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基层基础建设全文(5篇)

基层基础建设

第1篇:基层基础建设范文

关键词:高层建筑;基础设计;基础形式;施工工艺

1高层建筑基础设计特征

在对任何建筑物基础设计之前,一定要获得足够的材料,这些材料包括两大部分,即地质资料、与上部结构相关的资料。高层建筑通常需要更详细的资料,在分析地质材料过程中,应对地基类型作出科学判断并考虑其可能出现的问题,重点研究土层的分布规律,探查地下、地面水的活动情况;在分析上部结构过程中应重视建筑物体型的复杂性、结构类型及其传力体系。所有的成功的基础工程均应符合如下各项稳定性及变形要求[1]:(1)深埋足以防止基础底部物质朝向侧面挤出,这对优化单独基础及筏形基础施工质量均有很大现实意义。(2)埋深应在冻融以及植物生长诱发的季节性体积改变区段以下。(3)基础结构在抗倾覆、转动、滑动或防止土破坏等方面必需是安全的。(4)基础结构有较大能力去应对后续在场地或施工规格尺寸方面作出的改变,并且在出现重大改变时便于调整。(5)从基础设计采用的方法进行分析,其应具有经济性。

2高层建筑基础设计时的常用形式

2.1嵌岩桩基础

又被叫做嵌岩墩,桩体下段带有浇筑在岩体内的钻孔灌注桩,且其长度适宜。桩端嵌入岩体内的桩被叫做嵌岩桩。在对高层建筑基础设计过程中,已知上部结构传导到基础地面的载荷处于较高水平,故而通常会把结构相对稳定的微风化岩层或一定厚度的中风化岩层设为持力层,上部结构荷载传导至岩层过程中嵌岩桩发挥媒介作用。采用嵌岩桩基础设计高层建筑基础结构,桩尖承载能力较大,且桩侧与土两者之间还会形成一定摩擦力,促进持力层变形量趋于零,很容易符合上部结构荷载对基础承载能力提出的要求,且设计期间计算流程相对简易,但施工周期相对较长,桩身施工结束后一定要等到混凝土强度达到设计要求强度时,方可检测桩身质量,这会进一步延长工期,增加造价成本[2]。

2.2平板式筏形基础

平板式筏形是以天然地面为基础发展起来的一种基础形式,其施工期间对施工场地进行平整处理,使用压路机碾压地表土碾压,确保其密实度符合设计要求,在较密实的持力层,对钢筋混凝土平板进行浇筑施工,该平板是建筑物的基础。筏形基础是现阶段高层建筑中常用的基础形式,其具有刚度大、结构完整性优良等特征,可以实现对上部结构荷载的有效分散,进而降低基底压力,实现对不匀称沉降的有效调整,还能够跨越地基土局部软弱区或溶洞,其在抗渗透性方面体现出很大优越性。在现实施工实践中,筏形基础常用的形式主要有平板、梁板两类。梁板式筏形内的基础梁既能正放还能反放,正梁筏具有板面平整度高、利于排水、便于使用等优点,但其施工流程较繁杂;反梁筏板尽管施工流程较简单,但在排水与使用时需安设架空地坪[3]。整体分析,平板式筏形基础施工便捷、模板样式简单、卷材防水施工较简单,故而在高层建筑基础设计施工中有较宽广的应用前景。

2.3桩筏基础

基岩层所处地层相对较深是国内沿海城市的岩土地层结构主要特点,因为嵌岩桩基础基本上不能实现,故而只能选用桩基础,但由于摩擦桩的承载能力偏低,部分情况下难以迎合高层建筑上部结构荷载对基础承载能力提出的要求,因此该区段高层建筑基础设计可选择桩筏基础形式。桩筏基础为桩基与筏板基础的总称,桩基绝非是基础结构,其属于人工地基,筏板为组成基础的重要结构之一,部分有地下室的建筑经常使用筏板基础,在荷载相对较大、地基土承载能力无法符合上部结构荷载或沉降要求时,建议选用桩筏基础,桩土的协同合作是该种基础形式的运行机制。在地基土沉降、收缩、固结等物化过程中和桩体形成良好的协调关系,进而构件稳定的平衡状态,此时筏板底土层和摩擦桩同时承担了上部结构传递荷载。对筏板基础进行整体分析,发现其四周应力水平处于最大层面上,所以在设计基础时应确保筏板四周桩均匀布置,加密桩体的间距,筏板内部最好使用梅花形布置[4]。分析到摩擦桩的特点,应加强桩身内径的适宜性,结合冲切、抗弯、抗剪要求等规划筏板厚度。

2.4沉管灌注桩

沉管灌注桩是建筑基础中一种多种桩基础。该基础形式使用振动沉桩或锤击打桩设备,把附有钢筋混凝土的桩尖、带有活瓣式桩靴的钢管送入土内,形成桩孔,钢筋笼置入其中并对混凝土进行浇筑,继而将套管拔出,借用拔管过程中产生的振动作用振捣混凝土,最后形成符合设计要求的灌注桩。和常规钻孔灌注桩相比较,沉管灌注桩规避了由桩尖浮土引起的持力不足、桩身沉降等问题,并较明显的改善桩体表层浮浆现象,使用该种基础形式有益于减少材料的耗用量。但施工质量控制难度较大,如果拔管过快可能会诱发桩身缩颈现象。因为采用的挤土桩,那么很可能在挤土效应的作用下导致预先浇注的桩身出现倾斜、断裂甚至错位等不良情况。该种工艺在土质较复杂、疏松的地区中体现出较好适用性,但若土层内存有体积较大的孤石,则就会造成该工艺难以运行,此时需要调整其他工艺穿过孤石。

3高层建筑基础设计的注意事项

(1)重视地基基础等级的设计。有关规范中,结合地基复杂程度、建筑物规模及功能特征等条件,把地基基础的设计分为三个等级,并明确地基基础设计时应满足如下要求:①全部建筑物的地基承载力设计一定要符合要求;②针对属于甲、乙等级的建筑,应对其地基变形量进行验算。(2)抗浮设计时要区分现实情况进行抗浮验算:验算建筑物抗浮能力应符合:建筑物永久荷载/水浮力≥1.0,其中,永久荷载取标准值。若高层建筑主体基础、裙房地下结构空间两者合二为一时,均应用桩基,可利用抗拔桩去应对抗浮问题[5]。(3)设置地下时,对基础设计与整体结构形成的影响有全面了解。比如,挖掘地下室的深基坑,其会对天然地基或复合地基的基础能发挥很大的卸载、补偿作用,进而降低地基的附加压力,增加了地基承载力的计算值。

4结束语

在高层建筑施工中,基础工程在整个工程中的造价占据很大比重,不同基础形式造价之间存在较大差距。故而,在现实施工实践中,应严格结合工程地质、建筑物结构形式的特征,有针对性的选择基础形式。设计人员在对高层建筑基础选型设计期间,应结合多方因素,进而采用正确的方法去设计,以保证基础结构的稳定性、安全性,优化高层建筑施工质量,协助施工单位获得良好效益。

参考文献

[1]张长浩.关于带地下室高层建筑桩基础设计中稳定水浮力的合理应用[J].福建建材,2019(6):45-47+118.

[2]钟桂松.论高层建筑混凝土结构中的桩基础设计[J].建材与装饰,2019(15):137-138.

[3]李京光.论述高层建筑结构设计中的基础设计[J].建材与装饰,2019(11):90-91.

[4]范小倩.高层建筑地基基础设计探讨[J].居舍,2019(9):87.

第2篇:基层基础建设范文

关键词:畜产品;基层;检测体系;质量安全

我国是世界上最大的畜产品生产国和消费国,2018年我国的肉类产量达8600多万吨,禽蛋产量达3100多万吨,均处于世界第一;牛奶总产量为3000多万吨,居世界第三位。餐桌无小事,人们对畜产品质量安全的要求越来越高。在我国,受区域发展不平衡、城乡发展不协调的影响,食品检测力度存在差距。在经济发达地区,不论是对食品安全的重视度还是检测能力都相对较高;反观县级及以下地区,作为畜产品安全生产的源头却成了监管最为薄弱的地方。因此,根据我国不同地区的实际情况开展畜基层产品安全检测体系的研究,对保障“舌尖上的安全”意义重大。

1畜产品质量安全检测现状

1.1检测体系不健全现阶段我国省级和部分市级设立了专门的畜产品检测机构。很多地区仍处于机构改革进程中,独立的畜产品安全检测机构尚未建立,需凭借市区检测站的延伸活动开展工作。在乡镇兽医站中,基础检测设施建设不完善,缺少统一的安全检测标准,无法确保畜产品检测工作的有效性,一定程度上威胁群众的生命安全。我国畜产品数量众多,且从生产到销售的过程会有多个部门负责质量安全检测。这些部门彼此独立,在实际工作中难免沟通不足,容易出现交叉检测和遗漏检测等问题。

1.2检测队伍建设不足多数基层检测机构受经费限制,部门办公环境简陋,办公区和检测区未有效分开。由于缺乏整体规划,检测操作台布局不合理,不利于动物防疫和畜产品安全检测工作的顺利开展。受畜产品消费特点的影响,检测机构需要快速准确地出具相关检测结果,基层检测设备落后问题亟待解决。检测设备的定期检查与更新工作不到位,容易导致检测结果与实际存在差异而引起误判。基层人员编制少,身兼数职的现象普遍存在。多数县级检测站缺乏专业检测人员,面对的工作任务却非常艰巨,涉及到肉蛋奶、水产品和兽药饲料等品种。此外工作人员专业技术知识匮乏,未经系统化培训来提升专业技能,熟练程度不够。遇到一些质量问题并不能及时发现和处理,难以保证其结果的准确性。对于技术型人才的培养和引进刻不容缓。

1.3检测抽样不规范科学合理且符合规范要求的采样是保证检测结果具有指导监督检查的重要依据。抽样程序不规范是造成畜产品监督抽样失败的重要原因之一。实际工作中,由于抽样人员业务水平较低、责任心不强,很容易造成抽样监督任务流于形式。抽样问题还表现在抽样记录内容填写不规范、信息不准确等问题。

2建设基层畜产品检测体系的建议

2.1建设和完善基层检测机构基层检测站的建设是畜产品检测工作的基本保障,需加快建设基层检测机构,提高畜产品检测机构的覆盖范围。根据不同区域的发展需要,制定不同的保障制度,以此来提升检测的工作效率。加大对基层的畜产品检测机构的扶持,通过引进先进的基础设备来加强检测工作,不断缩小区域检测的差距。在畜产品质量安全检测中合理划分检测职责,督促各检测部门和人员端正工作态度。多措并举确保畜产品的质量检测体系能够满足我国现代化农牧业发展的需要。在保证工作质量的前提下,针对检测项目缺失类问题,逐步推进畜产品检测的全面进行。不再一味局限于传统的检测方法仅对畜产品本身的检测,根据服务内容与需求量,优化检验机构的资源配置。同时开展兽药饲料和水源等的检测,从源头上控制畜产品的质量。对检测工作全面性的探索能够降低食品安全事件发生的风险。

2.2建设高素质检测队伍政府相关部门充分了解基层畜产品检测部门实际情况,包括基层岗位的人员设置、设备运行、培训机制等,加大对基层检疫队伍建设工作的投入。从业人员的专业能力作为基层畜产品安全检测人员,必须配备相应的工作设备和专业技能,这直接关系到质量指标与监测工作的执行。首先通过阶段性的考核和培训加强在岗工作人员的专业技术学习,提高专业能力,强化责任意识。积极参加检测部门之间的技术交流。对检测项目反复练习,从而丰富操作经验。其次是积极引进具有专业技术和经验的工作人员,并安排岗前培训和考核,进一步提高和规范检测人员的检测能力和操作水平,为基层畜产品安全检测机构开展检测工作提供充分技术保障。仪器设备的规范化管理不容忽视。检测部门需安排专人管理仪器设备,建立仪器档案,定期进行维护和检修,确保所得检测结果的准确性。

2.3规范抽样程序抽样工作是完成检测任务的基础步骤。加强专职抽样监督人员岗位培训和相关法律知识的学习,全面提高抽样人员的综合素质,规范抽样的流程,为后续检测的有效开展奠定基础。在新时期背景下,要破解我国基层畜产品安全质量检测的难题,必须因地制宜,建设基层畜产品检测机构,提高检测设备的质量,优化人员配置,从而提升我国市场上畜产品的品质,保障消费者权益。

参考文献

[1]东莹莹,焦志强,郑玉丽.畜产品质量安全检测的难点及应对方法[J].今日畜牧兽医,2019,35(8):7.

[2]马伯华,周新,王慧波.新形势下基层畜产品质量安全监管发展思考[J].畜牧业环境,2020(12):45.

[3]邓大伟.农产品质量安全检测体系存在的问题与建设对策分析[J].农民致富之友,2017(14):13.

[4]赵小霞.我国食品安全检验检测体系问题及对策研究[J].科技风,2020(14):211.

第3篇:基层基础建设范文

1高层住宅建筑基础结构设计特点

1.1轴向变形与侧移

高层住宅建筑中,框架中柱的轴压应力要明显比边柱的大,中柱的轴向压缩变形也要比边柱的更加明显。不同于多层、低层建筑,在高层住宅建筑结构设计中,结构侧移是十分重要的影响因素,随着住宅建筑高度的增加,在水平荷载作用下,结构侧向变形也会大幅度增加,与建筑高度的4次方成正比例关系[1]。结构的侧移需要被控制在一定范围内。

1.2水平荷载

对于低层建筑,结构设计通常是由竖向荷载进行控制的,在高层住宅建筑中,虽然竖向荷载会影响结构设计效果,但是起到决定作用的却是水平荷载。其一,楼房的自身重量及楼面使用的荷载在竖构件中造成的轴力、弯矩数值,与楼房高度的一次方成正比例关系[2]。对于水平荷载,其对结构产生的倾覆力矩、在竖构件中造成的轴力与楼房高的二次方成正比例关系。其二,建筑达到一定高度,其竖向的荷载基本上定数的,对于风荷载及地震等水平荷载的影响,依据不同的结构动力性,其数值也会呈现出一定的变化。

1.3结构延性与抗震设计

为保证塑性变形后,结构的变形能力依旧比较强,避免出现倒塌等事故,就需要科学地对工程构造进行处理,从而使其延性得到保证。高层住宅建筑结构设计中有抗震设计,不仅要对其风荷载、竖向荷载等进行分析,还需要使结构有好的抗震性能。

2高层住宅建筑基础结构设计要点

2.1独立基础设计

独立基础包含两种,分别是刚性基础和柔性基础,这两种基础主要应用到柱下基础,如果柱距比较大,就需要使用独立基础,并且这种基础设计的经济性更好。独立基础设计过程中,要依据地基土的特点进行,如地基压实密度比较大、压缩性强,就需要使用刚性基础,其余情况可以使用柔性基础,防止地基土压缩致使地面出现不均匀的沉降。当前我国的高层住宅建筑工程中大量地使用独立基础设计,其发展前景是比较好的。独立基础设计在柱下基础中应用,与现浇混凝土柱一同浇筑、形成整体,同时依据柱荷载的偏心距明确基础断面的具体形状。

2.2箱形或筏型基础设计

若高层住宅建筑工程地基承载力不够均匀,建筑对地基基础承载力要求较高,就可以使用箱形或筏型基础。此外,若高层住宅建筑工程中有地下室,要应用筏型基础,将筏型基础作为地下室,并保证其作用得到充分的发挥。在进行箱形或筏型基础设计时,降低基础整体弯曲应力的工作是比较难的。因此在设计过程中需要将基础与高层住宅工程上部结构看做一个整体,通过共同作用分析法设计。共同作用分析法就是在高层住宅建筑工程基础设计过程中,将上部结构与基础、地基作为整体,保证三者实现平衡的保持力、协调的变形力。相比于传统的方法,共同作用分析法更加科学,涉及到的范围广,但也在一定程度上使设计难度增加。随着计算机硬件、软件要求的提升,投资成本也是比较高的,因此这种方法不会被轻易的使用。一般遇到大型的结构复杂的基础设计才使用这种方法。箱形与筏型基础都是大体积混凝土,施工过程中易出现裂缝,为此需要科学地设置伸缩缝的宽度,一般在25mm左右。

2.3桩基础设计

桩基础设计的荷载承重能力是比较强的,通常将其运用到地基土层中质地比较硬的地方,这时高层住宅建筑工程的上部结构就会发生承载力不足的情况,因此在基础设计选型时,还需要对桩基础设计进行科学的选择。由于桩基础设计的桩身是比较长的,能够使全部建筑结构上部荷载力转移到土层深处,使地基结构沉降的可能性降低,桩基础设计中间位置做好加密布桩的工作,使中部桩的长度得以加长,并使桩基础设计的承受能力得到调节。

2.4桩箱基础设计

桩箱基础就是一种桩基础与箱形基础一起承载受力的基础形式,其沉降量不大,有很强的抗弯刚度以及卸载能力,这种桩箱基础一般被应用在地基较软地区建设的高层建筑、重型建筑及对沉降要求高的高层住宅建筑中。桩箱基础设计中,布桩方法的选择是难度比较大的。由于不同位置地基土的性质是不同的,因此在设计过程中需要选择合适的布桩方法,从而使基础底板的受力得到分载,保证基础底板的受力能够实现均衡的状态。如果受力不均匀,为实现受力均衡的目的,可以适当的增加中间位置的桩间距。

3结语

总之,高层住宅建筑结构设计是比较系统、复杂的工作,而基础设计又在结构设计中占有重要的地位,基础结构设计的效果将直接对高层住宅建筑的安全、质量等产生影响。因此为保证高层住宅建筑基础结构设计的效果,就必须要提高重视程度,明确基础结构设计的特点及要点,使高层住宅建筑的质量得到保证,满足人民群众的生活、工作需要,更好地推动高层住宅建筑事业的发展。

参考文献:

[1]付珊.基于高层建筑基础结构设计分析[J].科技创新与应用,2017(34):112-113.

第4篇:基层基础建设范文

建筑物的层高一定时,为提升其延性,通常会选择减少其轴压比,轴压比的减小又会增加柱截面,进而减小了柱的剪跨比,使其延性受到影响。因而,在高层建筑中,为使轴压比的限值满足相关要求,通常柱的截面都较大,而使建筑结构的底部出现短柱问题。另一方面,荷载大而楼层低的建筑物设计中也会产生短柱问题。而短柱其延性较差超短柱更甚,一旦地震发生,很容易形成剪切破坏,而使得结构出现破坏甚至坍塌,建筑物的使用功能满足不了实际需求。基于此,对高层建筑抗震设计中的短柱问题进行分析,并探讨解决短柱问题的相应对策,便具有十分重要的现实意义,本文对此展开介绍,以期能够为相关人员提供有参考价值的建议。

1短柱的判断方法

根据我国相关规范指出,短柱为柱净髙和截面高度的比值不大与4的柱,技术人员也多以此来判断是否为短柱。然而,值得注意的是,由于柱剪跨比才是判定短柱的具体参数,只有当剪跨比不大于2时,才为短柱,而当柱净髙和截面髙度的比值满足要求时,剪跨比也不一定不大于2,也即不能肯定一定是短柱,而按照柱净髙和截面高度的比值不大于4进行短柱的判定时,其依据主要有两个方面,一是剪跨比不大于2,二是由于框架柱的反弯点通常距离柱中点较近,但,髙层建筑其梁柱的通常较小,尤其是对于底部来说,柱底嵌固对其造成了一定的影响,同时梁对柱所形成的约束弯距也不大,反弯点其髙度要远远髙出柱髙的一半,某些情况下,甚至不存在反弯点,对于这种情形,用柱净髙和截面髙度的比值不大于4进行短柱的判定,就不再适合,此时,应以剪跨比作为短柱的判定依据。当框架柱其反弯点没有位于柱中点时,柱子上下截面就具有不一样的弯矩值,因而,框架柱其上下截面也就具有不同的剪跨比。对于该种情况,该如何进行短柱的判定呢?笔者认为,框架柱上下截面的剪跨比最大的应作为短柱的判定依据,这是由于,框架柱其受力特性可等同于轴压力一定的连续梁,柱高等同子连续梁剪跨。根据相关研究成果表明,当连续梁的剪跨不变时,且其上下截面的钢筋配置也相一致时,弯矩大的区域发生剪切破坏的可能性也大,对于框架柱来说,其弯矩大的区域也较容易出现临界斜裂缝。实际上,在柱髙或是连续梁的剪跨区间内,弯矩大的区域通常其剪跨比也最大。而钢筋混凝土其抗剪力随着剪跨比的增大而减小,在承受荷载时,一旦出现剪切破坏,其发生的区域一定是弯矩大的地方。而可能出现剪切破坏的截面剪跨比自然应是作为短柱判定依据的剪跨比。一般来说,对于髙层建筑其底部楼层而言,框架柱其反弯点相对偏上,也即柱上截面的弯矩值小于下截面的弯矩值,对于该种情况,短柱的判定可以下截面的剪跨比不大于2或是n层柱其净高和截面高度的比值不大于2与n层柱其反弯点高度比的比值为依据,而后者具有通用性。当进行框架柱是否属于短柱的初步判定时,可先通过D值法将柱的反弯点髙度比确定下来,然后再根据短后者短柱判定依据进行判断,对于施工图纸的设计阶段而言,可结合验算结果进一步的进行判定。

2解决高层建筑抗震设计中短柱问题的几点建议

在根据剪跨比对框架柱是否属于短柱进行判定后,根据普通框架柱其相关抗震要求,只需采取一定的构造措施。而当确定框架柱为短柱后,应尽可能的使短柱具有较好的承载力,减小其截面尺寸,并采取一定的措施使短柱具有较好的延展性,进而提髙短柱的抗震能力。

2.1复合螺旋箍筋

对于高层建筑而言,其框架柱抗剪力应符合弱弯强剪以及剪压比的限值要求,而柱端其抗弯力应符合弱梁强柱的要求,短柱在满足弱弯强剪和弱梁强柱的双重要求下,是可以避免剪切破坏的发生的。因而,复合螺旋箍筋能够使柱的抗剪力得到提升,并使对混凝土的制约作用得到改善,以增强短柱的抗震能力。

2.2分体柱

相交于短柱的抗剪力而言,其抗弯性能更好。然而,地震所造成的破坏多是剪切破坏,因而,短柱的抗弯性能也就无法充分的得到发挥。基于此,可适当的将短柱其抗弯强度人为的加以削弱,使短柱的抗弯强度比其抗剪强度略低些,当地震发生时,柱子的抗弯强度首先达到,从而表现为延性破坏。.在进行短柱抗弯强度的削弱时,可采取的人为方法有,沿竖向在柱中设缝,将短柱分成分体柱,分体柱可由2个或是4个柱肢组成,并分别进行分体柱柱肢的配筋,还可将部分连接键设置于柱肢间,以使其初期刚度得以增强,并增大其后期的耗能力。一般来说,连接键的形式包括通缝、素砼连接键、预制分割板等。由分体柱的相关理论和试验结果表明,分体柱方法虽然并没有怎么改变柱的抗剪力,只是稍微降低了柱的抗弯力,然而,柱的延展性和变形力均有明显的提升,柱的破坏也由剪切破坏转变为弯曲破坏,实现了短柱变“长”的构想,使短柱的抗震性能得到提升,尤其是剪跨比不大于1.5的超短柱,且该种方法在工程的实际建设中也己经在应用。

2.3钢骨砼柱

钢骨及外包砼一起构成钢骨砼柱,钢骨截面通常为焊接拼制钢板而成的或是直接扎成的十字形、口字形、工字形等。相较于钢结构而言,钢骨砼柱其外包轮能够起到避免钢构件出现局部扭曲变形的问题,使柱的刚度得到提升,钢构件平面的扭转弯曲力得到明显的改善,充分发挥出钢材强度的作用。钢骨砼结构的有效利用,相较于普通钢结构而言,其节约了将近一半以上的钢材。另外,外包轮还使结构具有更好的耐久耐火能力。相较于钢筋砼结构来说,因钢骨轮有钢骨的作用,其承载力得到了极大的提升,柱的截面尺寸被有效地降低,钢骨的边缘和箍筋很好的约束了砼,增强了其延展性,且由于钢骨塑性较好,柱子的延性和耗能力得到了有效的提髙。因钢骨轮柱兼具钢和砼的特性,其截面尺寸较小,重量轻,延展性好,技术指标和经济指标优越等,若能将钢骨砼柱应用于高层或超高层其钢筋砼下方一定位置处,将会使柱截面尺寸大大的被减小,而使高层建筑的抗震性能得到显著的提升。

3结语

第5篇:基层基础建设范文

关键词:多高层坡地建筑;地基基础设计;地质灾害

1引言

随着城市的扩大和建筑工程技术的不断进步,多高层建筑的建造场地范围不断扩大,场地的地质环境也越来越复杂。坡地具有复杂的场地地质条件、边坡稳定要求,多高层建筑建造于坡地上时,需要坡地具有较高的地基承载力,建筑本身也将承受更大的地震作用和风荷载,并且容易出现倾覆和滑移的问题。这些因素叠加导致多高层坡地建筑地基基础具有较高的设计难度。另外地基基础施工、边坡施工、强降水渗流有可能引发坡地地质灾害,威胁人员安全,影响建筑安全。为了缓解和减少多高层坡地建筑地基基础设计的不利条件,需要在科学选型设计和合理施工的基础上,做好前期地质调查评估、检测、总图设计、边坡处理、设置支挡结构,为安全建设、科学施工提供技术支持,从而保证工程质量和工作人员安全。

2多高层坡地建筑地基基础设计的重要性

多高层坡地建筑地基基础设计影响建筑物的安全性、经济性和合理性。从安全性来分析,多高层坡地建筑地基基础既决定了建筑上部结构的使用安全,还决定了建筑抗滑移和抗倾覆能力,影响边坡施工和场地稳定。基础工程属于埋藏于地下的隐蔽工程,难以改善和维修,一旦出现问题或者事故,补救和处理都较为困难。从经济性方面看,地基基础工程费用占整个工程费用比例较大。以上海市为例,多高层(三十层至五十层)建筑地基基础工程占整个建设费用的五分之一,超高层(五十层以上)甚至会占到三分之一。坡地建筑在此基础上还需额外增加边坡处理、支挡结构、基础抗倾覆抗滑移处理、防渗处理,甚至是场地地基加固的费用,投资更为巨大。因此,多高层坡地建筑地基基础的精细化科学化和合理化设计应该成为保证建筑和场地边坡安全可靠,合理节约工程造价的重点。

3设计坡地建筑地基基础过程中遇到较多的问题

3.1地基的渗透问题

坡地存在较大水头差,地表易形成渗流,地基基础及地下室底板侧墙容易渗水。渗水将严重影响建筑使用,还易导致建筑质量问题,当渗水压力超过临界渗透压力时,地基土会被水流带走和侵蚀,在管涌作用下流失严重,导致整个地基的损坏。地表渗流可采用在坡顶设置截水沟拦截的方式处理,并在建筑四周增加集水井、设置明沟或盲沟汇集水流并将水及时排走。基础、地下室底板和侧墙可采用防渗混凝土、增加混凝土厚度及外贴防水材料隔水处理,确保其不渗水。

3.2地基的沉降问题

坡地地层倾角大,分层不均匀,地层中存在软弱夹层,山坡沟槽位置易出现深厚软弱土,如果基础底部出现此类土层,基础可能会出现沉降和倾斜的情况。当沉降不均匀或者位移数值较大时,部分地基荷载将会超过地基承载力,地基基础可能会破坏开裂,甚至导致建筑倾斜倒塌等严重安全问题。因此当地层分层不均匀或有软弱下卧层时,应验算软弱下卧层,有必要时对土层采用素混凝土换填或采用桩基础,确保建筑基础可靠安全。

4多高层坡地建筑地基基础设计采用的设计方法

多高层坡地建筑地质条件复杂、场地边坡条件差,地基基础设计的重要性比平坦场地更为突出。首先是地基承载能力方面,坡地建筑的地基岩层倾角较大,岩层种类繁多,性质多变,容易存在软弱夹层。山坡的沟槽位置易存在深厚堆积软弱土,设计时应详细分析地勘报告,并进行软弱下卧层验算和基础沉降变形验算。地基承载力不够或者沉降较大时,可将基础选型为桩基础,适当加长桩长,将上部结构荷载尽量传递至坡底,减少山坡坡体的附加荷载,减小多高层塔楼与裙房的沉降差以及绝对沉降量。设计时需注意桩基础为嵌岩桩时,桩端嵌入岩石深度需以斜坡较低位置的高度确定。也可采用增加地下室层数的设计方法,该方法首先可减少坡顶荷载,地下室的内部是空置的,减少了同等体积土的重力荷载,相当于削方的作用;其次可以将荷载尽量往坡底传递,当坡较矮时可直接将基础设置于坡底面上;再次增加地下室层数使建筑安全可靠的嵌固与坡体中,形成稳定的结合体,确保多高层建筑的抗倾覆抗滑移能力,有利于结构的抗风和抗震。其次,建筑处于边坡上时不可避免需要抵挡边坡土岩层侧向压力。场地条件允许时,挡墙应与塔楼分离设计成边坡支挡结构的形式,如预应力锚索挡墙等。当多高层塔楼侧墙必须与挡墙合建为一体时,需要将侧向主动土压力组合多高层建筑的不利方向水平荷载(风及罕遇地震)进行建筑的抗滑移和抗倾覆验算。验算通不过时可采用在基础上增加预应力锚索锚杆或者抗拔桩的形式进行加强处理,确保建筑抗滑移抗倾覆能力通过验算,确保基础安全可靠。第三,位于山顶高层建筑的鞭梢效应比较明显,振动放大,烈度比平地会提高。依据《建筑抗震设计规范》,当边坡高度较高或者建筑处于山嘴、高耸孤立的山丘、强风化岩石陡坡时,需要考虑水平地震影响系数的放大。由于高层建筑处于山顶,建筑物受到的地震烈度比平地高,根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)4.1.8条,应该把水平地震影响系数最大值乘上放大系数:得到地震动参数放大系数将地震力放大,然后进行模型计算设计。第四,建筑处于边坡上时风荷载需要放大。根据《建筑结构荷载规范》(GB50011—2010)8.2.2条,对于山区建筑,风压高度变化系数除按平坦地面粗糙度的类别确定外,尚应根据地形条件进行修正,修正系数为:z为建筑物计算位置离建筑物地面高度,m。多高层坡地建筑需优先选用桩基础,针对坡地建筑起伏很大的地层,桩基础具有传力直接,安全度高,成本低的优点,当条件不允许在建筑上方坡体中设计支挡结构时,桩基础还需兼顾具有坡体抗滑作用,在设计过程中,应与岩土工程师配合,可采用边坡规范折线滑动法计算作用于桩基础上的剪切力,对桩基础的箍筋和箍筋间距进行设计。当承载力不够时应加大桩身直径、箍筋直径和加密箍筋间距,或者采用矩形桩及长椭圆形桩,利用截面模量较大的方向抵抗下滑力。坡地建筑桩基础特殊的地方还有其嵌岩深度,应从岩体破裂面以外水平长度大于2m开始计算,且满足相邻桩底连线与水平线之间夹角不大于45°。依据“桩底部应力扩散的范围内没有岩体的临空面”要求,台阶地上外边界的桩基基础埋深应低于台阶地高度,桩基基础应满足上述相应要求。因此,人工挖孔灌注桩的桩长度与桩所在的位置相关。当桩长小于6m或者桩长大于6m但长径比小于3时应按桩墩基础考虑,使用天然地基承载力特征值作为桩端承载力特征值计算。当桩基基础嵌固于岩体中时,按照《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)6.5.1条要求,岩石地基无须进行地基变形计算,桩与桩之间应设置基础拉梁确保基础的整体性。

5坡地建筑设计过程中应重视的地质灾害

使地质灾害产生的因素可划分成天然的地质灾害及人为的地质灾害。自然地质灾害是指自然条件下的地壳活动等由地球动力作用产生的不受人为控制的自然灾害,如地震等;人为地质灾害则是指人类在开发过程中对自然条件和地质情况进行人为的改造活动和作业引发的灾害,如泥石流、滑坡、塌陷等,坡地建筑受影响的地质灾害主要是人为的地质灾害。

5.1滑坡灾害

滑坡是坡地建筑中最为容易出现的地质灾害,产生原因一般为原有地质条件差和人为施工影响。随着人为工程活动的变多,自然条件下的坡地被大幅度改造,在边坡施工和地基基础施工过程中,经常采用强行开挖和爆破的方法,极其容易导致滑坡,给人民的生命财产安全造成严重影响。

5.2泥石流灾害

泥石流是破坏力极强的地质灾害,具有很强的破坏性和爆发性。泥石流地质灾害一般只有几个小时,主要发生在地质构造复杂和地表岩石破碎的地区,这些地区的强降水会导致泥石流的频发。坡地建筑设计时应提前进行详细场地地质调查,选址时应避开泥石流危险地段。

5.3崩塌灾害

崩塌同样是坡地建筑中容易出现的一种地质灾害,是由于斜坡承受不住岩石和土体的重量,进而引起土体坠落堆积在坡脚的现象。崩塌主要是边坡施工作业和排水工作容易产生土洞、土方堆积,从而导致崩塌灾害;引起的原因是边坡施工方式错误,未提前进行技术交底和操作培训,导致未及时清除危岩、覆土荷载分布不均匀,坡体失去平衡从而引发崩塌。防止崩塌的措施主要有进行科学合理的坡地建筑规划和边坡设计,提前清理边坡,减小边坡的坡率至合理范围,对边坡进行喷锚加固等。

5.4沉降灾害

沉降灾害是一种严重的地质灾害,大多发生在一些土层复杂、土质疏松的区域以及山坡的向斜凹槽区域,充填土层由砂土、黏土和淤泥等成分组成,具有薄、疏松和易变形的特点。坡地建筑施工时会大面积开发地下空间,这将导致松土层更易出现沉降,导致地面出现了大规模裂缝,影响建筑的整体安全。

6在坡地建筑地基基础设计时可采取的防治地质灾害的措施

6.1合理预估和检测灾害

在地质调查试验和分析的前提下,设计师应对坡地建筑场地地质灾害发生概率进行详细的评估。地质灾害主要体现为历史性的地质灾害及潜在的地质灾害两种。为了防止这两种地质灾害的产生,在坡地边坡和坡地建筑地基基础施工前,应做好潜在地质灾害的调查和历史遗留地质灾害研究,对灾害发生的地点、概率及危害程度作出全面的评估。为了尽早地发现地质灾害,勘察单位应结合当地的地质、气候以及水文条件,明确地质灾害发生的概率、范围和强度,将场地划分为危险区与安全区。对危险区的不稳定坡体提前进行清理和加固;在高差较大位置分阶段设计,设置挡土墙进行支挡。对基础处于软弱土层上方时进行合理的基础选型或提前进行地基处理,尽量从技术层面提前做好预防措施,避免和减少地质灾害的发生。边坡处理和建筑施工单位应提前制定危险发生时的撤离方案和紧急避险预案,确保人员安全。

6.2在总图设计中将多高层坡地建筑融合于环境

多高层坡地建筑地基基础的设计施工过程中,可充分与场地周边地质环境融合在一起,可以整平坡地为许多连续的台阶地,建筑物跨过各级台阶沿着坡建造等。坡地建筑需合理科学地进行设计,优化规划总图方案和边坡处理方案。为了更好地减少地质灾害,在总图设计时应与结构岩土设计进行前期协调。总图设计是全部场地的总体规划设计,涉及场地功能区布置、道路规划等,获批后原则上无法改变。对坡地建筑来说,与平地建筑最大的不同就是坡地道路的坡度控制与调整应考虑依山而布置的原则。设计重点一般在建筑物及道路的布置上、场地平整挖填方平衡分析。对于低矮缓坡地采用挡墙支挡边坡边缘即可,对于支当面条件复杂,高填、深挖的场地,采用挡墙支挡就不满足要求且它的高度有限,按照《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2013),挡墙总高度应控制在10m以内,外露8m。采用高挡墙设计时,挡墙厚度增大,占地变宽,对已有自然坡的挖方将更多(挡墙同时增高),挡墙前趾地基强度也会有问题。对于高填方场地,应综合细化分析协调处理。对于过大的挖方工程,其边缘支挡已不是普通支挡结构可胜任的边坡处理问题,将会涉及山体滑坡等稳定问题,因此结构、岩土等设计工作的早期介入,对总图设计的布置、挖填方的调整控制、建筑物基础稳定条件分析等,有至关重要的作用。

7结束语

随着城市建成区不断地扩大,建筑有时需要建在坡地上。在坡地上建造较多的多高层建筑时,应将其整平为一些连续的台地,建筑物跨过各级台地依坡建造。在这种场地上建造房屋,地形、地貌及地质条件很复杂,其总图、结构设计及施工有其重要性及特殊性。有可能设计出风格独特的作品,也可能由于结构设计及施工不合理而造成事故。多高层建筑建在斜山坡上时,建筑及结构设计的重点是总图设计、边坡处理、支挡设计,多高层地基基础设计、风荷载地震荷载放大处理以及地质灾害防治问题。在设计多高层坡地建筑的地基基础过程中,应提前进行详细的地质调查和分析,充分结合场地地质条件和地形进行建筑方案规划设计总图设计及边坡处理,严谨科学地进行边坡、基础和上部结构设计。充分分析土质和水文环境等因素的影响,根据不同环境和地质采取相应的设计方案,为减少地质灾害安全隐患,最大限度地设计科学合理的基础方案。地基基础施工时,施工方案应尽量体现设计意图,为多高层坡地建筑地基基础的安全交付使用保驾护航。

参考文献:

[1]郑辉.坡地建筑地基基础设计及地质灾害防治[J].住宅与房地产,2020(6):86.

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