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[關鍵詞]地基與基礎,sketchup,軟件,建模,效果圖,三維展示
中圖分類號: TU47 文獻標識碼: A
1 回憶初次認識sketchup的場景
2010年門頭溝采空棚戶區的邊坡治理工程中,關于2段不同類型的擋墻相交匯的接頭如何處理?繪制接頭大樣圖的問題開始困擾我。整理思路后,思維集中到如何繪制三維圖上。在網絡上搜索,發現谷歌的sketchup(現已屬trimble)。
其實在這個最終版出來之前,過程中還分析了2個版本
B5支護段與B6支護段相交接的細節(版本1)
B5支護段與B6支護段相交接的細節(版本2)
2 sketchup對基坑工程中的馬道收坡工作的指導
這是sketchup軟件效果圖
這是現場實際照片
通過比較發現,基坑馬道最終收尾與sketchup規劃設計的模型幾乎一樣,軟件很好的指導了施工,從三維展示方面為建設工程中的各單位,尤其針對業主,起到了有效溝通的作用,比較AutoCAD的二維展示優勢明顯。
3 sketchup在擋土墻工程中如何體現設計意圖
2012年密云某高檔別墅區內的景觀邊坡工程中,設計者在高差較大的邊坡上設計混凝土擋土墻,通過臺階分布設置跌水,與此同時擋土墻頂上一條柏油路,如下圖所示。
3.1在CAD平面布置圖上,只有擋墻定位線(一條多段線)作為控制依據。
3.2相對應各個剖面圖上,標注了擋墻定位線的示意位置
3.3擺在眼前的需要解決的難題出現了,如何把一條條線段與一個個剖面形成一形狀協調的擋墻型式。不僅需要滿足設計師的跌水內容,同時還要滿足墻頂緩坡具備通行車輛行人的一條馬路的要求。
3.4通過sketchup軟件,畫出實際的擋墻定位線的具置
最終產品(擋墻成品)
4 sketchup的現場臨建設計
臨建沒有施工前,圖紙上先蓋出所需尺寸的房屋。長寬高按照1:1尺寸設計,對于工地現場的臨建管理,比較以前的模糊大概式的管理,進步相當明顯。
5 總結
關鍵詞:地基基礎,工程施工,造價管理
地基與基礎工程項目成本控制的定義
狹義的項目成本控制就是在項目成本形成過程中,對工程施工中所消耗的各種資源和費用開支,進行指導、監督、調節和限制,及時糾正可能發生的偏差,把各項費用的實際發生額控制在計劃成本的范圍內,以保證降低成本目標的實現。其目的是合理使用人力、物力、財力,降低成本,增加收入。廣義的項目成本控制就在項目的實施過程中,通過對施工的合同管理、工程質量管理、工程進度控制,提高對工程項目成本的管理水平,創造最佳的經濟效益。
下面本人從施工項目的合同管理、質量控制、工期控制三個方面談談如何加強地基與基礎工程施工項目的成本控制。
一、 加強地基與基礎工程施工前的合同控制
1、投標文件的編寫。
投標時投標文件中的投標報價、施工組織設計與施工階段的工程結算、施工組織設計有所不同。投標時是努力實現中標,而中標后的項目施工是要努力提高經濟效益和社會效益。投標時編制的投標文件,應根據招標文件的要求,在努力實現中標的前提下,要會利用一些“投標技巧”,為施工時的成本控制創造良好的便利條件。投標文件編寫時要嚴格按照招標文件的要求,報價“踩”好點,施工組織設計面面具到,防止廢標。但要注意在編寫施工方案時,要運用比投資方更熟悉相關法律、法規的優勢,進行適當的“文字處理”,為今后施工方案的實施和結算調整打下伏筆。制定投標報價時,在不提高總報價的前提下,運用不平衡報價法,對前期完成的和預計工程量有可能增加的分項工程適當提高報價,對后期完成的和預計實際工程量有可能減少的分項工程適當降低報價,實現資金成本的優良運行。
2、施工承包合同的簽訂。
投標項目中標后首先需要簽訂施工承包合同。簽訂良好的承包合同也是成本控制的重要組成部分。在簽定合同時,即要兌現投標文件中的投標文字承諾,認可投標報價,又要針對招標文件和設計圖紙中可能進行的索賠或反索賠因素,通過談判,明確雙方職責,盡可能限制、轉化或降低風險,為今后索賠建立理論根據,爭取到對施工承包方有利的合同條款。同時注意盡量避免出現投資商有利合同條款。
在簽訂分包或包清工合同時,要進行優化競爭分包。即要選擇有豐富的施工經驗、有一定技術能力、有較強的設備實力、有較好的信譽度隊伍,在預算成本的基礎上充分調動分包方的積極性,實行全額經濟承包。在簽定合同時要對施工中的進度、質量、安全、文明等都要有項目的成本歸集、核算和各項成本分析,并制定相應經濟制約措施,確保成本控制的最大化。。
3、工程成本的合理計劃。
計劃成本是在預算成本的基礎上,根據施工組織設計,和歷年來在單位工程上各項費用的開支水平,挖潛的可能性,及上級下達的成本降低指標,按照成本組織的內容經分解后組成。工程開工前,應以定額標準為依據,搞好施工圖預算,同時依據企業內部的施工定額測算出按工種,按各分部分項工程的人工費、材料費、機械費耗用標準;對各種技術方案、措施可能產生的經濟效果進行評價,探索降低成本的各種途徑,從而確定工程項目的目標成本。
二、加強地基基礎工程施工的質量管理
質量第一,是我們常掛在嘴上的一句口號。是施工企業生存和發展的生命,加強對地基與基礎工程施工的質量管理,可降低返工、返修費用,提高企業經濟效益。
1、建立與地基與基礎工程施工相適應的質量管理體系
(1)提高管理層的質量管理意識,明確:①工程質量必須依靠法律法規來保證;②質量管理必須依法實施管理;③工程質量不僅是個人或單位的行為,還必須接受質量的法律法規的約束和監督;④質量體系文件就是法規性文件,必須認真履行。
(2)制定與質量體系配套的質量體系文件,加大質量體系實施力度,提高管理者及被管理者嚴格執行質量體系文件的責任心和自覺性。
2、 地基與基礎工程施工的質量控制
(1)做好項目的質量策劃,包括項目經理部的建立、施工所需資源的準備、《施工組織設計》的編制。
(2)把好原材料的質量控制關。
(3)做好技術交底工作。首先是設計人員對項目經理部人員交底,讓項目經理部人員熟悉領會施工圖意圖,二是施工項目技術負責人對施工班交底,讓施工班組掌握如何按規定要求施工,質量控制要點有哪些。技術交底要清楚易懂,必要時應附圖,記錄要有責任人簽字。
(4) 確定施工的參數。由于各場地地基基礎工程條件的差異性,工程正式施工前都應進行試樁、試打工作,以確定有關施工參數的準確性,設計和施工方案的合理性。
(5)控制關鍵過程和特殊過程。關鍵過程是指技術含量高、對最終工程質量有較大影響、對整個工程具有制約作用的施工過程。特殊過程是指過程的結果不能通過其后產品的檢驗和試驗完全驗證。對關鍵過程和特殊過程應按標準嚴格控制。在施工過程中,首先明確關鍵過程和特殊過程,規定這些過程的控制手段和方法,由具備有資格和有經驗的人員嚴格執行,并有合格的鑒字紀錄。
(6)加強施工設備的維護、保養和管理。施工中,操作人員必須嚴格執行設備操作和保養規程,重視施工設備日常的維護和保養,保障設備的良好運行。
(7)加強現場監督和檢查工作。對施工現場進行不定期檢查,以促使各工程的有關責任人員嚴格執行質量體系文件和《施工組織設計》,嚴禁項目管理人員缺崗運行和管理不到位,嚴禁施工作業人員不按技術交底和作業文件要求施工。
三、 地基與基礎工程施工的工期控制
所謂工期控制,就是針對項目施工的全過程,通過計劃、組織、協調、檢查等手段,動員一切積極因素,努力實現施工過程中各階段的工期目標,從而保證總的工期目標的實現。工期控制的前提就是要有一個科學的、合理的工程項目的進度計劃。
1、重視工程項目施工前的準備工作。
認真做好施工前的技術準備、物資準備、勞動組織準備、施工現場準備、施工場外準備等工作
2、編制合理的進度計劃。
編制進度計劃就是決定什么時候做什么事情,或者什么時候工程進度到什么程度。無論是項目自身的各道工序,還是與施工有關的其他工作,都應納入進度計劃之中去。如材料使用計劃,周轉材料使用計劃,機械設備使用計劃,勞動力使用計劃等等。從時間控制長短來分,有總進度計劃與階段性計劃。
2、進度的監督、檢查與分析。
對項目進行監督就是要弄清整個項目的進度情況,預測達到目標的時間。監督的做法是將實際進度與計劃進度進行比較,尋找產生錯位原因,分析各工序在本工序中是“提前或延誤”,對不一致的進度進行調整。
3、施工進度計劃的調整。。
隨著施工內、外部條件不斷地變化,使施工計劃不能如期實施。要在檢查中及時發現影響施工進度的因素,運用進度管理中的“工期優化、平行流水作業法、直線流水作業法等方法來糾正計劃執行中的偏差,解決由于內、外部條件變化而出現的各種影響計劃執行的問題,以確保施工項目進度計劃目標實現。。除此之外,還可以通過調整以下內容而達到調整施工進度計劃的目的:①調整工序之間的邏輯關系;②調整施工人員和機械;③調整工作時間;④提高工作效率等。
在工程項目建設中,進度延誤是經常發生的現象。但做為項目經理對此應給予高度重視。
[關鍵詞]地基;基礎;工程事故
[作者簡介]余良,廣西城鄉規劃設計院結構設計員,廣西 南寧,530022
[中圖分類號]TU433
[文獻標識碼]A
[文章編號]1007-7723(2009)08-0146-0002
國內外建筑工程事故調查表明,多數工程事故源于地基問題,特別是在軟弱地基或不良地基地區,地基問題更為突出。建筑場地地基不能滿足建筑物對地基的要求,造成地基和基礎事故。
一、工程事故分類
常見的地基與基礎工程事故如下:
(一)地基失穩造成工程事故
建筑物作用在地基上的荷載密度超過地基承載力,地基將產生剪切破壞。地基產生剪切破壞將使建筑物下沉倒塌或破壞。
地基承載力是建筑物地基基礎設計中的一個關鍵指標。各類地基承受基礎傳來荷載的能力都有一定的限度,超過這一限度,建筑物將產生較大的沉降或不均勻沉降,引起房屋開裂;如果超越過多,則地基土有可能發生剪切破壞而整體滑動或急劇下沉,造成房屋的傾斜或嚴重受損。
地基破壞的形式與地基土層分布、土體性質、基礎形狀、埋深、加荷速率等因素有關。土體不易壓縮、基礎埋深較深時將形成沖切或局部剪切破壞;土體容易壓縮、基礎埋深較淺時將形成整體剪切破壞,產生整體剪切破壞前,在基礎周圍地面有明顯隆起現象。
(二)地基變形造成工程事故
地基在建筑物荷載作用下產生沉降,當總沉降量或不均勻沉降超過建筑物允許沉降時,影響建筑物正常使用造成工程事故。地基總沉降過大,不僅容易使散水倒坡,而且建筑物室內外連接,內外網之間的水、電、暖管道斷裂,都需付出相當代價。建筑物不均勻沉降時,容易造成建筑物的傾斜,及上部結構構件的開裂。
(三)地基滲流造成工程事故
滲流造成潛蝕,在地基中形成土洞、溶洞或土體結構改變,導致地基破壞。
滲流形成流土、管涌導致地基破壞。
地下水位下降引起地基中有效應力改變,導致地基沉降,嚴重的可造成工程事故。
(四)土坡滑動造成工程事故
建在土坡上或土坡頂和土坡坡趾附近的建(構)筑物會因為土坡滑動產生破壞。造成土坡滑動的原因很多,除坡上加載、坡腳取土等人為因素外,土中滲流改變土的性質,特別是降低土層界面的強度,以及土體強度隨蠕變降低等是重要的原因。
(五)地震造成工程事故
地震對建筑物的影響不僅與地震烈度有關,還與建筑場地效應、地基土動力特性有關。在同樣的場地條件下,粘土地基和砂土地基、飽和土和非飽和土地基上房屋的震害差別也很大。地基對建筑物的破壞還與基礎型式、上部結構、體型、結構形式和剛度有關。
(六)特殊土地基工程事故
特殊土主要指:濕陷性黃土地基、膨脹土地基、凍土地基以及鹽漬土地基等。特殊土的工程性質與一般土不同,特殊土地基工程事故也有特殊性。
(七)其他地基工程事故
地下工程(地鐵、地下商場、地下車庫和人防工程等)的興建,地下采礦造成的采空區以及地下水位的變化,均可能導致影響范圍內地面下沉造成地基工程事故。另外,各種原因的地裂縫也將造成工程事故。
(八)基礎工程事故
除地基工程事故外,基礎工程事故也影響建筑物的正常使用和安全。基礎工程事故可分為基礎錯位事故、基礎構件施工質量事故以及其他基礎工程事故。
二、工程事故原因
造成地基與基礎工程事故的原因有:
(一)對場地工程地質情況缺乏全面、正確的了解
許多地基與基礎工程事故源于對建筑場地工程地質情況缺乏全面、正確的了解,沒有正確了解建筑場地土層分布、各土層物理力學性質,就錯誤估計地基承載力和地基變形特性,導致發生地基與基礎工程事故。造成設計人員對建筑場地工程地質和水文地質情況缺乏全面正確的了解,主要有下述情況:工程勘察工作不符合要求,建筑場地工程地質和水文地質情況非常復雜,沒有按規定進行工程勘察工作。
(二)設計方案不合理或設計計算錯誤
設計方案不合理,主要是設計人員不能根據建筑物上部結構荷載、平面布置、高度、體型、場地工程地質條件,合理選用基礎形式,造成地基不能滿足建筑物對它的要求,導致工程事故。
設計計算錯誤,主要包括:荷載計算不正確,基礎設計方面錯誤,地基沉降計算不正確導致不均勻沉降失控。
(三)施工質量造成地基與基礎工程事故
施工質量方面的問題主要有:未按設計施工圖施工,未按技術操作規程施工。
(四)環境條件改變造成地基與基礎工程事故
環境改變常見下述情況:地下工程或深基坑工程施工對鄰近建筑物地基與基礎的影響;建筑物周圍地面堆載引起建筑物地基附加應力增加,導致建筑物完工后沉降和不均勻沉降進一步發展,建筑物周圍地基中施工振動或擠壓對建筑物地基的影響,地下水位變化對建筑物地基的影響。
(五)其他原因造成地基與基礎工程事故
上述原因造成工程事故通過努力是可以避免的,但有一些地基與基礎工程事故是難以避免的,如少數地質情況特別復雜而造成的地基基礎工程事故,以及超過設防標準的地震造成的地基基礎工程事故,等等。
三、工程事故預防
精心勘察、精心設計、精心施工可以預防絕大部分地基與基礎工程事故。
首先要搞好工程勘察工作。預防地基與基礎工程事故首先要重視對建筑場地工程地質和水文地質條件的全面、正確了解,這是預防地基與基礎工程事故的關鍵。
其次要做到精心設計。在全面、正確了解場地工程地質條件的基礎上,根據建筑物對地基的要求,進行地基基礎設計。如天然地基不能滿足要求,則應進行地基處理形成人工地基,并采用合理的基礎形式。地基、基礎、上部結構是一個統一的整體,在設計中應統一考慮。要認真分析地基變形,正確估計施工后沉降,并控制建筑物施工后沉降在允許范圍內。
最后要做到精心施工。合理的設計需要通過精心施工來實現,要杜絕施工質量事故。
[參考文獻]
關鍵詞:高層建筑樁基礎 靜荷載試驗 打樁 技術準備 承載力
一、基礎
基礎為傳遞上部結構(或及其設備等)荷載至地基上的結構,有墻基礎及柱基礎,一般用磚、石混凝土及鋼筋混凝土更材料構造。基礎應有足夠大的底面積和埋置深度,以保證地基的強度和穩定性,并使部發生過大的變形。
基礎一般設置在天然地基上。當軟弱基土時,有時需進行人工處理,成為人工地基。必要時還需設置樁基礎。地基在很多情況下是不均勻的,即使是均勻地基,由于荷載的偏心也可能導致不均勻沉降。處理適當,則可防止建筑事故的發生。北宋著名木工喻皓受托建造開封開寶寺木塔,建成后塔身向西北傾斜,很多人向他提出這一問題,他答以開封經受西北風吹襲,若干年后扶正,后果然。
上部結構的問題往往是局部的,而從上可見,基礎設計和地基處理不當,則整個工程結構將遭到損壞和破壞。土是連續介質,不僅結構基礎對其上部結構產生影響,鄰近結構物的基礎發射管沉降時亦將帶動靠近的地基下沉,導致其上部結構損壞。
二、高層建筑基礎
高層建筑的上部結構荷載很大,常采用筏式基礎、 箱形基礎、樁基礎以及樁筏或樁箱聯合基礎。 高層建筑一般都設有地下室,因而基礎埋深較大。在高層建筑施工中,基礎工程占有很重要的地位,無論是價勞動力消耗和工期,都占有相當多的比例,特別是深基礎工程技術難度較大,因而應予以重視。
高層建筑基礎工程的施工方案視基礎、基礎埋深、土質、地下水位、周圍情況等而定,并需通過經濟比較以選擇最優方案。下面為經常出現的問題和解決的方法:
1.周圍較空曠、基礎埋深不大時,可采用放挖開挖。此時主要解決挖土機的選擇、配套運輸工具及其數量、流水工藝。當地下水位較高時,還應采取江水措施。
2.不能放坡開挖時,深基坑開挖需要設支護結構,支護結構有鋼板樁、鋼筋混凝土灌注樁等。
3.當基礎埋深較大,且條件允許時,可采用地下連續墻的方法施工。采用此方案時,剛度較大,施工階段的地面和地下的變形較小,有利于保證周圍建筑物、交通干線以及地下管線的正常使用。如果能采用逆作法施工,剛性更大,變形更小,可加快施工進度,并節省支撐材料。
三、樁基礎
在高層建筑基礎施工中,樁基礎是人們最重視的一個問題。按施工方法樁可分為預制樁和灌注樁兩大類。預制樁用錘擊、靜壓、振動或水沖沉入等方法打樁入土。灌注樁則在就地成孔,而后在鉆孔中放置鋼筋籠、灌注混凝土成樁。根據成孔的方法,又可分為鉆孔、挖孔、沖孔及沉管成孔等方法。工程中一般根據土層情況、周邊環境狀況及上部荷載等確定樁型與施工方法。
在樁基礎施工前,應做好現場踏勘工作,做好技術準備與資源準備工作,以保證打樁施工的順利進行。樁基礎施工前的一般準備工作包括以下幾個方面:
1、施工現場及周邊環境的踏勘
在施工前,應對樁基施工的現場進行全面踏勘,以便為編制施工方案提供必要的資料,也為機械選擇、成樁工藝的確定及成樁質量控制提供依據。
現場踏勘調查的主要內容如下:①查明施工現場的地形、地貌、氣候及其它自然條件。②查閱地質勘察報告,了解施工現場成樁深度范圍內土層的分布情況、形成年代以及各層土的物理力學性能指標。③了解施工現場地下水的水位、水質及其變化情況。④了解施工現場區域內人為和自然地質現象,地震、溶巖、礦巖、古塘、暗濱以及地下構筑物、障礙物等。⑤了解鄰近建筑物的位置、距離、結構性質、現狀以及目前使用情況。⑥了解沉樁區域附近地下管線(煤氣管、上水管、下水管、電纜線等)的分布及距離、埋置深度、使用年限、管徑大小、結構情況等。
2、灌注準備
混凝土必須連續灌注,并掌握邊灌注混凝土邊提升和拆除上節導管,使混凝土經常處于流動狀態。混凝土灌注到樁孔上部5m以內時,可不再提升導管,直到應灌注的標高或出水面層后一次拔出。灌注混凝土時應擴大系數備料,如發生混凝土數量與灌注高度出入很大時,要及時研究處理。在灌注水下混凝土過程中,應有專人排除漫出之水,防止坍孔。 待水下混凝土終凝后,輕輕鑿去頂面0.5m左右厚的部分(泥漿與混凝土混合部分),直到露出純凈混凝土面,再灌注接樁混凝土。
3、機械設備準備
施工前應根據設計的樁型及土層狀況,選擇好相應的機械設備,務必把機器設備調試到最佳狀態,并進行工藝試樁。
4、現場準備
①清除現場障礙物。成樁前應清除現場妨礙施工的高空和地下障礙物,如施工區域內的電桿、跨越施工區的電線、舊建筑的基礎或其他地下構筑物等,這對保證順利成樁是十分重要的。
②場地平整。高層建筑物的樁基通常為密布的群樁,在樁機進場前,必須對整個作業區進行平整,以保證樁機的垂直度,便于其穩定行走。
5、現場放線定位
樁基礎施工現場軸線應經復核確認,施工現場軸線控制點不應受樁基施工影響,以便樁基施工作業時復核樁位。
①定樁位。定樁位時必須按照施工方格網實地定出控制線,再根據設計的樁位圖,將樁逐一編號,依樁號所對應的軸線、尺寸施放樁位,并設置樣樁,以供樁機就位定位。定出的樁位必須再經一次復核,以防定位差錯。
②水準點。樁基施工的標高控制,應遵照設計要求進行,每根樁的樁頂、樁端均須做標高記錄,為此,施工區附近應設置不受沉樁影響的水準點,一般要求不少于2個。該水準點應在整個施工過程中予以保護,不使其受損壞。樁基施工中的水準點,可利用建筑高程控制網的水準基點,也可另行設置。
樁基施工由于地層的不可知性,經常會遇到很多異常情況,這就要求我們根據具體的情況,仔細分析,采用妥善的方法去解決各類問題。
1)樁基達到其極限承載力而無法壓至設計標高。這里可能存在兩種情況,其一是地質報告有誤,樁實際承載力大于計算值,必須先做試樁以確定其合理的樁長及承載力。其二則可能由于土層本身原因,譬如說飽和砂土產生的孔隙水壓力使樁基根本無法壓入,這就需要我們從施工措施上去解決。
2)樁基靜載荷試驗不符合要求。某工程由于時間限制,甲方要求試樁與工程樁同時進行,待試樁滿足JGJ94-94附錄c.0.6條時進行靜載荷試驗,結果三組試樁有一組滿足設計要求而另外兩組試樁均在小于設計承載力時產生破壞。后來等工程樁停歇時間也滿足JGJ94-94附錄c.0.6條時再次對2根試樁進行了靜載荷試驗,結果與我們判斷完全一致,試樁均滿足設計要求。這一實例告訴我們影響試樁結果的因素有很多,我們在工程實踐中對各種情況一定要仔細分析,找出問題所在,而不要盲目處理,造成不必要的損失和浪費。
關鍵詞:地基與基礎設計;工程地質勘察;常見問題;對策
1常見問題
1.1準備工作不到位
在開始地基與基礎設計與工程地質勘察工作之前,需要進行一些必要的準備工作,才能確保地基與基礎設計與工程地質勘察工作的順利進行。但是,在實際當中,準備工作不到位現象十分普遍,這主要體現在以下幾方面:首先,相關資料收集不充分,無論是地基與基礎設計還是工程地質勘察,都需要在詳細了解目標區域內的地形、地貌、水文等資料的基礎上進行,如果某些資料收集不完全,就可能給工程地質勘察和地基與基礎設計工作埋下隱患。第二,勘察工作缺乏嚴格規劃。巖土工程的勘察是一項十分復雜的工作,只有根據全面、科學、合理的規劃,才能確保勘察工作的順利進行,規劃的不嚴格,是工程地質勘察受阻的主要原因。
1.2工作過程不規范
地基與基礎設計與工程地質勘察的規范使建筑工程項目施工順利開展的重要保障,但是,在實際當中,地基與基礎設計與工程地質勘察不規范現象十分嚴重,增加了建筑工程項目施工的難度,這種不規范包括以下兩方面:首先,在地基與基礎設計中,由于工程地質勘察的范圍十分有限,地基與基礎設計的依據并不完整,其設計方案的準確性、合理性自然也得不到保障,在實際應用過程中,經常發生與實際不相符的問題,影響建筑工程項目設計和施工的合理性。第二,在工程地質勘察過程中,只勘察了建筑工程項目的重點區域,忽視了其他非重點區域的勘察,得到的勘察結果并不全面,加上勘察報告各項力學指標取值過于保守,勘察結果與實際偏差較大,也會給建筑工程項目設計和施工造成影響。
1.3勘察方法不合理
在工程地質勘察過程中,由于地質結構、地層性質的差異,需要使用的勘察方法也有所不同,但是,在實際勘察工作中,由于勘察單位資質、技術水平、人員素質、勘察費用等諸多因素的影響,其運用的勘察方法過于簡單、單一,有很多地質問題并無法準確勘察出來,嚴重降低了工程地質勘察工作結果的可靠性和經濟合理性。同時,在勘察報告中,對相關數據的分析只注重了定性分析,忽視了定量分析的重要性,分析得到的結論是片面的,影響了勘察報告的準確性,進而給地基與基礎設計和建筑工程項目施工造成不良影響。
1.4部門間缺乏交流
地基與基礎設計與工程地質勘察是由不同的工作部門分別完成的,但兩者之間存在著密切聯系,只有部門之間的協同工作,才能確保地基與基礎設計與工程地質勘察的效果。但是,在實際當中,部門之間的交流效率十分低,大多依靠紙質媒介作為資料傳遞的方式,經常容易出現重要信息遺漏、信息流通不暢等問題,給彼此工作的開展造成阻礙,降低了地基與基礎設計與巖土工程工作的效率和效果。
1.5設計與勘察脫節
地基與基礎設計與工程地質勘察之間是相輔相成的,地基與基礎設計為工程地質勘察提供相應的工作目標,指導勘察的取樣方法、手段和設備等內容,工程地質勘察數據是地基與基礎設計的重要依據。但是,從實際情況來看,地基與基礎設計與勘察工作之間存在較為嚴重的脫節現象,地基與基礎設計人員無法全面了解工程地質勘察的情況,只是依靠以往的經驗和主觀判斷進行設計,而勘察工作缺乏明確的目標,勘察的數據較為混亂,沒有系統性。
1.6設計過于理想化
地基與基礎設計并不是作為一個個體單獨存在的,地基性質與周邊的環境有著密切聯系,但是,在地基與基礎設計中,尤其是復雜環境中的地基與基礎設計時,許多設計人員為了簡便,通常會忽略建筑工程項目的環境因素,沒有深入、全面分析周邊環境對地基與基礎設計可能造成的影響,設計方案過于理想化,缺乏足夠的實用性,給建筑工程項目施工造成妨礙,甚至會引起安全事故。
2解決對策
2.1加強對相應準備工作的重視和檢查
準備工作是地基與基礎設計與工程地質勘察開展的重要基礎,設計和勘察單位應該加強對準備工作的重視,在正式工作開展之前,派遣專門的人員收集相關的資料,包括建筑工程項目項目的計劃書、相關文件以及合同,項目施工區域內的地質、水文、地下管線以及周邊建筑等各種信息,根據對這些資料的分析,來確定周邊環境因素對地基與基礎設計可能形成的影響、工程地質勘察應使用的方法、勘察的范圍、勘察的深度等內容,為地基與基礎設計與工程地質勘察工作的順利開展奠定良好的基礎。
2.2編寫地基與基礎設計和工程地質勘察綱要
綱要的編寫對于地基與基礎設計和工程地質勘察工作的進行起著重要的指導作用,在綱要當中,首先要制定地基與基礎設計和工程地質勘察的每一個階段的具體目標,保證工作開展的井然有序;第二要對地基與基礎設計和工程地質勘察制定相應的制度和規范,確保所有工作采用統一的標準,工作所得的結果具有可靠性、準確性,盡量避免結果不真實等問題,以防給建筑工程項目造成負面效果。
2.3做好部門之間的信息交流與共享
地基與基礎設計與工程地質勘察部門之間信息的良好交流和共享,對于設計和勘察工作效率、效果的提升也有著至關重要的作用。對此,可以通過采用先進的信息技術,在兩個部門之間建立統一的信息平臺,實現信息的及時、高效傳遞,以便及時發現工作中存在的方向偏離等問題并作出糾正,有效避免設計與勘察工作的成本浪費,提高設計、勘察工作的水平,為建筑工程項目施工的順利開展創造條件。
2.4加強對地基與基礎設計和工程地質勘察人員培訓
設計和勘察人員素質水平對于地基與基礎設計、工程地質勘察工作的水平起著決定性的作用,因此,加強對人員的培訓具有十分重要的意義。首先,加強對人員專業技能的培訓,開展相應理論知識的學習,了解先進的設計理念和勘察方法,提升人員的專業素養,為工作水平的提高奠定基礎。第二,加強對人員實踐經驗的培訓,設計和勘察部門應安排相應人員參與到工作的第一線,展開各種形式的實踐,提高相應人員的實踐經驗,使其加強對設計、勘察工作的深入理解,在實際工作中能夠更好地把握設計、勘察工作的重點和方向,從而有效提升設計與勘察工作的水平。
2.5加強對施工區域性差異的重視
我國幅員遼闊,地質環境特點十分復雜,在不同的區域內,地形地貌有著十分大的差異,適用的地基與基礎設計方法和工程地質勘察手段有著極大的不同。因此,低地基與基礎設計和工程地質勘察過程中,要充分重視施工區域性的差異,加強對地形特點、地理環境的了解,選擇與之適應的勘察和設計方法,保證勘察數據的準確性、合理性,確保地基與基礎設計方案的可行性。
3結語
地基與基礎設計和工程地質勘察過程中還存在著許多問題,這些問題也是建筑工程項目安全事故發生的主要原因,給人們的生命財產安全造成了嚴重威脅。因此,加強對地基與基礎設計和工程地質勘察過程相關問題的分析和研究,探索相應的處理對策,是相關建設部門和企業的重要工作,對于建筑工程項目的良好發展有著重要的作用。
作者:張玉潔 單位:河南省人防建筑設計研究院有限公司
參考文獻:
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關鍵詞:克里格法;巖土工程勘察;地基處理;基礎設計;應用
中圖分類號:TU47 文獻標識碼:A 文章編號:
一、引言
在工程建設中,應對建設場地的巖土工程條件、環境特征、地質特征進行分析,做好基礎設計和地基處理,才能保證建筑工程的質量。根據建筑工程的實際情況來看,由于地質剖面圖的隨意性較大,導致基礎設計和地基處理中的盲目性較大,影響了工程施工的質量。因此,本文采用了一種新的地質統計學方法,對地質剖面圖繪制方法進行了改進和完善,為工程基礎設計和地基處理提供科學依據。
二、工程概況
以某商城工程為例,該工程場地地形由東南至西北向下傾斜,高差達到了4.5m。根據鉆探結果可知,該工程場地的地質情況分為雜填土層、強風化頁巖層、中風化頁巖層。由于該工程位于兩條主干道之間,周圍有學校、大型商廈、交通干線等,地下人防工程、地下管網比較密集。根據建筑物的外邊線范圍進行開挖,埋深最大為12m。在建筑工程基礎設計時采用了筏型基礎,主樓基礎的深度為12m。由于巖層厚度不均,在基坑開挖之后應填筑墊層,以土夾石、粗砂、中砂為墊層材料,其厚度應控制在300~500mm之間。
三、地質統計學應用及可行性分析
地質統計學是估計和研究區域變量空間二重性的重要方法,其關鍵為克里格法。克里格法能夠用以描述區域化變量的變化特征及發展規律。地質統計學是根據區域化變量的變化規律及相關性假設,對地質變化情況進行分析和預測,從空間維度來看具有相關性。這種相關性就意味著在地質統計中,其中一個因素的變化會對整個地質統計的結果造成影響。根據地質統計學的要求,其區域化變量應具有很高的平穩性,以保證統計結果的準確性。
克里格法是一種誤差較小的計算方法。近年來,在地質統計學中取得了很大進步,從早期的儲量估計發展為化學元素、地質體空間分布等內容。建筑場地的巖土層是一種簡單的地質體結構,在巖土工程勘察時,不僅應觀察其賦存量精度,還應該了解其分布特征和空間形態。就目前來看,克里格法可用于輔助巖土工程勘察和成果驗證,特別是對于大規模建筑工程,應通過地質統計學方法對巖土工程勘察進行指導。
四、場地巖土層克里格估計
由于地質剖面圖是由人繪制的,存在很大的隨意性,不能準確反映出巖土厚度變化情況。而克里格插值是建立在區域化變量的基礎上,對樣品值進行分析,能夠準確反映出巖土厚度變化情況。場地勘察點的布置應遵循工程勘察規范的要求,以正交網格形狀來合理分布。這與克里格法在測量樣品分布的要求相符合,為克里格法在巖土工程勘察和地基處理與基礎設計的應用提供了便利。
(一)克里格估計的結果以及對工程地質勘查的意義
1.場地地形
根據工程設計圖可知,場地地形的高差在5m左右。根據工程地質、地貌情況,場地標高擬合函數的曲線為圍繞一條水平線上下波動。但是,場地標高數據并不會通過地形地貌而直觀地反映出來,在場地地形的認識上,不能僅通過這些數據和圖件。
2.軟弱巖土厚度
從總體上來看,地面和地表的布行形態剛好相反,整個場地的南北差異明顯,北部地區高且緩,由北至南地表起伏越大,高差達到了18m。地質剖面圖不能準確反映出場地變化特征及軟弱土層厚度的變化情況,通過克里格估計對其空間位置進行分析,在定量分析中展示了工程的地質條件,重新進行技術設計和地基處理,針對性、目的性也更強,施工單位也能夠準確計算出工程量及工程成本,方便工程施工作業。
(二)克里格估計變異函數和擬合模型
1.變異圖。克里格估計變異函數具有如下特征:一是塊金系數和基臺值是相同的,因此方差相等。由于軟弱巖土厚度的變化較大,反映了南面場地的軟弱巖土厚度。二是塊金系數是5.63,其塊金效應比較明顯,兩點間的軟弱巖土厚度距離較近,但差異很大,地面形態起伏較大。三是變程為30~40m,樣本估算的可靠距離較充分。樣本估算值與巖土勘察規范的要求一致,也反映了克里格法在巖土厚度估算中的適用性。四是變異函數的曲線呈現出周期性變化的特點,表現為空穴效應。在一般情況下,如果存在空穴效應,則表明區域化變量的平穩性較差。五是變異差異的產生是由于軟弱土層厚度的差異所引起的。結合克里格估算來分析,表明了各向異性在NS、EW、NE-SW方向上的差異性都比較明顯。
2.擬合模擬。本文選用了球形模型作為擬合模型。通過擬合模型可知,假設變程a為30,則最大預測半徑也應該為30m,塊金效應比較顯著。塊金效應反映了一種類似于隨機變化的情況,與兩點間的距離沒有關系。這種會計效應也反映了工程軟弱土層厚度變化情況。
五、克里格估計應用的意義
(一)巖土工程勘察
通過三維塊狀圖能夠得出工程場地的地形地貌特征,也能夠對巖土層的展布情況進行分析。在此基礎上,工程設計人員可制定出基礎設計方案,選擇地基處理的方法,還能夠準確計算出土方工程的工程量以及工期,大大提高了工程施工的效率。
(二)地基處理
本工程采用了筏型基礎施工方案,因此應采用換填墊層方法對地基進行處理,或者將北面場地18m以上的風化巖層和填土清除,工程地基以中風化巖石為主。不管采用哪種方案,土方量都比較大。通過克里格法不僅能夠對工程軟土巖石層的厚度進行分析,還能準確計算出工程土方量及工時、費用等。再根據工程設計圖來分析工程施工的效益,確定具體的施工方案。
(三)基礎設計
在場地南半部分,由于中風化巖層起伏較大,地表凹凸不平,據推測應為巖溶。在基礎設計過程中,應結合場地巖溶的情況,加強場地基礎的強度,防止巖溶變化造成地基變形,避免因基礎沉降而引起的建筑物破壞。
六、結語
綜上所述,巖土工程勘察對建筑工程設計、基礎設計、地基處理有重要作用,由于地質剖面圖的隨意性較大,在基礎設計和地基處理中可能會存在一些問題,增加工程隱患。克里格法是一種精度較高的計算方法,在建筑工程設計、基礎設計、地基處理中,克里格法的應用能夠減少甚至避免巖土工程勘察中的盲目性和隨意性。同時,克里格法通過直觀定性分析,能夠對場地地形特征及軟弱巖土層厚度的變化情況進行分析,結合定量分析結果,對工程設計提供科學的依據。將克里格法的定量和定性分析結果應用到巖土工程勘察對建筑工程設計、基礎設計、地基處理中,能夠起到合理施工、精確預算、優化設計方案的目的。
參考文獻:
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關鍵詞:地基類型;常見問題;地基施工方法
中圖分類號: TU47 文獻標識碼: A
任何事情根基打牢固,之后才能更好的發展。建筑工程也一樣。其中地基是建筑物的主要組成部分,關系到建筑物的使用安全和投資的大小。地基工程又是基礎工程的前提條件,是基礎的基礎。基礎的質量對建筑物的質量和安全起決定作用。因此,了解建筑地基的類型及常見問題,并采取有效的技術措施,才能確保建筑工程的質量。
1.工程建筑地基類型
工程建筑地基類型多種多樣,在建筑地基中可對其基本分為深基礎型和淺基礎型。前者――深基礎的基本表現形式有:樁基礎,即為地基上不軟弱而下部不深入埋藏到有堅硬地層的情況下,最為恰當的方法便是樁基。不同種類的施工方法對樁基的處理形式不同,通常施工情況下將樁基分為灌注樁和預制樁兩個類別,前者是直接在所設計的裝未出開孔,在其孔內放鋼筋籠(部分施工過程將此步驟省略),再以混凝土澆灌而成,以此來確保灌注樁的承載力在關鍵情況下對施工所用樁身的成形以及混凝土的質量相互協調。灌注樁的品種類型較多,分為鉆(沖、磨)孔灌注樁和挖土灌注樁,目前樁基的應用程度最為廣泛。在預制樁方面,其特有的采用鋼筋混凝土、鋼材或木材在現場預制或工廠制作的工序完成后進行錘擊、振動打入、靜壓或旋入,以此方式來設置。在后者――淺基礎類型中又可按照難易程度對其進行劃分:淺基礎與連續基礎(包括柱下條形基礎、筏板基礎和箱形基礎)兩種;若從常規設計淺基礎的角度上講,則會出現擴展基礎、聯合基礎和獨立基礎這樣的分類。
深井基礎中主要是指深井作為混凝土或鋼筋混凝土的一個井筒結構物,在建筑地基基礎施工過程中先就地的制作來進行井筒的擱置,用適當的方式在井筒內挖土令井在自重的作用力下克服泥土阻力不斷隨著井筒下沉,在高井筒的不斷加深過程中沉淀到設計標的最后,在井筒下端澆鑄混凝土封底。在地下連續墻方面可完全利用專門的成槽機械對其進行(挖或沖)進,利用膨脹土泥漿護壁的原理在途中開辟出狹長的深槽。若在深槽中安放鋼筋籠或鋼筋網,在導管內發澆灌水下混凝土,一次形成墻段。順序來完成的以特定方式接連而成的完整的現澆地下連續墻。
在軟土地基加荷施工設計中,一定不要忽視對于挖土施工的組織設計。深軟土地基加荷施工普遍要在地下幾十到幾百米的空間中進行操作,在施工中存在技術要求高,以及危險系數也相對較大等問題,如果沒有制定科學、合理、有效的施工組織設計,必然難以保證軟土地基加荷施工的順利進行與完成。在國內建筑行業中,隨著建筑用地的銳減,以及工程項目建設地區的逐漸推移,將會面臨更多軟土地基施工中的困難與問題。在軟土地基加荷施工中,國內建筑行業專業人士及政府職能部門、研究機構都要堅持科學發展積極創新的技術研究理念,逐步利用現代建筑學理論及最新的技術模式,解決加荷施工中控制指標強化管理的措施與方法,進而推進國內建筑行業技術水平的整體提升與進步。
2.地基基礎施工的重要性及存在的問題
2.1地基基礎施工的重要性
作為工程建設的第一步重要工序,地基基礎施工的質量是高層建筑施工質量控制的基礎,同時也是保證工程建設質量的關鍵。整個工程建設的質量往往就是由地基基礎施工的質量來決定的,特別是我國作為一個土地面積遼闊的國家,工程所在地的地質情況往往會隨著地域條件的不同而存在著較大的差異,這就對工程建設中的地基施工帶來了嚴峻的挑戰,同時對地基基礎施工的質量也就提出了更高的要求。而當前我國的工程施工特別是建筑施工中,地基基礎施工問題并沒有引起足夠的重視,也沒有被很好的解決。總體而言,我國工程建設中地基基礎施工的質量控制任重而道遠,只有加強了工程建筑地基基礎施工的管理,才能切實的提高工程建設的質量。要想建設高質量的工程項目,地基基礎施工的質量控制是核心。
2.2當前我國工程建設地基基礎施工中存在的問題
地基基礎施工對于整個工程項目有著至關重要的意義,但是,我們目前的工程建設中仍然存在著一些問題,主要有以下幾點。
2.2.1地基建設中的塌方問題
在工程項目的地基建設中,一個不容忽視的問題就是地基的塌方。在工程的地基建設過程中,如果出現了塌方問題,必然會使地基土受到擾動,進而影響到地基的整體承載力,不僅會對自身的工程建設造成危害,同時還會嚴重影響周圍建筑物的安全,甚至會造成安全事故,造成重大的人員傷亡。特別是在基坑開挖深度較深并穿過不同的土層時,施工方如果不去根據不同土層的工程特性(地基土的內摩擦角,粘聚力、濕度、重度等)來確定地基基坑的邊坡開挖坡度和支護方法,就會使得邊坡頂部受到堆載或外力的振動產生變形, 由此引發塌方問題。或者是因為工程施工方在開挖土方時施工不當,在應該作支護的時候沒有去做應有的保護,也會造成塌方。
2.2.2地基缺乏保護
工程項目的地基建設中另一個重要問題就是地基缺乏足夠的保護,特別是在長江以南多雨地區進行工程施工,如果不能解決好地下水的問題,就會對地基建設帶來嚴重的危害。如果地基的基礎缺乏足夠的保護,或者是防水、排水措施不到位,就可能會造成地基進水,這樣就不僅會造成地基基礎施工困難,同時對于地基的質量也會造成損害。特別是在多雨季節,一定要保證地基建設的基坑沒有積水,對于被水浸泡的地基表層土要將其松軟部分清除。
2.2.3地基建設中的管理不善
在地基建設中,由于管理方的疏忽也可能會對地基質量造成影響。如果管理人員管理疏忽造成基坑開挖與設計不符,就會引起基坑的抗剪切力度不夠,從而造成基坑的變形,影響地基建設的質量。
3.建筑地基施工方法分析
3.1強夯法的質量控制
首先,測量定位。這是關系到強夯處理的整體效果的關鍵環節,在具體操作上,應由施工單位根據試夯確定的夯點布置圖,逐一測放夯點位置。其次。強夯前要用推上機預壓二遍,場地平整后,測量場地,夯點布置是否符合測量放線確定點。如果地下水位較高,應在表面鋪0.5―2.0m中(粗)砂或砂石墊層,或采取降低地下水位的方法(具體按照現場確定方案),以防設備下陷和消散強夯產生的孔隙水壓。再次,分段進行施工,從邊緣夯向中央,從一邊向另一邊進行。每夯完一遍,用推土機整平場地,放線定位即可接著進行下一遍夯擊。強夯法的加固順序是:先深后淺,即先加固深層土,再加固中層土,最后加固表層土。最后一遍夯完后,再以低能量滿夯一遍,有條件以采用小夯錘擊為佳。最后,夯擊時應按試驗確定的強夯參數進行,落錘應保持平衡,夯位應準確,夯擊坑內積水應及時排除。夯擊地段遇上含水量過大時,可鋪砂石后再進行夯擊。在每一遍夯擊之后,要用新土或周圍的土將夯擊坑填平,再進行下一遍夯擊。
3.2注漿法質量控制點分析
首先,現場鉆孔情況應安排專人如實地記錄在鉆孔記錄表上:其次,硅化加固的土層以上應保留lm厚的不加固土層,以防漿液上冒,必要時須夯填素土或打灰土層;再次,灌注漿液的壓力一般在0.2―0.4MPa(始)和0.8―1.0MPa(終)范圍。再次,土的加固程序,一般自上而下進行,如土的滲透系數隨深度而增大時,則應自下而上進行。如相鄰涂層的上質不同時,滲透系數較大的土層應先進行加固;再次,應經常抽查漿液的配比及主要性能指標、注漿順序、注漿孔位、孔徑、孔深以及注漿過程的壓力值是否滿足要求,并將自己的檢查結果與現在記錄人員的記錄相核對(可通過量測注漿管的長度的方法來檢查注漿孔的孔深);再次,及時在編好號的孔位平面圖上對已注漿孔進行標記并注明鉆孔日期,避免漏孔情況出現;最后,如出現地面或附近建筑物變形的情況,應立即停止注漿,分析原因,調整注漿參數。
4.結語
地基基礎在建筑工程中,對上層建筑具有承載、支撐性,因而起著決定性作用;一棟合格的建筑物都是從地基開始抓起的,只有運用好合理的地基工程施工技術,才能建造出一棟合格的建筑物,否則就是失敗品,在給人們帶來安全隱患的同時,也是對財力物力的一種損失。因此,在實際工程建筑施工過程中,因分清主次因素,對建筑地基基礎工程的施工技術在科學的層面上予以準確的診斷,對癥下藥,對建筑工程的施工起到事半功倍的效果。
參考文獻:
關鍵詞:地基處理;復合地基;應用
Abstract: in recent years, in the engineering construction, promote China's foundation treatment technology is developing fast, foundation treatment level enhances unceasingly, and now ranks among the world's advanced level of the column. Not only to the foundation engineering construction safety and after completion of the normal use is very important, and the proportion of the cost and time limit for a project specific gravity are bigger, scientific and reasonable selection of foundation scheme for the engineering construction has the important meaning.
Keywords: foundation treatment; Composite foundation; application
中圖分類號: TU348 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
一、地基基礎缺陷及地基處理方法
我國土地遼闊、地質各異。并不是所有的天然地基都適合工程建設,在很多時候,不少工程都是不得不在地質條件不良的地基上進行修建。這些不良的地質條件分為軟弱土地基和特殊土地基兩種。軟弱土地基是指主要由淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土、或其他高壓縮性土層構成的地基。特殊土地基包括可液化的松砂和粉土地基、濕陷性黃土和膨脹土、紅粘土和凍土等。
1地基處理方法
地基處理方法的分類有很多種。按時間可分為臨時處理和永久處理;按處理深度可分為淺層處理和深層處理;按土性對象可分為砂性土處理和粘性土處理、飽和土處理和非飽和土處理。
地基處理的基本方法主要是置換、夯實、擠密、排水、膠結、加筋和熱學等方法,專門用來改善地基條件,以期達到滿足地基強度、變形及其穩定性等要求。具體方法包括強夯法、振沖碎石樁、擠密碎石樁、深層攪拌樁、高壓旋噴樁、塑料排水裝、堆載預壓、真空預壓、砂樁、靜壓注漿等。需要指出的是,很多地基處理的方法,具有多種處理的效果。如碎石樁具有置換、擠密、排水和加筋的多重作用;石灰樁又擠密又吸水、吸水后又進一步擠密;因而一種處理方法可能具有多重處理的效果。此外,由于科學技術的快速發展,如今的地基處理施工有時會采用多種地基處理的方法的組合:如真空法和堆載法組合;碎石樁和褥墊法組合等。
2地基處理方法的作用及適用范圍
2.1強夯法是利用強大的夯擊能,迫使深層土液化和動力固結而密實,適用于碎石土、砂土、素填土、低飽和度的粉土和粘性土、濕陷性黃土。對淤泥質土經實驗證明施工有效時方可使用;
2.2擠密法是通過擠密或振動使深層土密實,并在振動擠密過程中,回填砂、礫石、灰土或石灰等形成砂樁、碎石樁灰土樁、石灰樁等,與樁間土一起組成復合地基從而提高地基承載能力,減少沉降量,消除或部分消除土的濕陷性或液化性。適用于雜填土和松散砂土,對軟土地基經實驗證明加固有效時方可使用;灰土樁、土樁擠密法一般適用于地下水位以上,深度為5—10m的濕陷性黃土和人工填土;
2.3灌漿法是通過采取注入水泥漿液或化學漿液的措施,使土粒膠結,用以改善土的性質,提高地基承載力,增加穩定性,減少沉降,防止滲漏。適用于處理巖基、砂土粉土、淤泥質粘土、粉質粘土、粘土和一般土層;
2.4凍結法是采用液體氮或二氧化碳膨脹的方法,或采用普通的機械制冷設備與一個封閉式液壓系統相連接,從而使軟而濕的土進行凍結,以提高土的強度和降低土的壓縮性。適用于各類土。用于臨時性支撐和地下水控制,特別是在軟土地質條件下,開挖深度大于7—8m,以及低于地下水位的情況下,是一種普遍而有效的施工措施。
二、復合地基
自1962年國外首次開始使用“復合地基”一詞以來,復合地基已經成為很多地基處理方法的分析及理論公式建立的基礎和依據。它已廣泛的應用于碎石樁、砂樁、水泥土攪拌樁、旋噴樁和CFG樁等加固地基的理論分析中。近年來,復合地基的研究已引起國內外巖土工程界的重視。
復合地基是指由兩種剛度(或模量)不同的材料(樁體和樁間土)所組成,在相對剛性基礎下,兩者共同分擔上部荷載并協調變形(包括剪切變形)的人工地基。
復合地基屬于地基范疇,而樁基屬于基礎范疇,兩者之間有內在聯系,但又有本質區別。而這都是采用樁形式處理地基,但復合地基中樁體與基礎往往不是直接相連的,他們之間通過墊層來過渡;而樁基中樁體與基礎直接相連,兩者形成一個整體。
1復合地基的作用
1.1樁體作用
復合地基中樁的剛度較周圍土體大,在剛性基礎下等量變形時,樁體上產生應力集中現象,大部分荷載將由樁體承擔,樁間土上應力相應減小,從而使得復合地基承載力較原地基有所提高,沉降量有所減少。隨著樁體剛度增加,其樁體作用發揮的更加明顯。
1.2加速固結作用
碎石樁、砂樁具有良好的透水特性,可加速地基的固結。另外,水泥土類和混凝土類樁在某種程度上也可加速地基固結。因為地基的固結不僅與地基土的排水性能有關,而且還與地基的變形特性有關。水泥土類樁會降低地基土的滲透系數,但他也會減少地基土的壓縮系數,而且壓縮系數的減少幅度比滲透系數的減少幅度要大,因而使加固后的水泥土的固結系數大于加固前的原地基土的系數,起到加速固結的作用。
1.3擠密作用
砂樁、土樁、石灰樁、碎石樁等在施工過程中由于振動、積壓、排土等原因,可對樁間土起到一定的密實作用。另外,采用生石灰樁時,由于生石灰樁具有吸水、發熱和膨脹等作用,對樁間土同樣起到擠密作用。
1.4加筋作用
各種樁土復合地基除了可提高地基的承載力外,還可以用來提高土體的抗剪強度,增加土坡的抗滑能力。如用于基坑開挖時的支護、路基或路堤的加固等,都利用了復合地基中樁體的加筋作用。
2復合地基的應用
在復合地基的應用中,水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)是一個典型。它是近年來發展起來的、用于處理軟弱地基的一種新方法。它是在碎石樁的基礎上摻入適量石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌合后制成的一種具有一定強度的樁體。其骨料仍為碎石,用摻入石屑來改善顆粒級配;摻入粉煤灰來改善混合料的和易性,并利用其活性減少水泥用量;摻入少量水泥使其具有一定粘結強度。通過調整水泥的用量及配合比,可使樁體強度等級達C7—C15,具有明顯的剛性樁特性。通常在樁頂與基礎之間輔設一層150—300mm厚的中砂、粗砂、級配砂石或碎石(稱為褥墊層)以利于樁間土發揮承載力,與樁組成復合地基。CFG樁是一種低強度混凝土樁,可充分利用樁間土的承載力共同作用,并可傳遞荷載到深層地基中去,具有較好的技術性能和經濟效果。
2.1CFG樁加固軟弱地基主要有兩種作用,即樁體作用和擠密作用。
CFG樁不同于碎石樁,他的樁身為具有一定粘結強度的混合料,在荷載作用下樁的壓縮性明顯比其周圍軟土小,使基礎傳給復合地基的附加應力隨地基的變形逐漸集中到樁體上,出現應力集中現象,使樁起到“樁體作用”。CFG樁身具有一定的粘結強度,在垂直荷載作用下樁身不會出現壓脹變形,樁承受的荷載通過樁周的摩擦阻力和樁端阻力傳到深地基中,其復合地基承載力提高幅度較大,約4倍或更大。另外,CFG樁復合地基變形小,沉降穩定快(比碎石樁變形小3.5倍,比沉降穩定快2.5倍)。CFG樁采用振動沉管法施工,對土體產生振動和擠壓,使土得到“擠密作用”,使加固后樁土的力學性能大為改善,從而使復合地基的承載力顯著提高。
2.2CFG樁特點及應用范圍
(1)改變樁長、樁徑、樁距等設計參數,可使承載力在較大范圍內調整。
(2)有較高的承載力,承載力提高幅度在250%—300%,對軟土地基承載力提高更大。
(3)沉降量小,變形穩定、快。如將CFG樁落在較硬土層上,可較嚴格地控制地基沉降量在10mm以內。
(4)工藝性好。由于大量采用粉煤灰,成樁時樁體材料有良好的流動性與和易性,灌注方便,易于控制施工質量。
(5)節約大量水泥、鋼材,利用工業廢料,消耗大量粉煤灰,降低工程費用。與預制鋼筋混凝土加固相比,可節約投資30%—40%。
CFG樁適用于多層和高層建筑地基,如砂土、粉土、松散填土、粉質粘土、淤泥質粘土等的處理。
結束語:綜上所述,地基基礎位于地面以下,系隱蔽工程,一旦發生施工質量事故,補救和處理往往比上部結構困難得多,有時甚至是不可能的。同時地基基礎工程的造價和工期占建筑總造價和總工期的比例較大,一般占20%—50%,尤其對高層建筑地基處理時,則所需費用更高,工期更長,因此,認真負責的搞好地基基礎在建筑施工具有很重要的意義。
參考文獻:
[1] 張健,楊新梅.建筑工程中地基處理方法[J].內蒙古水利.2009(08).
[2] 孫連軍,馮勇.地基處理方法綜述[J].山西建筑.2008(01).
關鍵詞:房建工程 地基基礎 施工技術
1、房屋建筑地基基礎工程的施工特點
1.1 復雜性
中國幅員廣闊,工程地質條件非常復雜,例如淤泥質土、雜填土、濕陷性黃土、凍土、季節性凍土等。此外,溶巖地質主要在我國的西南地區,在其它地區也有所分布;同時,中國又是個多地震、高震級的國家,而地震對地基基礎的影響是非常大的。這種復雜的地質條件對地基基礎工程的勘察設計處理以及工程施工增加了難度,提出了大量且復雜的技術難題。
1.2 多發性
由于地基基礎設計或施工方案不當而導致房裂屋倒,導致嚴重損失的實例時有發生,所造成工程建設中的惡性的巨額浪費確實驚人。
1.3 潛在性
從主體結構本身復雜的工序銜接來看,后一道工序都在不同程度上覆蓋前一道工序,工序質量具有明顯的隱蔽性,這也是主體結構工程必須加強隱蔽工程的檢查驗收,存放完整的隱蔽驗收資料的原因所在。
1.4 嚴重性
一定程度上講,建設工程一旦建成投入使用,地基基礎出現質量事故問題往往是無法彌補的,由它所帶來的損失,遠比地基基礎工程建設所要投入的成本大得多。不管是選擇場地、勘察設計,還是施工質量問題,地基基礎工程一旦出現質量問題,往往會引起地基失穩,建設工程整體結構的破壞,是建設工程致命性、毀滅性的重大質量事故,不僅造成經濟上的巨大損失,而且直接危及人們的生命和財產安全。由于地基基礎承受上部建筑實體的全部荷載,因此一旦出現局部損壞,其損壞程度擴散很快,而事故的發生又往往是突發性的,常常不易被人們發現,這就更加劇了其危害性和嚴重性。
2、確保房屋建筑地基基礎工程施工的有效性
2.1 重視工程勘查的準確性
工程勘察報告要全面反映建筑場地工程地質和水文地質情況,要預防地基基礎的工程事故,首先必須對場地工程地質和水文地質條件做全面正確的了解,要做到這一點關鍵要搞好工程勘查工作,要根據建筑物場地的特點,建筑的使用要求,合理確定工程勘察任務和目的。勘查工作為建筑物的設計提供舉足輕重的參考資料,因此決不能忽視而不做,也不能弄虛作假而不考慮是否適用。特別是對復雜的、軟弱的地基,更應慎重對待。
此外,在勘查時要重視對鉆孔深度的選擇。由于鉆孔深度必須符合設計要求,如果不符合設計上對壓縮厚度的需要,或者達不到樁所坐落的土層時,那就不可能正確計算出地基的沉降,或樁的正確承載力,也就達不到基礎設計要求。因此必須按設計要求確定合適的鉆孔深度。如果由于勘查數量不足,鉆孔和探坑布點少,再加之鉆孔深度不夠,以致不能表達出土的不均勻性和層理的不一致性,就有可能引起建筑物的翹曲和彎折而出現裂縫,造成嚴重的質量事故和巨大的經濟損失。
2.2 提高結構設計的合理性
地基基礎的設計應當根據建筑物的使用要求,結構形式和場地的地質條件,并結合現場具體情況,在適用與經濟的前提下,要保證建筑物的主要承重結構在正常使用過程中不發生裂縫或損壞。
設計人員應慎重對待工程勘查報告提供的地基承載力建議值,嚴格計算基礎的實際土壓力、若對勘察報告的建議值有懷疑,可以再做荷載試驗驗證。施工人員在天然地基上建造大中型工程時,應復核設計地基承裁力的合理性。一旦發現地基沉降較大或傾斜,必須立即停工,會同勘查、設計和使用單位共同研究,采取必要措施,防止地基和建筑物發生災難性破壞。
3、加強房屋建筑地基基礎工程的施工技術
下面以某住宅工程為例,探討如何做好房屋建筑地基基礎工程的施工質量。該工程為框架結構7層,下設架空層,層高2.1m,上層層高均為3.0m。場地內土層自上而下依次為填土、淤泥、粉質粘土、含泥中粗沙和砂質粘土。
3.1 地基基礎施工技術與措施
當地基土為淤泥,上層土層又較薄時,應采取避免施工中對淤泥 和淤泥土擾動的措施。如果是沖填土、建筑物垃圾廢料,當均勻性和密實度較好時均可利用作為持力層,對于有機質含量較多的生活垃圾和對基礎有侵蝕性的工業廢料等雜填土,未經處理不能作為持力層。在選擇地基處理方法時,應綜合工程地質和水文地質條件、建筑物對地基要求,建筑結構類型和基礎型式,周圍環境條件、材料供應情況、施工條件等因素,經過技術經濟指標比較分析后擇優采用。
地基處理時,必須采取有效措施,加強局部結構的剛度和強度,以增加建筑物對地基不均勻變形的適應能力,對已確定的地基處理方法,進行必要的測試,同時為施工質量提供相關依據。地基處理后,建筑地鏨變形應滿足現行有關規范要求,并在施工期間進行沉降觀測。
常用的地基處理方法有:換填基層法、強夯法、沙石樁法、振沖法、水泥土攪拌法、高壓噴射漿法、預壓法、夯實水泥土樁法、水泥粉煤灰碎石樁法、石灰樁法、灰土擠壓樁法和土擠密樁法等。
房屋基礎處理方案應根據工程地質和水文地質條件、建筑物形式與功能要求、荷載大小和分布情況、相鄰建筑基礎情況、施工條件和材料供應以及地區抗震裂度等綜合考慮,選擇合理的基礎形式。本工程結合地基的實際情況(地基較差、荷載較大),施工前應增強整體性、減少不均勻沉降,為滿足地基和沉降要求,可以采用樁基礎或人工處理地基,而人工挖孔樁適用于地下水位較深,且持力層以上無流動性淤泥質土,因此采取樁基礎作為本建筑的基礎比較理想。方案中我們要著重考慮超長給結構帶來的不利影響,當增大結構伸縮縫間距或者是不設伸縮縫時,必須采取切實可行的措施,要防止結構開裂,在適當增大伸縮最大間隙的各項措施中,在結構施工階段采取防裂措施是通用的減少混凝土收縮不利影響的有效方法,我們一般采用的做法是設置施工后澆帶,另外,當建筑物存在較大的高差,但是結構設計根據實際情況,不設置永久變形縫時,例子中就存在采用施工后澆帶來解決施工階段的差異沉降問題。當地下室結構超長過多,單靠設置后澆帶不足以解決混凝土收縮和溫度變化問題時,可以考慮采用補償收縮混凝土,在適當位置設置膨脹加強帶,并制定嚴格的技術保障措施,保證混凝土原材料的質量和微膨脹劑的配合比準確,結構設計應對地下室結構部位混凝土的限制膨脹率采取措施。在施工中高層建筑主體與裙房之間是設置永久變形縫,還是在施工階段沉降后澆帶,應根據場地地基持力層土質情況,基礎形式上部結構布置等條件綜合確定。在采用天然基礎,埋深一般應大于裙房基礎埋深至少2m,不滿足要求時,應計算高層建筑的穩定性,并與高層建筑的架空層貫通,期間設置沉降縫,基礎埋深基本相同,沉降縫間采用硬質材料填充,如果處理不好,出現高屋建筑層與地下架空層互質問題,建筑投入使用后,會發現沉降縫兩側墻開裂,造成滲漏。