锚碇深基坑排桩冻土墙围护结构的冻胀力研究
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试论建筑物基础的冻胀及防冻技术措施摘要:我国地域辽阔,各地区气候差异较大,因此在一些寒冷地区,由于气候的原因就会导致冻土的形成,也就是土体冻胀,土体冻胀会导致建筑物基础受到破坏,影响建筑物的使用期限,同时也对人类居住安全带来威胁。
因此,本文首先介绍了建筑基础及冻土的概念,随后对基础冻胀表现及冻胀力的形成做简要分析,最后根据冻土对建筑物产生的破坏特征,提出相应的防冻技术措施,意在为寒冷地区地基施工提供参考借鉴。
关键词:建筑物基础;冻胀;防冻技术措施在我国主要存在冻土的地区是青藏高原以及东北、西北等地,由于气候严寒,这些地区广泛的分布着多年冻土以及季节性冻土。
冻土在我国约占总面积的75%左右,其中多年冻土为21.5%,其余则是季节性冻土[1]。
无论是多年冻土或是季节性冻土都对建筑物的寿命造成严重的危害,例如,黑龙江位于我国东北部,在冬季时经常会发生土体冻胀现象,潮湿的土体遇冷后凝固,产生向上的应力导致土体冻胀,而在春季到来之时,冻土吸取热量而融化,导致土体下沉,如此周而复始。
虽然形成多年冻土和季节性冻土的地质条件不同,但形成的过程是一样的,都会对建筑物的基础造成破坏,因此,如何防范以及采取相应的防冻技术措施就显得尤为重要。
一、建筑物基础以及冻土的概念1.建筑物基础通常来说,建筑物基础就是指建筑物埋在地下的部分,它是将作用在建筑上的荷载以及建筑物自身的重量传给地基的一个桥梁[2]。
因此,基础施工的质量好坏,直接关乎建筑物的安全使用性能,若基础建造不好则会引发建筑物的不均匀沉降,致使建筑物墙体出现裂缝,严重影响建筑物使用的安全性。
2.冻土的概念冻土一般分为两种,即多年冻土和季节性冻土。
多年冻土是连续3年以上,常年在0℃以下长期处于冰冻状态的土质。
季节性冻土是在冬季低温状态下冻结,在夏季高温状态下解冻则称为季节性冻土。
一般含水的土体和岩石,自身都含有一定水分,这也称之为天然含水量,地基基础设计规范GBJ7-89中用(W)来表示。
780 引言我国社会的快速发展及经济的迅速增大,城市化的扩展面也越来越大。
城市内和城市扩张的外建筑越建越高,基坑开挖也越来越深,对基坑支护要求也是一种挑战。
建筑内2~3 层的地下室或地下车库也成了当代城市建筑的标准配置。
城市建筑和人口密度也是越来越大,深基坑支护成为城市高层建筑的难点和要点。
深基坑和基坑周边环境安全,与选用相应的基坑支护结构合适的施工工艺和采取相对应的监测手段至关重要。
1 工程概况拟建的长沙市内某基坑支护工程,位于湖南省长沙市雨花区桂花路与东二环线交汇处西北角,高桥大市场西侧,交通便利。
基坑支护进场前,已进行场地内的遗留建筑物拆除,和部分的场地平整,所以场地内高差小,整体相对平整。
项目由2栋住宅楼、1栋商业办公综合楼、2~3层裙楼组成,住宅为地上45层;商业办公综合楼地上34层,地下3层,建筑基础拟采用桩基础,基坑深度为12.0~13.5m。
此基坑支护工程周边环境较复杂,场地西邻京广铁路,用地红线距京广线最近距离约16.50m;且每日经过的列车数量多;北侧为现状建筑(6~7F),用地红线距离建筑最近约17.6m;为20年外的老旧市场综合小区,小区内1F 为对外经营商铺及小型加工厂,2F 以上为住宅;场地东侧临近二环线-长沙大道匝道,用地红线距匝道边线最近距离约14.00m,为长沙市内的主要环城交通要道;南侧临近长沙大道的高架路段,用地红线距离长沙大道边线最近距离约13.00m,长沙大道与二环线内相交叉的高架路段下有市民的休闲健身公园及一些城市管理单位临时场所,人员相对密集。
基坑开挖前场地平坦,根据地勘报告地层有:杂填土(Q4ml),回填年限20年以上,层厚0.50~4.30m,平均厚度:2.30m,层底标高为33.21~35.99m。
粉质黏土(Q3al+pl)层厚1.30~5.20m,平均厚度:3.51m,层底标高为29.32~33.93m。
粉土(Q3al+pl)层厚0.90~4.50m,平均厚度:2.29m,层底标高为27.81~29.77m。
深基坑桩锚支护的受力与变形研究【摘要】鉴于桩锚土相互作用的影响,结合实际工程,探究深基坑桩锚支护结构受力与变形的特征。
经过研究表明,对桩锚支护结构受力和变形特性存在较大影响的包括:土层锚杆、支护桩的刚度、被动区土的“m”值以及分步开挖深度四个方面,其中土层锚杆起主要性作用。
【关键词】深基坑;桩锚土;受力;变形1.引言土层锚杆、护坡桩、腰梁和冠梁四个部分共同组成桩锚支护体系。
如果基坑地下水位比较高,支护桩后必须有防渗堵漏的水泥土等,以确保万无一失,它们之间相互联系、相互作用、相互影响,缺一不可,共同形成一个整体。
现如今,世界各地深基坑的深度由原来的几米到现在的几十米,桩锚支护结构不仅得到了广泛的应用而且获得显著的经济效益。
尽管如此,其中也有许多失败惨痛的教训,因此,提高基坑支护设计水平,对桩锚支护的影响因素进行分析与探讨是必不可少的。
根据实际经验与实际工程,本文主要利用桩土锚相互作用对深基坑支护的受力与变形进行研究。
2.基坑基本情况本文分析的对象为某科技大楼深基坑。
基坑内的土层为中等硬度土。
基坑开挖深度为12.24~15.44m,3层地下室,基坑面积大约为1530.0m2。
一桩一锚,所以基坑支护采取的是桩锚结合的型式,并且采用了直径为1.0m的人工挖孔作为支护桩。
采用二次压力注浆锚杆,预应力锚固。
3.桩锚支护的受力与变形特性的计算分析与研究土压力的计算分析模式有很多种,目前主动区采用修正Teshebotarioff模式计算分析土压力,被动区采取“m”法值计算土压力。
并且土压力与土体位移有关联,因此,应根据实验值确定计算过程中的土压力与土体位移的联系。
3.1分步开挖受力与变形特征图1表示分步开挖时支护结构受力和变形特性。
支护桩顶位移的测试值与计算结果比较接近,所以,此次的计算结果相对有效与合理。
分析各步开挖情况得知,每开挖一步,支护桩位移就会有所增加,并且第一步开挖增加幅度最大,如图1(a)。
所以,应该尽量减少第Ⅰ步开挖在实际基坑开挖的幅度。
第28卷 增刊 岩 土 工 程 学 报 Vol.28 Supp. 2006年 11月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Nov., 2006 润扬长江公路大桥南汊悬索桥南锚碇基础基坑围护设计裴 捷,梁志荣,王卫东(上海申元岩土工程有限公司,上海 200011)摘 要:润扬长江公路大桥是目前国内跨度最长的悬索桥,它的锚碇基础也是目前国内最大的。
南锚碇基础深基坑支护采用了钻孔灌注桩排桩加多道支撑挡土,2 m厚冻土薄壁隔水的新型设计和施工工艺,称为排桩冻结法。
这种方法是国际首创,必然面临许多未知问题和挑战。
其中主要是冻胀和冻胀力,开挖后产生的温度应力和锚体混凝土的设计等问题。
通过一系列的研究和工程实测,得到了若干初步结论。
关键词:排桩冻结法;冻胀;冻胀力;温度应力中图分类号:TU753 文献标识码:A 文章编号:1000–4548(2006)S0–1541–05作者简介:裴 捷(1945–),男,上海人,工学博士,教授级高级工程师,主要从事岩土工程地基基础理论研究。
Enclosing construction design of south anchor cushion foundation pit in Run-YangChangjiang River Road Suspension BridgePEI Jie, LIANG Zhi-rong, WANG Wei-dong(Shenyuan Geotechnical Engineering Co., Ltd., Shanghai 200011, China)Abstract: Run-Yang Changjiang River Road Bridge is the longest suspension bridge and its anchor foundation is also the largest in China at present. Filling piles and multilayer support and new design and execution technique of 2-m thick frozen soil thin wall water gushing are adopted in South Anchor Cushion Foundation Pit, namely the freezing method of row piles. The method is first brought forward internationally, so many problems and challenges would be met, such as frost boiling and frost boiling force, temperature stress after excavation and concrete design of anchor cushion. Some primary conclusions are drawn through a series of researches and actual measurement.Key words: freezing method of row piles; frost boiling; frost boiling force; temperature stress1 设计特点和难点润扬长江公路大桥由南汊悬索桥和北汊斜拉桥组成。