岩土工程勘察之水文地质勘察技术

库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 1540 次浏览 • 2017-03-20 14:09 • 来自相关话题

水文地质勘查是工程勘察中极其重要的部分之一,但在实际工程项目中还是有被忽略的情况发生,本文有针对性的就水文方面的问题在岩土工程中的技术应用在工程技术和经济效益等多方面进行了详细的说明。1、概述随着地下隐蔽工程的越来越多,一方面地下水是岩土的一部分,将直接影响着岩土体的化学及物力性质。地下工程存在的外部环境,会直接的影响地下工程,使建筑的持久性和稳定性降低,另一方面,水文勘察的实施,增加了地下工程施工的困难,所以,水文勘察工作的好坏会影响着社会的生产,切实的做好水文地质勘察工作,掌握地下水的状况,进而消除地下水对建筑质量的影响及岩土工程的危害。2、工程地质的意义对工程建筑物地区的地址概况及地质环境进行调查分析,称之为工程地质勘查。通过调查对可能产生的工程地质问题做出正确合理的预测,根据科学的分析结果,尽量的利用有限的条件,去改造一些不利的地质因素,为后期的设计、规划和施工提供有效可靠的数据资料,所以地质工程勘察工作具有非常重要的意义,可以分为以下的几个阶段:1)规划勘察实施规划勘察,只要是为工程初步的选择提供有效可靠的地质资料及信息。这一阶段的重要工作是,对整个地区的地形、地质、地震资料进行编录和收集;并对该工程建筑的土质条件进行核实及系列的主要工程地质问题;评估工程实施的是可能性;普查规划中要求的天然建筑材料。2)研究勘察在对河段、河流规划方案制定后,一F步进行的就是可行性研究勘察,勘察的主要作用在于为规划中涉及的弓I水线路、堤坝以及枢纽工程的整体布置提供一个可靠的支持,充分的保证地质资料对工程的重要意义。3)设计勘察设计勘察是指在研究可行性勘查中,所选择的堤坝地址及建筑地中进行勘察。其中包括整个水利工程,枢纽、堤坝的选择,对其进行地质论证,提供建筑可用的地质资料。4)技施设计勘察技施设计勘察是指对初步设计中的枢纽建筑场地进行勘察,技术勘察的意义在于,建筑已经勘察的地质资料中的结论,并且提出有效的优化场地的建设方案。3、水文地质评价的内容在过去的工程勘察报告中,严重的缺少了同基础设计之间的沟通,也缺乏对下水对岩土工程影响的评价,在多数地区都出了由于地下水系统引起的房屋开裂、基础设备下沉等事件,我们要做的就是总结过去的经验和教训,对水文地质问题评价时需要考虑到以下几个方面:1)开展地下水对建筑物、岩土工程造成危害的可能性评价工作,提出预防措施,做出一定的预警,解决办法。2)进行工程勘察时,必须对建筑物地基基础的类型联系思考,寻找水文地质问题的根源所在,并且为建筑工程提供更多科学合理的资料。3)评估出地下水在自然条件、自然状态下出现的情况,同时还需要考虑建筑物与岩土层之间的相互作用。4)根据工程角度进行分析,地下水与工程之间的作用,并找出根据不同的工程、环境,地勘工作的内容:a)对埋藏相对过深的地下水淹没建筑物基础部分中,对材料腐蚀危害的程度;b)遇到建于强风化岩、残积土质、软质岩石之上的建筑场地,需要慎重的考虑,地下水层对岩层所造成的膨胀、崩解、软化的可能性如果建筑物的地基需要建设在内含饱和、松散的沙土地中,需要对沙体的管涌、流量情况进行评估;c)如果地基部分需要承受含水层,需要将基坑挖开,然后精确的计算、评估出承压水冲毁基坑底板的可能性.避免在地下水层挖基坑,开挖前需要进行富水性、渗水性的试验,进而评价出人工降雨等人为条件为后天造成建筑物不稳定的可能性。4、地下水引起的岩土工程危害由于地下水引起的岩土工程危害,主要是因为地下水动水压力及地下水水位升降的变化两方面原因造成的。人为因素或天然因素可引起地下水水位的变化,但无论什么原因,地下水位的变化达到一定程度的时候,都会对岩士工程造成一定的危害,地下水位的变化引起的危害可以分为三种方式:1)水位上升潜水位上升的原因有很多种,其中主要受到地质因素的影响如总体岩性、含水层结构、水文气象因素如降雨量、气温及人为因素施工、灌溉等的影响,有些时候很可能是几种因素的综合结果。潜水位上升对岩士工程可能造成:土壤的盐泽化,地下水及岩土对建筑物腐蚀性的增强;岩土体岩产生崩塌等不良的现象;特殊性岩土体强度降低、结构破坏;引起粉细砂液化出现管涌等现象;地下洞室基础上浮、建筑物失稳;由于地下水位下降引起的岩土工程危害。2)地下水位下降地下水位之所以降低多是因为人为的因素所造成的。例如大量集中的抽取地下水、在采矿过程中上游筑坝、矿床疏千、修建水库截夺下游的地下水的补给等等。由于地下水的过度下降,常常诱发地面塌陷、沉降、地裂等地质灾害以及地下水质恶化、水源枯竭等环境问题,对建筑物、岩土体的稳定性及人类自身所居住的环境造成了很大的威胁。3)地下水的反复升降由于地下水的升将变化会引起膨胀性岩土产生胀缩变形,如果地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且导致岩土的膨胀收缩的幅度不断的加大,进而形成由地裂引起的建筑物特别是对轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交换,会使土层中的铁、铝成分大量的流失,土层失去胶结物会导致土质变松、含水量的孔隙增大,承载力降低、压缩模量,为岩土工程的处理、选择带来了很大的麻烦。4)地下水动压力作用的不良影响地下水如果在天然的状态下动水的压力作用是比较微弱的,一般不会造成什么危害,但在人为的工程活动中因为改变了地下水天然动力平衡的条件,在移动着的动水压力作用下,往往会产生一些严重的岩土工程的危害,例如管涌、流砂、基坑突涌等等。5、小节水文地质与地质工程两者的关系是非常密切的,地下水是岩土体的组成部分,将直接影响着岩土体的工程特性,又是基础的工程环境,会影响着建筑物的持久性及稳定性。在工程勘查的工作中要认真的查明与岩。土工程有关的水文地质问题,为以后设计提供科学的水文地质资料,为了消除及减少地下水对岩土工程的危害。水文地质工作在建筑物的持力层选择、基础设计、工程的地质灾害防止等方面都起着重要的作用。为工程的施工、设计提供了优化和合理的地质依据。 查看全部
水文地质勘查是工程勘察中极其重要的部分之一,但在实际工程项目中还是有被忽略的情况发生,本文有针对性的就水文方面的问题在岩土工程中的技术应用在工程技术和经济效益等多方面进行了详细的说明。1、概述随着地下隐蔽工程的越来越多,一方面地下水是岩土的一部分,将直接影响着岩土体的化学及物力性质。地下工程存在的外部环境,会直接的影响地下工程,使建筑的持久性和稳定性降低,另一方面,水文勘察的实施,增加了地下工程施工的困难,所以,水文勘察工作的好坏会影响着社会的生产,切实的做好水文地质勘察工作,掌握地下水的状况,进而消除地下水对建筑质量的影响及岩土工程的危害。2、工程地质的意义对工程建筑物地区的地址概况及地质环境进行调查分析,称之为工程地质勘查。通过调查对可能产生的工程地质问题做出正确合理的预测,根据科学的分析结果,尽量的利用有限的条件,去改造一些不利的地质因素,为后期的设计、规划和施工提供有效可靠的数据资料,所以地质工程勘察工作具有非常重要的意义,可以分为以下的几个阶段:1)规划勘察实施规划勘察,只要是为工程初步的选择提供有效可靠的地质资料及信息。这一阶段的重要工作是,对整个地区的地形、地质、地震资料进行编录和收集;并对该工程建筑的土质条件进行核实及系列的主要工程地质问题;评估工程实施的是可能性;普查规划中要求的天然建筑材料。2)研究勘察在对河段、河流规划方案制定后,一F步进行的就是可行性研究勘察,勘察的主要作用在于为规划中涉及的弓I水线路、堤坝以及枢纽工程的整体布置提供一个可靠的支持,充分的保证地质资料对工程的重要意义。3)设计勘察设计勘察是指在研究可行性勘查中,所选择的堤坝地址及建筑地中进行勘察。其中包括整个水利工程,枢纽、堤坝的选择,对其进行地质论证,提供建筑可用的地质资料。4)技施设计勘察技施设计勘察是指对初步设计中的枢纽建筑场地进行勘察,技术勘察的意义在于,建筑已经勘察的地质资料中的结论,并且提出有效的优化场地的建设方案。3、水文地质评价的内容在过去的工程勘察报告中,严重的缺少了同基础设计之间的沟通,也缺乏对下水对岩土工程影响的评价,在多数地区都出了由于地下水系统引起的房屋开裂、基础设备下沉等事件,我们要做的就是总结过去的经验和教训,对水文地质问题评价时需要考虑到以下几个方面:1)开展地下水对建筑物、岩土工程造成危害的可能性评价工作,提出预防措施,做出一定的预警,解决办法。2)进行工程勘察时,必须对建筑物地基基础的类型联系思考,寻找水文地质问题的根源所在,并且为建筑工程提供更多科学合理的资料。3)评估出地下水在自然条件、自然状态下出现的情况,同时还需要考虑建筑物与岩土层之间的相互作用。4)根据工程角度进行分析,地下水与工程之间的作用,并找出根据不同的工程、环境,地勘工作的内容:a)对埋藏相对过深的地下水淹没建筑物基础部分中,对材料腐蚀危害的程度;b)遇到建于强风化岩、残积土质、软质岩石之上的建筑场地,需要慎重的考虑,地下水层对岩层所造成的膨胀、崩解、软化的可能性如果建筑物的地基需要建设在内含饱和、松散的沙土地中,需要对沙体的管涌、流量情况进行评估;c)如果地基部分需要承受含水层,需要将基坑挖开,然后精确的计算、评估出承压水冲毁基坑底板的可能性.避免在地下水层挖基坑,开挖前需要进行富水性、渗水性的试验,进而评价出人工降雨等人为条件为后天造成建筑物不稳定的可能性。4、地下水引起的岩土工程危害由于地下水引起的岩土工程危害,主要是因为地下水动水压力及地下水水位升降的变化两方面原因造成的。人为因素或天然因素可引起地下水水位的变化,但无论什么原因,地下水位的变化达到一定程度的时候,都会对岩士工程造成一定的危害,地下水位的变化引起的危害可以分为三种方式:1)水位上升潜水位上升的原因有很多种,其中主要受到地质因素的影响如总体岩性、含水层结构、水文气象因素如降雨量、气温及人为因素施工、灌溉等的影响,有些时候很可能是几种因素的综合结果。潜水位上升对岩士工程可能造成:土壤的盐泽化,地下水及岩土对建筑物腐蚀性的增强;岩土体岩产生崩塌等不良的现象;特殊性岩土体强度降低、结构破坏;引起粉细砂液化出现管涌等现象;地下洞室基础上浮、建筑物失稳;由于地下水位下降引起的岩土工程危害。2)地下水位下降地下水位之所以降低多是因为人为的因素所造成的。例如大量集中的抽取地下水、在采矿过程中上游筑坝、矿床疏千、修建水库截夺下游的地下水的补给等等。由于地下水的过度下降,常常诱发地面塌陷、沉降、地裂等地质灾害以及地下水质恶化、水源枯竭等环境问题,对建筑物、岩土体的稳定性及人类自身所居住的环境造成了很大的威胁。3)地下水的反复升降由于地下水的升将变化会引起膨胀性岩土产生胀缩变形,如果地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且导致岩土的膨胀收缩的幅度不断的加大,进而形成由地裂引起的建筑物特别是对轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交换,会使土层中的铁、铝成分大量的流失,土层失去胶结物会导致土质变松、含水量的孔隙增大,承载力降低、压缩模量,为岩土工程的处理、选择带来了很大的麻烦。4)地下水动压力作用的不良影响地下水如果在天然的状态下动水的压力作用是比较微弱的,一般不会造成什么危害,但在人为的工程活动中因为改变了地下水天然动力平衡的条件,在移动着的动水压力作用下,往往会产生一些严重的岩土工程的危害,例如管涌、流砂、基坑突涌等等。5、小节水文地质与地质工程两者的关系是非常密切的,地下水是岩土体的组成部分,将直接影响着岩土体的工程特性,又是基础的工程环境,会影响着建筑物的持久性及稳定性。在工程勘查的工作中要认真的查明与岩。土工程有关的水文地质问题,为以后设计提供科学的水文地质资料,为了消除及减少地下水对岩土工程的危害。水文地质工作在建筑物的持力层选择、基础设计、工程的地质灾害防止等方面都起着重要的作用。为工程的施工、设计提供了优化和合理的地质依据。

[基坑设计] GEO5基坑和挡墙中的放坡设计问题

库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 2379 次浏览 • 2017-03-17 16:26 • 来自相关话题

当我们设计基坑或者挡墙的时候,对于有放坡的情况或者边坡支挡情况,往往需要对放坡或天然边坡部分进行稳定性分析。但是很多客户提到一个问题,就是支挡结构顶点上方的土层似乎不能再继续划分,从而很困惑。这里就支挡放坡的使用方法给大家一个详细的解答,这里我以“深基坑支护结构分析”模块为例:1. 定义放坡坡面首先我们需要在「墙后坡面」界面中定义我们放坡以后的破面形状。  GEO5为我们提供了大量的放坡形状供选择。对于没有的形状,可以选择最右边的选项,自定义坡面各个点的坐标。注:对于非常复杂的情况,例如天然边坡的坡面,其稳定性往往需要单独的详细分析,此时建议采用「土质边坡稳定分析」模块进行。在该模块中,你可以通过导入DXF文件的方式,进行快速建模。2. 定义剖面土层然后我们需要在「剖面土层」界面中定义土层剖面的划分。这里需要注意的是结构顶点的z坐标始终是0,且z轴向下为正。这里常常遇到问题是,很多客户想划分结构顶点以上的土层,尝试输入负的z值时,软件提醒用户不能输入负值。同样的,在挡墙类模块中也是类似的。出现这个问题的原因在于,GEO5深基坑和挡墙等模块中,并不考虑结构顶点上方的土层划分,即认为结构顶点上方的土层都为统一土层。这样做的原因在于根据多层土土压力的计算理论(无论是哪种土压力计算方法。关于多层土如何计算土压力,请查阅相关的土压力书籍和教程,这里不再赘述),结构上方的土层抗剪强度对作用在结构上的土压力大小并没有影响,唯一的影响在于其容重。而土体的容重差异并不是很大,即使有较大的差异,例如岩石和淤泥,当考虑到产生土压力的土楔形状时,也可以忽略不计。因此,软件为了减少用户的参数输入工作量,并不要求用户必须输入结构上方的各个土层的抗剪强度等参数,从而大大提高了建模效率。下面的示意图对此进行了简单说明。  在「剖面图层」界面,还有一个客户常常问到的问题,就是关于“Z轴原点标高”这个参数的使用。其实对于直接进行建模的用户,这个功能并没有什么作用。这个功能主要适合于需要从“三维地层建模模块”导入剖面数据的用户。关于此功能的使用说明,请点击这里查看。3. 调用「土质边坡稳定分析」模块对于有放坡的支护设计,放坡部分的稳定性本身也是需要我们进行分析的。在GEO5中,我们直接通过调用“土质边坡稳定分析”模块进行,由于可以直接使用土坡模块中的所有功能,这样大大提成了我们对放坡部分进行设计和分析的灵活性,包括放坡部分的支护设计(加土钉、锚杆/索、挡墙等)。当我们在基坑或挡墙模块中点击「外部稳定性分析」界面后,软件会直接启动“土质边坡稳定分析”模块,并未我们创建好模型。       在第2步中我们提到由于结构顶部上方岩土体的抗剪强度对作用在结构上的土压力计算并无影响,所以软件并不需要我们输入上方的土层。但是对于边坡稳定分析,我们则必须完善土层的输入。例如,这里我们在结构上面还有一层土。则我们在土坡模块中点击「多段线」界面,在该界面中增加相应的土层。这里我们的上方土层距离结构顶端的距离是1m。我们点击图形界面显示设置按钮,并显示竖向标尺。然后在上面土层内部随意点一个点,并修改其z坐标为1,点击确定,即可完成相应地层线的添加。步骤如下图所示:1)     当然,也可以不用显示竖向标尺。默认情况下,结构顶端z坐标为0,z轴向上为正。2)   3)表格中双击该点,弹出坐标修改窗口4)确定以后,软件自动为我们添加了一条水平的地层线。  然后我们切换至「指定材料」界面,指定相应土层材料即可。当然,如果您没有在基坑或挡墙模块中事先添加相应的岩土材料,可以在土坡模块中添加。  注:对于很复杂的土层分布,建议采用土坡模块,例如导入DXF格式的功能单独建模分析。计算土压力时,我们考虑水平地层,但是如果您的地层很复杂,那么计算整体稳定性或者放坡部分稳定性时,建议考虑地层的非水平分布,需要采用土坡模块单独分析。如果放坡稳定性不满足要求,那么您可以直接在调用的土坡模块中对其进行锚杆、筋材(土钉)、抗滑桩等支护设计,而不需要在新建多个文件。总结:只要大家能够灵活应用GEO5各个模块直接的调用功能,就能非常灵活并高效的使用GEO5,并可以分析一些非常复杂的组合支护结构。 查看全部
当我们设计基坑或者挡墙的时候,对于有放坡的情况或者边坡支挡情况,往往需要对放坡或天然边坡部分进行稳定性分析。但是很多客户提到一个问题,就是支挡结构顶点上方的土层似乎不能再继续划分,从而很困惑。这里就支挡放坡的使用方法给大家一个详细的解答,这里我以“深基坑支护结构分析”模块为例:1. 定义放坡坡面首先我们需要在「墙后坡面」界面中定义我们放坡以后的破面形状。  GEO5为我们提供了大量的放坡形状供选择。对于没有的形状,可以选择最右边的选项,自定义坡面各个点的坐标。注:对于非常复杂的情况,例如天然边坡的坡面,其稳定性往往需要单独的详细分析,此时建议采用「土质边坡稳定分析」模块进行。在该模块中,你可以通过导入DXF文件的方式,进行快速建模。2. 定义剖面土层然后我们需要在「剖面土层」界面中定义土层剖面的划分。这里需要注意的是结构顶点的z坐标始终是0,且z轴向下为正。这里常常遇到问题是,很多客户想划分结构顶点以上的土层,尝试输入负的z值时,软件提醒用户不能输入负值。同样的,在挡墙类模块中也是类似的。出现这个问题的原因在于,GEO5深基坑和挡墙等模块中,并不考虑结构顶点上方的土层划分,即认为结构顶点上方的土层都为统一土层。这样做的原因在于根据多层土土压力的计算理论(无论是哪种土压力计算方法。关于多层土如何计算土压力,请查阅相关的土压力书籍和教程,这里不再赘述),结构上方的土层抗剪强度对作用在结构上的土压力大小并没有影响,唯一的影响在于其容重。而土体的容重差异并不是很大,即使有较大的差异,例如岩石和淤泥,当考虑到产生土压力的土楔形状时,也可以忽略不计。因此,软件为了减少用户的参数输入工作量,并不要求用户必须输入结构上方的各个土层的抗剪强度等参数,从而大大提高了建模效率。下面的示意图对此进行了简单说明。  在「剖面图层」界面,还有一个客户常常问到的问题,就是关于“Z轴原点标高”这个参数的使用。其实对于直接进行建模的用户,这个功能并没有什么作用。这个功能主要适合于需要从“三维地层建模模块”导入剖面数据的用户。关于此功能的使用说明,请点击这里查看。3. 调用「土质边坡稳定分析」模块对于有放坡的支护设计,放坡部分的稳定性本身也是需要我们进行分析的。在GEO5中,我们直接通过调用“土质边坡稳定分析”模块进行,由于可以直接使用土坡模块中的所有功能,这样大大提成了我们对放坡部分进行设计和分析的灵活性,包括放坡部分的支护设计(加土钉、锚杆/索、挡墙等)。当我们在基坑或挡墙模块中点击「外部稳定性分析」界面后,软件会直接启动“土质边坡稳定分析”模块,并未我们创建好模型。       在第2步中我们提到由于结构顶部上方岩土体的抗剪强度对作用在结构上的土压力计算并无影响,所以软件并不需要我们输入上方的土层。但是对于边坡稳定分析,我们则必须完善土层的输入。例如,这里我们在结构上面还有一层土。则我们在土坡模块中点击「多段线」界面,在该界面中增加相应的土层。这里我们的上方土层距离结构顶端的距离是1m。我们点击图形界面显示设置按钮,并显示竖向标尺。然后在上面土层内部随意点一个点,并修改其z坐标为1,点击确定,即可完成相应地层线的添加。步骤如下图所示:1)     当然,也可以不用显示竖向标尺。默认情况下,结构顶端z坐标为0,z轴向上为正。2)   3)表格中双击该点,弹出坐标修改窗口4)确定以后,软件自动为我们添加了一条水平的地层线。  然后我们切换至「指定材料」界面,指定相应土层材料即可。当然,如果您没有在基坑或挡墙模块中事先添加相应的岩土材料,可以在土坡模块中添加。  注:对于很复杂的土层分布,建议采用土坡模块,例如导入DXF格式的功能单独建模分析。计算土压力时,我们考虑水平地层,但是如果您的地层很复杂,那么计算整体稳定性或者放坡部分稳定性时,建议考虑地层的非水平分布,需要采用土坡模块单独分析。如果放坡稳定性不满足要求,那么您可以直接在调用的土坡模块中对其进行锚杆、筋材(土钉)、抗滑桩等支护设计,而不需要在新建多个文件。总结:只要大家能够灵活应用GEO5各个模块直接的调用功能,就能非常灵活并高效的使用GEO5,并可以分析一些非常复杂的组合支护结构。

城市地质灾害中的地下水环境效应

库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 2662 次浏览 • 2017-03-17 14:34 • 来自相关话题

我国许多大都市人口在数百万至数千万以上,城市人口高度集中,现代工业迅猛发展,对城市的环境地质影响作用也愈来愈强烈。我国幅员辽阔,国土南北跨越的纬度近50°,东西跨越的经度有60多度,大陆海岸线长度逾18000km。自然条件,如气候、地形、地貌、地质等差别显著,大多数城市所处的自然条件和地质环境比较复杂,城市发展中遇到的地质灾害各不相同。但几乎所有的地质灾害都或多或少与地下水有关。通过对地下水的动态、运动规律、物理化学特征等的研究,可以加深对地质灾害形成机理的认识,从而实现对地质灾害的预测预报和防止治理。(一)城市地质灾害的类型根据产生地质灾害的动力作用性质,可将地质灾害分为3类:Ⅰ类为由内动力地质作用产生的地质灾害;Ⅱ类为有外动力地质作用产生的地质灾害;Ⅲ类为由人类活动作用产生的地质灾害(如图1)。其中常发生的地质灾害主要有:图1 地质灾害的类型1、地震与地裂缝我国人口在100万以上的大城市,70%位于地震裂度大于7度的地区内。我国是一个多地震的国家,8级以上的地震平均每10年1次,7级以上的地震平均每年1次,而5级以上的地震平均每年14次之多。我国地震活动强烈的地区,多分布在地壳不稳定的大陆板块和大洋板块接触带及板块断裂破碎带上,从地区分布上看主要是东南部的台湾和福建沿海,华北太行山沿线和京津唐地区,西南青藏高原及其边缘的四川、云南省西部,西北的新疆、甘肃和 宁夏。有资料记载以来,我国最大地震为8.5级,山东、西藏、宁夏各发生一次。1556年陕西华县发生8级大地震,死亡80多万人。1976年7月28日夜间,河北唐山发生7.8级大地震,有24万人丧生。20世纪60年代西安市在东南郊一带的小寨、 雁塔路、南沙坡村和秦川机械厂等地相继发现有地裂缝。1976年唐山发生7.8级大地震后,地裂缝活动日趋明显,特别是1977年西安北郊发生2.9级地震后,又陆续发现了西郊劳动公园、北郊八府庄和辛家庙等多处地裂缝,截止2002年经勘察确认的地裂缝已有13条。2、地面沉降与塌陷我国100万人口以上的大城市大约有30多个城市出现地面沉降区,还有一些大城市位于塌陷性黄土或胀缩性强的膨胀土地区、软土地区和岩溶区。由于过度强烈开采地下水、石油和天然气,平原地区的城市常出现地面沉降,位于地下隐伏岩溶发育地区的城市发生岩溶塌陷,如上海市、西安市、天津市和北京市等大都市形成了330~4000km2的沉降区或沉降洼地,其中西安市最大沉降量达2600mm以上,天津市最大沉降量达3090mm。沉降导致地面高程损失、雨后积水、市政设施破坏、河流泄洪能力下降、市区内河成为“地上悬河”、沿海风爆加剧、防汛设施的防御标准降低、土壤盐渍化等灾害。根据国土资源部的统计数字显示,40年来,仅上海市因地面沉降而造成的直接经济损失达2900亿元,其中潮损1755亿元、涝损848亿元、安全高程损失189亿元。3、水环境恶化城市“三废”排放增多,以及农业化肥和农药的大量使用,使区域水环境有恶化的趋势。如北京市全年有近500万t的建筑、工业和生活垃圾需要堆放、填埋、消纳,这些垃圾影响或污染着地表水体、地下水质、土壤地球化学背景和周边环境。由于地下水超采和人为活动因素干扰,北京市局部地区地下水硬度升高超标,并发现硝酸盐氮有面型污染趋势。西安市全年排放的各类垃圾达150万t,1990年前各类垃圾点有600余处,占地超过380万m2,分布在近郊城乡结合部位,严重污染水体、空气和土壤。 水资源匮乏和水环境恶化已成为制约我国许多大都市经济可持续发展的一个瓶颈。4、滑坡、崩塌、泥石流等边坡失稳位于丘陵山区或河流、海洋、湖泊附近的城市,滑坡、崩塌、泥石流等边坡失稳问题时有发生。在西安崩塌、滑坡、泥石流灾害隐患主要分布在秦岭北麓、骊山周边、黄河台塬边坡地带及横岭黄土丘陵区。上海市沿江沿海岸线,包括崇明、长兴、横沙等岛屿总长有460km,均为泥质海岸线。岸坡稳定性是一种缓变性地质灾害,它可由地震、地壳运动等内动力因素作用发生,也可由风化、气象、海洋、地表水、地下水等外动力因素和人为因素诱发。5、流砂、管涌、软土变形第四系地层中,砂质粉土和粉细沙层往往是隧道施工、深基坑开挖等地下工程最大的事故隐患。在上海城市建设中,流砂、管涌灾害比较普遍,如2003年7月1日凌晨上海轨道交通4号线发生大量流沙,引起地面大幅沉降,楼房倾斜、倒塌,堤防开裂,直接经济损失1.5亿元左右;又如上海市长寿路某大厦深基坑开挖,流砂引发塌方的场面不可收拾,工地停工处理事故长达1年。河口—滨海—浅海相成因的淤泥质粉质粘土和淤泥质粘土,一般为高压缩性土,是不良工程地质层,不可作为建筑物的持力层,如果处理不当,会给建筑物的地基质量留下隐患,引发事故。6、其它问题中国大陆海岸线长度逾18000km,由于沿海地区地下水严重超采,经常引起海水入侵问题。如山东省沿海共有19个县(市、区)发生海水入侵,面积超过1000km2,其中莱州市海水入侵面积达234km2。天津市、河北省秦皇岛市也有类似的海水入侵问题。(二)地质灾害中的地下水环境效应可以说无论内动力地质作用、外动力地质作用产生的地质灾害,还是人类活动作用产生的地质灾害,无不与地下水有关(如图2)。图2 地下水与地质灾害的相关性图示1、地下水的作用形式地下水作为地质灾害最敏感的触发因素之一,在地质灾害的萌发、发育、形成和发展过程中起着至关重要的作用,作用的形式可分为物理作用、化学作用和生物作用等。地下水对地质灾害的物理作用是最经常、最普遍的作用,贯穿于地质灾害的萌发、发育、形成和发展的全过程,但在不同的阶段,其作用的强弱有所区别。物理作用主要表现为地质体内的地下水,通过温度、物态变化和渗透、潜蚀作用,改变地质体的物理力学特性和受力状态,促进或影响各种地质灾害的萌发、发育、形成和发展。化学作用主要表现为地质体内的地下水作为一种天然溶液,在渗透、潜蚀的同时,与矿物岩石发生各种化学反应,如氧化反应、溶解反应、水化反应、水解反应、碳酸化反应等,从而改变地质体的物理力学特性和受力状态,影响地质灾害的萌发、发育、形成和发展。生物作用是指生物在其生命活动中,对地质灾害的萌发、发育、形成和发展所起的作用。生物的生命活动离不开水,生物作用可以是机械的,也可以是化学的。2、地下水作用的效应地下水对地质灾害的作用效应分为控制效应、辅助效应、次生效应。控制效应是指地下水作为一种控制性因素,在地质灾害的萌发、发育、形成和发展的全过程或某一阶段起控制性作用。控制效应大都是基于地下水的物理作用来实现的,如水库诱发地震,地下水往往是造成地应力集中,岩体破坏的直接原因,地下水几乎在滑坡的萌发、发育、形成和发展整个过程中都起着控制性作用,雨季产生的滑坡占总数的90%以上,以至于形成了“无水不成滑坡”的观点。众所周知,地下水的超采是导致地面沉降、海水入侵的最直接的原因;流砂、管涌、软土变形的发生,也离不开地下水。辅助效应是指地下水作为一种辅助性因素,在地质灾害的萌发、发育、形成和发展的全过程或某一阶段起催化剂的作用。辅助效应可以通过地下水的物理作用、化学作用或生物作用来实现的。次生效应指地下水作为一种次生因素,在地质灾害的萌发、发育、形成和发展的全过程或某一阶段,以某种物理、化学或生物现象表现出来。次生效应同样可以通过地下水的物理作用、化学作用或生物作用来实现。3、地下水的环境响应由于发生地质灾害的地质环境、动力作用性质、类型各异,因此各种地质灾害在萌发、发育、形成和发展的全过程或某一阶段引起的地下水的环境响应是各不相同的。地震地质灾害中地下水的环境响应最为显著和多样化。大震前,有时天气大旱,但地下水(井水)却猛涨,甚至溢出地表;在多雨的季节里,井水本应逐渐上升,但却猛降,甚至干涸等。产生的原因是因地 震孕育过程中,地应力不断增强,尤其在震中区附近,因地应力的作用,地壳活动随之加强。压性区水位会逐渐抬升;张性区在张应力作用下,水位会逐渐下降。尤其是地壳局部区域在地应力作用下遭受破坏,发生变形或加速位移,以及由岩层破坏而引起上下层间水的贯通,都会使水位产生急剧的升降运动,这就是利用地下水预报地震的依据。地震时,由于地裂缝切过地下含水层,地下水受到挤压,并沿着裂缝夹带着泥砂涌出地表,即形成喷砂、冒水现象。城市地面沉降是摩天大楼的重量压塌了地面的结果吗?研究发现,引起地面沉降的最主要原因是大量开采地下水。2002年全国218个进行地下水动态监测城市和地区中,共有108个城市和地区的地下水水位出现不同程度的下降,占统计总数的49.6%,其中北方城市有66个。过量开采地下水形成 了规模不等的降落漏斗,华北平原的降落漏斗以天津、沧州、德州、衡水、唐山、廊坊、石家庄为中心,形成了大面积区域性承压水头下降区。总面积约14万km2的华北平原地区是世界上超采地下水最严重的地区,也是地下水降落漏斗和地面沉降面积最大、类型最复杂的地区。南方最大的降落漏斗是苏、锡、常地区,杭、嘉、湖平原地区以及上海市的区域水位降落漏斗相互迭交,形成了长江三角洲区域水位降落漏斗。目前,上海、嘉兴、宁波等地的沉降速度虽趋缓,但总体沉降范围却在迅速扩展,杭、嘉、湖的沉降正向整个平原蔓延,苏、锡、常地区的沉降速度也在加大,长江三角洲地区的地面沉降在区域上有连成一片的趋势。另外,全国31个省(区、市)都不同程度地存在着与饮用水水质有关的地方病。滑坡灾害中地下水的作用日益被人们所重视,以至于形成了“无水不成滑坡”的观点。边坡的充水张裂隙将承受裂隙水的静水压力作用;边坡地下水的渗透将对边坡体产生动水压力,地下水对边坡岩土体产生软化或泥化作用,地下水的溶蚀和潜蚀对边坡产生直接的破坏作用。根据边坡的地貌形态,结合边坡地下水环境响应的特征,如边坡泉的分布、动态、水质和混浊度的变化,可预测和评价边坡的稳定性。(三)几个关键问题1、地震预测预报由于地震成因的复杂性和发震的突发性,以及人们现时的科学水平所限,地震预报是一个世界性的难题。在震前的一段时间内,震区附近总会出现一些异常变化。如地下水的变化,突然升、降或变味、发浑、发响、冒泡。如何利用地下水动态的宏观和微观观测数据,综合分析,对发震的时间、地点和震级进行预报值得深入研究。2、非线性水流方程与沉降方程耦合地下水开采引起土层的固结,宏观上表现为地面沉降。在土层固结过程中,土层被压密,孔隙度和孔隙比减小,因而改变土的渗透系数K和贮水率μs。如果把K和μs视为常量,则属于线性固结问题;若随着固结过程参数K和μs是变量,则是非线性固结问题。地下水开采条件下,地下水的流动问题与固结问题是同时发生和发展的。固结问题蕴涵在地下水流动问题之中,同时固结问题又通过对地下水流动介质性质的改变而直接影响地下水流动问题。如何建立非线性水流方程与沉降方程的耦合模型,是正确计算、预测和分析地下水在开采条件下地面沉降量的前提。3、多尺度非均质中地下水流与溶质运移地质体是非均质的,各个测度上都存在非均质性。为了掌握地下水及污染物在不同尺度多孔介质中的运移规律,进一步对地下水的污染进行预测、控制和治理,必需要回答一些重要的问题,如用不同方法、不同尺度得到的渗透系数K如何联系起来;弥散系数尺度效应的结构,哪种测量尺度对被污染的地下水流运动和扩散起控制作用,在解决实际问题时,弥散参数如何选取,如何采用随机的方法来模拟、预测地下水污染运移,如何建立溶质运移理论与模拟试验之间的关系等。因此,从理论、试验和实际应用方面研究多尺度非均质介质中渗流和弥散对于解决上述问题有很重要的意义。4、非饱和带水动力学降雨入渗在边坡体内形成的所谓暂态饱和区及暂态水压力对边坡稳定性有极大得影响。然而,至今尚无可应用的定量研究成果,已有的工程设计均采用对暂态饱和区及暂态水压力进行假定的方法。近年来,随着非饱和水动力学的发展,为如何恰当估计基质吸力对边坡稳定性的影响提供了新的理论基础及相应的分析方法。非饱和水动力学理论认为,降雨影响边坡稳定性、诱发滑坡的主要作用机理是:降雨入渗使得边坡非饱和带土体的基质吸力降低、产生暂态饱和区,而基质吸力的降低,使得边坡非饱和带土体的抗剪强度下降,进而导致边坡稳定性降低,甚至滑坡。5、裂隙介质水动力学研究裂隙介质地下水运动规律,究其实质最终可归结为3个方面的问题:其一是介质;其二是水;其三是水与介质的相互关系。介质研究的核心是其透水性,包括岩体的透水性、结构面的透水性及其空间分布规律。水主要是指重力水,研究的核心是地下水的质、量和力三方面问题。质指的是地下水的水质,量指的是地下水的流量(数量),力指的是地下水的静水压力和渗透力。由于裂隙介质本身的复杂性,使的研究裂隙介质中地下水运动规律难度很大。近年来,裂隙岩体地下水受到了严重污染的威胁,诸如核废料的地质贮存、垃圾填埋造成污水下渗、海水入侵、输油管道老化而引起的渗漏等。这些与人类生活密切相关的环境问题迫切要求我们对裂隙介质地下水中污染物运移的机制进行研究,以便对其进行预报和控制。此外,随着地热开发、稠油热采以及一些大型水利水电工程中的地下水热量运移问题的提出,也为裂隙介质地下水传热研究开辟了一些具有重要应用背景的新研究领域。6、水与介质相互作用水与介质的相互关系重点是研究介质中渗流场与化学场、温度场和应力场之间的耦合作用,几乎所有的城市地质灾害问题都涉及到水与介质相互作用。渗流场、化学场、温度场和应力场之间的耦合机理,是分析解决相关城市地质灾害问题的理论基础,如地下水中的溶质和贮存在地下的热量,随着水流的运动在空间上发生迁移,就是一个典型的渗流场、化学场、温度场三场耦合问题。水库诱发地震、地面沉降都是典型的渗流场和应力场耦合问题。对于这些问题如何建立对应的数学模型,如何计算分析,有待进一步研究。(四)结语地质灾害大多是内外动力地质作用产生的,不依人的意志转移的,但许多城市地质灾害与人类活动密切相关。地下水作为地质灾害萌发、发展和形成过程的重要因素,加强对其动态、运动规律、物理化学特征等的研究,有助于加深对地质灾害,尤其是人类活动引起的城市地质灾害形成机理的认识,从而实现对地质灾害的预测预报和控制,做到人与自然的和谐共处。 查看全部
我国许多大都市人口在数百万至数千万以上,城市人口高度集中,现代工业迅猛发展,对城市的环境地质影响作用也愈来愈强烈。我国幅员辽阔,国土南北跨越的纬度近50°,东西跨越的经度有60多度,大陆海岸线长度逾18000km。自然条件,如气候、地形、地貌、地质等差别显著,大多数城市所处的自然条件和地质环境比较复杂,城市发展中遇到的地质灾害各不相同。但几乎所有的地质灾害都或多或少与地下水有关。通过对地下水的动态、运动规律、物理化学特征等的研究,可以加深对地质灾害形成机理的认识,从而实现对地质灾害的预测预报和防止治理。(一)城市地质灾害的类型根据产生地质灾害的动力作用性质,可将地质灾害分为3类:Ⅰ类为由内动力地质作用产生的地质灾害;Ⅱ类为有外动力地质作用产生的地质灾害;Ⅲ类为由人类活动作用产生的地质灾害(如图1)。其中常发生的地质灾害主要有:图1 地质灾害的类型1、地震与地裂缝我国人口在100万以上的大城市,70%位于地震裂度大于7度的地区内。我国是一个多地震的国家,8级以上的地震平均每10年1次,7级以上的地震平均每年1次,而5级以上的地震平均每年14次之多。我国地震活动强烈的地区,多分布在地壳不稳定的大陆板块和大洋板块接触带及板块断裂破碎带上,从地区分布上看主要是东南部的台湾和福建沿海,华北太行山沿线和京津唐地区,西南青藏高原及其边缘的四川、云南省西部,西北的新疆、甘肃和 宁夏。有资料记载以来,我国最大地震为8.5级,山东、西藏、宁夏各发生一次。1556年陕西华县发生8级大地震,死亡80多万人。1976年7月28日夜间,河北唐山发生7.8级大地震,有24万人丧生。20世纪60年代西安市在东南郊一带的小寨、 雁塔路、南沙坡村和秦川机械厂等地相继发现有地裂缝。1976年唐山发生7.8级大地震后,地裂缝活动日趋明显,特别是1977年西安北郊发生2.9级地震后,又陆续发现了西郊劳动公园、北郊八府庄和辛家庙等多处地裂缝,截止2002年经勘察确认的地裂缝已有13条。2、地面沉降与塌陷我国100万人口以上的大城市大约有30多个城市出现地面沉降区,还有一些大城市位于塌陷性黄土或胀缩性强的膨胀土地区、软土地区和岩溶区。由于过度强烈开采地下水、石油和天然气,平原地区的城市常出现地面沉降,位于地下隐伏岩溶发育地区的城市发生岩溶塌陷,如上海市、西安市、天津市和北京市等大都市形成了330~4000km2的沉降区或沉降洼地,其中西安市最大沉降量达2600mm以上,天津市最大沉降量达3090mm。沉降导致地面高程损失、雨后积水、市政设施破坏、河流泄洪能力下降、市区内河成为“地上悬河”、沿海风爆加剧、防汛设施的防御标准降低、土壤盐渍化等灾害。根据国土资源部的统计数字显示,40年来,仅上海市因地面沉降而造成的直接经济损失达2900亿元,其中潮损1755亿元、涝损848亿元、安全高程损失189亿元。3、水环境恶化城市“三废”排放增多,以及农业化肥和农药的大量使用,使区域水环境有恶化的趋势。如北京市全年有近500万t的建筑、工业和生活垃圾需要堆放、填埋、消纳,这些垃圾影响或污染着地表水体、地下水质、土壤地球化学背景和周边环境。由于地下水超采和人为活动因素干扰,北京市局部地区地下水硬度升高超标,并发现硝酸盐氮有面型污染趋势。西安市全年排放的各类垃圾达150万t,1990年前各类垃圾点有600余处,占地超过380万m2,分布在近郊城乡结合部位,严重污染水体、空气和土壤。 水资源匮乏和水环境恶化已成为制约我国许多大都市经济可持续发展的一个瓶颈。4、滑坡、崩塌、泥石流等边坡失稳位于丘陵山区或河流、海洋、湖泊附近的城市,滑坡、崩塌、泥石流等边坡失稳问题时有发生。在西安崩塌、滑坡、泥石流灾害隐患主要分布在秦岭北麓、骊山周边、黄河台塬边坡地带及横岭黄土丘陵区。上海市沿江沿海岸线,包括崇明、长兴、横沙等岛屿总长有460km,均为泥质海岸线。岸坡稳定性是一种缓变性地质灾害,它可由地震、地壳运动等内动力因素作用发生,也可由风化、气象、海洋、地表水、地下水等外动力因素和人为因素诱发。5、流砂、管涌、软土变形第四系地层中,砂质粉土和粉细沙层往往是隧道施工、深基坑开挖等地下工程最大的事故隐患。在上海城市建设中,流砂、管涌灾害比较普遍,如2003年7月1日凌晨上海轨道交通4号线发生大量流沙,引起地面大幅沉降,楼房倾斜、倒塌,堤防开裂,直接经济损失1.5亿元左右;又如上海市长寿路某大厦深基坑开挖,流砂引发塌方的场面不可收拾,工地停工处理事故长达1年。河口—滨海—浅海相成因的淤泥质粉质粘土和淤泥质粘土,一般为高压缩性土,是不良工程地质层,不可作为建筑物的持力层,如果处理不当,会给建筑物的地基质量留下隐患,引发事故。6、其它问题中国大陆海岸线长度逾18000km,由于沿海地区地下水严重超采,经常引起海水入侵问题。如山东省沿海共有19个县(市、区)发生海水入侵,面积超过1000km2,其中莱州市海水入侵面积达234km2。天津市、河北省秦皇岛市也有类似的海水入侵问题。(二)地质灾害中的地下水环境效应可以说无论内动力地质作用、外动力地质作用产生的地质灾害,还是人类活动作用产生的地质灾害,无不与地下水有关(如图2)。图2 地下水与地质灾害的相关性图示1、地下水的作用形式地下水作为地质灾害最敏感的触发因素之一,在地质灾害的萌发、发育、形成和发展过程中起着至关重要的作用,作用的形式可分为物理作用、化学作用和生物作用等。地下水对地质灾害的物理作用是最经常、最普遍的作用,贯穿于地质灾害的萌发、发育、形成和发展的全过程,但在不同的阶段,其作用的强弱有所区别。物理作用主要表现为地质体内的地下水,通过温度、物态变化和渗透、潜蚀作用,改变地质体的物理力学特性和受力状态,促进或影响各种地质灾害的萌发、发育、形成和发展。化学作用主要表现为地质体内的地下水作为一种天然溶液,在渗透、潜蚀的同时,与矿物岩石发生各种化学反应,如氧化反应、溶解反应、水化反应、水解反应、碳酸化反应等,从而改变地质体的物理力学特性和受力状态,影响地质灾害的萌发、发育、形成和发展。生物作用是指生物在其生命活动中,对地质灾害的萌发、发育、形成和发展所起的作用。生物的生命活动离不开水,生物作用可以是机械的,也可以是化学的。2、地下水作用的效应地下水对地质灾害的作用效应分为控制效应、辅助效应、次生效应。控制效应是指地下水作为一种控制性因素,在地质灾害的萌发、发育、形成和发展的全过程或某一阶段起控制性作用。控制效应大都是基于地下水的物理作用来实现的,如水库诱发地震,地下水往往是造成地应力集中,岩体破坏的直接原因,地下水几乎在滑坡的萌发、发育、形成和发展整个过程中都起着控制性作用,雨季产生的滑坡占总数的90%以上,以至于形成了“无水不成滑坡”的观点。众所周知,地下水的超采是导致地面沉降、海水入侵的最直接的原因;流砂、管涌、软土变形的发生,也离不开地下水。辅助效应是指地下水作为一种辅助性因素,在地质灾害的萌发、发育、形成和发展的全过程或某一阶段起催化剂的作用。辅助效应可以通过地下水的物理作用、化学作用或生物作用来实现的。次生效应指地下水作为一种次生因素,在地质灾害的萌发、发育、形成和发展的全过程或某一阶段,以某种物理、化学或生物现象表现出来。次生效应同样可以通过地下水的物理作用、化学作用或生物作用来实现。3、地下水的环境响应由于发生地质灾害的地质环境、动力作用性质、类型各异,因此各种地质灾害在萌发、发育、形成和发展的全过程或某一阶段引起的地下水的环境响应是各不相同的。地震地质灾害中地下水的环境响应最为显著和多样化。大震前,有时天气大旱,但地下水(井水)却猛涨,甚至溢出地表;在多雨的季节里,井水本应逐渐上升,但却猛降,甚至干涸等。产生的原因是因地 震孕育过程中,地应力不断增强,尤其在震中区附近,因地应力的作用,地壳活动随之加强。压性区水位会逐渐抬升;张性区在张应力作用下,水位会逐渐下降。尤其是地壳局部区域在地应力作用下遭受破坏,发生变形或加速位移,以及由岩层破坏而引起上下层间水的贯通,都会使水位产生急剧的升降运动,这就是利用地下水预报地震的依据。地震时,由于地裂缝切过地下含水层,地下水受到挤压,并沿着裂缝夹带着泥砂涌出地表,即形成喷砂、冒水现象。城市地面沉降是摩天大楼的重量压塌了地面的结果吗?研究发现,引起地面沉降的最主要原因是大量开采地下水。2002年全国218个进行地下水动态监测城市和地区中,共有108个城市和地区的地下水水位出现不同程度的下降,占统计总数的49.6%,其中北方城市有66个。过量开采地下水形成 了规模不等的降落漏斗,华北平原的降落漏斗以天津、沧州、德州、衡水、唐山、廊坊、石家庄为中心,形成了大面积区域性承压水头下降区。总面积约14万km2的华北平原地区是世界上超采地下水最严重的地区,也是地下水降落漏斗和地面沉降面积最大、类型最复杂的地区。南方最大的降落漏斗是苏、锡、常地区,杭、嘉、湖平原地区以及上海市的区域水位降落漏斗相互迭交,形成了长江三角洲区域水位降落漏斗。目前,上海、嘉兴、宁波等地的沉降速度虽趋缓,但总体沉降范围却在迅速扩展,杭、嘉、湖的沉降正向整个平原蔓延,苏、锡、常地区的沉降速度也在加大,长江三角洲地区的地面沉降在区域上有连成一片的趋势。另外,全国31个省(区、市)都不同程度地存在着与饮用水水质有关的地方病。滑坡灾害中地下水的作用日益被人们所重视,以至于形成了“无水不成滑坡”的观点。边坡的充水张裂隙将承受裂隙水的静水压力作用;边坡地下水的渗透将对边坡体产生动水压力,地下水对边坡岩土体产生软化或泥化作用,地下水的溶蚀和潜蚀对边坡产生直接的破坏作用。根据边坡的地貌形态,结合边坡地下水环境响应的特征,如边坡泉的分布、动态、水质和混浊度的变化,可预测和评价边坡的稳定性。(三)几个关键问题1、地震预测预报由于地震成因的复杂性和发震的突发性,以及人们现时的科学水平所限,地震预报是一个世界性的难题。在震前的一段时间内,震区附近总会出现一些异常变化。如地下水的变化,突然升、降或变味、发浑、发响、冒泡。如何利用地下水动态的宏观和微观观测数据,综合分析,对发震的时间、地点和震级进行预报值得深入研究。2、非线性水流方程与沉降方程耦合地下水开采引起土层的固结,宏观上表现为地面沉降。在土层固结过程中,土层被压密,孔隙度和孔隙比减小,因而改变土的渗透系数K和贮水率μs。如果把K和μs视为常量,则属于线性固结问题;若随着固结过程参数K和μs是变量,则是非线性固结问题。地下水开采条件下,地下水的流动问题与固结问题是同时发生和发展的。固结问题蕴涵在地下水流动问题之中,同时固结问题又通过对地下水流动介质性质的改变而直接影响地下水流动问题。如何建立非线性水流方程与沉降方程的耦合模型,是正确计算、预测和分析地下水在开采条件下地面沉降量的前提。3、多尺度非均质中地下水流与溶质运移地质体是非均质的,各个测度上都存在非均质性。为了掌握地下水及污染物在不同尺度多孔介质中的运移规律,进一步对地下水的污染进行预测、控制和治理,必需要回答一些重要的问题,如用不同方法、不同尺度得到的渗透系数K如何联系起来;弥散系数尺度效应的结构,哪种测量尺度对被污染的地下水流运动和扩散起控制作用,在解决实际问题时,弥散参数如何选取,如何采用随机的方法来模拟、预测地下水污染运移,如何建立溶质运移理论与模拟试验之间的关系等。因此,从理论、试验和实际应用方面研究多尺度非均质介质中渗流和弥散对于解决上述问题有很重要的意义。4、非饱和带水动力学降雨入渗在边坡体内形成的所谓暂态饱和区及暂态水压力对边坡稳定性有极大得影响。然而,至今尚无可应用的定量研究成果,已有的工程设计均采用对暂态饱和区及暂态水压力进行假定的方法。近年来,随着非饱和水动力学的发展,为如何恰当估计基质吸力对边坡稳定性的影响提供了新的理论基础及相应的分析方法。非饱和水动力学理论认为,降雨影响边坡稳定性、诱发滑坡的主要作用机理是:降雨入渗使得边坡非饱和带土体的基质吸力降低、产生暂态饱和区,而基质吸力的降低,使得边坡非饱和带土体的抗剪强度下降,进而导致边坡稳定性降低,甚至滑坡。5、裂隙介质水动力学研究裂隙介质地下水运动规律,究其实质最终可归结为3个方面的问题:其一是介质;其二是水;其三是水与介质的相互关系。介质研究的核心是其透水性,包括岩体的透水性、结构面的透水性及其空间分布规律。水主要是指重力水,研究的核心是地下水的质、量和力三方面问题。质指的是地下水的水质,量指的是地下水的流量(数量),力指的是地下水的静水压力和渗透力。由于裂隙介质本身的复杂性,使的研究裂隙介质中地下水运动规律难度很大。近年来,裂隙岩体地下水受到了严重污染的威胁,诸如核废料的地质贮存、垃圾填埋造成污水下渗、海水入侵、输油管道老化而引起的渗漏等。这些与人类生活密切相关的环境问题迫切要求我们对裂隙介质地下水中污染物运移的机制进行研究,以便对其进行预报和控制。此外,随着地热开发、稠油热采以及一些大型水利水电工程中的地下水热量运移问题的提出,也为裂隙介质地下水传热研究开辟了一些具有重要应用背景的新研究领域。6、水与介质相互作用水与介质的相互关系重点是研究介质中渗流场与化学场、温度场和应力场之间的耦合作用,几乎所有的城市地质灾害问题都涉及到水与介质相互作用。渗流场、化学场、温度场和应力场之间的耦合机理,是分析解决相关城市地质灾害问题的理论基础,如地下水中的溶质和贮存在地下的热量,随着水流的运动在空间上发生迁移,就是一个典型的渗流场、化学场、温度场三场耦合问题。水库诱发地震、地面沉降都是典型的渗流场和应力场耦合问题。对于这些问题如何建立对应的数学模型,如何计算分析,有待进一步研究。(四)结语地质灾害大多是内外动力地质作用产生的,不依人的意志转移的,但许多城市地质灾害与人类活动密切相关。地下水作为地质灾害萌发、发展和形成过程的重要因素,加强对其动态、运动规律、物理化学特征等的研究,有助于加深对地质灾害,尤其是人类活动引起的城市地质灾害形成机理的认识,从而实现对地质灾害的预测预报和控制,做到人与自然的和谐共处。

基础工程中的混凝土结构加固之法

库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 2220 次浏览 • 2017-03-15 14:21 • 来自相关话题

混凝土结构加固是通过一些有效地措施,使受到损害的结构构件恢复原有的结构功能或在已有结构基础上提高其结构构件的抗力能力,以满足新的使用条件下结构功能的要求。一、混凝土结构加固的主要原因混凝土结构需要加固的原因有以下几个方面:1、施工方法的错误、施工管理的不善以及施工单位的偷工减料等原因,使得建筑物存在质量问题;2、设计基础资料和设计方法不准确,导致设计出来的建筑物存在着安全性问题;3、设计规范的修订和设计标准的提高,按照原规范标准设计的结构将不能满足设计标准的要求;4、由于高湿酸碱环境、温差、冻融等影响以及地震、流沙等自然灾害的作用,导致建筑物发生严重损坏;5、原有建筑物使用功能和要求的改变,需要对其进行改造、加固。二、混凝土结构加固的主要方法1、加大截面加固法加大截面加固法,是采用钢筋混凝土或钢筋网砂浆层,来增大原混凝土结构的截面面积,达到提高结构承载能力的目的。该法施工简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验,适用于梁、板、柱、墙和一般构造物混凝土结构的加固;但现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。加大截面法的效果与原结构在加固前的应力水平、结合面的处理、施工工艺、材料性能以及加固时是否卸荷等因素直接相关。如某厂现浇框架,在第二层施工时,因吊运大构件带动了框架模板,导致了该层框架柱倾斜。经复核,须对部分柱进行加固。因附加弯矩是单向,采用单面加固法,且在喷射细石混凝土时对倾斜柱进行适当纠偏,收到了良好的效果。2、外包钢加固法外包钢加固法,是在混凝土构件(梁、柱)四周包以型钢的加固方法。在我国,外包钢法是一种使用较广的传统加固方法,适用于使用上不允许过大增加截面尺寸,却又要求大幅度地提高承载能力的混凝土结构加固。该方法的优点是用于柱的加固时,施工简便,现场工作量较小,受力可靠,加固效果好;缺点是用钢量较大,加固维修费用较高,用于梁的加固时需在楼板上开较多的孔(焊接箍板用),在梁的根部外包钢时,传力到柱上的节点处理较复杂。另外,这种加固法还存在不能确保钢与混凝土结合面传递剪力和外包钢需要进行防腐处理等问题。外包钢法分为干式和湿式两种方法。湿式外包钢加固,外包型钢与构件之间采用乳胶水泥或环氧树脂化学灌浆等方法粘结,以使型钢与原构件能整体工作共同受力,该方法不宜在无防护的情况下用于60℃以上高温场所。干式外包钢加固,型钢与原构件之间无有粘结,有时填以水泥砂浆,但不保证结合面剪力的传递,与湿式相比,干式外包钢施工更为方便,但其承载力的提高不如湿式外包钢有效。3、粘贴钢板加固法粘贴钢板加固法是在混凝土构件表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板,以提高结构承载力的一种加固方法。20世纪60年代末,法国、南非等国家首先采用该技术对混凝土结构进行加固补强,随后瑞士、日本、英国等国家相继采用,日本在1975年应用此项技术先后对200多座桥梁进行了加固,以提高结构承受重型交通荷载的能力,取得了较好的效果。实践证明,粘贴钢板加固法能有效提高结构的抗弯、抗剪及抗裂性能。由于该加固技术不改变结构外形等特点,在许多情况下替代了增大截面加固技术,成为20世纪80年代的一种先进加固方法,为设计人员所普遍采用。粘贴钢板加固具有施工快速、现场无湿作业,对生产和生活影响小的优点,且加固后对原结构外观和净空无显著影响,适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固;缺点是加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平,这是由于钢板刚度较大,施工时的误差等原因使得结构使用中容易在粘结面上发生剥离脱空,特别是钢板端部更易发生剥离破坏。另外,研究发现粘贴钢板结构在承受长期动载下的抗疲劳性能不甚理想,对高强度混凝土试件进行粘贴钢板加固时疲劳强度好一些,在疲劳荷载的作用下,粘贴钢板加固梁的端部锚固问题复杂,有待于进一步研究。4、锚栓—钢板加固法锚栓一钢板加固法是在既有构造物上打设铆钉、锚栓、高强螺栓、高强承压螺栓、膨胀螺栓等机械方法,将钢板贴在被加固的构件的表面,使结构物与钢板成为一个可共同受力的整体。锚贴的钢板不易脱落,可以充分发挥钢板的延性性能,而且锚贴的速度快,可直接受力,特别适用于混凝土强度等级为C20~C60的混凝土承重结构的改造加固。但该法不适用于已严重风化的结构及轻质结构,在原构件的钢筋密集区实现锚贴比较困难。钢板与混凝土用锚栓连接结构,可视为钢一混凝土组合结构,不同的是加固结构物中的钢筋可能已经超过了容许应力,接合材料不是通常的剪力钉而是后置的锚栓。研究表明:1)锚栓一钢板加固法可有效地提高混凝土结构的抗弯承载能力;2)加固效果取决于锚栓的根数(总抗剪应力),但加固效果的上限取决于钢板强度;3)锚栓根数增加时弯曲承载能力增大,破坏型态由弯曲压坏向剪切破坏过渡;4)锚栓的设置间距、早期应力的影响、螺母施拧扭矩、螺母是否与钢板焊接对极限承载力影响小:5)试件的承载力符合平截面假定,当钢板的强度上限取锚栓的抗剪强度时计算极限承载力接近实测值。5、预应力加固法预应力加固包括预应力拉杆加固和预应力撑杆加固两种形式。适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性的混凝土结构,它同时具有卸载、加固及改变结构受力三种功能。预应力加固法克服了采用其它方法加固时加固材料中普遍存在的应力滞后的弱点,保证了新旧材料和结构的整体性与协同工作。工程实践表明:采用体外预应力法加固桥梁和房屋结构,不仅能提高其承载力,还可以减小挠度和裂缝宽度,提高结构的弹性恢复能力,并且具有施工简便、不占用空间等特点,是一种经济的加固方法。预应力拉杆主要用于加固受弯构件、屋架等,在特定场合下,也可用于加固大偏心受压构件。预应力撑杆主要用于加固轴心受压构件和偏心受压构件。此加固方法不适用于环境温度高于60℃和收缩徐变大的混凝土结构,另外需要注意预应力筋的防腐问题。预应力加固法对施工技术要求比较高,一般应由专业技术实力较强的工程队伍来完成。6、改变受力体系加固法该方法是通过增设支点(柱或托架)或采用托梁拔柱的办法来改变结构受力体系的加固法,其中用得最多的是增设支点法。增设支点可以大大减少结构构件的计算长度、计算弯矩,大幅度地提高结构和构件的承载力,减少挠度,缩小裂缝宽度,达到加固原结构的目的。该法简单可靠,适用于梁、板、桁架、网架等水平结构的加固,缺点是使用空间会受到一定的影响。托梁拔柱是托屋架拔柱、托梁拆墙及托梁拔柱的总称,是在不拆或少拆上部结构的情况下,拆除、更换或接长柱子的一种处理方法。与传统的大掀盖改造相比,该法具有对生产生活影响小、施工工期短、费用较低等优点,缺点是技术要求比较高,需由熟练工人来完成,安全措施必须周密。如某厂房工作平台大梁因工艺变更增设2个30kN和1个60kN的集中荷载,因此对原梁进行加固,采用在原梁下部增设型钢支撑加固,加固效果良好。 查看全部
混凝土结构加固是通过一些有效地措施,使受到损害的结构构件恢复原有的结构功能或在已有结构基础上提高其结构构件的抗力能力,以满足新的使用条件下结构功能的要求。一、混凝土结构加固的主要原因混凝土结构需要加固的原因有以下几个方面:1、施工方法的错误、施工管理的不善以及施工单位的偷工减料等原因,使得建筑物存在质量问题;2、设计基础资料和设计方法不准确,导致设计出来的建筑物存在着安全性问题;3、设计规范的修订和设计标准的提高,按照原规范标准设计的结构将不能满足设计标准的要求;4、由于高湿酸碱环境、温差、冻融等影响以及地震、流沙等自然灾害的作用,导致建筑物发生严重损坏;5、原有建筑物使用功能和要求的改变,需要对其进行改造、加固。二、混凝土结构加固的主要方法1、加大截面加固法加大截面加固法,是采用钢筋混凝土或钢筋网砂浆层,来增大原混凝土结构的截面面积,达到提高结构承载能力的目的。该法施工简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验,适用于梁、板、柱、墙和一般构造物混凝土结构的加固;但现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。加大截面法的效果与原结构在加固前的应力水平、结合面的处理、施工工艺、材料性能以及加固时是否卸荷等因素直接相关。如某厂现浇框架,在第二层施工时,因吊运大构件带动了框架模板,导致了该层框架柱倾斜。经复核,须对部分柱进行加固。因附加弯矩是单向,采用单面加固法,且在喷射细石混凝土时对倾斜柱进行适当纠偏,收到了良好的效果。2、外包钢加固法外包钢加固法,是在混凝土构件(梁、柱)四周包以型钢的加固方法。在我国,外包钢法是一种使用较广的传统加固方法,适用于使用上不允许过大增加截面尺寸,却又要求大幅度地提高承载能力的混凝土结构加固。该方法的优点是用于柱的加固时,施工简便,现场工作量较小,受力可靠,加固效果好;缺点是用钢量较大,加固维修费用较高,用于梁的加固时需在楼板上开较多的孔(焊接箍板用),在梁的根部外包钢时,传力到柱上的节点处理较复杂。另外,这种加固法还存在不能确保钢与混凝土结合面传递剪力和外包钢需要进行防腐处理等问题。外包钢法分为干式和湿式两种方法。湿式外包钢加固,外包型钢与构件之间采用乳胶水泥或环氧树脂化学灌浆等方法粘结,以使型钢与原构件能整体工作共同受力,该方法不宜在无防护的情况下用于60℃以上高温场所。干式外包钢加固,型钢与原构件之间无有粘结,有时填以水泥砂浆,但不保证结合面剪力的传递,与湿式相比,干式外包钢施工更为方便,但其承载力的提高不如湿式外包钢有效。3、粘贴钢板加固法粘贴钢板加固法是在混凝土构件表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板,以提高结构承载力的一种加固方法。20世纪60年代末,法国、南非等国家首先采用该技术对混凝土结构进行加固补强,随后瑞士、日本、英国等国家相继采用,日本在1975年应用此项技术先后对200多座桥梁进行了加固,以提高结构承受重型交通荷载的能力,取得了较好的效果。实践证明,粘贴钢板加固法能有效提高结构的抗弯、抗剪及抗裂性能。由于该加固技术不改变结构外形等特点,在许多情况下替代了增大截面加固技术,成为20世纪80年代的一种先进加固方法,为设计人员所普遍采用。粘贴钢板加固具有施工快速、现场无湿作业,对生产和生活影响小的优点,且加固后对原结构外观和净空无显著影响,适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固;缺点是加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平,这是由于钢板刚度较大,施工时的误差等原因使得结构使用中容易在粘结面上发生剥离脱空,特别是钢板端部更易发生剥离破坏。另外,研究发现粘贴钢板结构在承受长期动载下的抗疲劳性能不甚理想,对高强度混凝土试件进行粘贴钢板加固时疲劳强度好一些,在疲劳荷载的作用下,粘贴钢板加固梁的端部锚固问题复杂,有待于进一步研究。4、锚栓—钢板加固法锚栓一钢板加固法是在既有构造物上打设铆钉、锚栓、高强螺栓、高强承压螺栓、膨胀螺栓等机械方法,将钢板贴在被加固的构件的表面,使结构物与钢板成为一个可共同受力的整体。锚贴的钢板不易脱落,可以充分发挥钢板的延性性能,而且锚贴的速度快,可直接受力,特别适用于混凝土强度等级为C20~C60的混凝土承重结构的改造加固。但该法不适用于已严重风化的结构及轻质结构,在原构件的钢筋密集区实现锚贴比较困难。钢板与混凝土用锚栓连接结构,可视为钢一混凝土组合结构,不同的是加固结构物中的钢筋可能已经超过了容许应力,接合材料不是通常的剪力钉而是后置的锚栓。研究表明:1)锚栓一钢板加固法可有效地提高混凝土结构的抗弯承载能力;2)加固效果取决于锚栓的根数(总抗剪应力),但加固效果的上限取决于钢板强度;3)锚栓根数增加时弯曲承载能力增大,破坏型态由弯曲压坏向剪切破坏过渡;4)锚栓的设置间距、早期应力的影响、螺母施拧扭矩、螺母是否与钢板焊接对极限承载力影响小:5)试件的承载力符合平截面假定,当钢板的强度上限取锚栓的抗剪强度时计算极限承载力接近实测值。5、预应力加固法预应力加固包括预应力拉杆加固和预应力撑杆加固两种形式。适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性的混凝土结构,它同时具有卸载、加固及改变结构受力三种功能。预应力加固法克服了采用其它方法加固时加固材料中普遍存在的应力滞后的弱点,保证了新旧材料和结构的整体性与协同工作。工程实践表明:采用体外预应力法加固桥梁和房屋结构,不仅能提高其承载力,还可以减小挠度和裂缝宽度,提高结构的弹性恢复能力,并且具有施工简便、不占用空间等特点,是一种经济的加固方法。预应力拉杆主要用于加固受弯构件、屋架等,在特定场合下,也可用于加固大偏心受压构件。预应力撑杆主要用于加固轴心受压构件和偏心受压构件。此加固方法不适用于环境温度高于60℃和收缩徐变大的混凝土结构,另外需要注意预应力筋的防腐问题。预应力加固法对施工技术要求比较高,一般应由专业技术实力较强的工程队伍来完成。6、改变受力体系加固法该方法是通过增设支点(柱或托架)或采用托梁拔柱的办法来改变结构受力体系的加固法,其中用得最多的是增设支点法。增设支点可以大大减少结构构件的计算长度、计算弯矩,大幅度地提高结构和构件的承载力,减少挠度,缩小裂缝宽度,达到加固原结构的目的。该法简单可靠,适用于梁、板、桁架、网架等水平结构的加固,缺点是使用空间会受到一定的影响。托梁拔柱是托屋架拔柱、托梁拆墙及托梁拔柱的总称,是在不拆或少拆上部结构的情况下,拆除、更换或接长柱子的一种处理方法。与传统的大掀盖改造相比,该法具有对生产生活影响小、施工工期短、费用较低等优点,缺点是技术要求比较高,需由熟练工人来完成,安全措施必须周密。如某厂房工作平台大梁因工艺变更增设2个30kN和1个60kN的集中荷载,因此对原梁进行加固,采用在原梁下部增设型钢支撑加固,加固效果良好。

建筑地基不均匀沉降的原因及设计措施

库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 1453 次浏览 • 2017-03-15 09:53 • 来自相关话题

建筑物在建设过程中,以及在建筑物建成以后都会发生沉降和不均匀沉降。如果是均匀沉降,导致的危害或许不大。但如果是不均匀沉降,将会导致建筑物发生结构变化。以至于建筑物发生塌陷,不能够继续使用。因此,在最初的设计时就应该对其进行关注。建筑地基产生不均匀沉降的原因1. 地质因素由于基岩起伏,局部土质不均匀,覆土层的厚度不同,常常使建筑物一部分基础置于坚硬的基岩上,另一部分基础置于硬土层上。或者于地基土质软弱,地基下卧层软土厚度较大,土的压缩性较大,存在暗沟、洞穴等。地基含水量变化不正常,受压后都会使建筑物地基产生不均匀沉降。2. 勘察因素勘察单位不按规定操作,如钻探中布孔不准确或孔深不到位,造成地质报告的准确性差、真实性不高。实际施工时,有些工程甚至不进行有效的地质勘察盲目施工。3. 设计因素建筑物长度太长;建筑体型比较复杂、凹凸转角多;或有层高高差及荷载显著不同的;未在适当的部位设置沉降缝;基础及建筑物整体刚度不足;地基处理不当,基础设计不合理;相邻建筑物复合地基的影响等设计方面的失误。4. 施工因素没有认真验槽;施工排水方案不合理;对建筑物任意改建、扩建;墙体砌筑时砂浆强度偏低、灰缝不饱满,拉结筋不按规定标准设置等。5. 其他因素大量开采地下水,建筑物使用不当。随意改变房屋用途,增大荷载或增加振动,破坏墙体,导致建筑物不均匀沉降、墙体开裂、结构破坏。建筑地基不均匀沉降设计的具体措施1. 建筑设计措施1)建筑措施建筑的平面形状应力求简单,规则整齐,尽量避免形状复杂、阴角太多、建筑物有显著的高差或荷载差异。在软土地区建筑物的裂缝事故,往往是在高度或荷载有差异的建筑物为多见,尤其是高、低或轻、重单元连成一体未设置沉降缝时易发生。2)保障质量加强原材料的进场验收,禁止不合格的材料进入施工现场。在进行砌砖时应遵循上、下错缝,内外搭砌的砌筑法。并注重砌体与非结构构件的可靠连接,来提高墙体的整体性。3)设置圈梁在建筑物的基础和顶层处,宜各设置一道钢筋混凝土圈梁。其他各层可隔层设置,其主要作用是增强建筑物的整体性。它在一定程序上能防止或减少裂缝的出现,即使出现了裂缝也能阻止其发展。4)建筑物的长高比及合理布置纵横墙由砖石结构建筑的纵横墙应当尽量保证贯通,横墙之间应保持适当距离,一般不超过建筑物宽度的1.5 倍为宜。纵横墙尽量保持直线,减少转折点,这样可以最大程度的提高建筑物的整体性。5)设置沉降缝利用沉降缝可以有效地将建筑物进行分割,进而实现单元体化。从而使得各个单元体之间的沉降可以产生互补,减少不均匀沉降带来的对建筑物的不利影响。对于长度较长的建筑物以及不同建筑时期或者同一建筑时期的不同部位都应该进行沉降缝施工,并保证沉降缝宽度的要求。6)相邻两个建筑物的影响建筑物不仅仅使建筑物的地基发生形变,由于压力的扩散作用,将会导致相邻的土层也发生形变。因此,在建设建筑物时,两个建筑物之间应当保持一定的安全间距。2. 结构设计措施1)减轻建筑的荷载在建筑设计时尽量减少自重应力,采用的建材计量选用自重轻、强度高的材料。同时还可以采用建设地下室或者半地下室的措施,来减少建筑物的沉降量。2)增加建筑物的强度以及刚度尽可能的控制建筑物的长高比,并可以适当的增加横墙的数量,这样有助于增加建筑物的整体性和刚度。在此之外,可以从建筑物的结构上出发,增强建筑物的整体性。即便发生较大的沉降,也可避免发生较大的挠曲变形。在一定程度上减少裂缝的发生,即便产生了裂缝,也可以阻止裂缝的继续扩大发展。3)建筑物的上部结构应当采用静定结构建筑体系针对地基比较软弱的建筑物、工业厂房,都可以考虑采用静定结构的结构体系,这样可以减轻不均匀沉降带来的后果。4)设置施工后浇带设置施工后浇带,这是一种先“放”后“抗”的方法,进行后浇带的部位通常设置在建筑的主楼以及副楼的结构受力比较小的部位。在分别对建筑物的主楼以及副楼进行浇带施工时,应该从基础梁、墙、基础顶板到上部结构的梁和板都提前预留出进行浇带施工的地方。等待主楼与副楼完工之后,再利用钢筋混凝土将主、副楼进行补强施工,使整个结构连成一个整体。这样施工可以先对建筑物的沉降进行先“放”,使得建筑物发生一部分沉降之后再进行浇带施工,再进行“抗”。即通过构造措施,提高砌体强度,加强墙体的整体性和抗裂能力,减少墙体变形。3. 地基基础设计措施1)在地基基础设计时,应当以控制建筑物变形为主。设计单位在进行设计时,应当对基础最终沉降以及偏心距离进行有效的验算。2)在进行基础地基设计时,设计人员应当有意识的针对建筑物的刚度和强度进行加强。采用各种形式,减少或者消除基础的挠曲变形。3)当低级的本身力学性能不能够满足建筑的的支撑需求时,必须要采取一定的技术措施对其进行处理。4)对于同一建筑物,应当尽量采用相同的基础,并兼基础埋置在同等厚度的土层之中。如果采用不同的基础形式,建筑物的上部结构必须要断开,尤其是在地震区。地基发生沉降的原因是多种多样的,发生不均匀的沉降将会给建筑带来巨大的影响,并且对建筑物的损伤是无法弥补的。因此,我们需要从建筑物设计时就进行考虑,以便最大程度地减少不均匀沉降。 查看全部
建筑物在建设过程中,以及在建筑物建成以后都会发生沉降和不均匀沉降。如果是均匀沉降,导致的危害或许不大。但如果是不均匀沉降,将会导致建筑物发生结构变化。以至于建筑物发生塌陷,不能够继续使用。因此,在最初的设计时就应该对其进行关注。建筑地基产生不均匀沉降的原因1. 地质因素由于基岩起伏,局部土质不均匀,覆土层的厚度不同,常常使建筑物一部分基础置于坚硬的基岩上,另一部分基础置于硬土层上。或者于地基土质软弱,地基下卧层软土厚度较大,土的压缩性较大,存在暗沟、洞穴等。地基含水量变化不正常,受压后都会使建筑物地基产生不均匀沉降。2. 勘察因素勘察单位不按规定操作,如钻探中布孔不准确或孔深不到位,造成地质报告的准确性差、真实性不高。实际施工时,有些工程甚至不进行有效的地质勘察盲目施工。3. 设计因素建筑物长度太长;建筑体型比较复杂、凹凸转角多;或有层高高差及荷载显著不同的;未在适当的部位设置沉降缝;基础及建筑物整体刚度不足;地基处理不当,基础设计不合理;相邻建筑物复合地基的影响等设计方面的失误。4. 施工因素没有认真验槽;施工排水方案不合理;对建筑物任意改建、扩建;墙体砌筑时砂浆强度偏低、灰缝不饱满,拉结筋不按规定标准设置等。5. 其他因素大量开采地下水,建筑物使用不当。随意改变房屋用途,增大荷载或增加振动,破坏墙体,导致建筑物不均匀沉降、墙体开裂、结构破坏。建筑地基不均匀沉降设计的具体措施1. 建筑设计措施1)建筑措施建筑的平面形状应力求简单,规则整齐,尽量避免形状复杂、阴角太多、建筑物有显著的高差或荷载差异。在软土地区建筑物的裂缝事故,往往是在高度或荷载有差异的建筑物为多见,尤其是高、低或轻、重单元连成一体未设置沉降缝时易发生。2)保障质量加强原材料的进场验收,禁止不合格的材料进入施工现场。在进行砌砖时应遵循上、下错缝,内外搭砌的砌筑法。并注重砌体与非结构构件的可靠连接,来提高墙体的整体性。3)设置圈梁在建筑物的基础和顶层处,宜各设置一道钢筋混凝土圈梁。其他各层可隔层设置,其主要作用是增强建筑物的整体性。它在一定程序上能防止或减少裂缝的出现,即使出现了裂缝也能阻止其发展。4)建筑物的长高比及合理布置纵横墙由砖石结构建筑的纵横墙应当尽量保证贯通,横墙之间应保持适当距离,一般不超过建筑物宽度的1.5 倍为宜。纵横墙尽量保持直线,减少转折点,这样可以最大程度的提高建筑物的整体性。5)设置沉降缝利用沉降缝可以有效地将建筑物进行分割,进而实现单元体化。从而使得各个单元体之间的沉降可以产生互补,减少不均匀沉降带来的对建筑物的不利影响。对于长度较长的建筑物以及不同建筑时期或者同一建筑时期的不同部位都应该进行沉降缝施工,并保证沉降缝宽度的要求。6)相邻两个建筑物的影响建筑物不仅仅使建筑物的地基发生形变,由于压力的扩散作用,将会导致相邻的土层也发生形变。因此,在建设建筑物时,两个建筑物之间应当保持一定的安全间距。2. 结构设计措施1)减轻建筑的荷载在建筑设计时尽量减少自重应力,采用的建材计量选用自重轻、强度高的材料。同时还可以采用建设地下室或者半地下室的措施,来减少建筑物的沉降量。2)增加建筑物的强度以及刚度尽可能的控制建筑物的长高比,并可以适当的增加横墙的数量,这样有助于增加建筑物的整体性和刚度。在此之外,可以从建筑物的结构上出发,增强建筑物的整体性。即便发生较大的沉降,也可避免发生较大的挠曲变形。在一定程度上减少裂缝的发生,即便产生了裂缝,也可以阻止裂缝的继续扩大发展。3)建筑物的上部结构应当采用静定结构建筑体系针对地基比较软弱的建筑物、工业厂房,都可以考虑采用静定结构的结构体系,这样可以减轻不均匀沉降带来的后果。4)设置施工后浇带设置施工后浇带,这是一种先“放”后“抗”的方法,进行后浇带的部位通常设置在建筑的主楼以及副楼的结构受力比较小的部位。在分别对建筑物的主楼以及副楼进行浇带施工时,应该从基础梁、墙、基础顶板到上部结构的梁和板都提前预留出进行浇带施工的地方。等待主楼与副楼完工之后,再利用钢筋混凝土将主、副楼进行补强施工,使整个结构连成一个整体。这样施工可以先对建筑物的沉降进行先“放”,使得建筑物发生一部分沉降之后再进行浇带施工,再进行“抗”。即通过构造措施,提高砌体强度,加强墙体的整体性和抗裂能力,减少墙体变形。3. 地基基础设计措施1)在地基基础设计时,应当以控制建筑物变形为主。设计单位在进行设计时,应当对基础最终沉降以及偏心距离进行有效的验算。2)在进行基础地基设计时,设计人员应当有意识的针对建筑物的刚度和强度进行加强。采用各种形式,减少或者消除基础的挠曲变形。3)当低级的本身力学性能不能够满足建筑的的支撑需求时,必须要采取一定的技术措施对其进行处理。4)对于同一建筑物,应当尽量采用相同的基础,并兼基础埋置在同等厚度的土层之中。如果采用不同的基础形式,建筑物的上部结构必须要断开,尤其是在地震区。地基发生沉降的原因是多种多样的,发生不均匀的沉降将会给建筑带来巨大的影响,并且对建筑物的损伤是无法弥补的。因此,我们需要从建筑物设计时就进行考虑,以便最大程度地减少不均匀沉降。

常见基坑支护及生态边坡支护形式特点分析

库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 3712 次浏览 • 2017-03-14 15:41 • 来自相关话题

基坑支护:八种常见类型及其适用条件1、放坡开挖优势:只要求稳定,价钱最便宜。劣势:回填土方较大。适用:场地开阔,周围无重要建筑物的工程。2、围护墙深层搅拌水泥土深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。优势:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪声、污染少、挤土轻微。劣势:位移、厚度相对较大,对于长度大的基坑,需采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;施工时需注意防止影响周围环境。适用:闹市区工程。3、高压旋喷桩高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。优势:施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪声也较低,不会对周围建筑物带来振动影响和产生噪声等。劣势:施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。适用:施工空间较小的工程。4、钢板桩这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长6~8m,型号由计算确定。优势:耐久性良好,二次利用率高;施工方便,工期短。劣势:不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;抗弯能力较弱,支护刚度小,开挖后变形较大。适用:多用于深度≤4m的较浅基坑或沟槽。5、钻孔灌注桩钻孔灌注桩具有承载能力高、沉降小等特点。钻孔灌注桩的施工,因其所选护壁形成的不同,有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。优势:施工时无振动、无噪声等环境公害,无挤土现象;对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于施工组织、工期短。劣势:桩间缝隙易造成水土流失,特别是在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题。适用:排桩式中应用最多的一种,多用于坑深7~15m 的基坑工程,适用于软粘土质和砂土地区。6、地下连续墙优势:刚度大,止水效果好,是支护结构中最强的支护形式。劣势:造价较高,施工要求专用设备。适用:地质条件差和复杂,基坑深度大,周边环境要求较高的基坑。7、土钉墙土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。优势:稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。劣势:土质不好的地区难以运用。适用:主要用于土质较好地区。8、SMW工法SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H型钢等(多数为H型钢,亦有插入拉伸式钢板桩、钢管等),将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。优势:施工时基本无噪声,对周围环境影响小;结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用;挡水防渗性能好,不必另设挡水帷幕;可以配合多道支撑应用于较深的基坑;此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H型钢等受拉材料,则大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。适用:可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土等土层中应用。边坡支护:五种常见生态边坡形式及特点传统的边坡工程加固措施,大多采用砌石及喷混泥土等灰色工程,破坏了生态环境的和谐。随着人们环境意识及经济实力的增强,生态护坡技术逐渐应用到工程建设中。生态护坡根据边坡土质条件可分为土质生态边坡防护和岩质边坡生态防护。岩质边坡生态防护的关键是建立创造植被生长的有利条件。生态护坡必须考虑边坡的稳定性和安全性,植被的选择要与周围大环境相协调一致,并考虑植物的生态性、形态性、地域性。原则上是适合当地气候条件、土壤条件的植被,且抗逆性强、生长迅速、自繁能力强、适应粗放管理,日后管理简单。1、人工种草边坡人工种草护坡,是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。特点:施工简单、造价低兼等。缺点:由于草籽播撒不均匀,草籽易被雨水冲走,种草成活率低等原因,往往达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程,使得该技术近年应用较少。小记:该方法局限性很大,缺点也很明显,可以考虑椰网(或椰毯)铺设法替代,即生态,施工也方便。2、液压喷播植草护坡液压喷播植草护坡,是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施,是交草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀,通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。特点:① 施工简单、速度快;② 施工质量高,草籽喷播均匀发芽快、整齐一致;③ 防护效果好,正常情况下,喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上,二个月后形成防护、绿化功能;④ 适用性广。目前,国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。缺点:固土保水能力低,容易形成径流沟和侵蚀;施工者容易偷工减料做假,形成表面现象;因品种选择不当和混合材料不够,后期容易造成水土流失或冲沟。小记:优点很明显,经常与其他护坡固坡方法搭配使用,比如椰产品。3、客土植生植物护坡客土植生植物护坡,是将保水剂、粘合剂、抗蒸腾剂、团粒剂、植物纤维、泥炭土、腐殖土、缓释复合肥等一类材料制成客土,经过专用机械搅拌后吹附到坡面上,形成一定厚度的客土层,然后将选好的种子同木纤维、粘合剂、保水剂、复合肥、缓释营养液经过喷薄机搅拌后喷附到坡面客土层中。优点:可以根据地质和气候条件进行基质和种子配方,从而具有广泛的适应性客土与坡面的结合牢固土层的透气性和肥力好抗旱性较好机械化程度高,速度快,施工简淡,工期短植被防护效果好,基本不需要养护就可维持植物的正常生长该法适用于坡度较小的岩基坡面、风化岩及硬质土砂地,道路边坡,矿山,库区以及贫瘠土地。缺点:要求边坡稳定、坡面冲刷轻微,边坡坡度大的地方,已经长期浸水地区均不适合。4、平铺铺草皮平铺铺草皮护坡,是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。特点:施工简单,工程造价低、成坪时间短、护坡功效快施工季节限制少。适用于附近草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程。是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一。缺点:由于前期养护管理困难,新铺草皮易受各种自然灾害,往往达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟、表土流失、坍滑等边坡灾害。导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来,由于草皮来源紧张,使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。施工要点:① 种草坡面防护:草籽撒布均匀。在土质边坡上种草,土表面事先耙松。在不利于植物生长的土壤上,首先在坡上铺一层厚度为5~10cm的种植土,当坡面较陡时,将边坡挖成台阶,再铺新土,种植植物。② 铺草皮坡面防护:草皮尺寸不小于20cm×20cm。满铺草皮时,从坡脚向上逐排错缝铺设,用木桩或竹桩钉固定于边坡上。③ 铺草皮要求满铺,每块草皮要钉上竹钉,草皮下铺一层8~10cm厚的肥土,并要经常洒水养护。小记:平铺草坪,由于其优点,在边坡比较稳定,土质较好的,环境适合的情况下还是有比较大的优势。5、浆砌片石骨架植草护坡指用浆砌片石在坡面形成框架,在框架里铺填种植土,然后铺草皮、喷播草种的一种边坡防护措施。通常做成截水型浆砌片石骨架,能减轻坡面冲刷,保护草皮生长,从而避免了人工种植草坪护坡和平铺草坪护坡的缺点。适用于边坡坡高度不高且坡度较缓的各种土质、强风化岩石边坡。施工要点:① 浆砌片石或砖骨架必须待路基坡面沉降稳定后进行施工,首先由测量人员按图纸要求在已整平的边坡上放线。② 片石由下而上垂直坡面栽砌成折型或拱形骨架,砌体要稳定、密实,并按图纸要求嵌入坡面,并能发挥分格截水作用。③ 按图纸要求进行选用草皮和尺寸,草籽在格中从下向上逐排错缝铺设压实,并用木桩或竹桩固定于边坡上。④ 草坡在运输过程中用湿麻袋覆盖,以防太阳、大风和恶劣天气的损害;对新植的草皮洒水养护。 查看全部
基坑支护:八种常见类型及其适用条件1、放坡开挖优势:只要求稳定,价钱最便宜。劣势:回填土方较大。适用:场地开阔,周围无重要建筑物的工程。2、围护墙深层搅拌水泥土深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。优势:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪声、污染少、挤土轻微。劣势:位移、厚度相对较大,对于长度大的基坑,需采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;施工时需注意防止影响周围环境。适用:闹市区工程。3、高压旋喷桩高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。优势:施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪声也较低,不会对周围建筑物带来振动影响和产生噪声等。劣势:施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。适用:施工空间较小的工程。4、钢板桩这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长6~8m,型号由计算确定。优势:耐久性良好,二次利用率高;施工方便,工期短。劣势:不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;抗弯能力较弱,支护刚度小,开挖后变形较大。适用:多用于深度≤4m的较浅基坑或沟槽。5、钻孔灌注桩钻孔灌注桩具有承载能力高、沉降小等特点。钻孔灌注桩的施工,因其所选护壁形成的不同,有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。优势:施工时无振动、无噪声等环境公害,无挤土现象;对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于施工组织、工期短。劣势:桩间缝隙易造成水土流失,特别是在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题。适用:排桩式中应用最多的一种,多用于坑深7~15m 的基坑工程,适用于软粘土质和砂土地区。6、地下连续墙优势:刚度大,止水效果好,是支护结构中最强的支护形式。劣势:造价较高,施工要求专用设备。适用:地质条件差和复杂,基坑深度大,周边环境要求较高的基坑。7、土钉墙土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。优势:稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。劣势:土质不好的地区难以运用。适用:主要用于土质较好地区。8、SMW工法SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H型钢等(多数为H型钢,亦有插入拉伸式钢板桩、钢管等),将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。优势:施工时基本无噪声,对周围环境影响小;结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用;挡水防渗性能好,不必另设挡水帷幕;可以配合多道支撑应用于较深的基坑;此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H型钢等受拉材料,则大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。适用:可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土等土层中应用。边坡支护:五种常见生态边坡形式及特点传统的边坡工程加固措施,大多采用砌石及喷混泥土等灰色工程,破坏了生态环境的和谐。随着人们环境意识及经济实力的增强,生态护坡技术逐渐应用到工程建设中。生态护坡根据边坡土质条件可分为土质生态边坡防护和岩质边坡生态防护。岩质边坡生态防护的关键是建立创造植被生长的有利条件。生态护坡必须考虑边坡的稳定性和安全性,植被的选择要与周围大环境相协调一致,并考虑植物的生态性、形态性、地域性。原则上是适合当地气候条件、土壤条件的植被,且抗逆性强、生长迅速、自繁能力强、适应粗放管理,日后管理简单。1、人工种草边坡人工种草护坡,是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。特点:施工简单、造价低兼等。缺点:由于草籽播撒不均匀,草籽易被雨水冲走,种草成活率低等原因,往往达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程,使得该技术近年应用较少。小记:该方法局限性很大,缺点也很明显,可以考虑椰网(或椰毯)铺设法替代,即生态,施工也方便。2、液压喷播植草护坡液压喷播植草护坡,是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施,是交草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀,通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。特点:① 施工简单、速度快;② 施工质量高,草籽喷播均匀发芽快、整齐一致;③ 防护效果好,正常情况下,喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上,二个月后形成防护、绿化功能;④ 适用性广。目前,国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。缺点:固土保水能力低,容易形成径流沟和侵蚀;施工者容易偷工减料做假,形成表面现象;因品种选择不当和混合材料不够,后期容易造成水土流失或冲沟。小记:优点很明显,经常与其他护坡固坡方法搭配使用,比如椰产品。3、客土植生植物护坡客土植生植物护坡,是将保水剂、粘合剂、抗蒸腾剂、团粒剂、植物纤维、泥炭土、腐殖土、缓释复合肥等一类材料制成客土,经过专用机械搅拌后吹附到坡面上,形成一定厚度的客土层,然后将选好的种子同木纤维、粘合剂、保水剂、复合肥、缓释营养液经过喷薄机搅拌后喷附到坡面客土层中。优点:可以根据地质和气候条件进行基质和种子配方,从而具有广泛的适应性客土与坡面的结合牢固土层的透气性和肥力好抗旱性较好机械化程度高,速度快,施工简淡,工期短植被防护效果好,基本不需要养护就可维持植物的正常生长该法适用于坡度较小的岩基坡面、风化岩及硬质土砂地,道路边坡,矿山,库区以及贫瘠土地。缺点:要求边坡稳定、坡面冲刷轻微,边坡坡度大的地方,已经长期浸水地区均不适合。4、平铺铺草皮平铺铺草皮护坡,是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。特点:施工简单,工程造价低、成坪时间短、护坡功效快施工季节限制少。适用于附近草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程。是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一。缺点:由于前期养护管理困难,新铺草皮易受各种自然灾害,往往达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟、表土流失、坍滑等边坡灾害。导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来,由于草皮来源紧张,使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。施工要点:① 种草坡面防护:草籽撒布均匀。在土质边坡上种草,土表面事先耙松。在不利于植物生长的土壤上,首先在坡上铺一层厚度为5~10cm的种植土,当坡面较陡时,将边坡挖成台阶,再铺新土,种植植物。② 铺草皮坡面防护:草皮尺寸不小于20cm×20cm。满铺草皮时,从坡脚向上逐排错缝铺设,用木桩或竹桩钉固定于边坡上。③ 铺草皮要求满铺,每块草皮要钉上竹钉,草皮下铺一层8~10cm厚的肥土,并要经常洒水养护。小记:平铺草坪,由于其优点,在边坡比较稳定,土质较好的,环境适合的情况下还是有比较大的优势。5、浆砌片石骨架植草护坡指用浆砌片石在坡面形成框架,在框架里铺填种植土,然后铺草皮、喷播草种的一种边坡防护措施。通常做成截水型浆砌片石骨架,能减轻坡面冲刷,保护草皮生长,从而避免了人工种植草坪护坡和平铺草坪护坡的缺点。适用于边坡坡高度不高且坡度较缓的各种土质、强风化岩石边坡。施工要点:① 浆砌片石或砖骨架必须待路基坡面沉降稳定后进行施工,首先由测量人员按图纸要求在已整平的边坡上放线。② 片石由下而上垂直坡面栽砌成折型或拱形骨架,砌体要稳定、密实,并按图纸要求嵌入坡面,并能发挥分格截水作用。③ 按图纸要求进行选用草皮和尺寸,草籽在格中从下向上逐排错缝铺设压实,并用木桩或竹桩固定于边坡上。④ 草坡在运输过程中用湿麻袋覆盖,以防太阳、大风和恶劣天气的损害;对新植的草皮洒水养护。

详解抗滑桩施工

库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 2668 次浏览 • 2017-03-14 14:36 • 来自相关话题

抗滑桩(anti-slide pile)是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱,用以支挡滑体的滑动力,起稳定边坡的作用,适用于浅层和中厚层的滑坡,是一种抗滑处理的主要措施。挖孔抗滑桩采用人工挖孔法施工,桩间隔跳挖,不能通槽施工。挖孔桩投入劳动力较多,施工机械简单,劳动强度较大,安全施工很重要。施工工序包括放轴线定桩位、平整场地、锁口梁施工、桩护壁、桩孔开挖、钢筋笼制安、桩身混凝土浇灌、桩间挡板浇灌等。抗滑桩施工现场全景1、桩定位及平整场地按设计图测量定位桩轴线及桩位,设计总平面布置图标注了测量坐标引点的位置,在桩平面布置图上标注了每根桩的坐标,包括平面坐标和桩顶高程,也标注了桩轴线方位,按设计测量定位后,要进行实地地形地物查对。场地平整包括桩位处的施工场地、运输道路、混凝土搅拌及钢筋加工场地平整。要有足够的施工操作面,运输道路包括桩间通道、弃土通道和材料混凝土运输通道等,混凝土搅拌和钢筋加工场地应考虑原材料的堆放。抗滑桩定位放线2、锁口梁及挖孔护壁挖孔桩锁口梁可保护孔口防止变形,锁口梁上设防护栏,搭盖遮阳防雨蓬。护壁混凝土强度C15~C25,厚度一般20cm,分段高度1~1.5m,配筋ф10~ф16,钢筋间距200~500mm,在桩孔开挖后要及时支模及浇注混凝土。由于护壁厚度较薄,一般采用细石混凝土,如要加快拆模进度,混凝土中要加早强剂。锁口梁施工支模桩孔护壁桩孔开挖及护壁3、桩孔开挖桩孔采用人工开挖,提升架提土,提升架要设自动卡紧制动装置。开挖过程中要随时观察记录岩土变化,绘制桩周壁地质素描图,要特别关注滑面埋深,如滑面埋深与设计确定的深度不一致时,要及时通知设计方,以便对桩深进行调整。入岩嵌固段采用爆破开挖,一般采用松动爆破,对不同的岩石和开挖尺寸,要制定相应的爆破方案。遇到地下水,要及时进行排水,地下水不大时,可用提桶或泵直接排干。桩孔大量涌水导致施工困难时,应制定专门的疏排水方案,可用降水井疏干周边地下水。桩孔开挖滑带浅井中滑带钻孔中滑带平洞中滑面4、钢筋笼制安抗滑桩钢筋笼可采用孔内制安或地面制安后吊装,由于钢筋配置多,地面制作后吊装困难,目前多采用孔内制安的方法。钢筋接头一般采用闪光对焊焊接,钢筋布置要严格按设计图,要注意受力筋的位置,悬臂桩主受力侧在滑坡后缘面,锚拉桩上部有负弯矩,锚拉力较大时负弯矩侧布筋也较多。抗滑桩钢筋笼抗滑桩钢筋配制抗滑桩钢筋笼绑扎5、混凝土浇筑抗滑桩截面大,混凝土浇筑量也大,达数十方至数百方,原材料供应必须要有保障,要将一根桩的所有原材料进场备齐后才能开始浇注。抗滑桩混凝土强度C30,塌落度4~6CM;混凝土配比要经现场取样试验室配比确定。在混凝土浇注前要排干桩底的积水,如桩壁及桩底涌水量较大,排水较困难时,应先采取降水措施,浇注混凝土过程中出现涌水可能导致混凝土离析。混凝土要用串筒浇注,串筒距浇注面的高度要不大于2m,每浇注0.5M要采用振捣棒进行振捣,注意钢筋密布处混凝土的充填,保证混凝土密实。混凝土浇筑混凝土振捣施工6、挖孔及护壁施工要点抗滑桩揭露的岩土层有滑体、滑带及滑床,地层复杂多变:滑体一般为土石混合体,上部土石比较高,下部土石比较低;滑带常为可、软塑状的粘性土,滑床多为基岩。在桩孔开挖前应仔细分析地质资料,对不同的桩段采用不同的施工方法。挖孔工序十分重要,是控制抗滑桩施工的关键工序。在滑体中从上往下逐段用镐锹挖掘,坚硬土层用锤钎破碎。滑床基岩需要爆破时,应采用浅眼爆破法,严格控制炸药用量,并在炮眼附近加强支撑和保护,防止震塌孔壁。无论是土层还是岩层,均采用先中部,后边部的顺序,逐段将桩孔修整至设计的尺寸。护壁起防塌和防水两种作用,应保证一定的强度和密实性,不同深度不同岩土状态的孔壁有特定的围限压力,如软、可塑状的粘性土与硬塑状粘性土的围压力差别很大,除应满足设计的护壁厚度和强度外,还应根据实际的土性条件进行计算复核。在基岩中常采用较薄的护壁就能满足安全要求。7、抗滑桩地下水处理挖孔桩一般不适宜在地下水位以下施工。但遇地下水丰富、渗水涌水较大时,除保证护壁密实防水外,可采取的措施有:少量渗水可在孔内挖小集水坑,随挖土泥水一同吊出;渗水较大时,可在桩孔内挖较深集水井,用小潜水泵将地下水排出;涌水很大时,要另设降水井,先降水后挖孔施工。8、抗滑桩施工安全人工挖孔桩是一种非安全的施工方法,易于发生伤亡事故,最常见的事故是提升过程中产生坠落,其他的事故有护壁失稳、涌水涌土、有毒气体等。挖孔桩施工要设专职安全员,时刻关注孔内状态,确保施工安全。9、抗滑桩施工监测抗滑桩挖孔施工将暂时破坏滑坡体的整体性和完整性,降低滑坡的稳定状态。在挖孔桩施工期,要对施工安全进行监测,以判断滑坡稳定状态并指导施工,调整施工安排及进度。施工安全监测点要布置在滑坡稳定性差、工程施工扰动大的部位,常用的方法是地面位移监测。对于稳定较差的滑坡,专人的每天巡查简单直观,巡查的范围应包括施工所有影响区。抗滑桩的质量控制主要有三点:即嵌固段深度、受力主钢筋位置及连接、混凝土强度。一般抗滑桩嵌固段深度:悬臂桩约为桩长的三分之一,锚固桩约为桩长的四分之一,设计师确定的滑面埋深是大致的,实际挖孔过程中能对滑面埋深做出准确判断,并依据设计师确定的计算原则定出实际嵌固深度。抗滑桩主筋一般为不对称布筋,受拉力面布筋较多,受压力面布筋较少,主筋连接很重要,现多采用焊接方法,宜采用粗钢筋连接新技术,如泠挤压连接技术、套筒连接技术等。桩身混凝土强度应满足设计要求,影响混凝土强度的主要因素有原材料质量、施工配合比、混凝土施工过程控制。 查看全部
抗滑桩(anti-slide pile)是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱,用以支挡滑体的滑动力,起稳定边坡的作用,适用于浅层和中厚层的滑坡,是一种抗滑处理的主要措施。挖孔抗滑桩采用人工挖孔法施工,桩间隔跳挖,不能通槽施工。挖孔桩投入劳动力较多,施工机械简单,劳动强度较大,安全施工很重要。施工工序包括放轴线定桩位、平整场地、锁口梁施工、桩护壁、桩孔开挖、钢筋笼制安、桩身混凝土浇灌、桩间挡板浇灌等。抗滑桩施工现场全景1、桩定位及平整场地按设计图测量定位桩轴线及桩位,设计总平面布置图标注了测量坐标引点的位置,在桩平面布置图上标注了每根桩的坐标,包括平面坐标和桩顶高程,也标注了桩轴线方位,按设计测量定位后,要进行实地地形地物查对。场地平整包括桩位处的施工场地、运输道路、混凝土搅拌及钢筋加工场地平整。要有足够的施工操作面,运输道路包括桩间通道、弃土通道和材料混凝土运输通道等,混凝土搅拌和钢筋加工场地应考虑原材料的堆放。抗滑桩定位放线2、锁口梁及挖孔护壁挖孔桩锁口梁可保护孔口防止变形,锁口梁上设防护栏,搭盖遮阳防雨蓬。护壁混凝土强度C15~C25,厚度一般20cm,分段高度1~1.5m,配筋ф10~ф16,钢筋间距200~500mm,在桩孔开挖后要及时支模及浇注混凝土。由于护壁厚度较薄,一般采用细石混凝土,如要加快拆模进度,混凝土中要加早强剂。锁口梁施工支模桩孔护壁桩孔开挖及护壁3、桩孔开挖桩孔采用人工开挖,提升架提土,提升架要设自动卡紧制动装置。开挖过程中要随时观察记录岩土变化,绘制桩周壁地质素描图,要特别关注滑面埋深,如滑面埋深与设计确定的深度不一致时,要及时通知设计方,以便对桩深进行调整。入岩嵌固段采用爆破开挖,一般采用松动爆破,对不同的岩石和开挖尺寸,要制定相应的爆破方案。遇到地下水,要及时进行排水,地下水不大时,可用提桶或泵直接排干。桩孔大量涌水导致施工困难时,应制定专门的疏排水方案,可用降水井疏干周边地下水。桩孔开挖滑带浅井中滑带钻孔中滑带平洞中滑面4、钢筋笼制安抗滑桩钢筋笼可采用孔内制安或地面制安后吊装,由于钢筋配置多,地面制作后吊装困难,目前多采用孔内制安的方法。钢筋接头一般采用闪光对焊焊接,钢筋布置要严格按设计图,要注意受力筋的位置,悬臂桩主受力侧在滑坡后缘面,锚拉桩上部有负弯矩,锚拉力较大时负弯矩侧布筋也较多。抗滑桩钢筋笼抗滑桩钢筋配制抗滑桩钢筋笼绑扎5、混凝土浇筑抗滑桩截面大,混凝土浇筑量也大,达数十方至数百方,原材料供应必须要有保障,要将一根桩的所有原材料进场备齐后才能开始浇注。抗滑桩混凝土强度C30,塌落度4~6CM;混凝土配比要经现场取样试验室配比确定。在混凝土浇注前要排干桩底的积水,如桩壁及桩底涌水量较大,排水较困难时,应先采取降水措施,浇注混凝土过程中出现涌水可能导致混凝土离析。混凝土要用串筒浇注,串筒距浇注面的高度要不大于2m,每浇注0.5M要采用振捣棒进行振捣,注意钢筋密布处混凝土的充填,保证混凝土密实。混凝土浇筑混凝土振捣施工6、挖孔及护壁施工要点抗滑桩揭露的岩土层有滑体、滑带及滑床,地层复杂多变:滑体一般为土石混合体,上部土石比较高,下部土石比较低;滑带常为可、软塑状的粘性土,滑床多为基岩。在桩孔开挖前应仔细分析地质资料,对不同的桩段采用不同的施工方法。挖孔工序十分重要,是控制抗滑桩施工的关键工序。在滑体中从上往下逐段用镐锹挖掘,坚硬土层用锤钎破碎。滑床基岩需要爆破时,应采用浅眼爆破法,严格控制炸药用量,并在炮眼附近加强支撑和保护,防止震塌孔壁。无论是土层还是岩层,均采用先中部,后边部的顺序,逐段将桩孔修整至设计的尺寸。护壁起防塌和防水两种作用,应保证一定的强度和密实性,不同深度不同岩土状态的孔壁有特定的围限压力,如软、可塑状的粘性土与硬塑状粘性土的围压力差别很大,除应满足设计的护壁厚度和强度外,还应根据实际的土性条件进行计算复核。在基岩中常采用较薄的护壁就能满足安全要求。7、抗滑桩地下水处理挖孔桩一般不适宜在地下水位以下施工。但遇地下水丰富、渗水涌水较大时,除保证护壁密实防水外,可采取的措施有:少量渗水可在孔内挖小集水坑,随挖土泥水一同吊出;渗水较大时,可在桩孔内挖较深集水井,用小潜水泵将地下水排出;涌水很大时,要另设降水井,先降水后挖孔施工。8、抗滑桩施工安全人工挖孔桩是一种非安全的施工方法,易于发生伤亡事故,最常见的事故是提升过程中产生坠落,其他的事故有护壁失稳、涌水涌土、有毒气体等。挖孔桩施工要设专职安全员,时刻关注孔内状态,确保施工安全。9、抗滑桩施工监测抗滑桩挖孔施工将暂时破坏滑坡体的整体性和完整性,降低滑坡的稳定状态。在挖孔桩施工期,要对施工安全进行监测,以判断滑坡稳定状态并指导施工,调整施工安排及进度。施工安全监测点要布置在滑坡稳定性差、工程施工扰动大的部位,常用的方法是地面位移监测。对于稳定较差的滑坡,专人的每天巡查简单直观,巡查的范围应包括施工所有影响区。抗滑桩的质量控制主要有三点:即嵌固段深度、受力主钢筋位置及连接、混凝土强度。一般抗滑桩嵌固段深度:悬臂桩约为桩长的三分之一,锚固桩约为桩长的四分之一,设计师确定的滑面埋深是大致的,实际挖孔过程中能对滑面埋深做出准确判断,并依据设计师确定的计算原则定出实际嵌固深度。抗滑桩主筋一般为不对称布筋,受拉力面布筋较多,受压力面布筋较少,主筋连接很重要,现多采用焊接方法,宜采用粗钢筋连接新技术,如泠挤压连接技术、套筒连接技术等。桩身混凝土强度应满足设计要求,影响混凝土强度的主要因素有原材料质量、施工配合比、混凝土施工过程控制。

工程降水常用方法对比及常见问题应急措施

库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 2234 次浏览 • 2017-03-14 10:55 • 来自相关话题

降水方案的选择一、基本要求1、当地下水位高于基坑开挖面,需要采用降低地下水方法疏干坑内土层中水。疏干水有增加坑内土体强度的作用,有利于控制基坑围护结构变形。在软土地区基坑开挖深度趣过3m,一般就要用井点降水。开挖深度浅时,亦可边开挖边用排水沟和集水井进行集水明排。2、当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时,应进行坑底突涌验算,必要时可采取水平封底隔渗或钻孔减压措施,保证坑底土层稳定。当坑底含承压水层上部土体压重不足以抵抗承压水水头时,应布置降压井降低承压水水头压力,防止承压水突涌,确保基坑开挖施工安全。3、当因降水而危及基坑及周边环境安全时,宜采用截水或回灌方法。二、工程降水有多种技术方法,可根据土层情况、渗透性、降水深度、周围环境、支护结构种类按表1K413024选择和设计。井点降水方法的选用    表1K413024常用降水方法对比分析一、集水坑降水明渠加集水坑降水具有施工方便,费用低廉等特点,在施工现场应用的最为普遍。在高水位地区基坑边坡支护工程中,这种方法往往作为其它降水方法的辅助降排水措施,它主要排除地下潜水、施工用水和天降雨水。在地下水蓄量较小,地质条件较好的情况下,使用明渠和集水井可以清除基坑内积水。但是,在地下水较丰富地区,若仅单独采用这种方法降水,由于基坑边坡渗水较多,作业面泥泞不堪,有不利于结构物施工。因此,这种降水方法一般不单独应用于高水位地区基坑边坡支护中,通常会与降水井点或截渗幕墙配合使用。二、截渗幕墙截渗幕墙不能单独作为降水方案,一般与明渠或井点降水配合使用。截渗幕墙一般用于地下水非常丰富、地下水补给非常快或需要特别对边坡不稳定性、周围建筑不均匀沉降进行控制的情况。常见的有截渗墙、帷幕灌浆、钢板桩等,在截断地下水向基坑渗透的同时也对基坑的边坡起到一定的支护作用。同时,由于截渗幕墙的存在,基坑降水对幕墙以外的地下水影响程度大大减小,周围建筑物的稳定性得到有效保障。当然,截渗幕墙的施工需要较大的场地而且会产生较大噪声,在建筑物密集区和居民区附近等地施工时会受到一些限制。三、轻型井点轻型井点是国内应用很广的降水方法,它比其它井点系统施工简单快捷、经济安全,特别适用于降水面积不大,地下水蓄量较小的情况。该方法降低水位深度一般在3~6m之间。轻型井点适用的土层渗透系数为0.1~50m/d,当土层渗透系数偏小时,需要采用在井点管顶部用粘土封填并保证井点系统各连接部位具有较好的气密性,通过提高整个井点系统的真空度来增强抽排水能力。四、管井井点管井井点适用于渗透系数大的砂砾层,地下水丰富的地层,以及轻型井点不易解决的场合。它具有施工简单、出水量大等特点,每口管井出水流量可达到50~100m3/h,可降低地下水位深度约3~5m。这种方法一般用于潜水层降水,通常土的渗透系数在20~200m/d范围内时效果最好。五、喷射井点喷射井点的抽水系统和喷射井管件比较复杂,运行时故障率相对较高,能量损耗很大,相对于其它井点法降水而言具有降水深度大、运行费用高的特点。喷射井点系统能在井点底部产生250mm水银柱的真空度,其降低水位深度一般在8~20m之间。它适用的土层渗透系数与轻型井点一样,一般为0.1~50m/d。六、电渗井点电渗井点适用于渗透系数很小的地质情况,如渗透系数小于0.1m/d的粘土、亚粘土、淤泥和淤泥质粘土等。它需要与轻型井点或喷射井点结合应用,在降水过程中,应对电压、电流密度和耗电量等进行量测和必要的调整,工作起来比较烦琐。七、深井井点深井井点是基坑支护中应用较多的降水方法,它的优点是排水量大、降水深度大、降水范围大。深井井点适用的土层渗透系数为10~250m/d、降低水位深度超过15m,常用于降低承压水。利用深井点降低承压水位,有助于减除压力、保证基坑的安全性。但由于降水深度大、出水量大和水位降落曲线陡等原因,势必造成降水的影响范围和影响程度大,因而容易引起基坑周围建筑物的不均匀沉降。常见问题应急措施一、支护结构渗水1、对渗水量较小,不影响施工也不影响周边环境的情况下,采取坑底设排水沟的方法。2、对渗水量较大,但没有流砂带出,造成施工困难,而多周围影响不大的情况,可采用注水泥浆封阻。二、支护结构漏水1、如果漏水点水压力不大时,宜用堵漏王进行埋管封堵,待漏水周边堵漏王强度达到要求后进行封管。2、如漏水位置埋深较大,则应在支护结构后采用压密注浆方法,注浆封堵。注浆浆液中应渗入适量水玻璃,使其能尽早凝结,也可采用高压喷射注浆方法。采用压密注浆时,为防止施工对支护结构产生的压力生成支护结构较大的侧向位移,在施工前应对坑内局部反压回填土,待注浆达到止水效果后再从新开挖。三、基坑周边地面出现裂缝、沉降应急措施:1、立即停止坑内降水。2、迅速用水泥浆灌缝,同时用薄膜等防雨物质将裂缝修补处覆盖,避免雨水流入。3、观察裂缝发展情况,必要时对地面进行钻孔灌砂或补浆。四、外围建筑物、构筑物沉降或倾斜应急措施:1、应立即停止土方开挖及降水(必要时回填土方)、同时分析产生沉降或倾斜原因。2、增设建筑物边水位观察井,并增加坑外回管井回灌补水,及时恢复坑外地下水位。3、必要时进行压力注浆对建筑旧基础下土方进行土体加固。五、砂层止水帷幕失效,产生流砂应急措施:1、出现此部位时立即停止坑内土方开挖,并将开挖土方回填和预备的沙袋反压,阻止坑外砂层流失。2、进行压密注浆。立即阻止振动打孔机进场。考虑浆液的均匀渗透,在流砂漏水点外围按梅花形布设,采用混合浆液,即水泥-水玻璃双液快凝浆液,水泥采用P42.5普通硅酸盐水泥,水泥用量200Kg/m3;水灰比为0.5;水玻璃用量我2.0﹪。注浆前应全面检查注浆设备与材料,包括注浆泵,搅拌储浆系统,高压压浆管,压力表等,注意正式注浆后勿随意中断,力求连续作业,以保证成桩质量。注浆采用自下而上的施工要求点多量少。注浆压力控制在0.2~0.4MPA以内,浆液流速为0~452/min。压浆提升,采用SYB50型挤压式压浆进行注浆,按设计注浆压力和注浆量自下而上压浆提升,注浆管拔管高度为0.33m。压密注浆采用注浆量与注浆压力双控原则,以注浆量为主,压力为辅。当浆液出注浆管返至地面,终止压浆。 查看全部
降水方案的选择一、基本要求1、当地下水位高于基坑开挖面,需要采用降低地下水方法疏干坑内土层中水。疏干水有增加坑内土体强度的作用,有利于控制基坑围护结构变形。在软土地区基坑开挖深度趣过3m,一般就要用井点降水。开挖深度浅时,亦可边开挖边用排水沟和集水井进行集水明排。2、当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时,应进行坑底突涌验算,必要时可采取水平封底隔渗或钻孔减压措施,保证坑底土层稳定。当坑底含承压水层上部土体压重不足以抵抗承压水水头时,应布置降压井降低承压水水头压力,防止承压水突涌,确保基坑开挖施工安全。3、当因降水而危及基坑及周边环境安全时,宜采用截水或回灌方法。二、工程降水有多种技术方法,可根据土层情况、渗透性、降水深度、周围环境、支护结构种类按表1K413024选择和设计。井点降水方法的选用    表1K413024常用降水方法对比分析一、集水坑降水明渠加集水坑降水具有施工方便,费用低廉等特点,在施工现场应用的最为普遍。在高水位地区基坑边坡支护工程中,这种方法往往作为其它降水方法的辅助降排水措施,它主要排除地下潜水、施工用水和天降雨水。在地下水蓄量较小,地质条件较好的情况下,使用明渠和集水井可以清除基坑内积水。但是,在地下水较丰富地区,若仅单独采用这种方法降水,由于基坑边坡渗水较多,作业面泥泞不堪,有不利于结构物施工。因此,这种降水方法一般不单独应用于高水位地区基坑边坡支护中,通常会与降水井点或截渗幕墙配合使用。二、截渗幕墙截渗幕墙不能单独作为降水方案,一般与明渠或井点降水配合使用。截渗幕墙一般用于地下水非常丰富、地下水补给非常快或需要特别对边坡不稳定性、周围建筑不均匀沉降进行控制的情况。常见的有截渗墙、帷幕灌浆、钢板桩等,在截断地下水向基坑渗透的同时也对基坑的边坡起到一定的支护作用。同时,由于截渗幕墙的存在,基坑降水对幕墙以外的地下水影响程度大大减小,周围建筑物的稳定性得到有效保障。当然,截渗幕墙的施工需要较大的场地而且会产生较大噪声,在建筑物密集区和居民区附近等地施工时会受到一些限制。三、轻型井点轻型井点是国内应用很广的降水方法,它比其它井点系统施工简单快捷、经济安全,特别适用于降水面积不大,地下水蓄量较小的情况。该方法降低水位深度一般在3~6m之间。轻型井点适用的土层渗透系数为0.1~50m/d,当土层渗透系数偏小时,需要采用在井点管顶部用粘土封填并保证井点系统各连接部位具有较好的气密性,通过提高整个井点系统的真空度来增强抽排水能力。四、管井井点管井井点适用于渗透系数大的砂砾层,地下水丰富的地层,以及轻型井点不易解决的场合。它具有施工简单、出水量大等特点,每口管井出水流量可达到50~100m3/h,可降低地下水位深度约3~5m。这种方法一般用于潜水层降水,通常土的渗透系数在20~200m/d范围内时效果最好。五、喷射井点喷射井点的抽水系统和喷射井管件比较复杂,运行时故障率相对较高,能量损耗很大,相对于其它井点法降水而言具有降水深度大、运行费用高的特点。喷射井点系统能在井点底部产生250mm水银柱的真空度,其降低水位深度一般在8~20m之间。它适用的土层渗透系数与轻型井点一样,一般为0.1~50m/d。六、电渗井点电渗井点适用于渗透系数很小的地质情况,如渗透系数小于0.1m/d的粘土、亚粘土、淤泥和淤泥质粘土等。它需要与轻型井点或喷射井点结合应用,在降水过程中,应对电压、电流密度和耗电量等进行量测和必要的调整,工作起来比较烦琐。七、深井井点深井井点是基坑支护中应用较多的降水方法,它的优点是排水量大、降水深度大、降水范围大。深井井点适用的土层渗透系数为10~250m/d、降低水位深度超过15m,常用于降低承压水。利用深井点降低承压水位,有助于减除压力、保证基坑的安全性。但由于降水深度大、出水量大和水位降落曲线陡等原因,势必造成降水的影响范围和影响程度大,因而容易引起基坑周围建筑物的不均匀沉降。常见问题应急措施一、支护结构渗水1、对渗水量较小,不影响施工也不影响周边环境的情况下,采取坑底设排水沟的方法。2、对渗水量较大,但没有流砂带出,造成施工困难,而多周围影响不大的情况,可采用注水泥浆封阻。二、支护结构漏水1、如果漏水点水压力不大时,宜用堵漏王进行埋管封堵,待漏水周边堵漏王强度达到要求后进行封管。2、如漏水位置埋深较大,则应在支护结构后采用压密注浆方法,注浆封堵。注浆浆液中应渗入适量水玻璃,使其能尽早凝结,也可采用高压喷射注浆方法。采用压密注浆时,为防止施工对支护结构产生的压力生成支护结构较大的侧向位移,在施工前应对坑内局部反压回填土,待注浆达到止水效果后再从新开挖。三、基坑周边地面出现裂缝、沉降应急措施:1、立即停止坑内降水。2、迅速用水泥浆灌缝,同时用薄膜等防雨物质将裂缝修补处覆盖,避免雨水流入。3、观察裂缝发展情况,必要时对地面进行钻孔灌砂或补浆。四、外围建筑物、构筑物沉降或倾斜应急措施:1、应立即停止土方开挖及降水(必要时回填土方)、同时分析产生沉降或倾斜原因。2、增设建筑物边水位观察井,并增加坑外回管井回灌补水,及时恢复坑外地下水位。3、必要时进行压力注浆对建筑旧基础下土方进行土体加固。五、砂层止水帷幕失效,产生流砂应急措施:1、出现此部位时立即停止坑内土方开挖,并将开挖土方回填和预备的沙袋反压,阻止坑外砂层流失。2、进行压密注浆。立即阻止振动打孔机进场。考虑浆液的均匀渗透,在流砂漏水点外围按梅花形布设,采用混合浆液,即水泥-水玻璃双液快凝浆液,水泥采用P42.5普通硅酸盐水泥,水泥用量200Kg/m3;水灰比为0.5;水玻璃用量我2.0﹪。注浆前应全面检查注浆设备与材料,包括注浆泵,搅拌储浆系统,高压压浆管,压力表等,注意正式注浆后勿随意中断,力求连续作业,以保证成桩质量。注浆采用自下而上的施工要求点多量少。注浆压力控制在0.2~0.4MPA以内,浆液流速为0~452/min。压浆提升,采用SYB50型挤压式压浆进行注浆,按设计注浆压力和注浆量自下而上压浆提升,注浆管拔管高度为0.33m。压密注浆采用注浆量与注浆压力双控原则,以注浆量为主,压力为辅。当浆液出注浆管返至地面,终止压浆。

地基与基础工程质量通病及防治措施

库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 2288 次浏览 • 2017-03-13 17:58 • 来自相关话题

通病一:土(灰土)桩不密实、断裂现象:桩孔回填不均匀,夯击不密实,密松不一,桩身疏松甚至断裂。措施:填夯过程中,严格控制夯实质量,若夯击次数不够应适当增加夯击数。若遇孔壁塌方,应停止夯填,先将塌方清除,然后用C10砼灌入塌方处,再继续回填夯实。通病二:碎石挤密桩桩身缩颈现象:形成的碎石挤密桩桩身局部直径小于设计要求,一般在地下水位以下或饱和的粘性土中容易发生。措施:1) 拔管速度一般控制在0.8~1.5米/分(根据地区、地质不同选择拔管速度)。每拔0.5~1.0米停止拔管,原地振动10~30秒。反复进行,直到拔出地面。2) 采用反插法克服缩颈。局部反插法:在发生部位进行反插,并往下多插入1米。全部反插法:开始从桩端至柱顶全部进行反插,即开始拔管1米,再反插到底,以后每拔出1米,反插0.5米,直到拔出地面。(3) 采用复打法克服缩颈。局部复打法:在发生部位进行复打,超深1米。全复打法:即为二次单打法的重复,应注意同轴沉入到原深度,灌入同样的石料。通病三:碎石挤密桩灌量不足现象:碎石挤密桩施工中,碎石实际灌量小于设计要求。措施:1) 用砼预制桩尖法,解决活瓣桩尖张不开的问题,加大灌入量。2) 灌料时注入压力水(一般为0.2~0.4MPa),使石料表面润滑,减小摩阻,易于流入孔中。通病四:预制桩桩身断裂现象:桩在沉入过程中,桩身突然倾斜错位,桩尖处土质条件没有特殊变化,而贯入度逐渐增加或突然增大,同时当桩锤跳起后,桩身随之出现回弹现象。措施:应会同设计人员共同研究处理方法。根据工程地质条件,上部荷载及桩所处的结构部位,可以采取补桩的方法。可在轴线两侧分别补1根或两根桩。通病五:预制桩桩深达不到设计要求现象:施工的最终控制是以设计的最终贯入度和最终标高为标准。施工时一般从一种标准为主,另一个为参考。有时达不到设计的最终控制要求。措施:1) 遇到硬夹层时,可采用植桩法、射水法或气吹法施工。桩尖至少进入未扰动土为6倍桩径。2) 桩如打不下去,可更换能量大的桩锤打击,并加厚缓冲垫层。通病六:预制桩桩身倾斜现象:预制桩桩身垂直偏差过大。措施:1) 打桩前应将地下障碍物清理干净,尤其是桩位下的障碍物,必要时可对每个桩位用钎探了解。对于桩尖不在桩纵轴上的桩,或桩身弯曲超过规定的桩均不宜使用。一节桩的细长比一般控制在30以内。2) 打桩时稳桩要垂直,桩顶应加桩垫。桩垫失效应及时更换。3) 桩帽与桩的接触面及替打木应平整,不平整的应及时处理。通病七:干作业成孔灌注桩的孔底虚土多现象:成孔后孔底虚土过多,超过标准规定的不大于100mm的规定。措施:1) 在孔内做二次或多次投钻。即用钻一次投到设计标高,在原位旋转片刻,停止旋转静拔钻杆。2) 用勺钻清理孔底虚土。3) 如虚土是砂或砂卵石时,可先采用孔底浆拌合,然后再灌砼。4) 采用孔底压力灌浆法、压力灌砼法及孔底夯实法解法。通病八:干作业成孔灌注桩桩身砼质量差现象:桩身砼有蜂窝、空洞,桩身夹土、分段级配不均匀。措施:1) 单桩承载力不大且缺陷不严重,可采用加大承台梁的方法。2) 如缺陷严重,应会同设计人员共同研究处理方法,一般可采用在轴线两侧补桩的方法。通病九:湿作业成孔灌注桩断桩现象:成桩后,桩身中部没有砼,夹有泥土。措施:1) 当导管堵塞而砼尚未初凝时,可采用两方法:方法1:用钻机起吊设备,吊起一节钢轨或其他重物在导管内冲击,把堵塞的砼冲开;方法2:迅速拔出导管用高压水冲通导管,重新下隔水球灌注。浇筑时,当隔水球冲出导管后,应将导管继续下降,直到导管不能再插入时,然后再稍提升导管,继续浇筑砼。2) 当砼在地下水位以上中断时,如果桩身直径在1米以上;泥浆护壁较好,可抽掉孔内水,用钢筋笼保护,对原砼面进行凿毛并清洗钢筋,然后继续浇筑砼。3) 当砼在地下水位以下中断时,可用较原桩径稍小的钻头在原桩位上钻孔,至断桩部位以下适当深度时,重新清孔,在断桩部位增加一节钢筋笼,其下部埋入新钻孔中,然后继续浇筑砼。4) 当导管接头法兰挂住钢筋笼时,如果钢筋笼埋入砼不深,则可提起钢筋笼,转动导管,使导管与钢筋笼脱离,否则只好放弃导管。通病十:套管护壁成孔灌注桩缩颈现象:桩身局部直径小于设计要求,一般发生在地下水位以下、上层滞水层或饱和的粘性土中。措施:1) 在淤泥质土中出现缩颈时,可采用复打方法。2) 在其他土中出现缩颈时,最好采用预制桩头,同时用下部带喇叭口的套管施工,在缩颈部位采用反插法。3) 在缩颈部位放置一段钢筋砼预制桩。爆破灌注桩混凝土拒落炸药爆炸形成扩大头后,砼不落下,欲称"卡脖子"。1) 在砼中插入钢管或塑料管进行排气,或用振捣棒的强力振动使砼下落。2) 当砼已经初凝,可在近旁补钻一根新桩孔,贯穿到空腔,放上同量药包,往拒落桩底端的空腔和新桩孔浇筑砼,通电引爆成新的爆扩桩。爆破灌注桩缩颈桩身局部直径小于设计要求。1) 轻微缩颈,可用掏土工具掏出缩颈部位的土,然后立即浇筑砼。2) 严重缩颈,应用成孔机械重新成孔,除用套管法施工外,还可以在缩颈部位用适量炸药进行爆破。 查看全部
通病一:土(灰土)桩不密实、断裂现象:桩孔回填不均匀,夯击不密实,密松不一,桩身疏松甚至断裂。措施:填夯过程中,严格控制夯实质量,若夯击次数不够应适当增加夯击数。若遇孔壁塌方,应停止夯填,先将塌方清除,然后用C10砼灌入塌方处,再继续回填夯实。通病二:碎石挤密桩桩身缩颈现象:形成的碎石挤密桩桩身局部直径小于设计要求,一般在地下水位以下或饱和的粘性土中容易发生。措施:1) 拔管速度一般控制在0.8~1.5米/分(根据地区、地质不同选择拔管速度)。每拔0.5~1.0米停止拔管,原地振动10~30秒。反复进行,直到拔出地面。2) 采用反插法克服缩颈。局部反插法:在发生部位进行反插,并往下多插入1米。全部反插法:开始从桩端至柱顶全部进行反插,即开始拔管1米,再反插到底,以后每拔出1米,反插0.5米,直到拔出地面。(3) 采用复打法克服缩颈。局部复打法:在发生部位进行复打,超深1米。全复打法:即为二次单打法的重复,应注意同轴沉入到原深度,灌入同样的石料。通病三:碎石挤密桩灌量不足现象:碎石挤密桩施工中,碎石实际灌量小于设计要求。措施:1) 用砼预制桩尖法,解决活瓣桩尖张不开的问题,加大灌入量。2) 灌料时注入压力水(一般为0.2~0.4MPa),使石料表面润滑,减小摩阻,易于流入孔中。通病四:预制桩桩身断裂现象:桩在沉入过程中,桩身突然倾斜错位,桩尖处土质条件没有特殊变化,而贯入度逐渐增加或突然增大,同时当桩锤跳起后,桩身随之出现回弹现象。措施:应会同设计人员共同研究处理方法。根据工程地质条件,上部荷载及桩所处的结构部位,可以采取补桩的方法。可在轴线两侧分别补1根或两根桩。通病五:预制桩桩深达不到设计要求现象:施工的最终控制是以设计的最终贯入度和最终标高为标准。施工时一般从一种标准为主,另一个为参考。有时达不到设计的最终控制要求。措施:1) 遇到硬夹层时,可采用植桩法、射水法或气吹法施工。桩尖至少进入未扰动土为6倍桩径。2) 桩如打不下去,可更换能量大的桩锤打击,并加厚缓冲垫层。通病六:预制桩桩身倾斜现象:预制桩桩身垂直偏差过大。措施:1) 打桩前应将地下障碍物清理干净,尤其是桩位下的障碍物,必要时可对每个桩位用钎探了解。对于桩尖不在桩纵轴上的桩,或桩身弯曲超过规定的桩均不宜使用。一节桩的细长比一般控制在30以内。2) 打桩时稳桩要垂直,桩顶应加桩垫。桩垫失效应及时更换。3) 桩帽与桩的接触面及替打木应平整,不平整的应及时处理。通病七:干作业成孔灌注桩的孔底虚土多现象:成孔后孔底虚土过多,超过标准规定的不大于100mm的规定。措施:1) 在孔内做二次或多次投钻。即用钻一次投到设计标高,在原位旋转片刻,停止旋转静拔钻杆。2) 用勺钻清理孔底虚土。3) 如虚土是砂或砂卵石时,可先采用孔底浆拌合,然后再灌砼。4) 采用孔底压力灌浆法、压力灌砼法及孔底夯实法解法。通病八:干作业成孔灌注桩桩身砼质量差现象:桩身砼有蜂窝、空洞,桩身夹土、分段级配不均匀。措施:1) 单桩承载力不大且缺陷不严重,可采用加大承台梁的方法。2) 如缺陷严重,应会同设计人员共同研究处理方法,一般可采用在轴线两侧补桩的方法。通病九:湿作业成孔灌注桩断桩现象:成桩后,桩身中部没有砼,夹有泥土。措施:1) 当导管堵塞而砼尚未初凝时,可采用两方法:方法1:用钻机起吊设备,吊起一节钢轨或其他重物在导管内冲击,把堵塞的砼冲开;方法2:迅速拔出导管用高压水冲通导管,重新下隔水球灌注。浇筑时,当隔水球冲出导管后,应将导管继续下降,直到导管不能再插入时,然后再稍提升导管,继续浇筑砼。2) 当砼在地下水位以上中断时,如果桩身直径在1米以上;泥浆护壁较好,可抽掉孔内水,用钢筋笼保护,对原砼面进行凿毛并清洗钢筋,然后继续浇筑砼。3) 当砼在地下水位以下中断时,可用较原桩径稍小的钻头在原桩位上钻孔,至断桩部位以下适当深度时,重新清孔,在断桩部位增加一节钢筋笼,其下部埋入新钻孔中,然后继续浇筑砼。4) 当导管接头法兰挂住钢筋笼时,如果钢筋笼埋入砼不深,则可提起钢筋笼,转动导管,使导管与钢筋笼脱离,否则只好放弃导管。通病十:套管护壁成孔灌注桩缩颈现象:桩身局部直径小于设计要求,一般发生在地下水位以下、上层滞水层或饱和的粘性土中。措施:1) 在淤泥质土中出现缩颈时,可采用复打方法。2) 在其他土中出现缩颈时,最好采用预制桩头,同时用下部带喇叭口的套管施工,在缩颈部位采用反插法。3) 在缩颈部位放置一段钢筋砼预制桩。爆破灌注桩混凝土拒落炸药爆炸形成扩大头后,砼不落下,欲称"卡脖子"。1) 在砼中插入钢管或塑料管进行排气,或用振捣棒的强力振动使砼下落。2) 当砼已经初凝,可在近旁补钻一根新桩孔,贯穿到空腔,放上同量药包,往拒落桩底端的空腔和新桩孔浇筑砼,通电引爆成新的爆扩桩。爆破灌注桩缩颈桩身局部直径小于设计要求。1) 轻微缩颈,可用掏土工具掏出缩颈部位的土,然后立即浇筑砼。2) 严重缩颈,应用成孔机械重新成孔,除用套管法施工外,还可以在缩颈部位用适量炸药进行爆破。

干冲碎石桩法在地基处理中的应用

库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 2401 次浏览 • 2017-03-13 17:43 • 来自相关话题

作为地基处理中的一项重要方法,干冲碎石桩法在近期得到了长足的发展和进步。该项课题的研究,将会更好地提升干冲碎石桩法应用的实践水平,从而有效优化地基处理的整体效果。本文从介绍地基处理的重要性着手本课题的研究。一、地基处理的重要性地基基础施工主要是为了让地基基础起到一个支持的作用,从而使得建筑物更加的稳定,在遇到各种灾害问题时,不会出现太大的结构问题。为了满足这些情况,我们首先要做的就是建筑地基基础的施工建设,而且根据不同的情况,进行不同的地基处理,而且如果我们在进行地基施工的时候,地基基础不满足建筑物的要求,那么我们就要对其基桩进行深埋已达到地基的稳定性,从而保证建筑物的质量。地基处理一般是指用于改善支承建筑物的地基(土或岩石)的承载能力或抗渗能力所采取的工程技术措施。当前,我们建设的楼房等建筑物基本都是采用钢筋混凝土构建建筑物的整体框架,但是钢筋混凝土自身重量太大,而建筑物在使用时也会有各种人体和物体的重力,这些重力一般都通过建筑物本身的承重墙进行传载,而最终负荷这些重力的就是该建筑物的地基。而地基承受这些重力在时间上具有长久性,因此就必须要保证地基施工质量过关,使建筑物在长年承载压力中不会发生过度的下沉和偏移。如果地基没做打好,建筑物不仅会受到沉降、偏移等问题,严重者甚至发生开裂和坍塌,形成重大的安全事故问题。因此,在建筑物建设过程中,要充分重视地基施工,确保施工过程规范,施工技术过关。地基施工对建筑工程整体的施工具有重要意义,要引起高度关注。 二、干冲碎石法加固机理及特点 1、加固机理 首先使用取土机械取土成孔,填入不同级配的砂卵石,利用夯锤自由落下的巨大冲击能和所产生的冲击波反复夯击砂卵石,并使部分砂卵石挤入土层中,由于重锤冲打挤密,不但在桩位处形成大直径高密度的砂卵石桩体,而且部分砂卵石挤入置换土层,提高了桩间土的承载力;同时砂卵石桩体作为复合地基中孔隙水的消散通道,消除砂土液化;在巨大夯击能作用下,土体中产生冲击波和动应力,致使土体出现裂隙,形成排水通道,加速土体的排水固结;而且由桩体及桩间土形成的复合地基还起垫层作用,将荷载扩散,使应力分布趋于均匀,显著提高地基均匀性和稳定性,减少沉降量,提高承载力。 2、干冲碎石桩特点须取土、成孔及填料;挤密、置换、排水、垫层和加筋作用;处理后的复合地基承载力显著提高,且其地基均匀性大大改善;不受场地限制,噪音小,无排污,对环境影响小;工期短,成本低。三、碎石桩的施工工艺1、桩径根据当地的地基土质情况和成桩设备,碎石桩的桩径取800mm。2、桩体材料通常桩体材料选择碎石、卵石、角砾、圆砾等硬质材料,材料的含泥量应该小于5%,其最大粒径不应超过50mm;碎石桩桩孔内的填料必须通过现场试验来确定。3、开孔本次采用了底部振冲法,利用桩管和振冲器的自重辅以振冲沉管开孔至设计标高,再反提桩管,碎石材料自料管顶部加入,由管底出料成桩。开孔时,除了注意桩位和垂直度,还需要确保出料口通畅。拉高桩管冲孔会产生堵管,特别是软土夹层及其下卧层土质较硬,更容易产生难以清除的管塞,造成出料困难,严重影响施工效率。采用跟料成孔,匀速沉管,桩管在软土内和硬质土层的贯入速率明显不同,要注意间歇性小幅度反拉,能有效防止嵌管和管塞;沉管成孔时,水冲一定程度上可以缓解塞管,但会造成泥浆反涌,恶化施工环境,泥浆也容易渗入桩体,影响碎石桩的质量,因此未进行料管内通水冲孔。4、桩径控制使用的碎石桩料管外径约50cm,底端在耦合振冲装置后可达80cm(等代直径),理论上,沉管时可以达到80cm的桩孔,但在这种超软土内,特别是土体剧烈扰动以后,反提桩管时,侧边淤泥会挤入桩孔,实际出料量低于理论计算的方量,因此要形成1.2m直径碎石桩,还需以留振和反插措施扩充碎石来实现,成桩直径是按单位深度的碎石填充量来反算的。碎石桩径的均匀连续性是质控要点。淤泥呈流塑状态,侧限很小,易受扰动难以挤密,碎石桩质量不好保证,这也是多年来以碎石桩处理这种软土地基尚无成熟工艺,需要慎重把握的原因。目前,还没有一种有效的仪器实时监测成桩的连续性,桩体外观特征难以直接观察,如何避免碎石桩缩颈、断桩,或者扭曲膨胀等现象,还得依靠地面记录即时把控和桩台施工员的熟练操作来掌握。初步经验是:成桩时匀速上提桩管管内碎石能连续出料,就不易断桩;严格按照单位桩长的碎石量保持留振,控制上提幅度和反插深度/次数,就不易形成缩颈或者膨胀;提拉反插桩管尽量维持原位和竖直,并且适当控制幅度在1m高的范围内,减少对下部已成桩体的偏心冲压,就不易造成桩体的扭曲和倾斜。土质好侧限大时,出料很慢或者驻料,留振不能满足桩径,就要铺以反插。而在软土内,尤其是浅层淤泥内,出料很快,留振时间一定要把握好,否则就会出现膨胀。5、碎石桩密实度碎石桩密实度和周围土性相关,土质较好,按设定的振密电流保持留振,可以使碎石桩密实,但对于淤泥这种超软土,控制稳定的振密电流操作难度较大,长时间留振后,碎石桩整体密实度提高幅度有限,却使碎石不断挤入周边淤泥,造成膨胀,容易导致碎石夹杂淤泥,还会将周围已成碎石桩挤压变形。淤泥地基碎石桩施工不是以预定密实电流为主控指标,而是按照单位桩长碎石量为主控制质量,还要保证桩体均匀连续,尽量不混杂淤泥。成桩时,振密电流有规律变化,留振期间振密电流值明显增长,稳定趋势快,就说明填充的碎石没有和淤泥严重混杂。施工员应密切观察料管出料状态,即时结合电脑记录,控制留振时间,发现电流值变化失常迅速处理。观察试验区出露桩头发现,由于淤泥极为软弱,桩体1.2m直径范围内的碎石密实度差异较大,越是桩体外围,密实度越低,泥石夹杂越严重。提高碎石桩的整体密实度,除了注意小幅度反插和小间距留振,碎石材料粒径要按要求的2.0-7.5cm级配混合,并适当提高充盈率为1.05。四、施工控制要点1、清沟排污在打桩的过程中,施工现场应该安排人力进行及时清沟作业,以保证排污系统的通畅,避免因排污系统阻塞而导致泥浆漫溢现象。沉淀完的泥浆应该及时运送出去,并做好场地的清洁工作。2、做好记录工作施工过程中,通过振冲机上配备的自动监控仪器,来对每段桩体的成孔电流、密实电流、填料情况以及留振时间等进行现场施工的全程监控和记录。每项参数都是质量检定的重要依据,施工过程中要严格填写各项施工记录表。3、水压的控制制桩施工时,水量要充足,要使孔内始终保持充满水,同时防止塌孔;水压应该根据实际的土质状况来确定,如果土质强度较低,水压可适当调小,如果土质强度较高,水压应该适当提高;成孔过程中,水压和水量应该尽量调大些,当接近设计深度时,可降低水压,避免扰动桩底土体;在加料振密的过程中,要适当降低水压和水量。五、结语 通过对干冲碎石桩法在地基处理中应用的相关研究,我们可以发现,该项工作的顺利开展,有赖于对其多项影响环节与因素的充分掌控,有关人员应该从地基处理的实际要求出发,研究制定最为符合实际的干冲碎石桩法应用实施策略。  查看全部
作为地基处理中的一项重要方法,干冲碎石桩法在近期得到了长足的发展和进步。该项课题的研究,将会更好地提升干冲碎石桩法应用的实践水平,从而有效优化地基处理的整体效果。本文从介绍地基处理的重要性着手本课题的研究。一、地基处理的重要性地基基础施工主要是为了让地基基础起到一个支持的作用,从而使得建筑物更加的稳定,在遇到各种灾害问题时,不会出现太大的结构问题。为了满足这些情况,我们首先要做的就是建筑地基基础的施工建设,而且根据不同的情况,进行不同的地基处理,而且如果我们在进行地基施工的时候,地基基础不满足建筑物的要求,那么我们就要对其基桩进行深埋已达到地基的稳定性,从而保证建筑物的质量。地基处理一般是指用于改善支承建筑物的地基(土或岩石)的承载能力或抗渗能力所采取的工程技术措施。当前,我们建设的楼房等建筑物基本都是采用钢筋混凝土构建建筑物的整体框架,但是钢筋混凝土自身重量太大,而建筑物在使用时也会有各种人体和物体的重力,这些重力一般都通过建筑物本身的承重墙进行传载,而最终负荷这些重力的就是该建筑物的地基。而地基承受这些重力在时间上具有长久性,因此就必须要保证地基施工质量过关,使建筑物在长年承载压力中不会发生过度的下沉和偏移。如果地基没做打好,建筑物不仅会受到沉降、偏移等问题,严重者甚至发生开裂和坍塌,形成重大的安全事故问题。因此,在建筑物建设过程中,要充分重视地基施工,确保施工过程规范,施工技术过关。地基施工对建筑工程整体的施工具有重要意义,要引起高度关注。 二、干冲碎石法加固机理及特点 1、加固机理 首先使用取土机械取土成孔,填入不同级配的砂卵石,利用夯锤自由落下的巨大冲击能和所产生的冲击波反复夯击砂卵石,并使部分砂卵石挤入土层中,由于重锤冲打挤密,不但在桩位处形成大直径高密度的砂卵石桩体,而且部分砂卵石挤入置换土层,提高了桩间土的承载力;同时砂卵石桩体作为复合地基中孔隙水的消散通道,消除砂土液化;在巨大夯击能作用下,土体中产生冲击波和动应力,致使土体出现裂隙,形成排水通道,加速土体的排水固结;而且由桩体及桩间土形成的复合地基还起垫层作用,将荷载扩散,使应力分布趋于均匀,显著提高地基均匀性和稳定性,减少沉降量,提高承载力。 2、干冲碎石桩特点须取土、成孔及填料;挤密、置换、排水、垫层和加筋作用;处理后的复合地基承载力显著提高,且其地基均匀性大大改善;不受场地限制,噪音小,无排污,对环境影响小;工期短,成本低。三、碎石桩的施工工艺1、桩径根据当地的地基土质情况和成桩设备,碎石桩的桩径取800mm。2、桩体材料通常桩体材料选择碎石、卵石、角砾、圆砾等硬质材料,材料的含泥量应该小于5%,其最大粒径不应超过50mm;碎石桩桩孔内的填料必须通过现场试验来确定。3、开孔本次采用了底部振冲法,利用桩管和振冲器的自重辅以振冲沉管开孔至设计标高,再反提桩管,碎石材料自料管顶部加入,由管底出料成桩。开孔时,除了注意桩位和垂直度,还需要确保出料口通畅。拉高桩管冲孔会产生堵管,特别是软土夹层及其下卧层土质较硬,更容易产生难以清除的管塞,造成出料困难,严重影响施工效率。采用跟料成孔,匀速沉管,桩管在软土内和硬质土层的贯入速率明显不同,要注意间歇性小幅度反拉,能有效防止嵌管和管塞;沉管成孔时,水冲一定程度上可以缓解塞管,但会造成泥浆反涌,恶化施工环境,泥浆也容易渗入桩体,影响碎石桩的质量,因此未进行料管内通水冲孔。4、桩径控制使用的碎石桩料管外径约50cm,底端在耦合振冲装置后可达80cm(等代直径),理论上,沉管时可以达到80cm的桩孔,但在这种超软土内,特别是土体剧烈扰动以后,反提桩管时,侧边淤泥会挤入桩孔,实际出料量低于理论计算的方量,因此要形成1.2m直径碎石桩,还需以留振和反插措施扩充碎石来实现,成桩直径是按单位深度的碎石填充量来反算的。碎石桩径的均匀连续性是质控要点。淤泥呈流塑状态,侧限很小,易受扰动难以挤密,碎石桩质量不好保证,这也是多年来以碎石桩处理这种软土地基尚无成熟工艺,需要慎重把握的原因。目前,还没有一种有效的仪器实时监测成桩的连续性,桩体外观特征难以直接观察,如何避免碎石桩缩颈、断桩,或者扭曲膨胀等现象,还得依靠地面记录即时把控和桩台施工员的熟练操作来掌握。初步经验是:成桩时匀速上提桩管管内碎石能连续出料,就不易断桩;严格按照单位桩长的碎石量保持留振,控制上提幅度和反插深度/次数,就不易形成缩颈或者膨胀;提拉反插桩管尽量维持原位和竖直,并且适当控制幅度在1m高的范围内,减少对下部已成桩体的偏心冲压,就不易造成桩体的扭曲和倾斜。土质好侧限大时,出料很慢或者驻料,留振不能满足桩径,就要铺以反插。而在软土内,尤其是浅层淤泥内,出料很快,留振时间一定要把握好,否则就会出现膨胀。5、碎石桩密实度碎石桩密实度和周围土性相关,土质较好,按设定的振密电流保持留振,可以使碎石桩密实,但对于淤泥这种超软土,控制稳定的振密电流操作难度较大,长时间留振后,碎石桩整体密实度提高幅度有限,却使碎石不断挤入周边淤泥,造成膨胀,容易导致碎石夹杂淤泥,还会将周围已成碎石桩挤压变形。淤泥地基碎石桩施工不是以预定密实电流为主控指标,而是按照单位桩长碎石量为主控制质量,还要保证桩体均匀连续,尽量不混杂淤泥。成桩时,振密电流有规律变化,留振期间振密电流值明显增长,稳定趋势快,就说明填充的碎石没有和淤泥严重混杂。施工员应密切观察料管出料状态,即时结合电脑记录,控制留振时间,发现电流值变化失常迅速处理。观察试验区出露桩头发现,由于淤泥极为软弱,桩体1.2m直径范围内的碎石密实度差异较大,越是桩体外围,密实度越低,泥石夹杂越严重。提高碎石桩的整体密实度,除了注意小幅度反插和小间距留振,碎石材料粒径要按要求的2.0-7.5cm级配混合,并适当提高充盈率为1.05。四、施工控制要点1、清沟排污在打桩的过程中,施工现场应该安排人力进行及时清沟作业,以保证排污系统的通畅,避免因排污系统阻塞而导致泥浆漫溢现象。沉淀完的泥浆应该及时运送出去,并做好场地的清洁工作。2、做好记录工作施工过程中,通过振冲机上配备的自动监控仪器,来对每段桩体的成孔电流、密实电流、填料情况以及留振时间等进行现场施工的全程监控和记录。每项参数都是质量检定的重要依据,施工过程中要严格填写各项施工记录表。3、水压的控制制桩施工时,水量要充足,要使孔内始终保持充满水,同时防止塌孔;水压应该根据实际的土质状况来确定,如果土质强度较低,水压可适当调小,如果土质强度较高,水压应该适当提高;成孔过程中,水压和水量应该尽量调大些,当接近设计深度时,可降低水压,避免扰动桩底土体;在加料振密的过程中,要适当降低水压和水量。五、结语 通过对干冲碎石桩法在地基处理中应用的相关研究,我们可以发现,该项工作的顺利开展,有赖于对其多项影响环节与因素的充分掌控,有关人员应该从地基处理的实际要求出发,研究制定最为符合实际的干冲碎石桩法应用实施策略。 

地下连续墙施工九大常见问题原因及防治措施

库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 1813 次浏览 • 2017-03-13 16:25 • 来自相关话题

一、导墙破坏或变形产生原因:1. 导墙的强度和剛度不足。2. 地基发生坍塌或受到冲刷。3. 导墙内侧没有设支撑。4. 作用在导墙上的施工荷载过大。预防措施和处理方法:预防:按要求施工导墙,导墙内钢筋应连接;适当加大导墙深度,加固地质;墙周围设排水沟;导墙内侧加支撑;施加荷载分散设施,使受力均匀;处理:已破坏或变形的导墙应拆除,并用在优质土(或掺入适量水泥、石灰)回填夯实,重新建导墙。二、槽壁坍塌在槽壁成槽、下钢筋笼和浇筑混凝土时,槽段内局部孔坍塌,出现水位突然下降,孔口冒出细密的水泡,出土量增加,而不见进尺,钻机负荷显著增加等现象。产生原因:1.遇竖向层理发育的软弱土层或流砂土层。2. 护壁泥浆选择不当,泥浆密度不够,不能形成坚实可靠的护壁。3. 地下水位过高,泥浆液面标高不够,或孔内出现水压力,降低了静水压力。4. 泥浆水质不合要求,含盐和泥砂多,易于沉淀,使泥浆性质发生变化,起不到护壁作用。5. 泥浆配制不合要求,质量不符合要求。6. 在松软砂层中挖槽,进尺过快,或钻机回旋速度过快,空转时间过长,将槽壁扰动。7. 成槽后搁置时间过长,未及时吊放钢筋笼浇筑混凝土,泥浆沉淀失去护壁作用。8. 由于漏浆或施工操作不慎,造成槽内泥浆液面降低,超过了安全范围,或下雨使地下水位急剧上升。9. 单元槽段过长,或地面附加荷载过大等。10. 下钢筋笼、浇筑混凝土间隔时间过长,地下水位过高,槽壁受冲刷。预防措施和处理方法:在竖向层理发育的软弱土层或流砂层成槽,应采取慢速成槽,适当加大泥浆密度,控制槽段内液面高于地下水位0.5m以上;成槽应根据土质情况选用合格泥浆,并通过试验确定泥浆密度,一般应不小于1.05;泥浆必须配制,并使其充分溶胀,储存3h以上,严禁将膨润土、火碱等直接倒入槽中;所用水质应符合要求,在松软砂层中成槽,应控制进尺,不要过快;槽段成槽后,紧接着放钢筋笼并浇筑混凝土,尽量不使其搁置时间过长;根据成槽情况,随时调整泥浆密度和液面标高;单元槽段一般不超过6m,注意地面荷载不要过大;加快施工进度,缩短挖槽时间和浇筑混凝土间隔时间,降低地下水位,减少冲击和高压水流冲刷。严重坍槽,要在槽内填入较好的粘土重新下钻;局部坍塌可加大泥浆密度;如发现大面积坍塌,用优质粘土(掺入20%水泥)回填至坍塌处以上1~2m,待沉积密实后再进行成槽。三、槽段偏斜(弯曲)槽段向一个方向偏斜,垂直度超过规定数值。产生原因:1. 成槽机柔性悬吊装置偏心,抓斗未安置水平。2. 成槽中遇坚硬土层。3. 在有倾斜度的软硬地层处成槽。4. 入槽时抓斗摆动,偏离方向。5. 未按仪表显示纠偏。6. 成槽掘削顺序不当,压力过大。预防措施和处理方法:成槽机使用前调整悬吊装置,防止偏心,机架底座应保持水平,并安设平稳;遇软硬土层交界处采取低速成槽,合理安排挖掘顺序,适当控制挖掘速度。查明成槽偏斜的位置和程度,一般可在受偏斜处吊住挖机上下往复扫孔,使槽壁正直,偏差严重时,应回填粘土到偏槽处1m以上,待沉积密实后,再重新施钻。四、钢筋笼难以放入槽孔内或上浮产生原因:1. 槽壁凹凸不平或弯曲。a) 钢筋笼尺寸不准,纵向接头处产生弯曲。b)钢筋笼重量太轻,槽底沉渣过多。c)钢筋笼刚度不够,吊放时产生变形,定位块过于凸出。2.导管埋入深度过大或混凝土浇筑速度过慢,钢筋笼被托起上浮。预防措施和处理方法:预防:成槽时要保持槽壁面平整;严格控制钢筋笼外形尺寸,其截面长宽比槽孔小140mm;处理:如因槽壁弯曲钢筋笼不能放入,应修整后再放入钢筋笼。钢筋笼上浮,可在导墙上设置锚固点固定钢筋笼,清除槽底沉渣,加快浇筑速度,控制导管的最大埋深不超过6m。五、混凝土浇注时导管进泥产生原因:1. 初灌混凝土数量不足。2. 导管底距槽底间距过大。3. 导管插入混凝土内深度不足。4. 提导管过度,泥浆挤入管内。预防措施和处理方法:预防:首批混凝土应经计算,保持足够数量,导管口离槽底间距保持不小于1.5D(D为导管直径),导管插入混凝土深度保持不小于1.5m;测定混凝土上升面,确定高度后再距此提拔导管。处理:如槽底混凝土深度小于0.5m,可重新放隔水塞浇混凝土,否则应将导管提出,将槽底混凝土用空气吸泥机清出,重新浇筑混凝土,或改用带活底盖导管插入混凝土内,重新浇混凝土。六、导管内卡混凝土产生原因:1. 导管口离槽底距离过小或插入槽底泥砂中。2. 隔水塞卡在导管内。3. 混凝土坍落度过小,石粒粒径过大,砂率过小。4. 浇筑间歇时间过长。预防措施和处理方法:预防:导管口离槽底距离保持比不小于1.5D;混凝土隔水塞保持比导管内径有5mm空隙;按要求选定混凝土配合比,加强操作控制,保持连续浇筑;浇筑间隙要上下小幅度提动导管。处理:已堵管可敲击、抖动、振动或提动导管,或用长杆捣导管内混凝土进行疏通;如无效,在顶层混凝土尚未初凝时,将导管提出,重新插入混凝土内,并用空气吸泥机将导管内的泥浆排出,再恢复浇捣混凝土。七、接头管拔不出地下混凝土连续墙接头处锁头管,在混凝土浇筑后抽拔不出来。产生原因:1. 接头管本身弯曲,或安装不直,与顶升装置、土壁及混凝土之间产生较大摩擦力。2. 抽拔锁头管千斤顶能力不够,或不同步,不能克服管与土壁混凝土之间的摩阻力。3. 拔管时间未掌握好,混凝土已经终凝,摩阻力增大;混凝土浇筑时未经常上下活动锁头管。4. 锁头管表面的耳槽盖漏盖。预防措施和处理方法:锁头管制作精度(垂直度)应在1/1000以内,安装时必须垂直插入,偏差不大于50mm;拔管装置能力应大于1.5倍摩阻力;锁头管抽拔要掌握时机,一般混凝土达到自立强度(3.5~4h),即应开始预拔,5~8h内将管子拔出,混凝土初凝后,即应上下活动,每10~15min活动一次;吊放锁头管时要盖好上月牙槽盖。八、夹层混凝土浇筑后,地下连续墙壁混凝土内存在泥夹层。产生原因:1. 浇筑管摊铺面积不够,部分角落浇筑不到,被泥渣填充。2. 浇筑管埋置深度不够,泥渣从底口进入混凝土内。3. 导管接头不严密,泥浆渗入导管内。4. 首批下混凝土量不足,未能将泥浆与混凝土隔开。5. 混凝土未连续浇筑,造成间断或浇筑时间过长,首批混凝土初凝失去流动性,而继续浇筑的混凝土顶破顶层而上升,与泥渣混合,导致在混凝土中夹有泥渣,形成夹层。6. 导管提升过猛,或测探错误,导管底口超出原混凝土面底口,涌入泥浆。7. 混凝土浇筑时局部塌孔。预防措施和处理方法:采用多槽段浇筑时,应设2~3个浇筑管同时浇筑,并有多辆砼车轮流浇注;导管埋入混凝土深度应为1.2~4m,导管接头应采用粗丝扣,设橡胶圈密封;首批灌入混凝土量要足够充分,使其有一定的冲击量,能把泥浆从导管中挤出,同时始终保持快速连续进行,中途停歇时间不超过15min,槽内混凝土上升速度不应低于2m/h,导管上升速度不要过快,采取快速浇筑,防止时间过长坍孔。遇塌孔,可将沉积在混凝土上的泥土吸出,继续浇筑,同时应采取加大水头压力等措施;如混凝土凝固,可将导管提出,将混凝土清出,重新下导管,浇筑混凝土,混凝土已凝固出现夹层,应在清楚后采取压浆补强方法处理。九、槽段接头渗漏水基坑开挖后,在槽段接头处出现渗水、漏水、涌水等现象。产生原因:挖槽机成槽时,粘附在上段混凝土接头面上的泥皮、泥渣未清除掉,就下钢筋笼浇筑混凝土。预防措施和处理方法:在清槽的同时,对上段接缝混凝土面用钢丝刷或刮泥器将泥皮、泥渣清理干净。如渗漏水量不大,可采用防水砂浆修补;渗涌水较大时,可根据水量大小,用短钢管或胶管引流,周围用砂浆封住,然后在背面用化学灌浆,最后堵引流管;漏水孔很大时,用土袋堆堵,然后用化学灌浆封闭,阻水后,再拆除土袋。 查看全部
一、导墙破坏或变形产生原因:1. 导墙的强度和剛度不足。2. 地基发生坍塌或受到冲刷。3. 导墙内侧没有设支撑。4. 作用在导墙上的施工荷载过大。预防措施和处理方法:预防:按要求施工导墙,导墙内钢筋应连接;适当加大导墙深度,加固地质;墙周围设排水沟;导墙内侧加支撑;施加荷载分散设施,使受力均匀;处理:已破坏或变形的导墙应拆除,并用在优质土(或掺入适量水泥、石灰)回填夯实,重新建导墙。二、槽壁坍塌在槽壁成槽、下钢筋笼和浇筑混凝土时,槽段内局部孔坍塌,出现水位突然下降,孔口冒出细密的水泡,出土量增加,而不见进尺,钻机负荷显著增加等现象。产生原因:1.遇竖向层理发育的软弱土层或流砂土层。2. 护壁泥浆选择不当,泥浆密度不够,不能形成坚实可靠的护壁。3. 地下水位过高,泥浆液面标高不够,或孔内出现水压力,降低了静水压力。4. 泥浆水质不合要求,含盐和泥砂多,易于沉淀,使泥浆性质发生变化,起不到护壁作用。5. 泥浆配制不合要求,质量不符合要求。6. 在松软砂层中挖槽,进尺过快,或钻机回旋速度过快,空转时间过长,将槽壁扰动。7. 成槽后搁置时间过长,未及时吊放钢筋笼浇筑混凝土,泥浆沉淀失去护壁作用。8. 由于漏浆或施工操作不慎,造成槽内泥浆液面降低,超过了安全范围,或下雨使地下水位急剧上升。9. 单元槽段过长,或地面附加荷载过大等。10. 下钢筋笼、浇筑混凝土间隔时间过长,地下水位过高,槽壁受冲刷。预防措施和处理方法:在竖向层理发育的软弱土层或流砂层成槽,应采取慢速成槽,适当加大泥浆密度,控制槽段内液面高于地下水位0.5m以上;成槽应根据土质情况选用合格泥浆,并通过试验确定泥浆密度,一般应不小于1.05;泥浆必须配制,并使其充分溶胀,储存3h以上,严禁将膨润土、火碱等直接倒入槽中;所用水质应符合要求,在松软砂层中成槽,应控制进尺,不要过快;槽段成槽后,紧接着放钢筋笼并浇筑混凝土,尽量不使其搁置时间过长;根据成槽情况,随时调整泥浆密度和液面标高;单元槽段一般不超过6m,注意地面荷载不要过大;加快施工进度,缩短挖槽时间和浇筑混凝土间隔时间,降低地下水位,减少冲击和高压水流冲刷。严重坍槽,要在槽内填入较好的粘土重新下钻;局部坍塌可加大泥浆密度;如发现大面积坍塌,用优质粘土(掺入20%水泥)回填至坍塌处以上1~2m,待沉积密实后再进行成槽。三、槽段偏斜(弯曲)槽段向一个方向偏斜,垂直度超过规定数值。产生原因:1. 成槽机柔性悬吊装置偏心,抓斗未安置水平。2. 成槽中遇坚硬土层。3. 在有倾斜度的软硬地层处成槽。4. 入槽时抓斗摆动,偏离方向。5. 未按仪表显示纠偏。6. 成槽掘削顺序不当,压力过大。预防措施和处理方法:成槽机使用前调整悬吊装置,防止偏心,机架底座应保持水平,并安设平稳;遇软硬土层交界处采取低速成槽,合理安排挖掘顺序,适当控制挖掘速度。查明成槽偏斜的位置和程度,一般可在受偏斜处吊住挖机上下往复扫孔,使槽壁正直,偏差严重时,应回填粘土到偏槽处1m以上,待沉积密实后,再重新施钻。四、钢筋笼难以放入槽孔内或上浮产生原因:1. 槽壁凹凸不平或弯曲。a) 钢筋笼尺寸不准,纵向接头处产生弯曲。b)钢筋笼重量太轻,槽底沉渣过多。c)钢筋笼刚度不够,吊放时产生变形,定位块过于凸出。2.导管埋入深度过大或混凝土浇筑速度过慢,钢筋笼被托起上浮。预防措施和处理方法:预防:成槽时要保持槽壁面平整;严格控制钢筋笼外形尺寸,其截面长宽比槽孔小140mm;处理:如因槽壁弯曲钢筋笼不能放入,应修整后再放入钢筋笼。钢筋笼上浮,可在导墙上设置锚固点固定钢筋笼,清除槽底沉渣,加快浇筑速度,控制导管的最大埋深不超过6m。五、混凝土浇注时导管进泥产生原因:1. 初灌混凝土数量不足。2. 导管底距槽底间距过大。3. 导管插入混凝土内深度不足。4. 提导管过度,泥浆挤入管内。预防措施和处理方法:预防:首批混凝土应经计算,保持足够数量,导管口离槽底间距保持不小于1.5D(D为导管直径),导管插入混凝土深度保持不小于1.5m;测定混凝土上升面,确定高度后再距此提拔导管。处理:如槽底混凝土深度小于0.5m,可重新放隔水塞浇混凝土,否则应将导管提出,将槽底混凝土用空气吸泥机清出,重新浇筑混凝土,或改用带活底盖导管插入混凝土内,重新浇混凝土。六、导管内卡混凝土产生原因:1. 导管口离槽底距离过小或插入槽底泥砂中。2. 隔水塞卡在导管内。3. 混凝土坍落度过小,石粒粒径过大,砂率过小。4. 浇筑间歇时间过长。预防措施和处理方法:预防:导管口离槽底距离保持比不小于1.5D;混凝土隔水塞保持比导管内径有5mm空隙;按要求选定混凝土配合比,加强操作控制,保持连续浇筑;浇筑间隙要上下小幅度提动导管。处理:已堵管可敲击、抖动、振动或提动导管,或用长杆捣导管内混凝土进行疏通;如无效,在顶层混凝土尚未初凝时,将导管提出,重新插入混凝土内,并用空气吸泥机将导管内的泥浆排出,再恢复浇捣混凝土。七、接头管拔不出地下混凝土连续墙接头处锁头管,在混凝土浇筑后抽拔不出来。产生原因:1. 接头管本身弯曲,或安装不直,与顶升装置、土壁及混凝土之间产生较大摩擦力。2. 抽拔锁头管千斤顶能力不够,或不同步,不能克服管与土壁混凝土之间的摩阻力。3. 拔管时间未掌握好,混凝土已经终凝,摩阻力增大;混凝土浇筑时未经常上下活动锁头管。4. 锁头管表面的耳槽盖漏盖。预防措施和处理方法:锁头管制作精度(垂直度)应在1/1000以内,安装时必须垂直插入,偏差不大于50mm;拔管装置能力应大于1.5倍摩阻力;锁头管抽拔要掌握时机,一般混凝土达到自立强度(3.5~4h),即应开始预拔,5~8h内将管子拔出,混凝土初凝后,即应上下活动,每10~15min活动一次;吊放锁头管时要盖好上月牙槽盖。八、夹层混凝土浇筑后,地下连续墙壁混凝土内存在泥夹层。产生原因:1. 浇筑管摊铺面积不够,部分角落浇筑不到,被泥渣填充。2. 浇筑管埋置深度不够,泥渣从底口进入混凝土内。3. 导管接头不严密,泥浆渗入导管内。4. 首批下混凝土量不足,未能将泥浆与混凝土隔开。5. 混凝土未连续浇筑,造成间断或浇筑时间过长,首批混凝土初凝失去流动性,而继续浇筑的混凝土顶破顶层而上升,与泥渣混合,导致在混凝土中夹有泥渣,形成夹层。6. 导管提升过猛,或测探错误,导管底口超出原混凝土面底口,涌入泥浆。7. 混凝土浇筑时局部塌孔。预防措施和处理方法:采用多槽段浇筑时,应设2~3个浇筑管同时浇筑,并有多辆砼车轮流浇注;导管埋入混凝土深度应为1.2~4m,导管接头应采用粗丝扣,设橡胶圈密封;首批灌入混凝土量要足够充分,使其有一定的冲击量,能把泥浆从导管中挤出,同时始终保持快速连续进行,中途停歇时间不超过15min,槽内混凝土上升速度不应低于2m/h,导管上升速度不要过快,采取快速浇筑,防止时间过长坍孔。遇塌孔,可将沉积在混凝土上的泥土吸出,继续浇筑,同时应采取加大水头压力等措施;如混凝土凝固,可将导管提出,将混凝土清出,重新下导管,浇筑混凝土,混凝土已凝固出现夹层,应在清楚后采取压浆补强方法处理。九、槽段接头渗漏水基坑开挖后,在槽段接头处出现渗水、漏水、涌水等现象。产生原因:挖槽机成槽时,粘附在上段混凝土接头面上的泥皮、泥渣未清除掉,就下钢筋笼浇筑混凝土。预防措施和处理方法:在清槽的同时,对上段接缝混凝土面用钢丝刷或刮泥器将泥皮、泥渣清理干净。如渗漏水量不大,可采用防水砂浆修补;渗涌水较大时,可根据水量大小,用短钢管或胶管引流,周围用砂浆封住,然后在背面用化学灌浆,最后堵引流管;漏水孔很大时,用土袋堆堵,然后用化学灌浆封闭,阻水后,再拆除土袋。

高压旋喷桩施工工艺总结

库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 3337 次浏览 • 2017-03-13 11:45 • 来自相关话题

高压旋喷桩施工技术是70年代日本首先提出,它是在静压灌浆的基础上,引进水力采煤技术而发展起来的,是利用射流作用切割掺搅地层,改变原地层的结构和组成,同时灌入水泥浆或复合浆形成凝结体,借以达到加固地基和防渗止水的目的。一、适用范围:1. 受土层、土的粒度、土的密度、硬化剂粘性、硬化剂硬化时间影响小,可广泛应用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉质粘土、(亚粘土)、粉土(亚砂土)、砂土、黄土及人工填土中的素填土甚至碎石土等多种土层。2. 可作为既有建筑和新建建筑的地基加固之用,也可作为基础防渗之用;可作为施工中的临时措施(如深基坑侧壁挡土或挡水、防水帷幕等),也可作为永久建筑物的地基加固、防渗处理。3. 当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性、地下水流速过大和已涌水的地基工程时,宜通过试验确定其适用性。二、工艺原理及设计要求1. 加固原理高压喷射注浆法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后,以高压设备使浆液或水、(空气)成为 20~40MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来,冲切、扰动、破坏土体,同时钻杆以一定速度逐渐提升,将浆液与土粒强制搅拌混合,浆液凝固后,在土中形成一个圆柱状固结体(即旋喷桩),以达到加固地基或止水防渗的目的。根据喷射方法的不同,喷射注浆可分为单管法、二重管法和三重管法。单管法:单层喷射管,仅喷射水泥浆。二重管法:又称浆液气体喷射法,是用二重注浆管同时将高压水泥浆和空气两种介质喷射流横向喷射出,冲击破坏土体。在高压浆液和它外圈环绕气流的共同作用下,破坏土体的能量显著增大,最后在土中形成较大的固结体。三重管法:是一种浆液、水、气喷射法,使用分别输送水、气、浆液三种介质的三重注浆管,在以高压泵等高压发生装置产生高压水流的周围环绕一股圆筒状气流,进行高压水流喷射流和气流同轴喷射冲切土体,形成较大的空隙,再由泥浆泵将水泥浆以较低压力注入到被切割、破碎的地基中,喷嘴作旋转和提升运动,使水泥浆与土混合,在土中凝固,形成较大的固结体,其加固体直径可达2m。喷射注浆法的加固半径和许多因素有关,其中包括喷射压力P、提升速度S、被加固土的抗剪强度τ、喷咀直径d和浆液稠度B。加固范围与喷射压力P、喷咀直径d成正比,与提升速度S、土的抗剪强度τ和浆液稠度B成反比。加固体强度与单位加固体中的水泥掺入量和土质有关。单管、二重管、三重管旋喷桩机注浆施工示意参见图1、图2、图3。图1 单管旋喷注浆示意图图2 二重管旋喷注浆示意图图3 三重管旋喷注浆示意图2. 成桩机理高压喷射注浆的成桩机理包括以下五种作用:1)高压喷射流切割破坏土体作用。喷射流动压以脉冲形式冲击破坏土体,使土体出现空穴,土体裂隙扩张。2)混合搅拌作用。钻杆在旋转提升过程中,在射流后部形成空隙,在喷射压力下,迫使土粒向着与喷咀移动方向相反的方向(即阻力小的方向)移动位置,与浆液搅拌混合形成新的结构。3)升扬置换作用(三重管法)。高速水射流切割土体的同时,由于通入压缩气体而把一部分切下的土粒排出地上,土粒排出后所留空隙由水泥浆液补充。4)充填、渗透固结作用。高压水泥浆迅速充填冲开的沟槽和土粒的空隙,析水固结,还可渗入砂层一定厚度而形成固结体。5)压密作用。高压喷射流在切割破碎土层过程中,在破碎部位边缘还有剩余压力,并对土层可产生一定压密作用,使旋喷桩体边缘部分的抗压强度高于中心部分。旋喷桩固结体情况图4 所示。图4 旋喷桩体固结情况图三、工艺流程高压旋喷桩施工工艺流程图见图5。图5 施工工艺流程图四、施工工艺1. 钻机定位移动旋喷桩机到指定桩位,将钻头对准孔位中心,同时整平钻机,放置平稳、水平,钻杆的垂直度偏差不大于1%~1.5%。就位后,首先进行低压(0.5MPa)射水试验,用以检查喷嘴是否畅通,压力是否正常。2. 制备水泥浆桩机移位时,即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。首先将水加入桶中,再将水泥和外掺剂倒入,开动搅拌机搅拌10~20分钟,而后拧开搅拌桶底部阀门,放入第一道筛网(孔径为0.8mm),过滤后流入浆液池,然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网(孔径为0.8mm),第二次过滤后流入浆液桶中,待压浆时备用。3. 钻孔(三重管法)当采用地质钻机钻孔时,钻头在预定桩位钻孔至设计标高(预钻孔孔径为15cm)。4. 插管(单重管法、 二重管法)当采用旋喷注浆管进行钻孔作业时,钻孔和插管二道工序可合而为一。当第一阶段贯入土中时,可借助喷射管本身的喷射或振动贯入。其过程为:启动钻机,同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液,使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉;直到桩底设计标高,观察工作电流不应大于额定值。三重管法钻机钻孔后,拔出钻杆,再插入旋喷管。在插管过程中,为防止泥砂堵塞喷嘴,可用较小压力(0.5~1.0MPa) 边下管边射水。5. 提升喷浆管、 搅拌喷浆管下沉到达设计深度后,停止钻进,旋转不停,高压泥浆泵压力增到施工设计值(20~40MPa),坐底喷浆30S后,边喷浆,边旋转,同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆。若为二重管法或三重管法施工,在达到设计深度后,接通高压水管、空压管,开动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机进行旋转,并用仪表控制压力、流量和风量,分别达到预定数值时开始提升,继续旋喷和提升,直至达到预期的加固高度后停止。6. 桩头部分处理当旋喷管提升接近桩顶时,应从桩顶以下1.0m开始,慢速提升旋喷,旋喷数秒,再向上慢速提升0.5m,直至桩顶停浆面。7. 若遇砾石地层,为保证桩径,可重复喷浆、搅拌:按上述4~6步骤重复喷浆、搅拌,直至喷浆管提升至停浆面,关闭高压泥浆泵(清水泵、空压机),停止水泥浆(水、风)的输送,将旋喷浆管旋转提升出地面,关闭钻机。8. 清洗向浆液罐中注入适量清水,开启高压泵,清洗全部管路中残存的水泥浆,直至基本干净。并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。9. 移位移动桩机进行下一根桩的施工。10. 补浆喷射注浆作业完成后,由于浆液的析水作用,一般均有不同程度的收缩,使固结体顶部出现凹穴,要及时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。五、质量通病的处理1. 不冒浆或冒浆量少通常原因是加固土层粒径过大,孔隙较多,可采取以下措施:1)加大浆液浓度,可以从1.1加大到1.3左右继续喷射。2)灌注粘土浆或加细砂、中砂,待孔隙填满后再继续正常喷射。3)在浆液中掺加骨料。4)加泥球封闭后继续正常喷射。5)灌注水泥砂浆后,再将孔内水泥浆置换成粘土浆,待孔隙填满后继续正常喷射。2. 冒浆量过大通常是有效喷射范围与喷浆量不适应有关,可采取以下措施:1)提高喷射压力。2)适当缩小喷嘴直径。3)适当加快提升速度。由于冒浆量中含有地层颗粒和浆液的混合体,目前对冒浆中的水泥的分离回收尚无适宜方法,在施工中多采用过滤、沉淀、回收调整浓度后再利用。3. 凹穴处理1)在喷射灌浆完毕时,即连续或间断地向喷射孔内静压灌注浆液,直至孔内混合液凝固不在下沉。2)在喷射灌浆完成后,向凝固体与其上部结构之间的空隙进行第二次静压灌浆,浆液的配比应为不收缩且具有膨胀性的材料,如采用水泥∶水∶铝粉的配比为9.8∶6.9∶0.3的浆液。 查看全部
高压旋喷桩施工技术是70年代日本首先提出,它是在静压灌浆的基础上,引进水力采煤技术而发展起来的,是利用射流作用切割掺搅地层,改变原地层的结构和组成,同时灌入水泥浆或复合浆形成凝结体,借以达到加固地基和防渗止水的目的。一、适用范围:1. 受土层、土的粒度、土的密度、硬化剂粘性、硬化剂硬化时间影响小,可广泛应用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉质粘土、(亚粘土)、粉土(亚砂土)、砂土、黄土及人工填土中的素填土甚至碎石土等多种土层。2. 可作为既有建筑和新建建筑的地基加固之用,也可作为基础防渗之用;可作为施工中的临时措施(如深基坑侧壁挡土或挡水、防水帷幕等),也可作为永久建筑物的地基加固、防渗处理。3. 当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性、地下水流速过大和已涌水的地基工程时,宜通过试验确定其适用性。二、工艺原理及设计要求1. 加固原理高压喷射注浆法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后,以高压设备使浆液或水、(空气)成为 20~40MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来,冲切、扰动、破坏土体,同时钻杆以一定速度逐渐提升,将浆液与土粒强制搅拌混合,浆液凝固后,在土中形成一个圆柱状固结体(即旋喷桩),以达到加固地基或止水防渗的目的。根据喷射方法的不同,喷射注浆可分为单管法、二重管法和三重管法。单管法:单层喷射管,仅喷射水泥浆。二重管法:又称浆液气体喷射法,是用二重注浆管同时将高压水泥浆和空气两种介质喷射流横向喷射出,冲击破坏土体。在高压浆液和它外圈环绕气流的共同作用下,破坏土体的能量显著增大,最后在土中形成较大的固结体。三重管法:是一种浆液、水、气喷射法,使用分别输送水、气、浆液三种介质的三重注浆管,在以高压泵等高压发生装置产生高压水流的周围环绕一股圆筒状气流,进行高压水流喷射流和气流同轴喷射冲切土体,形成较大的空隙,再由泥浆泵将水泥浆以较低压力注入到被切割、破碎的地基中,喷嘴作旋转和提升运动,使水泥浆与土混合,在土中凝固,形成较大的固结体,其加固体直径可达2m。喷射注浆法的加固半径和许多因素有关,其中包括喷射压力P、提升速度S、被加固土的抗剪强度τ、喷咀直径d和浆液稠度B。加固范围与喷射压力P、喷咀直径d成正比,与提升速度S、土的抗剪强度τ和浆液稠度B成反比。加固体强度与单位加固体中的水泥掺入量和土质有关。单管、二重管、三重管旋喷桩机注浆施工示意参见图1、图2、图3。图1 单管旋喷注浆示意图图2 二重管旋喷注浆示意图图3 三重管旋喷注浆示意图2. 成桩机理高压喷射注浆的成桩机理包括以下五种作用:1)高压喷射流切割破坏土体作用。喷射流动压以脉冲形式冲击破坏土体,使土体出现空穴,土体裂隙扩张。2)混合搅拌作用。钻杆在旋转提升过程中,在射流后部形成空隙,在喷射压力下,迫使土粒向着与喷咀移动方向相反的方向(即阻力小的方向)移动位置,与浆液搅拌混合形成新的结构。3)升扬置换作用(三重管法)。高速水射流切割土体的同时,由于通入压缩气体而把一部分切下的土粒排出地上,土粒排出后所留空隙由水泥浆液补充。4)充填、渗透固结作用。高压水泥浆迅速充填冲开的沟槽和土粒的空隙,析水固结,还可渗入砂层一定厚度而形成固结体。5)压密作用。高压喷射流在切割破碎土层过程中,在破碎部位边缘还有剩余压力,并对土层可产生一定压密作用,使旋喷桩体边缘部分的抗压强度高于中心部分。旋喷桩固结体情况图4 所示。图4 旋喷桩体固结情况图三、工艺流程高压旋喷桩施工工艺流程图见图5。图5 施工工艺流程图四、施工工艺1. 钻机定位移动旋喷桩机到指定桩位,将钻头对准孔位中心,同时整平钻机,放置平稳、水平,钻杆的垂直度偏差不大于1%~1.5%。就位后,首先进行低压(0.5MPa)射水试验,用以检查喷嘴是否畅通,压力是否正常。2. 制备水泥浆桩机移位时,即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。首先将水加入桶中,再将水泥和外掺剂倒入,开动搅拌机搅拌10~20分钟,而后拧开搅拌桶底部阀门,放入第一道筛网(孔径为0.8mm),过滤后流入浆液池,然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网(孔径为0.8mm),第二次过滤后流入浆液桶中,待压浆时备用。3. 钻孔(三重管法)当采用地质钻机钻孔时,钻头在预定桩位钻孔至设计标高(预钻孔孔径为15cm)。4. 插管(单重管法、 二重管法)当采用旋喷注浆管进行钻孔作业时,钻孔和插管二道工序可合而为一。当第一阶段贯入土中时,可借助喷射管本身的喷射或振动贯入。其过程为:启动钻机,同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液,使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉;直到桩底设计标高,观察工作电流不应大于额定值。三重管法钻机钻孔后,拔出钻杆,再插入旋喷管。在插管过程中,为防止泥砂堵塞喷嘴,可用较小压力(0.5~1.0MPa) 边下管边射水。5. 提升喷浆管、 搅拌喷浆管下沉到达设计深度后,停止钻进,旋转不停,高压泥浆泵压力增到施工设计值(20~40MPa),坐底喷浆30S后,边喷浆,边旋转,同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆。若为二重管法或三重管法施工,在达到设计深度后,接通高压水管、空压管,开动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机进行旋转,并用仪表控制压力、流量和风量,分别达到预定数值时开始提升,继续旋喷和提升,直至达到预期的加固高度后停止。6. 桩头部分处理当旋喷管提升接近桩顶时,应从桩顶以下1.0m开始,慢速提升旋喷,旋喷数秒,再向上慢速提升0.5m,直至桩顶停浆面。7. 若遇砾石地层,为保证桩径,可重复喷浆、搅拌:按上述4~6步骤重复喷浆、搅拌,直至喷浆管提升至停浆面,关闭高压泥浆泵(清水泵、空压机),停止水泥浆(水、风)的输送,将旋喷浆管旋转提升出地面,关闭钻机。8. 清洗向浆液罐中注入适量清水,开启高压泵,清洗全部管路中残存的水泥浆,直至基本干净。并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。9. 移位移动桩机进行下一根桩的施工。10. 补浆喷射注浆作业完成后,由于浆液的析水作用,一般均有不同程度的收缩,使固结体顶部出现凹穴,要及时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。五、质量通病的处理1. 不冒浆或冒浆量少通常原因是加固土层粒径过大,孔隙较多,可采取以下措施:1)加大浆液浓度,可以从1.1加大到1.3左右继续喷射。2)灌注粘土浆或加细砂、中砂,待孔隙填满后再继续正常喷射。3)在浆液中掺加骨料。4)加泥球封闭后继续正常喷射。5)灌注水泥砂浆后,再将孔内水泥浆置换成粘土浆,待孔隙填满后继续正常喷射。2. 冒浆量过大通常是有效喷射范围与喷浆量不适应有关,可采取以下措施:1)提高喷射压力。2)适当缩小喷嘴直径。3)适当加快提升速度。由于冒浆量中含有地层颗粒和浆液的混合体,目前对冒浆中的水泥的分离回收尚无适宜方法,在施工中多采用过滤、沉淀、回收调整浓度后再利用。3. 凹穴处理1)在喷射灌浆完毕时,即连续或间断地向喷射孔内静压灌注浆液,直至孔内混合液凝固不在下沉。2)在喷射灌浆完成后,向凝固体与其上部结构之间的空隙进行第二次静压灌浆,浆液的配比应为不收缩且具有膨胀性的材料,如采用水泥∶水∶铝粉的配比为9.8∶6.9∶0.3的浆液。

GEO5有限元模块关于内支撑某点位于激活结构外部的错误提示的解决方案

库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 1402 次浏览 • 2017-03-10 15:30 • 来自相关话题

在创建基坑开挖有限元模型时,如果涉及内支撑,通常为了提高模型计算效率,我们会只创建一半模型,即从基坑对称轴处将基坑分为两半,只模拟其中一半儿假设另一半的情况完全相同。当基坑两侧土体变化不大时,这种假设是合理的。当采用对称的一半进行模拟时,如果开挖采用了内支撑进行支护,往往我们也只添加内支撑的一半,如下图: 此时若进行分析,软件会给出如下错误信息:方案一其中第一点即为支撑左侧点(第一点的位置和我们的定义内支撑顺序有关),即内支撑的端点不能独立存在,必须连接到有限元网格或结构单元上。查阅软件帮助也可以得到类似的解释。因此,如果要模拟内支撑,则必须创建完整的基坑模型,如软件帮助中的下图: 方案二当然,除了采用软件自带的内支撑结构单元,我们还可以采用另外一种方法来模拟内支撑,那就是在支撑点处采用弹簧支座来进行模拟,这样我们就可以通过创建对称模型来模拟内支撑支护开挖了。此时,我们选择“点支座”,并在内支撑处添加弹簧点支座,其中z方向和绕y轴的方向均取自由,x方向选择弹簧,弹簧刚度kx=(EA)/(Ls),其中E为内支撑弹性模量,A为截面面积,L为内支撑一半长度,s为内支撑纵向(平面外)间距。如下图: 因此,在模拟基坑中的内支撑支护开挖问题时,共有两种建模方案。 查看全部
在创建基坑开挖有限元模型时,如果涉及内支撑,通常为了提高模型计算效率,我们会只创建一半模型,即从基坑对称轴处将基坑分为两半,只模拟其中一半儿假设另一半的情况完全相同。当基坑两侧土体变化不大时,这种假设是合理的。当采用对称的一半进行模拟时,如果开挖采用了内支撑进行支护,往往我们也只添加内支撑的一半,如下图: 此时若进行分析,软件会给出如下错误信息:方案一其中第一点即为支撑左侧点(第一点的位置和我们的定义内支撑顺序有关),即内支撑的端点不能独立存在,必须连接到有限元网格或结构单元上。查阅软件帮助也可以得到类似的解释。因此,如果要模拟内支撑,则必须创建完整的基坑模型,如软件帮助中的下图: 方案二当然,除了采用软件自带的内支撑结构单元,我们还可以采用另外一种方法来模拟内支撑,那就是在支撑点处采用弹簧支座来进行模拟,这样我们就可以通过创建对称模型来模拟内支撑支护开挖了。此时,我们选择“点支座”,并在内支撑处添加弹簧点支座,其中z方向和绕y轴的方向均取自由,x方向选择弹簧,弹簧刚度kx=(EA)/(Ls),其中E为内支撑弹性模量,A为截面面积,L为内支撑一半长度,s为内支撑纵向(平面外)间距。如下图: 因此,在模拟基坑中的内支撑支护开挖问题时,共有两种建模方案。

地应力场的成因、分类及影响因素总结

库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 12429 次浏览 • 2017-03-10 14:46 • 来自相关话题

地应力场的成因地应力场产生的原因非常复杂,至今人们对此尚未有十分清楚的了解。几十年的实测和理论及工程经验表明,地应力的形成主要与地球的各种运动过程有关,其中包括:地心引力、板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地球旋转、岩浆侵入和地壳非均匀扩容等。另外,地球内部的温度不均匀、水压梯度、地表剥蚀或其他物理化学变化等也可引起相应的应力场。此外,地形(地势)可以引起山谷底部应力集中,造成水平应力大于垂直应力,并会改变最大主应力方向,但在整个地应力场中只起局部调整作用,即只影响局部地应力场的分布,而决不会影响整个地应力场的分布。地应力场的分类根据地应力场的形成因素和调整因素,可以将其分为以岩体自重为主导的自重应力场;以构造运动为主导的构造应力场以及由调整因素形成的局部应力场。其中,自重应力场和构造应力场是现今地应力场的主要组成部分。地应力场的影响因素讨论初始地应力场的影响因素主要还是从其成因入手,即地心引力,构造运动等。地应力场一般受到2类因素的影响:1)重力、地质构造、地形、岩体的物理力学性质以及地温等经常性因素;2)新构造运动、地下水活动、人类的长期活动等暂时性或局部性因素。1、岩体力学性质对地应力的影响在同一地区的相同条件下,由于岩体的力学性质不同,测得的地应力往往是不相同的。朱焕春、陶振宇根据全世界范围内获得的岩浆岩、沉积岩和变质岩中的实测地应力资料,对原来数据进行了一定的处理,得出了实测水平主应力与深度的关系。根据测量结果可知:岩浆岩中水平应力一般都比较高。在850m以上的浅部,最大、最小水平应力较高且分散性大。随深度增加到850m以下,水平应力相对集中地分布在回归直线的两侧并与深度保持良好的线性关系。岩浆岩中水平应力分布的另一个特点是水平差应力大,并明显比其它两类岩石中突出。沉积岩中不同深度上水平主应力的分布,其典型特征是在整个统计深度范围内,显示出水平应力与深度之间具有良好的线性关系。沉积岩中水平差应力是三大类岩石中最小的。变质岩中最大、最小水平应力,总体上表现为随深度增加而增大。它的最大特点是,在整个统计深度范围内,最大和最小水平应力都比较分散。即便是在1000m以下的深度,最大水平应力还可以从十几兆帕到上百兆帕之间变化。通过对世界范围内的岩浆岩、沉积岩和变质岩中实测地应力资料的回归分析,可知在这三大岩石中的地应力分布各不相同,与岩石成因有密切的关系。岩浆岩形成于高温、高压的环境中,并且这类岩石一般质地均匀、弹模和强度都很高。这种内在条件和外部环境,与岩浆岩中普遍存在较高的地应力的特征是一致的;沉积岩形成于常温、常压的地表,其结构相对疏松、弹模和强度一般都不高,与沉积岩中地应力水平普遍偏低的现象是吻合的。并且,这类岩石泊松效应比较明显,在后期构造应力作用下,可以使最小水平应力保持在相对较高的水平;变质岩也形成于高温、高压的环境中,但它的力学性质与母岩的岩性、变质作用类型和变质程度密切相关,因此表现出很大的差异,这与变质岩中地应力大小的离散状态是相符的。2、地质构造运动对地应力的影响地质构造形迹是地应力作用的结果,它有效地指示了地应力场的作用方式。关于地质构造与现今地应力场之间的关系,许多学者都进行过探讨,如丁健民等研究认为,背斜构造范围内的地应力可以是具有与周围应力场相差较大的局部应力场特征。断层对地应力的影响表现为:由于断层带中的岩体一般都比较软弱和破碎,不能承受高的应力和不利于能量积聚,所以成为应力降低带,其最大主应力和最小主应力与周围岩体相比均显著减少。断层不仅对其端部、转折处及复合部位等周围岩体应力状态产生扰动,而且由于大型断层本身就具有一定的宽度,所以断层中亦有复杂的应力状态,断层本身的力学性质不同,其中的应力分布状态及其对周围岩体的应力影响亦会不同。压性断层中的应力状态与周围岩体比较接近,仅是主应力的大小比周围岩体有所下降,而张性断层中的地应力大小和方向与周围岩体相比均发生显著变化。人们早已认识到地壳浅部岩体中可以存在很高的水平应力,其大小可以大于上覆岩体的重量(接近垂直应力),这就与海姆(A.Haim)的假设不符。海姆认为,和静水压力一样,岩体的水平应力等于垂直应力。有两种观点可以解释这一现象,其一,这是水平构造运动作用的结果;其二,认为这与地表的剥蚀作用有关,即当深部岩体上升到浅部时,由于垂直应力基本释放而水平应力不能完全释放的结果。由构造作用与由剥蚀作用在地壳浅部产生的较大的水平应力的主要区别在于前者具有明显的方向性,而后者不具有方向性,即在各方向的水平分量值相差不大。3、深度对地应力的影响深度对初始地应力状态有重大影响。随着深度的增加,σ0z和σ0x(σ0y)都增大,但围岩本身的强度是有限的,因此,当σ0z和σ0x增大到一定值后,各向受力的围岩将处于隐塑性状态。在这种状态下,围岩的物理值(E和μ)是变化的,λ值也是变化的,并随着深度的增加,λ值趋于1,即与静水压力相似。此时围岩接近流动状态。其应力状态可视围岩的不同分别处于弹性的、隐塑性的和流动的三种状态。围岩的隐塑性状态在坚岩中约出现在距地面10km以下,也可能在浅处出现,如在岩石临界强度低(如泥岩等)的地段。4、地形地貌对地应力的影响地形对岩体地应力的影响有一定范围,一般越接近地表或谷坡影响越明显,随着深度的增加而减弱。在深山峡谷地区,谷底是应力集中的部位,越靠近谷底应力集中也越明显,最大主应力在谷底或河床中心近乎水平,而在两岸岸坡则大致与坡面平行。河谷区地应力分布表现出明显的分带性,即存在明显的应力释放区,应力集中区,应力平稳区。5、地温和地下水对地应力的影响在地面一定深度以下,岩体的温度是随埋深的增加而增大的。当围岩内部各处温度不相同时,温度应力的一部分会残留下来。此外,地壳内岩浆固结或受高温、高压再结晶时,将伴随体积膨胀或收缩,由于受到相邻地块的约束也会产生残余应力。地下水是岩体的主要赋存环境之一,地下水对地应力场的影响机理非常复杂。首先,水对岩体有软化作用,一定程度上会降低岩体中潜在结构面的抗剪强度;其次,因孔隙中水的压力作用,使得岩石所受的真正作用,是外界作用产生的应力与孔隙水压力之差,即有效应力;再次是岩体中的渗流作用将对地应力场产生很大影响。6、人类活动对地应力的影响人类活动如地下开挖、水库、采油、高坝建筑、深的露天开采、大堆渣场的形成等都可能局部地影响威严的初始地应力场,有时候影响甚至会很大。水库蓄水诱发地震就是一个典型。根据国内外学者已取得的研究成果,可以初步认识到地应力场分布的一些基本规律:1)地应力是时间和空间的函数地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场,它是时间和空间的函数。地应力在绝大部分地区是以水平应力为主的三向不等的压应力场。三个主应力的大小和方向是随空间和时间而变化的,因而它是个非稳定的应力场。地应力在空间上的变化,从小范围来看,其变化是很明显的,从一个测区到另一个测区,从某一点到相距数十米外的另一点,地应力的大小和方向都有可能是不同的。但就某个地区整体而言,地应力的方向变化是不大的。2)实测垂直应力基本等于上覆岩层的自重应力E. T. Brown曾分析世界主要地区大量的地应力实测资料,统计表明,在深度为25~2700m的范围内σv呈线性增长,大致相当于平均容重γ等于27kN/m3计算出来的自重应力。但在某些地区的测量结果有一定幅度的偏差。这些偏差除有一部分可能归结为测量误差外,板块移动、岩浆对流和侵入、扩容、不均匀膨胀等也都可引起垂直应力的变化。值得注意的是,在世界多数地区并不存在真正的垂直应力,即没有一个主应力的方向完全与地表垂直。但在绝大多数测点都发现确有一个主应力接近于垂直方向,其与垂直方向的偏差不大于20°。这一事实说明,地应力的垂直分量主要受重力的控制,但也受到其它因素的影响。3)垂直应力随埋深分布规律根据景锋、盛谦等对中国大陆地区400多个钻孔的地应力实测资料,对1500 m范围内的σv资料进行了统计分析,结果表明,σv随埋深总体上呈线性增大,少数点离散性大。鉴于前人的研究成果,可采用线性回归,最后结果为:σv=0.0271H,与E. T. Brown和 E. Hoek于1978 年总结归纳的世界不同地区地应力测量结果几乎一致。这表明,在地壳浅层,岩体自重是σv的最主要组成部分,但在浅层同时受到较高水平构造应力、地形地貌、近代地表地质作用和岩体各向异性等因素影响,造成部分测点σv增大。 查看全部
地应力场的成因地应力场产生的原因非常复杂,至今人们对此尚未有十分清楚的了解。几十年的实测和理论及工程经验表明,地应力的形成主要与地球的各种运动过程有关,其中包括:地心引力、板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地球旋转、岩浆侵入和地壳非均匀扩容等。另外,地球内部的温度不均匀、水压梯度、地表剥蚀或其他物理化学变化等也可引起相应的应力场。此外,地形(地势)可以引起山谷底部应力集中,造成水平应力大于垂直应力,并会改变最大主应力方向,但在整个地应力场中只起局部调整作用,即只影响局部地应力场的分布,而决不会影响整个地应力场的分布。地应力场的分类根据地应力场的形成因素和调整因素,可以将其分为以岩体自重为主导的自重应力场;以构造运动为主导的构造应力场以及由调整因素形成的局部应力场。其中,自重应力场和构造应力场是现今地应力场的主要组成部分。地应力场的影响因素讨论初始地应力场的影响因素主要还是从其成因入手,即地心引力,构造运动等。地应力场一般受到2类因素的影响:1)重力、地质构造、地形、岩体的物理力学性质以及地温等经常性因素;2)新构造运动、地下水活动、人类的长期活动等暂时性或局部性因素。1、岩体力学性质对地应力的影响在同一地区的相同条件下,由于岩体的力学性质不同,测得的地应力往往是不相同的。朱焕春、陶振宇根据全世界范围内获得的岩浆岩、沉积岩和变质岩中的实测地应力资料,对原来数据进行了一定的处理,得出了实测水平主应力与深度的关系。根据测量结果可知:岩浆岩中水平应力一般都比较高。在850m以上的浅部,最大、最小水平应力较高且分散性大。随深度增加到850m以下,水平应力相对集中地分布在回归直线的两侧并与深度保持良好的线性关系。岩浆岩中水平应力分布的另一个特点是水平差应力大,并明显比其它两类岩石中突出。沉积岩中不同深度上水平主应力的分布,其典型特征是在整个统计深度范围内,显示出水平应力与深度之间具有良好的线性关系。沉积岩中水平差应力是三大类岩石中最小的。变质岩中最大、最小水平应力,总体上表现为随深度增加而增大。它的最大特点是,在整个统计深度范围内,最大和最小水平应力都比较分散。即便是在1000m以下的深度,最大水平应力还可以从十几兆帕到上百兆帕之间变化。通过对世界范围内的岩浆岩、沉积岩和变质岩中实测地应力资料的回归分析,可知在这三大岩石中的地应力分布各不相同,与岩石成因有密切的关系。岩浆岩形成于高温、高压的环境中,并且这类岩石一般质地均匀、弹模和强度都很高。这种内在条件和外部环境,与岩浆岩中普遍存在较高的地应力的特征是一致的;沉积岩形成于常温、常压的地表,其结构相对疏松、弹模和强度一般都不高,与沉积岩中地应力水平普遍偏低的现象是吻合的。并且,这类岩石泊松效应比较明显,在后期构造应力作用下,可以使最小水平应力保持在相对较高的水平;变质岩也形成于高温、高压的环境中,但它的力学性质与母岩的岩性、变质作用类型和变质程度密切相关,因此表现出很大的差异,这与变质岩中地应力大小的离散状态是相符的。2、地质构造运动对地应力的影响地质构造形迹是地应力作用的结果,它有效地指示了地应力场的作用方式。关于地质构造与现今地应力场之间的关系,许多学者都进行过探讨,如丁健民等研究认为,背斜构造范围内的地应力可以是具有与周围应力场相差较大的局部应力场特征。断层对地应力的影响表现为:由于断层带中的岩体一般都比较软弱和破碎,不能承受高的应力和不利于能量积聚,所以成为应力降低带,其最大主应力和最小主应力与周围岩体相比均显著减少。断层不仅对其端部、转折处及复合部位等周围岩体应力状态产生扰动,而且由于大型断层本身就具有一定的宽度,所以断层中亦有复杂的应力状态,断层本身的力学性质不同,其中的应力分布状态及其对周围岩体的应力影响亦会不同。压性断层中的应力状态与周围岩体比较接近,仅是主应力的大小比周围岩体有所下降,而张性断层中的地应力大小和方向与周围岩体相比均发生显著变化。人们早已认识到地壳浅部岩体中可以存在很高的水平应力,其大小可以大于上覆岩体的重量(接近垂直应力),这就与海姆(A.Haim)的假设不符。海姆认为,和静水压力一样,岩体的水平应力等于垂直应力。有两种观点可以解释这一现象,其一,这是水平构造运动作用的结果;其二,认为这与地表的剥蚀作用有关,即当深部岩体上升到浅部时,由于垂直应力基本释放而水平应力不能完全释放的结果。由构造作用与由剥蚀作用在地壳浅部产生的较大的水平应力的主要区别在于前者具有明显的方向性,而后者不具有方向性,即在各方向的水平分量值相差不大。3、深度对地应力的影响深度对初始地应力状态有重大影响。随着深度的增加,σ0z和σ0x(σ0y)都增大,但围岩本身的强度是有限的,因此,当σ0z和σ0x增大到一定值后,各向受力的围岩将处于隐塑性状态。在这种状态下,围岩的物理值(E和μ)是变化的,λ值也是变化的,并随着深度的增加,λ值趋于1,即与静水压力相似。此时围岩接近流动状态。其应力状态可视围岩的不同分别处于弹性的、隐塑性的和流动的三种状态。围岩的隐塑性状态在坚岩中约出现在距地面10km以下,也可能在浅处出现,如在岩石临界强度低(如泥岩等)的地段。4、地形地貌对地应力的影响地形对岩体地应力的影响有一定范围,一般越接近地表或谷坡影响越明显,随着深度的增加而减弱。在深山峡谷地区,谷底是应力集中的部位,越靠近谷底应力集中也越明显,最大主应力在谷底或河床中心近乎水平,而在两岸岸坡则大致与坡面平行。河谷区地应力分布表现出明显的分带性,即存在明显的应力释放区,应力集中区,应力平稳区。5、地温和地下水对地应力的影响在地面一定深度以下,岩体的温度是随埋深的增加而增大的。当围岩内部各处温度不相同时,温度应力的一部分会残留下来。此外,地壳内岩浆固结或受高温、高压再结晶时,将伴随体积膨胀或收缩,由于受到相邻地块的约束也会产生残余应力。地下水是岩体的主要赋存环境之一,地下水对地应力场的影响机理非常复杂。首先,水对岩体有软化作用,一定程度上会降低岩体中潜在结构面的抗剪强度;其次,因孔隙中水的压力作用,使得岩石所受的真正作用,是外界作用产生的应力与孔隙水压力之差,即有效应力;再次是岩体中的渗流作用将对地应力场产生很大影响。6、人类活动对地应力的影响人类活动如地下开挖、水库、采油、高坝建筑、深的露天开采、大堆渣场的形成等都可能局部地影响威严的初始地应力场,有时候影响甚至会很大。水库蓄水诱发地震就是一个典型。根据国内外学者已取得的研究成果,可以初步认识到地应力场分布的一些基本规律:1)地应力是时间和空间的函数地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场,它是时间和空间的函数。地应力在绝大部分地区是以水平应力为主的三向不等的压应力场。三个主应力的大小和方向是随空间和时间而变化的,因而它是个非稳定的应力场。地应力在空间上的变化,从小范围来看,其变化是很明显的,从一个测区到另一个测区,从某一点到相距数十米外的另一点,地应力的大小和方向都有可能是不同的。但就某个地区整体而言,地应力的方向变化是不大的。2)实测垂直应力基本等于上覆岩层的自重应力E. T. Brown曾分析世界主要地区大量的地应力实测资料,统计表明,在深度为25~2700m的范围内σv呈线性增长,大致相当于平均容重γ等于27kN/m3计算出来的自重应力。但在某些地区的测量结果有一定幅度的偏差。这些偏差除有一部分可能归结为测量误差外,板块移动、岩浆对流和侵入、扩容、不均匀膨胀等也都可引起垂直应力的变化。值得注意的是,在世界多数地区并不存在真正的垂直应力,即没有一个主应力的方向完全与地表垂直。但在绝大多数测点都发现确有一个主应力接近于垂直方向,其与垂直方向的偏差不大于20°。这一事实说明,地应力的垂直分量主要受重力的控制,但也受到其它因素的影响。3)垂直应力随埋深分布规律根据景锋、盛谦等对中国大陆地区400多个钻孔的地应力实测资料,对1500 m范围内的σv资料进行了统计分析,结果表明,σv随埋深总体上呈线性增大,少数点离散性大。鉴于前人的研究成果,可采用线性回归,最后结果为:σv=0.0271H,与E. T. Brown和 E. Hoek于1978 年总结归纳的世界不同地区地应力测量结果几乎一致。这表明,在地壳浅层,岩体自重是σv的最主要组成部分,但在浅层同时受到较高水平构造应力、地形地貌、近代地表地质作用和岩体各向异性等因素影响,造成部分测点σv增大。

建筑地基不均匀沉降的原因及设计措施

库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 3282 次浏览 • 2017-03-09 17:50 • 来自相关话题

建筑物在建设过程中,以及在建筑物建成以后都会发生沉降和不均匀沉降。如果是均匀沉降,导致的危害或许不大。但如果是不均匀沉降,将会导致建筑物发生结构变化。以至于建筑物发生塌陷,不能够继续使用。因此,在最初的设计时就应该对其进行关注。建筑地基产生不均匀沉降的原因1. 地质因素由于基岩起伏,局部土质不均匀,覆土层的厚度不同,常常使建筑物一部分基础置于坚硬的基岩上,另一部分基础置于硬土层上。或者于地基土质软弱,地基下卧层软土厚度较大,土的压缩性较大,存在暗沟、洞穴等。地基含水量变化不正常,受压后都会使建筑物地基产生不均匀沉降。2. 勘察因素勘察单位不按规定操作,如钻探中布孔不准确或孔深不到位,造成地质报告的准确性差、真实性不高。实际施工时,有些工程甚至不进行有效的地质勘察盲目施工。3. 设计因素建筑物长度太长;建筑体型比较复杂、凹凸转角多;或有层高高差及荷载显著不同的;未在适当的部位设置沉降缝;基础及建筑物整体刚度不足;地基处理不当,基础设计不合理;相邻建筑物复合地基的影响等设计方面的失误。4. 施工因素没有认真验槽;施工排水方案不合理;对建筑物任意改建、扩建;墙体砌筑时砂浆强度偏低、灰缝不饱满,拉结筋不按规定标准设置等。5. 其他因素大量开采地下水,建筑物使用不当。随意改变房屋用途,增大荷载或增加振动,破坏墙体,导致建筑物不均匀沉降、墙体开裂、结构破坏。建筑地基不均匀沉降设计的具体措施1. 建筑设计措施1)建筑措施建筑的平面形状应力求简单,规则整齐,尽量避免形状复杂、阴角太多、建筑物有显著的高差或荷载差异。在软土地区建筑物的裂缝事故,往往是在高度或荷载有差异的建筑物为多见,尤其是高、低或轻、重单元连成一体未设置沉降缝时易发生。2)保障质量加强原材料的进场验收,禁止不合格的材料进入施工现场。在进行砌砖时应遵循上、下错缝,内外搭砌的砌筑法。并注重砌体与非结构构件的可靠连接,来提高墙体的整体性。3)设置圈梁在建筑物的基础和顶层处,宜各设置一道钢筋混凝土圈梁。其他各层可隔层设置,其主要作用是增强建筑物的整体性。它在一定程序上能防止或减少裂缝的出现,即使出现了裂缝也能阻止其发展。4)建筑物的长高比及合理布置纵横墙由砖石结构建筑的纵横墙应当尽量保证贯通,横墙之间应保持适当距离,一般不超过建筑物宽度的1.5 倍为宜。纵横墙尽量保持直线,减少转折点,这样可以最大程度的提高建筑物的整体性。5)设置沉降缝利用沉降缝可以有效地将建筑物进行分割,进而实现单元体化。从而使得各个单元体之间的沉降可以产生互补,减少不均匀沉降带来的对建筑物的不利影响。对于长度较长的建筑物以及不同建筑时期或者同一建筑时期的不同部位都应该进行沉降缝施工,并保证沉降缝宽度的要求。6)相邻两个建筑物的影响建筑物不仅仅使建筑物的地基发生形变,由于压力的扩散作用,将会导致相邻的土层也发生形变。因此,在建设建筑物时,两个建筑物之间应当保持一定的安全间距。2. 结构设计措施1)减轻建筑的荷载在建筑设计时尽量减少自重应力,采用的建材计量选用自重轻、强度高的材料。同时还可以采用建设地下室或者半地下室的措施,来减少建筑物的沉降量。2)增加建筑物的强度以及刚度尽可能的控制建筑物的长高比,并可以适当的增加横墙的数量,这样有助于增加建筑物的整体性和刚度。在此之外,可以从建筑物的结构上出发,增强建筑物的整体性。即便发生较大的沉降,也可避免发生较大的挠曲变形。在一定程度上减少裂缝的发生,即便产生了裂缝,也可以阻止裂缝的继续扩大发展。3)建筑物的上部结构应当采用静定结构建筑体系针对地基比较软弱的建筑物、工业厂房,都可以考虑采用静定结构的结构体系,这样可以减轻不均匀沉降带来的后果。4)设置施工后浇带设置施工后浇带,这是一种先“放”后“抗”的方法,进行后浇带的部位通常设置在建筑的主楼以及副楼的结构受力比较小的部位。在分别对建筑物的主楼以及副楼进行浇带施工时,应该从基础梁、墙、基础顶板到上部结构的梁和板都提前预留出进行浇带施工的地方。等待主楼与副楼完工之后,再利用钢筋混凝土将主、副楼进行补强施工,使整个结构连成一个整体。这样施工可以先对建筑物的沉降进行先“放”,使得建筑物发生一部分沉降之后再进行浇带施工,再进行“抗”。即通过构造措施,提高砌体强度,加强墙体的整体性和抗裂能力,减少墙体变形。3. 地基基础设计措施1)在地基基础设计时,应当以控制建筑物变形为主。设计单位在进行设计时,应当对基础最终沉降以及偏心距离进行有效的验算。2)在进行基础地基设计时,设计人员应当有意识的针对建筑物的刚度和强度进行加强。采用各种形式,减少或者消除基础的挠曲变形。3)当低级的本身力学性能不能够满足建筑的的支撑需求时,必须要采取一定的技术措施对其进行处理。4)对于同一建筑物,应当尽量采用相同的基础,并兼基础埋置在同等厚度的土层之中。如果采用不同的基础形式,建筑物的上部结构必须要断开,尤其是在地震区。地基发生沉降的原因是多种多样的,发生不均匀的沉降将会给建筑带来巨大的影响,并且对建筑物的损伤是无法弥补的。因此,我们需要从建筑物设计时就进行考虑,以便最大程度地减少不均匀沉降。 查看全部
建筑物在建设过程中,以及在建筑物建成以后都会发生沉降和不均匀沉降。如果是均匀沉降,导致的危害或许不大。但如果是不均匀沉降,将会导致建筑物发生结构变化。以至于建筑物发生塌陷,不能够继续使用。因此,在最初的设计时就应该对其进行关注。建筑地基产生不均匀沉降的原因1. 地质因素由于基岩起伏,局部土质不均匀,覆土层的厚度不同,常常使建筑物一部分基础置于坚硬的基岩上,另一部分基础置于硬土层上。或者于地基土质软弱,地基下卧层软土厚度较大,土的压缩性较大,存在暗沟、洞穴等。地基含水量变化不正常,受压后都会使建筑物地基产生不均匀沉降。2. 勘察因素勘察单位不按规定操作,如钻探中布孔不准确或孔深不到位,造成地质报告的准确性差、真实性不高。实际施工时,有些工程甚至不进行有效的地质勘察盲目施工。3. 设计因素建筑物长度太长;建筑体型比较复杂、凹凸转角多;或有层高高差及荷载显著不同的;未在适当的部位设置沉降缝;基础及建筑物整体刚度不足;地基处理不当,基础设计不合理;相邻建筑物复合地基的影响等设计方面的失误。4. 施工因素没有认真验槽;施工排水方案不合理;对建筑物任意改建、扩建;墙体砌筑时砂浆强度偏低、灰缝不饱满,拉结筋不按规定标准设置等。5. 其他因素大量开采地下水,建筑物使用不当。随意改变房屋用途,增大荷载或增加振动,破坏墙体,导致建筑物不均匀沉降、墙体开裂、结构破坏。建筑地基不均匀沉降设计的具体措施1. 建筑设计措施1)建筑措施建筑的平面形状应力求简单,规则整齐,尽量避免形状复杂、阴角太多、建筑物有显著的高差或荷载差异。在软土地区建筑物的裂缝事故,往往是在高度或荷载有差异的建筑物为多见,尤其是高、低或轻、重单元连成一体未设置沉降缝时易发生。2)保障质量加强原材料的进场验收,禁止不合格的材料进入施工现场。在进行砌砖时应遵循上、下错缝,内外搭砌的砌筑法。并注重砌体与非结构构件的可靠连接,来提高墙体的整体性。3)设置圈梁在建筑物的基础和顶层处,宜各设置一道钢筋混凝土圈梁。其他各层可隔层设置,其主要作用是增强建筑物的整体性。它在一定程序上能防止或减少裂缝的出现,即使出现了裂缝也能阻止其发展。4)建筑物的长高比及合理布置纵横墙由砖石结构建筑的纵横墙应当尽量保证贯通,横墙之间应保持适当距离,一般不超过建筑物宽度的1.5 倍为宜。纵横墙尽量保持直线,减少转折点,这样可以最大程度的提高建筑物的整体性。5)设置沉降缝利用沉降缝可以有效地将建筑物进行分割,进而实现单元体化。从而使得各个单元体之间的沉降可以产生互补,减少不均匀沉降带来的对建筑物的不利影响。对于长度较长的建筑物以及不同建筑时期或者同一建筑时期的不同部位都应该进行沉降缝施工,并保证沉降缝宽度的要求。6)相邻两个建筑物的影响建筑物不仅仅使建筑物的地基发生形变,由于压力的扩散作用,将会导致相邻的土层也发生形变。因此,在建设建筑物时,两个建筑物之间应当保持一定的安全间距。2. 结构设计措施1)减轻建筑的荷载在建筑设计时尽量减少自重应力,采用的建材计量选用自重轻、强度高的材料。同时还可以采用建设地下室或者半地下室的措施,来减少建筑物的沉降量。2)增加建筑物的强度以及刚度尽可能的控制建筑物的长高比,并可以适当的增加横墙的数量,这样有助于增加建筑物的整体性和刚度。在此之外,可以从建筑物的结构上出发,增强建筑物的整体性。即便发生较大的沉降,也可避免发生较大的挠曲变形。在一定程度上减少裂缝的发生,即便产生了裂缝,也可以阻止裂缝的继续扩大发展。3)建筑物的上部结构应当采用静定结构建筑体系针对地基比较软弱的建筑物、工业厂房,都可以考虑采用静定结构的结构体系,这样可以减轻不均匀沉降带来的后果。4)设置施工后浇带设置施工后浇带,这是一种先“放”后“抗”的方法,进行后浇带的部位通常设置在建筑的主楼以及副楼的结构受力比较小的部位。在分别对建筑物的主楼以及副楼进行浇带施工时,应该从基础梁、墙、基础顶板到上部结构的梁和板都提前预留出进行浇带施工的地方。等待主楼与副楼完工之后,再利用钢筋混凝土将主、副楼进行补强施工,使整个结构连成一个整体。这样施工可以先对建筑物的沉降进行先“放”,使得建筑物发生一部分沉降之后再进行浇带施工,再进行“抗”。即通过构造措施,提高砌体强度,加强墙体的整体性和抗裂能力,减少墙体变形。3. 地基基础设计措施1)在地基基础设计时,应当以控制建筑物变形为主。设计单位在进行设计时,应当对基础最终沉降以及偏心距离进行有效的验算。2)在进行基础地基设计时,设计人员应当有意识的针对建筑物的刚度和强度进行加强。采用各种形式,减少或者消除基础的挠曲变形。3)当低级的本身力学性能不能够满足建筑的的支撑需求时,必须要采取一定的技术措施对其进行处理。4)对于同一建筑物,应当尽量采用相同的基础,并兼基础埋置在同等厚度的土层之中。如果采用不同的基础形式,建筑物的上部结构必须要断开,尤其是在地震区。地基发生沉降的原因是多种多样的,发生不均匀的沉降将会给建筑带来巨大的影响,并且对建筑物的损伤是无法弥补的。因此,我们需要从建筑物设计时就进行考虑,以便最大程度地减少不均匀沉降。

桩身完整性和承载力的关系探讨

库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 1436 次浏览 • 2017-03-09 14:51 • 来自相关话题

1、三个相互独立的基本概念(1)桩身完整性桩身完整性是反映桩身截面尺寸相对变化、桩身材料密实性和连续性的综合定性指标。其类别按缺陷对桩身结构承载力的影响程度进行划分,如下表。            桩身完整性类别                分类原则                                                                                                                Ⅰ类桩                                桩身完整                                                                                                                Ⅱ类桩                                桩身有轻微缺陷,不会影响桩身结构承载力的正常发挥                                      Ⅲ类桩                                桩身有明显缺陷,对桩身结构承载力有影响                                                        Ⅳ类桩                                桩身存在严重缺陷(2)桩身结构承载力桩身结构承载力就是桩身承载力,是桩本身作为一结构构件所表现出的承受荷载的能力。设计时是按桩身材料强度、成桩工艺、吊运与沉桩、约束条件、环境类别等因素进行验算的。实际与桩身截面尺寸、配筋截面尺寸都有很大的关系。(3)桩的竖向抗压、抗拔及水平承载力我们检测时所说的桩的竖向抗压、抗拔及水平承载力是指桩在荷载作用下到达相关规范规定的某种状态时所对应的荷载,有极限值和特征值之分。其取决于土对桩的支承阻力和桩身承载力。2、两个不同的评价项目在桩基础施工质量验收项目中两者都是主控项目,而在有粘结强度增强体复合地基中承载力是主控项目,桩身完整性是一般项目。此外的评价项目包括桩身材料强度、桩长、桩径、桩顶标高、桩位偏差等等。3、桩身完整性和承载力关系图从以上基本概念和影响因素出发,绘制桩身完整性和承载力关系如下图。4、一个形象的比喻试想,某豪华五星级酒店接待大厅当中的一根柱子,如果柱身存在截面尺寸(如:直径小了等)、材料密实性(如:有空洞、离析等)或材料连续性(如:断裂、短了两寸等)问题,即完整性有问题的话,其结构承载力必定是会受到影响的。如果把这根柱子插到土层当中时,它就变成了一根地地道道的桩。因为有了土层的支承,情况立马就复杂多变了。当这根桩本身完整性上还存在上述问题时,即完整性影响了其结构承载力,可能会影响其竖向抗压、抗拔及水平承载力其中之一,也可能都不影响。5、结语通过以上对相关概念及相互关系的梳理,可以得出以下结论:1)桩身完整性、桩身(结构)承载力和桩的竖向抗压、抗拔及水平承载力是相互独立的概念、不同的评价项目,但同时三者之间又有着复杂的关系,并非一一对应。2)桩身完整性状况直接影响(并非唯一)的是桩身(结构)承载力,是否进一步影响桩的竖向抗压、抗拔及水平承载力也并不唯一确定。因此,出现Ⅰ类或Ⅱ类桩不影响桩身(结构)承载力的正常发挥,但有可能桩的竖向抗压、抗拔及水平承载力却不满足设计要求;Ⅲ类或Ⅳ类桩影响了桩身(结构)承载力的正常发挥,但有可能桩的竖向抗压、抗拔及水平承载力却满足设计要求。此属于正常现象,同时也是被工程实例所证明的。3)因果并不唯一,反之更难以明确。因此,当出现桩的竖向抗压、抗拔及水平承载力满足设计要求时,可能是桩身(结构)承载力和土对桩的支承力两因素中的一种或共同所起到的作用,并不能唯一确定由桩身(结构)承载力决定,进而对桩身完整性进行评价,认为非Ⅰ类或Ⅱ类桩莫属。反之,当出现桩的竖向抗压、抗拔及水平承载力不满足设计要求时,也不能唯一确定由桩身(结构)承载力引起,进而确定桩身完整性类别为Ⅲ类或Ⅳ类。换句话说应用仅具备承载力检测功能的方法,如静载试验的检测结果来评价桩身完整性类别并不具有理论依据,纯属扯蛋。因此,对桩身完整性类别为Ⅳ类的桩进行静载试验的意义仅在于看看这种桩还能提供多大的承载力,并无其他。4)桩身完整性是一个定性指标,不能对桩身材料强度(除钻芯法外)和缺陷性质及程度给出定量数值,其对桩身(结构)承载力的影响程度是感观的、经验的,也没有具体的量化数值。5)桩身完整性三要素以不同的途径通过影响桩身(结构)承载力,进而影响桩的竖向抗压、抗拔及水平承载力。因此,静载试验前后对试桩进行桩身完整性检测的目的就是估计桩身完整性状况对后两个承载力的影响程度。 查看全部
1、三个相互独立的基本概念(1)桩身完整性桩身完整性是反映桩身截面尺寸相对变化、桩身材料密实性和连续性的综合定性指标。其类别按缺陷对桩身结构承载力的影响程度进行划分,如下表。            桩身完整性类别                分类原则                                                                                                                Ⅰ类桩                                桩身完整                                                                                                                Ⅱ类桩                                桩身有轻微缺陷,不会影响桩身结构承载力的正常发挥                                      Ⅲ类桩                                桩身有明显缺陷,对桩身结构承载力有影响                                                        Ⅳ类桩                                桩身存在严重缺陷(2)桩身结构承载力桩身结构承载力就是桩身承载力,是桩本身作为一结构构件所表现出的承受荷载的能力。设计时是按桩身材料强度、成桩工艺、吊运与沉桩、约束条件、环境类别等因素进行验算的。实际与桩身截面尺寸、配筋截面尺寸都有很大的关系。(3)桩的竖向抗压、抗拔及水平承载力我们检测时所说的桩的竖向抗压、抗拔及水平承载力是指桩在荷载作用下到达相关规范规定的某种状态时所对应的荷载,有极限值和特征值之分。其取决于土对桩的支承阻力和桩身承载力。2、两个不同的评价项目在桩基础施工质量验收项目中两者都是主控项目,而在有粘结强度增强体复合地基中承载力是主控项目,桩身完整性是一般项目。此外的评价项目包括桩身材料强度、桩长、桩径、桩顶标高、桩位偏差等等。3、桩身完整性和承载力关系图从以上基本概念和影响因素出发,绘制桩身完整性和承载力关系如下图。4、一个形象的比喻试想,某豪华五星级酒店接待大厅当中的一根柱子,如果柱身存在截面尺寸(如:直径小了等)、材料密实性(如:有空洞、离析等)或材料连续性(如:断裂、短了两寸等)问题,即完整性有问题的话,其结构承载力必定是会受到影响的。如果把这根柱子插到土层当中时,它就变成了一根地地道道的桩。因为有了土层的支承,情况立马就复杂多变了。当这根桩本身完整性上还存在上述问题时,即完整性影响了其结构承载力,可能会影响其竖向抗压、抗拔及水平承载力其中之一,也可能都不影响。5、结语通过以上对相关概念及相互关系的梳理,可以得出以下结论:1)桩身完整性、桩身(结构)承载力和桩的竖向抗压、抗拔及水平承载力是相互独立的概念、不同的评价项目,但同时三者之间又有着复杂的关系,并非一一对应。2)桩身完整性状况直接影响(并非唯一)的是桩身(结构)承载力,是否进一步影响桩的竖向抗压、抗拔及水平承载力也并不唯一确定。因此,出现Ⅰ类或Ⅱ类桩不影响桩身(结构)承载力的正常发挥,但有可能桩的竖向抗压、抗拔及水平承载力却不满足设计要求;Ⅲ类或Ⅳ类桩影响了桩身(结构)承载力的正常发挥,但有可能桩的竖向抗压、抗拔及水平承载力却满足设计要求。此属于正常现象,同时也是被工程实例所证明的。3)因果并不唯一,反之更难以明确。因此,当出现桩的竖向抗压、抗拔及水平承载力满足设计要求时,可能是桩身(结构)承载力和土对桩的支承力两因素中的一种或共同所起到的作用,并不能唯一确定由桩身(结构)承载力决定,进而对桩身完整性进行评价,认为非Ⅰ类或Ⅱ类桩莫属。反之,当出现桩的竖向抗压、抗拔及水平承载力不满足设计要求时,也不能唯一确定由桩身(结构)承载力引起,进而确定桩身完整性类别为Ⅲ类或Ⅳ类。换句话说应用仅具备承载力检测功能的方法,如静载试验的检测结果来评价桩身完整性类别并不具有理论依据,纯属扯蛋。因此,对桩身完整性类别为Ⅳ类的桩进行静载试验的意义仅在于看看这种桩还能提供多大的承载力,并无其他。4)桩身完整性是一个定性指标,不能对桩身材料强度(除钻芯法外)和缺陷性质及程度给出定量数值,其对桩身(结构)承载力的影响程度是感观的、经验的,也没有具体的量化数值。5)桩身完整性三要素以不同的途径通过影响桩身(结构)承载力,进而影响桩的竖向抗压、抗拔及水平承载力。因此,静载试验前后对试桩进行桩身完整性检测的目的就是估计桩身完整性状况对后两个承载力的影响程度。

【操作技巧】GEO5中如何快速导入CAD地层剖面

库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 3933 次浏览 • 2017-03-09 10:33 • 来自相关话题

通常我们拿到的地层剖面都有很多不需要的线,大部分用户的做法是手动删除不需要的线然后再进行导入。其实我们可以通过将不同的线划分图层,然后导入DXF文件时可以通过勾选需要导入的图层进行导入,这样既简单又快速。下面通过一幅图说明如何快速导入CAD地层剖面至GEO5:已成功将DXF中所有线条都导入成为了多段线后,如果还需要再次确保导入是否完全正确,可以将刚刚的DXF文件以模板再次导入,以检查是否导入正确。因此,用好以模板导入和以多段线导入对于提高我们导入DXF文件的效率和准确也是非常重要的。常见问题解答:导入DXF文件时提示文件中包含三维结构。答:这时需要检查你准备导入的线条是否拥有同一标高,如果不是同一标高,请先设置为同一标高,否则在三维上并不是所有的线条都在一个平面上。导入以后样无法显示样条曲线。答:GEO5中不能导入样条曲线,需要先转换为多段线以后才能导入。 查看全部
通常我们拿到的地层剖面都有很多不需要的线,大部分用户的做法是手动删除不需要的线然后再进行导入。其实我们可以通过将不同的线划分图层,然后导入DXF文件时可以通过勾选需要导入的图层进行导入,这样既简单又快速。下面通过一幅图说明如何快速导入CAD地层剖面至GEO5:已成功将DXF中所有线条都导入成为了多段线后,如果还需要再次确保导入是否完全正确,可以将刚刚的DXF文件以模板再次导入,以检查是否导入正确。因此,用好以模板导入和以多段线导入对于提高我们导入DXF文件的效率和准确也是非常重要的。常见问题解答:导入DXF文件时提示文件中包含三维结构。答:这时需要检查你准备导入的线条是否拥有同一标高,如果不是同一标高,请先设置为同一标高,否则在三维上并不是所有的线条都在一个平面上。导入以后样无法显示样条曲线。答:GEO5中不能导入样条曲线,需要先转换为多段线以后才能导入。

“坡率法”基坑支护

库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 2302 次浏览 • 2017-03-09 09:34 • 来自相关话题

“坡率法”通常指的是“放坡开挖”。根据岩土工程性状控制边坡开挖的允许坡率,以确保基坑边坡的稳定。它是基坑支护施工中最为古老的、传统的、一般来说也是最为经济的基坑支护方案。当条件允许的情况下,首选选择此方案。“坡率法”的适用条件:1)空间条件:首选在基坑周围具有放坡开挖的空间,又不影响邻近已有工程的安全和正常使用;2)岩土条件:岩土体的自稳性能良好;3)地下水条件:地下水位埋深较深,以在开挖深度之下为佳;4)坑深条件:基坑开挖深度适于地下1~2层的工程。“放坡开挖”当坡高>5米的土质边坡,宜在坡面的中部设1~2米宽的过渡平台,并采用上半坡稍陡、下半坡稍缓的放坡原则。对于土质边坡或易吸水软化的边坡,应将坡顶处做成倒坡,以严防地表水浸蚀坡面和流入坑内。坡面应采取固坡措施。其方法有钢钉挂网喷砼护面;土工织物加筋;砂袋叠置反压等,同时,留泄水孔,坑底挖排水沟和集水进。对于风化岩坡面,由于内营力地质作用存在着几组伴生或派生的节理裂隙或断裂,呈格状反接复合在一起,并又在外营力风化作用的再改造的情况下,易导致坡面出现丢块、滑塌等不良地质作用。因此,一方面采取护面措施,另一方面加强坡顶变形的监测。当基坑位于地下水位之下时,由于地下水的作用造成边坡坍塌事故的发生也是常有之事。特别是当边坡为粉土夹粉细砂薄层或者是砂土层时,易产生“层间管涌”、流砂现象。因此,应在坑外事先采取单井降水或轻型井点降水方案。当土质较好时,也可采用明沟和集水井排水,但是严禁将坑内排出的地下水倒流或回渗坑内现象的发生。有的边坡由于种种原因出现边坡失稳迹象时,可根据场区具体情况采取削坡、坡顶挖土减荷、坡底堆载反压、坡面铺压砂袋等以遏制边坡的失稳现象的发展,确保边坡的稳定。 查看全部
“坡率法”通常指的是“放坡开挖”。根据岩土工程性状控制边坡开挖的允许坡率,以确保基坑边坡的稳定。它是基坑支护施工中最为古老的、传统的、一般来说也是最为经济的基坑支护方案。当条件允许的情况下,首选选择此方案。“坡率法”的适用条件:1)空间条件:首选在基坑周围具有放坡开挖的空间,又不影响邻近已有工程的安全和正常使用;2)岩土条件:岩土体的自稳性能良好;3)地下水条件:地下水位埋深较深,以在开挖深度之下为佳;4)坑深条件:基坑开挖深度适于地下1~2层的工程。“放坡开挖”当坡高>5米的土质边坡,宜在坡面的中部设1~2米宽的过渡平台,并采用上半坡稍陡、下半坡稍缓的放坡原则。对于土质边坡或易吸水软化的边坡,应将坡顶处做成倒坡,以严防地表水浸蚀坡面和流入坑内。坡面应采取固坡措施。其方法有钢钉挂网喷砼护面;土工织物加筋;砂袋叠置反压等,同时,留泄水孔,坑底挖排水沟和集水进。对于风化岩坡面,由于内营力地质作用存在着几组伴生或派生的节理裂隙或断裂,呈格状反接复合在一起,并又在外营力风化作用的再改造的情况下,易导致坡面出现丢块、滑塌等不良地质作用。因此,一方面采取护面措施,另一方面加强坡顶变形的监测。当基坑位于地下水位之下时,由于地下水的作用造成边坡坍塌事故的发生也是常有之事。特别是当边坡为粉土夹粉细砂薄层或者是砂土层时,易产生“层间管涌”、流砂现象。因此,应在坑外事先采取单井降水或轻型井点降水方案。当土质较好时,也可采用明沟和集水井排水,但是严禁将坑内排出的地下水倒流或回渗坑内现象的发生。有的边坡由于种种原因出现边坡失稳迹象时,可根据场区具体情况采取削坡、坡顶挖土减荷、坡底堆载反压、坡面铺压砂袋等以遏制边坡的失稳现象的发展,确保边坡的稳定。

边坡工程及边坡支护技术知识总结

库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 3058 次浏览 • 2017-03-08 18:02 • 来自相关话题

土方开挖过程中,土壁是由土体内磨擦阻力和粘结力保持平衡而稳定。一旦土体失去平衡(俗称失稳),土体就会塌方,这不仅会造成人身安全事故、影响工期,有时还会危及附近的建(构)筑物。所以要对边坡进行支护,但是边坡支护技术,你知道的有多少呢?1、造成边坡失稳的原因1)边坡过陡2)雨水、地下水渗入基坑3)基坑上口边缘堆载过大4)土方开挖顺序、方法未遵守“从上至下、分层开挖;开槽支撑、先撑后挖”的原则。基坑塌方,抢险救人2、边坡留设合理地选择基坑、沟槽、路基、堤坝的开挖断面并留设边坡,是减少土方量的有效措施。边坡的表示方法为1:m,即:土方边坡坡度=h/b=1/(b/h)=1:m式中m=b/h,称为坡度系数。其意义为:当边坡高度已知为h时,其边坡宽度则等于mh。                             直线边坡                      不同土层折线边坡                 相同土层折线边坡边坡坡度应根据不同的挖填高度、土的工程性质及工程特点而定,既要保证土体稳定和施工安全,又要节省土方。当地质条件良好、土质均匀且无地下水,其放坡的坡度系数应根据当地施工经验确定,无经验时可按下表确定:                  注:表中碎石土的填充物为坚硬或硬塑的黏性土。留设边坡需考虑的因素挖填高度:高度大则坡度系数大,反之坡度系数小,甚至不放坡;土的工程性质:土的类别、含水量,有无地下水等。土的类别低(密度小)、含水量大,则坡度系数大;反之坡度系数小;施工特点:坡顶是否有荷载?施工季节及施工期长短?人工作业还是机械作业?规范的边坡留设3、常见边坡整治方法边坡有危岩、孤石、崩塌体等不稳定迹象时,要先做妥善处理。对软土土坡和极易风化的软质岩石边坡,应对坡脚、坡面采取喷浆、抹面、嵌补、砌石等保护措施,并作好坡顶、坡脚排水。浆砌片石拱护坡悬臂挡土桩川藏公路102滑坡群是世界级滑坡群,其规模是世界第三、亚洲第一。在冰碛物滑坡地段填筑高路堤,采用大吨位锚索整治。锚索抗滑桩锚索地梁川藏公路102滑坡整治改建工程锚索框架边坡崩塌支撑垛防治崩塌防治大石加固主动防护网:采用优质不锈钢丝合股后编织而成边坡被动防护网石笼网是由热镀锌钢丝或包覆PVC钢丝编织而成的生态格网结构。广泛用于渠道河床或护岸、护坡。漓江石笼护岸石笼网护坡 查看全部
土方开挖过程中,土壁是由土体内磨擦阻力和粘结力保持平衡而稳定。一旦土体失去平衡(俗称失稳),土体就会塌方,这不仅会造成人身安全事故、影响工期,有时还会危及附近的建(构)筑物。所以要对边坡进行支护,但是边坡支护技术,你知道的有多少呢?1、造成边坡失稳的原因1)边坡过陡2)雨水、地下水渗入基坑3)基坑上口边缘堆载过大4)土方开挖顺序、方法未遵守“从上至下、分层开挖;开槽支撑、先撑后挖”的原则。基坑塌方,抢险救人2、边坡留设合理地选择基坑、沟槽、路基、堤坝的开挖断面并留设边坡,是减少土方量的有效措施。边坡的表示方法为1:m,即:土方边坡坡度=h/b=1/(b/h)=1:m式中m=b/h,称为坡度系数。其意义为:当边坡高度已知为h时,其边坡宽度则等于mh。                             直线边坡                      不同土层折线边坡                 相同土层折线边坡边坡坡度应根据不同的挖填高度、土的工程性质及工程特点而定,既要保证土体稳定和施工安全,又要节省土方。当地质条件良好、土质均匀且无地下水,其放坡的坡度系数应根据当地施工经验确定,无经验时可按下表确定:                  注:表中碎石土的填充物为坚硬或硬塑的黏性土。留设边坡需考虑的因素挖填高度:高度大则坡度系数大,反之坡度系数小,甚至不放坡;土的工程性质:土的类别、含水量,有无地下水等。土的类别低(密度小)、含水量大,则坡度系数大;反之坡度系数小;施工特点:坡顶是否有荷载?施工季节及施工期长短?人工作业还是机械作业?规范的边坡留设3、常见边坡整治方法边坡有危岩、孤石、崩塌体等不稳定迹象时,要先做妥善处理。对软土土坡和极易风化的软质岩石边坡,应对坡脚、坡面采取喷浆、抹面、嵌补、砌石等保护措施,并作好坡顶、坡脚排水。浆砌片石拱护坡悬臂挡土桩川藏公路102滑坡群是世界级滑坡群,其规模是世界第三、亚洲第一。在冰碛物滑坡地段填筑高路堤,采用大吨位锚索整治。锚索抗滑桩锚索地梁川藏公路102滑坡整治改建工程锚索框架边坡崩塌支撑垛防治崩塌防治大石加固主动防护网:采用优质不锈钢丝合股后编织而成边坡被动防护网石笼网是由热镀锌钢丝或包覆PVC钢丝编织而成的生态格网结构。广泛用于渠道河床或护岸、护坡。漓江石笼护岸石笼网护坡

关于锚杆锁定值的探讨

库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 10618 次浏览 • 2017-03-08 17:28 • 来自相关话题

拉力型锚杆由于受力机理的不同,如不能采取较高的锁定值时,建议必须超过新规范要求的下限,尽量接近标准值,同时还要增加抽检比例,尽可能在开挖前多暴露锚杆施工质量离散性的问题。在有条件的情况,建议桩锚围护结构尽量采用压力型锚杆,同时压力型锚杆还具备可回收功能,符合潮流。首先,根据受力机理,可将预应力锚杆分拉力型锚杆、压力型锚杆两大类:1.拉力型锚杆是靠锚固段的摩擦力提供抗拔力,故锚的设计锚固段较长占到整根锚长度的2/3,自由段为1/3。2.压力型锚杆普通压力型锚杆是靠锚固段的摩擦力提供抗拔力,故锚的设计锚固段较长占到整根锚长度的2/3,自由段为1/3;压应力型分散型锚杆是依靠锚固端承力提供抗拔力,故锚的设计锚固段均在3~4米,自由段很长,一般15~25米。                                                            (1)普通压力型锚杆    (2)压应力分散性扩大头锚杆                               拉力型锚杆                                        压力型锚杆根据我们多年的锚杆施工经验,发现在锚杆锁定值(初始预应力)值方面,两种锚杆的设置有着本质的区别。1.为什么多数拉力型锚杆的锁定值(初始预应力)不能大?拉力型锚杆的锁定值一般为锚杆轴向拉力标准值的75%~90%,锚杆内力随基坑开挖而逐渐增大,最终达到标准值,在增长的过程中,基坑的位移增大,但控制在设计范围内。例如设计标准值为450kN时,锁定200kN,基坑的支护如下图:而如果拉力型锚杆的锁定值过大,随着基坑开挖而逐渐增大,滑裂面也逐步向坑外扩散,虽然基坑的位移不会有太大增长,但锚杆内力会超过轴向拉力标准值甚至设计值,较为危险。只有在锚杆的自由段较长,距离滑裂面非常远的时候,锁定值可以提高。而由于常规情况下局部锚固段在滑裂面影响范围中,导致该部分锚固段锚固力失效,有效锚固段减小,同时失效的锚固端钢绞线弹性变形瞬时产生,导致基坑位移急速增加且锚固力的减少,基坑可能出现危险状态。如上例,设计标准值为450kN时,锁定450kN,基坑的支护如下图:2. 压力型锚杆的锁定值为什么不能小?压应力分散型锚杆的自由段非常长,占总长的80%以上,锚固段较短,占总长的20%以下。普通压力型锚杆自由段较压应力分散型锚杆稍短,在作用机理上相类似。以20米锚杆为例:4索直径15.2的钢绞线,锚固段3米,自由段17米,设计标准值450kN,如果锁定值200kN,那么会出现何种结果?200kN时,17m的自由段钢绞线的弹性变形是34mm;450kN时,17m的自由段钢绞线的弹性变形是76mm。也就是说基坑从开挖到坑底,仅锚杆的变形就有42mm!!!所以,压应力分散型锚杆的锁定值一定要大!例如设计标准值为450kN时,锁定200kN,基坑的支护结果如下图:如上例,设计标准值为450kN,锁定值(初始预应力)为450kN,基坑的支护结果如下图:《岩土锚固与喷射混凝土支、护工程技术规范》对锚杆设计参数的注解:其余各规范对锁定值的规定:结论从基坑安全角度上讲,由于锚固机理的不同,压力型锚杆本身要求的锁定值高,而锁定值高相当于根根检验,那么在基坑开挖前就可以确定锚杆的质量情况,如果锁定值达不到要求,可以采取补锚等措施,确保基坑更安全、可靠,建议设计时提高压力型锚杆的锁定值,超过标准值并靠近新规范要求范围的上限值。拉力型锚杆由于受力机理的不同,如不能采取较高的锁定值时,建议必须超过新规范要求的下限,尽量接近标准值,同时还要增加抽检比例,尽可能在开挖前多暴露锚杆施工质量离散性的问题。在有条件的情况,建议桩锚围护结构尽量采用压力型锚杆,同时压力型锚杆还具备可回收功能,符合潮流。 查看全部
拉力型锚杆由于受力机理的不同,如不能采取较高的锁定值时,建议必须超过新规范要求的下限,尽量接近标准值,同时还要增加抽检比例,尽可能在开挖前多暴露锚杆施工质量离散性的问题。在有条件的情况,建议桩锚围护结构尽量采用压力型锚杆,同时压力型锚杆还具备可回收功能,符合潮流。首先,根据受力机理,可将预应力锚杆分拉力型锚杆、压力型锚杆两大类:1.拉力型锚杆是靠锚固段的摩擦力提供抗拔力,故锚的设计锚固段较长占到整根锚长度的2/3,自由段为1/3。2.压力型锚杆普通压力型锚杆是靠锚固段的摩擦力提供抗拔力,故锚的设计锚固段较长占到整根锚长度的2/3,自由段为1/3;压应力型分散型锚杆是依靠锚固端承力提供抗拔力,故锚的设计锚固段均在3~4米,自由段很长,一般15~25米。                                                            (1)普通压力型锚杆    (2)压应力分散性扩大头锚杆                               拉力型锚杆                                        压力型锚杆根据我们多年的锚杆施工经验,发现在锚杆锁定值(初始预应力)值方面,两种锚杆的设置有着本质的区别。1.为什么多数拉力型锚杆的锁定值(初始预应力)不能大?拉力型锚杆的锁定值一般为锚杆轴向拉力标准值的75%~90%,锚杆内力随基坑开挖而逐渐增大,最终达到标准值,在增长的过程中,基坑的位移增大,但控制在设计范围内。例如设计标准值为450kN时,锁定200kN,基坑的支护如下图:而如果拉力型锚杆的锁定值过大,随着基坑开挖而逐渐增大,滑裂面也逐步向坑外扩散,虽然基坑的位移不会有太大增长,但锚杆内力会超过轴向拉力标准值甚至设计值,较为危险。只有在锚杆的自由段较长,距离滑裂面非常远的时候,锁定值可以提高。而由于常规情况下局部锚固段在滑裂面影响范围中,导致该部分锚固段锚固力失效,有效锚固段减小,同时失效的锚固端钢绞线弹性变形瞬时产生,导致基坑位移急速增加且锚固力的减少,基坑可能出现危险状态。如上例,设计标准值为450kN时,锁定450kN,基坑的支护如下图:2. 压力型锚杆的锁定值为什么不能小?压应力分散型锚杆的自由段非常长,占总长的80%以上,锚固段较短,占总长的20%以下。普通压力型锚杆自由段较压应力分散型锚杆稍短,在作用机理上相类似。以20米锚杆为例:4索直径15.2的钢绞线,锚固段3米,自由段17米,设计标准值450kN,如果锁定值200kN,那么会出现何种结果?200kN时,17m的自由段钢绞线的弹性变形是34mm;450kN时,17m的自由段钢绞线的弹性变形是76mm。也就是说基坑从开挖到坑底,仅锚杆的变形就有42mm!!!所以,压应力分散型锚杆的锁定值一定要大!例如设计标准值为450kN时,锁定200kN,基坑的支护结果如下图:如上例,设计标准值为450kN,锁定值(初始预应力)为450kN,基坑的支护结果如下图:《岩土锚固与喷射混凝土支、护工程技术规范》对锚杆设计参数的注解:其余各规范对锁定值的规定:结论从基坑安全角度上讲,由于锚固机理的不同,压力型锚杆本身要求的锁定值高,而锁定值高相当于根根检验,那么在基坑开挖前就可以确定锚杆的质量情况,如果锁定值达不到要求,可以采取补锚等措施,确保基坑更安全、可靠,建议设计时提高压力型锚杆的锁定值,超过标准值并靠近新规范要求范围的上限值。拉力型锚杆由于受力机理的不同,如不能采取较高的锁定值时,建议必须超过新规范要求的下限,尽量接近标准值,同时还要增加抽检比例,尽可能在开挖前多暴露锚杆施工质量离散性的问题。在有条件的情况,建议桩锚围护结构尽量采用压力型锚杆,同时压力型锚杆还具备可回收功能,符合潮流。