辅导:天然地基

2011-12-08 12:00:48 来源:互联网 字体放大:  
【编者按】威廉希尔app 总结归纳专业知识(四)辅导:天然地基,希望对考生备有帮助。

上海地区地基土为松软土,形成年代较新,固结度低,土质软弱,土层呈带状分布,有一定规律。解放前,建筑物大都是2~3层的普通民宅,高层建筑不多,大型工业建筑也较少,因此采用天然地基较多,地基的容许承载力,传统采用每平方米8吨(80千帕),有“老8吨”的习惯用法,很多3层及3层以上的建筑采用木桩。解放后,上海岩土工程技术有很大发展,对全市的地质勘察资料进行了汇总和分析,从承载力和沉降变形两个方面进行分析研究,使天然地基的合理利用达到较高水平,6层以下住宅等民用建筑大部分不打桩,节约了大量资金和材料。

1958~1960年,上海市城建局勘察总队副队长孙更生组织全市大部分勘察单位,进行了33个城乡规划地区的工程地质普查,共打钻孔约2000个,取土样2万个,进行室内土工试验资料的相关关系分析,发现各土层的固结快剪C、ø值和压缩模量E1-2与土的类别和孔隙比有较好的关系,从而编制了统计值表格,列为1963年《上海地基基础设计规范(试行)》附件,两次再版中仍然保留。由于软粘土中往往夹有粉砂薄层,固结快剪的C、ø值不甚稳定,有时统计值反而更为合理。同时编制的《1∶10000工程地质图集》,以地基容许承载力为主,划分小区,有分区工程地质剖面和土工指标统计值,并标明钻孔位置、暗浜位置、试桩和载荷试验位置图,还圈出可能产生流砂的地区和可利用的桩基持力层的埋深等,内容较为丰富,根据各区的不同地质条件,地基土的容许承载力范围为7~14吨/平方米(70~140千帕),有的地区容许承载力由传统的“老8吨”提高到13~14吨/平方米(130~140千帕)。

1960~1967年,上海民用院按照《工程地质图集》提供了700多项中小型工程的勘察报告,以后调查了数十幢按图采用地基容许承载力的住宅,平均沉降量为10~20厘米,未发现因不均匀沉降而发生裂缝。1984年,上海地矿局勘察公司、上海勘察院、三航院勘察处等单位,汇总上海地区土层分布规律,结合土层的地质成因,土的工程分类和分布情况,汇总成《上海市地基土层次名称表》,按垂直向分布和地质时代及成因类型,野外鉴别特征,给予地层编号,改变了过去地层编号混乱情况,对岩土工程人员不论勘察、设计和施工都提供了方便。如②号土是作为天然地基持力层的褐黄色粉质粘土,而⑥号土则是晚更新世Q4 3的暗绿色、草黄色的粘性土,是上海地质的重要标志层。上海地区如无地震液化问题,六层的住宅都采用天然地基,不采用桩基,由于上部结构采用了抗裂措施,防止了上部结构的开裂。

天然地基的较大沉降量,是上海软土地基的一个特点。在采用一般结构形式、基础压力和施工方法,特别是采用一般加荷速率的情况下,建筑物有较大的沉降和一定程度的不均匀沉降,但不会发生地基的破坏。1963年,地基规范编制组曾对百余幢建筑物的沉降观测资料进行统计,平均沉降量为:砖承重结构10~40厘米,单层排架结构20~50厘米,多层框架结构15~30厘米,箱形基础15~160厘米,尽管沉降量较大,但并未影响建筑物的安全使用。箱形基础是天然地基的另一种形式。有的建筑物超过6~7层,甚至达到12层左右,由于地基承受的荷载较大,或是由于人防的要求,采用了箱形基础。较为典型的是中苏友好大厦(现上海展览中心)中央大厅箱形基础的沉降情况。该馆由苏联专家设计,采用的基底总压力为130千帕(13吨/平方米),未作沉降验算,由于箱基的宽度较大,受影响的压缩层较深,因此产生了过大的沉降量。完工后11年,累计沉降量达1.6米(90年代已超过2米),相对倾斜为0.44%,平均沉降速率在施工期间为5.4毫米/日,3年减至0.1毫米/日,但仍持续发生沉降。尽管沉降量很大,邻近地表没有发生隆起现象,但给使用和相邻建筑带来不良影响,由于中央大厅沉降过大,地坪标高反比两侧展览厅为低,已建的阶梯只得废弃重铺。由于沉降过大,把贴邻的条形基础带着下沉,使相邻建筑严重开裂,不得不进行加固。

从1974年起,建设部建筑科学研究院地基所、华东工业院和同济大学岩土工程系(现地下建筑与工程系)、上海市政工程研究所等单位在康乐大楼、华盛大楼、胸科医院大楼和四平大楼等建筑物的箱形基础内,埋设沉降观测标,土压力盒和钢筋应力计等进行原位观测,积累了工程经验。为了研究轻型井点降水条件下埋深较大的箱形基础地基变形规律,在康乐大楼和四平大楼两个工程中埋设一般沉降标和回弹标,在华盛大楼和胸科医院大楼两个工程中,还埋设了分层标;并由同济大学土工试验室在室内用固结仪按5个阶段(降水预压——基坑开挖——基础施工——停止降水——上部结构施工和使用)的地基受力状态,进行压缩和回弹试验。在华盛大楼,胸科大楼和四平大楼3个工程的基础底面,还埋设了渗压计观测地下水浮力的大小,并研究基底压力是否对浮力有影响,通过实测资料得出结论:地下水的浮力是客观存在的,基底浮力的大小,取决于地下水位的高低,与基底压力增大无关,考虑按全部浮力计算基底的有效压力,可以充分挖掘地基的潜在能力,降低基础造价,胸科医院大楼按此原则计算,取得很好效果,大楼使用正常。由此,70年代上海自行设计施工的箱形基础,一般沉降量控制在20~30厘米以内,竣工后使用正常,没有发生过量沉降。

在深基础方面,上海也取得许多重大成果,1970年,华东电力院设计的高桥半地下式热电厂,采用直径68米,高28.5米,面积为3630平方米的圆形钢筋混凝土沉井结构,是当时国内最大的沉井,获全国和上海市科学大会成果奖

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