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摘 要:基础在整个工程中的都占据着举足轻重的作用和地位。基础又与地基相连,地基土层不均匀,土质不稳定,对于整个建筑来说,就会产生不均匀沉降倾斜,甚至倒塌。本文简要阐述地基的种类和加固处理、基础的选择及设计、地基的处理和基础的选择在工程的实例应用。
关键词:地基处理,基础选择
中图分类号:TU441+.6
一、 引言
进入新世纪,随着石油化工建设不断的向纵深方向发展,积极的开拓外部市场和设计业务的不断扩大,在工程设计项目中,有关土建项目越来越多,规模也越来越大,设计难度越来越大,因此搞好土建项目设计、保证工程质量越发在整个建设过程中显得重要,我们知道,“万丈高楼平地起”,任何一栋建筑,任何一个土建工程,它都必须依托在基础之上,基础强度不够,承载力不足,上层建筑也就不可能稳定,会出现一系列的安全经济问题,严重者危害人民的生命安全。有证据显示,多层建筑特别是高层建筑整个基础工程的费用将占到整个工程的施工费用的25%,甚至更高,无论经济角度,还是从安全角度来说,基础在整个工程中的都占据着举足轻重的作用和地位。基础又与地基相连,地基土层不均匀,土质不稳定,对于整个建筑来说,就会产生不均匀沉降倾斜,甚至倒塌。
二、 地基的种类和加固处理
土体一般有固相、液相、气相三部分组成,简称为三项体系。土体按粒径的大小,将土粒划分为六个粒组:漂石,卵石,砾砂,砂粒,粉粒和粘粒。土的结构指土的物质组成,按颗粒的连接和排列,一般为单粒结构,蜂窝结构,絮凝结构,地基土按工程分类。地基加固处理的原则就是“将土质由松变软”,“将土的含水量由高变低”当工程结构的荷载较大,地基土质由于较软弱,不能作为天然地基时,就要采取各种人工的方法,以改善地基性质,提高承载力,增加稳定性。 工程实践有许多地基加固处理方法,归纳为“挖,填,换,夯,压,挤,拌”。“挖”就是挖去软土层,将基础至于承载力大的岩石和坚硬的土层中,此方法适用于软土层不厚的地基处理。“填”就是当软土层较厚,而需大面积的对地基进行加固处理,可以在软土层中直接回填一层一定厚度的好土,提高承载力。“换”就是将“挖”和“填”相结合,即换土垫层法。垫层材料可选为碎石、砂石、三合土、灰土,适用于软土层较厚,仅对局部地基进行加固处理。“夯”是利用打夯工具(木人,电力夯,强力夯等)夯击土壤,排除土壤中的水分,加速土壤的固结,提高土壤的密实性和承载力,适用于粘性土,湿陷性黄土及人工填土地基的加固处理。“压”是利用压路机,羊足碾,轮胎碾压等机械碾压地基土壤,使地基压实排水固结。“挤”就是将桩管打入土中,挤压土壤形成桩孔,再在桩孔中灌入砂石和 石灰土,石料等进行捣实,此方法适用于加固松软饱和土,是浆液和土壤混合,凝结成坚硬的柱体和土壁,和土地基,其原理是靠挤紧土壤 ,提高地基的承载力。“拌 ”其原理是利用高压射流切削土壤,旋喷浆液等,搅拌土壤。
三、 基础的选择及设计
基础可分为浅基础和深基础。浅基础按刚度有分为刚性基础和柔性基础。刚性基础是指用抗压性能较好的,而抗拉性能较差的材料建造的基础,常用的材料有砖,三合土,灰土,混凝土,毛石等。刚性基础具有非常大的抗弯性能,受荷后基础不允许绕曲变形和开裂,刚性基础多用于墙下条形基础和受荷不大的独立基础。在实际工程中砖基础是应用最多的一种刚性基础,砖基础一般做成台阶形,俗称“大放脚”,砌筑方法有“二皮一收”“二一间隔收”,但须保证底层和顶层为两皮砖,即120mm高,下设垫层,材料可选用灰土,三合土,混凝土。由于刚性基础存在用料多,自重大等缺点,此时往往采用刚性混凝土材料做成的基础。这类基础抗弯和抗剪性能好,承受竖向荷载大,它不受高宽比限制,往往需要在“宽基浅埋”的场合采用,相对于刚性基础,这类基础称之为柔性基础。浅基础按其构造来分,可分为独立基础,条形基础,筏板基础,箱式基础,壳体基础。独立基础是柱基础中常用和最经济的一种形式,是整个或局部结构物下的无筋合活配筋的单个基础,条形基础按上部结构有分为墙下条形基础和柱下条形基础,当荷载很大,采用钢筋混凝土基础满足不了基础设计要求,可采用交叉条形基础。箱形基础也常用,还有壳体基础。基础埋置深度也即选择合适的地基持力层,选择基础埋置深度时,应考虑到建筑结构条件和场地环境条件,工程地质条件,水文地质条件。浅基础满足不了要求时,可采用深基础。深基础的结构形式有桩基础、墩基础、沉井基础、地下连续墙。桩基础通常作为荷载较大的建筑物基础,且具有承载力高,稳定性好,沉降量小而均匀,便于机械化施工,适应性强等特点,与其他深基础相比较,桩基础的适用范围最广。桩一般由设置于土中的桩和承接上部结构荷载的承台所组成。桩基础中的桩可以是竖直的或倾斜的,工业与民用建筑大多以承受竖向荷载为主而多用竖直桩。根据桩的承载形状,施工方法,桩身材料及桩的设置效应等又可把桩分为多种形式。按承載力分可分为摩擦桩和端承桩,按施工方法分可分为预制桩和灌注桩。桩的竖向承载力验算,承受轴心荷载的桩基,其承载计值R应符合下列要求: γN ≤R,承受偏心荷载的桩基,γN1 ≤1.2R,γ—建筑桩基重要性系数,N、N1—分别为桩顶竖向压力,最大竖向压力设计值.
四、地基的处理和基础的选择在工程的实例应用
龙口港基地2000吨新建滑道属海工工程,在已建滑道以东,整个滑道全长290m,陆上160m,水下130m,滑道海岸土质属淤泥和淤泥质土,地基承载力差,水中基础采用围堰法,围堰的主要作用是防水和围水,有时还起支撑基坑坑壁的作用,龙口基地采用的是土围堰,龙口沿海基地地区土质属淤泥和淤泥质土,由于含水量较大,地基承载力不足,必须采用地基加固处理,龙口滑道基地工程采用的是碎石挤密桩,通过打桩机将碎石打到淤泥土层中,机密土壤,同时排出土壤中的饱和水,固结土壤,加速地基下沉稳定,提高地基的承载力。在打桩中,通过桩管挤压土壤形成桩孔,然后拔出桩管,在往桩孔中灌入石料,随着填充料的灌入逐渐拔出桩管,然后在下沉桩管振动捣实。在打桩的过程中为了保证工程的质量还要注意打桩的顺序。龙口滑道基地整个桩平面布置图为梅花形,每三个相邻的桩的中心连县呈正三角形,桩径60mm,桩距1200mm,这样布置可以更有效的使各个桩能相互作用,协同工作,平衡地基加固中的不稳定因素,是地基能更好的保证均匀受力。在打桩中,理论加入石料的重量为M=ρs h。 ρ---石料密度s –-桩管的有效横截面积 h ---桩管的有效长度.为了更有效的保证工程质量,同时考虑了一些损失,一般充盈系数都按1.1考虑。充盈系数=实际加料量/理论加料量
地基处理过程中,必须对桩的承载力进行静载荷载试验。桩顶的油压千斤顶对桩顶施加压力,千斤顶的反力由压重平台的重力来平衡。地基加固处理完后,进行实地测量放线,确定各段场地标高,计算土方工程量,开始开挖土方,在主滑道区作基础垫层处理,下放毛石,毛石上铺方片石,水泥砂浆砌筑、找平,然后将预制好的钢筋混凝土大梁砌放在垫层上,作为滑道基础。现场预制大梁不仅仅可以节省时间,缩减工期,而且还可以保证工程质量,因为实地现浇施工不仅受到支模等条件限制,而且由于水下有相当大的工程量,混凝土养护也受到了环境影响。整个大梁横截面呈倒T形,上截面宽1000mm,下截面宽2000 mm,,高1500mm,整个大梁重约50吨,上截面左右两侧都安装有拉环,做吊装之用。预制好的大梁由大型的起重设备吊装、运输、安装、就位、然后作加固处理,这样整个滑道基础就形成了。
关键词:地基处理,基础选择
中图分类号:TU441+.6
一、 引言
进入新世纪,随着石油化工建设不断的向纵深方向发展,积极的开拓外部市场和设计业务的不断扩大,在工程设计项目中,有关土建项目越来越多,规模也越来越大,设计难度越来越大,因此搞好土建项目设计、保证工程质量越发在整个建设过程中显得重要,我们知道,“万丈高楼平地起”,任何一栋建筑,任何一个土建工程,它都必须依托在基础之上,基础强度不够,承载力不足,上层建筑也就不可能稳定,会出现一系列的安全经济问题,严重者危害人民的生命安全。有证据显示,多层建筑特别是高层建筑整个基础工程的费用将占到整个工程的施工费用的25%,甚至更高,无论经济角度,还是从安全角度来说,基础在整个工程中的都占据着举足轻重的作用和地位。基础又与地基相连,地基土层不均匀,土质不稳定,对于整个建筑来说,就会产生不均匀沉降倾斜,甚至倒塌。
二、 地基的种类和加固处理
土体一般有固相、液相、气相三部分组成,简称为三项体系。土体按粒径的大小,将土粒划分为六个粒组:漂石,卵石,砾砂,砂粒,粉粒和粘粒。土的结构指土的物质组成,按颗粒的连接和排列,一般为单粒结构,蜂窝结构,絮凝结构,地基土按工程分类。地基加固处理的原则就是“将土质由松变软”,“将土的含水量由高变低”当工程结构的荷载较大,地基土质由于较软弱,不能作为天然地基时,就要采取各种人工的方法,以改善地基性质,提高承载力,增加稳定性。 工程实践有许多地基加固处理方法,归纳为“挖,填,换,夯,压,挤,拌”。“挖”就是挖去软土层,将基础至于承载力大的岩石和坚硬的土层中,此方法适用于软土层不厚的地基处理。“填”就是当软土层较厚,而需大面积的对地基进行加固处理,可以在软土层中直接回填一层一定厚度的好土,提高承载力。“换”就是将“挖”和“填”相结合,即换土垫层法。垫层材料可选为碎石、砂石、三合土、灰土,适用于软土层较厚,仅对局部地基进行加固处理。“夯”是利用打夯工具(木人,电力夯,强力夯等)夯击土壤,排除土壤中的水分,加速土壤的固结,提高土壤的密实性和承载力,适用于粘性土,湿陷性黄土及人工填土地基的加固处理。“压”是利用压路机,羊足碾,轮胎碾压等机械碾压地基土壤,使地基压实排水固结。“挤”就是将桩管打入土中,挤压土壤形成桩孔,再在桩孔中灌入砂石和 石灰土,石料等进行捣实,此方法适用于加固松软饱和土,是浆液和土壤混合,凝结成坚硬的柱体和土壁,和土地基,其原理是靠挤紧土壤 ,提高地基的承载力。“拌 ”其原理是利用高压射流切削土壤,旋喷浆液等,搅拌土壤。
三、 基础的选择及设计
基础可分为浅基础和深基础。浅基础按刚度有分为刚性基础和柔性基础。刚性基础是指用抗压性能较好的,而抗拉性能较差的材料建造的基础,常用的材料有砖,三合土,灰土,混凝土,毛石等。刚性基础具有非常大的抗弯性能,受荷后基础不允许绕曲变形和开裂,刚性基础多用于墙下条形基础和受荷不大的独立基础。在实际工程中砖基础是应用最多的一种刚性基础,砖基础一般做成台阶形,俗称“大放脚”,砌筑方法有“二皮一收”“二一间隔收”,但须保证底层和顶层为两皮砖,即120mm高,下设垫层,材料可选用灰土,三合土,混凝土。由于刚性基础存在用料多,自重大等缺点,此时往往采用刚性混凝土材料做成的基础。这类基础抗弯和抗剪性能好,承受竖向荷载大,它不受高宽比限制,往往需要在“宽基浅埋”的场合采用,相对于刚性基础,这类基础称之为柔性基础。浅基础按其构造来分,可分为独立基础,条形基础,筏板基础,箱式基础,壳体基础。独立基础是柱基础中常用和最经济的一种形式,是整个或局部结构物下的无筋合活配筋的单个基础,条形基础按上部结构有分为墙下条形基础和柱下条形基础,当荷载很大,采用钢筋混凝土基础满足不了基础设计要求,可采用交叉条形基础。箱形基础也常用,还有壳体基础。基础埋置深度也即选择合适的地基持力层,选择基础埋置深度时,应考虑到建筑结构条件和场地环境条件,工程地质条件,水文地质条件。浅基础满足不了要求时,可采用深基础。深基础的结构形式有桩基础、墩基础、沉井基础、地下连续墙。桩基础通常作为荷载较大的建筑物基础,且具有承载力高,稳定性好,沉降量小而均匀,便于机械化施工,适应性强等特点,与其他深基础相比较,桩基础的适用范围最广。桩一般由设置于土中的桩和承接上部结构荷载的承台所组成。桩基础中的桩可以是竖直的或倾斜的,工业与民用建筑大多以承受竖向荷载为主而多用竖直桩。根据桩的承载形状,施工方法,桩身材料及桩的设置效应等又可把桩分为多种形式。按承載力分可分为摩擦桩和端承桩,按施工方法分可分为预制桩和灌注桩。桩的竖向承载力验算,承受轴心荷载的桩基,其承载计值R应符合下列要求: γN ≤R,承受偏心荷载的桩基,γN1 ≤1.2R,γ—建筑桩基重要性系数,N、N1—分别为桩顶竖向压力,最大竖向压力设计值.
四、地基的处理和基础的选择在工程的实例应用
龙口港基地2000吨新建滑道属海工工程,在已建滑道以东,整个滑道全长290m,陆上160m,水下130m,滑道海岸土质属淤泥和淤泥质土,地基承载力差,水中基础采用围堰法,围堰的主要作用是防水和围水,有时还起支撑基坑坑壁的作用,龙口基地采用的是土围堰,龙口沿海基地地区土质属淤泥和淤泥质土,由于含水量较大,地基承载力不足,必须采用地基加固处理,龙口滑道基地工程采用的是碎石挤密桩,通过打桩机将碎石打到淤泥土层中,机密土壤,同时排出土壤中的饱和水,固结土壤,加速地基下沉稳定,提高地基的承载力。在打桩中,通过桩管挤压土壤形成桩孔,然后拔出桩管,在往桩孔中灌入石料,随着填充料的灌入逐渐拔出桩管,然后在下沉桩管振动捣实。在打桩的过程中为了保证工程的质量还要注意打桩的顺序。龙口滑道基地整个桩平面布置图为梅花形,每三个相邻的桩的中心连县呈正三角形,桩径60mm,桩距1200mm,这样布置可以更有效的使各个桩能相互作用,协同工作,平衡地基加固中的不稳定因素,是地基能更好的保证均匀受力。在打桩中,理论加入石料的重量为M=ρs h。 ρ---石料密度s –-桩管的有效横截面积 h ---桩管的有效长度.为了更有效的保证工程质量,同时考虑了一些损失,一般充盈系数都按1.1考虑。充盈系数=实际加料量/理论加料量
地基处理过程中,必须对桩的承载力进行静载荷载试验。桩顶的油压千斤顶对桩顶施加压力,千斤顶的反力由压重平台的重力来平衡。地基加固处理完后,进行实地测量放线,确定各段场地标高,计算土方工程量,开始开挖土方,在主滑道区作基础垫层处理,下放毛石,毛石上铺方片石,水泥砂浆砌筑、找平,然后将预制好的钢筋混凝土大梁砌放在垫层上,作为滑道基础。现场预制大梁不仅仅可以节省时间,缩减工期,而且还可以保证工程质量,因为实地现浇施工不仅受到支模等条件限制,而且由于水下有相当大的工程量,混凝土养护也受到了环境影响。整个大梁横截面呈倒T形,上截面宽1000mm,下截面宽2000 mm,,高1500mm,整个大梁重约50吨,上截面左右两侧都安装有拉环,做吊装之用。预制好的大梁由大型的起重设备吊装、运输、安装、就位、然后作加固处理,这样整个滑道基础就形成了。