A地基基础部分
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地基与基础分部工程划分一、地下室工程全部划归为地基与基础分部的习惯做法是错误的1、±0.000以下工程划归为地基与基础分部是《建筑工程质量检验评定标准》(GBJ301—88)规定的。
此规范后被《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB 50300-2001)取代,取消了此条规定。
现行版本《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB 50300-2013)更没此规定。
2、但±0.000以下工程划归为地基与基础分部的习惯做法沿袭至今!3、按照这种划分方法,执行《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB 50300-2013)和《建筑地基基础工程施工规范》(GB 51004-2015 )就有很大的问题。
(1)《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB 50300-2013)规定地基与基础分部工程按下图划分地基与基础子分部工程和分项工程。
从图中可以看出:基础子分部只包含各类基础,而不包括地下室中的梁板柱。
地下室中的梁板柱混凝土结构没有安身之地,就无法纳入基础分部(例外:如果地下室作为箱形基础则应纳入地基与基础分部)。
(2)《建筑地基基础工程施工规范》(GB 51004-2015 )规定地基基础工程应施工的内容见下图,依然不包括地下室中的梁板柱混凝土结构。
4、地下室中的梁板柱混凝土结构特征与主体结构类似,与地基基础明显不同,划入主体结构更合适。
且《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB 50300-2013)地基与基础分部和《建筑地基基础工程施工规范》(GB 51004-2015 )中已没有它们的立足之地。
5、综上所述,地下室工程全部划归为地基与基础分部的习惯做法是错误的。
二、正确划分方法1、原则:在GB50300-2013上明确的,照办;不很明确的,应该根据分部工程划分的主要原则,并结合工程实际来划分,这个原则就是合理且方便验收。
2、若地下室作为箱形基础,则地下室划为地基与基础分部。
3、把与土直接接触的部分划归为地基与基础分部,如各种地基、各种基础、基坑支护、地下水控制、土方、边坡、防水层、基础垫层、地下车库的斜道、挡土墙等。
地基基础工程施工过程地基基础工程是指建筑工程或其他类型工程的地基处理和地基基础施工工程,它是整个工程的重要组成部分。
地基基础工程的施工过程涉及到地质勘察、基础设计、材料准备、施工设备、施工工艺等多个环节,需要严格按照规范和要求进行操作,确保工程质量和安全。
本文将对地基基础工程的施工过程做详细介绍。
一、地质勘察在进行地基基础工程施工之前,首先需要进行地质勘察。
地质勘察是通过对地下地质情况的调查和分析,获取有关地基的地质、水文条件、地下障碍物等信息,为后期的基础设计和施工提供依据。
地质勘察包括现场勘察和实验室试验两个部分。
1. 现场勘察现场勘察是指对工程现场进行实地观察和调查,获取地质勘察的基本信息。
在施工前,工程技术人员需要到现场进行勘查,观察土地、地形、地貌等情况,进行地质构造的调查,了解地下水情况,收集土壤、岩石等物理性质和工程地质条件。
通过现场勘察,可以初步了解地基的地质情况,为后期的实验与设计提供依据。
2. 实验室试验实验室试验是指将采集的土壤、岩石等物质带回实验室进行试验和分析,获取更具体的地质情况。
实验室试验包括土壤力学性质试验、岩土物理试验、水文试验等内容,通过试验可以准确获取土壤和岩石的物理力学性质,了解地下水位、水质等情况。
这些数据的获取对于后期的基础设计和施工工艺的确定至关重要。
通过地质勘察的实施,可以对地基情况有一个更全面和准确的了解,为后续的基础设计和施工提供科学依据。
二、基础设计地基基础工程的设计是根据地质勘察的结果和工程要求,确定地基基础的具体形式和规格,并进行相应的计算和分析,保证地基基础满足工程的荷载要求和安全性能。
1. 共同设计要求在进行地基基础工程的设计过程中,需要充分考虑工程的具体要求,包括建筑物的荷载大小、荷载种类、地基承载力、变形限制、抗震要求等。
设计师需要根据这些要求,确定地基的具体形式和规格,确保其满足工程的需要。
2. 设计计算在进行地基基础的设计过程中,设计师需要对地基的承载能力进行计算和分析。
一.名词解释第一章1.地基:承担建筑物荷载的地层。
2.基础:介于上部结构与地基之间的部分,即建筑物最底下的一部分。
3.天然地基:自然状态下即可满足承担基础全部荷载要求,不需要人工处理的地基4.人工地基:天然地基的承载力不能承受基础传递的全部荷载,需经人工处理后作为地基的土体称为人工地基5.浅基础:基础埋深小于5m,在设计计算中可忽略基础侧面土体的摩阻力和侧向抗力的基础6.深基础:基础埋深大于5m,在设计计算中不能忽略基础侧面土体的摩阻力和侧向抗力的基础7.最不利荷载组合:参与组合起来的荷载,能产生相应的最大力学效能第二章1.刚性基础:不需配置受力钢筋的基础2.柔性基础:用钢筋砼修建的基础3.刚性角;刚性基础的宽度大小应能使所产生的基础截面弯曲,拉应力和剪应力不超过基础材料的强度极值,从而得到墩台边缘处的垂线与基底边缘的连线间的最大夹角。
4.刚性扩大基础;也叫无筋扩展基础,由砖,毛石,混凝土,灰土和三合土等材料组成的墙下条基或柱下独立基础5.地基容许承载力:指地基稳定有足够安全度的承载能力,它由地基极限承载力除以一个安全系数所得6.持力层:直接支承基础的土层。
其下的土层为下卧层。
7.下卧层:持力层地基承受的荷载是随着土体深度的加深而慢慢减小,到一定深度后土体承受的荷载就可以忽略不计了,这时我们就把这一层往下的土体叫做下卧层8.软弱下下卧层:地基由多层土组成时,持力层以下存在容许承载力小于持力层容许承载力的土层时,这样的土层叫做软弱下卧层9.桩的横向承载力:桩在与桩横轴线垂直方向受力时的承载力。
第三章1.高桩承台基础;承台在地面或冲刷线以上的基础2.低桩承台基础;承台在地面或冲刷线以下的基础3.基桩;就是指群桩基础中的单桩4.灌注桩;在现场地基中钻挖桩孔,然后在孔内放入钢筋骨架,再灌注桩身混凝土而成的桩5.端承桩;桩顶极限荷载绝大部分由桩端阻力承担,桩侧阻力可忽略不计的桩6.摩擦桩;桩顶极限荷载绝大部分都由桩侧阻力承担,桩端阻力可以忽略的桩7.柱桩;也称为端承桩8.单桩承载能力;单桩在荷载作用下,地基土和桩本身的强度和稳定性均能得到保证,变形也在容许范围内,以保证结构物的正常使用所能承受的最大荷载9.深度效应;桩的承载力(主要是桩端承载力)随着入土深度,特别是进入持力层的深度而变化,这种特性称之为深度效应10.单桩轴向承载能力:指单桩在外荷载作用下,不丧失稳定,不产生过大变形所能承受的最大荷载11.负摩阻力;当桩身穿越软弱土层支承在坚硬土层上,当软弱土层因某种原因发生地面沉降时,桩周围土体相对桩身产生向下位移,这样使桩身承受向下作用的摩擦力12.中性点:在ln深度处桩周土与桩截面沉降相等,两者无相对位移发生,其摩阻力为零,正、负摩阻力交换处为零的点即为中性点。
地基基础施工规范地基基础是建筑物的重要组成部分,为了确保建筑物的稳定性和安全性,地基基础施工必须按照相应的规范进行。
以下是地基基础施工的一些规范要求:1. 地质勘察:在进行地基基础施工前,必须进行详细的地质勘察,包括地质构造、土层分布、土壤力学性质等的调查和分析。
根据勘察结果,确定地基基础的设计参数和施工方案。
2. 基础类型:根据建筑物的性质和载荷特点,选择适当的基础类型,例如浅基础、深基础或复合基础。
浅基础适用于载荷较小的建筑物,深基础适用于载荷较大或土层较软的建筑物,复合基础适用于有特殊要求的建筑物。
3. 基础设计:根据地质勘察结果和建筑物的要求,进行地基基础的设计。
基础设计应包括基础形式、尺寸、深度、承载力等要素,并应满足结构力学、抗震和变形控制等方面的要求。
4. 地基处理:土层较软或变形较大的地区,需要进行地基处理。
地基处理的方法包括挖土削高、加固或加密土层、地基加固等。
地基处理应根据地质勘察结果和基础设计要求进行,确保地基稳定和承载力满足要求。
5. 基础开挖:在进行基础开挖前,应根据设计要求进行标高测量和标记。
基础开挖时应保持坡度稳定,防止塌方。
基础开挖应按设计要求控制尺寸和位置,并及时清除底泥、松散土和水。
6. 基础施工材料:基础施工材料应符合国家相关标准和规范要求。
常用的基础施工材料包括混凝土、钢筋、砂浆、防水材料等。
施工材料的选择和使用应严格按照设计要求和规范要求进行,保证施工质量和基础的安全性。
7. 基础施工方法:基础施工应按照设计要求和规范要求进行。
施工过程中应注意控制施工质量和进度,保证基础的稳定性和安全性。
施工时应采取适当的支护、排水、防水等措施,防止塌方、渗水等问题的发生。
8. 基础验收:基础施工完成后,应进行基础验收,检查基础的尺寸、形状、质量等是否符合设计要求和规范要求。
验收合格后方可进行建筑物的上部结构施工。
总之,地基基础施工规范是确保建筑物稳定性和安全性的重要要素。
地基基础设计等级地基基础是建筑结构的重要组成部分,它承载着整个建筑的荷载,并将其分散到地下,以确保建筑物的稳定性和安全性。
地基基础设计等级是根据建筑物的类型、荷载特性、地质条件等多种因素确定的。
本文将探讨地基基础设计等级的相关内容。
地基基础设计等级是根据建筑物的类型和荷载特性来确定的,不同的建筑物类型需要不同的地基基础设计等级。
一般来说,地基基础设计可以分为三个等级:Ⅰ等级、Ⅱ等级和Ⅲ等级。
这些等级代表了不同的荷载要求和地基基础设计标准。
首先是Ⅰ等级地基基础设计。
Ⅰ等级地基基础适用于小型民用建筑物,如住宅、小型商业建筑等。
这些建筑物的荷载相对较小,地基基础设计的主要目标是确保建筑物的稳定性和安全性。
在Ⅰ等级地基基础设计中,一般采用浅基础,如梁基础、板基础等。
地基基础设计的主要考虑因素包括土壤不均匀沉降、地震活动等。
其次是Ⅱ等级地基基础设计。
Ⅱ等级地基基础适用于中型民用建筑物和一些小型工业建筑物,如中型居民楼、小型工厂等。
相比于Ⅰ等级地基基础设计,Ⅱ等级地基基础设计要求更高。
在Ⅱ等级地基基础设计中,一般需要考虑土壤的承载力、沉降性能、不均匀沉降等因素。
另外,地震活动的考虑也更加重要。
为了提高地基基础的稳定性和抗震性能,可以采用加固地基的方法,如灌注桩、承台基础等。
最后是Ⅲ等级地基基础设计。
Ⅲ等级地基基础适用于大型民用建筑物和一些大型工业建筑物,如高层住宅楼、大型企业厂房等。
这些建筑物的荷载相对较大,地基基础设计的要求更为严格。
在Ⅲ等级地基基础设计中,一般需要进行土壤的反力分析、地震作用分析等。
为了保证地基基础的稳定性和抗震性能,可以采用深基础,如钻孔桩、连续墙基础等。
除了建筑物的类型和荷载特性,地质条件也是地基基础设计等级的重要考虑因素之一、不同地质条件的地区,地基基础设计等级也有所不同。
例如,在地震活动频繁的地区,地基基础设计等级普遍较高,注重抗震设防。
总之,地基基础设计等级是根据建筑物的类型、荷载特性、地质条件等多种因素确定的。
11版《冬施规程》讲座——A.地基基础部分——修编时间2011-11-27施工过程地基土防冻计算A.1.1 基本计算式(1)防冻材料厚度计算保温材料所需厚度h F按公式(A.1.1-1)计算h F=H/β(A.1.1-1)《规程》式中H——按公式(A.1.1-4)计算的冻深(cm);β——地基冻结速度与保温材料冻结速度比值的系数,见表和水的),其值接近于1。
其它保温材料或复盖物的β值可参照公式(A.1.1-2)计算。
β=α·θ(A.1.1-2) 式中:α——被保温地基土种类系数:砂土;轻亚粘土;亚粘土;粘土θ——保温材料热工性能系数;θ=(C·γ/·λ)) (A.1.1-3)λ——保温材料导热系数,W/(m·K;)C——保温材料热容量,kJ/(kg·K)γ——保温材料密度,kg/m3(2)地基土冻结深度H的计算在预计受冻期间内的冻结深度按(1.2.1)式估算(无保温自然状态)。
H=60(4P-P2) (A.1.1-4)式中:H-—冻结深度,cm;P――P=Σzt/1000,Σzt――预计受冻期间的“度天积”总和。
A.1.2 防冻计算类型(1)底板施工类本类型高层或较大型工程基础施工的特点是工序多工期长,一般情况下从挖土到基础底板混凝土浇筑完毕的工序为:①挖土⇒②钎探⇒③混凝土垫层⇒④底板外围防水层保护墙⇒⑤找平层⇒⑥养护⇒⑦防水层⇒⑧保护层⇒⑨养护⇒⑩帮扎底板钢筋⇒○11浇筑底板混凝土。
工期约一个月左右。
为此,对基础应采取防冻措施。
例1:某工程混凝土底板在平均气温为T m,a = -4℃下施工,从开始绑底板钢筋至浇筑混凝土预计t =30d 。
地基土上层为亚粘土,地下水位较高。
施工时采用井点降水方法,降水后水位离坑底约50cm ,为冻胀性土。
问应采取怎样的措施才能防止地基土受冻。
解:由于该工程地下水位较高,即使换成粗颗粒土,由于有充分的补水条件,亦具有较强冻胀性。
土力学与地基基础A 卷参考答案一、选择题(10分)1、 B ;2、A ;3、D ;4、B ;5、C二、填空(20分)1、3m ;0.5m ;)5.0()3(-+-+=d b f f m d b ak a γηγη;2、标准;基本3、沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜;4、摩擦型桩、端承型桩5、1%、3、s Q -;6、辗压(夯实)、换填垫层、排水固结、振密挤密、置换及拌入、加筋(写出其中四个即可)7、1.0、液限三、简答题(15分)1、答:(1)地基土均匀性较差,上部结构可能产生较大不均匀沉降;(2)建筑物平面形状复杂或长宽比较大时;(3)楼层数相差超过2层时;(4)同一建筑物荷载相差较大时,以上情况可以考虑在建筑物的特定部位设置沉降缝,以有效地减小不均匀沉降的危害。
2、答:群桩中的单桩称为基桩;端承型群桩基础、摩擦型群桩中当桩数少,桩中心距较大时,以及嵌岩桩,都可以不考虑群桩效应。
3、答:基本假定:基础板与地基土相比为绝对刚性,基础的弯曲挠度不致改变地基压力;基础压力分布呈直线或平面分布,其重心与作用在板上的荷载合力作用线相重合。
模型:柱脚视为条形基础的铰支座,条形基础为连续梁。
四、问答题(20分)1、答:复合地基是桩体与桩周围土共同作用,共同承担上部荷载,是地基处理方法中的一种方法;桩基础一般仅仅认为只有桩承担上部荷载,桩周围土不承担荷载,是基础中的一类基础。
2、 答:无筋扩展基础指用砖、毛石、混凝土、毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的墙下条形基础或柱下独立基础,其抗压性能较好,而抗拉、抗剪性能较差。
扩展基础指墙下钢筋混凝土条形基础和柱下钢筋混凝土独立基础,其抗压性能较好,抗拉、抗剪性能也较好。
无筋扩展基础设计时,必须规定基础材料强度及质量、限制台阶宽高比、控制建筑物层高和一定的地基承载力,一般不需要进行繁杂的内力分析和截面强度计算。
五、计算题(35分)1、解:持力层承载力验算埋深范围内土的加权平均重度31/5.130.28.0)1019(2.15.16m kN m =⨯-+⨯=γ 持力层承载力设计值:kPa f a 4.167)5.02(5.136.10150=-⨯⨯++= 基础及回填土重:kN G k 3006.26.3)8.0102.120(=⨯⨯⨯+⨯= m G F M e k k k k 1.03001000150=+=+= 持力层承载力验算:a k k k f kPa A G F p <=⨯+=+=(9.1386.26.33001000,满足) ⎩⎨⎧>=<=⨯±⨯=±=07.1159.2002.11.162)6.31.061(9.138)61(maxmin kPa kpa f kPa l e p p a k k k k ,满足 2)软弱下卧层强度验算:软弱下卧层顶面处自重应力:kPa p cz 548.3)1019(2.15.16=⨯-+⨯= 软弱下卧层顶面以上土的加权平均重度3/8.100.28.3)1019(2.15.16m kN m =⨯-+⨯=γ 淤泥质粘土:kPa f az 6.133)5.05(8.100.185=-⨯⨯+= 软弱下卧层顶面处的附加应力:)tan 2)(tan 2()(1θθz b z l d r p lb p m z ++-= kPa 1.33)23tan 326.2)(23tan 326.3()0.25.139.138(6.26.300=⨯⨯+⨯⨯+⨯-⨯⨯= 验算:az z cz f kPa p p <=+=+1.871.3354 ,故满足要求。
t2L tL t3L成都交大工程项目管理有限公司检测一所 地基基础检测内部培训考核试卷(A)(满分100分,闭卷考试,时间90分钟)姓名: 分数:选择题(每题1分,共100题)1、变形模量是在现场进行的载荷试验在( )条件下求得的. a 、无侧限b 、有侧限c 、半侧限d 、无要求2、低应变设备检定试验的检定时间一般为( )。
a 、3个月b 、1年c 、2年d 、3年3、低应变试验中,对于灌注桩和预制桩,激振点一般选在桩头的( )部位。
a 、1/4桩径处 b 、3/4桩径处 c 、桩心位置 d 、距桩边10cm 处4、桩身混凝土纵波波速C 的公式为( )。
a 、C =2L/Tb 、C =c 、C =d 、C =5、一块试样,在天然状态下的体积为210cm 3,重量为350g,烘干后的重量为310g ,设土粒比重Gs 为2.67。
(选做2道小题) (1)该试样的密度ρ=( )。
a 、1.67b 、1.48c 、1。
90d 、1.76(2)含水率ω为( ). a 、11.4%b 、12。
9%c 、19。
2%d 、14。
1%(3)孔隙比e为( ).a、0。
45b、0。
68c、0.81d、0.74(4)饱和度Sr为().a、43%b、34%c、51%d、47%6、某土样的液限ωL为37.4%,塑限ωP为23。
0%,天然含水率ω为27.0%,问该土处于()状态。
a、坚硬b、可塑c、流塑7、粒径大于0.075mm的土粒含量小于50%,土的塑性指数小于或等于10,则该土属于( )。
a、砂土b、粘性土c、粉土d、淤泥质土8、桩基静载试验中慢速维持荷载法沉降相对稳定标准为:在每级荷载作用下连续二次每小时桩的沉降量一般不超过()。
a、0。
01mmb、0。
01mc、0.1md、0。
1mm9、某工程,经单桩静载试验测得三根桩的单桩极限承载力实测值分别为900kN、1000kN、1200kN,则单桩竖向极限承载力统计值为().a、900kNb、1000kNc、1033kNd、无法确定10、某预制桩工程,承受长期水平荷载且桩不允许开裂,检测时,采用慢速维持荷载法进行水平推力试验,3根受检桩的临界荷载值分别为190kN、200kN、210kN,该工程单桩水平承载力特征值为( ).a、190kNb、200kNc、210kNd、160kN11、某灌注桩工程,进行低应变试验时,检测结果表明,桩身存在明显缩径,对桩身承载能力有影响,该桩完整性类型为()。
11版《冬施规程》讲座——A.地基基础部分——修编时间2011-11-27A.1施工过程地基土防冻计算A.1.1 基本计算式(1)防冻材料厚度计算保温材料所需厚度h F按公式(A.1.1-1)计算h F=H/β(A.1.1-1)《规程C.0.1》式中H——按公式(A.1.1-4)计算的冻深(cm);β——地基冻结速度与保温材料冻结速度比值的系数,见表C.0.1和水的),其值接近于1。
其它保温材料或复盖物的β值可参照公式(A.1.1-2)计算。
β=α·θ(A.1.1-2) 式中:α——被保温地基土种类系数:砂土0.059;轻亚粘土0.057;亚粘土0.048;粘土0.030θ——保温材料热工性能系数;θ=(C·γ/(3.6·λ))0.5(A.1.1-3)λ——保温材料导热系数,W/(m·K;)C——保温材料热容量,kJ/(kg·K)γ——保温材料密度,kg/m3(2)地基土冻结深度H的计算在预计受冻期间内的冻结深度按(1.2.1)式估算(无保温自然状态)。
H=60(4P-P2) (A.1.1-4) 式中:H-—冻结深度,cm;P――P=Σzt/1000,Σzt――预计受冻期间的“度天积”总和。
A.1.2 防冻计算类型(1)底板施工类本类型高层或较大型工程基础施工的特点是工序多工期长,一般情况下从挖土到基础底板混凝土浇筑完毕的工序为:①挖土⇒②钎探⇒③混凝土垫层⇒④底板外围防水层保护墙⇒⑤找平层⇒⑥养护⇒⑦防水层⇒⑧保护层⇒⑨养护⇒⑩帮扎底板钢筋⇒○11浇筑底板混凝土。
工期约一个月左右。
为此,对基础应采取防冻措施。
例1:某工程混凝土底板在平均气温为T m,a = -4℃下施工,从开始绑底板钢筋至浇筑混凝土预计t =30d 。
地基土上层为亚粘土,地下水位较高。
施工时采用井点降水方法,降水后水位离坑底约50cm ,为冻胀性土。
问应采取怎样的措施才能防止地基土受冻。
解:由于该工程地下水位较高,即使换成粗颗粒土,由于有充分的补水条件,亦具有较强冻胀性。
故不宜采取换土方法,拟选用加厚垫层且改为陶粒混凝土,现求其需要的厚度h F 。
P =1000zt ∑=1000-4][30⨯=0.12 H=60(4P-P 2)=28cm由《冬施手册》查得陶粒混凝土的有关数据:γ=1600kg/m 3,λ=0.84W/(m·K)c=1.05kJ/(kg·K) 按式(A.1.1-3):λγθ6.3⋅C ==84.0×6.31600×05.1=23.6 运用式(A.1.1-2):对亚粘土α=0.048 代入得:β=θ·α =23.6×0.048=1.13所需陶粒混凝土厚度 h F =β2Z =13.128=24.8cm 考虑到地基土水份充足,垫层处于潮湿环境,保温性能有所降低,故选用30cm 厚陶粒混凝土垫层。
(2)因故停工类例2:北京地区某工程基础在1月20日挖完后,需要停10天,为了防止土壤冻结用草帘保温复盖。
地基土为亚粘土,试计算需盖草帘厚度。
解:按公式(A.1.1-4)计算土壤在负温下暴露10天的冻结深度,根据天津一月下旬的平均气温为-5.0℃,故 ∑zt =10×|-5.0|=50℃·d P=Σzt/1000 H=60(4P-P 2)=60(4×0.05-0.0025)=11.9cm求草帘复盖厚度,按公式(1.2.1)计算,由表C.0.1查得β值为2.0,则h F =H/β=11.9/2.0=5.95≈6.0cm 。
例3:哈尔滨某工程,土质为亚粘土,11月下旬施工。
基础挖掘后,砼因故未按计划供应,预计需拖期7天。
拟采取干砂保温基土,求需铺设干砂的厚度? 解:根据哈尔滨市地区历年气象用资料,查得11月下旬平均气温为-7.9℃,则 ∑zt=7×|-7.9|=55.3℃·d P=55.3/1000=0.0553 H =60(4P-P 2)=60(4×0.0553-0.05532)=13.1cm 查《冬施手册》砂(建筑用砂):λ=0.58W/(m·K); C =1.01kJ/(kg·K);γ=1500kg/m3(手册值1600kg/m3)以上参数代入式(A.1.1-3)得θ=(C·γ/(3.6·λ))0.5=(1.01·1500/(3.6·0.58))0.5=26.9 亚粘土α=0.048代人公式(A.1.1-2) β=α·θ=0.048×26.9=1.29砂需铺设厚度h F=H/β=13.1/1.29=10.2cm 取用铺10cm干砂复盖。
(3)越冬类例4:哈尔滨市某大学图书馆工程,采用钢筋混凝土板式基础,厚lm,混凝土垫层10cm;于10月末钢筋混凝土基础施工完毕,停工至次年4月续建。
为防止基础冻结,需采取人工保温防冻措施。
查建筑地区工程地基土为亚粘土,地下水位较深。
由于建筑物的地基面积大,从防火、经济和保温材料货源等条件出发,决定采用未冻结的松散亚粘土复盖保温,需计算铺设的松土厚度。
解:1.计算钢筋混凝土板式基础和混凝土垫层的保温作用(1)计算冻结速度系数β:由《冬施手册》查得的混凝土导热系数λ=1.74W/(m·K)热容量C=0.92kJ/(kg·K)。
密度γ=2500kg/m3,代人公式(A.1.1-3)得:θ=(C·γ/(3.6·λ))0.5=(0.92·2500/(3.6·1.74))0.5=19.2再代人公式(A.1.1-2) β=α·θ=0.048×19.2=0.92(2)由于垫层和底板的复盖作用由基本计算式(A.1.1-1) h F=H/β得:对地基土冻深的减少值为:H=β·h F=0.92(1.0+0.10)=1.01m2. 计算需铺设松土层的厚度(1)根据哈尔滨市历年气象资料查得最大冻结深度为1.97m,由于混凝土垫层和钢筋混凝土底板的复盖保温作用,在越冬期内基土冻深值为:Z2=1.97-1.01=0.96m(2)为防止基土受冻,需要填的松土层厚度的计算,由表C.0.1查得:冻结速度系数β=1.20(松土/亚粘土),代人公式(A.1.1-1)h F=H/β=0.96/1.2=0.80m考虑松土回填时,由于面积大,在操作过程中,可能局部被踩实。
为安全越冬回填松土层厚度取用0.85m,相当于回填密实土的厚度。
对于在钢筋混凝土底板浇筑以前,由于垫层混凝土的防冻作用甚微,应根据土的冻胀性及绑扎钢筋时间的长短,进行防冻计算和采取措施。
一般可采取降水换土或采用导热系数较小的陶粒混凝土等类垫层,同时增加垫层厚度,亦可采用重锤夯实,暖棚法等。
A.2越冬底板的最小厚度钢筋混凝土筏基入冬前施工完毕,因故不能继续施工,需要越冬,不需作任何防冻处理的底板最小厚度的计算,详见以下例题。
例5:试计算北京越冬底板的最小厚度,已知条件:地基土为亚粘土,地下水较深,可不考虑其影响(若地下水位较高,取β=1),气温:月平均气温:12月-3℃,1月-4.7℃,2月-2.5℃解:查有关资料,混凝土比热C=0.92KJ/(kg·K),混凝土密度γ=2500kg/m3,混凝土导热系数λ=1.75W/(m·K ),根据国家有关资料查得北京大部分地区冻深Zo=0.8m 。
由公式(A.1.1-3) λγθ6.3⋅C ==74.16.3250092.0⨯⨯=19.2 对于亚粘土α=0.048则β=α·θ=0.048×19.2=0.92 根据公式(A.1.1-1) h F =β2Z cm Z 8792.08092.00=== 对于底板下有混凝土垫层、防水层等l7cm 厚。
所以底板最小厚度t min =87-17=70cm 。
例6:试求哈尔滨(市区)越冬底板的最小厚度。
解:已知哈尔滨Zo=1.97m1.当地基为非冻胀性土时,越冬时可不考虑底板的最小厚度。
2.当地基为冻胀类土时,可根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)考虑扣除允许残留冻土层厚度的规定进行计算。
为便于计算,将冻胀性地基土按其冻胀类别分为4类(1~4),根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)附录G 表G .0.2建筑基底下允许残留冻土层厚度h max ,经回归后得:h max =0.72X -0.75 (A.2.1-1)式中 X —地基土冻胀类别,弱冻胀土X =1,冻胀土X =2,强冻胀土X =3,特强冻胀土X =4。
按式(1.5)算得见下表:(1)冻胀土 根据上述资料,对于地基土为冻胀土在哈尔滨混凝土底板越冬的最小厚度:t min =(z 0-h max )/0.92=(1.97-0.43)/0.92=1.67m ,减去板下垫层和防水层等厚度约0.17m ,则底板最小厚度=1.67-0.17=1.5m (2)弱冻胀土 同理,对于地基土为弱冻胀土在哈尔滨混凝土底板越冬的最小厚度:t min =(z 0-h max )/0.92=(1.97-0.72)/0.92=1.36m ,减去板下垫层和防水层等厚度约0.17m ,则底板最小厚度=1.36-0.17=1.19m 。
A.3基础在土体冻力作用下垂直方向的稳定性A.3.1 冻切力作用下的稳定性垂直作用于基础侧表面的水平冻胀力,加上基础与冻土间的冻结强度,使基础随着土体的冻胀变形而产生向上位移的拔力,称为作用于基础侧表面的冻切力。
如果对浅埋基础采取措施,消除其法向冻胀力影响,而使基础只受有切向冻胀力的作用,见图A.3.1-1和图11-7。
图A.3.1-1冻切力示意图图11-6中K d为地基土的平均冻胀率,系指野外实测提供的含水率数据,也可以根据地质资料提供的土层构成与含水率按公式(A.3.1-1)计算,然后取其加权平均值。
K d=A(W-W p) (A.3.1-1)式中A—系数,当无水源补给时取0.8,有水源补给时取1.5;W—土的天然含水率;W p—土的塑限。
图中h为自天然地面至冻结面的深度(=Z0,cm)基础的稳定性必须符合下列条件:2000στ·Z≤P (A.3.1-2) 式中:P——作用于基础上的常驻荷载N/m;Z——基础埋深mm;στ——冻切力N/mm2。
由于στ沿深度分布不均匀,故采用平均值,στ取值:(1) 由图11-6虚线曲线根据K d查取,也可按以下计算式计算;(2) 计算式:στ=0.05·1nk d (A.3.1-3)若计算不符合式(3.1.1)时,可采取以下措施:(1)根据土的冻胀性大小,在基础侧面预留50~150mm空隙,并填以非冻胀松散物料如干砂、砾石、炉渣等。