从工程实例中研究复杂地基的基础选型
作者:佚名; 更新时间:2014-12-04

  摘要:桂平一中教学综合楼是广西工业设计院2002年设计的六层教学楼,在设计和施工过程中根据现场情况的变化,对基础型式进行了多次变更和处理。就本工程探讨复杂地基的基础选型。
  关键词:地基;基础;选型;重要性
  
  1地基的基础重要性
  
  基础是建筑物和地基之间的连接体。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)如果地基的承载能力足够,则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同。但有时由于土或荷载的条件,需要采用满铺的伐形基础。伐形基础有扩大地基接触面的优点,但与独立基础相比,它的造价通常要高的多,因此只在必要时才使用。不论哪一种情况,基础的概念都是把集中荷载分散到地基上,使荷载不超过地基的长期承载力。因此,分散的程度与地基的承载能力成反比。有时,柱子可以直接支承在下面的方形基础上,墙则支承在沿墙长度方向布置的条形基础上。当建筑物只有几层高时,只需要把墙下的条形基础和柱下的方形基础结合使用,就常常足以把荷载传给地基。这些单独基础可用基础梁连接起来,以加强基础抵抗地震的能力。只是在地基非常软弱,或者建筑物比较高的情况下,才需要采用伐形基础。多数建筑物的竖向结构,墙、柱都可以用各自的基础分别支承在地基上。中等地基条件可以要求增设拱式或预应力梁式的基础连接构件,这样可以比独立基础更均匀地分布荷载。
  (2)如果地基承载力不足,就可以判定为软弱地基,就必须采取措施对软弱地基进行处理。软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时,应按局部软弱土层考虑。勘察时,应查明软弱土层的均匀性、组成、分布范围和土质情况,信捷职称论文写作发表网,根据拟采用的地基处理方法提供相应参数。冲填土尚应了解排水固结条件。杂填土应查明堆积历史,明确自重下稳定性、湿陷性等基本因素。
  
  2案例分析
  
  (1)工程简介:本教学楼为框架结构,首层层高4.2m,二~六层层高均为3.6m;部分为二层,首层为阶梯教室,二层为图书馆,层高均为6m。地基大部分为浅埋的硬塑粘土,地基承载力200kPa;教室部分约有1/3的地基为淤质粘土,地基承载力仅80kPa;粘土层下为微风化灰岩,埋深约6~8m。
  (2)基础选型:根据岩土勘察资料,硬塑粘土为良好的持力层,而淤质粘土承载力低下,不经处理无法作为持力层,而灰岩承载力高,可作为良好的桩端持力层。由于六层教室荷载较大,又无法以淤质粘土为持力层,故初步选择以灰岩为桩端持力层,采用人工挖孔灌注桩,以充分利用灰岩的承载力。而阶梯教室、图书馆仅两层,竖向荷载较小,由于是大跨结构,柱脚弯矩较大,故选择以硬塑粘土为持力层,采用柱下独立基础,利用独立基础进行抗弯设计。两者层数不同,荷载不同,持力层不同,基础型式也不同,在两者之间设置了沉降缝,将两者完全分开。
  (3)施工现场处理:在施工桩基时,由于灰岩坚硬,且部分灰岩存在溶洞,采取炸药爆破作为施工手段。在爆破施工时,附近的两层砖砌旧民居出现震动、墙体开裂的现象,遭到居民的投诉,不得不暂停施工。根据施工现场的实际情况,我院对地基进行局部开挖,探明淤质粘土是由于硬塑粘土低洼部分遭到水沟漏水长期浸泡而成,如果进行地基处理,还是可以作为持力层的。深层搅拌桩是通过专用的深层搅拌机械钻入软弱地基深部,喷射特定的固化剂同时将软弱土层和固化剂搅拌均匀,使软弱土层硬结而提高地基土的强度的地基处理工法,工艺成熟,施工简便,是一种经济可行的软弱地基处理技术。但根据以往经验,地基处理后建筑的沉降相对较大,为了避免出现不均匀沉降,在硬塑粘土和淤质粘土分界线上设置了沉降缝,基础型式转而改用柱下十字条形基础,以增大基础的整体性,减小不均匀沉降。
  (4)地基处理:经过计算,对淤质粘土采用深层搅拌桩进行地基处理。深层搅拌桩桩径d=500,桩长6000,间距750,按梅花状布置,面积置换率m=0.35,固化剂采用425标号水泥,掺入量为土重的12%,设计地基承载力=180kPa。施工严格按《建筑地基处理技术规范》进行施工及验收。深层搅拌桩施工完成90天后由地质勘察部门进行了现场载荷试验,试验结果表明地基承载力和沉降都满足设计指标。
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