高层建筑地基加固的几种有效施工技术

【】高层建筑地基是高层建筑结构体系最重的组成部分,它涉及到整个高层建筑结构安全与经济等重大问题。目前,我国现存着很多高层建筑密集,地震烈度高,工程地质差等的大城市,高层建筑的体型也日趋复杂。所有这些因素,都给高层建筑地基的合理设计,尤其是优化设计增加了难度。因此我们从以往的设计经验中总结经验,来设计出加固的高层建筑地基。
【关键词】高层建筑地基;有效;技术

1.高层建筑地基设计的主依据和基本求
1.1设计时的主依据
影响高层建筑地基设计的因素有很多,很复杂,如结构上的作用、岩土工程勘察资料、抗震设防求、
上部结构类型、地下室层数、建筑竖向布置和水平布置(主楼与裙房)等,依据这些因素全面分析地基设计的安全性、合理性及经济性。特别应该强点的是,岩石工程的勘察报告必须真实可靠。
1.2设计时的基本求
高层建筑地基设计的求比较严格、复杂,涉及的问题很多,如地基的稳定性,结构的整体稳定性,结构的整体抗倾覆能力,结构抗滑移能力,天然地基的竖向承载力,桩基的竖向承载力和抗震水平承载力,天然地基的变形计算、桩基的沉降计算和水平变位的设计,基础结构的承载力计算,基础结构的变形、抗裂、裂缝宽度的计算。特别强调的是这些设计求,一方面在定性设计及概念设计方面满足求,另一方面需进行复杂的精确计算满足承载力和变形的求,在计算广泛应用的今天,以变形控制设计地基是完全有可能的。
2.高层建筑地基加固的几种有效技术
2.1设置沉降缝
2.1.1沉降缝的原理
沿高层建筑主、裙楼交接处设沉降缝。沉降缝自上而下(基础也断开)将主楼和裙楼分隔成各自独立的结构单元,相邻结构单元之间的差异沉降并不相互影响,不会由此产生结构内力。
主楼的沉降量一般比裙楼的沉降量大,基础施工前可先分别估算主楼单元及裙楼单元各自的沉降量,在施工时适当调高主楼楼面相对高度和适当高低裙楼楼面相对高度,使两者在经历了整个沉降过程后变为一致。
2.1.2沉降缝的构造
沉降缝的宽度一般为100mm,并且应符合沉降缝的求。有盖板覆盖,缝顶处覆盖密实,防止雨水渗入。
2.1.3沉降缝的优点
沉降缝的优点在于设计思路简单,无需考虑抵抗不均匀沉降引起的结构内力。
2.2设置施工后浇带
2.2.1施工后浇带的原理
后浇带的位置通常设在主楼和裙楼交接处附近结构受力较小的部位(如梁、板的反弯点处)。在分别浇筑主楼和裙楼主体单元时,从基础梁到上部结构的梁和板都预留出施工后浇带,待主楼和裙楼的主体分别完工后,再用膨胀混凝土将两部分连接起来,使两侧地梁、上部梁和板连接成一个整体。
2.2.2施工后浇带的构造
后浇带宽度一般为700~1000mm,实践中较多采用1000mm。后浇带处钢筋可断也可不断。后浇带一般做成企口式,无论何种形式,后浇带在补浇混凝土前必须凿毛并清理干净。后浇带从预留到浇筑的时间当然越长越好,但为了施工期间不影响设备安装,一般不应少于40天,最宜60天。
2.2.3施工后浇带的填充
后浇带的填充材料宜采用浇筑水泥、微膨胀水泥或普通水泥加铝粉等配制的混凝土。当施工现场缺乏这类水泥时,也可采用普通水泥混凝土,但求混凝土强度等级比原来高一级,潮湿养护不少于15天。
2.2.4施工后浇带的优点
施工浇带的优点就是在于完全解决了设缝的弊端。
2.3设置CFG桩
2.3.1CFG桩根据本场地的工程地质条件,设计求如下
(1)桩径为□400mm,等边三角形布桩,桩心距为1.3m,基础外缘每边不少于一排护桩。
(2)桩长平均为17m,以残积粉质粘土作持力层,进入持力层1m以上。
(3)施工桩顶标高为-6.9m(完工后需挖掉桩头1m)。基础下铺设30cm厚砂石垫层。
(4)设计桩身强度为C18。
(5)处理后复合地基承载力标准值!400kPa。
(6)设计布桩972根,置换率约10%。
(7)搅拌好的混合料坍落度为3~5cm。
(8)成桩时拔管速度为1.2~1.3m/min。
2.3.2CFG桩的施工
施工机械为DZ-55型振动沉管打桩机,采取连续施打方式成桩,桩长以贯入度控制为主,桩底标高控制为辅。
2.3.3施工工艺
(1)桩机进入现场,根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度,并进行设备组装、调试。
(2)放线布设CFG桩桩位。
(3)桩机就位,调整沉管与地面垂直,确保垂直度偏差1%。
(4)启动马达沉管到符合设计求的深度标高,停机。
(5)沉管过程中做好记录,每沉1m记录电流表的电流一次,并对土层变化予以说明。
(6)停机后立即向管内投料,直到混合料与进料口齐平。混合料按设计配比经搅拌机加水拌和,拌和时间!2min。加水量按坍落度3~5cm控制,成桩后浮浆厚度15cm为宜。
(7)沉管拔出地面,确认成桩符合设计求后用粒状材料或湿粘性土封顶,然后移机进行下一根桩的施工。
(8)施工过程中,抽样做混合料试块,一个台班做一组(3块),试块尺寸为15cm*15cm*15cm,用作测定28天后的抗压强度。
(9)施工过程中应随时做好施工记录,并在成桩过程中随时观察地面升降和桩顶上升。
2.4设置土工加筋
2.4.1土工加筋设计点
主楼和裙楼地基为整体基础,砂石垫层中加筋的主作用是加强垫层的稳定性,减少地基因承重不均而产生变形,发生不均匀沉降。
2.4.2土工加筋施工程序
基底处理一加筋带测量定位一铺压第一层砂石垫层一铺设土工筋带一铺压第二层砂石垫层一重复铺筋带、铺压砂石垫层至完成设计求。
2.4.3土工加筋施工工艺
基底处理一筋带测量定位,标高测量一铺填第一步砂石垫层一碾压至求的干密度一铺中粗砂一铺土工加筋带并固定一接头和交叉点固定U形钢钉一铺中粗砂一铺填第二步砂石垫层一碾压至求的密度一重复上述工艺直至完成设计求的加筋层数和垫层厚度。
3.结语
上述几种处理高层建筑地基加固的施工方法,各自有自己的优点,在实际工作中应采何种方法较为合理,因事制宜,根据地质条件、经济成本、工期等因素综合考虑。只考虑得当,总会选出最佳的处理方案的。

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