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总监是项目部的领导核心,总监负责监理部人员的分工和岗位职责;与各承包单位负责人联系,协调业主与承包单位之间的工作关系;保持与业主的密切联系,充分了解业主对现场监理项目部的意见和要求,及时调整监理工作中出现的一些问题;检查和监督监理人员的工作,对监理人员进行调配,调换不称职的监理人员;定期组织项目监理部人员参加安全生产检查活动,督促承包单位做好施工现场的安全文明施工管理,及时处理可能发生或已经发生的一般工程质量、安全问题,参与工程质量事故的调查。监理部根据现阶段的工作特点,专业性要求,对各监理工程师和监理员进行综合培训,从质量和安全方面,施工区域分6条冲沟,3个专业工程师和7个旁站监理人员,安排相应的地基处理专业监理工程师进行教育培训,使监理部的综合能力得到更好的提高。制定每周一为内部周会,每周六学习交流,监理项目部出现的问题能够及时交流,并提出处理意见,将土石回填和强夯交接作为重点工作,相互信息沟通。熟悉图纸,掌握设计意图。对夯实范围、布点范围、处理深度、单击夯击能、夯击遍数及间隔时间、处理后应达到的地基承载力特征值等要了解透彻,做到心中有数。土石方工程中,工程测量是监理工作的一项重点工作,测量监理工程师对施工测量进行控制,对原始基准点、基准线和基准标高现场复核;施工过程中复核标高、沉降观测点,并对承包单位的测量放样资料进行复核和签认,真正做到准确无误。见证人员要亲自跟踪检测单位检测情况,将检测质量波动与日常旁站监理情况在项目监理会议上进行通报,由总监组织专业监理对当天质量波动情况发质量通报,确保施工和检测情况通知参建单位。安全监理工程师对工程的安全状况进行控制,根据现场要求,由安全监理工程师组织,每周对强夯机械和挖运土机械进行安全专项检查,并加强日常个人防护用品检查,在进入雨季施工时,由监理部组织,进行防洪专项方案检查落实,每次降雨过程中,监理部组织承包商进行防洪检查,从而使安全工作始终处于受控状态。
2做实做细高填方工程监理工作
在选择总承包、分包单位时向建设方提出建议,要求施工单位必须具备相应地基与基础工程专业施工资质;要求项目经理、项目技术负责人,其他主要管理岗位、特殊工种工人必须持有效岗位证书上岗。对施工组织设计,专项技术方案等,特别是一些危险性较大且技术含量较高的工作应编制专项的施工方案,并要重点审查。专业监理工程师对承包单位报送的拟进场工程设备证明资料进行审核,重点是夯锤质量复核和夯车安全情况检查,本工程总验收夯车20台次,对未经监理人员验收或验收不合格的工程设备,监理方应立即书面通知承包单位将不合格的工程设备撤出现场。对承包单位报送的分项工程质量验评资料进行审核,重点确认土石回填和强夯两家承包商之间的交接复核。对未经监理人员验收或验收不合格的工序,监理人员拒绝签认,并严禁承包单位进行下一道工序。同时此方法也可以检验出土石方工程承包商回填施工区域与设计图纸边界是否一致,偏差是多少,从而及时予以纠正。现场巡查回填质量,必须在自检合格的基础上经项目监理部逐层验收,严格控制回填的分层厚度、回填范围和回填高度,满足下一步强夯的要求。加强施工放线、验收及计算机复核检查。由于土石方回填和强夯施工交叉进行,土石方回填和强夯必然要交叉分区作业,因此施工前对施工区域的合理规划安排工作尤为重要。监理单位和承包商施工前按照已审核的放线图,合理规划施工顺序,制定双代号时标网络进度计划,合理安排各个工序的施工时间和顺序,取得了不错的效果,窝工或降效的情况控制在可接受范围之内。待各个分区施工完毕后,使用CAD绘制在计算机上同设计图纸进行对比,呈现出几乎完全重叠的图景,显示出监理方对投资控制的有效成果。现场监理设置强夯旁站监理。因现场夯机等设备多,针对监理人员少且经常连续昼夜监理旁站易出差错的问题,现场采用视频监控设备进行动态监测,实现旁站人员通过影像资料即可严密的监控承包商夯击次数等,确保施工质量。监理人员认真监督检查施工方的强夯施工过程和观测数据。在每遍夯击之前,要进行复线,确保不发生漏夯现象,确保强夯过程符合设计要求。
3监理责任风险的规避
根据“安全生产管理条例”第十四条要求,安全监理已经成为监理工作中一个必须担负的法律责任,监理在监理过程中对安全隐患决不能放过。在施工过程中往往因进度的需要,在两个单位之间要发生多次的工序交接,如果以加快进度为借口,没有认真复核交接,将造成夯点遗漏等问题。资料信息必须及时准确的传达和归档。监理工作中的时效性非常重要,在监理过程中,一旦发现了质量隐患,应立即留下相关的信息材料,并下达相应的指令,必要时要向上级反映。业主作为工程项目组织方,具有很大的影响力,如果业主违反工程中质量行为,监理项目敢于说“不”,并对业主的违规行为提出合理的意见和建议。对施工过程中出现的质量问题,监理方应立即下达监理工程师通知单,要求承包单位整改,并跟踪整改情况。对质量事故,总监理工程师应按照法律法规的相关要求进行处置,决不能有半点马虎。
4结语
关键词:桩基础软弱地基
一.软弱地基的种类及常见的处理方法
软弱地基的种类很多,按成因一般可分为人工填土类地基;海相、河流相和湖相沉积而成的含淤质粘土类地基;各种山前冲积、洪积相所形成的夹卵石、漂石的粘土类地基。复杂的成因造成了它们在物理力学性能上的复杂性,它们的共同特点是承载力低、压缩性高。目前对厚度较大的软弱地基一般采用各类钢筋混凝土桩进行处理,对含水量和孔隙比较大的软弱地基一般采用砂桩、石灰桩,化学灌浆或堆载预压等方法处理。各种处理方法都有较强的针对性,处理方法选择是否合理,直接影响到建筑物的设计是否安全和节约。在实际工程中,松木桩处理软弱地基的问题较少提及,笔者认为在条件许可的情况下采用短木桩处理某些软弱地基不仅施工较为便捷,而且费用也较为经济合理。
二.用松木桩处理地基的实例
在实际工程中软弱地基普遍存在,对于一些层数较低、荷载较轻的建筑物地基或遇局部暗塘的情况,大多是采用松木桩处理地基的。下面就110KV鹿山变电所主控楼的地基处理作一简要介绍。
(1)工程的地质概况
该工程位于鹿山附近,建筑面积650m2,两层全框架结构。地质剖面自上而下由杂填土、淤质粘土、含淤质砾砂卵石、粉质粘土及粘土构成。淤质粘土呈软塑状,下部的含淤质砾砂卵石呈中密状,是较为理想的持力层。持力层的实际埋深约4米。当时曾考虑用砼短桩或换土垫层法处理,经技术经济比较确定了松木桩的处理方案。
(2)松木桩的设计计算
在设计中短木桩用作挤密桩时可按下式设计:
S=0.95d√(1+e0)/(e0-e1)
n=A/AP
S――桩的间距(m)
d――桩径(m)
e0――挤密前土的天然孔隙比
e1――挤密后作要求达到的孔隙比,可按地基所需的承载力设计值再根据《建筑地基基础设计规范》附录五附表5-3或5-4确定
n――每m2桩的根数
A――每m2地基所需挤密桩面积,A=(e0-e1)/(1+e0)
AP――单桩横截面积(m2)
在设计中,当桩端有硬壳层存在时,可作为端承桩,按下式计算:
Pa=Ψα[σ]A-----------------(a)
Pa――单桩承载力
Ψ―――纵向弯曲系数,与桩间土质有关,一般可取1
α―――桩材料的应力折减系数,木桩取0.5
[σ]――桩材料的容许压力,kPa
本实例中柱下独立基础附加应力及自重总值为950KN。选③层为桩端持力层,地基土的容许承载力经综合分析后取值130kPa,基础埋深1.5米,经计算基础尺寸为2.6*2.9m2。持力层埋藏较浅,因而采用端承桩设计。根据(a)式,当以松木为材料,桩直径为15cm时,[σ]为2773.4kPa
Pa=1*0.5*2773.4*(0.15/2)2*π=24.5KN/根
每平方米所需桩数为
n=950/(2.6*2.9*24.5)=5.14根/m2
实取5根/m2
该工程的桩基底面积为210m2,所需桩数:
210*5=1050根
桩的布置按梅花形:
全部打桩完毕后,在桩顶面铺设20cm厚片石灌石子,加以夯实,然后再做基础。
(3)经济效果分析
根据建筑预算定额,φ15cm的松木桩2.5m长每根桩工料费为15元/根,总费用1050*15=1.575万元。若用12cm*12cm混凝土预制短桩约需5.1万元;若用换土垫层则需2.4万元,并且因地下水位较高,换土施工难度很大。显然用松木桩方案为首选。该工程1999年5月竣工两年多来,通过使用和观测证明,结构稳定安全。
三.松木桩处理软弱地基的适应条件
关键词:地基基础后浇带桩承台沉降
一、引言
基础是建筑物和地基之间的连接体。基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。从平面上可见,竖向结构体系将荷载集中于点,或分布成线形,但作为最终支承机构的地基,提供的是一种分布的承载能力。
如果地基的承载能力足够,则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同。但有时由于土或荷载的条件,需要采用满铺的伐形基础。伐形基础有扩大地基接触面的优点,但与独立基础相比,它的造价通常要高的多,因此只在必要时才使用。不论哪一种情况,基础的概念都是把集中荷载分散到地基上,使荷载不超过地基的长期承载力。因此,分散的程度与地基的承载能力成反比。有时,柱子可以直接支承在下面的方形基础上,墙则支承在沿墙长度方向布置的条形基础上。当建筑物只有几层高时,只需要把墙下的条形基础和柱下的方形基础结合使用,就常常足以把荷载传给地基。这些单独基础可用基础梁连接起来,以加强基础抵抗地震的能力。只是在地基非常软弱,或者建筑物比较高的情况下,才需要采用伐形基础。多数建筑物的竖向结构,墙、柱都可以用各自的基础分别支承在地基上。中等地基条件可以要求增设拱式或预应力梁式的基础连接构件,这样可以比独立基础更均匀地分布荷载。
如果地基承载力不足,就可以判定为软弱地基,就必须采取措施对软弱地基进行处理。软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时,应按局部软弱土层考虑。勘察时,应查明软弱土层的均匀性、组成、分布范围和土质情况,根据拟采用的地基处理方法提供相应参数。冲填土尚应了解排水固结条件。杂填土应查明堆积历史,明确自重下稳定性、湿陷性等基本因素。
在初步计算时,最好先计算房屋结构的大致重量,并假设它均匀的分布在全部面积上,从而等到平均的荷载值,可以和地基本身的承载力相比较。如果地基的容许承载力大于4倍的平均荷载值,则用单独基础可能比伐形基础更经济;如果地基的容许承载力小于2倍的平均荷载值,那么建造满铺在全部面积上的伐形基础可能更经济。如果介于二者之间,则用桩基或沉井基础。
二、地基的处理方法
利用软弱土层作为持力层时,可按下列规定执行:1)淤泥和淤泥质土,宜利用其上覆较好土层作为持力层,当上覆土层较薄,应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰动的措施;2)冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料,当均匀性和密实度较好时,均可利用作为持力层;3)对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土,未经处理不宜作为持力层。局部软弱土层以及暗塘、暗沟等,可采用基础梁、换土、桩基或其他方法处理。在选择地基处理方法时,应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求、建筑结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素,经过技术经济指标比较分析后择优采用。
地基处理设计时,应考虑上部结构,基础和地基的共同作用,必要时应采取有效措施,加强上部结构的刚度和强度,以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。对已选定的地基处理方法,宜按建筑物地基基础设计等级,选择代表性场地进行相应的现场试验,并进行必要的测试,以检验设计参数和加固效果,同时为施工质量检验提供相关依据。
经处理后的地基,当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对地基承载力特征值进行修正时,基础宽度的地基承载力修正系数取零,基础埋深的地基承载力修正系数取1.0;在受力范围内仍存在软弱下卧层时,应验算软弱下卧层的地基承载力。对受较大水平荷载或建造在斜坡上的建筑物或构筑物,以及钢油罐、堆料场等,地基处理后应进行地基稳定性计算。结构工程师需根据有关规范分别提供用于地基承载力验算和地基变形验算的荷载值;根据建筑物荷载差异大小、建筑物之间的联系方法、施工顺序等,按有关规范和地区经验对地基变形允许值合理提出设计要求。地基处理后,建筑物的地基变形应满足现行有关规范的要求,并在施工期间进行沉降观测,必要时尚应在使用期间继续观测,用以评价地基加固效果和作为使用维护依据。复合地基设计应满足建筑物承载力和变形要求。地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土、可液化土等特殊土时,设计要综合考虑土体的特殊性质,选用适当的增强体和施工工艺。复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定,或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。
常用的地基处理方法有:换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。
1换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力,减少沉降量,加速软弱土层的排水固结,防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。
2强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土,软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程,在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度,减少压缩性,改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。
3砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,提高地基的承载力和降低压缩性,也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理,使砂石桩与软粘土构成复合地基,加速软土的排水固结,提高地基承载力。
4振冲法分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基,应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力,减少地基沉降量,还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。
5水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法(简称湿法)和粉体喷搅法(简称干法)。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验确定其适用性。当地基的天然含水量小于30%(黄土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用于法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕,受其搅拌能力的限制,该法在地基承载力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。
6高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大,除地基加固外,也可作为深基坑或大坝的止水帷幕,目前最大处理深度已超过30m。
7预压法适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时,可采用天然地基堆载预压法处理,当软土层厚度超过4m时,应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程,必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。
8夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制,目前在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。
9水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层,保证桩、同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基,可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基,可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基,达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。
10石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时,可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。
11灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,可处理的深度为5~15m。当用来消除地基土的湿陷性时,宜采用土挤密桩法;当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时,宜采用灰土挤密桩法;当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时,不宜采用这种方法。灰土挤密桩法和土挤密桩法在消除土的湿陷性和减少渗透性方面效果基本相同,土挤密桩法地基的承载力和水稳定性不及灰土挤密桩法。
12柱锤冲扩桩法适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基,对地下水位以下的饱和松软土层,应通过现场试验确定其适用性。地基处理深度不宜超过6m。
13单液硅化法和碱液法适用于处理地下水位以上渗透系数为0.1~2m/d的湿陷性黄土等地基。在自重湿陷性黄土场地,对Ⅱ级湿陷性地基,应通过试验确定碱液法的适用性。
14在确定地基处理方案时,宜选取不同的多种方法进行比选。对复合地基而言,方案选择是针对不同土性、设计要求的承载力提高幅质、选取适宜的成桩工艺和增强体材料。
三、基础的设计
房屋基础设计应根据工程地质和水文地质条件、建筑体型与功能要求、荷载大小和分布情况、相邻建筑基础情况、施工条件和材料供应以及地区抗震烈度等综合考虑,选择经济合理的基础型式。
砌体结构优先采用刚性条形基础,如灰土条形基础、Cl5素混凝土条形基础、毛石混凝土条形基础和四合土条形基础等,当基础宽度大于2.5m时,可采用钢筋混凝土扩展基础即柔性基础。
多层内框架结构,如地基土较差时,中柱宜选用柱下钢筋混凝土条形基础,中柱宜用钢筋混凝土柱。
框架结构、无地下室、地基较好、荷载较小可采用单独柱基,在抗震设防区可按《建筑抗震设计规范》第6.1.1l条设柱基拉梁。
无地下室、地基较差、荷载较大为增强整体性,减少不均匀沉降,可采用十字交叉梁条形基础。
如采用上述基础不能满足地基基础强度和变形要求,又不宜采用桩基或人工地基时,可采用筏板基础(有梁或无梁)。
框架结构、有地下室、上部结构对不均匀沉降要求严、防水要求高、柱网较均匀,可采用箱形基础;柱网不均匀时,可采用筏板基础。
有地下室,无防水要求,柱网、荷载较均匀、地基较好,可采用独立柱基,抗震设防区加柱基拉梁。或采用钢筋混凝土交叉条形基础或筏板基础。
筏板基础上的柱荷载不大、柱网较小且均匀,可采用板式筏形基础。当柱荷载不同、柱距较大时,宜采用梁板式筏基。
无论采用何种基础都要处理好基础底板与地下室外墙的连结节点。
框剪结构无地下室、地基较好、荷载较均匀,可选用单独柱基,墙下条基,抗震设防地区柱基下设拉梁并与墙下条基连结在一起。
无地下室,地基较差,荷载较大,柱下可选用交叉条形基础并与墙下条基连结在一起,以加强整体性,如还不能满足地基承载力或变形要求,可采用筏板基础。剪力墙结构无地下室或有地下室,无防水要求,地基较好,宜选用交叉条形基础。当有防水要求时,可选用筏板基础或箱形基础。高层建筑一般都设有地下室,可采用筏板基础;如地下室设置有均匀的钢筋混凝土隔墙时,采用箱形基础。
当地基较差,为满足地基强度和沉降要求,可采用桩基或人工处理地基。
多栋高楼与裙房在地基较好(如卵石层等)、沉降差较小、基础底标高相等时基础可不分缝(沉降缝)。当地基一般,通过计算或采取措施(如高层设混凝土桩等)控制高层和裙房间的沉降差,则高层和裙房基础也可不设缝,建在同一笺基上。施工时可设后浇带以调整高层与裙房的初期沉降差。
当高层与裙房或地下车库基础为整块筏板钢筋混凝土基础时,在高层基础附近的裙房或地下车库基础内设后浇带,以调整地基的初期不均匀沉降和混凝土初期收缩。
现在我就大型基础设计中较多见的基础类型的桩基础和后浇带的设计讨论一下
1当天然地基或人工地基的地基承载力或变形不能满足设计要求,或经过经济比较采用浅基础反而不经济时,可采用桩基础。
2桩平面布置原则:
1)力求使各桩桩顶受荷均匀,上部结构的荷载重心与桩的重心相重合,并使群桩在承受水平力和弯矩方向有较大的抵抗矩。
2)在纵横墙交叉处都应布桩,横墙较多的多层建筑可在横墙两侧的纵墙上布桩,门洞口下面不宜布桩。
3)同一结构单元不宜同时采用摩擦桩和端承桩。
4)大直径桩宜采用一柱一桩;筒体采用群桩时,在满足桩的最小中心距要求的前提下,桩宜尽量布置在筒体以内或不超出筒体外缘1倍板厚范围之内。
5)在伸缩缝或防震缝处可采用两柱共用同一承台的布桩形式。
6)剪力墙下的布桩量要考虑剪力墙两端应力集中的影响,而剪力墙中和轴附近的桩可按受力均匀布置。
3桩端进入持力层的最小深度:
1)应选择较硬上层或岩层作为桩端持力层。桩端进入持力层深度,对于粘性土、粉土不宜小于2d(d为桩径);砂土及强风化软质岩不宜小于1.5d;对于碎石土及强风化硬质岩不宜小于1d,且不小于0.5m。
2)桩端进入中、微风化岩的嵌岩桩,桩全断面进入岩层的深度不宜小于0.5m,嵌入灰岩或其他未风化硬质岩时,嵌岩深度可适当减少,但不宜小于0.2m。
3)当场地有液化土层时,桩身应穿过液化土层进入液化土层以下的稳定土层,进入深度应由计算确定,对碎石土、砾、粗中砂、坚硬粘性土和密实粉土且不应小于0.5m,对其他非岩石土且不宜小于1.5m。
4)当场地有季节性冻土或膨胀土层时,桩身进入上述土层以下的深度应通过抗拔稳定性验算确定,其深度不应小于4倍桩径,扩大头直径及1.5m。
桩型选择原则。桩型的选择应根据建筑物的使用要求,上部结构类型、荷载大小及分布、工程地质情况、施工条件及周围环境等因素综合确定。
1)预制桩(包括混凝土方形桩及预应力混凝土管桩)适宜用于持力层层面起伏不大的强风化层、风化残积土层、砂层和碎石土层,且桩身穿过的土层主要为高、中压缩性粘性土,穿越层中存在孤石等障碍物的石灰岩地区、从软塑层突变到特别坚硬层的岩层地区均不适用。其施工方法有锤击法和静压法两种。
2)沉管灌注桩(包括小直径D<5O0mm,中直径D=500~600mm)适用持力层层面起伏较大、且桩身穿越的土层主要为高、中压缩性粘性土;对于桩群密集,且为高灵敏度软土时则不适用。由于该桩型的施工质量很不稳定,故宜限制使用。
3)在饱和粘性土中采用上述两类挤土桩尚应考虑挤土效应对于环境和质量的影响,必要时采取预钻孔。设置消散超孔隙水压力的砂井、塑料插板、隔离沟等措施。钻孔灌注桩适用范围最广,通常适用于持力层层面起伏较大,桩身穿越各类上层以及夹层多、风化不均、软硬变化大的岩层;如持力层为硬质岩层或地层中夹有大块石等,则需采用冲孔灌注桩。无地下水的一般土层,可采用长短螺旋钻机干作业成孔成桩。钻(冲)孔时需泥浆护壁,故施工现场受限制或对环境保护有特殊要求的,不宜采用。
4)人工挖孔桩适用于地下水水位较深,或能采用井点降水的地下水水位较浅而持力层较浅且持力层以上无流动性淤泥质土者。成孔过程可能出现流砂、涌水、涌泥的地层不宜采用。
5)钢桩(包括H型钢桩和钢管桩)工程费用昂贵,一般不宜采用。当场地的硬持力层极深,只能采用超长摩擦桩时,若采用混凝土预制桩或灌注桩又因施工工艺难以保证质量,或为了要赶工期,此时可考虑采用钢桩。钢桩的持力层应为较硬的土层或风化岩层。
6)夯扩桩,当桩端持力层为硬粘土层或密实砂层,而桩身穿越的土层为软土、粘性土、粉土,为了提高桩端承载力可采用夯扩桩。由于夯扩桩为挤土桩,为消除挤土效应的负面影响,应采取与上述预制桩和沉管灌注桩类似的措施。
后浇带设计
因调整地基初期不均匀沉降而设的后浇带,带宽800~1O00mm。后浇带自基础开始在各层相同位置直到裙房屋顶板全部设后浇带,包括内外墙体。施工时后浇带两边梁板必须支撑好,直到后浇带封闭并混凝土达到设计强度后拆除。后浇带内的混凝土等级采用比原构件提高一级的微膨胀混凝土。如沉降观测记录在高层封顶时,沉降曲线平缓可在高层封顶一个月后封闭后浇带。沉降曲线不缓和则宜延长封闭后浇带时间。
基础后浇带封闭前要求施工时覆盖,以免杂物垃圾掉落难于清理。并提出清除杂物垃圾的措施,如后浇带处垫层局部降低等。有必要时后浇带中设置适量加强钢筋,如梁面、底钢筋相同等措施。
设计者必须认真对待由于超长给结构带来的不利影响,当增大结构伸缩缝间距或者是不设置伸缩缝时,必须采取切实可行的措施,防止结构开裂。在适当增大伸缩缝最大间距的各项措施中,在结构施工阶段采取防裂措施是国内外通用的减小混凝土收缩不利影响的有效方法,我国常用的做法是设置施工后浇带。另外,当建筑物存在较大的高差,但是结构设计根据具体情况可不设置永久变形缝时,例如高层建筑主体和多层(或低层)裙房之间,也常常采用施工后浇带来解决施工阶段的差异沉降问题。这两种施工后浇带,前者可称之为收缩后浇带,后者可称之为沉降后浇带。
后浇带的设计
当建筑结构的平面尺寸超过混凝土规范规定的伸缩缝最大间距(混凝土规范第9.1.1条)时,可考虑采用施工后浇带的方法来适当增大伸缩缝间距。但一般地上结构由于受环境温度变化影响较大,所以伸缩缝最大间距不宜超过混凝土规范限值过多,同时应注意加强屋面保温隔热,采用可靠的、高效的外墙外保温,并适当提高外纵墙、山墙、屋面等重要部位的纵向钢筋配筋率。当地上结构由于抗震设计需要而设置了防震缝时,伸缩缝宽度应满足防震缝宽度的要求。地下室结构超长的情况较为常见,除地下室顶板和处于室外地面以上的地下室外墙受温度变化影响相对较大外,地下室内部和基础结构在使用阶段受室内外温度变化影响较小,需解决的主要问题是混凝土收缩应力对结构的影响。除在施工阶段设置后浇带外,应该加强地下室顶板及地下室外墙的配筋,建议纵向钢筋最小配筋率不宜小于0.5%,钢筋应尽可能选择直径较小的,一般10到16即可,间距尽量选择较密的,宜不大于150mm,细而密的钢筋分布对结构抗裂是有利的。
必须指出的是,后浇带只能解决施工期间的混凝土自收缩,它不能解决由于温度变化引起的结构应力集中,更不能替代伸缩缝。有一些结构设计者将后浇带和伸缩缝等同起来的看法是错误的,因为两者的作用并不相同。
当地下室结构超长过多,单靠设置后浇带不足以解决混凝土收缩和温度变化问题时,可以考虑采用补偿收缩混凝土,在适当位置设置膨胀加强带。采用这种方法,不仅可以进一步增大伸缩缝最大间距,而且可以用膨胀加强带取代部分施工后浇带,从而实现混凝土的连续浇筑即无缝施工。但应注意,采用膨胀加强带取代部分施工后浇带时,膨胀加强带的位置应设置在结构温度应力集中部位,并应制定严格的技术保障措施,保证混凝土原材料的质量和微膨胀剂的配合比准确,结构设计应对地下室结构各部位混凝土的限制膨胀率提出明确要求。
对高层建筑主体与裙房之间是设置永久变形缝,还是在施工阶段设置沉降后浇带,应该根据建筑场地地基持力层土质情况、基础形式、上部结构布置等条件综合确定。当地基持力层土质较好,例如高层建筑基础做在基岩层或卵石层上,或采用桩基时,高层建筑沉降变形量较小,此时可考虑采用施工后浇带而不设置永久变形缝,将高层建筑与裙房基础(或地下室)连成整体。当地基持力层压缩性较高,且厚度较大,高层建筑主体与裙房之间的高差悬殊较大,高层建筑荷载较大,则由于高层建筑与裙房之间的差异沉降量较大,在采用天然地基的情况下,还是以设置永久变形缝将高层建筑与裙房彻底脱开为好。当高层建筑与相邻的裙房之间设置永久变形缝时,高层建筑的基础埋深一般应大于裙房基础埋深至少2米,不满足此要求时应计算高层建筑的稳定性,并采取可靠措施防止高层建筑与裙房之间发生相互倾斜。笔者曾经参观过某工程,高层建筑地下一层,地上十六层,纯地下车库一层,与高层建筑地下室贯通,其间设置了沉降缝,基础埋深基本相同,沉降缝间采用硬质材料填充。由于没有解决好高层建筑与地下车库间的互倾问题,建筑投入使用后,发现沉降缝两侧墙体开裂,造成地下室渗漏。
近年来,复合地基得到了广泛应用,复合地基可以提高地基持力层承载力,提高土体弹性模量,有效地控制建筑物沉降。北京地区有些工程已经通过在高层建筑下采用复合地基的方法来替代桩基,以解决高层建筑主体与裙房之间差异沉降的问题。不论采用哪种方法,如果采用施工后浇带而不设置永久变形缝,都应依据相关规范计算裙房和高层建筑的整体倾斜。当采用地基处理时,在结构设计图纸上,应明确规定采用地基处理后,高层建筑与裙房之间的变形要求。
施工后浇带的位置,应根据基础和上部结构布置的具体情况确定,不能想当然,搞一刀切。后浇带应设置在结构受力较小处,一般在梁、板跨度内的三分之一处,结构弯矩和剪力均较小,且宜自上而下对齐,竖向上不宜错开,后浇带间距一般为30米到50米。在高层建筑与裙房之间设置后浇带时,后浇带宜处于裙房一侧,且在结构设计上,应注意加强高层建筑与裙房相连部位的构造,提高纵向钢筋配筋率,用以抵抗后浇带封闭后由剩余差异沉降差所引起的结构内力。为减小后浇带封闭后由剩余差异沉降差所引起的结构内力,尚应采取其他措施,通常可考虑以下方法:
1,高层建筑采用桩基或其他地基基础处理方法,或补偿基础,尽量扩大高层建筑基础与地基接触面积,减小高层建筑基础底面接触压力,而裙房则采用埋深较浅的独立柱基或条形基础等,调节高层建筑与裙房之间的差异沉降。
2,尽量减小裙房部分基础与地基的接触面积,即尽量增大裙房部分的基础底面接触压力,加大裙房的沉浸量。
3,结合高层建筑埋置深度要求,调整高层建筑地下室高度,使地基持力层落在压缩性小、地基承载力高的土层上,可有效地减小高层建筑的沉降量。
进行地基基础设计时,结构设计者应结合工程具体情况,多方面对比,选择经济合理的方案。
后浇带部位的钢筋一般不宜断开,而应让钢筋连续通过,即只将后浇带处的混凝土临时断开。但有时工程具体情况不允许留后浇带,例如某工程地下车库通道的顶板、底板均与主楼相连,但是由于施工场地狭小,无法留设后浇带,于是要求施工单位先施工结构主体,待主体完成后再施工车道部分,要求施工单位对与主体相连的钢筋必须预留,后期采用焊接连接,同一截面的钢筋焊接连接率不得大于50%。
有的工程将后浇带内钢筋全部断开,这时候,为避免在同一截面钢筋100%连接,宜将后浇带曲折布置,而不要沿一直线布置。连接方式建议首选机械连接或焊接,但要注意施工质量。采用搭接连接时,应注意后浇带宽度要满足按混凝土规范计算的钢筋搭接连接长度。
基础后浇带的断面形式,应于结构设计图纸上用详图明确表示出来,而不应推给施工单位。当地下水位较高时,宜在基础后浇带下设置防水板并增设一道附加防水层。
四、工程实例
一、工程概况
工程总建筑面积5880平方米。无地下室,地上7层框架结构,底层层高4.5m,以上各层层高均为3.1m
二、地质条件
本工程±0.000标高相当于罗零标高5.240米,场地内地层自上而下依次为:①素填土,层厚0.8~2.90m,回填时间4年主要填料为残积粘性土,混砖瓦石块场地分布均匀。②淤泥,呈饱和流塑状,主要由粘粒、粉粒组成,夹杂有有机质,该层层厚4.00~9.00m。③粉质粘土,呈饱和可塑状,手搓稍有粉粒感,粘性较好,标贯试验的校正平均值为10击,层位稳定,厚度为4.80~9.55。④含泥中粗砂,呈饱和密状,层厚0.7~4m。⑤沙质粘土,呈饱和可塑状,层厚0.5~3m。⑥中砂,饱和,含泥约10~20%,均匀分布于场地,厚度约2.10~7.60m。⑦残积粘性土:饱和,可塑,原为辉绿岩脉,长石矿物已全风化成呈土状,标贯试验校正平均值为17击厚2.70~6.70m。⑧散体强风化花岗岩,大部分长石类矿物已经风化呈土状,岩心手捻可散,厚度2.25~14.20m。⑨强风化花岗岩层。⑩中风化花岗岩.
三、设计过程
柱网布置详见附图
经过PKPM结构计算软件对本楼上部结构进行的计算,取轴力最大的情况得出柱底最小轴力为1930KN,最大柱底轴力为5832KN。由于浅层土不足以承受此荷载,所以选用桩基础作为建筑物的基础。由于柱底轴力差异较大,从经济性和节约成本的考虑,所以选用2种桩径,分别是F500和F400。
在设计工程中还应该注意的是PKPM所算出的柱底轴力为设计值,不能直接用于计算需要把算出的值除以1.25来转化为特征值来计算.
1、确定单桩竖向承载力设计值
桩侧总极限摩阻力标准值:Rsk=Up×Σlifsi
桩端极限阻力标准值:Rpk=Ap×fp
本工程中的单桩极限承载力根据静载试验确定F500为4100KN,F400为3100KN
单桩竖向承载力设计值Rd=(Rsk+Rpk)/1.65
F500Rd=4100/1.65=2484.8KN
F400Rd=3100/1.65=1878.8KN
单桩竖向承载力特征值Ra=(Rsk+Rpk)/2.0
F500Ra=4100/2=2050KN
F400Ra=3100/2=1550KN
2、确定桩的数量、间距和布置方式
初步估算桩数时,先不要考虑群桩效应,
在确定桩的数量时,我是根据各底层柱的轴力确定应该选用何种直径的桩和确定桩的数量,例如在附图中的(16)-(c)柱底轴力为1944.8KN(特征值),我选用两桩承台,桩径为400;
(8)-(A)柱底轴力为4665.6KN,我选用三桩承台,桩径为500.
当为偏心受压,一般桩的根数应相应的增加10%~20%。
桩的间距(中心距)采用3.6倍桩径.
原则:使得群桩横截面的重心应与荷载合力的作用点重合和接近或者是使其重心处于合力作用点变化范围之内,并应尽量接近最不利的合力作用点。
具体布置方法见附图。
3、承台设计
独立承台、柱下或墙下条形承台(梁式承台),以及筏板承台和箱形承台,承台设计包括选择承台的材料及其强度等级,几何形状及其尺寸,进行承台结构承载力计算,并应使其构造满足一定的要求。
构造要求:承台最小宽度不应小于500mm,承台边缘至桩中心的距离不宜小于桩的直径或边长,边缘挑出部分不应小于150mm,墙下条形承台边缘挑出部分可降低至75mm。条形和柱下独立承台的最小厚度为500mm,其最小埋深为600mm。
本工程中承台混凝土等级C30,取其中的(8)-(A)柱位置的承台为例计算:
一、基本资料:
承台类型:三桩承台圆桩直径d=500mm
桩列间距Sa=900mm桩行间距Sb=1560mm
桩中心至承台边缘距离Sc=500mm
承台根部高度H=1100mm承台端部高度h=1100mm
柱子高度hc=700mm(X方向)柱子宽度bc=650mm(Y方向)
二、控制内力:
Nk=4666;
Fk=4666;
F=6299.1;
三、承台自重和承台上土自重标准值Gk:
a=2(Sc+Sa)=2*(0.5+0.9)=2.8m
b=2Sc+Sb=2*0.5+1.56=2.56m
承台底部面积Ab=a*b-2Sa*Sb/2=2.8*2.56-2*0.9*1.56/2=5.76m
承台体积Vct=Ab*H1=5.76*1.1=6.340m
承台自重标准值Gk''''''''=γc*Vct=25*6.34=158.5kN
土自重标准值Gk''''=γs*(Ab-bc*hc)*ds=18*(5.76-0.65*0.7)*0.8
=76.4kN
承台自重及其上土自重标准值Gk=Gk''''''''+Gk''''=158.5+76.4=235.0kN
四、承台验算:
圆桩换算桩截面边宽bp=0.866d=0.866*500=433mm
1、承台受弯计算:
(1)、单桩桩顶竖向力计算:
在轴心竖向力作用下
Qk=(Fk+Gk)/n(基础规范8.5.3-1)
Qk=(4666+235)/3=1633.7kN≤Ra=2020kN
每根单桩所分配的承台自重和承台上土自重标准值Qgk:
Qgk=Gk/n=235/3=78.3kN
扣除承台和其上填土自重后的各桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值:
Ni=γz*(Qik-Qgk)
N=1.35*(1633.7-78.3)=2099.7kN
(2)、承台形心到承台两腰的距离范围内板带的弯矩设计值:
S=(Sa^2+Sb^2)^0.5=(0.9^2+1.56^2)^0.5=1.801m
αs=2Sa=2*0.9=1.800m
α=αs/S=1.8/1.801=0.999
承台形心到承台两腰的距离B1:
B1=Sa/S*2Sb/3+Sc*(Sa+Sb)/S=1.203m
M1=Nmax*[S-0.75*c1/(4-α^2)^0.5]/3(基础规范8.5.16-4)
=2099.7*[1.801-0.75*0.65/(4-0.999^2)^0.5]/3
=1063.6kN·m
②号筋Asy=3783mmζ=0.068ρ=0.32%
10Φ22@110(As=3801)
(3)、承台形心到承台底边的距离范围内板带的弯矩设计值:
承台形心到承台底边的距离B2=Sb/3+Sc=1.020m
M2=Nmax*[αs-0.75*c2/(4-α^2)^0.5]/3(基础规范8.5.16-5)
=2099.7*[1.8-0.75*0.7/(4-0.999^2)^0.5]/3
=1047.7kN·m
①号筋Asx=3667mmζ=0.076ρ=0.36%
10Φ22@100(As=3801)
2、承台受冲切承载力验算:
(1)、柱对承台的冲切验算:
扣除承台及其上填土自重,作用在冲切破坏锥体上的冲切力设计值:
Fl=6299100N
三桩三角形柱下独立承台受柱冲切的承载力按下列公式计算:
Fl≤[βox*(2bc+aoy1+aoy2)+(βoy1+βoy2)*(hc+aox)]*βhp*ft*ho(参照承台规程4.2.1-2)
X方向上自柱边到最近桩边的水平距离:
aox=900-0.5hc-0.5bp=900-700/2-433/2=333mm
λox=aox/ho=333/(1100-110)=0.337
X方向上冲切系数βox=0.84/(λox+0.2)(基础规范8.5.17-3)
βox=0.84/(0.337+0.2)=1.565
Y方向(下边)自柱边到最近桩边的水平距离:
aoy1=2*1560/3-0.5bc-0.5bp=1040-650/2-433/2=498mm
λoy1=aoy1/ho=498/(1100-110)=0.504
Y方向(下边)冲切系数βoy1=0.84/(λoy1+0.2)(基础规范8.5.17-4)
βoy1=0.84/(0.504+0.2)=1.194
Y方向(上边)自柱边到最近桩边的水平距离:
aoy2=1560/3-0.5bc-0.5bp=520-650/2-433/2=-22mm
λoy2=aoy2/ho=-22/(1100-110)=-0.022
当λoy2<0.2时,取λoy2=0.2,aoy2=0.2ho=0.2*990=198mm
Y方向(上边)冲切系数βoy2=0.84/(λoy2+0.2)(基础规范8.5.17-4)
βoy2=0.84/(0.2+0.2)=2.1
[βox*(2bc+aoy1+aoy2)+(βoy1+βoy2)*(hc+aox)]*βhp*ft*ho
=[1.565*(2*650+498+198)+(1.194+2.1)*(700+333)]*0.975*1.43*990
=9029023N≥Fl=6299100N,满足要求。
(2)、底部角桩对承台的冲切验算:
扣除承台和其上填土自重后的角桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值:
Nl=N1=2099700N
承台受角桩冲切的承载力按下列公式计算:
Nl≤β12*(2c2+a12)*tg(θ2/2)*βhp*ft*ho(基础规范8.5.17-10)
θ2=2*arctg(Sa/Sb)=2*arctg(900/1560)=60°
c2=[Sc*ctg(θ2/2)+Sc+0.5bp]*Cos(θ2/2)
=[500*ctg30°+500+433/2]*Cos30°=1371mm
a12=(2Sb/3-0.5bp-0.5bc)*Cos(θ2/2)
=(2*1560/3-433/2-650/2)*Cos30°=432mm
λ12=a12/ho=432/(1100-110)=0.436
底部角桩冲切系数β12=0.56/(λ12+0.2)(基础规范8.5.17-11)
β12=0.56/(0.436+0.2)=0.88
β12*(2c2+a12)*tg(θ2/2)*βhp*ft*ho
=0.88*(2*1371+432)*tg30°*0.975*1.43*990
=2229798N≥Nl=2099700N,满足要求。
(3)、顶部角桩对承台的冲切验算:(近似计算)
扣除承台和其上填土自重后的角桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值:
Nl=Max{N2,N3}=2099700N
承台受角桩冲切的承载力按下列公式计算:
Nl≤β11*(2c1+a11)*tg(θ1/2)*βhp*ft*ho(基础规范8.5.17-8)
θ1=arctg(Sb/Sa)=arctg(1560/900)=60°
c1=ctgθ1*2Sc+Sc+0.5bp=ctg60°*2*500+500+433/2=1293mm
a11=Sa-0.5bp-0.5bc=900-433/2-650/2=333mm
λ11=a11/ho=333/(1100-110)=0.337
底部角桩冲切系数β11=0.56/(λ11+0.2)(基础规范8.5.17-9)
β11=0.56/(0.337+0.2)=1.043
β11*(2c1+a11)*tg(θ1/2)*βhp*ft*ho
=1.043*(2*1293+333)*tg30°*0.975*1.43*990
=2433399N≥Nl=2099700N,满足要求。
3、承台斜截面受剪承载力计算:
(1)、X方向(上边)斜截面受剪承载力计算:
扣除承台及其上填土自重后X方向斜截面的最大剪力设计值:
Vx=N2+N3=4199400N
柱上边缘计算宽度bxo:
Sb/3-Sc=1560/3-500=20mm≤0.5bc=325mm
bxo=a=2800mm
承台斜截面受剪承载力按下列公式计算:
Vx≤βhs*βy*ft*bxo*ho(基础规范8.5.18-1)
X方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离:
ay=520-0.5bc-0.5bp=520-650/2-433/2=-22mm
λy=ay/ho=-22/(1100-110)=-0.022
当λy<0.3时,取λy=0.3
βy=1.75/(λy+1.0)=1.75/(0.3+1.0)=1.346
βhs*βy*ft*bxo*ho=0.95*1.346*1.43*2800*990=5069495N
≥Vx=4199400N,满足要求。
(2)、X方向(下边)斜截面受剪承载力计算:
扣除承台及其上填土自重后X方向斜截面的最大剪力设计值:
Vx=N1=2099700N
柱下边缘计算宽度bxo:
bxo=2*[Sc+(2Sb/3-0.5bc+Sc)*Sa/Sb]=2402mm
承台斜截面受剪承载力按下列公式计算:
Vx≤βhs*βy*ft*bxo*ho(基础规范8.5.18-1)
X方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离:
ay=1040-0.5bc-0.5bp=1040-650/2-433/2=498mm
λy=ay/ho=498/(1100-110)=0.504
βy=1.75/(λy+1.0)=1.75/(0.504+1.0)=1.164
βhs*βy*ft*bxo*ho=0.95*1.164*1.43*2402*990=3760082N
≥Vx=2099700N,满足要求。
(3)、Y方向斜截面受剪承载力计算:
扣除承台及其上填土自重后Y方向斜截面的最大剪力设计值:
Vy=Max{N2,N3}=2099700N
承台斜截面受剪承载力按下列公式计算:
Vy≤βhs*βx*ft*byo*ho(基础规范8.5.18-1)
Y方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离:
ax=900-0.5hc-0.5bp=900-700/2-433/2=333mm
λx=ax/ho=333/(1100-110)=0.337
βx=1.75/(λx+1.0)=1.75/(0.337+1.0)=1.309
βhs*βx*ft*byo*ho=0.95*1.309*1.43*2560*990=4507164N
≥Vy=2099700N,满足要求。
4、柱下局部受压承载力计算:
局部荷载设计值F=6299100N
混凝土局部受压面积Al=bc*hc=455000mm
承台在柱下局部受压时的计算底面积按下列公式计算:
Ab=(bx+2*c)*(by+2*c)
c=Min{Cx,Cy,bx,by}=Min{1050,955,700,650}=650mm
Ab=(700+2*650)*(650+2*650)=3900000mm
βl=Sqr(Ab/Al)=Sqr(3900000/455000)=2.928
ω*βl*fcc*Al=1.0*2.928*0.85*14.33*455000=16227305N
≥F=6299100N,满足要求。
5、桩局部受压承载力计算:
局部荷载设计值F=Nmax+γg*Qgk=2099.7+1.35*78.3=2205.4kN
混凝土局部受压面积Al=π*d^2/4=196350mm
承台在角桩局部受压时的计算底面积按下列公式计算:
Ab=(bx+2*c)*(by+2*c)
圆桩bx=by=Sqr(Al)=443mm
c=Min{Cx,Cy,bx,by}=Min{250,250,443,443}=250mm
Ab=(443+2*250)*(443+2*250)=889463mm
βl=Sqr(Ab/Al)=Sqr(889463/196350)=2.128
ω*βl*fcc*Al=1.0*2.128*0.85*14.33*196350=5090815N
≥F=2205432N,满足要求。
五、工程小结
1:基础设计关键是上部荷载准确性,上部荷载准确性关键是结构选型,即结构计算模型与软件的计算条件(模型)吻合程度。象纯砖混,框架,剪力墙等吻合程度是好的,导荷准确,可直接
用于基础设计。象混合结构(小设计院现象,经济欠发达区存在)、复杂结构等导荷准确性与实际有差别,如是拿来主义哪就完了。
2:结构用任何软件(通过鉴定)进行上部结构计算都可,在于习惯。而其它结构须用两种以上软件进行上部结构计算,对结果分析,手算综合确定上部荷载。
3:基础设计软件核心简单,荷载相同,各种软件计算结果一致。
4:平时注意设计交流,知识积累,切忌拿来主义,定能成为优秀结构师。
参考文献:
[1]《建筑地基基础设计规范》GBJ-7-89
[2]《建筑地基基础勘察设计规范》DBJ13-17-91
[3]《软土地基与地下工程》孙更生、郑大同
[4]《建筑桩基技术规范》JGJ94-94
[5]《建筑地基处理技术规范》GBJ79-91
[6]《基础工程设计原理》袁聚云
[7]《地基及基础》第3版中国建筑出版社
[8]《基础工程》第1版周景星
随着我国建筑工程事业发展速度的不断提升,建筑施工技术水平的高低在工程建设中的地位也越来越重要,为满足社会经济的发展要求,建筑工程地基技术作为工程施工的主要组成部分,其施工技术水平地高低将直接影响到工程施工的整体质量。为确保建筑工程的质量,施工企业必须重视其施工技术的选择,了解其发展现状,只有这样才能提高工程的整体质量,实现其经济效益。
1.1传统地基处理技术
传统建筑地基处理技术主要包括:上世纪60年代法国发明的强夯法地基施工技、日本70年代创造的高压喷射技术及我国在90年明的桩基施工技术等。随着国民经济的高速增长,我国建筑工程事业在得到发展的同时,规模也逐渐扩大。这些地基处理技术在现代建筑工程建设仍得到大量使用。但伴随人们生活水平的提升,对房屋建筑质量提出了更高的要求。单一的处理技术已经无法满足人们的需求,在建筑工程地基施工中,必须提高施工技术水平,对施工现场情况进行充分考虑,并结合相关成功经验进行有效施工,只有这样才能提高建筑工程的整体质量,延长工程使用年限。
1.2现代地基处理技术
地基处理技术的选用应严格遵循房屋建筑的地下环境进行,其施工机理就是通过夯实、换填、挤密等方式加固地基。也可以分为地基加固技术、桩基技术与辅助地下连续墙技术。地基加固技术应用的目的就是对地基承载力进行有效增加,进而达到降低沉降量,减少变形等情况的出现。桩基处理技术的应用主要是为了向地基深层位置进行上部荷载力的传送,利用缓冲作用对其所承受的冲击力进行有效削减。辅助地下连续墙技术主要是进行侧向支护的提供,在处理地基中,必须对其地基进行改良,对其地基抗剪切强度进行有效提升,起到地基压缩性降低的作用,并对地基透水性进行有效改善,最终达到地基加固的作用。
2建筑工程施工中地基处理技术的应用
随着国民经济的快速增长,建筑工程行业作为国民经济的重要支撑,其行业的发展对国民经济的增长起着决定性的作用。地基施工作为建筑工程施工重要组成部分,其施工技术水平高低对建筑工程质量的提升具有重要意义。为确保建筑工程的整体质量,施工企业必须提高地基施工技术水平,重视其施工方式,根据工程施工的具体情况选择与之相适合的施工技术,只有这样才能为企业的发展提供强有力的保障
2.1粉煤灰吹填法
粉煤灰具有较强的透水性能,如将其在吹填土地基进行加固处理,可以提高固结加速吹填土的速度,并起到加固处理费用的有效降低及工期缩短的作用。其施工方式就是遵循一定比例,将淤泥和粉煤灰进行有效混合吹填,对其均匀度进行提升,进而达到地基土固结的作用。
2.2DDC灰土挤密法
DDC灰土挤密法应用的方式就是利用孔内深层强夯法进行施工的方式。在孔内通过螺旋钻机将灰土分层注入,分层夯实成桩,通过多次锤击达到扩大桩径的作用,并确保和桩与桩之间土能够形成复合地基。这种地基的作用就是对湿陷性地基土的承载力进行有效改善,并对地基土的变形情况进行有效控制。从相关数据显示,选用DDC灰土挤密桩进行建筑工程地基处理,可以有效增强其地基承载力,一般情况下是原有地基的2到7倍。通常情况下,DDC灰土挤密法中处理地基的深度必须在5米到40米以内,相比一般的灰土桩,其施工效果较为显著。为更好地了解灰土挤密施工方式。
2.3IFCO强制固结法
IFCO强制固结法的应用可以对地基固结速度进行有效提升。这种地基处理技术的运用,必须设置排水系统和加压系统等设施,一般情况下排水系统就是纵向贯通的一排排砂墙,排水通道的扩大,可以对其固结速度进行有效提升。通过真空压力的作用,加压系统可以将堆载时间进行大大减短,因为在砂墙底部进行真空面的设置,必须确保水的渗流走向相同与重力方向,进而起到加速地基固结的作用。只有确保排水系统和加压系统之间的固结顺畅性,才能起到工期缩短及提高施工质量的作用。
2.4换填垫层法
在建筑工程地基施工中换填法主要应用于其基础下持力层较为软弱的位置,主要施工方式为,将基层下合理范围内的土层挖去,选用强度较大的砂、砂石等材料进行回填作业,随后进行分层夯实施工,确保其与施工要求相符。这种施工方式在建筑工程地基施工中的应用,可以有效提升地基的承载力、降低沉降量并达到施工质量提升的作用。
3建筑工程施工中地基处理技术的质量控制
3.1在建筑工程地基施工中,如在设计阶段与施工阶段选用合理、科学的方式
就可以达到降低建筑工程沉降量的目的。如要简单进行建筑物体型的设计、注重建筑平面转折、高度等问题,并将沉降缝设置在基础类型不同的位置。确保两个建筑物之间的距离符合施工要求,并将圈梁或构造柱设置在墙体上,选用联合基础或连续基础等方式。施工过程中,如遇到软弱地基,应充分考虑施工现场的具体情况,选用与之相适应的方式与技术进行有效处理,如机械压实、将软弱土层进行开挖作业,或进行砂、碎石等材料的换置。
3.2必须根据安全管理的有关规定建立健全项目的各有关管理制度
在项目内部落实安全管理责任制,建立考核制度,实施奖罚措施,以及前面已提及的桩机资质及特种作业上岗证等必须齐全。起重臂下严禁站人,重物停在空中时驾驶员不得离开操作室;起重范围不得超过起重性能规定的指标,起重机吊桩进入夹持机构,压桩开始之前,必须在起重机、卷扬机构放松起吊的钢丝绳、吊钩脱离后方可压桩,以免拉断钢丝绳和拉弯起重机吊臂;停止作业时,短履需运行到桩机中间位置,停落在平整地面上,其余油缸回程缩进。切断电源,操作人员方可离开桩机;施工完毕的桩的桩头上面要加盖,以防行人或杂物等掉陷。
4结束语
1.1水泥粉煤灰碎石桩的应用
在水利工程地基改造中使用最多的就是水泥粉煤灰碎石桩,主要材料是水泥、粉煤灰及其碎石,它的特点就是具有很强的粘结度。是用水泥煤粉灰碎石桩、褥垫层和桩间组合而成的复合地基。地基上面的建筑物压力很大,会使地基变形,将压力分给水泥粉煤灰碎石桩和桩间土,使地基受力均匀些,与此同时,水泥粉煤灰碎石桩的承受能力由于挤密作用而提升,并强化了受力能力。由于水泥煤粉碎石桩的成本低,所以在应用中很广泛。以下是水泥煤粉灰碎石桩、桩周土和褥垫层的原理进行细致的分析,具体如下。1.1.1对地基上有一定的挤密作用针对散填土、松散粉细砂和粉土,因为振动沉管水泥粉煤灰碎石桩的振动原因和侧向的压力致使桩间的土孔隙变小,其中的水量也有大幅度地减少,增大了土的干密度和内摩擦角,同时也改善了土的物理学性能,直接的提高了桩间土的承受压力的能力。1.1.2桩体的排水作用水泥粉煤灰碎石桩复合地基在成桩前期,由于桩孔内和周边填充了过滤性很好的粗颗粒,形成了渗透性比较好的通道,对于防止振冲产生的超孔隙水压力升高的问题,还能提高地基排水速度,它不仅不会降低桩体强度,还能使土体强度增强。1.1.3桩的预震效应水泥粉煤灰碎石桩复合地基成桩时,振冲器加速激振土体,不仅能提高相对密实度,而且还能有很强的预震作用,有效的增强了砂土的抗液化能力。1.1.4桩的置换作用水泥粉煤灰碎石桩是水泥经过水解和水化反应及其与粉煤灰的凝硬反应,生成了一种不能溶于水的结晶化合物,它不仅增强了桩体的抗剪强度,而且还提高了变形模量,因此,在载荷的作用之下,水泥粉煤灰碎石桩的压缩性要小于桩间土的压缩性。地基的附加应力,跟随地层的变形将其压力集中到了桩体上,而大部分的压力是由桩周和桩端来承载,桩间的应力就减少了,所以,符合地基的承载力有显著的增加。
1.2预应力管桩
预应力混凝土管桩主要分为先张法、后张法预应力管桩。其中,先张法预应管桩是应用的先张法预应力的工艺和离心成型法制作而成的空心筒体细长混凝土预制构件,先张法预应管桩是由圆筒形的桩身、端头板及其钢套箍三个部分。我国目前常用的管桩沉桩的方式主要是:锤击法、静压、震动、预钻孔法等,其中,静压法是被工程上最常采用的方法之一。打桩的时候震动很大、噪音也很大,影响了居民生活,所以目前我国启用了大吨位的静力压装机,静力压桩机分为顶压式和抱压式两种,其中,抱压式是依靠摩擦力大于阻力的原理工作的,一般情况下,静力压桩机的最大压桩力为5000~6000KN,甚至可以将直径50~600mm的预应力管桩压到持力层,推动了预应力管桩在工程上的使用。预应力混凝土管桩常用的使用方法是分为捶击法和静压法两种。捶击法沉桩是优点是速度快、质量高,静压管桩施工法是通过压装机的自身重量及配重的重量,经过科学的压梁,用管桩侧面夹子夹住管桩,然后将其压入土中。预应力管桩施工结束之后,要检查管桩,工程上常用桩基高应变法和低应变法两种方式对单桩的承载力进行监测,影响预热力管桩承载力的因素有桩端极限阻力和极限侧摩擦力。目前,水利工程中基础处理方法就是预应力管桩,尤其沿海地带应用广泛,保障了水利工程管桩基础处理的质量,还为整体工程的安全性提供可很大的保障。
2结束语
高等学校的计算机基础课程,不仅仅要求学生掌握计算机的基础理论知识,还需要把掌握的知识应用到实践之中。这是完全符合CDIO的工程教育模式的理念。若能将CDIO的理念作为高等学校的计算机基础课程的指导思想,培养学生自主学习能力、加强团队合作能力,激发学生的求知欲,为计算机基础课程的教学和改革提供新的思路。CDIO是以完整的项目发展周期为依托进行教学,让学生参与到项目的构思、设计、实现与运行的整个过程。CDIO的核心思想是在学生要完成某个特定的项目,而为了完成该项目,需要从整体把握整个项目的解决方案,若实施的过程中需要的理论基础知识的,则自行进行相应理论知识的学习。整个过程正在实现了知识的教、学、做于一体,在完成任务的同时,也获取了相应的知识和技能。
2课程教学的特点
2007年广东省教育厅高教处对广东省高校计算机基础课程改革确立了“面向社会,针对岗位,强化能力,融入专业”的改革主导思想。计算机基础课程的开设及修订必须立足于广东省用人单位的应用需求以及经济发展的实际情况。该课程须从教学理念、课程设置、教学方法到教学模式等方面都要做出相应的改革。而各大高校都将实操性较强的《计算机基础》这门课安排在大学第一年,就是希望学生能从高中灌输性的学习逐渐过渡到让学生自学、爱学、想学。最近几年,在计算机基础课程的教学改革都是为了更有效地培养适合市场人才需求的应用型人才。同时,在大学的第一年培养学生能使用计算机和网络等相关技术分析问题,解决问题,为学生在今后的学习和工作奠定基础。CDIO的教育思想是构思、设计、实现、运作。计算机基础课程在CDIO思想的指导下,要充分调动学生的积极性,引导学生主动学习。课程的设计要立足于整体,将教学内容的各个知识点融合到项目的实践中去,始终强调以项目为导向,以各个小任务为驱动,最终,以“全过程考核,全方位评价”的方式最终完成该课程的考核情况。
3教学活动模式的架构
在CDIO的理论的指导下,既要为学生提供构思、设计、实现和运作,也要兼顾知识的掌握和能力的培养。具体表现可以分为以下四部分。构思:教师利用一节课的时间,了解整班学生的对计算机的掌握程度,并按照学生的层次分组。学生个体之间会存在智力和掌握计算机能力的差异,合理分组是完成项目的前提。针对不同的分组的学生分配难度不同的任务。设计:在具体的项目任务中,可根据不同的专业选择与其职业岗位相关或相近的任务,这都是为了激发学生的兴趣和参与感。在工作小组里面,要明确各自的职责,并做好计划。实现:学生带着任务开始对项目的实施。从信息的收集,讨论,确定最终方案,选择最优方案完成本次项目,都由学生自己负责。每次课,教师只需要查看他们的项目进度完成情况,并在旁提供咨询意见,并不能为学生做决定。运作:项目完成后,可有学生对自己的项目和对他人的项目进行评价,强调培养学生在面向实践和问题的任务上,能独立、自我负责工作,并注意到团队合作的重要。在实施过程中,教师要对每个环节中的各个项目任务提出关键性问题和提纲在制定或结语,对学生下一步的实施进行有效的指导。完成小组项目后,教师可根据学生的完成情况,给个人布置简单的小项目。目的在于让学生之前以小组为单位完成的项目的各个知识点进行融合,体验这个项目知识的关联性,并要求独立完成。整个教学架构的安排都是以学生为中心设计的,即使是每个阶段的汇报也是以学生参与完成。在完成项目的同时,学生除了要自行学习计算机知识,还要熟练利用网络查询并筛选信息,这大大提高了学生的自学能力,同时又因为项目是根据学生专业的职业岗位所设计的,让学生在大学的第一年就对自己的今后的工作岗位有所了解,明确自己今后的学习方向,提高学生今后的大学学习生活的积极性和目的性。计算机的课程内容主要分为两部分,理论知识和实践应用能力。无论是哪部分的知识,笔者认为都可以用CDIO的指导思路设计教学内容。计算机课程中涉及前面的发展历程、计算机基本组成原理等等这些琐碎的知识点都可以采用CDIO的指导思想来设计教学内容。在教学活动中,可以安排学生进行一场表演,如扮演计算机的各个部件的功能与关系。当然在进行表演前,学生必须要以这个任务进行构思:有什么样的角色?设计:主角是什么,配角是什么?是否还要旁白?实现:如何能将这些角色联系起来?运作:完成效果能否清晰体现计算机各个部件关系?……这些都会促使学生去查阅有关资料,在查阅资料的同时,键盘、鼠标以及Internet的基本知识也就顺势能熟练运用。
4结语
1.1排水砂垫层
排水砂垫层主要是在地基的地表铺一层砂石,这样做可以将土层中的水分进行很好的控制,不会使水量发生重大变化,保证土层的良好排水,影响土质结构,同时铺设一层砂石可以增加软土层的承载力。在铺设砂石层时,砂石层的厚度以0.6~1.0m为宜,在进行软土地基的排水改造的同时还要进行地基两侧的排水系统的修建,保证良好的外部排水中间,在软土地基的土壤颗粒和置入材料产生摩擦力,将整个的软土层和抗拉力材料形成一个整体,增加整个软化土层的稳定性。例如:在福建省的围垦工程中间,就是采用的朔料排水板,加强土层中水分的排除,将剩下的土壤固结成可以承受高强度的土层,同时还在其中放置土工织物,将整个拉力均匀的分布在基地中,这样可以使得基地均匀承受力,同时增加软土地基的稳定性。
1.2预压砂井法
预压砂井法是利用压力系统和排水系统的相互结合,在软土地基中,将空隙中的水分排除来,同时将剩下的土壤进行加压,增加土层的承压能力。在这种两种方法相结合的系统中,常用的排水系统是水平的排水垫层或者利用排水沟将水排除,还采用竖直方向的排水砂井和排水板;在加压系统中,常用的方法是推载预压、真空预压和降低低下水位等等。当在清除加固范围内的植被和土壤后将上面铺上砂层,再插入垂直的排水板,在砂层中放置横向的排水管,最后在砂垫层封膜,将膜内的空气抽出,这种方法我们称为真空联合堆载预压法。但是这种方法的作用范围有限,适用于工期较宽泛的工程。
1.3旋喷法
旋喷法是将带有喷嘴的机械作用到预订的土层深度后,从喷嘴中喷射出水泥,通过高速的旋转将土壤和水泥混合到一起,最后整个固结硬化成桩,这样的方法可以将整个的地基变成土壤和水泥混合硬化而成的桩,最后可以达到提高地基承载力的效果。这种方法对于有机质含量较多的土层作用很小,在塘泥等土层中要慎用。
1.2换土法
换土法是软土地基处理技术中比较常用的一种方法,这种方法简单有效,在实施过程中,通过对软土本质的改变,改变土质特性,达到水利地基建设的标准。例如:在水利施工中遇到软土地基问题,可以用水泥、灰土等替换软土,使土壤的承载力达到水利施工的标准。换土法可以直接的有效的提高土壤的承载力,但是这种简单直接的方法却很容易收到地理位置的制约,影响这种方法的使用,在比较偏远的位置,交通运输不便的情况下,这种方法就会加大工程的成本,因此,在采用换土法的同时,也要充分考虑到当地的实际,在交通便利的情况下采用这种方法。
1.5排水固结法
排水固结法是采用排水板将土壤中间的水分排出,然后提高土壤的稳定性,增加土壤的承载力。
1.6振动水冲法
振动水冲法是将软土地基打孔,然后将水泥等原料填充到其中,在采用分层夯实的方法,加固地基,一般在采用这种方法之前不要利用排水系统进行排水。
1.7硅化加固法
硅化加固法是将氯化钙和氧化钠等溶液通过两侧有洞的管注入到地基中间,通过这些化学溶液融入到土壤中间,在和土壤产生化学反应,在土壤之间生成一种胶状物,将土壤凝结在一起,从而增加土壤的承载力。在使用这一技术的过程中间,采用电化的方式可以加大硅化的范围,这种方法叫电动硅化法。
1.8人工材料加筋法
人工材料加筋法是采用人工合成材料覆盖在地基表层,这一工作要在工程施工之前完成,这样做主要是为了将整个建筑物的重量均匀的分布在地基的各个地方,不会出现某些地方承载的压力大,有的地方承载的压力小的情况,另外,这种方法可以有效的增加建筑物和地基之间的摩擦力,防止建筑物出现倾斜的现象。
1.9桩基法
基法在面对含水量大,软土地基层后等水利工程的建设中间使用的较多,将钢筋混凝土桩置入到软土地基中,代替传统的砂石桩。
2结语
关键词国家空间基础设施(NSDI)、"数字广西"、地理空间基础框架
1.前言
1.1背景
随着计算机技术、网络技术的飞速发展,人类已进入以信息化为主要特征的新经济时代,信息化是当今世界经济和社会发展的趋势。发达国家在加快信息基础设施和空间基础设施建设的同时,1998年1月,当时的美国副总统戈尔提出"数字地球"的概念。引发了继"信息高速公路"、"知识经济"以后的第三次信息浪潮。1998年6月,总书记在两院院士会上提出了关于中国发展"数字地球"的思路,指明了发展信息技术,加快建设国家信息基础设施,早日实现中国的"数字地球",是我国争先抢占世界科技、产业和经济制高点,走向21世纪的知识经济的发展战略。十五期间,许多地区和部门相继制定了数字省区和覆盖本领域的数字工程项目发展规划,如北京市已拟?quot;数字北京"总体框架和发展规划,"数字海南"、"数字山西"、"数字福建"、"数字浙江"、"数字陕西"等规划也在制定之中;国土资源部计划用12年时间实施"数字国土工程",交通部提出实施"智能交通",国家海洋局提出"数字海洋",国家测绘局提出建立"数字中国"地理空间基础框架。2001年10月,继53号文后,国家计委、国家地理空间信息协调委员会召开了"国家空间信息基础设施发展战略研讨会",指出"必须将国家空间信息基础设施的建设和应用作为国民经济和社会信息化的重要内容,应加快发展,以带动地理空间信息技术的应用和相关产业的发展,并进一步推动经济结构的战略性调整"。更引发全国十几个省、直辖市拉开建设"数字省区"地理空间基础框架的序幕。
1.2目的和意义:
联合国的一份报告表明,人类社会经济生活中80%以上的信息与地理信息有关,地理信息技术大大改变人类观测和认识地球的方式,已广泛应用于资源调查、灾害、环境检测、规划、电力、商业等领域,取得了显著的经济社会效益。成为21世纪国际竞争的制高点之一,其发展水平直接关系到国家的综合国力和国防安全。"数字广西"地理空间基础框架的建设,将为广西政府部门和各市县的社会和经济可持续发展提供规划、设计和决策支持的基础地理框架信息,为电子政务的实施提供统一标准的基础地理信息支撑平台和环境。
1.3主要内容:
"数字广西"地理空间基础框架的建设就是通称国家空间基础设施(NSDI)在广西的具体表述。也是以3S(GIS-地理信息系统、GPS-全球定位系统、RS-遥感)技术为基础,基础测绘数据的生产和成果存档、管理、分发服务系统在信息时代的具体表现形式和发展。
"数字广西"地理空间基础框架建设的主要任务包括:大地测量基准建设、广西省级地理信息数据库建设、基础地理信息采集体系的建设、政策法规与标准体系的建设、技术支持体系的建设、地理空间信息交换网络体系建设、组织机构的建设等,实现覆盖整个广西的多尺度、多分辨率、现势性好的基础地理信息数据。
1.4"数字广西"地理空间基础框架在各行业中的应用:
2.广西实施该项工程已具备的条件
2.1区内环境:
以"信息化带动工业化"是我国的战略目标,作为经济欠发达的广西,其信息化建设起步并不晚,20世纪90年代,南宁、柳州、桂林、北海等城市的土地、规划、环保等部门相继完成了本行业的地理信息系统的建设。21世纪的今天,南宁、柳州、桂林列入国家级信息化试点城市,在这三个试点城市的带动下,全区社会信息化建设全面展开,围绕政府网的建设,各地根据实际情况懈骶咛厣男畔⒒ㄉ琛H绫焙J械?quot;数字北海"项目,百色地区的"农业信息化示范项目"、防城港市的"港口信息化项目"、玉林市的"有线电视宽带网工程"等,以及全国第一套应急联动系统――南宁市社嵊绷低常?11)的初步建成,都为广西的社会、经济发展起到了不可估量的作用。预计到2005年,全广西将铺设光纤约4.8万公里,每千人拥有计算机50台,互联网普及率达8%以上,信息产业增加值将达到250亿元,占广西国民生产总值的8%以上.
2.2广西测绘局内环境:
国家测绘部门投资2.56亿启动"国家基础测绘设施项目"建设,简称"大专项"建设。
广西测绘局在国家测绘局和区政府的支持下,于2000年8月正式立项(总投资2700万元),目前已完成基础地理信息数据生产技术体系、基础地理信息数据传输网络体系的建设,基础地理信息管理服务体系、空间定位综合服务体系、广西数字化基地大楼的建设正在如火如荼的进行中。广西测绘局已建成主干千兆,百兆交换到桌面的局域网,装备了若干台企业级服务器、海量的磁盘阵列、磁带库、图形工作站、高档微机、大型彩色扫描仪、大幅面绘图仪等硬件设备,以及数据库软件ORACLE,GIS软件ARCGIS、Geostar、MapInfo、ERDAS、数字摄影测量系统、扫描矢量化系统等软件。通过大专项的建设,还锻炼出一批精通3S技术、计算机与网络技术、测绘技术的综合型人才。
1.基础地理信息生产技术体系已初步建成:
目前,广西测绘局已具备的1:1万基础地理信息数据年生产规模如下表所示:
数据类型
年生产能力(幅)
数据库存储(GB)
1:1万DOM(数字正射影像图)
1600
1600幅×45MB/幅=72
1:1万DEM(数字高程模型)
1600
1600幅×5MB/幅=8
1:1万DLG(数字线划地图)
880
880幅×4.5MB/幅=4
1:1万DRG(数字栅格地图)
1000
1000幅×5MB/幅=5
遥感影像数据
按1米分辨率计算,500幅×100MB/幅=50GB
注:按广西"十五"计划,需8~10年才能更新测绘完成全广西1:1万地图。
3.建设原则和关键技术
3.1建设原则
"数字广西"地理空间基础框架的建设要贯彻"需求牵引、统筹规划、统一标准、阶段发展、面向应用、共建共享"的方针,坚持市场引导与政府调控相结合,引进和自主创新相结合,重点开发和普及应用相结合,调动各方面的积极因素,以应用促进发展。
3.2关键技术
海量数据库存储技术:目前,单是按覆盖广西的4D(DLG、DEM、DOM、DRG)测绘产品的数据量计算,就达到了TB级,如何采用关系数据库(如ORACLE)管理海量空间数据,将是今后几年内的研究热点。
菘焖倩袢∈侄危喝绾纬浞掷?S技术及其集成,快速获取信息也是一个值得研究的课题。
宽带网络:利用高速网络实现信息共享和互操作。
虚拟现实技术:虚拟现实和三维模型是数字城市表现的主要形式。
知识产权问题:模拟测绘产品版权问题较好解决。受法律不健全、法制观念淡薄等客观条件的影响,数字化测绘产品的版权问题亟待解决,因为数字化产品一经提供,可以轻而易举地进行复制。要解决这个问题,除了法律、制度外,还需在技术上研究加密手段。
空间数据库更新与版本管理:为满足国民经济建设的需要,必须定期更新数据,保持基础数据的现势性。数据更新后,历史数据仍须保存。因此必须建立一套有效的数据版本管理机制,确保有效数据能长期保存,又避免不必要的数据冗余。
4.现阶段的主要任务
4.1数据标准和规范的制定。
数据标准是急待解决的问题。很多标准国家尚未出台,必须加快基础地理信息各类标准的制定,完善各种数据库的建设标准、质量控制标准和安全保密标准,加快制定基础地理信息的产品标准、信息交换标准和应用标准等。
4.2广西省级基础地理数据库的建设
按基础测绘分级管理的原则,国家负责1:100万、1:25万和1:5万尺度的基础地理信息生产、管理、服务和更新。省级政府部门负责1:1万、1:5000比例尺甚至更大尺度的基础地理信息生产、管理、服务和更新工作。其中1:1万基础地理信息数据库的建设将是"数字广西"地理空间基础框架的核心和基础。省级基础地理信息数据库的组成如图所示:
4.3实施一批地理空间信息重点应用示范工程的建设
当前,人口、资源、环境等可持续发展是国家和地方政府最为关注的领域,为共享"数字广西"地理空间基础框架资源,应当把应用开发的重点放在人口地理信息系统、资源(国土、海洋、地矿等)地理信息系统、环境地理信息系统的开发研究中。同时作为广西测绘局与区政府部门的合作项目――广西综合区情地理信息系统(9202工程)建设的延伸扩展,更要充分利用"数字广西"地理空间基础框架资源,结合西部大开发政府急于掌握的信息,急政府之所急,想政府之所想,积极与政府部门联系、沟通,进一步完善综合区情地理信息系统,注重反映广西自然资源、经济两方面的信息。
4.4积极创造条件推进地理空间信息共建共享机制的建立
测绘部门多年来生产了大量的地理信息资料,它们在广西的经济建设和社会发展中发挥了公益性、基础性的作用,但要在更深层次和更广的领域应用,需要政府及各行业的通力合作。共建共享是避免重复建设、维护国家利益的必要措施,是"数字广西"地理空间基础框架建设中必须坚持的原则。这方面的教训是屡见不鲜的,如广西各地方土地部门有独立的一套地籍图,规划部门有地形图,房产部门有房产图,每个部门都是投入巨资测绘、数字化,标准都不统一。实际上只要政府牵头协调,各地测绘一套基础地形图,每个部门在其基础上再采集各行业关注的要素(称之为三图合一)。这样的结果是大大节约了经费,却实现了各取所需,同时由于数据标准的统一,各行业能共享、交换成果。
要实现共建共享,一方面要积极推动地理空间信息政府协调机制的建立,充分发挥测绘部门的作用,加强与政府相关部门的合作,按照互惠互利的原则交换数据;二要研究制定共建共享的法规政策,明确规定知识产权的保护、用户的权利和义务、有偿使用等问题;三是测绘部门要在信息共建共享中发挥带头作用,进一步强化"四个主动服务"意识:主动为领导宏观决策服务,主动为国家重大战略、方针提供服务,主动为广西重大基础设施提供服务,主动为提高人民生活质量提供服务。为推进共建共享机制的建立作出应有的贡献。
4.5建设基于WEBGIS的地理空间信息交换网络体系。
"数字广西"网站()作为广西测绘局的宣传阵地及元数据窗口,应加强地理空间信息网站建设和网上地图的开发,探索地理信息网络服务模式,以适应网络快速发展和广大人民群众对网上地图的迫切需求。
5.极待解决的问题:
5.1政策方面的问题
去年广西制定的《广西广西国民经济和社会发展第十个五年计划信息化重点专项规划》中并没有完整地将"数字广西"地理空间基础框架列入其中。广西的信息产业在2000年全年的总产值为28.6亿元,仅占全区GDP的千分之二,在全国排22位,在西部地区排第5位。可以看出,广西的信息化总量还较低。基于"数字广西"地理空间基础框架的重要性和其能推动国民经济和社会信息化跨越式发展。建议由区计委统一协调,广西测绘局负责具体实施,各部门共同组成广西地理空间信息协调委员会,加快制定"数字广西"地理空间基础框架的建设规划工作。
5.2人才缺乏、财力支撑不足的问题:
测绘滞后于国民经济建设的步伐,这是目前的尴尬现状。主要的原因是财力投入的不足。
"数据是血液",没有了数据的"数字广西"地理空间基础框架,就是个空架子,其他行业的信息化也就没有了与地理空间相对应的承载体。
"数字广西"地理空间基础框架的建设是多种高新技术的集成,需要一大批高素质的人才。目前,人才缺乏的问题还是比较突出。
6.结束语
广西壮族自治区基础地理信息中心作为广西测绘局向社会提供基础地理信息分发服务、应用开发的窗口和国家空间信息交换网络的省级主节点,基本具备?quot;数字广西"地理空间基础框架建设的理论和实践基础。应发挥"数字广西"地理空间基础框架建设的主力军作用,为我区信息化建设作出自己应有的贡献。
【参考文献】
1、罗满建《国家空间信息基础设施发展战略研讨会情况报告》
2、广西区测绘局《国家基础测绘设施项目广西单位工程方案设计》
3、刘金长《建设广西省级基础地理信息系统》
4、广西区基础地理信息中心《广西省级基础地理信息系统可行性研究报告》
1.1桩基处理桩基的主要技术
可以分为静力压桩技术、挤括多分枝成立盘灌注桩技术、钻孔压降灌注桩技术以及夯压成型灌注桩技术。静力压桩技术的主要特征是压桩的速度快,并且重量小,移动方便,广泛被运用于混凝土预制桩的成桩当中,有着良好的运用前景。挤括多分枝成立盘灌注桩技术是一种创新改革的新技术,相比于传统的混凝土灌注桩技术,它的每个桩荷载力是灌注桩的两到五倍。同时,挤括多分枝成立盘灌注桩技术的桩长仅仅只有灌注桩的一半左右。它的最明显特征就是施工的效率高,工作进展快,加快了整个建筑工程的工作日程,为施工单位节约了大量的时间、人力成本。这项桩基技术也逐渐得到了普遍使用,势必未来发展一片光明。
1.2基坑支护形式
首先,在建筑地基与基础工程施工前要进行一系列专业的地质勘察,通过勘察充分掌握了解到地表下的管线脉络,分析所掌握到的相关数据信息。例如地基工程周围的环境、施工现场的地质情况、地基土坑的安全状况、地基坑的深度等等,根据施工现场的实际情况,科学合理的选择基坑支护的设计方案。基坑支护的主要形式可以分为以下几种:地表下连续墙支护、土钉墙(喷锚支护)、水泥挡土墙、钢筋混凝土排桩、钢板桩:型钢桩横挡板支护,钢板桩支护,具体选择的基坑支护形式可以根据实际情况多使用两种或两种以上的形式。在采用基坑支护的相关方式过程中,要全面认识到一些至关重要的因素,这些因素会直接影响到基坑支护的安全质量。因素大致可概括为以下几种:(1)基坑边缘的荷载;(2)基坑降水排水的措施;(3)选择机器类型;(4)开挖的顺序和深度;(5)进出车辆的道路;(6)基坑的相关监测。
1.3土方开挖在进行建筑地基和基础
工程施工前,要及时对土方的开挖位置进行全面的清除垃圾物工作,与此同时还要彻彻底底排除施工位置的电线和排水管道等设备,要想及时明确好施工现场的相关路线,边缘的坡度、排水渠和聚水进的方位,就要通过合理的勘探,科学的绘制出工程施工现场的平面图。对于施工现场的测量控制网,要满足相关的控制要求,无论是基线还是水位点都要在标准范围之内。在对土方开挖时,事先要确定好开挖的具体深度,深度较大时就要对土方进行分层的开挖。对于土方开挖的泥土运输问题,来往运输车辆要停在挖掘机工作的侧方,最大程度的降低挖掘机的运动幅度。如果开挖的基坑过大,挖掘机就要保证以之字形状的方式移动操作,同时挖掘机的大小直接决定了运输车辆的相关数目。
2.地基与基础工程施工质量与安全管理
2.1强化施工技术管理
在进行土方开挖的工作时,每道施工工序要符合施工标准,操作规范,施工技术达到相关的要求:比如要根据测定定位,抄平放线,根据施工场地的地质情况和排水状况选择开挖的方式和土方边缘的坡度大小,严格按照工程的施工顺序,从上而下、分段分层的去施工;根据观察测量基坑和水沟周围的地面情况,使用合理的排水方式,在进行降排水过程的环节时,要严格把水位降低到小于水槽底500m以下,同时在进行开挖基坑时要保护好地基土的完好无损,不受到很到的破坏,基坑边缘的荷载不能超出规定范围,在基坑周围上方堆土时,要保证与基坑边缘相距1.5m以上的长度。
2.2提高质量监督控制
建筑企业要根据国家的政策法规,建筑行业的质量鉴定体系,不断加强对建筑施工人员的综合素质教育,积极完善各项内部建筑规章制度,健全安全管理体系,全面提高地基与基础工程的现场施工管理水平。
2.3地基与基础施工安全管理
施工企业要不断加强地基与基础施工的安全管理,采用先进的机械设备和施工技术,加强对施工人员素质和专业技能的学习教育,优化施工人员的配置,合理安排任务,对任务完成的情况评价分析,任务完成的好坏直接与经济利益相挂钩。
3.结束语