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[分享]结构设计需要控制的11个比值

dygw362 发表了文章 • 0 个评论 • 1815 次浏览 • 2016-06-17 14:55 • 来自相关话题

结构设计工作中,很多指标的控制是通过参数的比值来实现的,这些指标有承载能力、延性、刚度、变形、规则性、稳定性等,通过对一些参数比值内涵的研究,明确相关的概念,设计工作中结合模型的分析计算,运用正确的手段、方法,对建筑结构进行优化、调整,使结构体系更好的满足规范中的设计要求,达到少走弯路的目的,使得结构设计工作有规律可循,不再难做。 1、轴压比: 定义:轴压比指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值;可不进行地震作用计算的结构,取无地震作用组合的轴力设计值【抗规第6.3.6】; 轴压比指柱考虑地震组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值【高规第6.4.2条】 墙肢轴压比指墙的轴压力设计值与墙的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值【抗规第6.4.2条】。不计入地震作用组合(条文说明) 目的:主要为控制结构的延性。 注意:应按规范要求对结构地震作用进行调整:特殊结构地震作用下内力调整、0.2Q0调整、墙柱弱梁、强剪弱弯调整等等(程序可自动完成),短柱的调整。 2、剪重比 定义:结构任一楼层的水平地震剪力与该层及其以上各层总重力荷载代表值的比值; 抗规:5.2.5 抗震验算时,结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求: 高规:4.3.12条多遇地震水平地震作用计算时,结构各楼层对应于地震作用标准值的剪力应符合下式要求: 内涵:是反应地震作用大小的重要指标,主要为控制各楼层最小地震剪力,确保结构安全性,在某种程度上反映了结构的刚柔程度,剪重比应在一个比较合理的范围内。剪重比太小,说明结构刚度偏柔;剪重比太大,说明整体结构偏刚,会引起很大的地震力,不经济。 抗规表5.2.5给出了楼层最小地震剪力的要求,当不满足时,应优化设计方案、改进结构布置或调整结构总剪力和各楼层的水平地震剪力,使之满足要求。 地下室由于受回填土的约束作用,可以不考虑剪重比调整。 3、刚度比 定义:结构楼层与其相邻上层的侧向刚度的比值。 目的:主要为控制结构竖向的规则性,以免竖向刚度突变,形成薄弱层, 分类:PKPM系列软件提供了三种刚度比的计算方式:分别是剪切刚度,剪弯刚度和地震作用与相应的层间位移比。剪切刚度主要用于底部大空间为一层的转换结构及对地下室嵌固条件的判定;剪弯刚度主要用于底部大空间为多层的转换结构;地震作用与层间位移比,通常绝大多数工程都可以用此法计算刚度比,也是软件的缺省方式。 高规:第3.5.3条A级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的80%,不应小于其相邻上一层受剪承载力的65%. 注意:层刚度比要有层的概念,对如坡屋面的顶层、体育馆、看台、工业建筑等,可不考虑层刚度特征;对多塔结构,刚度的计算应把地盘切开,只保留与该塔相连的2~3跨的底盘结构;对错层结构或带夹层的结构,层刚度可能得不到合理的计算结果;受剪承载力的计算与混凝土强度、实配钢筋面积等因素有关。 实现途径:程序自动计算楼层刚度比,来决定是否采用1.15(1.25)的楼层剪力增大系数;对特别明显的薄弱层(如框支结构的转换层)应强制制定为薄弱层,并乘以1.15(1.25)的剪力增大系数。 4、刚重比 定义:结构刚度与重力荷载之比 目的:主要为控制结构的整体稳定性,以免结构产生滑移和倾覆 。 高规:第5.4.2及5.4.4条对刚重比作了相关规定,应根据刚重比的大小,判断是否需要考虑重力二阶效应的影响;判断结构的整体稳定性是否满足要求。 5、层间位移角(楼层最大位移与层高比) 定义:按弹性方法计算的风荷载或多遇地震标准值作用下的楼层层间最大位移与层高之比 。 目的:刚度控制指标,避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用要求 。 抗规:第5.5.1条和第5.5.5条作了相应规定。 高规:第3.7.3条和第3.7.5条作了相应规定。 注意:应在刚性楼板假定下计算;是否满足规范要求由设计人员判断。 电算:计算结果详见WDISP.OUT文件。 6、扭转位移比 (层间位移比) 定义:楼层最大杆件位移与平均杆件位移的比值;楼层竖向构件的最大层间位移与平均层间位移的比值。 目的:是控制结构扭转效应的参数,主要控制结构平面规则性,以免扭转对结构产生不利影响 。 抗规:第3.4.3;3.4.4条作了相关规定,在规定的水平力作用下,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),不大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍;扭转不规则时,应计入扭转影响,且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移平均值的1.5倍,当最大层间位移远小于规范限值时,可适当放宽。 高规:第3.4.5条作了相关规定。 延伸:判断扭转不规则时应按刚性楼盖的假定建模计算,刚性楼盖是指楼盖两端的位移不超过平均位移的两倍。位移计算必须假定刚性楼盖,构件计算可采用弹性楼盖。 要求:高层建筑验算位移比要考虑偶然偏心,多层建筑可以不考虑;位移比超过1.2时,需考虑双向地震作用。 措施:结构扭转问题的解决办法:对多层结构,加大周边构件,加大外墙柱和框架梁截面,尽量减小中柱截面;对高层建筑剪力墙尽可能布置在靠近周边。 7、周期比 定义:结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比Tt/T1。 目的:主要为控制结构扭转效应,减小扭转对结构产生的不利影响,周期比过大,说明该结构抗扭能力较弱,限制周期比的目的是是抗侧力构件的平面布置更有效合理,是结构不至出现过大的扭转。就是说周期比不是要求结构足够结实,而是结构布局合理。 规范:高规第3.4.5条对周期比作了相关规定,A级高度高层建筑不应大于0.9;B级高度的高层建筑、超过A级高度的混合结构及高规第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。 判断:一般情况下最大的平动系数对应的振动周期为第一平动周期T1,最大的扭转系数对应的扭转周期为第一扭转周期Tt. 注意:体育场馆、空旷结构和特殊的工业建筑,没有特殊要求的,一般不需要控制周期比;当高层建筑楼层开洞较复杂或为错层结构时,应选择强制刚性楼板假定来计算结构的周期比。 调整原则:结构抗侧力构件的布局均匀对称;增加结构周边的刚度;降低结构中间刚度。 8、质量比 目的:主要控制高层建筑质量沿竖向分布的规则性 。 要求:楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量的1.5倍。 规范:高规第3.5.6 条。 9、高宽比 目的:是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。 规范:抗规第5.5.1条和高规第3.3.2条。 10、长宽比 目的:主要控制结构的平面规则性,结构平面宜简单、规则 。 规范:高规第3.4.3条 11、有效质量比 目的:主要为控制结构的地震力是否全计算出来,与结构计算所取的振型个数有关,振型个数应满足振型参与质量达到90%所需的振型数。   查看全部
结构设计工作中,很多指标的控制是通过参数的比值来实现的,这些指标有承载能力、延性、刚度、变形、规则性、稳定性等,通过对一些参数比值内涵的研究,明确相关的概念,设计工作中结合模型的分析计算,运用正确的手段、方法,对建筑结构进行优化、调整,使结构体系更好的满足规范中的设计要求,达到少走弯路的目的,使得结构设计工作有规律可循,不再难做。
1、轴压比:
定义:轴压比指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值;可不进行地震作用计算的结构,取无地震作用组合的轴力设计值【抗规第6.3.6】;
轴压比指柱考虑地震组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值【高规第6.4.2条】
墙肢轴压比指墙的轴压力设计值与墙的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值【抗规第6.4.2条】。不计入地震作用组合(条文说明)
目的:主要为控制结构的延性。
注意:应按规范要求对结构地震作用进行调整:特殊结构地震作用下内力调整、0.2Q0调整、墙柱弱梁、强剪弱弯调整等等(程序可自动完成),短柱的调整。
2、剪重比
定义:结构任一楼层的水平地震剪力与该层及其以上各层总重力荷载代表值的比值;
抗规:5.2.5 抗震验算时,结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求:
高规:4.3.12条多遇地震水平地震作用计算时,结构各楼层对应于地震作用标准值的剪力应符合下式要求:
内涵:是反应地震作用大小的重要指标,主要为控制各楼层最小地震剪力,确保结构安全性,在某种程度上反映了结构的刚柔程度,剪重比应在一个比较合理的范围内。剪重比太小,说明结构刚度偏柔;剪重比太大,说明整体结构偏刚,会引起很大的地震力,不经济。
抗规表5.2.5给出了楼层最小地震剪力的要求,当不满足时,应优化设计方案、改进结构布置或调整结构总剪力和各楼层的水平地震剪力,使之满足要求。
地下室由于受回填土的约束作用,可以不考虑剪重比调整。
3、刚度比
定义:结构楼层与其相邻上层的侧向刚度的比值。
目的:主要为控制结构竖向的规则性,以免竖向刚度突变,形成薄弱层,
分类:PKPM系列软件提供了三种刚度比的计算方式:分别是剪切刚度,剪弯刚度和地震作用与相应的层间位移比。剪切刚度主要用于底部大空间为一层的转换结构及对地下室嵌固条件的判定;剪弯刚度主要用于底部大空间为多层的转换结构;地震作用与层间位移比,通常绝大多数工程都可以用此法计算刚度比,也是软件的缺省方式。
高规:第3.5.3条A级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的80%,不应小于其相邻上一层受剪承载力的65%.
注意:层刚度比要有层的概念,对如坡屋面的顶层、体育馆、看台、工业建筑等,可不考虑层刚度特征;对多塔结构,刚度的计算应把地盘切开,只保留与该塔相连的2~3跨的底盘结构;对错层结构或带夹层的结构,层刚度可能得不到合理的计算结果;受剪承载力的计算与混凝土强度、实配钢筋面积等因素有关。
实现途径:程序自动计算楼层刚度比,来决定是否采用1.15(1.25)的楼层剪力增大系数;对特别明显的薄弱层(如框支结构的转换层)应强制制定为薄弱层,并乘以1.15(1.25)的剪力增大系数。
4、刚重比
定义:结构刚度与重力荷载之比
目的:主要为控制结构的整体稳定性,以免结构产生滑移和倾覆 。
高规:第5.4.2及5.4.4条对刚重比作了相关规定,应根据刚重比的大小,判断是否需要考虑重力二阶效应的影响;判断结构的整体稳定性是否满足要求。
5、层间位移角(楼层最大位移与层高比)
定义:按弹性方法计算的风荷载或多遇地震标准值作用下的楼层层间最大位移与层高之比 。
目的:刚度控制指标,避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用要求 。
抗规:第5.5.1条和第5.5.5条作了相应规定。
高规:第3.7.3条和第3.7.5条作了相应规定。
注意:应在刚性楼板假定下计算;是否满足规范要求由设计人员判断。
电算:计算结果详见WDISP.OUT文件。
6、扭转位移比 (层间位移比)
定义:楼层最大杆件位移与平均杆件位移的比值;楼层竖向构件的最大层间位移与平均层间位移的比值。
目的:是控制结构扭转效应的参数,主要控制结构平面规则性,以免扭转对结构产生不利影响 。
抗规:第3.4.3;3.4.4条作了相关规定,在规定的水平力作用下,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),不大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍;扭转不规则时,应计入扭转影响,且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移平均值的1.5倍,当最大层间位移远小于规范限值时,可适当放宽。
高规:第3.4.5条作了相关规定。
延伸:判断扭转不规则时应按刚性楼盖的假定建模计算,刚性楼盖是指楼盖两端的位移不超过平均位移的两倍。位移计算必须假定刚性楼盖,构件计算可采用弹性楼盖。
要求:高层建筑验算位移比要考虑偶然偏心,多层建筑可以不考虑;位移比超过1.2时,需考虑双向地震作用。
措施:结构扭转问题的解决办法:对多层结构,加大周边构件,加大外墙柱和框架梁截面,尽量减小中柱截面;对高层建筑剪力墙尽可能布置在靠近周边。
7、周期比
定义:结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比Tt/T1。
目的:主要为控制结构扭转效应,减小扭转对结构产生的不利影响,周期比过大,说明该结构抗扭能力较弱,限制周期比的目的是是抗侧力构件的平面布置更有效合理,是结构不至出现过大的扭转。就是说周期比不是要求结构足够结实,而是结构布局合理。
规范:高规第3.4.5条对周期比作了相关规定,A级高度高层建筑不应大于0.9;B级高度的高层建筑、超过A级高度的混合结构及高规第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。
判断:一般情况下最大的平动系数对应的振动周期为第一平动周期T1,最大的扭转系数对应的扭转周期为第一扭转周期Tt.
注意:体育场馆、空旷结构和特殊的工业建筑,没有特殊要求的,一般不需要控制周期比;当高层建筑楼层开洞较复杂或为错层结构时,应选择强制刚性楼板假定来计算结构的周期比。
调整原则:结构抗侧力构件的布局均匀对称;增加结构周边的刚度;降低结构中间刚度。
8、质量比
目的:主要控制高层建筑质量沿竖向分布的规则性 。
要求:楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量的1.5倍。
规范:高规第3.5.6 条。
9、高宽比
目的:是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。
规范:抗规第5.5.1条和高规第3.3.2条。
10、长宽比
目的:主要控制结构的平面规则性,结构平面宜简单、规则 。 规范:高规第3.4.3条
11、有效质量比
目的:主要为控制结构的地震力是否全计算出来,与结构计算所取的振型个数有关,振型个数应满足振型参与质量达到90%所需的振型数。
 

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黎明的曙光1 发表了文章 • 0 个评论 • 753 次浏览 • 2016-04-10 21:24 • 来自相关话题

导语:小编工程设计行业历练近十年,现总结地基与基础工程施工常见问题及处理方法,奉献给大家! 一、土方开挖边坡坍塌 1.现象 在挖方过程中或挖方后,基坑(槽)边坡土方局部或大面积塌落或滑塌,使地基土受到扰动,承载力降低,严重的会影响建筑物的稳定和施工安全。 2.原因分析 (1)基坑(槽)开挖较深,放坡坡度不够。 (2)在有地表水、地下水作用的土层开挖基坑(槽),未采取有效的降排水措施,使土层湿化,粘聚力降低,在土层作用下失去稳定而引起塌方。 (3)边坡顶部堆载过大或受车辆等外力振动影响,使坡体内剪切应力增大,土体失去稳定而导致塌方。 (4)土质松软,开挖次序、方法不当而造成塌方。 3.预防措施 (1)根据土的种类、物理力学性质(如土的内摩擦角、粘聚力、湿度、密度、休止角等)确定适当的边坡坡度。对永久性挖方的边坡坡度,应按设计要求放坡,一般在1∶1.0~1∶1.5之间。 (2)开挖基坑(槽)和管沟,如地质条件良好,土质均匀,且地下水位低于其底面标高时,挖方深度在5m以内不加支撑的边坡的最陡坡度,应按规定采用,且挖方边坡可做成直立壁不加支撑,但挖方深度不得超过规定的数值,此时砌筑基础或施工其他地下结构设施,应在管沟挖好后立即进行。施工期较长,挖方深度大于规定数值时,应做成直立壁加设支撑。 (3)做好地面排水措施,避免在影响边坡稳定的范围内积水,造成边坡塌方。当基坑(槽)开挖范围内有地下水时,应采取降、排水措施,将水位降至离基底0.5m以下方可开挖,并持续到回填完毕。 (4)土方开挖应自上而下分段分层、依次进行,随时做成一定的坡势,以利泄水,避免先挖坡脚,造成坡体失稳。相邻基坑(槽)和管沟开挖时,应遵循先深后浅或同时进行的施工顺序,并及时做好基础或铺管,尽量防止对地基的扰动。 4.治理方法 (1)对沟坑(槽)塌方,可将坡脚塌方清除做临时性支护(如堆装土编织袋或草袋、设支撑、砌砖石护坡墙等)措施。 (2)对永久性边坡局部塌方,可将塌方清除,用块石填砌或回填2∶8或3∶7灰土嵌补,与土接触部位做成台阶搭接,防止滑动;或将坡顶线后移;或将坡度改缓。 二、回填土密实度低 1.现象 回填土、灰土回填密实度达不到设计要求,造成室内地面空鼓、开裂及下沉。 2.原因分析 (1)回填土料粒径过大且含有杂质;未分层摊铺或分层厚度过大;没有达到最优含水率。 (2)灰土体积控制不严,灰土拌合不均匀。 (3)夯实机械选择不当。 3.防治措施 (1)回填土料不得含有草皮、垃圾、有机杂质及粒径大于50mm块料,回填前应过筛; (2) 回填必须分层进行,分层摊铺厚度为200~250mm,其中人工夯填层厚不得超过200mm,机械夯填不得超过250mm; (3)摊铺之前,应由试验员对回填土料的含水量进行测定,达到最优含水率时方可夯实;在含水率较低情况下,应根据气候条件预先均匀洒水湿闷原土,严禁边洒水边施工; (4)通常大面积夯实采用打夯机,小部位采用振冲夯实机,夯实遍数不少于3遍,夯填方式应一夯压半夯,夯夯相连,交叉进行; (5)每层密实度应由试验员现场环刀取样,通过检测达到设计要求后方可进行上层摊铺; (6)回填土宜优先采用基槽中挖出的土。对湿陷性等级较高的黄土,应采取块填方式; (7)灰土拌合之前,应复核配比,严格按照设计要求的体积比进行施工,不得随意减少石灰在土中的掺量; (8)灰土拌合尽可能采用机械拌合,若人工拌合时翻拌次数不得少于3遍,要求均匀一致; (9)拌合用石灰采用生石灰,使用前应充分熟化过筛,不得含有粒径大于5mm的生石灰块料。 三、预制桩沉桩偏斜 1.现象 桩倾斜错位,桩在沉入过程中,桩身突然倾斜错位,当桩尖处土质条件没有特殊变化,而贯入度逐渐增加或突然增大,同时当桩锤跳起后,桩身随之出现回弹现象,施打被迫停止。 2.原因分析 (1)桩身在施工中出现较大弯曲,在反复的集中荷载作用下,当桩身不能承受抗弯强度时,即产生断裂。 (2)桩在反复长时间打击中,桩身受到拉、压应力,当拉应力值大于混凝土抗拉强度时,桩身某处即产生横向裂缝,表面混凝土剥落,如拉应力过大,混凝土发生破碎,桩即断裂。 (3)制作桩的水泥强度等级不符合要求,砂、石中含泥量大或石子中有大量碎屑,使桩身局部强度不够,施工时在该处断裂。桩在堆放、起吊、运输过程中,也能产生裂纹或断裂。 (4)桩身混凝土强度等级未达到设计强度即进行运输与施打。 (5)在桩沉入过程中,某部位桩尖土软硬不均匀,造成突然倾斜。 3.预防措施 (1)施工前,应将地下障碍物,如旧墙基、条石、大块混凝土清理干净,尤其是桩位下的障碍物,必要时可对每个桩位用钎探了解。对桩身质量要进行检查,发生桩身弯曲超过规定,或桩尖不在桩纵轴线上时,不宜使用。一节桩的细长比不宜过大,一般不超过30。 (2)在初沉桩过程中,如发现桩不垂直应及时纠正,如有可能,应把桩拔出,清理完障碍物并回填素土后重新沉桩。桩打入一定深度发生严重倾斜时,不宜采用移动桩架来校正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上,接头处必须严格按照设计及操作要求执行。 (3)采用“植桩法”施工时,钻孔的垂直偏差要严格控制在1%以内。植桩时,桩应顺孔植入,出现偏斜也不宜用移动桩架来校正,以免造成桩身弯曲。 (4)桩在堆放、起吊、运输过程中,应严格按照有关规定或操作规程执行,发现桩开裂超过有关规定时,不得使用。普通预制桩经蒸压达到要求强度后,宜在自然条件下再养护一个半月,以提高桩的后期强度。施打前桩的强度必须达到设计强度100%(指多为穿过硬夹层的端承桩)的老桩方可施打。而对纯摩擦桩,强度达到70%便可施打。 (5)遇有地质比较复杂的工程(如有老的洞穴、古河道等),应适当加密地质探孔,详细描述,以便采取相应措施。 4.治理方法 当施工中出现断裂桩时,应及时会同设计人员研究处理办法。根据工程地质条件、上部荷载及桩所处的结构部位,可以采取补桩的方法。条基补1根桩时,可在轴线内、外补[下图(a)、(b)];补2根桩时,可在断桩的两侧补[下图(c)]。柱基群桩时,补桩可在承台外对称补[下图(d)]或承台内补桩[下图(e)]。   查看全部

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导语:小编工程设计行业历练近十年,现总结地基与基础工程施工常见问题及处理方法,奉献给大家!

一、土方开挖边坡坍塌

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1.现象

在挖方过程中或挖方后,基坑(槽)边坡土方局部或大面积塌落或滑塌,使地基土受到扰动,承载力降低,严重的会影响建筑物的稳定和施工安全。

2.原因分析

(1)基坑(槽)开挖较深,放坡坡度不够。

(2)在有地表水、地下水作用的土层开挖基坑(槽),未采取有效的降排水措施,使土层湿化,粘聚力降低,在土层作用下失去稳定而引起塌方。

(3)边坡顶部堆载过大或受车辆等外力振动影响,使坡体内剪切应力增大,土体失去稳定而导致塌方。

(4)土质松软,开挖次序、方法不当而造成塌方。

3.预防措施

(1)根据土的种类、物理力学性质(如土的内摩擦角、粘聚力、湿度、密度、休止角等)确定适当的边坡坡度。对永久性挖方的边坡坡度,应按设计要求放坡,一般在1∶1.0~1∶1.5之间。

(2)开挖基坑(槽)和管沟,如地质条件良好,土质均匀,且地下水位低于其底面标高时,挖方深度在5m以内不加支撑的边坡的最陡坡度,应按规定采用,且挖方边坡可做成直立壁不加支撑,但挖方深度不得超过规定的数值,此时砌筑基础或施工其他地下结构设施,应在管沟挖好后立即进行。施工期较长,挖方深度大于规定数值时,应做成直立壁加设支撑。

(3)做好地面排水措施,避免在影响边坡稳定的范围内积水,造成边坡塌方。当基坑(槽)开挖范围内有地下水时,应采取降、排水措施,将水位降至离基底0.5m以下方可开挖,并持续到回填完毕。

(4)土方开挖应自上而下分段分层、依次进行,随时做成一定的坡势,以利泄水,避免先挖坡脚,造成坡体失稳。相邻基坑(槽)和管沟开挖时,应遵循先深后浅或同时进行的施工顺序,并及时做好基础或铺管,尽量防止对地基的扰动。

4.治理方法

(1)对沟坑(槽)塌方,可将坡脚塌方清除做临时性支护(如堆装土编织袋或草袋、设支撑、砌砖石护坡墙等)措施。

(2)对永久性边坡局部塌方,可将塌方清除,用块石填砌或回填2∶8或3∶7灰土嵌补,与土接触部位做成台阶搭接,防止滑动;或将坡顶线后移;或将坡度改缓。

二、回填土密实度低

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1.现象

回填土、灰土回填密实度达不到设计要求,造成室内地面空鼓、开裂及下沉。

2.原因分析

(1)回填土料粒径过大且含有杂质;未分层摊铺或分层厚度过大;没有达到最优含水率。

(2)灰土体积控制不严,灰土拌合不均匀。

(3)夯实机械选择不当。

3.防治措施

(1)回填土料不得含有草皮、垃圾、有机杂质及粒径大于50mm块料,回填前应过筛;

(2) 回填必须分层进行,分层摊铺厚度为200~250mm,其中人工夯填层厚不得超过200mm,机械夯填不得超过250mm;

(3)摊铺之前,应由试验员对回填土料的含水量进行测定,达到最优含水率时方可夯实;在含水率较低情况下,应根据气候条件预先均匀洒水湿闷原土,严禁边洒水边施工;

(4)通常大面积夯实采用打夯机,小部位采用振冲夯实机,夯实遍数不少于3遍,夯填方式应一夯压半夯,夯夯相连,交叉进行;

(5)每层密实度应由试验员现场环刀取样,通过检测达到设计要求后方可进行上层摊铺;

(6)回填土宜优先采用基槽中挖出的土。对湿陷性等级较高的黄土,应采取块填方式;

(7)灰土拌合之前,应复核配比,严格按照设计要求的体积比进行施工,不得随意减少石灰在土中的掺量;

(8)灰土拌合尽可能采用机械拌合,若人工拌合时翻拌次数不得少于3遍,要求均匀一致;

(9)拌合用石灰采用生石灰,使用前应充分熟化过筛,不得含有粒径大于5mm的生石灰块料。

三、预制桩沉桩偏斜

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1.现象

桩倾斜错位,桩在沉入过程中,桩身突然倾斜错位,当桩尖处土质条件没有特殊变化,而贯入度逐渐增加或突然增大,同时当桩锤跳起后,桩身随之出现回弹现象,施打被迫停止。

2.原因分析

(1)桩身在施工中出现较大弯曲,在反复的集中荷载作用下,当桩身不能承受抗弯强度时,即产生断裂。

(2)桩在反复长时间打击中,桩身受到拉、压应力,当拉应力值大于混凝土抗拉强度时,桩身某处即产生横向裂缝,表面混凝土剥落,如拉应力过大,混凝土发生破碎,桩即断裂。

(3)制作桩的水泥强度等级不符合要求,砂、石中含泥量大或石子中有大量碎屑,使桩身局部强度不够,施工时在该处断裂。桩在堆放、起吊、运输过程中,也能产生裂纹或断裂。

(4)桩身混凝土强度等级未达到设计强度即进行运输与施打。

(5)在桩沉入过程中,某部位桩尖土软硬不均匀,造成突然倾斜。

3.预防措施

(1)施工前,应将地下障碍物,如旧墙基、条石、大块混凝土清理干净,尤其是桩位下的障碍物,必要时可对每个桩位用钎探了解。对桩身质量要进行检查,发生桩身弯曲超过规定,或桩尖不在桩纵轴线上时,不宜使用。一节桩的细长比不宜过大,一般不超过30。

(2)在初沉桩过程中,如发现桩不垂直应及时纠正,如有可能,应把桩拔出,清理完障碍物并回填素土后重新沉桩。桩打入一定深度发生严重倾斜时,不宜采用移动桩架来校正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上,接头处必须严格按照设计及操作要求执行。

(3)采用“植桩法”施工时,钻孔的垂直偏差要严格控制在1%以内。植桩时,桩应顺孔植入,出现偏斜也不宜用移动桩架来校正,以免造成桩身弯曲。

(4)桩在堆放、起吊、运输过程中,应严格按照有关规定或操作规程执行,发现桩开裂超过有关规定时,不得使用。普通预制桩经蒸压达到要求强度后,宜在自然条件下再养护一个半月,以提高桩的后期强度。施打前桩的强度必须达到设计强度100%(指多为穿过硬夹层的端承桩)的老桩方可施打。而对纯摩擦桩,强度达到70%便可施打。

(5)遇有地质比较复杂的工程(如有老的洞穴、古河道等),应适当加密地质探孔,详细描述,以便采取相应措施。

4.治理方法

当施工中出现断裂桩时,应及时会同设计人员研究处理办法。根据工程地质条件、上部荷载及桩所处的结构部位,可以采取补桩的方法。条基补1根桩时,可在轴线内、外补[下图(a)、(b)];补2根桩时,可在断桩的两侧补[下图(c)]。柱基群桩时,补桩可在承台外对称补[下图(d)]或承台内补桩[下图(e)]。

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