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      關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)適應(yīng)地基變形措施的探討

      2019-10-21 23:51:12左啟章
      名城繪 2019年3期
      關(guān)鍵詞:沉降縫建筑物基礎(chǔ)

      左啟章

      摘要:軟土地基處理方法中,要注意每種方法都有其適用范圍、局限性和優(yōu)缺點(diǎn)。在軟土地區(qū),應(yīng)該采取各種有效措施,控制地基不均勻沉降。在選擇地基施工方法時(shí),應(yīng)首先考慮使建筑結(jié)構(gòu)適應(yīng)地基變形,可采取合適的結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)處理/建筑處理等措施,減少地基不均勻沉降,實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)、地基一體。

      關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu); 軟土地基;地基變形

      一、 地基變形及基地處理的一般方法

      在對(duì)施工方案的篩選和優(yōu)化中,不容忽略的是,建筑結(jié)構(gòu)主動(dòng)適應(yīng)軟弱地基變形,使建筑物安全可靠且經(jīng)濟(jì)合理,應(yīng)在設(shè)計(jì)中考慮首要因素和施工中采取措施的首要選擇。

      地基處理目的就是要提高軟弱土的強(qiáng)度,保證地基穩(wěn)定,降低其壓縮性,減少地基沉降或不均勻沉降即地基變形。減少地基變形的地基基礎(chǔ)措施,可從5個(gè)方面考慮;(1)掌握土層分布情況;(2)妥善處理不良地質(zhì)現(xiàn)象;(3)減少附加應(yīng)力;(4)充分挖掘地基潛力;(5)采用合適的基礎(chǔ)方案。

      地基變形是造成建筑物裂縫損壞、傾斜和事故的重要原因,由于增加了上部荷載,地基承載力和可能產(chǎn)生的沉降變形值是關(guān)鍵問(wèn)題。地基變形特征有沉降量、沉降差、傾斜和局部?jī)A斜。要改良軟弱地基土的工程特性,一般的常用處理方法較多,大體可分三類:(1)采用挖除軟弱地基,如置換法。(2)人工增大土的密度如強(qiáng)夯法、碾壓、振動(dòng)法等。(3)減少孔隙水壓力加速固結(jié)如排水法、擠密法等。

      二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)適應(yīng)地基變形的措施

      1、采用合適的結(jié)構(gòu)形式

      當(dāng)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的整體剛度及強(qiáng)度不能適應(yīng)地基變形時(shí),上部結(jié)構(gòu)就遭致裂損。在其他條件相同的情況下,上部結(jié)構(gòu)連同基礎(chǔ)的整體剛度愈大,建筑物的差異沉降就愈小,但在上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)中產(chǎn)生的附加彎矩就愈大,所以當(dāng)上部結(jié)構(gòu)柔性大時(shí),基礎(chǔ)不宜有相當(dāng)大的剛度。水池、油罐常采用柔性底板,目的就是使之能適應(yīng)大量的不均勻沉降。選擇結(jié)構(gòu)形式時(shí),對(duì)于由地基變形引起的結(jié)構(gòu)物的整體或局部穩(wěn)定問(wèn)題必須引起重視。

      2、結(jié)構(gòu)處理

      (1)磚承重結(jié)構(gòu)的縱橫墻布置對(duì)整體剛度有很大的影響,對(duì)調(diào)整不均勻沉降起重要作用,要求縱墻貫通,橫墻密布,猶如空腹多肋深梁,剛度甚大。(2)有時(shí)預(yù)估到建筑物不均勻沉降較大時(shí),也可在局部墻體內(nèi)配置鋼筋,以加強(qiáng)砌體強(qiáng)度。(3)磚承重結(jié)構(gòu)在墻體內(nèi)設(shè)置鋼筋混凝土圈梁,或鋼筋磚圈梁,是加強(qiáng)建筑物剛強(qiáng)度的重要措施,同時(shí)為滿足抗震要求,應(yīng)層層設(shè)置,多層建筑物在基礎(chǔ)和頂層處均應(yīng)設(shè)置。圈梁在平面內(nèi)必須呈封閉系統(tǒng)。(4)磚承重結(jié)構(gòu)中采用較高大的條形基礎(chǔ),能收到一定的效果。(5)磚承重結(jié)構(gòu)的開孔或開窗不能過(guò)大,以防止墻體的剛度和強(qiáng)度受到削弱,當(dāng)必須開較大的孔洞時(shí)可采用鋼筋混凝土邊框加強(qiáng)。6)當(dāng)建筑物受到鄰近建筑或地面荷載的影響而產(chǎn)生附加變形時(shí),有時(shí)適當(dāng)加強(qiáng)其強(qiáng)度,以抵抗所產(chǎn)生的附加應(yīng)力,也是一種措施。

      3、建筑處理措施

      (1)必要時(shí)設(shè)置沉降縫。當(dāng)建筑物各單元的高度和荷載相差懸殊,或平面形狀較復(fù)雜,又不能將各單元分開適當(dāng)距離;或地基土不均勻,可能產(chǎn)生較大的沉降;或當(dāng)建筑物分期建造時(shí),則各單元連接處可考慮設(shè)置沉降縫。設(shè)置沉降縫時(shí)需注意以下各點(diǎn):1)沉降縫需有足夠的寬度,縫中不可填塞,使各單元可以自由移動(dòng),否則會(huì)引起相互頂住擠壓,損壞結(jié)構(gòu)。沉降縫的寬度一般為:二三層時(shí),5cm~8cm;四五層時(shí),8crn~12cm;五層以上,不小于12gin,當(dāng)?shù)鼗酗@著不均勻時(shí),應(yīng)適當(dāng)加寬。2)沉降縫須從建筑物頂部開始斷開,直到基礎(chǔ)底部,利用伸縮縫是不可取的。3)沉降縫不能消除地基中的應(yīng)力重疊,故在條件許可時(shí)將建筑物劃分為幾個(gè)單元為妥,各單元間相隔一定距離并可先造臨時(shí)性通道,待沉降基本穩(wěn)定后,再建造永久性建筑;如必須同時(shí)建造永久性建筑,則可插入具有足夠剛強(qiáng)度的結(jié)構(gòu);或采用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)過(guò)渡,但沉降縫必須處理得當(dāng),否則也不能生效。

      (2)建筑物的平面布置不宜復(fù)雜。由于軟土地基變形的特點(diǎn),建筑物的平面布置不宜復(fù)雜,同一建筑物的各組成部分的高度和荷載不宜有過(guò)大的差別。因?yàn)椴捎肏,Y,L,山等形狀,在轉(zhuǎn)角交接處或?qū)硬畹南噜徧幫霈F(xiàn)裂縫損壞。

      (3)要考慮相鄰基礎(chǔ)的影響。在已建成的建筑物旁建造新的建筑物,后者使前者產(chǎn)生附加沉降,其速率較大,曲率半徑較小而彎曲方向相反,往往容易使前者發(fā)生裂損;當(dāng)同一建筑物的鄰接部分或相鄰兩建筑物同時(shí)建造時(shí),由于相互影響而增加沉降,其曲率半徑較大,加上建筑材料在施工初期的蠕變性質(zhì)往往較能適應(yīng)不均勻沉降,故損壞情況比不同時(shí)間建造的相鄰建筑物輕些。

      (4)在建筑和構(gòu)造上留有調(diào)整或沉降余地.a.當(dāng)預(yù)估建筑物或構(gòu)筑物沉降過(guò)多而有礙使用或美觀,或采用天然地基在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上優(yōu)越但沉降量較大時(shí),可有意將標(biāo)高適當(dāng)提高。b.當(dāng)有管道與建筑物相擅時(shí),建筑物的過(guò)大沉降將使管道斷裂,可在穿墻孔洞上方留有余地。外接管道若有支架,可將支架標(biāo)高適當(dāng)降低,支架與管道暫以墊片墊之,隨著建筑物下沉逐步抽出,凋整標(biāo)高,直到建筑物的沉降基本結(jié)束,再將管道和支架的聯(lián)系固定。也可采用特制的活絡(luò)接頭,允許相對(duì)位移和轉(zhuǎn)動(dòng),目前有些油罐和氣柜的接出管就采用了這種接頭,以適應(yīng)較大的地基形。c.油罐一類的構(gòu)筑物,除沉降較大外,常發(fā)生較大的傾斜。為了對(duì)付這種變形,可預(yù)先在四周埋設(shè)千斤頂,或設(shè)計(jì)預(yù)留安放千頂?shù)奈恢茫匾獣r(shí)用千斤頂校正傾斜。有時(shí)如沒(méi)有考慮這種措施,也可在沉降小的一邊外側(cè)地坪上,離開一定距離,沿圓周切線方向開槽,迫使地基土被擠出而下沉,可收到一定的效果。

      4、防止動(dòng)、活荷載引起地基的不均勻沉降

      在軟土地基上的建筑物和構(gòu)筑物,當(dāng)承受的活荷載較大,加荷速率過(guò)快,反復(fù)作用頻繁時(shí),常常產(chǎn)生過(guò)大的不均勻沉降,故要特別予以重視。如重級(jí)制吊車反復(fù)作用的動(dòng)荷載,使基礎(chǔ)的沉降比靜荷載作用時(shí)有顯著增加,并由于外力的偏心作用,基礎(chǔ)傾斜往往較大,可考慮采用樁基等措施。對(duì)于某些堆載較重,堆積面積較大的倉(cāng)庫(kù)或廠房,須重視使用中的措施。1)控制荷載分布,要求有計(jì)劃地均勻堆物,并防止在基礎(chǔ)上堆放;2)控制加載速率,如料倉(cāng)與儲(chǔ)油罐地基,活荷載應(yīng)有控制地增加,對(duì)減少沉降和不均勻沉降起到一定作用;3)當(dāng)均勻堆放的大面積地面堆載超過(guò)40MPa,可考慮采用樁基礎(chǔ)。

      三、結(jié)束語(yǔ)

      針對(duì)建筑工程的工程地質(zhì)條件、地基基礎(chǔ)條件、工程對(duì)軟土地基的特殊要求,要具體情況具體分析,確定出合適的地基處理方法。關(guān)鍵是將建筑物的上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基視作一個(gè)共同作用的整體,通過(guò)采用合適的建筑結(jié)構(gòu)形式、采取建筑處理、結(jié)構(gòu)處理等措施,使建筑結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)地基變形,從而使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工更加經(jīng)濟(jì)、合理、科學(xué)。

      參考文獻(xiàn):

      [1]黃紹銘,高大釗.軟土地基與地下工程[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2016.25—27.

      [2]孫雛東.土力學(xué)與地基基礎(chǔ)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2017.49—51.

      (作者單位:西寧市工程咨詢?cè)海?/p>

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