是保证建筑结构安全、降低工程造价的一个有效措施。
参考文献:
[1]建筑地基基础设计规范 GB50007 -2011 北京 中国建筑工业出版社 2011
[2]建筑桩基技术规范 JGJ94-2008 北京 中国建筑工业出版社 2008
[3]混凝土结构构造手册(第三版)北京 中国建筑工业出版社 2003
关键字:典型区域;线路工程;造价特点
中图分类号:TU72 文献标识码:A
一、 湖北省典型区域输电线路工程地质条件分析
湖北省内不同典型地市区域在自然条件如风速、覆冰、地形等方面存在较大差异。在工程技术设计中风速起到了主要影响作用,且风速每提高一档,杆塔数量就要增加30%以上,会明显影响工程单位造价;由于覆冰增加了架空线载荷等,直接影响工程的设计与投资,因此对工程单位造价有较大影响;对于地形,不同的地形,对工程造价影响迥异。
湖北省内地区的地质情况较为复杂,有软土、岩石、膨胀土等。
(1)湖北省地区软土比较多,特别是江汉平地一带,土壤的内析水较多,采用的基础形式以大板式基础、桩基(钻孔灌注桩、沉管桩)为主,也有采用沉井替代。桩基础的费用是掏挖基础的4~5倍,造价较高。使用的其它基础形式主要有台阶基础、掏挖式基础等。
(2)在三峡、宜昌地区,山区的花岗岩比较多,使用的基础形式主要有岩石锚杆式基础和岩石插入式基础。
(3)在鄂西北的丘陵地带,黄色粘土比较多,使用的基础形式主要有台阶基础、掏挖式基础等。
(4)在黄石、十堰、恩施以及黄冈等地市区主要以山区为主,地基主要是岩石。使用的基础形式主要是岩石锚桩、嵌固式基础和斜插式基础。
(5)在其余一些地区,多为粉土、砂土和可塑粘土地质条件,近几年来插入式基础用的较多。
二、湖北省典型区域输电线路工程设计技术差异分析
从技术差异层面上,湖北省不同典型区域输电线路工程设计中,主要差异在于杆塔型式设计以及杆塔基础型式设计,结合不同典型区域的地质条件以及区域主要特点,分析在输电线路工程设计中的技术差异。
1杆塔设计差异
塔材量作为影响输电线路工程造价最重要的因素之一,塔型设计差异较大,必然也影响工程造价差异。比如在经济较为发达且人口相对较为密集的武汉地区,直线塔中相运用V型串设计,采用这种塔型设计,主要是为了减少武汉城市线路走廊宽度且减少塔头的尺寸,主要是为了减少因大量房屋拆迁以及砍伐走廊通道中的树木而发生的费用,同时在武汉城郊区杆塔逐渐较多采用钢管杆、钢管组合塔等,主要是减少线路走廊占地,美化环境,而这必然导致同规模输电线路工程造价的提高。对于在黄冈、十堰等山区较多的地区,直线塔中相运用V型串设计且杆塔结合高低腿设计,主要目的是为了能够有效地减少塔材量,且保护环境。
2 杆塔基础设计差异
在设计杆塔基础的过程中是全面充分考虑环境保护和造价原则等各方面因素的,一般是根据工程使用的塔型与地质条件进行因地制宜与优化设计,优先运用原状土基础(例如掏挖、岩石嵌固等基础),并同时积极推广运用技术先进且经济合理的斜插式基础和斜柱基础以及高低腿基础等以此来减少线路工程的土石方量和基础混凝土量,与此同时对降低对自然原状土与地面植被的破坏程度以有效保护环境且节约投资。湖北省地区软土比较多,采用的基础形式以大板式基础、灌注桩基础,而灌注桩基础的费用一般是掏挖基础的五倍左右,造价较高;而一些以山区居多的区域主要是多采用岩石锚杆式基础和岩石插入式基础;而在以荆州、襄阳等以丘陵为主地区,主要采用台阶基础、掏挖式基础,输电线路工程造价相对较低。
三、湖北省典型区域输电线路工程造价分析
1湖北省内不同典型区域输电线路工程造价特点分析
首先通过对2010年、2011年湖北省内不同典型区域输电线路工程造价水平进行分析:
通过图1和图2中2010年、2011年湖北省典型区域220kV输电线路工程造价水平,可以看出,因输电线路工程地形地质条件、自然因素等不同而造价水平存在较大差异。
由于武汉是湖北省会城市,也是经济发达的中部地区重要的中心城市,城市架空线路走廊紧张,同时为了节省城市土地资源与美化城市环境,而大多采用城市地下电缆线路工程,架空线则较多采用钢管杆塔,因此武汉市地区输电线路工程造价较湖北省内其他省市地区要高得多。
而黄石、十堰、恩施、宜昌等地市区多以山区为主,尤其是十堰和恩施地区,主要是以高山大岭为主,在材料运输、施工工艺、施工道路修筑等方面造价较高,从而使得整个线路工程造价较高。
而在河网、泥沼相对较多的孝感、洪湖、荆门等地,主要处于江汉平地地区,主要是软土质地区,输电线路工程造价也相对较高一点,在软弱地基中如果使用大板式基础,基础的尺寸较大,成本较高,土的开方量大,施工复杂,且大板式基础有时在铁塔安装前,基础已经发生了不均匀沉降;因此输电线路工程造价也相对较高一点。
相对而言,以平地、丘陵为主的平地地区,如咸宁、襄阳、鄂州等地区输电线路工程造价较低些。
2湖北省不同典型区域线路工程2010年与2011年造价对比分析
针对2010年与2011年湖北省内作为典型区域的武汉、黄石、宜昌、孝感等4个地市区输电线路工程造价平均水平及趋势进行对比分析。
从以上的图中可以看出,除了武汉市地区的输电线路工程造价呈现出上升趋势外,黄石、宜昌、孝感等三个地区输电线路工程2011年平均造价水平均各低于2010年当地平均造价水平。这主要是由于随着城市化进程加快,作为湖北省会城市、华中地区战略中心城市的武汉,这两年来的电网建设不断加快,城市地下电缆工程建设也不断发展,大截面电缆隧道工程不断应用;另一方面,由于国家级重点工程武汉80万吨乙烯工程的不断建设、武钢大型青山热电联厂的投产等,如220kV青山热电联产机组外送工程、220千伏青山建十一路线路工程、阳逻电厂-花山I、II回π乙烯变220kV线路工程等,这些武汉市重点工程的建设必然导致输电线路工程造价整体上呈现不断上升趋势。
而黄石、孝感、宜昌等三个地市区的2011年输电线路工程平均造价水平都各低于2010年平均水平,主要原因是塔基占地赔偿标准、房屋拆迁等标准不断下调,导致建设场地征用费及其他费用下降,进而导致总体造价水平降低。
参考文献
一、工程概况
东江花苑工程总建筑面积34068平方米,地下室一层,建筑面积5859平方米;地上一层裙楼,上面分为三幢住宅楼,其中1#楼9层、2#楼16层、3#楼22层。1#、2#楼区域为冲孔灌注桩基础,3#楼区域为天然基础。平面图布置如图一:
二、工程基础形式设计特点
本工程位于珠江三角洲平原腹地,地处佛山市禅城区东南部位,地貌上属珠江三角洲冲积平原,根据工程岩土勘察报告,原场地位于一小山丘的坡脚;土层自地表而下分布如下:①素填土;②粘土;③淤泥质土;④残积土;⑤全风化岩;⑥强风化岩;⑦中风化岩;⑧微风化岩。本工程场地地质有一个显著特点,岩层面标高变化大,岩面自东北向西南向下倾斜,在场地的北端,原土面下3米左右已到达中风化岩层,局部到达微风化岩层,场地南端原土面下8米方为强风化岩层。
根据场地地质构造的特点,施工图设计1#、2#楼部分基础形式采用冲孔桩基础,3#楼基础形式采用天然基础。鉴于本工程有两种不同的基础形式,同时建筑物层数较多,在施工时要采取必要的应对方法,才能有效地防止建筑物产生不均匀沉降。
三、控制技术措施
1、对基础持力土层的质量控制
a、冲孔桩
在冲孔桩施工中,为了有效地确认冲孔桩的持力层位置,我们在1#、2#楼主楼范围的每个桩承台位置,根据桩的数量设置了一至两个超前钻孔点,根据所抽采的岩样情况,确定所在承台桩的终孔深度,确保冲孔桩有效到达设计要求的持力层位置。同时,冲孔桩进行水下混凝土灌注前,认真做好清孔清渣工序,并指定专人检查,保证达到要求后,方可进行桩体的混泥土灌注,避免桩底沉渣的出现。
b、天然基础
本工程3#楼范围基础设计类型为天然基础,天然基础持力层为中风化或微风化岩层。根据地质资料显示,该区域的岩层地质良好,无夹层,在土方开挖施工前我们制定好一套施工方案,当土方开挖至底板底标高上10cm时,即约请工程管理的有关检测部门进行天然基础承载力检测,经检测部门检测合格后,再继续开挖至底板垫层底标高,在基础开挖至基础底垫层底标高是时,我们严格控制开挖深度,避免出现超挖情况出现,对于造成超挖的部位我们立即使用C30砼进行填充。在土方开挖完成后我们立即进行浇筑混凝土垫层施工,确保持力层土不受水沉泡。为了有效地排除基坑内的积水,在土方开挖时,基坑四周的排水沟已预先开挖并及时砌筑成型,设置足够数量的抽水泵,有效及时排走基坑内积水,确保天然基础的持力层不被水沉泡。
2、变形缝的设置
按原设计图纸,本工程地下室设置两条后浇带(见图二),针对本工程建筑平面布置特点及建筑物基础形式的设置情况,在图纸会审时,综合各方意见后确定设置四条后浇带(具置见图三),以防建筑物由于不同基础形式产生不均匀沉降,而对建筑物结构带来变形影响。
3、结构施工控制措施
针对本工程发生沉降不均匀情况进行分析,在结构施工中采用了以下控制措施:
(1)当基础出现不均匀沉降时,地下室结构受应力较大位置,在该部位按结构配筋的同时,建议设计院的有关设计人员对这些部位加强构造配筋,以抵消基础出现沉降时出现不良效应。
(2)按设计图纸要求,后浇带应在结构混凝土浇筑后2个月才可进行混凝土的浇筑。但根据本工程的基础设计特点,在实际施工中,后浇带实际的浇筑时间改为待相邻主楼混凝土框架结构完成后才进行后浇带的浇筑施工,这样可使地基承受一定的荷载后,其沉降变形已达相对稳定的状态,达到若建筑物发生地基不均匀沉降,也不构成对结构造成影响的目的。
四、总结
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.
关键词: 市政工程;道路;涵洞;基础;设计;质量
Key words: municipal engineering;road;culverts;foundation;design;quality
中图分类号:TU99 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)36-0075-03
0 引言
涵洞主要是为宣泄地面水流,根据连通器的原理而设置的横穿路堤的构筑物。它是路堤通过洼地或跨越水沟,或为把路基上方的水流宣泄到下方,而设置的横穿路基的小型地面排水结构物。其单跨计算跨径L小于5m,多孔跨径小于8m。涵洞是市政道路工程中的小型构造物,虽然在工程总造价中所占的比例很小,但涵洞设计和施工质好坏,直接影响到市政道路工程的整体质量及使用性能,也影响到周围农田的灌溉和排水。
1 涵洞的类型
涵洞的分类方法很多,主要有按建筑材料、断面形式、洞顶填土、水力性能、结构构造等进行分类。按涵洞建筑材料不同可分为黏土砖涵洞、石材涵洞、混凝土涵洞和钢筋混凝土涵洞等。黏土砖使用年限较短,在工程中不提倡采用。按涵洞断面形式不同可分为圆管涵洞、盖板涵洞、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、护拱、涵台、基础、铺底、沉降缝及排水设施等组成。拱式涵洞是指洞身顶部呈拱形的涵洞,一般超载潜力较大,砌筑技术容易掌握便于修建,是一种普遍的涵洞形式。
1.2 圆管涵洞:圆管涵由洞身及洞口两部分组成。洞身是过水孔道的主体,主要由管身、基础、接缝组成。洞口是洞身、路基和水流三者的连接部位,主要有八字墙和一字墙两种洞口型式。圆管涵的管身通常由钢筋混凝土构成,管径一般有0.50m、0.75m、1.00m、1.25m和1.50m等五种,管径的大小根据排水要求选择,多采用预制安装,预制长度通常为2.00m。当采用0.50m或0.75m管径时用单层钢筋,而孔径在1m及1m以上时采用双层钢筋。0.50m管径时其管壁厚度不小于6cm,0.75m管径时管壁厚度不小于8cm,1.00m管径时管壁厚度不小于10cm,1.25m及1.50mm管径时管壁厚度不小于12cm。
1.3 箱式涵洞:箱式涵洞主要由钢筋混凝土涵身、翼墙、基础和变形缝等组成。箱式涵洞不同于盖板明渠,箱涵的盖板及涵身、基础是用钢筋}昆凝土浇筑起来的一个整体,可用来排水、过人及车辆通过。箱形涵洞特别适用于软土地基,但造价会高一些。
1.4 盖板涵洞:盖板涵洞主要由盖板、涵台、洞身铺底、伸缩缝和防水层等构成。盖板涵洞是涵洞的一种形式,它具有受力明确、构造简单、施工方便等优点。盖板涵洞与单跨简支板梁桥的结构形式基本相同,只是盖板涵洞的跨径较小。
2 涵洞基础设计要求
2.1 基本要求:涵洞基础的设计应保证具有足够强度、稳定性和耐久性。应结合结构物和地基特点、要求,根据桥涵处的水文、地质、地形、结构形式、材料供应和施工条件等,合理地选择基础的类型,地基的加固形式,确定基础的埋置深度,做到全面分析、综合考虑、精心设计。涵洞址处的工程地质好坏,直接影响基础的强度和稳定。地质构造对基础类型的选择有着决定性的意义,设计时应当认真查明涵洞处的地质情况,为涵洞的基础设计提供可靠的原始资料。
2.2 基础设计的资料收集:涵洞基础的设计方案与计算中有关参数的选用,都需要根据当地的地质条件、水文条件、结构形式、荷载特性、材料情况及施工要求等因素全面考虑。施工方案和方法也应当结合设计要求、现场地形、施工技术设备、施工季节、气候条件、水文等情况来研究确定。因此,应在正式设计之前通过仔细地调查研究,充分掌握必要的、符合实际情况的资料。涵洞基础的设计除应掌握有关该涵洞所需的资料,包括结构形式、涵洞孔径、承受荷载及国家颁发的设计、施工技术规范外,还应注意工程地质、水文资料的搜集和分析,重视土质、建筑材料的调查和试验。涵洞基础的设计应掌握的资料,其中各项资料的内容范围,可根据涵洞工程的规模、重要性及涵洞处的工程地质、水文条件的具体情况和设计阶段确定取舍。
3 涵洞基础类型的选择
涵洞的基础类型很多,可根据建筑材料、结构形式和工作条件不同来划分。各类基础的特点和适用条件如下。
3.1 按建筑材料不同划分:涵洞基础按建筑材料不同,可分为石材基础、砖材基础、混凝土基础和钢筋混凝土基础。在选择基础建筑材料时,主要应从材料的耐久性,包括抗冻性、抗水性和抗风化性,当地材料的储量,并结合机械化程度、劳动力条件、施工方法及施工期限等方面综合考虑。石材基础:一般采用水泥砂浆砌块片石,在地下水位以上也可用掺石灰的混合砂浆砌筑。砖材:基础在缺乏石材的地区,也可采用砌砖基础。由于砖的强度和耐久性均较差,所以在永久性涵洞中不提倡应用。根据施工实践经验,如将基础四周面层用浸透沥青的砖砌筑,可以大大提高砖砌体的抗冻性和耐久性。石材的强度等级不应小于MU30,砌筑砂浆的强度等级不应小于M5。由于浆砌块片石水泥用量较少,所以在石材丰富地区,一般的永久性涵洞采用较多。但是,浆砌块片石劳动强度较大,砌体的整体性稍差。混凝土基础混凝土:基础工程中最常用的材料,具有施工简便、整体性好、便于机械化施工等特点。涵洞基础混凝土的最低强度等级为C15。为了节约水泥、降低造价,可在混凝土中掺入含量不大于25%的片石,片石的强度等级不低于MU25,且不低于混凝土的强度等级。另外,还可采用各种形状的混凝土预制块来砌筑。钢筋混凝土基础:当基础承受较大挠曲时,可采用钢筋混凝土浇筑。混凝土的强度等级不应低于C15。由于钢筋混凝土的抗压和抗拉强度均较高,因此能够在较小的埋置深度内取得较大的支撑面积。
3.2 按结构形式不同划分:根据上部构造的要求及地基情况的不同,涵洞基础的构造形式可分为非整体性基础和整体式基础。非整体性基础非整体性基础又称为分离式基础,它是单独修筑在各涵台下相互独立的基础,一般在跨径较大及地基强度较高时采用。整体式基础一般为矩形基础,其尺寸通常是由上部结构的大小而定,而不受地基承载力的控制。当地基土质不均匀时,为防止不均匀沉降和局部破坏,或因涵洞跨径较小基础相距太近,或为了施工过程中的便利,往往将涵台下基础联合成整体式基础。
3.3 按工作条件不同划分:涵洞按其工作条件不同,可分为刚性基础和柔性基础,它们分别适用于不同的情况下。刚性基础:当基础材料的强度较低时,其结构尺寸可以不满足抗弯曲强度的要求,计算中可不计其弯曲变形,这种基础称为刚性基础,如石料、黏土砖及混凝土基础等。柔性基础:在上部荷载作用考虑其弯曲变形者,则称为柔性基础。如将涵管置于天然土层或砂砾石垫层上,这种无基涵管的下部也属于柔性基础。但在经常有水或涵洞前壅水较高,以及淤泥、沼泽和严寒地区,均不宜采用柔性基础。
4 基础的埋置深度设计
工程实践证明,影响涵洞基础埋置深度主要有三个因素:一是地基土壤的强度,即地基承载力大小;二是水流的流速及冲刷能力;三是地基冰冻的程度。考虑这三个方面的因素,基础的埋置深度应符合下列要求。
4.1 埋置深度:设置于基岩上的基础。一般可直接置于基岩上,但应当将风化层彻底清除。如果风化层较厚难以清除干净时,也可置于风化层中,埋置深度应根据风化程度、冲刷情况及承载力大小而定。当地基为一般土壤河床且无冲刷时,基础应埋置于地面下不小于0.6m或1.0m,盖板涵为0.6m,石拱涵为1.0m。如河床上有铺砌时,一般宜设置在铺砌层底面以下1.0m。当地基为一般淤泥或软弱层时,应根据地质情况采用扩大基础、倒拱、块石挤淤、砂及木桩挤密、换土、砂垫层等加固措施。在有冲刷的河道上,由于涵洞都设置铺底,一般不考虑冲刷深度对基础埋深的影响。冰冻对地基的影响较大,地基土壤冻胀后承载能力大大降低,特别是在春季消融后会引起土基翻浆,严重影响基础的稳定。因此在冰冻地区,基础埋置深度还应考虑冰冻深度。
4.2 涵洞的刚性扩大基础:当地基承载能力不足时,可采用设置多层的扩大基础,刚性基础扩大时,台阶的挑出长度应与台阶高度保持一定的比例,通常用刚性角口来控制。对于砖、片石、块石和料石砌体,当采用M5级以下砂浆砌筑时,刚性角应当取口≤30°;当采用M5级以上砂浆砌筑时,刚性角应取a≤35°。当采用混凝土浇筑时,刚性角应取口≤40°或口≤45°。基础的厚度应根据墩台身的结构形式、荷载大小、选用的基础材料等来确定。基底的标高应按照上述埋置深度要求确定,水中基础的顶面一般不高于最低水位,在季度性河流或旱地上的墩台基础,应不宜高出地面,以免将基础碰坏。这样,基础的厚度可按上述要求所确定的基础底面和顶面标高求得。基础的平面尺寸基础的平面形状一般应根据墩台身底面的形状而确定,实体墩身的截面常采用圆端形基础的剖面尺寸刚性扩大基础的剖面形状,一般做成矩形或台阶形。自墩台身底边缘至基顶边缘的距离称为襟边,其一方面是扩大基底面积,提高基础的承载力,同时也便于对基础施工时在平面尺寸上可能发生的误差进行调整,也为了满足支立墩台身模板的需要。其值应视基底面积的要求、基础厚度及施工方法而定。根据工程施工经验,墩台基础的襟边最小值为20cm。所拟定的基础尺寸,应是在可能的最不利荷载组合条件下,能保证基础本身足够的结构强度,并能使地基与基础的承载力和稳定性均能满足要求。台阶式基础每层的台阶高度,通常为0.5~1.0m。在一般情况下,各层台阶宜采用相同厚度。
5 结束语
工程实践充分证明,涵洞的基础设计和施工质量好坏,是整个结构物质量的根本。基础工程属于是隐蔽工程,如有缺陷很难发现,也很难进行弥补或修复,而这些缺陷往往直接影响整个结构物的使用及安危。在某种情况下,基础工程施工的进度,经常控制整个结构物施工的进度。
参考文献:
[1]黄劲松.浅谈高填土涵洞的基础设计[J].北方交通,2006,(05).
[2]聂宜勇.高填方涵洞的设计要点[J].吉林交通科技,2007,(01).
[3]伊俊威.高填土涵洞的基础设计[J].科技,2001,(05).
[4]吕华彬,张华.高填土涵洞设计探讨[J].交通科技,2005,(01).
[5]王鑫.黄土地区高填土涵洞设计的探讨[J].青海交通科技, 2010,(S1).
[6]吴桂兰,迟守旭.高填方涵洞结构设计初探[J].海河水利, 2010,(06).
[7]赵丽颖.山区市政道路高填方涵洞的设计问题研究[J].中国新技术新产品,2009,(04).
[8]肖诗伟.浅谈高填土和软土地基中的涵洞设计问题分析[J]. 建筑知识,2010,(S2).
【关键词】双柱联合条基;工程应用;基础选型;思路
1 工程概况
某住宅小区位于非抗震设防区,本工程为混合结构,按非抗震设计,商业部分采用底框的形式,建筑高度19.85m,层数为6+1。地基承载力特征值为fak=110kPa,地基持力层为粉质粘土层。采用广厦GSSAP进行建模并计算,由计算结果可知柱底力标准值为N1=1317KN和N2 =1381KN(取TJ-I进行验算)。混凝土强度等级为C25,钢筋采用HRB 335(fy=300N/mm2),箍筋采用HPB235(fy=210N/mm2)。
2 工程计算
2.1 确定基础宽度
b=■=■=4.0m
所以,取b=4.0m
b――基础宽度
N1、N2――两柱底内力标准值
fak――地基承载力特征值
2.2 确定均布荷载
1)基底面积:
A=b*l1=4.0×6.1=24.4m2
2)基底均布荷载:
q=■=■=145.7kN/m2
N′1、N′2――两柱底内力设计值
A――基底面积
2.3 确定基础梁的线荷载
q1=q×b=145.7×4.0=583 kN/m2
2.4 计算基础梁各截面弯矩M
M1=■q1×l■■=■×583×1.212=427kN.m
M2=■q1×l■■=■×583×1.02=292kN.m
M简=■q1×l■■=■×583×2.52=455kN.m
M跨中=M简-■(M1+M2)=95.5kN.m
2.5 计算基础梁各截面剪力并绘制剪力图:
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 确定基础梁截面尺寸
根据以上计算结果,查《结构静力计算手册》,基础梁截面尺寸可取为500mm×900mm。
2.7 截面配筋计算
此部分用MorGain进行计算,配筋情况见基础梁截面。
2.8 基础底板设计
根据上述计算结果,可知道基础底部均布荷载q=145.7kN/m2。取1m板带进行计算:
1)计算截面弯矩
M板=■q1×l■■=■×145.7×(2-0.25)2=223kN.m
2)截面配筋计算
此部分用MorGain进行计算,配筋为 14@100(fy=1539mm2)。
3 工程应用
当结构设计人员在进行钢筋混凝土独立扩展基础的设计时,如遇到:
1)两柱之间净距较小,相互干扰时;
2)两柱荷载较大时;
3)地基承载力较低时(本工程属于此类);
4)某一柱靠近建筑界限,单柱扩展基础无法置放时;
5)基础面积不足,无法使扩展基础承受偏心荷载时。
在这些情况下,解决的方法便可以将两柱放置在同一基础之上,由一个基础把两柱底内力全部传递给基础,即设计成双柱联合基础。
双柱联合基础既可以做成如本工程一样的矩形平面,亦可以根据两柱底内力的大小设计成等腰梯形的平面形式,如图1所示:
图1 等腰梯形形式
双柱联合基础可分为筏板式、梁板式和系梁式三种,本文仅讨论梁板式双柱联合基础,旨在为读者在遇到此类情况下提供一种基础选型的思路。
4 有关问题
1)用广厦基础软件可进行此类基础设计,比较方便,但应注意各参数的选取以及计算结果手算复核;特别是在两柱柱底内力相差较大,需要做成梯形平面形式时,软件只做成矩形平面,可以用手工进行计算。
2)由于基础底板面积较大,所以应注意板底土质的均匀性,是作用在同一土层之上,还是作用在两种土层或多种土层之上,是否存在两土层地基承载力特征值差别很大的情况,如存在以上情况,须验算底板的抗倾覆能力。
3)如建筑物除此基础外,还有刚性基础或者桩基础时等多种基础时,沉降的问题需要加以考虑。
4)在进行双柱基础设计时,应注意两柱荷载中心与基础形心重合,设计人员用软件设计时应根据柱底内力最大值,柱间距等,调整基础底板尺寸,使两柱荷载中心与基础形心重合。
5)选择合理的联合基础形式,使基底压力均匀及满足Pmax≤1.2fa的要求。
6)基础梁底筋与面筋钢筋面积宜等值拉通,不宜再死抠钢筋,适当提高基础安全储备。
5 结束语
双柱联合基础的关键是两柱作用在一个基础之上,与基础联合起来,一起完成荷载的传递,有点微型伐板基础的味道。(下转第172页)(上接第161页)进行双柱联合基础设计时,必须选择经济合理的基础形式,调整基础尺寸使基础形心与两柱底内力合力作用点重合,保证基底压力的近似均匀。基础设计软件中未考虑双柱联合基础的“联合”作用,未进行相关的计算和构造,设计人员必须根据工程实际情况自行调整基础尺寸,并进行适当的补充计算,满足相关规范的构造要求。
本文旨在提供一种基础选型时的思路,如有错误之处,还请达人批评指正,谢谢!
【参考文献】
[1]中华人民共和国国家标准.GB50007-2002建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社.
关键词 地基基础形式;邻近基坑;影响
中图分类号U41 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)120-0058-02
随着经济的快速发展,城市人口不断膨胀,优先的土地资源难以满足人们的需求。所以应该对有限的城市空间进行有效利用,采取纵向发展的发展,有效地解决土地不足的矛盾。城市中大量建筑不断出现,特别是高层建筑和地下建筑。密集的建筑群使得地下管线复杂化,因此环保问题日益突出。特别是在这些建筑群附近进行基坑开挖时,值得慎重考虑。因为对于不同的建筑物,地基基础也有所不同,意味着附加荷载也会不同,所以基坑开挖应该采取相应的方案。我国工程建设中常见的三种基础形式是浅基础、桩基础和复合地基,它们的荷载传递路线和规律有着一定的差异,对邻近基坑工程的影响也会有所差异。
1研究现状
对于建筑工程的结构来说,基础尤为重要。按照基础的埋深划分,可以分为浅基础和深基础,深基础通常指的是桩基础。浅基础的地基包含两种传力方式,即天然地基和人工地基(复合地基)。对于能够满足要求的天然地基应采用浅基础。桩基础是对软弱地基进行加固的一种方式,是一种人工地基形式,在理论上较为成熟。一般人们习惯将地基处理技术和桩基技术相互并列。国内在应用复合地基的时间上晚于国外,一般对地基进行处理来形成复合地基,这种方式可以地基的承载力得到提高。所以应该对以上的因素加以综合分析。
1.1浅基础
城市用地日益紧张,既有建筑与基坑工程之间的距离更加靠近。因此基坑工程附近存在建筑物时,要同时承受土的压力和附近建筑物的基础所带来的附加荷载。当这些邻近建筑物的基础是浅基础的情况下,需要充分考虑邻近建筑的附加荷载,开挖基坑边缘和邻近建筑物的距离等因素。
1.2桩基础
首先,对基坑开挖的过程中,应该减少地层位移可能对建筑物桩基的影响。因为,基坑在和既有建筑物距离较近的情况下,开挖过程所带来的地层位移会对建筑物造成附加挠度和弯矩,从而破坏建筑物的结构,引发不安全因素。此外,相邻桩基础基坑土体的侧向土压力进行部分分担,这有利于基坑开挖的进展,因为和无桩情况相比,基坑支护结构的侧向位移较小。因此应该充分分析邻近桩基础和基坑开挖的相互作用,然后设计基坑围护结构,节省资本投入,同时保证施工安全。
1.3复合地基
地基处理方式多样,对复合地基的加固原理有六种,即置换、振密、挤密、排水固结、灌入固化物、加筋以及冷或热处理。其中经过处理的人工地基包括均质地基、多层地基和复合地基。最常见的是复合地基,其加固区主要由天然地基土和增强体组成。这种方式越来越广地被人们使用。但是和桩基础不同的是,复合地基的承载力由基础下的桩体、桩间土体和持力土层相协调。
2 不同地基基础类型对邻近基坑性状的影响
2.1无邻近建筑时对基坑性状的影响
在没有邻近建筑时,基坑开挖应该以三步进行。第一步开挖3米,第二步和第三步都为2米。据观察得知,基坑工程有着明显的空间效应,其中就土移来说,长边中间部分大于基坑角部和短边处土体。随着开挖深度的加大,土体的最大位移也逐渐朝下方移动,并保持在开挖面上方。在进行基坑开挖时,支护桩整体向坑内移动,桩体下部位移较小。随着基坑开挖的不断加深,支护结构位移发生变化,整体变形呈现变大趋势,土压力的数值变小但是不太明显。
2.2邻近基础形式为筏板浅基础时给基坑性状带来的影响
当邻近建筑基础形式是浅基础时,利用筏板基础和天然地基的形式对地基进行处理。开挖基坑也一样分为三步完成,第一步开挖3米,第二步和第三步都为2米。随着基坑开挖的不断加深,支护结构水平位移的变化规律和上述第一种形式相同。土体的最大位移也逐渐朝下方移动,并保持在开挖面上方。在进行基坑开挖时,支护桩整体向坑内移动,桩体下部位移较小。在支护桩上端因为冠梁的约束和锚索的施加,土压力的数值变小但是趋势不太明显。
2.3邻近基础形式为桩筏基础时对基坑性状的影响
当邻近建筑基础形式是深基础时,利用筏板带桩基础对建筑荷载进行施加,开挖过程和支护结构的选取和上述第一种情况类似。土体的最大位移也逐渐朝下方移动,并保持在开挖面上方。在基坑开挖时,支护桩整体向坑内移动,桩体下部位移较小,但是比第一种情况要更为明显。开挖基坑也一样分为三步完成,第一步开挖3米,第二步和第三步都为2米。开挖的过程中,可以发现第一步比后两步所带来的土压力数值更大。在支护桩上端因为冠梁的约束和锚索的施加,土压力的数值变小但是趋势不太明显。
2.4邻近基础形式为桩体复合地基时对基坑性状的影响
利用筏板基础和桩对建筑荷载进行承受,开挖过程和支护结构的选取和上述第一种情况类似。开挖基坑也一样分为三步完成,第一步开挖3米,第二步和第三步都为2米。随着基坑开挖的进行,土体的最大位移也逐渐朝下方移动,但是和上述第二种情况相比范围更广且位置更深。在基坑开挖时,支护桩整体向坑内移动。开挖的过程中,可以发现第一步比后两步所带来的土压力数值更大。支护桩在4到15米之间,土压力的数值变小。
3 结论
本文就不同的地基基础形式对邻近基坑性状所造成的影响进行了分析,分析了天然地基和邻近建筑地基基础形式中的几种地基对邻近基坑性状的影响。从中我们知道,当基坑开挖时,支护结构的位移逐渐增大,而土压力的数值逐渐减小。邻近基坑中是否有附加荷载会影响基坑开挖的支护结构。而当邻近建筑是桩基础或桩体复合地基的时候,桩体约束了土体的水平位移,且使荷载进行竖向传递,这有利于基坑支护结构的保持。
参考文献
[1]龚晓南.复合地基理论及工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[2]白晓红.基础工程设计原理[M].科学出版社,2006.
[3]杨敏,周洪波,杨桦.基坑开挖与临近桩基相互作用分析[J].土木工程学报,2005(38):91-94.
关健词:测量人员、工程施工
中图分类号:TQ639.2文献标识码:A
1、施工测量准备工作
图纸学习与审核:测量人员在了解设计意图,认真熟悉与审核图纸时,测量人员通过对总平面图和设计说明的学习,了解工程总体布局、工程特点、周围环境、建筑物的位置及座标,熟悉图纸,重点掌握轴线的尺寸、建筑物层高、对照基础楼层平面建筑结构几者之间轴线的尺寸查看其相关之间的基线及标高是否一致,有无矛盾,必要时要对尺寸进行验算。
2、控制网的测设
2.1建立控制网的方式
工程控制网的布网方式常常是测量人员根据场的大小、地形情况和建筑物布置情况来定的,一般可分为多边形网或方格形网,由于受场地地形限制,建筑物分散、零乱,建筑物布置不规则时,常用多边形网作施工控制,尽可能利用以有测图控制网点作为施工控制网点。
2.2 控制网的要求
在地形平坦或大中型工民建筑场地中,测量人员根据施工设计精度、要求,多采用方格网作施工控制网,因为不管工业建筑或民用建筑,大部分建筑群内的建筑物及其附属路和各种管线总是沿着想互平行、垂直的两个方向布置的,为了便于施工测量,施控制网常常布置成方格网,方格网可以布置成“十” 字形或 “口” 字形作为主轴线。
3、建筑物基础放线
工业与民用建筑工程中建筑物基础的方式是多样的,桩基础是一种常用的基础形式,是深基础的一种,桩基础是由桩身和承台组成;按桩材料可分为钢筋混凝土桩、钢桩、木桩等;按受力分类为摩擦桩和端承桩,按桩的入土方法可分为打入桩、压入桩和灌注桩等。建筑工程桩基础不论采用何种类型的桩,施工测量都是不可缺少的。现以桩基础放线过程为例:
3.1 桩基础放线
建筑物的定位是根据设计所给定的条件,将建筑物四周外廓主轴线的交点,测设到地面上,作为测设建筑物桩位轴线的依据,这就是通常所说的建筑物定位测量。首先测设一个建筑物定位矩形控制网,作为建筑物定位基础,然后,测出桩位轴线在此定位矩形控制网上的交点桩,称之为轴线控制桩。为便于桩基础施工测量,测量人员在熟悉资料的基础上,在作业前需编制桩位测量放线图及说明书。
3.2 承台基槽挖土放线
建筑施工测量中,基础施工测量是一个重要环节,主要工作有基槽挖土的放线和抄平、基础施工的放线和抄平。
在基槽挖土中由于挖土和出土的原因造成场地不平整,所以在测量放线中常常用到的龙门架和木桩,龙门架是由龙门桩和龙门板组成,龙门架的设置通常是设在在地下室四边线以外横、纵轴线相对应约 1~1.5m 处,轴线应成 “十” 字形或 “井” 字形,龙门架设置点应在控制网格的主要轴线上将其固定后,用经纬仪架设在控制点上,经对中,调平后将所需的轴线投测到龙门架上,用小钉钉上打标明轴线,作为基槽施工放线的控制线,在进行施测时用线将两个同一轴线的龙门架上的小钉拉接起来,以龙门架控制线轴线为依据在基槽边以外约 1~1.5m 处打上木桩,木桩应在基槽边形成横纵两条线,木桩上同时也用小钉标明位置,并在任意一条木桩上设±0.00,在跟据木桩标定基面底面尺寸、埋置深度。在了解土质和地下小位情及施工要求确定挖土边线,进行基槽放线,当基槽不高坡不加支撑时,基础底面尺寸就是放线尺寸,当不放坡加支撑时;当不放坡加支撑和留工作面时基底每边应留出工作面的宽度,工作面的宽一般为加基础支模所需尺寸; 施测边坡时应考虑工作面的宽度及放坡上口放线宽度,所以应在地面上撒出灰线,并标出基槽挖土的界线。
3.3 承台位放线
建筑物承台位的测设是以桩位轴线基槽放线时的木桩为基础进行测设的,桩基础设计根据地上建筑物的需要分群桩和单排桩。群桩的平面几何图形分为正方形、长方形、三角形、圆形、多边形和椭圆形等。而群桩的矩何平面的不规则造成承的平面也不规则,测设时,根据设计所给定的承台桩位与轴线的相互关系,选用直角坐标法、线交会法、极坐标法等进行测设。
4、建筑物主体结构施工测量
高层建筑施工测量中,须将建筑物首层轴线准确地逐层向上引测,供各层细部施工应用。各层相应的轴线应位于同一竖直面内,以保证整个建筑物在施工中的竖直度、几何形状和截面尺寸符合设计要求。依据平面控制网,竖直度控制方式有内控和外控两种形式。在施工测量中,由于地面施工部分测量精度要求较高,高层施工部分场地较小,测量工作条件受到限制,并且容易受到施工干扰。应根据建筑物高度、施工方法、客观条件、外界环境等因素,选择其一或相互穿插互补使用。
4.1 外控形式
外控形式是依据在建筑物外建立的施工平面控制网,或直接利用轴线控制桩,在控控点上用经纬仪盘左、盘右取平均法进行竖向投测,将首层轴控制点投测到不同高度的楼层,作为确定竖直度和施工放线的依据;当楼层升至相当高度时,经纬仪向上投测时仰角增大投点精度会降低且不便操作,而且外控形式要求施工场地较开阔,易受场地的影响。
4.2 内控形式
内控形式是在建筑物内底层建立施工平面控制网,其形式一般为一个矩形或若干个矩形,且布设于建筑物内部,以便逐层向上投影,控制各层的细部的施工放样。平面控制点一般为埋设于地坪层地面混凝土上面的一块小铁板,上面划十字线,交点上冲一小孔,代表点位中心它与基础放线建立在外面的控制网有所不同。在由楼层与控制点竖直向想应位置上预留传递孔,利用重垂球、光学垂准仪等建立垂准线将底层控制点竖向投测到不同高度的楼层。
4.3 建立轴线垂直引测基准网点
基础和地下室施工结束时,根据图纸轴线和场外的控网的关系,在±0.000楼板砼上,每栋塔楼精确埋设控制点的测量标志;精确测量各控制点之间的距离和夹角度数。距离须用检验过的钢尺丈量,角度应用经纬仪测量,在控制点分别作标记,反复测各点的尺寸,角度无误整理成原始资料,做好每次投测复核的基准原始点。在四块钢板位置上,根据控制点布置尺寸,在底层组成边长为定长的直角四边形,测出各柱到轴线与此矩形的方位关系,作为向上各层主楼投点进行楼面控制。