時間:2023-03-16 16:37:06
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總監是項目部的領導核心,總監負責監理部人員的分工和崗位職責;與各承包單位負責人聯系,協調業主與承包單位之間的工作關系;保持與業主的密切聯系,充分了解業主對現場監理項目部的意見和要求,及時調整監理工作中出現的一些問題;檢查和監督監理人員的工作,對監理人員進行調配,調換不稱職的監理人員;定期組織項目監理部人員參加安全生產檢查活動,督促承包單位做好施工現場的安全文明施工管理,及時處理可能發生或已經發生的一般工程質量、安全問題,參與工程質量事故的調查。監理部根據現階段的工作特點,專業性要求,對各監理工程師和監理員進行綜合培訓,從質量和安全方面,施工區域分6條沖溝,3個專業工程師和7個旁站監理人員,安排相應的地基處理專業監理工程師進行教育培訓,使監理部的綜合能力得到更好的提高。制定每周一為內部周會,每周六學習交流,監理項目部出現的問題能夠及時交流,并提出處理意見,將土石回填和強夯交接作為重點工作,相互信息溝通。熟悉圖紙,掌握設計意圖。對夯實范圍、布點范圍、處理深度、單擊夯擊能、夯擊遍數及間隔時間、處理后應達到的地基承載力特征值等要了解透徹,做到心中有數。土石方工程中,工程測量是監理工作的一項重點工作,測量監理工程師對施工測量進行控制,對原始基準點、基準線和基準標高現場復核;施工過程中復核標高、沉降觀測點,并對承包單位的測量放樣資料進行復核和簽認,真正做到準確無誤。見證人員要親自跟蹤檢測單位檢測情況,將檢測質量波動與日常旁站監理情況在項目監理會議上進行通報,由總監組織專業監理對當天質量波動情況發質量通報,確保施工和檢測情況通知參建單位。安全監理工程師對工程的安全狀況進行控制,根據現場要求,由安全監理工程師組織,每周對強夯機械和挖運土機械進行安全專項檢查,并加強日常個人防護用品檢查,在進入雨季施工時,由監理部組織,進行防洪專項方案檢查落實,每次降雨過程中,監理部組織承包商進行防洪檢查,從而使安全工作始終處于受控狀態。
2做實做細高填方工程監理工作
在選擇總承包、分包單位時向建設方提出建議,要求施工單位必須具備相應地基與基礎工程專業施工資質;要求項目經理、項目技術負責人,其他主要管理崗位、特殊工種工人必須持有效崗位證書上崗。對施工組織設計,專項技術方案等,特別是一些危險性較大且技術含量較高的工作應編制專項的施工方案,并要重點審查。專業監理工程師對承包單位報送的擬進場工程設備證明資料進行審核,重點是夯錘質量復核和夯車安全情況檢查,本工程總驗收夯車20臺次,對未經監理人員驗收或驗收不合格的工程設備,監理方應立即書面通知承包單位將不合格的工程設備撤出現場。對承包單位報送的分項工程質量驗評資料進行審核,重點確認土石回填和強夯兩家承包商之間的交接復核。對未經監理人員驗收或驗收不合格的工序,監理人員拒絕簽認,并嚴禁承包單位進行下一道工序。同時此方法也可以檢驗出土石方工程承包商回填施工區域與設計圖紙邊界是否一致,偏差是多少,從而及時予以糾正?,F場巡查回填質量,必須在自檢合格的基礎上經項目監理部逐層驗收,嚴格控制回填的分層厚度、回填范圍和回填高度,滿足下一步強夯的要求。加強施工放線、驗收及計算機復核檢查。由于土石方回填和強夯施工交叉進行,土石方回填和強夯必然要交叉分區作業,因此施工前對施工區域的合理規劃安排工作尤為重要。監理單位和承包商施工前按照已審核的放線圖,合理規劃施工順序,制定雙代號時標網絡進度計劃,合理安排各個工序的施工時間和順序,取得了不錯的效果,窩工或降效的情況控制在可接受范圍之內。待各個分區施工完畢后,使用CAD繪制在計算機上同設計圖紙進行對比,呈現出幾乎完全重疊的圖景,顯示出監理方對投資控制的有效成果?,F場監理設置強夯旁站監理。因現場夯機等設備多,針對監理人員少且經常連續晝夜監理旁站易出差錯的問題,現場采用視頻監控設備進行動態監測,實現旁站人員通過影像資料即可嚴密的監控承包商夯擊次數等,確保施工質量。監理人員認真監督檢查施工方的強夯施工過程和觀測數據。在每遍夯擊之前,要進行復線,確保不發生漏夯現象,確保強夯過程符合設計要求。
3監理責任風險的規避
根據“安全生產管理條例”第十四條要求,安全監理已經成為監理工作中一個必須擔負的法律責任,監理在監理過程中對安全隱患決不能放過。在施工過程中往往因進度的需要,在兩個單位之間要發生多次的工序交接,如果以加快進度為借口,沒有認真復核交接,將造成夯點遺漏等問題。資料信息必須及時準確的傳達和歸檔。監理工作中的時效性非常重要,在監理過程中,一旦發現了質量隱患,應立即留下相關的信息材料,并下達相應的指令,必要時要向上級反映。業主作為工程項目組織方,具有很大的影響力,如果業主違反工程中質量行為,監理項目敢于說“不”,并對業主的違規行為提出合理的意見和建議。對施工過程中出現的質量問題,監理方應立即下達監理工程師通知單,要求承包單位整改,并跟蹤整改情況。對質量事故,總監理工程師應按照法律法規的相關要求進行處置,決不能有半點馬虎。
4結語
關鍵詞:樁基礎軟弱地基
一.軟弱地基的種類及常見的處理方法
軟弱地基的種類很多,按成因一般可分為人工填土類地基;海相、河流相和湖相沉積而成的含淤質粘土類地基;各種山前沖積、洪積相所形成的夾卵石、漂石的粘土類地基。復雜的成因造成了它們在物理力學性能上的復雜性,它們的共同特點是承載力低、壓縮性高。目前對厚度較大的軟弱地基一般采用各類鋼筋混凝土樁進行處理,對含水量和孔隙比較大的軟弱地基一般采用砂樁、石灰樁,化學灌漿或堆載預壓等方法處理。各種處理方法都有較強的針對性,處理方法選擇是否合理,直接影響到建筑物的設計是否安全和節約。在實際工程中,松木樁處理軟弱地基的問題較少提及,筆者認為在條件許可的情況下采用短木樁處理某些軟弱地基不僅施工較為便捷,而且費用也較為經濟合理。
二.用松木樁處理地基的實例
在實際工程中軟弱地基普遍存在,對于一些層數較低、荷載較輕的建筑物地基或遇局部暗塘的情況,大多是采用松木樁處理地基的。下面就110KV鹿山變電所主控樓的地基處理作一簡要介紹。
(1)工程的地質概況
該工程位于鹿山附近,建筑面積650m2,兩層全框架結構。地質剖面自上而下由雜填土、淤質粘土、含淤質礫砂卵石、粉質粘土及粘土構成。淤質粘土呈軟塑狀,下部的含淤質礫砂卵石呈中密狀,是較為理想的持力層。持力層的實際埋深約4米。當時曾考慮用砼短樁或換土墊層法處理,經技術經濟比較確定了松木樁的處理方案。
(2)松木樁的設計計算
在設計中短木樁用作擠密樁時可按下式設計:
S=0.95d√(1+e0)/(e0-e1)
n=A/AP
S――樁的間距(m)
d――樁徑(m)
e0――擠密前土的天然孔隙比
e1――擠密后作要求達到的孔隙比,可按地基所需的承載力設計值再根據《建筑地基基礎設計規范》附錄五附表5-3或5-4確定
n――每m2樁的根數
A――每m2地基所需擠密樁面積,A=(e0-e1)/(1+e0)
AP――單樁橫截面積(m2)
在設計中,當樁端有硬殼層存在時,可作為端承樁,按下式計算:
Pa=Ψα[σ]A-----------------(a)
Pa――單樁承載力
Ψ―――縱向彎曲系數,與樁間土質有關,一般可取1
α―――樁材料的應力折減系數,木樁取0.5
[σ]――樁材料的容許壓力,kPa
本實例中柱下獨立基礎附加應力及自重總值為950KN。選③層為樁端持力層,地基土的容許承載力經綜合分析后取值130kPa,基礎埋深1.5米,經計算基礎尺寸為2.6*2.9m2。持力層埋藏較淺,因而采用端承樁設計。根據(a)式,當以松木為材料,樁直徑為15cm時,[σ]為2773.4kPa
Pa=1*0.5*2773.4*(0.15/2)2*π=24.5KN/根
每平方米所需樁數為
n=950/(2.6*2.9*24.5)=5.14根/m2
實取5根/m2
該工程的樁基底面積為210m2,所需樁數:
210*5=1050根
樁的布置按梅花形:
全部打樁完畢后,在樁頂面鋪設20cm厚片石灌石子,加以夯實,然后再做基礎。
(3)經濟效果分析
根據建筑預算定額,φ15cm的松木樁2.5m長每根樁工料費為15元/根,總費用1050*15=1.575萬元。若用12cm*12cm混凝土預制短樁約需5.1萬元;若用換土墊層則需2.4萬元,并且因地下水位較高,換土施工難度很大。顯然用松木樁方案為首選。該工程1999年5月竣工兩年多來,通過使用和觀測證明,結構穩定安全。
三.松木樁處理軟弱地基的適應條件
關鍵詞:地基基礎后澆帶樁承臺沉降
一、引言
基礎是建筑物和地基之間的連接體?;A把建筑物豎向體系傳來的荷載傳給地基。從平面上可見,豎向結構體系將荷載集中于點,或分布成線形,但作為最終支承機構的地基,提供的是一種分布的承載能力。
如果地基的承載能力足夠,則基礎的分布方式可與豎向結構的分布方式相同。但有時由于土或荷載的條件,需要采用滿鋪的伐形基礎。伐形基礎有擴大地基接觸面的優點,但與獨立基礎相比,它的造價通常要高的多,因此只在必要時才使用。不論哪一種情況,基礎的概念都是把集中荷載分散到地基上,使荷載不超過地基的長期承載力。因此,分散的程度與地基的承載能力成反比。有時,柱子可以直接支承在下面的方形基礎上,墻則支承在沿墻長度方向布置的條形基礎上。當建筑物只有幾層高時,只需要把墻下的條形基礎和柱下的方形基礎結合使用,就常常足以把荷載傳給地基。這些單獨基礎可用基礎梁連接起來,以加強基礎抵抗地震的能力。只是在地基非常軟弱,或者建筑物比較高的情況下,才需要采用伐形基礎。多數建筑物的豎向結構,墻、柱都可以用各自的基礎分別支承在地基上。中等地基條件可以要求增設拱式或預應力梁式的基礎連接構件,這樣可以比獨立基礎更均勻地分布荷載。
如果地基承載力不足,就可以判定為軟弱地基,就必須采取措施對軟弱地基進行處理。軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構成的地基。在建筑地基的局部范圍內有高壓縮性土層時,應按局部軟弱土層考慮??辈鞎r,應查明軟弱土層的均勻性、組成、分布范圍和土質情況,根據擬采用的地基處理方法提供相應參數。沖填土尚應了解排水固結條件。雜填土應查明堆積歷史,明確自重下穩定性、濕陷性等基本因素。
在初步計算時,最好先計算房屋結構的大致重量,并假設它均勻的分布在全部面積上,從而等到平均的荷載值,可以和地基本身的承載力相比較。如果地基的容許承載力大于4倍的平均荷載值,則用單獨基礎可能比伐形基礎更經濟;如果地基的容許承載力小于2倍的平均荷載值,那么建造滿鋪在全部面積上的伐形基礎可能更經濟。如果介于二者之間,則用樁基或沉井基礎。
二、地基的處理方法
利用軟弱土層作為持力層時,可按下列規定執行:1)淤泥和淤泥質土,宜利用其上覆較好土層作為持力層,當上覆土層較薄,應采取避免施工時對淤泥和淤泥質土擾動的措施;2)沖填土、建筑垃圾和性能穩定的工業廢料,當均勻性和密實度較好時,均可利用作為持力層;3)對于有機質含量較多的生活垃圾和對基礎有侵蝕性的工業廢料等雜填土,未經處理不宜作為持力層。局部軟弱土層以及暗塘、暗溝等,可采用基礎梁、換土、樁基或其他方法處理。在選擇地基處理方法時,應綜合考慮場地工程地質和水文地質條件、建筑物對地基要求、建筑結構類型和基礎型式、周圍環境條件、材料供應情況、施工條件等因素,經過技術經濟指標比較分析后擇優采用。
地基處理設計時,應考慮上部結構,基礎和地基的共同作用,必要時應采取有效措施,加強上部結構的剛度和強度,以增加建筑物對地基不均勻變形的適應能力。對已選定的地基處理方法,宜按建筑物地基基礎設計等級,選擇代表性場地進行相應的現場試驗,并進行必要的測試,以檢驗設計參數和加固效果,同時為施工質量檢驗提供相關依據。
經處理后的地基,當按地基承載力確定基礎底面積及埋深而需要對地基承載力特征值進行修正時,基礎寬度的地基承載力修正系數取零,基礎埋深的地基承載力修正系數取1.0;在受力范圍內仍存在軟弱下臥層時,應驗算軟弱下臥層的地基承載力。對受較大水平荷載或建造在斜坡上的建筑物或構筑物,以及鋼油罐、堆料場等,地基處理后應進行地基穩定性計算。結構工程師需根據有關規范分別提供用于地基承載力驗算和地基變形驗算的荷載值;根據建筑物荷載差異大小、建筑物之間的聯系方法、施工順序等,按有關規范和地區經驗對地基變形允許值合理提出設計要求。地基處理后,建筑物的地基變形應滿足現行有關規范的要求,并在施工期間進行沉降觀測,必要時尚應在使用期間繼續觀測,用以評價地基加固效果和作為使用維護依據。復合地基設計應滿足建筑物承載力和變形要求。地基土為欠固結土、膨脹土、濕陷性黃土、可液化土等特殊土時,設計要綜合考慮土體的特殊性質,選用適當的增強體和施工工藝。復合地基承載力特征值應通過現場復合地基載荷試驗確定,或采用增強體的載荷試驗結果和其周邊土的承載力特征值結合經驗確定。
常用的地基處理方法有:換填墊層法、強夯法、砂石樁法、振沖法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預壓法、夯實水泥土樁法、水泥粉煤灰碎石樁法、石灰樁法、灰土擠密樁法和土擠密樁法、柱錘沖擴樁法、單液硅化法和堿液法等。
1換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。其主要作用是提高地基承載力,減少沉降量,加速軟弱土層的排水固結,防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。
2強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。強夯置換法適用于高飽和度的粉土,軟-流塑的粘性土等地基上對變形控制不嚴的工程,在設計前必須通過現場試驗確定其適用性和處理效果。強夯法和強夯置換法主要用來提高土的強度,減少壓縮性,改善土體抵抗振動液化能力和消除土的濕陷性。對飽和粘性土宜結合堆載預壓法和垂直排水法使用。
3砂石樁法適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基,提高地基的承載力和降低壓縮性,也可用于處理可液化地基。對飽和粘土地基上變形控制不嚴的工程也可采用砂石樁置換處理,使砂石樁與軟粘土構成復合地基,加速軟土的排水固結,提高地基承載力。
4振沖法分加填料和不加填料兩種。加填料的通常稱為振沖碎石樁法。振沖法適用于處理砂土、粉土、粉質粘土、素填土和雜填土等地基。對于處理不排水抗剪強度不小于20kPa的粘性土和飽和黃土地基,應在施工前通過現場試驗確定其適用性。不加填料振沖加密適用于處理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振沖碎石樁主要用來提高地基承載力,減少地基沉降量,還可用來提高土坡的抗滑穩定性或提高土體的抗剪強度。
5水泥土攪拌法分為漿液深層攪拌法(簡稱濕法)和粉體噴攪法(簡稱干法)。水泥土攪拌法適用于處理正常固結的淤泥與淤泥質土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。不宜用于處理泥炭土、塑性指數大于25的粘土、地下水具有腐蝕性以及有機質含量較高的地基。若需采用時必須通過試驗確定其適用性。當地基的天然含水量小于30%(黃土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4時不宜采用于法。連續搭接的水泥攪拌樁可作為基坑的止水帷幕,受其攪拌能力的限制,該法在地基承載力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的應用有一定難度。
6高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。當地基中含有較多的大粒徑塊石、大量植物根莖或較高的有機質時,應根據現場試驗結果確定其適用性。對地下水流速度過大、噴射漿液無法在注漿套管周圍凝固等情況不宜采用。高壓旋噴樁的處理深度較大,除地基加固外,也可作為深基坑或大壩的止水帷幕,目前最大處理深度已超過30m。
7預壓法適用于處理淤泥、淤泥質土、沖填土等飽和粘性土地基。按預壓方法分為堆載預壓法及真空預壓法。堆載預壓分塑料排水帶或砂井地基堆載預壓和天然地基堆載預壓。當軟土層厚度小于4m時,可采用天然地基堆載預壓法處理,當軟土層厚度超過4m時,應采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預壓法處理。對真空預壓工程,必須在地基內設置排水豎井。預壓法主要用來解決地基的沉降及穩定問題。
8夯實水泥土樁法適用于處理地下水位以上的粉土、素填土、雜填土、粘性土等地基。該法施工周期短、造價低、施工文明、造價容易控制,目前在北京、河北等地的舊城區危改小區工程中得到不少成功的應用。
9水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)法適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結的素填土等地基。對淤泥質土應根據地區經驗或現場試驗確定其適用性。基礎和樁頂之間需設置一定厚度的褥墊層,保證樁、同承擔荷載形成復合地基。該法適用于條基、獨立基礎、箱基、筏基,可用來提高地基承載力和減少變形。對可液化地基,可采用碎石樁和水泥粉煤灰碎石樁多樁型復合地基,達到消除地基土的液化和提高承載力的目的。
10石灰樁法適用于處理飽和粘性土、淤泥、淤泥質土、雜填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土層時,可采取減少生石灰用量和增加摻合料含水量的辦法提高樁身強度。該法不適用于地下水下的砂類土。
11灰土擠密樁法和土擠密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基,可處理的深度為5~15m。當用來消除地基土的濕陷性時,宜采用土擠密樁法;當用來提高地基土的承載力或增強其水穩定性時,宜采用灰土擠密樁法;當地基土的含水量大于24%、飽和度大于65%時,不宜采用這種方法?;彝翑D密樁法和土擠密樁法在消除土的濕陷性和減少滲透性方面效果基本相同,土擠密樁法地基的承載力和水穩定性不及灰土擠密樁法。
12柱錘沖擴樁法適用于處理雜填土、粉土、粘性土、素填土和黃土等地基,對地下水位以下的飽和松軟土層,應通過現場試驗確定其適用性。地基處理深度不宜超過6m。
13單液硅化法和堿液法適用于處理地下水位以上滲透系數為0.1~2m/d的濕陷性黃土等地基。在自重濕陷性黃土場地,對Ⅱ級濕陷性地基,應通過試驗確定堿液法的適用性。
14在確定地基處理方案時,宜選取不同的多種方法進行比選。對復合地基而言,方案選擇是針對不同土性、設計要求的承載力提高幅質、選取適宜的成樁工藝和增強體材料。
三、基礎的設計
房屋基礎設計應根據工程地質和水文地質條件、建筑體型與功能要求、荷載大小和分布情況、相鄰建筑基礎情況、施工條件和材料供應以及地區抗震烈度等綜合考慮,選擇經濟合理的基礎型式。
砌體結構優先采用剛性條形基礎,如灰土條形基礎、Cl5素混凝土條形基礎、毛石混凝土條形基礎和四合土條形基礎等,當基礎寬度大于2.5m時,可采用鋼筋混凝土擴展基礎即柔性基礎。
多層內框架結構,如地基土較差時,中柱宜選用柱下鋼筋混凝土條形基礎,中柱宜用鋼筋混凝土柱。
框架結構、無地下室、地基較好、荷載較小可采用單獨柱基,在抗震設防區可按《建筑抗震設計規范》第6.1.1l條設柱基拉梁。
無地下室、地基較差、荷載較大為增強整體性,減少不均勻沉降,可采用十字交叉梁條形基礎。
如采用上述基礎不能滿足地基基礎強度和變形要求,又不宜采用樁基或人工地基時,可采用筏板基礎(有梁或無梁)。
框架結構、有地下室、上部結構對不均勻沉降要求嚴、防水要求高、柱網較均勻,可采用箱形基礎;柱網不均勻時,可采用筏板基礎。
有地下室,無防水要求,柱網、荷載較均勻、地基較好,可采用獨立柱基,抗震設防區加柱基拉梁。或采用鋼筋混凝土交叉條形基礎或筏板基礎。
筏板基礎上的柱荷載不大、柱網較小且均勻,可采用板式筏形基礎。當柱荷載不同、柱距較大時,宜采用梁板式筏基。
無論采用何種基礎都要處理好基礎底板與地下室外墻的連結節點。
框剪結構無地下室、地基較好、荷載較均勻,可選用單獨柱基,墻下條基,抗震設防地區柱基下設拉梁并與墻下條基連結在一起。
無地下室,地基較差,荷載較大,柱下可選用交叉條形基礎并與墻下條基連結在一起,以加強整體性,如還不能滿足地基承載力或變形要求,可采用筏板基礎。剪力墻結構無地下室或有地下室,無防水要求,地基較好,宜選用交叉條形基礎。當有防水要求時,可選用筏板基礎或箱形基礎。高層建筑一般都設有地下室,可采用筏板基礎;如地下室設置有均勻的鋼筋混凝土隔墻時,采用箱形基礎。
當地基較差,為滿足地基強度和沉降要求,可采用樁基或人工處理地基。
多棟高樓與裙房在地基較好(如卵石層等)、沉降差較小、基礎底標高相等時基礎可不分縫(沉降縫)。當地基一般,通過計算或采取措施(如高層設混凝土樁等)控制高層和裙房間的沉降差,則高層和裙房基礎也可不設縫,建在同一箋基上。施工時可設后澆帶以調整高層與裙房的初期沉降差。
當高層與裙房或地下車庫基礎為整塊筏板鋼筋混凝土基礎時,在高層基礎附近的裙房或地下車庫基礎內設后澆帶,以調整地基的初期不均勻沉降和混凝土初期收縮。
現在我就大型基礎設計中較多見的基礎類型的樁基礎和后澆帶的設計討論一下
1當天然地基或人工地基的地基承載力或變形不能滿足設計要求,或經過經濟比較采用淺基礎反而不經濟時,可采用樁基礎。
2樁平面布置原則:
1)力求使各樁樁頂受荷均勻,上部結構的荷載重心與樁的重心相重合,并使群樁在承受水平力和彎矩方向有較大的抵抗矩。
2)在縱橫墻交叉處都應布樁,橫墻較多的多層建筑可在橫墻兩側的縱墻上布樁,門洞口下面不宜布樁。
3)同一結構單元不宜同時采用摩擦樁和端承樁。
4)大直徑樁宜采用一柱一樁;筒體采用群樁時,在滿足樁的最小中心距要求的前提下,樁宜盡量布置在筒體以內或不超出筒體外緣1倍板厚范圍之內。
5)在伸縮縫或防震縫處可采用兩柱共用同一承臺的布樁形式。
6)剪力墻下的布樁量要考慮剪力墻兩端應力集中的影響,而剪力墻中和軸附近的樁可按受力均勻布置。
3樁端進入持力層的最小深度:
1)應選擇較硬上層或巖層作為樁端持力層。樁端進入持力層深度,對于粘性土、粉土不宜小于2d(d為樁徑);砂土及強風化軟質巖不宜小于1.5d;對于碎石土及強風化硬質巖不宜小于1d,且不小于0.5m。
2)樁端進入中、微風化巖的嵌巖樁,樁全斷面進入巖層的深度不宜小于0.5m,嵌入灰巖或其他未風化硬質巖時,嵌巖深度可適當減少,但不宜小于0.2m。
3)當場地有液化土層時,樁身應穿過液化土層進入液化土層以下的穩定土層,進入深度應由計算確定,對碎石土、礫、粗中砂、堅硬粘性土和密實粉土且不應小于0.5m,對其他非巖石土且不宜小于1.5m。
4)當場地有季節性凍土或膨脹土層時,樁身進入上述土層以下的深度應通過抗拔穩定性驗算確定,其深度不應小于4倍樁徑,擴大頭直徑及1.5m。
樁型選擇原則。樁型的選擇應根據建筑物的使用要求,上部結構類型、荷載大小及分布、工程地質情況、施工條件及周圍環境等因素綜合確定。
1)預制樁(包括混凝土方形樁及預應力混凝土管樁)適宜用于持力層層面起伏不大的強風化層、風化殘積土層、砂層和碎石土層,且樁身穿過的土層主要為高、中壓縮性粘性土,穿越層中存在孤石等障礙物的石灰巖地區、從軟塑層突變到特別堅硬層的巖層地區均不適用。其施工方法有錘擊法和靜壓法兩種。
2)沉管灌注樁(包括小直徑D<5O0mm,中直徑D=500~600mm)適用持力層層面起伏較大、且樁身穿越的土層主要為高、中壓縮性粘性土;對于樁群密集,且為高靈敏度軟土時則不適用。由于該樁型的施工質量很不穩定,故宜限制使用。
3)在飽和粘性土中采用上述兩類擠土樁尚應考慮擠土效應對于環境和質量的影響,必要時采取預鉆孔。設置消散超孔隙水壓力的砂井、塑料插板、隔離溝等措施。鉆孔灌注樁適用范圍最廣,通常適用于持力層層面起伏較大,樁身穿越各類上層以及夾層多、風化不均、軟硬變化大的巖層;如持力層為硬質巖層或地層中夾有大塊石等,則需采用沖孔灌注樁。無地下水的一般土層,可采用長短螺旋鉆機干作業成孔成樁。鉆(沖)孔時需泥漿護壁,故施工現場受限制或對環境保護有特殊要求的,不宜采用。
4)人工挖孔樁適用于地下水水位較深,或能采用井點降水的地下水水位較淺而持力層較淺且持力層以上無流動性淤泥質土者。成孔過程可能出現流砂、涌水、涌泥的地層不宜采用。
5)鋼樁(包括H型鋼樁和鋼管樁)工程費用昂貴,一般不宜采用。當場地的硬持力層極深,只能采用超長摩擦樁時,若采用混凝土預制樁或灌注樁又因施工工藝難以保證質量,或為了要趕工期,此時可考慮采用鋼樁。鋼樁的持力層應為較硬的土層或風化巖層。
6)夯擴樁,當樁端持力層為硬粘土層或密實砂層,而樁身穿越的土層為軟土、粘性土、粉土,為了提高樁端承載力可采用夯擴樁。由于夯擴樁為擠土樁,為消除擠土效應的負面影響,應采取與上述預制樁和沉管灌注樁類似的措施。
后澆帶設計
因調整地基初期不均勻沉降而設的后澆帶,帶寬800~1O00mm。后澆帶自基礎開始在各層相同位置直到裙房屋頂板全部設后澆帶,包括內外墻體。施工時后澆帶兩邊梁板必須支撐好,直到后澆帶封閉并混凝土達到設計強度后拆除。后澆帶內的混凝土等級采用比原構件提高一級的微膨脹混凝土。如沉降觀測記錄在高層封頂時,沉降曲線平緩可在高層封頂一個月后封閉后澆帶。沉降曲線不緩和則宜延長封閉后澆帶時間。
基礎后澆帶封閉前要求施工時覆蓋,以免雜物垃圾掉落難于清理。并提出清除雜物垃圾的措施,如后澆帶處墊層局部降低等。有必要時后澆帶中設置適量加強鋼筋,如梁面、底鋼筋相同等措施。
設計者必須認真對待由于超長給結構帶來的不利影響,當增大結構伸縮縫間距或者是不設置伸縮縫時,必須采取切實可行的措施,防止結構開裂。在適當增大伸縮縫最大間距的各項措施中,在結構施工階段采取防裂措施是國內外通用的減小混凝土收縮不利影響的有效方法,我國常用的做法是設置施工后澆帶。另外,當建筑物存在較大的高差,但是結構設計根據具體情況可不設置永久變形縫時,例如高層建筑主體和多層(或低層)裙房之間,也常常采用施工后澆帶來解決施工階段的差異沉降問題。這兩種施工后澆帶,前者可稱之為收縮后澆帶,后者可稱之為沉降后澆帶。
后澆帶的設計
當建筑結構的平面尺寸超過混凝土規范規定的伸縮縫最大間距(混凝土規范第9.1.1條)時,可考慮采用施工后澆帶的方法來適當增大伸縮縫間距。但一般地上結構由于受環境溫度變化影響較大,所以伸縮縫最大間距不宜超過混凝土規范限值過多,同時應注意加強屋面保溫隔熱,采用可靠的、高效的外墻外保溫,并適當提高外縱墻、山墻、屋面等重要部位的縱向鋼筋配筋率。當地上結構由于抗震設計需要而設置了防震縫時,伸縮縫寬度應滿足防震縫寬度的要求。地下室結構超長的情況較為常見,除地下室頂板和處于室外地面以上的地下室外墻受溫度變化影響相對較大外,地下室內部和基礎結構在使用階段受室內外溫度變化影響較小,需解決的主要問題是混凝土收縮應力對結構的影響。除在施工階段設置后澆帶外,應該加強地下室頂板及地下室外墻的配筋,建議縱向鋼筋最小配筋率不宜小于0.5%,鋼筋應盡可能選擇直徑較小的,一般10到16即可,間距盡量選擇較密的,宜不大于150mm,細而密的鋼筋分布對結構抗裂是有利的。
必須指出的是,后澆帶只能解決施工期間的混凝土自收縮,它不能解決由于溫度變化引起的結構應力集中,更不能替代伸縮縫。有一些結構設計者將后澆帶和伸縮縫等同起來的看法是錯誤的,因為兩者的作用并不相同。
當地下室結構超長過多,單靠設置后澆帶不足以解決混凝土收縮和溫度變化問題時,可以考慮采用補償收縮混凝土,在適當位置設置膨脹加強帶。采用這種方法,不僅可以進一步增大伸縮縫最大間距,而且可以用膨脹加強帶取代部分施工后澆帶,從而實現混凝土的連續澆筑即無縫施工。但應注意,采用膨脹加強帶取代部分施工后澆帶時,膨脹加強帶的位置應設置在結構溫度應力集中部位,并應制定嚴格的技術保障措施,保證混凝土原材料的質量和微膨脹劑的配合比準確,結構設計應對地下室結構各部位混凝土的限制膨脹率提出明確要求。
對高層建筑主體與裙房之間是設置永久變形縫,還是在施工階段設置沉降后澆帶,應該根據建筑場地地基持力層土質情況、基礎形式、上部結構布置等條件綜合確定。當地基持力層土質較好,例如高層建筑基礎做在基巖層或卵石層上,或采用樁基時,高層建筑沉降變形量較小,此時可考慮采用施工后澆帶而不設置永久變形縫,將高層建筑與裙房基礎(或地下室)連成整體。當地基持力層壓縮性較高,且厚度較大,高層建筑主體與裙房之間的高差懸殊較大,高層建筑荷載較大,則由于高層建筑與裙房之間的差異沉降量較大,在采用天然地基的情況下,還是以設置永久變形縫將高層建筑與裙房徹底脫開為好。當高層建筑與相鄰的裙房之間設置永久變形縫時,高層建筑的基礎埋深一般應大于裙房基礎埋深至少2米,不滿足此要求時應計算高層建筑的穩定性,并采取可靠措施防止高層建筑與裙房之間發生相互傾斜。筆者曾經參觀過某工程,高層建筑地下一層,地上十六層,純地下車庫一層,與高層建筑地下室貫通,其間設置了沉降縫,基礎埋深基本相同,沉降縫間采用硬質材料填充。由于沒有解決好高層建筑與地下車庫間的互傾問題,建筑投入使用后,發現沉降縫兩側墻體開裂,造成地下室滲漏。
近年來,復合地基得到了廣泛應用,復合地基可以提高地基持力層承載力,提高土體彈性模量,有效地控制建筑物沉降。北京地區有些工程已經通過在高層建筑下采用復合地基的方法來替代樁基,以解決高層建筑主體與裙房之間差異沉降的問題。不論采用哪種方法,如果采用施工后澆帶而不設置永久變形縫,都應依據相關規范計算裙房和高層建筑的整體傾斜。當采用地基處理時,在結構設計圖紙上,應明確規定采用地基處理后,高層建筑與裙房之間的變形要求。
施工后澆帶的位置,應根據基礎和上部結構布置的具體情況確定,不能想當然,搞一刀切。后澆帶應設置在結構受力較小處,一般在梁、板跨度內的三分之一處,結構彎矩和剪力均較小,且宜自上而下對齊,豎向上不宜錯開,后澆帶間距一般為30米到50米。在高層建筑與裙房之間設置后澆帶時,后澆帶宜處于裙房一側,且在結構設計上,應注意加強高層建筑與裙房相連部位的構造,提高縱向鋼筋配筋率,用以抵抗后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結構內力。為減小后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結構內力,尚應采取其他措施,通??煽紤]以下方法:
1,高層建筑采用樁基或其他地基基礎處理方法,或補償基礎,盡量擴大高層建筑基礎與地基接觸面積,減小高層建筑基礎底面接觸壓力,而裙房則采用埋深較淺的獨立柱基或條形基礎等,調節高層建筑與裙房之間的差異沉降。
2,盡量減小裙房部分基礎與地基的接觸面積,即盡量增大裙房部分的基礎底面接觸壓力,加大裙房的沉浸量。
3,結合高層建筑埋置深度要求,調整高層建筑地下室高度,使地基持力層落在壓縮性小、地基承載力高的土層上,可有效地減小高層建筑的沉降量。
進行地基基礎設計時,結構設計者應結合工程具體情況,多方面對比,選擇經濟合理的方案。
后澆帶部位的鋼筋一般不宜斷開,而應讓鋼筋連續通過,即只將后澆帶處的混凝土臨時斷開。但有時工程具體情況不允許留后澆帶,例如某工程地下車庫通道的頂板、底板均與主樓相連,但是由于施工場地狹小,無法留設后澆帶,于是要求施工單位先施工結構主體,待主體完成后再施工車道部分,要求施工單位對與主體相連的鋼筋必須預留,后期采用焊接連接,同一截面的鋼筋焊接連接率不得大于50%。
有的工程將后澆帶內鋼筋全部斷開,這時候,為避免在同一截面鋼筋100%連接,宜將后澆帶曲折布置,而不要沿一直線布置。連接方式建議首選機械連接或焊接,但要注意施工質量。采用搭接連接時,應注意后澆帶寬度要滿足按混凝土規范計算的鋼筋搭接連接長度。
基礎后澆帶的斷面形式,應于結構設計圖紙上用詳圖明確表示出來,而不應推給施工單位。當地下水位較高時,宜在基礎后澆帶下設置防水板并增設一道附加防水層。
四、工程實例
一、工程概況
工程總建筑面積5880平方米。無地下室,地上7層框架結構,底層層高4.5m,以上各層層高均為3.1m
二、地質條件
本工程±0.000標高相當于羅零標高5.240米,場地內地層自上而下依次為:①素填土,層厚0.8~2.90m,回填時間4年主要填料為殘積粘性土,混磚瓦石塊場地分布均勻。②淤泥,呈飽和流塑狀,主要由粘粒、粉粒組成,夾雜有有機質,該層層厚4.00~9.00m。③粉質粘土,呈飽和可塑狀,手搓稍有粉粒感,粘性較好,標貫試驗的校正平均值為10擊,層位穩定,厚度為4.80~9.55。④含泥中粗砂,呈飽和密狀,層厚0.7~4m。⑤沙質粘土,呈飽和可塑狀,層厚0.5~3m。⑥中砂,飽和,含泥約10~20%,均勻分布于場地,厚度約2.10~7.60m。⑦殘積粘性土:飽和,可塑,原為輝綠巖脈,長石礦物已全風化成呈土狀,標貫試驗校正平均值為17擊厚2.70~6.70m。⑧散體強風化花崗巖,大部分長石類礦物已經風化呈土狀,巖心手捻可散,厚度2.25~14.20m。⑨強風化花崗巖層。⑩中風化花崗巖.
三、設計過程
柱網布置詳見附圖
經過PKPM結構計算軟件對本樓上部結構進行的計算,取軸力最大的情況得出柱底最小軸力為1930KN,最大柱底軸力為5832KN。由于淺層土不足以承受此荷載,所以選用樁基礎作為建筑物的基礎。由于柱底軸力差異較大,從經濟性和節約成本的考慮,所以選用2種樁徑,分別是F500和F400。
在設計工程中還應該注意的是PKPM所算出的柱底軸力為設計值,不能直接用于計算需要把算出的值除以1.25來轉化為特征值來計算.
1、確定單樁豎向承載力設計值
樁側總極限摩阻力標準值:Rsk=Up×Σlifsi
樁端極限阻力標準值:Rpk=Ap×fp
本工程中的單樁極限承載力根據靜載試驗確定F500為4100KN,F400為3100KN
單樁豎向承載力設計值Rd=(Rsk+Rpk)/1.65
F500Rd=4100/1.65=2484.8KN
F400Rd=3100/1.65=1878.8KN
單樁豎向承載力特征值Ra=(Rsk+Rpk)/2.0
F500Ra=4100/2=2050KN
F400Ra=3100/2=1550KN
2、確定樁的數量、間距和布置方式
初步估算樁數時,先不要考慮群樁效應,
在確定樁的數量時,我是根據各底層柱的軸力確定應該選用何種直徑的樁和確定樁的數量,例如在附圖中的(16)-(c)柱底軸力為1944.8KN(特征值),我選用兩樁承臺,樁徑為400;
(8)-(A)柱底軸力為4665.6KN,我選用三樁承臺,樁徑為500.
當為偏心受壓,一般樁的根數應相應的增加10%~20%。
樁的間距(中心距)采用3.6倍樁徑.
原則:使得群樁橫截面的重心應與荷載合力的作用點重合和接近或者是使其重心處于合力作用點變化范圍之內,并應盡量接近最不利的合力作用點。
具體布置方法見附圖。
3、承臺設計
獨立承臺、柱下或墻下條形承臺(梁式承臺),以及筏板承臺和箱形承臺,承臺設計包括選擇承臺的材料及其強度等級,幾何形狀及其尺寸,進行承臺結構承載力計算,并應使其構造滿足一定的要求。
構造要求:承臺最小寬度不應小于500mm,承臺邊緣至樁中心的距離不宜小于樁的直徑或邊長,邊緣挑出部分不應小于150mm,墻下條形承臺邊緣挑出部分可降低至75mm。條形和柱下獨立承臺的最小厚度為500mm,其最小埋深為600mm。
本工程中承臺混凝土等級C30,取其中的(8)-(A)柱位置的承臺為例計算:
一、基本資料:
承臺類型:三樁承臺圓樁直徑d=500mm
樁列間距Sa=900mm樁行間距Sb=1560mm
樁中心至承臺邊緣距離Sc=500mm
承臺根部高度H=1100mm承臺端部高度h=1100mm
柱子高度hc=700mm(X方向)柱子寬度bc=650mm(Y方向)
二、控制內力:
Nk=4666;
Fk=4666;
F=6299.1;
三、承臺自重和承臺上土自重標準值Gk:
a=2(Sc+Sa)=2*(0.5+0.9)=2.8m
b=2Sc+Sb=2*0.5+1.56=2.56m
承臺底部面積Ab=a*b-2Sa*Sb/2=2.8*2.56-2*0.9*1.56/2=5.76m
承臺體積Vct=Ab*H1=5.76*1.1=6.340m
承臺自重標準值Gk''''''''=γc*Vct=25*6.34=158.5kN
土自重標準值Gk''''=γs*(Ab-bc*hc)*ds=18*(5.76-0.65*0.7)*0.8
=76.4kN
承臺自重及其上土自重標準值Gk=Gk''''''''+Gk''''=158.5+76.4=235.0kN
四、承臺驗算:
圓樁換算樁截面邊寬bp=0.866d=0.866*500=433mm
1、承臺受彎計算:
(1)、單樁樁頂豎向力計算:
在軸心豎向力作用下
Qk=(Fk+Gk)/n(基礎規范8.5.3-1)
Qk=(4666+235)/3=1633.7kN≤Ra=2020kN
每根單樁所分配的承臺自重和承臺上土自重標準值Qgk:
Qgk=Gk/n=235/3=78.3kN
扣除承臺和其上填土自重后的各樁樁頂相應于荷載效應基本組合時的豎向力設計值:
Ni=γz*(Qik-Qgk)
N=1.35*(1633.7-78.3)=2099.7kN
(2)、承臺形心到承臺兩腰的距離范圍內板帶的彎矩設計值:
S=(Sa^2+Sb^2)^0.5=(0.9^2+1.56^2)^0.5=1.801m
αs=2Sa=2*0.9=1.800m
α=αs/S=1.8/1.801=0.999
承臺形心到承臺兩腰的距離B1:
B1=Sa/S*2Sb/3+Sc*(Sa+Sb)/S=1.203m
M1=Nmax*[S-0.75*c1/(4-α^2)^0.5]/3(基礎規范8.5.16-4)
=2099.7*[1.801-0.75*0.65/(4-0.999^2)^0.5]/3
=1063.6kN·m
②號筋Asy=3783mmζ=0.068ρ=0.32%
10Φ22@110(As=3801)
(3)、承臺形心到承臺底邊的距離范圍內板帶的彎矩設計值:
承臺形心到承臺底邊的距離B2=Sb/3+Sc=1.020m
M2=Nmax*[αs-0.75*c2/(4-α^2)^0.5]/3(基礎規范8.5.16-5)
=2099.7*[1.8-0.75*0.7/(4-0.999^2)^0.5]/3
=1047.7kN·m
①號筋Asx=3667mmζ=0.076ρ=0.36%
10Φ22@100(As=3801)
2、承臺受沖切承載力驗算:
(1)、柱對承臺的沖切驗算:
扣除承臺及其上填土自重,作用在沖切破壞錐體上的沖切力設計值:
Fl=6299100N
三樁三角形柱下獨立承臺受柱沖切的承載力按下列公式計算:
Fl≤[βox*(2bc+aoy1+aoy2)+(βoy1+βoy2)*(hc+aox)]*βhp*ft*ho(參照承臺規程4.2.1-2)
X方向上自柱邊到最近樁邊的水平距離:
aox=900-0.5hc-0.5bp=900-700/2-433/2=333mm
λox=aox/ho=333/(1100-110)=0.337
X方向上沖切系數βox=0.84/(λox+0.2)(基礎規范8.5.17-3)
βox=0.84/(0.337+0.2)=1.565
Y方向(下邊)自柱邊到最近樁邊的水平距離:
aoy1=2*1560/3-0.5bc-0.5bp=1040-650/2-433/2=498mm
λoy1=aoy1/ho=498/(1100-110)=0.504
Y方向(下邊)沖切系數βoy1=0.84/(λoy1+0.2)(基礎規范8.5.17-4)
βoy1=0.84/(0.504+0.2)=1.194
Y方向(上邊)自柱邊到最近樁邊的水平距離:
aoy2=1560/3-0.5bc-0.5bp=520-650/2-433/2=-22mm
λoy2=aoy2/ho=-22/(1100-110)=-0.022
當λoy2<0.2時,取λoy2=0.2,aoy2=0.2ho=0.2*990=198mm
Y方向(上邊)沖切系數βoy2=0.84/(λoy2+0.2)(基礎規范8.5.17-4)
βoy2=0.84/(0.2+0.2)=2.1
[βox*(2bc+aoy1+aoy2)+(βoy1+βoy2)*(hc+aox)]*βhp*ft*ho
=[1.565*(2*650+498+198)+(1.194+2.1)*(700+333)]*0.975*1.43*990
=9029023N≥Fl=6299100N,滿足要求。
(2)、底部角樁對承臺的沖切驗算:
扣除承臺和其上填土自重后的角樁樁頂相應于荷載效應基本組合時的豎向力設計值:
Nl=N1=2099700N
承臺受角樁沖切的承載力按下列公式計算:
Nl≤β12*(2c2+a12)*tg(θ2/2)*βhp*ft*ho(基礎規范8.5.17-10)
θ2=2*arctg(Sa/Sb)=2*arctg(900/1560)=60°
c2=[Sc*ctg(θ2/2)+Sc+0.5bp]*Cos(θ2/2)
=[500*ctg30°+500+433/2]*Cos30°=1371mm
a12=(2Sb/3-0.5bp-0.5bc)*Cos(θ2/2)
=(2*1560/3-433/2-650/2)*Cos30°=432mm
λ12=a12/ho=432/(1100-110)=0.436
底部角樁沖切系數β12=0.56/(λ12+0.2)(基礎規范8.5.17-11)
β12=0.56/(0.436+0.2)=0.88
β12*(2c2+a12)*tg(θ2/2)*βhp*ft*ho
=0.88*(2*1371+432)*tg30°*0.975*1.43*990
=2229798N≥Nl=2099700N,滿足要求。
(3)、頂部角樁對承臺的沖切驗算:(近似計算)
扣除承臺和其上填土自重后的角樁樁頂相應于荷載效應基本組合時的豎向力設計值:
Nl=Max{N2,N3}=2099700N
承臺受角樁沖切的承載力按下列公式計算:
Nl≤β11*(2c1+a11)*tg(θ1/2)*βhp*ft*ho(基礎規范8.5.17-8)
θ1=arctg(Sb/Sa)=arctg(1560/900)=60°
c1=ctgθ1*2Sc+Sc+0.5bp=ctg60°*2*500+500+433/2=1293mm
a11=Sa-0.5bp-0.5bc=900-433/2-650/2=333mm
λ11=a11/ho=333/(1100-110)=0.337
底部角樁沖切系數β11=0.56/(λ11+0.2)(基礎規范8.5.17-9)
β11=0.56/(0.337+0.2)=1.043
β11*(2c1+a11)*tg(θ1/2)*βhp*ft*ho
=1.043*(2*1293+333)*tg30°*0.975*1.43*990
=2433399N≥Nl=2099700N,滿足要求。
3、承臺斜截面受剪承載力計算:
(1)、X方向(上邊)斜截面受剪承載力計算:
扣除承臺及其上填土自重后X方向斜截面的最大剪力設計值:
Vx=N2+N3=4199400N
柱上邊緣計算寬度bxo:
Sb/3-Sc=1560/3-500=20mm≤0.5bc=325mm
bxo=a=2800mm
承臺斜截面受剪承載力按下列公式計算:
Vx≤βhs*βy*ft*bxo*ho(基礎規范8.5.18-1)
X方向上自樁內邊緣到最近柱邊的水平距離:
ay=520-0.5bc-0.5bp=520-650/2-433/2=-22mm
λy=ay/ho=-22/(1100-110)=-0.022
當λy<0.3時,取λy=0.3
βy=1.75/(λy+1.0)=1.75/(0.3+1.0)=1.346
βhs*βy*ft*bxo*ho=0.95*1.346*1.43*2800*990=5069495N
≥Vx=4199400N,滿足要求。
(2)、X方向(下邊)斜截面受剪承載力計算:
扣除承臺及其上填土自重后X方向斜截面的最大剪力設計值:
Vx=N1=2099700N
柱下邊緣計算寬度bxo:
bxo=2*[Sc+(2Sb/3-0.5bc+Sc)*Sa/Sb]=2402mm
承臺斜截面受剪承載力按下列公式計算:
Vx≤βhs*βy*ft*bxo*ho(基礎規范8.5.18-1)
X方向上自樁內邊緣到最近柱邊的水平距離:
ay=1040-0.5bc-0.5bp=1040-650/2-433/2=498mm
λy=ay/ho=498/(1100-110)=0.504
βy=1.75/(λy+1.0)=1.75/(0.504+1.0)=1.164
βhs*βy*ft*bxo*ho=0.95*1.164*1.43*2402*990=3760082N
≥Vx=2099700N,滿足要求。
(3)、Y方向斜截面受剪承載力計算:
扣除承臺及其上填土自重后Y方向斜截面的最大剪力設計值:
Vy=Max{N2,N3}=2099700N
承臺斜截面受剪承載力按下列公式計算:
Vy≤βhs*βx*ft*byo*ho(基礎規范8.5.18-1)
Y方向上自樁內邊緣到最近柱邊的水平距離:
ax=900-0.5hc-0.5bp=900-700/2-433/2=333mm
λx=ax/ho=333/(1100-110)=0.337
βx=1.75/(λx+1.0)=1.75/(0.337+1.0)=1.309
βhs*βx*ft*byo*ho=0.95*1.309*1.43*2560*990=4507164N
≥Vy=2099700N,滿足要求。
4、柱下局部受壓承載力計算:
局部荷載設計值F=6299100N
混凝土局部受壓面積Al=bc*hc=455000mm
承臺在柱下局部受壓時的計算底面積按下列公式計算:
Ab=(bx+2*c)*(by+2*c)
c=Min{Cx,Cy,bx,by}=Min{1050,955,700,650}=650mm
Ab=(700+2*650)*(650+2*650)=3900000mm
βl=Sqr(Ab/Al)=Sqr(3900000/455000)=2.928
ω*βl*fcc*Al=1.0*2.928*0.85*14.33*455000=16227305N
≥F=6299100N,滿足要求。
5、樁局部受壓承載力計算:
局部荷載設計值F=Nmax+γg*Qgk=2099.7+1.35*78.3=2205.4kN
混凝土局部受壓面積Al=π*d^2/4=196350mm
承臺在角樁局部受壓時的計算底面積按下列公式計算:
Ab=(bx+2*c)*(by+2*c)
圓樁bx=by=Sqr(Al)=443mm
c=Min{Cx,Cy,bx,by}=Min{250,250,443,443}=250mm
Ab=(443+2*250)*(443+2*250)=889463mm
βl=Sqr(Ab/Al)=Sqr(889463/196350)=2.128
ω*βl*fcc*Al=1.0*2.128*0.85*14.33*196350=5090815N
≥F=2205432N,滿足要求。
五、工程小結
1:基礎設計關鍵是上部荷載準確性,上部荷載準確性關鍵是結構選型,即結構計算模型與軟件的計算條件(模型)吻合程度。象純磚混,框架,剪力墻等吻合程度是好的,導荷準確,可直接
用于基礎設計。象混合結構(小設計院現象,經濟欠發達區存在)、復雜結構等導荷準確性與實際有差別,如是拿來主義哪就完了。
2:結構用任何軟件(通過鑒定)進行上部結構計算都可,在于習慣。而其它結構須用兩種以上軟件進行上部結構計算,對結果分析,手算綜合確定上部荷載。
3:基礎設計軟件核心簡單,荷載相同,各種軟件計算結果一致。
4:平時注意設計交流,知識積累,切忌拿來主義,定能成為優秀結構師。
參考文獻:
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[2]《建筑地基基礎勘察設計規范》DBJ13-17-91
[3]《軟土地基與地下工程》孫更生、鄭大同
[4]《建筑樁基技術規范》JGJ94-94
[5]《建筑地基處理技術規范》GBJ79-91
[6]《基礎工程設計原理》袁聚云
[7]《地基及基礎》第3版中國建筑出版社
[8]《基礎工程》第1版周景星
隨著我國建筑工程事業發展速度的不斷提升,建筑施工技術水平的高低在工程建設中的地位也越來越重要,為滿足社會經濟的發展要求,建筑工程地基技術作為工程施工的主要組成部分,其施工技術水平地高低將直接影響到工程施工的整體質量。為確保建筑工程的質量,施工企業必須重視其施工技術的選擇,了解其發展現狀,只有這樣才能提高工程的整體質量,實現其經濟效益。
1.1傳統地基處理技術
傳統建筑地基處理技術主要包括:上世紀60年代法國發明的強夯法地基施工技、日本70年代創造的高壓噴射技術及我國在90年明的樁基施工技術等。隨著國民經濟的高速增長,我國建筑工程事業在得到發展的同時,規模也逐漸擴大。這些地基處理技術在現代建筑工程建設仍得到大量使用。但伴隨人們生活水平的提升,對房屋建筑質量提出了更高的要求。單一的處理技術已經無法滿足人們的需求,在建筑工程地基施工中,必須提高施工技術水平,對施工現場情況進行充分考慮,并結合相關成功經驗進行有效施工,只有這樣才能提高建筑工程的整體質量,延長工程使用年限。
1.2現代地基處理技術
地基處理技術的選用應嚴格遵循房屋建筑的地下環境進行,其施工機理就是通過夯實、換填、擠密等方式加固地基。也可以分為地基加固技術、樁基技術與輔助地下連續墻技術。地基加固技術應用的目的就是對地基承載力進行有效增加,進而達到降低沉降量,減少變形等情況的出現。樁基處理技術的應用主要是為了向地基深層位置進行上部荷載力的傳送,利用緩沖作用對其所承受的沖擊力進行有效削減。輔助地下連續墻技術主要是進行側向支護的提供,在處理地基中,必須對其地基進行改良,對其地基抗剪切強度進行有效提升,起到地基壓縮性降低的作用,并對地基透水性進行有效改善,最終達到地基加固的作用。
2建筑工程施工中地基處理技術的應用
隨著國民經濟的快速增長,建筑工程行業作為國民經濟的重要支撐,其行業的發展對國民經濟的增長起著決定性的作用。地基施工作為建筑工程施工重要組成部分,其施工技術水平高低對建筑工程質量的提升具有重要意義。為確保建筑工程的整體質量,施工企業必須提高地基施工技術水平,重視其施工方式,根據工程施工的具體情況選擇與之相適合的施工技術,只有這樣才能為企業的發展提供強有力的保障
2.1粉煤灰吹填法
粉煤灰具有較強的透水性能,如將其在吹填土地基進行加固處理,可以提高固結加速吹填土的速度,并起到加固處理費用的有效降低及工期縮短的作用。其施工方式就是遵循一定比例,將淤泥和粉煤灰進行有效混合吹填,對其均勻度進行提升,進而達到地基土固結的作用。
2.2DDC灰土擠密法
DDC灰土擠密法應用的方式就是利用孔內深層強夯法進行施工的方式。在孔內通過螺旋鉆機將灰土分層注入,分層夯實成樁,通過多次錘擊達到擴大樁徑的作用,并確保和樁與樁之間土能夠形成復合地基。這種地基的作用就是對濕陷性地基土的承載力進行有效改善,并對地基土的變形情況進行有效控制。從相關數據顯示,選用DDC灰土擠密樁進行建筑工程地基處理,可以有效增強其地基承載力,一般情況下是原有地基的2到7倍。通常情況下,DDC灰土擠密法中處理地基的深度必須在5米到40米以內,相比一般的灰土樁,其施工效果較為顯著。為更好地了解灰土擠密施工方式。
2.3IFCO強制固結法
IFCO強制固結法的應用可以對地基固結速度進行有效提升。這種地基處理技術的運用,必須設置排水系統和加壓系統等設施,一般情況下排水系統就是縱向貫通的一排排砂墻,排水通道的擴大,可以對其固結速度進行有效提升。通過真空壓力的作用,加壓系統可以將堆載時間進行大大減短,因為在砂墻底部進行真空面的設置,必須確保水的滲流走向相同與重力方向,進而起到加速地基固結的作用。只有確保排水系統和加壓系統之間的固結順暢性,才能起到工期縮短及提高施工質量的作用。
2.4換填墊層法
在建筑工程地基施工中換填法主要應用于其基礎下持力層較為軟弱的位置,主要施工方式為,將基層下合理范圍內的土層挖去,選用強度較大的砂、砂石等材料進行回填作業,隨后進行分層夯實施工,確保其與施工要求相符。這種施工方式在建筑工程地基施工中的應用,可以有效提升地基的承載力、降低沉降量并達到施工質量提升的作用。
3建筑工程施工中地基處理技術的質量控制
3.1在建筑工程地基施工中,如在設計階段與施工階段選用合理、科學的方式
就可以達到降低建筑工程沉降量的目的。如要簡單進行建筑物體型的設計、注重建筑平面轉折、高度等問題,并將沉降縫設置在基礎類型不同的位置。確保兩個建筑物之間的距離符合施工要求,并將圈梁或構造柱設置在墻體上,選用聯合基礎或連續基礎等方式。施工過程中,如遇到軟弱地基,應充分考慮施工現場的具體情況,選用與之相適應的方式與技術進行有效處理,如機械壓實、將軟弱土層進行開挖作業,或進行砂、碎石等材料的換置。
3.2必須根據安全管理的有關規定建立健全項目的各有關管理制度
在項目內部落實安全管理責任制,建立考核制度,實施獎罰措施,以及前面已提及的樁機資質及特種作業上崗證等必須齊全。起重臂下嚴禁站人,重物停在空中時駕駛員不得離開操作室;起重范圍不得超過起重性能規定的指標,起重機吊樁進入夾持機構,壓樁開始之前,必須在起重機、卷揚機構放松起吊的鋼絲繩、吊鉤脫離后方可壓樁,以免拉斷鋼絲繩和拉彎起重機吊臂;停止作業時,短履需運行到樁機中間位置,停落在平整地面上,其余油缸回程縮進。切斷電源,操作人員方可離開樁機;施工完畢的樁的樁頭上面要加蓋,以防行人或雜物等掉陷。
4結束語
1.1水泥粉煤灰碎石樁的應用
在水利工程地基改造中使用最多的就是水泥粉煤灰碎石樁,主要材料是水泥、粉煤灰及其碎石,它的特點就是具有很強的粘結度。是用水泥煤粉灰碎石樁、褥墊層和樁間組合而成的復合地基。地基上面的建筑物壓力很大,會使地基變形,將壓力分給水泥粉煤灰碎石樁和樁間土,使地基受力均勻些,與此同時,水泥粉煤灰碎石樁的承受能力由于擠密作用而提升,并強化了受力能力。由于水泥煤粉碎石樁的成本低,所以在應用中很廣泛。以下是水泥煤粉灰碎石樁、樁周土和褥墊層的原理進行細致的分析,具體如下。1.1.1對地基上有一定的擠密作用針對散填土、松散粉細砂和粉土,因為振動沉管水泥粉煤灰碎石樁的振動原因和側向的壓力致使樁間的土孔隙變小,其中的水量也有大幅度地減少,增大了土的干密度和內摩擦角,同時也改善了土的物理學性能,直接的提高了樁間土的承受壓力的能力。1.1.2樁體的排水作用水泥粉煤灰碎石樁復合地基在成樁前期,由于樁孔內和周邊填充了過濾性很好的粗顆粒,形成了滲透性比較好的通道,對于防止振沖產生的超孔隙水壓力升高的問題,還能提高地基排水速度,它不僅不會降低樁體強度,還能使土體強度增強。1.1.3樁的預震效應水泥粉煤灰碎石樁復合地基成樁時,振沖器加速激振土體,不僅能提高相對密實度,而且還能有很強的預震作用,有效的增強了砂土的抗液化能力。1.1.4樁的置換作用水泥粉煤灰碎石樁是水泥經過水解和水化反應及其與粉煤灰的凝硬反應,生成了一種不能溶于水的結晶化合物,它不僅增強了樁體的抗剪強度,而且還提高了變形模量,因此,在載荷的作用之下,水泥粉煤灰碎石樁的壓縮性要小于樁間土的壓縮性。地基的附加應力,跟隨地層的變形將其壓力集中到了樁體上,而大部分的壓力是由樁周和樁端來承載,樁間的應力就減少了,所以,符合地基的承載力有顯著的增加。
1.2預應力管樁
預應力混凝土管樁主要分為先張法、后張法預應力管樁。其中,先張法預應管樁是應用的先張法預應力的工藝和離心成型法制作而成的空心筒體細長混凝土預制構件,先張法預應管樁是由圓筒形的樁身、端頭板及其鋼套箍三個部分。我國目前常用的管樁沉樁的方式主要是:錘擊法、靜壓、震動、預鉆孔法等,其中,靜壓法是被工程上最常采用的方法之一。打樁的時候震動很大、噪音也很大,影響了居民生活,所以目前我國啟用了大噸位的靜力壓裝機,靜力壓樁機分為頂壓式和抱壓式兩種,其中,抱壓式是依靠摩擦力大于阻力的原理工作的,一般情況下,靜力壓樁機的最大壓樁力為5000~6000KN,甚至可以將直徑50~600mm的預應力管樁壓到持力層,推動了預應力管樁在工程上的使用。預應力混凝土管樁常用的使用方法是分為捶擊法和靜壓法兩種。捶擊法沉樁是優點是速度快、質量高,靜壓管樁施工法是通過壓裝機的自身重量及配重的重量,經過科學的壓梁,用管樁側面夾子夾住管樁,然后將其壓入土中。預應力管樁施工結束之后,要檢查管樁,工程上常用樁基高應變法和低應變法兩種方式對單樁的承載力進行監測,影響預熱力管樁承載力的因素有樁端極限阻力和極限側摩擦力。目前,水利工程中基礎處理方法就是預應力管樁,尤其沿海地帶應用廣泛,保障了水利工程管樁基礎處理的質量,還為整體工程的安全性提供可很大的保障。
2結束語
高等學校的計算機基礎課程,不僅僅要求學生掌握計算機的基礎理論知識,還需要把掌握的知識應用到實踐之中。這是完全符合CDIO的工程教育模式的理念。若能將CDIO的理念作為高等學校的計算機基礎課程的指導思想,培養學生自主學習能力、加強團隊合作能力,激發學生的求知欲,為計算機基礎課程的教學和改革提供新的思路。CDIO是以完整的項目發展周期為依托進行教學,讓學生參與到項目的構思、設計、實現與運行的整個過程。CDIO的核心思想是在學生要完成某個特定的項目,而為了完成該項目,需要從整體把握整個項目的解決方案,若實施的過程中需要的理論基礎知識的,則自行進行相應理論知識的學習。整個過程正在實現了知識的教、學、做于一體,在完成任務的同時,也獲取了相應的知識和技能。
2課程教學的特點
2007年廣東省教育廳高教處對廣東省高校計算機基礎課程改革確立了“面向社會,針對崗位,強化能力,融入專業”的改革主導思想。計算機基礎課程的開設及修訂必須立足于廣東省用人單位的應用需求以及經濟發展的實際情況。該課程須從教學理念、課程設置、教學方法到教學模式等方面都要做出相應的改革。而各大高校都將實操性較強的《計算機基礎》這門課安排在大學第一年,就是希望學生能從高中灌輸性的學習逐漸過渡到讓學生自學、愛學、想學。最近幾年,在計算機基礎課程的教學改革都是為了更有效地培養適合市場人才需求的應用型人才。同時,在大學的第一年培養學生能使用計算機和網絡等相關技術分析問題,解決問題,為學生在今后的學習和工作奠定基礎。CDIO的教育思想是構思、設計、實現、運作。計算機基礎課程在CDIO思想的指導下,要充分調動學生的積極性,引導學生主動學習。課程的設計要立足于整體,將教學內容的各個知識點融合到項目的實踐中去,始終強調以項目為導向,以各個小任務為驅動,最終,以“全過程考核,全方位評價”的方式最終完成該課程的考核情況。
3教學活動模式的架構
在CDIO的理論的指導下,既要為學生提供構思、設計、實現和運作,也要兼顧知識的掌握和能力的培養。具體表現可以分為以下四部分。構思:教師利用一節課的時間,了解整班學生的對計算機的掌握程度,并按照學生的層次分組。學生個體之間會存在智力和掌握計算機能力的差異,合理分組是完成項目的前提。針對不同的分組的學生分配難度不同的任務。設計:在具體的項目任務中,可根據不同的專業選擇與其職業崗位相關或相近的任務,這都是為了激發學生的興趣和參與感。在工作小組里面,要明確各自的職責,并做好計劃。實現:學生帶著任務開始對項目的實施。從信息的收集,討論,確定最終方案,選擇最優方案完成本次項目,都由學生自己負責。每次課,教師只需要查看他們的項目進度完成情況,并在旁提供咨詢意見,并不能為學生做決定。運作:項目完成后,可有學生對自己的項目和對他人的項目進行評價,強調培養學生在面向實踐和問題的任務上,能獨立、自我負責工作,并注意到團隊合作的重要。在實施過程中,教師要對每個環節中的各個項目任務提出關鍵性問題和提綱在制定或結語,對學生下一步的實施進行有效的指導。完成小組項目后,教師可根據學生的完成情況,給個人布置簡單的小項目。目的在于讓學生之前以小組為單位完成的項目的各個知識點進行融合,體驗這個項目知識的關聯性,并要求獨立完成。整個教學架構的安排都是以學生為中心設計的,即使是每個階段的匯報也是以學生參與完成。在完成項目的同時,學生除了要自行學習計算機知識,還要熟練利用網絡查詢并篩選信息,這大大提高了學生的自學能力,同時又因為項目是根據學生專業的職業崗位所設計的,讓學生在大學的第一年就對自己的今后的工作崗位有所了解,明確自己今后的學習方向,提高學生今后的大學學習生活的積極性和目的性。計算機的課程內容主要分為兩部分,理論知識和實踐應用能力。無論是哪部分的知識,筆者認為都可以用CDIO的指導思路設計教學內容。計算機課程中涉及前面的發展歷程、計算機基本組成原理等等這些瑣碎的知識點都可以采用CDIO的指導思想來設計教學內容。在教學活動中,可以安排學生進行一場表演,如扮演計算機的各個部件的功能與關系。當然在進行表演前,學生必須要以這個任務進行構思:有什么樣的角色?設計:主角是什么,配角是什么?是否還要旁白?實現:如何能將這些角色聯系起來?運作:完成效果能否清晰體現計算機各個部件關系?……這些都會促使學生去查閱有關資料,在查閱資料的同時,鍵盤、鼠標以及Internet的基本知識也就順勢能熟練運用。
4結語
1.1排水砂墊層
排水砂墊層主要是在地基的地表鋪一層砂石,這樣做可以將土層中的水分進行很好的控制,不會使水量發生重大變化,保證土層的良好排水,影響土質結構,同時鋪設一層砂石可以增加軟土層的承載力。在鋪設砂石層時,砂石層的厚度以0.6~1.0m為宜,在進行軟土地基的排水改造的同時還要進行地基兩側的排水系統的修建,保證良好的外部排水中間,在軟土地基的土壤顆粒和置入材料產生摩擦力,將整個的軟土層和抗拉力材料形成一個整體,增加整個軟化土層的穩定性。例如:在福建省的圍墾工程中間,就是采用的朔料排水板,加強土層中水分的排除,將剩下的土壤固結成可以承受高強度的土層,同時還在其中放置土工織物,將整個拉力均勻的分布在基地中,這樣可以使得基地均勻承受力,同時增加軟土地基的穩定性。
1.2預壓砂井法
預壓砂井法是利用壓力系統和排水系統的相互結合,在軟土地基中,將空隙中的水分排除來,同時將剩下的土壤進行加壓,增加土層的承壓能力。在這種兩種方法相結合的系統中,常用的排水系統是水平的排水墊層或者利用排水溝將水排除,還采用豎直方向的排水砂井和排水板;在加壓系統中,常用的方法是推載預壓、真空預壓和降低低下水位等等。當在清除加固范圍內的植被和土壤后將上面鋪上砂層,再插入垂直的排水板,在砂層中放置橫向的排水管,最后在砂墊層封膜,將膜內的空氣抽出,這種方法我們稱為真空聯合堆載預壓法。但是這種方法的作用范圍有限,適用于工期較寬泛的工程。
1.3旋噴法
旋噴法是將帶有噴嘴的機械作用到預訂的土層深度后,從噴嘴中噴射出水泥,通過高速的旋轉將土壤和水泥混合到一起,最后整個固結硬化成樁,這樣的方法可以將整個的地基變成土壤和水泥混合硬化而成的樁,最后可以達到提高地基承載力的效果。這種方法對于有機質含量較多的土層作用很小,在塘泥等土層中要慎用。
1.2換土法
換土法是軟土地基處理技術中比較常用的一種方法,這種方法簡單有效,在實施過程中,通過對軟土本質的改變,改變土質特性,達到水利地基建設的標準。例如:在水利施工中遇到軟土地基問題,可以用水泥、灰土等替換軟土,使土壤的承載力達到水利施工的標準。換土法可以直接的有效的提高土壤的承載力,但是這種簡單直接的方法卻很容易收到地理位置的制約,影響這種方法的使用,在比較偏遠的位置,交通運輸不便的情況下,這種方法就會加大工程的成本,因此,在采用換土法的同時,也要充分考慮到當地的實際,在交通便利的情況下采用這種方法。
1.5排水固結法
排水固結法是采用排水板將土壤中間的水分排出,然后提高土壤的穩定性,增加土壤的承載力。
1.6振動水沖法
振動水沖法是將軟土地基打孔,然后將水泥等原料填充到其中,在采用分層夯實的方法,加固地基,一般在采用這種方法之前不要利用排水系統進行排水。
1.7硅化加固法
硅化加固法是將氯化鈣和氧化鈉等溶液通過兩側有洞的管注入到地基中間,通過這些化學溶液融入到土壤中間,在和土壤產生化學反應,在土壤之間生成一種膠狀物,將土壤凝結在一起,從而增加土壤的承載力。在使用這一技術的過程中間,采用電化的方式可以加大硅化的范圍,這種方法叫電動硅化法。
1.8人工材料加筋法
人工材料加筋法是采用人工合成材料覆蓋在地基表層,這一工作要在工程施工之前完成,這樣做主要是為了將整個建筑物的重量均勻的分布在地基的各個地方,不會出現某些地方承載的壓力大,有的地方承載的壓力小的情況,另外,這種方法可以有效的增加建筑物和地基之間的摩擦力,防止建筑物出現傾斜的現象。
1.9樁基法
基法在面對含水量大,軟土地基層后等水利工程的建設中間使用的較多,將鋼筋混凝土樁置入到軟土地基中,代替傳統的砂石樁。
2結語
關鍵詞國家空間基礎設施(NSDI)、"數字廣西"、地理空間基礎框架
1.前言
1.1背景
隨著計算機技術、網絡技術的飛速發展,人類已進入以信息化為主要特征的新經濟時代,信息化是當今世界經濟和社會發展的趨勢。發達國家在加快信息基礎設施和空間基礎設施建設的同時,1998年1月,當時的美國副總統戈爾提出"數字地球"的概念。引發了繼"信息高速公路"、"知識經濟"以后的第三次信息浪潮。1998年6月,總書記在兩院院士會上提出了關于中國發展"數字地球"的思路,指明了發展信息技術,加快建設國家信息基礎設施,早日實現中國的"數字地球",是我國爭先搶占世界科技、產業和經濟制高點,走向21世紀的知識經濟的發展戰略。十五期間,許多地區和部門相繼制定了數字省區和覆蓋本領域的數字工程項目發展規劃,如北京市已擬?quot;數字北京"總體框架和發展規劃,"數字海南"、"數字山西"、"數字福建"、"數字浙江"、"數字陜西"等規劃也在制定之中;國土資源部計劃用12年時間實施"數字國土工程",交通部提出實施"智能交通",國家海洋局提出"數字海洋",國家測繪局提出建立"數字中國"地理空間基礎框架。2001年10月,繼53號文后,國家計委、國家地理空間信息協調委員會召開了"國家空間信息基礎設施發展戰略研討會",指出"必須將國家空間信息基礎設施的建設和應用作為國民經濟和社會信息化的重要內容,應加快發展,以帶動地理空間信息技術的應用和相關產業的發展,并進一步推動經濟結構的戰略性調整"。更引發全國十幾個省、直轄市拉開建設"數字省區"地理空間基礎框架的序幕。
1.2目的和意義:
聯合國的一份報告表明,人類社會經濟生活中80%以上的信息與地理信息有關,地理信息技術大大改變人類觀測和認識地球的方式,已廣泛應用于資源調查、災害、環境檢測、規劃、電力、商業等領域,取得了顯著的經濟社會效益。成為21世紀國際競爭的制高點之一,其發展水平直接關系到國家的綜合國力和國防安全。"數字廣西"地理空間基礎框架的建設,將為廣西政府部門和各市縣的社會和經濟可持續發展提供規劃、設計和決策支持的基礎地理框架信息,為電子政務的實施提供統一標準的基礎地理信息支撐平臺和環境。
1.3主要內容:
"數字廣西"地理空間基礎框架的建設就是通稱國家空間基礎設施(NSDI)在廣西的具體表述。也是以3S(GIS-地理信息系統、GPS-全球定位系統、RS-遙感)技術為基礎,基礎測繪數據的生產和成果存檔、管理、分發服務系統在信息時代的具體表現形式和發展。
"數字廣西"地理空間基礎框架建設的主要任務包括:大地測量基準建設、廣西省級地理信息數據庫建設、基礎地理信息采集體系的建設、政策法規與標準體系的建設、技術支持體系的建設、地理空間信息交換網絡體系建設、組織機構的建設等,實現覆蓋整個廣西的多尺度、多分辨率、現勢性好的基礎地理信息數據。
1.4"數字廣西"地理空間基礎框架在各行業中的應用:
2.廣西實施該項工程已具備的條件
2.1區內環境:
以"信息化帶動工業化"是我國的戰略目標,作為經濟欠發達的廣西,其信息化建設起步并不晚,20世紀90年代,南寧、柳州、桂林、北海等城市的土地、規劃、環保等部門相繼完成了本行業的地理信息系統的建設。21世紀的今天,南寧、柳州、桂林列入國家級信息化試點城市,在這三個試點城市的帶動下,全區社會信息化建設全面展開,圍繞政府網的建設,各地根據實際情況懈骶嚀厴男畔⒒ㄉ琛H綾焙J械?quot;數字北海"項目,百色地區的"農業信息化示范項目"、防城港市的"港口信息化項目"、玉林市的"有線電視寬帶網工程"等,以及全國第一套應急聯動系統――南寧市社嵊繃低常?11)的初步建成,都為廣西的社會、經濟發展起到了不可估量的作用。預計到2005年,全廣西將鋪設光纖約4.8萬公里,每千人擁有計算機50臺,互聯網普及率達8%以上,信息產業增加值將達到250億元,占廣西國民生產總值的8%以上.
2.2廣西測繪局內環境:
國家測繪部門投資2.56億啟動"國家基礎測繪設施項目"建設,簡稱"大專項"建設。
廣西測繪局在國家測繪局和區政府的支持下,于2000年8月正式立項(總投資2700萬元),目前已完成基礎地理信息數據生產技術體系、基礎地理信息數據傳輸網絡體系的建設,基礎地理信息管理服務體系、空間定位綜合服務體系、廣西數字化基地大樓的建設正在如火如荼的進行中。廣西測繪局已建成主干千兆,百兆交換到桌面的局域網,裝備了若干臺企業級服務器、海量的磁盤陣列、磁帶庫、圖形工作站、高檔微機、大型彩色掃描儀、大幅面繪圖儀等硬件設備,以及數據庫軟件ORACLE,GIS軟件ARCGIS、Geostar、MapInfo、ERDAS、數字攝影測量系統、掃描矢量化系統等軟件。通過大專項的建設,還鍛煉出一批精通3S技術、計算機與網絡技術、測繪技術的綜合型人才。
1.基礎地理信息生產技術體系已初步建成:
目前,廣西測繪局已具備的1:1萬基礎地理信息數據年生產規模如下表所示:
數據類型
年生產能力(幅)
數據庫存儲(GB)
1:1萬DOM(數字正射影像圖)
1600
1600幅×45MB/幅=72
1:1萬DEM(數字高程模型)
1600
1600幅×5MB/幅=8
1:1萬DLG(數字線劃地圖)
880
880幅×4.5MB/幅=4
1:1萬DRG(數字柵格地圖)
1000
1000幅×5MB/幅=5
遙感影像數據
按1米分辨率計算,500幅×100MB/幅=50GB
注:按廣西"十五"計劃,需8~10年才能更新測繪完成全廣西1:1萬地圖。
3.建設原則和關鍵技術
3.1建設原則
"數字廣西"地理空間基礎框架的建設要貫徹"需求牽引、統籌規劃、統一標準、階段發展、面向應用、共建共享"的方針,堅持市場引導與政府調控相結合,引進和自主創新相結合,重點開發和普及應用相結合,調動各方面的積極因素,以應用促進發展。
3.2關鍵技術
海量數據庫存儲技術:目前,單是按覆蓋廣西的4D(DLG、DEM、DOM、DRG)測繪產品的數據量計算,就達到了TB級,如何采用關系數據庫(如ORACLE)管理海量空間數據,將是今后幾年內的研究熱點。
菘燜倩袢∈侄危喝綰緯浞擲?S技術及其集成,快速獲取信息也是一個值得研究的課題。
寬帶網絡:利用高速網絡實現信息共享和互操作。
虛擬現實技術:虛擬現實和三維模型是數字城市表現的主要形式。
知識產權問題:模擬測繪產品版權問題較好解決。受法律不健全、法制觀念淡薄等客觀條件的影響,數字化測繪產品的版權問題亟待解決,因為數字化產品一經提供,可以輕而易舉地進行復制。要解決這個問題,除了法律、制度外,還需在技術上研究加密手段。
空間數據庫更新與版本管理:為滿足國民經濟建設的需要,必須定期更新數據,保持基礎數據的現勢性。數據更新后,歷史數據仍須保存。因此必須建立一套有效的數據版本管理機制,確保有效數據能長期保存,又避免不必要的數據冗余。
4.現階段的主要任務
4.1數據標準和規范的制定。
數據標準是急待解決的問題。很多標準國家尚未出臺,必須加快基礎地理信息各類標準的制定,完善各種數據庫的建設標準、質量控制標準和安全保密標準,加快制定基礎地理信息的產品標準、信息交換標準和應用標準等。
4.2廣西省級基礎地理數據庫的建設
按基礎測繪分級管理的原則,國家負責1:100萬、1:25萬和1:5萬尺度的基礎地理信息生產、管理、服務和更新。省級政府部門負責1:1萬、1:5000比例尺甚至更大尺度的基礎地理信息生產、管理、服務和更新工作。其中1:1萬基礎地理信息數據庫的建設將是"數字廣西"地理空間基礎框架的核心和基礎。省級基礎地理信息數據庫的組成如圖所示:
4.3實施一批地理空間信息重點應用示范工程的建設
當前,人口、資源、環境等可持續發展是國家和地方政府最為關注的領域,為共享"數字廣西"地理空間基礎框架資源,應當把應用開發的重點放在人口地理信息系統、資源(國土、海洋、地礦等)地理信息系統、環境地理信息系統的開發研究中。同時作為廣西測繪局與區政府部門的合作項目――廣西綜合區情地理信息系統(9202工程)建設的延伸擴展,更要充分利用"數字廣西"地理空間基礎框架資源,結合西部大開發政府急于掌握的信息,急政府之所急,想政府之所想,積極與政府部門聯系、溝通,進一步完善綜合區情地理信息系統,注重反映廣西自然資源、經濟兩方面的信息。
4.4積極創造條件推進地理空間信息共建共享機制的建立
測繪部門多年來生產了大量的地理信息資料,它們在廣西的經濟建設和社會發展中發揮了公益性、基礎性的作用,但要在更深層次和更廣的領域應用,需要政府及各行業的通力合作。共建共享是避免重復建設、維護國家利益的必要措施,是"數字廣西"地理空間基礎框架建設中必須堅持的原則。這方面的教訓是屢見不鮮的,如廣西各地方土地部門有獨立的一套地籍圖,規劃部門有地形圖,房產部門有房產圖,每個部門都是投入巨資測繪、數字化,標準都不統一。實際上只要政府牽頭協調,各地測繪一套基礎地形圖,每個部門在其基礎上再采集各行業關注的要素(稱之為三圖合一)。這樣的結果是大大節約了經費,卻實現了各取所需,同時由于數據標準的統一,各行業能共享、交換成果。
要實現共建共享,一方面要積極推動地理空間信息政府協調機制的建立,充分發揮測繪部門的作用,加強與政府相關部門的合作,按照互惠互利的原則交換數據;二要研究制定共建共享的法規政策,明確規定知識產權的保護、用戶的權利和義務、有償使用等問題;三是測繪部門要在信息共建共享中發揮帶頭作用,進一步強化"四個主動服務"意識:主動為領導宏觀決策服務,主動為國家重大戰略、方針提供服務,主動為廣西重大基礎設施提供服務,主動為提高人民生活質量提供服務。為推進共建共享機制的建立作出應有的貢獻。
4.5建設基于WEBGIS的地理空間信息交換網絡體系。
"數字廣西"網站()作為廣西測繪局的宣傳陣地及元數據窗口,應加強地理空間信息網站建設和網上地圖的開發,探索地理信息網絡服務模式,以適應網絡快速發展和廣大人民群眾對網上地圖的迫切需求。
5.極待解決的問題:
5.1政策方面的問題
去年廣西制定的《廣西廣西國民經濟和社會發展第十個五年計劃信息化重點專項規劃》中并沒有完整地將"數字廣西"地理空間基礎框架列入其中。廣西的信息產業在2000年全年的總產值為28.6億元,僅占全區GDP的千分之二,在全國排22位,在西部地區排第5位。可以看出,廣西的信息化總量還較低。基于"數字廣西"地理空間基礎框架的重要性和其能推動國民經濟和社會信息化跨越式發展。建議由區計委統一協調,廣西測繪局負責具體實施,各部門共同組成廣西地理空間信息協調委員會,加快制定"數字廣西"地理空間基礎框架的建設規劃工作。
5.2人才缺乏、財力支撐不足的問題:
測繪滯后于國民經濟建設的步伐,這是目前的尷尬現狀。主要的原因是財力投入的不足。
"數據是血液",沒有了數據的"數字廣西"地理空間基礎框架,就是個空架子,其他行業的信息化也就沒有了與地理空間相對應的承載體。
"數字廣西"地理空間基礎框架的建設是多種高新技術的集成,需要一大批高素質的人才。目前,人才缺乏的問題還是比較突出。
6.結束語
廣西壯族自治區基礎地理信息中心作為廣西測繪局向社會提供基礎地理信息分發服務、應用開發的窗口和國家空間信息交換網絡的省級主節點,基本具備?quot;數字廣西"地理空間基礎框架建設的理論和實踐基礎。應發揮"數字廣西"地理空間基礎框架建設的主力軍作用,為我區信息化建設作出自己應有的貢獻。
【參考文獻】
1、羅滿建《國家空間信息基礎設施發展戰略研討會情況報告》
2、廣西區測繪局《國家基礎測繪設施項目廣西單位工程方案設計》
3、劉金長《建設廣西省級基礎地理信息系統》
4、廣西區基礎地理信息中心《廣西省級基礎地理信息系統可行性研究報告》
1.1樁基處理樁基的主要技術
可以分為靜力壓樁技術、擠括多分枝成立盤灌注樁技術、鉆孔壓降灌注樁技術以及夯壓成型灌注樁技術。靜力壓樁技術的主要特征是壓樁的速度快,并且重量小,移動方便,廣泛被運用于混凝土預制樁的成樁當中,有著良好的運用前景。擠括多分枝成立盤灌注樁技術是一種創新改革的新技術,相比于傳統的混凝土灌注樁技術,它的每個樁荷載力是灌注樁的兩到五倍。同時,擠括多分枝成立盤灌注樁技術的樁長僅僅只有灌注樁的一半左右。它的最明顯特征就是施工的效率高,工作進展快,加快了整個建筑工程的工作日程,為施工單位節約了大量的時間、人力成本。這項樁基技術也逐漸得到了普遍使用,勢必未來發展一片光明。
1.2基坑支護形式
首先,在建筑地基與基礎工程施工前要進行一系列專業的地質勘察,通過勘察充分掌握了解到地表下的管線脈絡,分析所掌握到的相關數據信息。例如地基工程周圍的環境、施工現場的地質情況、地基土坑的安全狀況、地基坑的深度等等,根據施工現場的實際情況,科學合理的選擇基坑支護的設計方案。基坑支護的主要形式可以分為以下幾種:地表下連續墻支護、土釘墻(噴錨支護)、水泥擋土墻、鋼筋混凝土排樁、鋼板樁:型鋼樁橫擋板支護,鋼板樁支護,具體選擇的基坑支護形式可以根據實際情況多使用兩種或兩種以上的形式。在采用基坑支護的相關方式過程中,要全面認識到一些至關重要的因素,這些因素會直接影響到基坑支護的安全質量。因素大致可概括為以下幾種:(1)基坑邊緣的荷載;(2)基坑降水排水的措施;(3)選擇機器類型;(4)開挖的順序和深度;(5)進出車輛的道路;(6)基坑的相關監測。
1.3土方開挖在進行建筑地基和基礎
工程施工前,要及時對土方的開挖位置進行全面的清除垃圾物工作,與此同時還要徹徹底底排除施工位置的電線和排水管道等設備,要想及時明確好施工現場的相關路線,邊緣的坡度、排水渠和聚水進的方位,就要通過合理的勘探,科學的繪制出工程施工現場的平面圖。對于施工現場的測量控制網,要滿足相關的控制要求,無論是基線還是水位點都要在標準范圍之內。在對土方開挖時,事先要確定好開挖的具體深度,深度較大時就要對土方進行分層的開挖。對于土方開挖的泥土運輸問題,來往運輸車輛要停在挖掘機工作的側方,最大程度的降低挖掘機的運動幅度。如果開挖的基坑過大,挖掘機就要保證以之字形狀的方式移動操作,同時挖掘機的大小直接決定了運輸車輛的相關數目。
2.地基與基礎工程施工質量與安全管理
2.1強化施工技術管理
在進行土方開挖的工作時,每道施工工序要符合施工標準,操作規范,施工技術達到相關的要求:比如要根據測定定位,抄平放線,根據施工場地的地質情況和排水狀況選擇開挖的方式和土方邊緣的坡度大小,嚴格按照工程的施工順序,從上而下、分段分層的去施工;根據觀察測量基坑和水溝周圍的地面情況,使用合理的排水方式,在進行降排水過程的環節時,要嚴格把水位降低到小于水槽底500m以下,同時在進行開挖基坑時要保護好地基土的完好無損,不受到很到的破壞,基坑邊緣的荷載不能超出規定范圍,在基坑周圍上方堆土時,要保證與基坑邊緣相距1.5m以上的長度。
2.2提高質量監督控制
建筑企業要根據國家的政策法規,建筑行業的質量鑒定體系,不斷加強對建筑施工人員的綜合素質教育,積極完善各項內部建筑規章制度,健全安全管理體系,全面提高地基與基礎工程的現場施工管理水平。
2.3地基與基礎施工安全管理
施工企業要不斷加強地基與基礎施工的安全管理,采用先進的機械設備和施工技術,加強對施工人員素質和專業技能的學習教育,優化施工人員的配置,合理安排任務,對任務完成的情況評價分析,任務完成的好壞直接與經濟利益相掛鉤。
3.結束語