前言:尋找寫作靈感?中文期刊網用心挑選的巖溶地區工業建筑論文,希望能為您的閱讀和創作帶來靈感,歡迎大家閱讀并分享。
一、工程實例
1、工程概況。某變電站站址場地為規則長方形,長、寬分別為120m和70m,主要建(構)筑物包括主控通信樓、配電裝置樓、主變及其它相應配套設施。根據工程地質勘察報告描述,該場地上部主要土層為沖洪積粘土層,下部為殘坡積土層,基巖基巖面埋藏變化大(最淺處基巖埋深4.1m,深處鉆至13m仍未見底),溶洞、溝槽和土洞軟土等有發育。根據現場物探和勘探揭露,該場地地質情況如下:場地地下水分布情況:上層滯水:主要分布在上部粘性土層中,水位埋深在3.6m~4.4m之間,靜止水位埋深約在2.9m~3.2m之間。巖溶裂隙水:主要分布在下部基巖的溶洞及裂隙中,具有承壓性,因巖石裂隙發育,故該層含水量較豐富。以上兩種類型地下水主要補給來源為大氣降水及地表水體,地下水對混凝土無侵蝕性。
2、巖層的物理力學性質。(1)粘性土。共分為五層,由上至下分別為:①填土層:淺紅、灰黃色,厚度在0.5m~2.2m,以粘性土為主,含有少量碎石及有機質,土質松散,壓縮性高,強度低。②硬塑粘土層:淺紅色,場地分布范圍廣,厚度為1m~2.3m。含有鐵錳氧化物及少量礫石,呈硬塑狀,中高壓縮性。③可塑粘土層:淺紅色,與硬塑粘土層交錯出現,厚度為1.2m~2.4m。裂隙面有錳質薄膜,局部含礫石,程可塑狀態,高壓縮性。④軟塑粘土層:淺黃色,厚度為1m~2.8m,該層土遇水易分散成顆粒,飽和狀,土質松散,呈軟塑狀態,高壓縮性。⑤流塑粘土層:淺黃色,主要分布在巖石裂隙及溶洞發育處,厚度為2.2m~3.5m,呈流塑狀態,高壓縮性。(2)灰巖。為上泥盆系的融縣灰巖,巖石面起伏變化較大,有溶溝、溶洞、裂隙的存在。石灰巖為淺灰、灰白色,細晶體結構。
3、基礎選型。通常而言,巖溶地區的樁基,可采用鉆孔灌注樁或人工挖孔灌注樁。但由于該巖溶地區地下水豐富,導致挖孔樁施工困難,而沖孔樁又因為溶洞的影響難以施工。且在該場地內具有一定可塑的粘土層,地質條件較好,并且考慮到下覆溶洞的影響,所以在基礎方案選擇時采用了閥板基礎,地基則采用Φ400的CFG樁復合地基,CFG樁樁身強度等級為C20。CFG樁的特點是有樁身和樁間土、褥墊層共同構成復合地基,并承擔上部的荷載,而不需要樁端深入到巖層。考慮到該工程場地巖溶地質的特點,采用CFG樁復合地基可取得較好的施工效果,保證建筑上部結構的安全和正常使用。
二、巖溶地區建筑基礎的設計要點
1、樁基的單樁承載力計算。工程中樁基的單樁承載力計算,分別是按照樁身材料強度和巖土層對樁的承載力來求解,并取其中的較小者。其中,巖土層對樁的承載力的計算方程式為:R=0.5ψfcA-------------------------(1)在式(1)中R為單樁容許承載力,單位為kN;ψ為鋼筋混凝土受壓構件的穩定系數;fc為混凝土的軸向抗壓強度設計值;A為樁身的截面積,單位為m2。結合式(1)及樁身材料強度,并考慮到該工程場地的巖面變化較大,取CFG樁樁底到巖面的樁長不超過20m,當樁長度在10m~20m之間時,單樁承載力取值450kN,樁間距為1.0m×1.0m;當樁長度小于10m時,單樁承載力取300kN,樁間距為0.8m×0.8m。
2、CFG樁復合地基的承載力特征值計算。樁間土承載力特征值,按照工程地質報告取值250kPa,CFG樁復合地基的承載特征值計算可根據《地基基礎設計規范》中的公式進行計算。對于本工程,上部結構要求復合地基強度達到600kPa,根據樁長的不同可分為兩種情況,通過計算復合地基均能滿足上部結構的要求。
3、復合地基的沉降計算。(1)對于樁長在10m~14m,樁間距為1.0m×1.0m的單樁,褥墊層沉降為3.27mm,復合地基樁范圍內沉降為2.37mm,復合地基總沉降為5.64mm。(2)對于樁長在10m以內,樁間距為0.8m×0.8m的單樁,褥墊層沉降為3.27mm,復合地基樁范圍內沉降為1.52mm,基礎總沉降量為4.79mm。
三、靜載試驗檢測結果
在CFG樁施工結束后,進行了靜載試驗檢測。在場地內共設置了16個檢測點,按天然地基進行荷載試驗,復合地基承載力特征值為600kPa,采用面積為0.64m2的承壓板,最大加載量為768kN。根據檢測結果顯示,共有13個檢測點合格,3個檢測點不合格。通過檢測報告和現場壓板的情況分析得知,在工程中樁身質量均符合設計要求。根據施工記錄和現場反映情況,分析造成沉降過大造成不合格的原因主要為:由于該工程中CFG樁樁長較短,且場地內石灰巖巖面凹凸不平,而CFG樁端部為尖錐形,樁底與巖面的接觸面較小,在上部荷載作用下,接觸面容易出現壓碎或滑移問題,從而導致基礎沉降量過大。根據上述分析得到的原因,對于樁長短于6m的樁,在荷載較大的樁位下,工程中適當補設了一定數量的鋼管樁,以提高基礎的安全度。
四、總結
本文結合某巖溶地區變電站建設的工程實例,分析和探討了在巖溶地區工業建筑基礎設計和基礎選型方面的問題。在巖溶較為發育的地區興建工業建筑,需要詳細了解場地內巖溶發育的程度,并通過全面的地質分析與評價,因地制宜,采取針對性基礎方案選型與設計,以確保工程建設的安全、經濟與可靠。
作者:張莉 單位:貴陽鋁鎂設計研究院有限公司