岩石地基

2024-06-20

岩石地基（共6篇）

岩石地基篇1

地基基础设计规范第5.2.4条规定:强风化和全风化岩石, 修正系数可参照风化成的相应土类取值, 其他状态下的岩石不做修正, 深层平板载荷试验确定的地基承载力不做修正。 (D.0.1条深层平板载荷试验可适用于确定深部地基, 土层及大直径桩桩端土层在承压板下应力主要影响范围内的承载力。) 。但在工程勘察工作中, 要求按不同深度的土层分层提供地基承载力, 用浅基础公式计算深层土的地基承载力, 不管土层的埋藏深度如何。众所周知, 承载力的修正的原理是多维受力增加强度的原理, 而规范规定的中风化岩不做承载力修正, 笔者有几点疑问及看法, 还望有关专家、各位同仁给出宝贵意见。

我认为:在有一定的基础埋深、上部荷载很大的情况下, 应该允许对中风化岩石的承载力做一定的修正。根据太沙基公式、斯凯普顿公式、汉森公式都可以看出, 地基的极限荷载和地基的承载力都与上部覆土有直接关系。在通常情况下, 因为中风化岩石的承载力很高, 计算地基的时候基本上都不会出现地基承载力不足的问题。但是在特定的条件下, 就会发现:中风化岩石承载力不做修正是偏于安全的。下面会有一假设的工程证明:在一定条件下可以对中风化岩做承载力修正或对中风化岩的承载力做别的考虑。当然, 目前可能还没有这样的情况出现。但是, 随着科学的进步, 未来的建筑也会发生翻天覆地的变化, 同时也会有更加先进的规范、技术出现。我只是把自己的看法写出来, 与大家共勉。《地基基础设计规范》5.2.4条关于埋深的解释有如此规定:对于地下室, 采用箱型基础或筏基时, 埋深D自室外地坪算起, 采用独立基础或条型基础时, D自室内地面算起。这不难理解:箱基与筏基作为满堂基础, 结构的作用对于地基是均匀的, 上部结构作用于地基的荷载其中的一部分可以考虑为等同于周边覆土对基础的自重压力与约束, 周边覆图荷载可以看做是超载。可以说:大面积的均布荷载对地基是有利无害的。而独立基础、条形基础是以点荷、线荷的方式作用于地基的, 只有作用而无约束, 所以独立基础和条形基础的修正深度只有从室内地面既出现均布荷载的标高算起。

假设有如下一工程:拟建一超高层建筑, 地下二层, 采用箱形基础, 地面1M厚杂填土, 杂填土下是1M厚中砂, 中砂下是中风化石灰岩。拟将中砂或中风化石灰岩做为持力层。因天然地坪低, 故需要在基础施工完毕后进行大规模填方整平。填方整平后基础埋深5.0M, 结构对地基的Pk=700Kp。中砂Fak=320Kp, 中风化石灰岩Fak=650Kp.

对于中砂:根据《地基基础设计规范》5.2.4条关于埋深的解释:在填方整平地区, 若填方整平在主体施工完毕前完成, 基础埋深可自填土地面算起,

则Fa=fak+ηb×γ× (b-3) +ηd×γm× (d-0.5) (式5.2.4)

取ηb=0, 则Fa=fak+ηd×γm× (d-0.5) =320+20× (5-0.5) ×4.4=716Kp>Pk=700Kp

满足要求

若我们计算下层中风化岩的承载力, 假设基础面积50M×50M, 则:

Pz=700×50×50/ (50+2tan A) × (50+2tan A) =675Kp

因中风化岩承载力不做修正, 故Faz=Fak=650Kp

Pz+Pcz=675+1×20=695Kp>Faz=650Kp, 不满足要求。

在此假设项目中, 中风化岩反而成为中砂的薄弱层。显然, 在科学上、在常识上这都是不符合常规的。

若采用中风化岩做为地基, 则Pk=700Kp>Fa=Fak=650Kp

不满足要求, 也是不符合科学与常理。

这个假设工程集中了许多不利因素, 但是管中窥豹, 可见一斑。目前很多基础都是用浅基础公式计算深层土的地基承载力, 这是非常保守、浪费的。笔者在设计过程中, 也遇见过类似的问题。出现此类问题有一个很必要的条件:在主体施工完毕前进行了大规模的填方整平。通常情况下, 天然地坪下较深的中风化岩层的承载力确定应该进行深层平板载荷实验。深层平板载荷实验是最准确的表达深层地基承载力的方法, 但是实验复杂、费用较高。而且, 如上面假设的工程, 因天然地面较低、持力层较浅, 也不适用于深层平板载荷实验。

综上所述, 我的看法如下:用风化岩做持力层的深基础, 应可以考虑基础埋深的影响。既考虑对中风化岩的承载力做一定的深度修正。若不考虑深度修正, 是否在做地质勘探确定承载力的时候适当的考虑一下上部覆土对承载的影响而提出更加合理的地基承载力设计值。

随着科学的发展, 建筑的功能也趋向于复杂、强大。合理、充分的利用地基的强度, 可以在节约造价、缩短工期上取的一定成果。

岩石地基篇2

当沉井基础置于非岩石地基上 (包括沉井立于风化岩层内和岩面上) , 沉井基础受到水平力FH和偏心竖向力FV (FV=F+G) 共同作用时 (图1) , 可将其等效为距离基底作用高度为λ的水平力FH (图2) [1,2,3,4,5,6]。

undefined

式中:∑M为对井底各力矩之和。

在水平力作用下, 沉井将围绕位于地面下z0深度处的A轴转动一角度ω (图3) , 地面下深度z处沉井基础产生的水平位移Δx和土的侧面水平压应力σzx分别为

Δx= (z0-z) ·tanω≈ (z0-z) ω (2)

σzx=ΔxCz=Cz (z0-z) ω (3)

式中, z0为转动中心A离地面的距离;Cz为深

度z处水平向的地基系数, Cz=mz (kN/m3) , m为地基土的水平向比例系数, kN/m4。将Cz代入式 (3) 得

σzx=mz (z0-z) ω (4)

即考虑基础侧面水平压应力沿深度为二次抛物线变化。若考虑到基础地面处竖向地基系数C0不变, 则基底压应力图形与基础竖向位移图相似。则

undefined

式中:C0=m0h, 且不得小于10m0;d为基底宽度或直径;m0为基底处地基土的竖向比例系数 (kN/m4) 。

上述各式中z0和ω为两个未知数, 根据图 (3) 可建立两个平衡方程式, 即

∑X=0

FH-∫undefinedσzxb1dz=FH-b1mω∫undefinedz (z0-z) dz=0

undefined

式中:b1为基础计算宽度, W0为基底的截面模量。联立求解可得

undefined

其中, undefined为深度h处沉井侧面的水平地基系数与沉井底面的竖向地基系数的比值。

以上为非岩石地基上沉井基础转动中心的位置和转动角的分析过程。在讲课时, 学生经常问到式 (7) 是怎么来的?感度不可理解。下面就式 (7) 进行详细的解释。

2 问题的解答

式 (7) 为对O点取力矩, undefined, 第一项为水平力FH产生的力矩, 第二项为沉井侧面水平压应力产生的力矩, 第三项为基底压应力产生的力矩。第一项、第二项都很明确, 只是第三项要做一些解释。

图 (3) 给出了基底压应力分布形式, 其可以看做为,

其中, undefined是由中心荷载产生的压应力, 其对O点的力矩左右抵消。沉井转动ω角度产生的压应力, 才会对O点产生力矩, 如图5所示。

从图5可以看出,

undefined

沉井转动ω角度产生的压应力为

σz=C0·xω (11)

其对O点产生力矩为

undefined

3 结论

沉井转动ω角产生的基底压应力, 才会对O点产生力矩, 文章以此为根据, 对力矩平衡方程进行了分析, 回答了学生的疑问。结果是正确的。

摘要：沉井基础作为整体深基础的计算, 其受力分析可以按刚性桩进行, 分析的目的是求出转动轴位置和转动角大小。在授课过程中, 学生往往对其中关于力矩的方程不理解, 多次提出这个问题, 而教材中没有做详细解释。针对学生提出了这个疑问, 进行了阐述和解释。

关键词：沉井基础,转动轴,力矩

参考文献

[1]赵明华.基础工程[M].北京:高等教育出版社, 2003:150-152.

[2]袁聚云, 李镜培, 楼小明.基础工程设计原理[M].上海:同济大学出版社, 2001:168-169.

[3]李克钏.基础工程[M].北京:中国铁道出版社, 1992:80-81.

[4]李克钏, 罗书学.基础工程 (第2版) [M].北京:中国铁道出版社, 2004:153-154.

[5]凌治平, 易经武.基础工程[M].北京:人民交通出版社, 1997:151-153.

岩石地基篇3

当建筑物的基础以下存在岩石地基时,由于岩石地基的承载力一般均较高,变形模量较大,勘探时如下方无软弱层或空洞等时,一般均建议采用独立基础。此类地基的独立基础在满足承载力要求的情况下,基础底面积往往较小,基底面积均位于45°冲切角以内而无须验算抗冲切承载力,此时的基础厚度由满足抗剪切要求所决定。如果采用《建筑地基基础设计规范》GB 50007 所提供的抗剪切公式进行验算时。基础厚度一般均较厚,造成经济上浪费,同时也给施工带来相当大的难度。因此为挖掘出此类基础的抗剪承载力的潜力,本文参考相关的文献,并提出考虑在基础高度范围内配置一定数量的抗剪切箍筋的做法,最终提出相应的计算公式,用于岩石地基上的独立基础设计时的抗剪验算。

1 现行文献[1]对于岩石地基上的独立基础的抗剪验算未考虑的几点内容

(1)现行地基基础规范中的独立基础的抗剪切计算公式为:

该式是参照混凝土设计规范未设置箍筋的公式,是根据大量的均布荷载作用下的无腹筋简支浅梁、无腹筋简支短梁、无腹筋简支深梁以及无腹筋连续浅梁的试验数据以支座处的剪力值为依据进行分析,可得到承受均布荷载为主的无腹筋受弯构件抗剪承载力的偏下限值。为保证公式的普遍适用性,公式中尚未体现剪跨比对混凝土抗剪能力的影响,均按实线段,抗剪切系数统一取0.7。如图1 所示,在剪跨比较小的情况下,基础的抗剪切承载力被严重低估。

(2) 当基础的墙柱边悬臂长度L≤基础有效高度h0时,此时基础的受力更接近于短牛腿的受力模式,整个独立基础悬臂段将形成了“拉- 压杆模型”。借鉴文献[2]所述可知,在基底反力作用下,基础底钢筋受拉,基础底部一定高度范围内将形成拉应力带。由于基底反力是连续分布的,所以压杆将由连续分布的混凝土斜撑并排组成。这一模型认为混凝土压杆与钢筋拉杆构成了三角桁架,共同组合工作承受地基反力。基础内应力迹线分布见图2 所示,规范未考虑该拉应力带引起的裂缝影响。

(3)根据文献[3]研究可知,岩石地基上的独立基础的基底反力分布并非线性,而是由基础自身的刚度与岩石地基的刚度比决定的。基础刚度相对于地基的刚度越大时,则起的架越效果越明显。基底反力呈现两端大,中间小的应力分布。而岩石地基,则由于基础刚度相对于持力层的刚度较小,则在上部压力作用下,将会在墙柱位置出现应力集中的现象,远离墙柱,则反力越小。故随着独立基础的厚度由厚到薄,则形成了基底反力越来越往基础中心集中的锅底形的曲线反力分布,对地基的承载力是不利的。式(1)及文献[4]第6.3.4条的前提假定条件均为基底反力呈直线分布,以此来计算独立基础的受力情况并对其进行设计。如果岩石地基上的独立基础如果采用式(1)进行抗剪切验算,则将未考虑基底反力分布的影响,这与该式的前提假定条件首先都是相违背的。

(4) 独立基础与一般偏心受压构件的抗剪性能不同的是:后者处于单向压力作用,其轴压力对受剪承载力的有利作用受限于构件轴压比的影响,轴压比过大时将导致受剪承载力降低,并转变为带有斜裂缝的正截面小偏心受压构件。而前者处于基本相互平衡的两向水平围压作用,在满足地基水平承载力的情况下,其水平围压对基础受剪承载力的有利影响可发挥至最大。故岩石地基上的独立基础所固有的抗剪有利特性不同于持力层为一般土质的独立基础,规范对于该项也未给予考虑。

2 独立基础配置抗剪切箍筋的受力分析

鉴于现行地基基础规范GB50007 对于岩石地基上的独立基础未考虑的诸多因素,采用式(1)进行此类基础的抗剪切验算,明显是偏于保守的,造成经济上的较大浪费。故针对上述的论述。现考虑在独立基础内部设置抗剪切箍筋,并结合上述诸多因素,作如下受力分析:

借鉴文献[5]已有的研究成果同样可以摸拟出配置抗剪箍筋的独立基础受剪破坏的过程。在基底反力开始加载阶段,基础底部钢筋应变增加不大,斜截面上的混凝土压应变随着基底反力的逐渐增大而增大。当反力继续增大时,则将在靠近墙柱边的基础底部率先出现一条垂直于底面的竖向主裂缝,并逐步向基础顶面方向发展,此时开裂处的基础底部钢筋应力将产生突变,承受由混凝土开裂转嫁过来的销栓力。随着反力的不断增大,裂缝将不断向上扩大。同时基础底部范围内的水平钢筋网片将限制阻滞裂缝的向上开展,钢筋网层将由上往下应力逐步增大。此时混凝土斜撑压应变不断增大,随后沿着平行于斜撑方向出现若干条较长的斜裂缝,基础底部竖向裂缝基本保持不变。并随着反力增大而持续不断出现新的斜裂缝直到混凝土被压碎破坏,整个过程属于斜压破坏,裂缝开展顺序及范围见图3 所示:

3 岩石地基的独立基础的设计思考

综上所述,控制并采取措施来限制及延迟竖向裂缝的出现,将有利于箍筋与混凝土的充分协同工作,可采用下式进行独立基础的竖向裂缝控制:

结合贵州省关于岩石地基上独立基础的研究成果,在文献[6]的基础上,提出采用在独立基础内部配置抗剪切箍筋,进一步控制独立基础的厚度,并考虑上述诸多有利因素,考虑小剪跨比具有的较高的抗剪切承载力的潜力,采用图1 中虚线段作为抗剪切系数。当基础的墙柱边悬臂长度L≤基础有效高度h0时,可按下式进行配置抗剪箍筋的独立基础的抗剪切验算:

其中L/s应取为整数;βhp为高度影响系数,当h不大于800mm时取1.0,当h大于2000mm时,取0.9,其间按线性内插法取用。同时,为防止出现斜压破坏,尚应按式(4)控制截面剪压比

设计的合理性与安全性决定于真实的基底反力分布与该假定差异的大小。为减小岩石地基独立基础的基底反力的应力集中,保证基底反力尽量均匀分布,应寻求一种能够与地基持力层软硬程度相适宜的厚度,既兼顾经济性的要求,同时也能确保基底反力的均匀分布。设计过程中可按表1 根据持力层岩性的软硬程度选择相匹配的基础厚度。

注:适用表中数值时,基础外伸尺寸不得超过基础厚度。

由于岩石地基的刚度较大,为尽量减小基础的厚度同时保障基础具体足够的刚度,可以采用较小的跨高比,在满足地基承载力要求的情况下,基础单边少挑一些,以利于减小基础的剪跨比,独立基础的抗剪性能则可以逐步提高的。图1也较好的反映出这一点。同时由于独立基础在外力作用下要产生侧向变形,而岩基上的基础一般均有一定的嵌固深度,故岩基整个基槽对基础的侧向变形也将产生一定的约束,也就形成侧向围压力。而侧向围压对于构件的抗剪承载力起有利作用,这主要是由于其能阻滞斜裂缝的出现和开展,增加混凝土剪压区高度,从而提高混凝土的抗剪能力。故具体设计中,可根据岩石地基的软硬程度,按表1 选用相应的基础厚度,以保证基底反力基底反力较均匀分布,抗剪承载力不足时可以采用配置抗剪箍筋的方法。

4 构造做法

采用配置抗剪箍筋的独立基础,基础顶面须配置一皮架立钢筋网,该架立钢筋网也提高了独立基础的墙柱作用下的局部抗压承载力。

基础底面的钢筋除了作为抗拉钢筋以外,还可以阻滞底部竖向裂缝的向上开展,根据竖向裂缝开展的范围,宜在基础底部1/3 高度范围内配置若干皮钢筋网。根据受力大小,该钢筋网宜从上往下钢筋逐渐加大加密。

5 结论

(1)现行地基基础规范对于岩石地基上的独立基础未作特殊的另行规定,采用与一般土性地基的独立基础一样的抗剪切验算公式。由于忽略了岩石地基与非岩地基的刚度差异,未考虑基础自身刚度与地基刚度的比例,将会造成基底反力分布出现应力集中等不利于地基承载力的现象,与规范公式的前提假定条件不吻合,将会存在较大的误差。

(2)现行地基基础规范对于独立基础,未考虑基础的剪跨比的影响,均采用统一较下限的抗剪切系数,对于剪跨比较小的独立基础,未能充分挖掘出此类基础的抗剪切承载能力,导致基础厚度较厚,偏于保守,经济性较差。

(3)通过在独立基础内配置一定数量的抗剪切箍筋的做法,在受力过程中,混凝土较高的抗压强度和钢筋较高的抗拉强度共同工作,起到“拉- 压杆”的受力模式。箍筋可以延缓斜裂缝的出现并阻滞其不断增大,可以有效改善基础的受力性状,提高独立基础的抗剪切承载力,较大幅度地降低基础高度。

参考文献

[1]GB 50007-2011建筑地基基础设计规范[S].

[2]袁明亮.小剪跨比钢筋混凝土牛腿非线性有限元分析[D].南京:河海大学,2008.

[3]朱爱军.岩石地基上扩展基础基底反力分布的分析[J].工业建筑,2004.34(4):53-56.

[4]GB 50010-2010混凝土结构设计规范[S].

[5]高丹盈,赵学军,朱海堂.钢筋钢纤维混凝土牛腿受剪承载力试验研究[J].建筑结构学报,2006.27(02):100-106.

岩石地基篇4

1 嵌岩桩的持力层选择及嵌岩深度

岩石的颗粒间连接牢固、呈整体或具有节理裂隙的岩体。岩石的风化程度分为未风化、微风化、中等风化、强风化、全风化5个等级。国外认为:只要桩端嵌入岩体中, 不论岩体的风化程度如何、坚硬性如何, 都称为嵌岩桩, 但我国嵌岩桩定义为嵌入未风化、微风化、中等风化的岩石才可, 不包括强风化、全风化的情况, 要求比国外严格, 安全更有保证。根据持力层基岩性质也可分为软岩嵌岩桩和硬岩嵌岩桩。嵌岩深度在嵌岩桩计算中是一个重要的设计参数, 长径比越大桩底承担的荷载越小。在一些工程中, 为了确保桩承载力、减少建筑物沉降, 对于大吨位嵌岩桩的嵌岩深度应通过计算确定, 同时满足构造要求。嵌岩桩嵌入完整的和较完整岩的全断面深度不宜小于0.4d且不小于0.5 m, 倾斜度大于30%的中风化岩, 宜根据倾斜度及岩石完整性适当加大嵌岩深度;嵌入平整、完整的坚硬和较坚硬岩的深度不宜小于0.2d且不小于0.2 m。施工时应结合相邻基础基底标高控制基础埋置深度, 相邻两桩的桩端高差应小于其水平净距 (若有扩大头, 则为扩大头间净距) ;桩净距小于2d或2.5 m时必须采用跳槽开挖。此外在桩底3d范围内应无软弱夹层, 断裂带, 洞穴和空隙分布, 尤其是布桩荷载很大的单桩更为如此。

2 嵌岩桩的设计

规范在计算嵌岩桩单桩竖向极限承载力时包括桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力, 当中风化或者强风化岩层以上的土层较薄, 嵌岩段总极限阻力和总极限侧阻力悬殊较大, 因此本人此时一般在计算单桩竖向极限承载力时仅考虑嵌岩段总极限阻力, 但在场地中风化或者强风化岩层以上有较厚土层时桩周土总极限侧阻力计算值较大, 此时必须考虑该侧阻, 工程实例如下。

2.1 工程地质概况

重庆某工程为地下1层, 地上28层, 抗震设防烈度为6度, 设计基本地震加速度值为0.05g, 设计地震分组为第一组, 建筑场地类别为Ⅱ类, 结构形式为框架剪力墙结构, 主要土层情况如下: (1) 素填土:根据重庆地区同类素填土, 为新近填土, 压缩性较大, 地基承载力特征值及变形值应根据现场荷载试验确定。填土层的负摩阻力系数取0.25。 (2) 粉质粘土:土层较薄, 分布零星, 强度较低。属中等压缩性硬塑状粉质粘土。根据DBJ 50-043-2005工程地质勘察规范并结合重庆地区经验, 粉质粘土地基极限承载力标准值fk=180 k Pa。 (3) 页岩:中风化页岩天然单轴抗压强度标准值为15.98 MPa, 为较软岩, 岩体较完整, 岩体基本质量等级为Ⅳ级。 (4) 砂岩:中风化砂岩天然单轴抗压强度标准值为24.66 MPa, 为较软岩, 岩体较完整, 岩体基本质量等级为Ⅳ级。由于第 (1) 层素填土土层较厚, 最厚处有30 m深, 平均厚度在15 m, 因此该嵌岩桩计算要特别注意负摩阻力对桩的单桩竖向极限承载力抵消, 计算时单桩承载力应为上部承载力标准值加该桩负摩阻力标准值。计算步骤如下。

2.2 钻孔桩灌注

1) 材料:混凝土等级:C50;钢筋保护层厚度:50 mm。

2) 桩直径为1 000 mm, 扩底直径为1 300 mm, 每边扩出150 mm, 基础嵌入完整中风化岩层深度2 000 m (仅举一个桩进行计算) , 要求单桩竖向承载力特征值为13 500 k N。

3) 要求持力层为中风化泥岩或砂岩。

2.3 桩竖向承载力特征值计算

1) 根据桩基技术规范的5.3.9计算单桩竖向承载特征值。

a.长径比hr/d=1.538;

b.嵌岩端侧阻综合系数和端阻综合系数ζr=1.06;

c.因本工程为干作业成桩 (清底干净) , 所以ζr乘1.2的增大系数, 1.2ζr=1.272;

d.结构重要性系数为1.0;

e.单桩竖向极限承载力标准值Quk=26 980 k N;

单桩竖向承载特征值Quk/2=13 490 k N。

2) 桩侧负摩阻力及其引起的下拉荷载。

根据桩基技术规范的5.4.4计算桩侧负摩阻力。

a.σri=∑γeΔze+1/2γiΔzi, 求出由土自重引起的桩周层土平均竖向有效应力σr1=0.5×16×30=240。

c.桩侧负摩阻力标准值Q=30×3.141 6×30=2 827 k N。

由于该场地为30 m的人工回填土, 未压实, 所以没有考虑中性点, 按最不利的全长均为负摩阻力进行计算, 偏于保守。

3) 最终单桩承载力特征值为13 490-2 872=10 618 k N。

3 嵌岩桩的检测

1) 嵌岩桩在成孔完成后对持力层的检测可按《建筑基桩检测技术规范》3.3.4条执行, 由于嵌岩桩承载力较大, 试验的吨位过大, 不适宜采用竖向抗压静载试验进行验收承载力的检测, 因此规范也给出了对于端承型大直径灌注桩, 当受设备或现场条件限制无法检测单桩竖向抗压承载力时, 可采用钻芯法测定桩底沉渣厚度并钻取桩端持力层岩土芯样检验桩端持力层, 该种方法可以在成孔完成后, 对岩层采用超前钻取样, 判断持力层岩石的单轴抗压强度及桩底下3d且不小于5 m深度范围内有无空洞、破碎带、软弱夹层等不良地质条件。由于桩承载力较大, 桩的数量较少, 为保证桩的可靠性且检测费用不高, 所以我个人建议检测的比例要由规范规定的不应少于总桩数的10%提高至50%或更多。2) 嵌岩桩成桩完成后, 选用钻芯法或声波透射法对部分受检桩进行桩身完整性检测。抽检数量不应少于总桩数的10%, 本次检测的桩与成桩前的检测不重复。

4 嵌岩桩的施工注意事项

1) 现场施工时应确定该桩周围的桩底高程, 在保证和周边桩能满足刚性角要求的前提下确定该桩桩长再施工。2) 成孔完成后, 应及时配合检测、监理、设计等单位对孔底进行验收, 验收完成后应及时封闭, 防止岩层风化, 承载力发生变化。3) 在检测单位提供孔底岩层单轴抗压强度报告后, 满足设计要求承载力再行浇筑桩体, 浇筑前应注意:a.桩底进行清底, 确保桩底沉渣厚度满足规范要求。b.清底完成后用C30细石混凝土将探孔灌实, 并对孔底进行封闭, 确保封底成功后再行浇筑。c.浇筑时要采用导管浇筑, 导管下口至孔底的距离一般为25 cm~40 cm, 导管埋入混凝土深度不小于1.0 m。不可成孔后直接浇筑, 容易产生混凝土离析现象。d.浇筑开始后要有节奏的连续提管, 保证桩体的密实性。

5 结语

嵌岩桩对端承桩的承载力提高很大, 经济性更高, 但设计计算及施工过程中需要注意的事项很多, 须根据场地情况并严格遵守各项规范规程的要求才能使结构既安全又经济。

参考文献

[1]JGJ 94-2008, 建筑桩基技术规范[S].

岩石地基篇5

关键词：水利工程,岩石低级,处理,措施,方法

有些水利工程岩基存在地质缺陷, 经过开挖和灌浆处理后, 地基的承载力和防渗性能都能得到进一步的改善。而对一些特殊的地质缺陷, 如断层破碎带、缓倾角的软弱夹层、层理以及岩溶地区较大的空洞和漏水通道等, 如果这些缺陷的埋深较大或者延伸较远, 采用开挖处理方法在技术上的可能性比较小, 在经济上也不合理, 一般要根据工程具体条件, 采用一些特殊的处理措施和方法。

1 水利工程断层破碎带的处理技术措施和方法

对宽度较小或闭合的断层破碎带, 若延伸不深, 常采用开挖和回填混凝土的方法处理。即把一定深度范围内的断层和破碎风化岩层清理干净, 直到新鲜岩基, 再回填混凝土。若断层破碎带需要处理的深度太大, 为克服深层开挖的困难, 应采用大直径钻头钻孔到需要深度再回填混凝土;或开挖一层回填一层, 在回填的混凝土中预留竖井或斜井, 作为继续下挖的通道, 直到预定深度为止。

对贯通坝址上、下游的宽而深的断层破碎带或深厚覆盖层的河床深槽, 处理时, 要解决地基的承载能力, 同时, 又要截断渗流通道。在这种情况下, 为解决承载力问题, 可采用支承拱的办法, 把上部结构的荷载通过横跨断层和深槽的支承拱, 传到两侧坚固的岩层中, 防止深槽开挖的困难。为截断渗流通道, 要修筑截水槽或防渗墙, 在需要时, 也可辅以深孔帷幕灌浆。

2 水利工程软弱夹层的处理技术措施和方法

软弱夹层是指基岩层面之间或裂隙面中间强度较低已泥化或易于泥化的夹层, 受到上部结构荷载作用后, 很可能出现沉陷变形和滑动变形。软弱夹层的处理方法, 视夹层产状和地基的受力条件确定。

对陡倾角夹层, 若未和库水位相通, 处理它主要是解决承载力问题, 可以采用开挖和回填混凝土的办法进行处理。若夹层和库水位相通, 除对坝基范围内的夹层进行开挖处理外, 还要在夹层上游库水位入口处进行封闭处理, 切断库水进入夹层的通道。

对缓倾角夹层, 尤其是倾向下游的泥化夹层, 因其层面的抗剪强度很低, 处理是为了提高地基的抗滑稳定能力。若夹层不深, 开挖工程量较小, 要全部挖除。如果夹层埋深较大, 或夹层上部有足够厚度的支撑岩体, 能够维持基岩的深层抗滑稳定, 则可以考虑只挖除坝体上游部位的夹层, 并进行封闭处理。

若夹层埋藏较深, 并且没有深层滑动的危险, 处理主要是为了加固地基, 应采用灌浆方法进行处理。含缓倾角夹层坝基处理如图1所示。

3 岩溶处理的技术措施和方法

岩溶是可溶性岩层长期受地表水或地下水的溶蚀和溶滤作用后产生的一种自然现象。处理岩溶的主要目的是避免发生渗漏, 确保蓄水, 提高坝基的承载能力, 进而确保大坝的安全稳定。对岩溶的处理可采取堵、铺、截、围、导、灌等措施。堵就是堵塞漏水的洞眼;铺就是在漏水的地段做铺盖;截就是修筑截水墙;围就是将间歇泉、落水洞等围住, 使之与库水隔开;导就是将建筑物下游的泉水导出建筑物以外;灌就是进行固结灌浆和帷幕灌浆。高压旋喷法处理岩溶地基方法如图2所示。

4 工程的基岩锚固技术措施与方法

锚固技术由于效果可靠, 施工方便, 经济合理等优点, 在水利工程中广泛使用。在水利工程中, 利用锚固技术可以解决以下几方面的问题。

a.高边坡开挖时锚固边坡;b.坝基、岸坡抗滑稳定加固;c.锚固建筑物, 改善受力条件提高抗震性能;d.大型洞室支护加固;e.混凝土建筑物的裂缝和缺陷修补锚固;f.大坝加高加固。锚固方法, 视工程具体条件不同而异。用预应力锚索加固坝基软弱夹层如图3所示。

结束语

水利工程施工中的岩石地基处理, 根据当地的岩石地基地质情况, 注意有针对性, 统筹采取科学合理有效的措施和方法, 以确保水利工程的质量和安全。

参考文献

[1]陈杰, 黄凌.现代城市水务工程技术研究与实践[M].北京:中国水利水电出版社, 2013, 6.

[2]温随群.水利工程管理[M].北京:中央广播电视大学出版社, 2010, 11.

[3]周克己.水利工程施工[M].北京:中央广播电视大学出版社, 2012, 6.

[4]钟汉华, 冷涛.水利水电工程施工技术[M].北京:中国水利水电出版社, 2010, 3.

岩石地基篇6

1.1 工程名称

贵州盘江精煤股份有限公司金佳矿原煤仓。

1.2 工程内容

原煤仓容积9042.8m3,直径22m,高度51m,钢筋砼伐板基础,钢筋砼筒体结构。原设计基础地基处理为72根直径Φ1000mm的人工挖孔灌注桩。

2 地质情况及地基处理方案

根据地质勘察报告和现场开挖情况可知:(1)杂填土及粘土混砂层厚度7.64m;(2)中风化泥质石灰岩厚度6～8m,其承载力特征值fu=2500KPa。岩石较厚可作为持力层。岩面起伏较大,地层倾角为15°,必须做地基处理。地下水位较高,涌水量大,不适宜人工挖孔桩的施工。为此,我提出将原设计72根人工挖孔桩改为锚杆毛石砼垫层换填地基。具体要求:锚杆采用Φ25mm@500 (双向)园钢长度1000mm,嵌入岩石长度500mm,往上伸入毛石砼垫层长度500mm,用以防止原煤仓整体滑移、倾覆。掺20%毛石,垫层砼强度等级C25。锚固锚杆的细石砼强度等级C30。

3 锚杆毛石砼垫层换填地基的施工方案

3.1 施工程序

挖掘机挖、汽车运土方→用空压机打锚杆孔Φ50mm@500 (双向)深度500mm→插入锚杆攻击Φ25mm@500 (双向)深度500mm,总长度1000mm→用C30细石砼灌锚杆周围缝隙→浇筑C25砼、掺20%毛石→浇水养护7～14d。

3.2 施工机械选择

2台反铲挖掘机;6台空压机;6台潜水泵;一套混凝土搅拌站及泵送机;4台平板振动器;8套插入式振动棒。

3.3 施工方法及工艺

3.3.1 混凝土的拌制

本工程选用泵送混凝土施工方法,混凝土是在现场搅拌站进行拌制。混凝土质量要求:在混凝土搅拌过程中,拌制的混凝土拌合物的均匀性应按要求进行检查。在检查混凝土均匀性时,应在搅拌机卸料过程中从卸料流出的1/4～1/3之间部位采取试样。检测结果应符合下列规定:(1)混凝土中砂浆密度,两次测值≤0.8%;(2)单位体积混凝土中粗骨料含量,两次测值的相对误差≤5%。混凝土搅拌时间,最短60s,最长120s,每一个工作班至少抽查两次。混凝土搅拌完毕后,应按下列要求检测混凝土拌合物的各项性能。

(1)混凝土拌合物的稠度,应在搅拌地点和浇注地点分别取样检测,每个工作班至少一次,评定时应以浇注地点为准。

(2)在检测塌落度时,还应观察混凝土拌合物的粘聚性和保水性。

3.3.2 混凝土的运输与浇筑

(1)混凝土的运输

泵送混凝土,因现场搅拌站紧靠原煤仓,故不使用混凝土搅拌运输车,而直接用混凝土输送泵将混凝土运输到浇筑地点原煤仓基坑。

泵送混凝土运输延续时间要求:1)未掺外加剂混凝土60～90s;2)掺木质素磺酸钙的混凝土60～90s;3)采用其它外加剂时,可按实际配合比和气温条件测定混凝土的初凝时间,其运输延续时间不宜超过所测得的混凝土初凝时间的1/2。

(2)混凝土的浇筑

1)泵送混凝土对模板的要求:因为泵送混凝土的流动性大和施工的冲击力大,所以在设计模板时,必须根据泵送混凝土对模板侧压力大的特点,确保模板和支撑有足够强度、刚度和稳定性;2)混凝土的泵送:开始泵送时的速度应选慢后快,逐步加速。泵送混凝土时,混凝土泵的活塞应尽可能保持在最大行程运转:一是提高混凝土泵的输出效率;二是有利于机械的保护。混凝土泵的水箱和活塞清洗室中应经常保持充满水。泵送完毕应将泵和输送管清洗干净,被废弃的和多余的混凝土及清洗后的污水,应按预先确定的处理方法和场所及时进行妥善处理。在排除堵物和清洗泵时,布料口应朝向安全方向,以防堵物或废浆高速飞出伤人;3)泵送混凝土的浇筑:泵送混凝土的浇筑应根据特点及现场状况和设备能力预先划好浇筑区域。

混凝土浇筑分层厚度300～500mm;捣固泵送混凝土时,振动棒插入的间距为400mm,振捣时间为15～30s,并在20～30min后对其进行二次复振。水平结构的混凝土表面,应适时用木抹子磨平搓毛两遍以上,以防止产生收缩裂缝。

3.3.3 毛石掺入

毛石的掺入应随浇筑随掺入,且让混凝土完全包裹毛石。毛石粒径≤200mm,掺入量为混凝土的20%。

3.3.4 混凝土施工缝

(1)施工缝的设置

施工缝的位置应设在结构受剪力较小,且便于施工的部位。本工程因为是基础地基换填混凝土,宜留成斜缝。

(2)施工缝的处理

1)在已硬化的混凝土表面继续浇筑混凝土前,应清除垃圾、水泥薄膜、表面松动砂、石和软弱混凝土层,同时还应加以凿毛,用水冲洗干净并充分湿润,残留在混凝土表面的积水应予清除;2)在浇筑前,宜先铺上一层10～15mm厚度的水泥砂浆,其配合比与混凝土中的砂浆成分相同;3)从施工缝出开始继续浇筑混凝土时,要注意避免直接靠近缝边下料。机械振捣前,以向施工缝出逐渐推进,并距800～1000mm处停止振捣,但应对施工缝接缝的振捣工作,使其紧密接合。

3.4 控制混凝土温度和收缩裂缝的技术措施

3.4.1 降低水泥水化热和变形

(1)选用中、低水化热的水泥品种配制混凝土,可选矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥和复合水泥,本工程用42.5矿渣硅酸盐水泥配制C25混凝土。

(2)充分利用混凝土后期强度,减少混凝土水泥用量,每减少10kg水泥,混凝土温度降低10C。

(3)使用粗骨料,选用粒径较大、级配良好的粗骨料;控制砂石含泥量;掺入减水剂,改善和易性,降低水灰比。以达到减少水泥用量,达到降低混凝土水化热的目的。

(4)在混凝土内预埋冷却水管,通入循环冷却水,强制降低混凝土水化热温度。

(5)掺入总量小于混凝土总量20%的大块毛石,减少混凝土用量,以达到节约水泥和降低水化热的目的。

3.4.2 降低混凝土温差

(1)选择较适宜的气温浇筑混凝土,该工程选择秋天浇筑混凝土。(2)掺入木质素磺酸钙缓凝减水剂。

3.4.3 改善约束条件,削减温度应力

采取分层分块浇筑混凝土,合理设置水平和垂直施工缝,以放松约束程度,减少每次浇筑长度的蓄热量、防止水化热的积钜,减少温度应力。

3.4.4 提高混凝土的极限拉伸强度