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关键词:深基坑,支护,设计,施工
1工程概况
某深基坑占地面积约10000m2,开挖深度平均为8.0m,局部边坡开挖深度达9.5m。基坑周围有与本基坑同时开挖的相邻工程的基坑,且本基坑周边的人行道路面下有供不污水管道、电力、通讯等复杂的城市管网系统,基坑周边的市政道路担负着正常通车的功能。
2工程地质水文状况
2.1地质状况
根据本工程地质勘探资料,场地内地层由人工填土、淤泥质粉质粘土、粘土以及淤泥质粘土等土层组成,各土层厚度及物理力学性质略。
2.2场地自然地面标高及地下水位
场地自然地面标高为3.95m~3.25m。地下静止水位一般为0.80m~1.10m。
2.3周边环境
基坑的两侧有同时开挖的相邻的工程的基坑,另两侧人行道路面下有复杂的城市管网系统,尤其西面地下管线密集。
根据以上情况,基坑支护结构产生变形对基坑周边环境影响为一般,根据JGJ120-99建筑基坑支护技术规程基坑侧壁安全等级划分,本工程基坑安全等级为二级。
3支护结构选型
基坑开挖深度平均为8m,局部最大开挖深度为9.50m。为保证基坑顺利开挖,防止在开挖过程中产生的土移引起周边建筑物和地下管线的破坏,应选择合适的基坑开挖支护方案。根据该基坑实际情况,拟采用水泥重力式挡墙作为基坑围护结构兼作止水帷幕。
基坑土质为粘土(淤泥质粘土),根据水泥土搅拌桩的特点,开挖基坑使用水泥土搅拌桩作支护是合适的。因本工程基坑土质含水量较大,大水泥搅拌桩施工时,加木质素磺酸钙,以达到减水作用。
4施工的两个关键要素
由于基坑的地下水较丰富,必须采用有效的降水方案。同时为确保基坑开挖的安全,要有合理的监测设计,这是本项工程施工的两大关键要素。
4.1降水方案
根据本工程的水文地质条件情况、基坑支护方式等情况综合考虑,按照JGJ/T111-98建筑与市政降水工程技术规范第6.2.1条要求:井点降水方法和设备选择,应根据土层的渗透系数、要求降低水位的深度及工程特点,作技术经济和节能比较后确定。由于环圈总长超过100m~120m,按规定,增设水泵系统抽吸,并安装闸阀将总管断开。
4.2基坑开挖监测方案设计
由于基坑自开挖就处于动的状态,支护结构的受力状态、大小、位移变形都随着开挖深度的增加而增加,而且由于软土的特殊性,随着基坑暴露时间越久,基坑支护体系的位移变形越大,随时都有可能发生事先估计不到的事故。故进行基坑施工监测是很必要的,对于软土基坑更是如此。另外通过施工监测的结果,可以指导现场施工,确定和优化施工参数,进行信息化施工。
基坑施工监测项目包括环境监测、支护结构变形监测以及周边建筑物、重要道路及地下管线等保护对象进行系统的监测。本工程基坑施工监测项目如下:
1)支护结构顶部变形(位移、沉降)
2)基坑周边主要道路的沉降;
3)管线的水平位移、沉降;
4)地下水位变化监测。
本工程基坑安全等级为二级。基坑变形的监测控制按表1控制。
表1基坑变形的监测控制表
4.2.1监控点布置
支护结构顶部变形(位移、沉降)观测点布置:顶部变形观测采用经纬仪进行观测,基坑支护四边支护结构各设3个观测点。
基坑周边主要道路的沉降观测点布置:基坑主要道路分布于基坑南面及西面,西面道路监测点布置5组,监测点间距为15m;南面道路监测点布置5组,监测点间距为15m;南面道路监测点布置6组,监测点间距为15m。
管线的水平位移、沉降观测点布置:本工程基坑管线水平、沉降观测标志布置在管道上,采用抱箍形式固定在相关管道上,西南管线监测点布置5组,监测点间距为15m;南面管线监测点布置6组,监测点间距为15m。
地下水位变化监测点布置:采用电测水位计进行,沿基坑水泥搅拌栏格栅内及基坑内三个不同标高地面布置,共14个观测孔。水位观测孔的孔底标高根据位置不同而相应改变。水位观测孔系采用直径为50mm硬性聚氯乙烯塑料管。
4.2观测时间的确定
监测时间、频率,一般应根据不同的施工阶段不同工况和监测项目确定。基坑工程监测一般分两个阶段:第一阶段为基坑开挖至基础底板完成;第二阶段为基础底板完成至地下室结构出±0.00后回填土。基坑开挖第一阶段,一般应每天监测一次。当监测值达到报警值或变化速率加快或出现危险事故征兆时,应增加观测频率。第二阶段,监测频率可适当降低。
5结语
1)作为二级基坑,本项工程的开挖采用水泥土重力式挡墙作为基坑围护结构是可行和合理的,并且也是较经济的支护方案;
2)本项工程地下水比较丰富,必须采用有效的降水方案,经比较计算,采用轻型井点降水是合理的,井点的数量和布置方案是较优的,地面的排水方案也是较合理的;
【关键词】土木工程;策略;技术;方法
中图分类号:S969文献标识码: A
一、土木工程结构的设计和混凝土施工技术的探讨
1.钢筋混凝土结构的设计原理和方法
钢筋混凝土这种结构中包括斜截面承载力计算,正截面承载计算以及裂缝控制及耐久性设计、扭曲截面承载力计算,钢筋混凝土构件的延性与抗震,预应力混凝土结构,高性能混凝土以及纤维增强混凝土性能等结构设计。钢筋混凝土结构是由土木工程中各种受力构造比如说水利施工、房屋建设以及道路桥梁等组成的结构系统。由钢筋混凝土制成的构造部件由于其施工工程结构不同,钢筋混凝土的结构也会不一样。比如说房屋建筑中只需要考虑钢筋混凝土的柱、梁和顶帽的结构部件。钢筋混凝土结构的外观结构以及内部构造会因为建筑设计的不同而有所差别,土木工程的建筑质量会因为钢筋的数量和大小受到影响,长期的土木工程技术对不同的结构模板以及钢筋配搭数量有所定量,对不同结构的钢筋混凝土结构也确定了结构设计方式。目前土木工程发展中最先考虑的是大跨度、高层的钢筋混凝土结构,这使钢筋混凝土结构的发展遭遇了巨大的挑战,钢筋混凝土结构发展中需要面临各种设计荷载力、结构动力特性、钢筋结构可靠度以及结构可靠性和结构空间稳定性。
2.土木工程中地基加固技术
土木工程中很重要的一个问题就是地基加固问题,青藏铁路的通行向全世界证明了我国铁路的技术,但地基加固问题是青藏铁路施工中遇到的最为严重的问题,可以看出地基加固问题仍然是目前土木工程技术中亟待解决的重要问题,目前土木工程中使用的最多的地基加固技术就是排水法、换填法、挤压法以及加筋法等,采取的地基加固法会因为工程施工地段地质的不同而有所区别。排水加固法比较适用于湿地和沼泽地带,因为这些地段中的土质水分比较多,不利于建筑的安全性和稳定性,所以要通过这种方法将多余的水分排出,使土层能够更加的坚硬,排水加固法分为真空预压法和提案载预压法,采用的排水法会根据工程量的不同而有所不同。换填法是地基加固中最常用的一种方法,主要有置换法和换土垫层这两种方法,适用于地质和当前工程不匹配的施工,其中换土垫层主要适用于整体置换,就是将自然土换成优质的泥土来当作材料,置换法是由碎石置换法、石灰置换法以及水泥置换法等组成的。加筋法在土木工程中也很普遍,它的作用是稳定土质,将土质固定住而无法轻易移动,尤其是对于建筑难度大和高层建筑来说使用这种地基加固方式再适合不过了。
3.工程测量和施工管理技术和方法
工程测量贯穿于工程施工的整个过程,它是施工测量人员按照土木工程设计图纸进行测量,为施工做出标志和记录。使工程施工能够正确的按照图纸的规范进行。测量时应该按照先整体后局部、先控制后碎步的原则,避免因错误的测量而使工程出现质量问题。
工程测量人员不仅需要专业的技能知识,还要有丰富的经验,比如说使用的仪器和图纸比例的大小。比如说应该在测量中建筑物的数据、观测记录的数据、原始数据以及图纸的数据等进行初测和复测,测量的具体内容是全站仪三角高程测量、导线测量外业工作以及导线测量等等。其中外业工作指的是踏勘选点以及建立测角、量边和标志,导线测量分为支导线测量、符合导线测量以及闭合导线测量。全站仪三角高程测量能预测到整个工程的结构,能控制全局。测量工作中最关键也是最后一道工作是误差分析,也就是分析测量的结构,以便及时的发现问题并采取相应的措施进行处理。误差分析包括测距误差分析、测角误差分析、量高误差分析以及大气折光误差分析。
4.土木工程混凝土施工技术
土木工程中的混凝土施工技术是一种比较科学的施工技术手段,决定着土木工程的质量和安全。在水工混凝土的施工过程中,要使施工的过程和工程的施工要求相符,为了避免施工过程中出现卡管的现象,应该严格控制混凝土初凝的时间以及混凝土的骨料粒径以及坍落度,应该根据相应的施工要求来进行混凝土灌注施工,灌注活动要贯穿于灌注的整个过程。
在施工场所常常会看到混凝土固化的现象,主要是由于水和水泥产生水化反应造成的。所以在浇筑的初期要对混凝土进行养护,采取相应的措施来应对这种因水化反应造成的裂痕。温度的骤降也会使混凝土产生裂缝,所以也对混凝土采取保温措施。另外,模板质量的好坏也影响着混凝土的质量,很多工程施工中都存在着拼缝不密实、模板空洞不平的现象,造成混凝土的表面有蜂窝麻面出现。还有一点值得注意,那就是不能过早的拆模,否则会损伤混凝土以及使混凝土失去支撑力从而无法有效的和钢筋结合。
二、土木工程的选材方法和策略
1.混凝土的选材方法和策略
混凝土是工程建设中应用的最广泛的材料,和其他工程材料相比,具有多方面的优势,所以应该引起足够的重视。混凝土是由石子、砂子、水泥和水按照比例调制而成,在设计混凝土的配合比时要考虑到它的强度和耐久性,根据规定及时的调整砂石的含水量,满足混凝于强度和施工要求,水泥进场使应分批对强度和安定性进行复检,不同品种的水泥不能混合使用。砂最好是选择不含任何有害物质的中砂,适合混凝土等有效材料的拌合。混凝土多采用自来水和地下水,由于它们富含的矿物质不同,所以在选择时要注有害离子的指数,避免超标。最好不要选择粒径较大的石子,不利于混凝土的搅拌。
5、土木复合材料的选择方法和策略
土木复合材料是一种新型的工程材料,又称为“土工织物”随着工程的需要,这类材料不断有新的品种出现,比如说土工格栅、土工模袋以及土工网等。随着科技的进步,土工材料在使用范围越来越广,其生产和应用技术也得到了不断的提高,逐渐应用到了土木建筑工程的各个领域。土工织物代替了传统的天然反滤材料具有减少工程量以及速度快等特点。土工织物还具有排水的功能,由于传统的排水材料大多是选择强透性的粒状材料,而土工织物在排水时还可以起到排水的作用,它可以有效的节约工程的费用,缩短工期。所以应重视对土木复合材料的选择。
三、土木工程预算体系的制定
土木工程是一项耗时长、投资高的庞大的工程,投资具有一定的风险,因此建立健全全面的预算编制体系,其中包括工程造价预算、工程量预算、各种技术经济指标和材料分析以及套用定额单价预算等。建立健全土木工程的全面预算体系有利于保证工程持续稳定的发展,以便更好的为长期资金投放进行宏观调控。
总结
总而言之,土木工程是一项系统、庞大的工程,需要我们从工程施工的各个环节去进行控制,以确保工程施工的安全性和耐久性,钢筋混凝土结构的设计、地基加固技术以及混凝土施工技术改进是土木工程中需要面临的关键问题,本文简单分析了工程材料选择的方法和策略,提出制定土木工程预算体系,通过采取有效的措施来促进土木工程持续稳定的发展。
参考文献
[1] 沈东翔.砌体工程中选材和施工技术的探析[J].企业技术开发,2011,(9)
关键词:建筑工程;地基;施工技术;桩基础
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
近些年来,我国的经济水平有了很大的提高,经济的发展也有效的带动了城市的建设,鳞次栉比的高层建筑布满了城市的各个街道,建筑工程项目的不断增多也使得建筑行业逐渐的发展兴盛起来,成为现代社会中不可或缺的一个热门行业。伴随着社会的不断发展以及人们生活质量的提升,对现代建筑的质量以及各个方面的要求也有了相应的提升。然而,在原有的建筑工程中总是会有建筑地基不稳固的现象发生,这种现象会严重的影响建筑的质量,因此,在今后的建筑工程施工中一定要加强对基础建设的重视,同时也要求施工人员要掌握熟练的施工技术。文章深入的探讨了建筑工程中地基基础以及桩基础的施工技术。
一.地基基础的处理技术
想要确保建筑的牢固性就必须要子在施工过程中确保地基基础的施工质量不会出现任何的偏差。由于不同的工程建设所处的地理位置不一样,所以其施工场地的地质也不一样,具体的施工方法也不会完全一样。然而,尽管施工环境不断的发生变换,但是不能变的是对地基建设的重视,不管是在什么样的环境下是施工都要确保地基的质量。如果施工场地的地质环境不能很好的达到施工要求时,就需要工作人员通过对相应的处理技术的使用来有效的改变地质环境,从而使其能很好的符合施工需求。
1.施工中常用的地基基础处理技术
1.1 换土垫层
有的施工场地的土质比较的湿润,没有较强的承载力,在施工的过程中不能很好的保证地基基础的质量。因此,为了有效的改善其土质的弱点,可以利用土质条件较好的,能达到施工要求的土代替原有的土层。在换土时如果不留意的话就很容易使土体出现问题,比如孔洞等现象,因此,通常使用的是分层填土的办法来进行换土工作。
1.2 碾压和夯实
地基基础对确保工程后续工作的顺利进行有着重要的作用,因此,在施工的过程中一定要确保地基基础能很好的达到相应的强度要求。通常为了防止意外的出现,施工人员可以借助有效的方式对地基实施有效的碾压也可以是夯实。这样就很大大的降低地基沉降现象的发生几率。一般情况下,根据具体的施工情况的不一样将此种技术划为两种,一种是振动夯实法,另外一种是机械碾压法。
1.3 使土壤固结
通常情况下土体中都会包含相应的水分,而这种情况则会很大程度上降低其承载力,然而如果将土层中的水分流失掉它就能都固结在一起,因此,施工人员也可以利用其这种特性来加强土体的强度。而且这种方法比较的简单便捷同时又不用投入过多的资金,所以在现阶段的施工中能得到了很大范围的应用。
1.4 使用化学方法加固土层
在实际的地基建设中还有一种常用的技术就是通过对相应化学品的使用来达到土体粘结的目的,比如水泥浆以及碱液等。因为具体的施工方式不是完全一样的,因此,也可以将这种处理方式化为几种不同的方法,一是喷浆法,二是深层搅拌法,三是灌浆法。
二.地基基础处理过程中经常发生的问题
1.出现塌方现象
在地基建设中如果发生了塌方现象,就会在很大程度上降低地基的强度以及其承载力,从而对工程建设的质量早造车重大的影响,甚至可能会导致安全事故的发生。因此,在工程开工之前一定要保证设计师对施工场地的地质环境有充分的了解,并根据其特定制定出相应的施工办法。
2.没有充分的对地基进行保护
在实际的施工过程中一定要对很好的保护地基,不能使其出现任何差错,假如有水分进入地基中的话就会对工程质量造成很大的危害。因此,在施工的过程中一定要根据具体的施工状况对地基进行有效的保护。
3.施工不善
在有些工程建设中,施工单位没有对实际的施工环节进行有效的管理,从而造成所建设的基坑不能满足设计的要求,这就会导致地基的强度不能达到施工的需求,最终会给施工质量造成很大的威胁。因此,在实际的工程建设中施工单位一定要加大对工程管理的重视,及时的发现施工过程中的不足和问题,并实施相应的措施进行改善,确保施工质量不受损害。
三.桩基础的土建施工技术
现阶段,建筑工程中应用最为广泛的基础方式就是桩基础。他能有效地弥补其他基础建设方式在软土层的施工的不足,确保地基的强度等各方的因素都能达到相应的要求。桩基础施工就是将桩插入到地基中去,这样就能有效的将建筑物上方所承受的荷载延伸到土层中,这样就能有效地达到相应的需求。现阶段,在建筑施工中经常使用的桩基础包括树根桩、预制桩等几种。
1.施工技术
现阶段,根据建筑施工中具体的施工方式的不同可以将其划为两个不同的技术,一是振动沉桩施工技术,二是静力压桩施工技术。
振动沉桩就是通过将振动器安装在桩的最上方,从而造成桩在震动以及自重的影响下,主动自主的下降到地基中。这种操作方式使用起来非常的便捷,而且其取得的成果也非常的好,在加快施工进程的同时也有效的减少了工程的资金投入。
静力压桩就是利用桩的重量以及自重从而生成反方向的作用力把桩按进到地基中。但是利用这种方式压桩的话会对土层产生一定的影响,因此,要保证该过程一气呵成。这种方式经常应用在土质较粘的土层中,它也有很多的优势,比如操作起来方便快捷、成本小等。
2.桩基础在施工过程中需注意的问题
在实际的施工过程中一定要人真的挑选使用的桩,不同形状和长度的桩对施工都会产生不同的效果。在具体的施工中一定要确保设计师以具体的地质环境以及地基的强度等等多方面的因素为依据,来确定使用的桩的体型以及其长度。
在实际的工程建设中,施工单位还要严格的检验设计师选取的桩的体型和长度是不是可行的,同时还要采取有效的方式方法将桩基的偏差降到最小,除此之外还能够利用一些有效的技术手段来应对施工建设中会出现的偏心现象,例如配筋技术等。
总结
社会的不断发展有效地加快了城市建设的发展脚步,建筑行业逐渐的成为现代社会中不可或缺的一个行业,工程建设项目的日益增多,使得人们对建筑的质量的要求也有了相应的提高。而基础施工的质量直接影响了整个工程的质量,因此,在实际的工程建设中一定要加大对基础施工的重视,确保其施工质量,从而有效的保证整个工程的质量。
参考文献:
[1]陆江.工业厂房地基基础与桩基础土建施工技术[J].科技创新与应用.2012,3(21):25-37.
【关键词】地基基础;工程事故;工程地质
一、前言
在建筑结构的建造的使用过程中,由于地基和基础工程的质量问题,使建筑物墙体和楼盖开裂影响使用的,有碍观瞻并使人有不安全感觉的,更有甚者使建筑物倒塌的事故,近几年有上升的趋势,根据统计资料显示,其中地基和基础工程的质量问题,占总事故的确21%。在建筑结构的设计和施工过程中,人们普遍认为最难驾驭的并不是上部结构,而是该工程的地基和基础工程的问题,建筑物的上部结构尽管千变万最化,复杂万分,但是在电子计算机得普遍应用,今天,它们基本上都是在设计和施工中可以被预知和掌握。而对于建筑群所在场地的地下土层分布则不然,一般地说,人们只能在设计前通过几个钻孔的土样的试验得知其少数信息,也只能在施工后,槽底的钎探结果了解其表层信息,至于更深层更全面的情况却不能全面的掌握,往往凭经验加以处理,这就产生误差,甚至错误造成对建筑物建成后的损坏,而且,地基基础都是地下隐蔽工程,建筑工程竣工后,难以检查,使用期间出现事故的苗头也不易察觉,一旦发生事故难以补救,甚至造成灾难性的后果。
地基基础工程事故发生可能是因勘测、设计、构造、制造、安装与使用等因素相互作用引起的。而这些因素中。某些因素引起突发事故。另一些因素可能导致消耗性逐渐发生的事故,从安全上讲,突发事故是危险的。所以,研究并探讨地基基础工程事故发生的原因,更具有普遍性。地方性和经验性,对它的分析后得到的经验教训,更是建筑工程技术人员需要不断积累的知识财富。并对地基基础工程事故采取有效的防止措施,是一个值得重视的课题。
二、地基与基础的工程事故的原因及防治方法
(一)因工程地质勘查中的错误而产生的事故
工程勘察报告要全面反映建筑场地工程地质和水文地质情况,预防地基与基础的工程事故,首先对场地工程地质和水文地质条件全面正确的了解,要做到这一点关键要搞好工程勘查工作,要根据建筑物场地的特点,建筑物情况合理确定工程勘察目的和任务,勘查工作是设计的重要称序,决不能忽视而不做,也不能随便做而不考虑是否适用。特别是对复杂的、软弱的地基,更应慎重对待。即使对单层的一般性建筑,也不能不做勘查。
事故实例:某市修建的一座库房楼,该库房为两层楼房,平面呈一字型,东西向长47.28m,南北向宽10.68m,高7.50m。库房正中为楼梯间,东西各两大间,每间长10.89m、宽10.20m。中部有两个独立柱基。内外墙均为条形基础。此楼在使用一年后。库房西侧二楼墙上既发现有裂缝。此后裂缝数量增多,裂缝宽度展扩。据详细调查统计,大裂缝已有33条,有的裂缝长度超过1.80m,宽度达10~30mm,且地面多处开裂。6年之后,再度调查,发现裂缝长达3.20m,裂缝宽为8~10mm,且内外贯通。说明6年多来库房的沉降一直都在发展。
事故原因分析:原勘查失误是事故的主因,原勘查报告虽有偿个钻孔资料但仅有库房对角线的41#、46#孔分别深5.10m、5.35m,其余5个孔只有2m多,远不及基础受压层深度。更值得注意的是有2个孔已穿过有机土和泥碳层,但却未做记录,在报告中未说明,只是简单地建议地基计算强度为fk=100KN/M2。这是该库房发生严重质量问题的根源;设计人员对这份粗糙的勘查报告,并未提出补做勘查的要求。此外按规范规定对于三层和三层以上的房屋,其长高比L/H宜小于或等于2.5;本例虽为二层砌体结构,但长高比L/H=47.28/7.5=6.3,次值》25,导致房屋的整体刚度过小,对地基过大不均匀沉降的调整能力太弱。设计人员又未采取加强上部结构刚度的有力结构措施,也是导致墙体开裂的重要原因。
应吸取的教训:第一,工程勘查工作做的粗糙;第二,地基的选择和处理方法不当,未能使房屋坐落在比较均匀的天然或人工地基上;第三,上部结构整体刚度弱。这三点教训也就是平时常说的“情况不明,决心不大,方法不好”。
此外,在勘查时要重视对钻孔深度的选择。由于钻孔深度必须符合设计要求,如果不符合设计上对压缩厚度的需要,或者大不到桩所坐落的土层时,那就不可能正确计算出地基的沉降,或桩的正确承载力,也就达不到基础设计要求。因此必须按设计要求确定合适钻孔深度。如果由于勘查量不足,钻孔和探坑布点少,再加上钻孔深度不够,以致不能表达出土的不均匀性和层理的不一致性,就有可能引起建筑的翘曲和弯折而出现裂缝,造成危害和浪费。。
(二)因建筑物基础底面土压力过大超过地基承载力造成的事故
地基承载力是建筑物地基基础设计中的一个关键指标。各类地基承受基础传来荷载的能力都有一定的限度,超过这一限度,首先发生的是建筑物具有较大的不均匀沉降,引起房屋开裂;如果超越这一限度过多,则可能因地基土发生剪切破坏而整体滑动或急剧下沉,造成房屋的倾倒或严重受损,下面列举全世界闻名的实例
事故实例:加拿大特斯康谷仓,平面呈距形,长度59.44m,高度为31.00m,宽度为23.47m。容积为圆筒仓,每排 13个仓,5排,总计65个圆筒仓组成,谷仓的基础为整块钢筋混凝土筏板基础,基础厚度61cm,基础埋深为3.66m。1911年该仓开始施工,1913年秋完工。谷仓自重20000t,相当于装满谷物后总重量的42.5%。1913年底月起此谷仓装谷物,仔细装载,分布均匀。10月当谷仓装了31822m2谷物时,发现谷仓下沉,一小时沉降达31.5cm,结构物向西倾斜,并在24小时内,整个谷仓倾倒,倾倒度达26.53。谷仓西端下沉7.32m,东端上抬1.52m。
事故原因分析:经检查,谷仓工程未做勘察。设计根据邻近工程基槽开挖实验结果,计算地基承载力为352KPa,应用到这个谷仓。谷仓场地位于冰川湖的盆地中,地基表层为近代沉积层,厚度3m;表层下面为冰川沉积粘土层,厚度122m。1952年在离谷仓18.3m处打了一些钻孔,从钻孔的粘土原状式样测的:粘土层的平均含水率随深度而增加,从40%到60%;无側限抗压强度从118.4 KPa减少到70.0 Kpa,平均为100 KPa;平均液限ωl=105%,塑限ωp=35%,塑性指数高达IP=70。由试验可知这层土是高胶体、高塑性的。按太沙基公式计算地基承载力f,如采用粘土层无側限抗压强度平均值100 Kpa,则地基承载力f为278.6 KPa,小于谷仓地基破坏时的基础底面压力329.4 KPa,若用qumin=70.0 KPa计算,则f=193.5 KPa,更远小于谷仓基础滑动时的实际基底力.
事故主要原因:加拿大特斯康谷仓破坏的是因为谷仓事先未做勘察,设计盲目进行,采取设计荷载远超过地基土的承载力,导致谷仓发生地基整体滑动破坏的严重事故。
应吸取的教训:地基整体剪切破坏事故,它造成的工程事故灾害很严重,必须引起土建工程技术人员的极度重视。设计人员应慎重对待工程勘查 告提供的地基承载力建议值,严格计算基础的实际土压力,若对勘察告的建议值有怀疑,可以在做载荷试验验证。施工人员在天然地基上建造大中型工程时,应复核设计地基承载力的合理性。一旦发生地基产生较大的沉降或倾斜,必须立即停工,会同勘查、设计和使用单位共同研究。采取必要措施,防止地基和建筑物发生灾难性破坏。
(三)因地基中暗沟、古墓等旧构筑物影响造成的事故
建筑物地基槽开挖后,可能遇到许多局部异常的情况,例如:在地基土中存在有暗沟、古墓、古井、旧基础等已废除了的构筑物,其中在暗沟、古井内往往填充疏松的建筑垃圾或淤泥软土,形成局部的松软部位,可能引起基础局部严重下沉。导致上部墙体或结构开裂;如遇古墓、防空洞等中空构筑物,则可能引起塌陷事故;至于遇到旧基础、废化粪池等构筑物,它们往往比周围天然地基坚实得多,形成软硬突变,也会造成上部结构开裂。因此在刨槽验槽过程中查明局部异常情况是十分重要的。
事故实例:某厂铸钢车间厂房长度66.75m,宽度39m,为三跨等高排架,柱基为钢筋混凝土杯形基础,基础一般埋置深度为2m。基础夯实干密度》ρd≥16g/cm3,夯实影响深度0.3~0.4m。厂房主体结构完工。安装吊车前发现结构开裂事故:房屋东侧地面开裂,裂缝长达15m,裂缝最大宽50~60mm,。南墙东侧开裂,裂缝最大宽20mm,钢筋混凝土圈梁亦被拉裂,裂缝多达20余条。厂房东南角向外偏移20mm。厂房东南6个基础下沉。下沉速度平均每月约3~4mm。
事故原因分析:第一,未按设计要求探墓深度6~7m。实际探墓深度只有2m,事故发生后进行补探,在东南角10个柱基范围内,就探出木棺11个,位于基础下或旁边。木棺顶距基础底面约1.5~2.0m,木棺有的为空穴,有的充填淤泥。第二,厂房未经详细勘察,据初勘阶段临近厂房探坑资料,按地基土的承载力150KPa盲目设计,实际地基土非天然沉积土,而是填土,地基土的承载力仅为100~120KPa。
一点经验:在地基基础施工中,遇到暗沟、古墓等旧构筑物是经常发生的。这时候最重要的是设法弄清情况,除进行必要的勘测、挖掘之外,虚心向当地人和工人请教,进行细微的调查研究,是十分必要的。然后才能作出符合实际的处理方法。
(四)因建筑地基发生溶蚀与管涌造成的事故
1.当建筑地基中存在地下水,并有下列条件时,则可能发生溶蚀与管涌事故:
(1)石灰岩地区经长期地下水的作用,可能发生溶洞。溶洞发育地区,将发生地基溶蚀。
(2)山区残积土或披积土颗粒大小相差悬殊时。在地下水流动作用下,可能发生溶蚀或管涌。
(3)如地基土质级配不良,地下水流速大,则地基中土的细颗粒可能被冲走,而产生管涌。
凡在上述地区建造的工程都应仔细进行工程地质勘察,如果认为地基中存在上述溶蚀问题,应另选场地,因为上述溶蚀事故的措施相当不容易,并且费用很高。
事故实例:美国东南部亚拉巴马洲净水厂建在一座小山旁,基槽开挖6m深,以建造沉淀池和过滤建筑物,工厂完工并使用一个月后。一天早上,操作人员听到很响的咕咕声,随着一连串的隆隆声,像远距离开大炮一样,过滤建筑物发生严重摇动并开裂,从顶部一直开裂到底部,同时建筑物一半发生倾斜。
事故原因分析:净水厂的地基土为残积土,基岩为石灰岩,裂缝发育。建筑物施工其间,施工单位不慎打破直径457的自来水总管,结果将容量为226的大水箱放空,使得大量水渗入地下,当地基受水浸泡后,由于残积土颗粒大小悬殊,细颗粒被水冲走,发生溶蚀与管涌造成的事故,导致沉淀池底部出现大的洞穴,沉淀池基础与地基之间多处产生很大的缺口,宽达15~30。由于地基严重溶蚀与管涌结果。净水厂完全遭到破坏,无法使用。
应吸取的教训:土建工程技术人员应该认识到地下水对工程的设计方案、施工方法和工期、建筑工程的投资和使用都有密切关系。如果对地下水处理不当,可能发生工程事故。
2.地下水的主要影响有:
(1)基础埋深——基础宜埋置在地下水位以上,冻土层厚度以下,后者与土中的毛细水有关。
(2)施工排水——当基础埋置地下水位以下时,基槽开挖和基础施工必须排水。如果排水不好或基槽遭踩踏都会造成隐患。
(3)地下水升降——下降会使建筑物产生不均匀沉降,而上升会使粘土层软花、湿陷性黄土下沉、膨胀土层吸水膨胀。
(4)溶蚀与管涌——在石灰岩地区地下水存在会造成溶蚀,在有承压水地区,如基槽挖除承压水以上隔水层,则可能出现大量涌水浸泡地基。
(5)空心结构浮起——水池、油罐、空旷地下工程埋深超越地下水位教多时,可能上浮,影响使用。
三、结语
当发生一次重大的地基基础事故后,最关键的事对这次质量事故发生的原因进行分析,只有正确的分析,才能发现事故的原发症结。进行公正的仲裁,明确事故(下转第28页)(上接第26页)的责任;只有正确的分析,才能找到今后应吸取的教训,化消极因素为积极因素;也只有正确的分析,才能制定出适宜的防治措施,防患于未然。对于结构设计,施工技术和使用中的错误引起的,其中大部分是主观性的错误。而当严格遵守勘查、设计与施工的标准文件的规定和相应要求,则错误是可以避免的。工程设计人员在进行地基基础的设计时,应注意以下几个方面:
第一,地基基础的设计应当根据建筑物的使用要求,结构型式和工地的土质条件,并结合现场具体情况,在适用与经济的前提下,要保证建筑物的主要承重结构在正常使用过程中不发生裂缝或损坏。
第二,地基基础工程事故是目前在建筑工程中出现得较多的问题。为防患于未然,有关人员应针对地基情况,“对症下药”认真细致地做好勘查、总体布置,选取基础类型和设计计算等方面的工作。
第三,有关人员不仅要研究已出现的工程事故作为“前车之鉴”,同时也应学习已有的成功经验与方法,不断提高技术水平,确保工程质量。
第四,在地震区中,对已发生的消耗性地基基础事故,不应忽视而应及时修好,否则在地震作用下可能转变为灾难性的工程事故。
第五,建议编制有关防止地基基础工程事故的法规,以使有关方面重视这项工作。
参考文献
[1]崔干祥.工程事故分析与处理[M].科学出版社,2002.
[2]罗福干.建筑结构缺陷事故的分析及防治[M].清华大学出版社,2002.
[3]建筑地基基础设计规范GB50007—2002[S].中国建筑工业出版社,2002.
关键词:水利工程;基础处理;防渗工程
中图分类号: TV 文献标识码: A
前言
所谓的水利工程具有控制并调节和利用大自然中的地表面上的水以及地下水来建设各种水上工程的作用。水利工程按照其针对的不同对象可以分为不同的类型,如防洪水利工程,农田灌溉水利工程以及水上电力发电水力工程以及城市供水等水力工程。水利工程的应用遍布人们生活生产的各项基础设施,是基础设施建设的重点内容。基础设施建设中的地基建设也是为了改善水利工程主体建筑物的安全施工和运行问题而增加的内容。
1.目前我国水利工程建设的现状
由于我国的国民经济持续健康的发展,对各项设施的建设都提出了更高的要求。同样水利工程项目也只有通过不断的开发和建设才能满足当代经济发展的需求,但是在此过程中,不可避免的,水利工程建设也会出现一些问题,最基本的基础处理问题就是不良地基的问题。
如果水利工程选择的地基处在地天然条件并不太好,存在地质的硬度和承载力都无法满足在地基上建筑上部构筑物、并保持建筑物稳定的需要,那么这片地基就可以称之为不良地基。
同时水利工程所需建设的建筑物出现的问题一般体现在,地基的地质条件无法满足构筑物建设的需求,此外地质的抗滑能力、稳定性和安全性都无法满足水利工程建设的需要。而出现这些的原因主要归结于地基上的岩石和混凝土。地基上由于岩石和混凝土的存在,使得部分地区存在的不同角度的断层带或者是溶蚀带等位置的地基抗压强度大大降低,这在根本上就无法保证建筑物对地基抗滑和稳定性的要求。同时岩层其本身基本上是不可能承受建筑建设的基本需要的,加之岩层存在表面强度不一,受力分布不均匀等情况,如果在荷载不断的作用下,就会出现超过容许值的沉陷现象。因此这样的地基还会出现沉陷等情况,导致地基在整体或局部都会受到不同程度的影响。
此外,对于地基中的软弱岩石或者是带淤泥的软土甚至是一些膨胀土等地带,不仅容易使存在的建筑物变形,严重的还会导致建筑物毁坏和倒塌。并且,这些地带由于土地的空隙比较大,容易出现工程渗水及渗漏的问题。这使得在这种地方建造的水利工程不仅存在安全隐患,并且加剧了水利工程的危险,不仅达不到理想的利国利民的效果,还有可能造成无法预计的损失。
2.水利工程建设的基础处理
水利工程建设的基础处理主要体现在:首先要不断的修改和完善部分水利工程基础处理施工工艺;其次为了投稿水利工程的技术处理建设质量,要引进和采用一些先进的施工材料和技术;最后,为了提高施工的效率,还需要在水利工程建设中引进一些先进的施工设备。
2.1 水利工程基础处理的锚固法
对于山区的水力工程建设相对来说是比较困难的。为了适应山区的水利工程基础建设,锚固法就应运而生了。其主要目的就是为了减少水利工程基础处理的工程量。对于山区的水利工程基础处理,一般需要经过特殊的处理,才能确保工程的稳定和安全。而锚固法就具有此特点。
2.2 水利工程基础处理的预应力管桩
预应力管桩在水利工程基础处理的运用,为水利工程的质量建设提供了有效的保障。预应力管桩由先张法预应力管桩与后张法预应力管桩两部分组成。先张法和后张法预应力管桩的作用略有不同。水利工程基础处理建设中预应力管桩沉降的技术一般有两种,即静压法和锤击法。其中静压法利用桩机对预应力管桩施加相应的力,使其能够在力的作用下,达到将预应力管桩压入地面以下的目的。而锤击法与静压法相比其特点主要体现在锤击法的运用使得水利工程基础处理的速度得以大幅度提高,并且在很大程度上保证了水利工程基础处理建设的质量。
2.3水利工程基础处理的水泥土应用
水泥土的应用是水利工程基础处理质量建设的又一保证。因为水泥土是水泥与水发生一系列反应而得到的,它在一定程度上很好的满足了水力工程基础处理建设对强度的要求。水泥土通过与地基的相互作用,能够保持地基的长期稳定。
一般水泥土灌入地基的深度达到40-50 cm就大可以满足水利工程基础处理对地基稳定性和承载力的要求。此外地基土壤的密度以及水和水泥的比例都与水泥土的质量密不可分。所以,在对水泥土进行合适比例的搅拌之前,一定要对各个影响因素进行全面认真的分析和研究,进而保证水泥土的质量和用量。
3.水利工程中的防渗工程建设
水利工程中常见的渗透问题是地基渗透和坝体本身出现的渗透,其中地基渗透也包括坝肩出现的渗透。水利工程的施工人员在处理这些渗透问题时一般要根据坝型、坝基以及形成原因的具体情况来确定采取的防渗或修补措施。一般水利工程的防渗建设,最有效的方法是防渗墙施工技术和灌浆施工技术。
3.1防渗工程中的防渗墙建设
防渗墙的特点是墙体的厚度小、墙体的渗透系数较低、墙体有较强的柔性、墙体的耐久性要好并且墙体的造价面积相对来说要低。防渗墙的施工工艺按照不同的类别有多头深层搅拌水泥土城墙工艺、链斗法成墙工艺、薄型抓斗成墙工艺、射水法和倒挂井法成墙工艺等。
3.2防渗工程中的灌浆技术
防渗工程的灌浆技术一般包括对土坝坝体采用劈裂灌浆的方法、高压喷射灌浆技术和控制性灌浆技术
防渗工程的高压喷射灌浆技术利用高压的水泥浆液,将其喷出以冲击被灌地层结构而使其遭到破坏,帮助水泥浆液深入到地下而与被灌地层相互作用,形成稳定的结构从而起到防渗的作用。高压喷射灌浆防技术针对不同的地层结构以及防渗需求又可以分为定喷、摆喷和旋喷技术。在防渗工程中采用高压喷射灌浆防渗技术的好处是用到的设备相对来说简单、防渗效果好、防渗材料的来源相对较广、并且防渗的成本较低。然而该方法也有一定的缺点,就是用到的机具很多并且对使用该方法的地质条件有一定的限制,如果浆液的颗粒体积控制不好,容易造成漏喷的现象。所以应用该方法时要提前做好详细的方案,保证高压喷浆的顺利进行。
防渗工程的控制性灌溉技术是近年来新引进和该进的新型灌浆技术。相对于传统的灌浆施工技术来说,该技术解决了先前技术上的缺点,能够很好的控制浆液的压力和流量。除此之外,控制性灌溉技术在保证水利工程质量和施工效果的前提下,还能够利用有效的方法来控制灌浆的范围在所需范围内,不仅缩短了水利工程的施工工期,还大大的降低了工程的造价成本。因此,近年来,该技术得到越来越多的应用。
对土坝坝体采用劈裂灌浆的方法有效的改善了坝体的变形情况,不仅提高了坝体自身的密实度,也降低了渗透系数,还消除了背水坡常见的湿润渗水现象使得坝体的稳定得以增强。
4.结语
通过分析可以知道水利工程师渗漏问题一般可以通过防渗和灌浆等应对措施加以防范和修复,在水利工程施工时要结合工程建设的实际情况,展开深入的调查和研究,确保施工可以顺利进行。而水力工程的基础处理工作的好坏直接关系到整个水利工程的质量高低。最有效的应对方法就是在基础处理的建设中引进行业内最先进的技术手段,确保水利工程的基础处理建设质量达到相应的要求。
参考文献:
[1]韩旭光,《水利工程防渗处理施工技术应用探析》,[J],中国新技术新产品,工程技术,2010年第3期