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一、 引言
城市公園成為了城市生活的重要組成部分,同時也是塑造城市形象的重要載體。城市公園的快速發展也促進了城市旅游業的發展。然而如今在城市公園中,優美的環境已經不再是整個園區的重點,文化景觀逐步成為了整個園區的核心亮點。文化作為城市建設的靈魂,作為城市的形象,打造特色城市公園成為了必不可少的一步。
二、 地域特色文化在城市公園中的綜合研究
2.1地域文化在城市公園中的設計手法
(1)利用相關要素結合象征與隱喻手法
象征是景觀設計手法中最常見的一種,抽象的內涵常常以具體的形象體現,這樣不同層次、范圍的意義被充分表現。象征這樣的體現手法,可以將抽象的文化變得簡單,讓游客一目了然,它延續了文化的內涵,創造了別樣的藝術效果。
(2)對地域文化的繼承與借鑒手法
傳統設計方法流傳至今主要通過后人的借鑒和繼承,因此,它們可以作為古典園林中最普遍和常見的方法。將傳統園林中的傳統手法繼承和借鑒,不是簡單的復古,而是注重城市中蘊含的不可磨滅的文化,傳統的藝術手法應在新時代的發展過程中找到自身存在的形式。
(3)挖掘地域文化直接表達的手法
直接表達實際上就是,一種從來都沒有處理過的直觀的為游客展現文化的手法。這樣的手法往往體現在民俗節日、歷史事件闡述等文化元素上,可以強化人們對生活中歷史文化的認同感。
2.2地域文化在城市公園中的體現形式
(1)民俗活動
56個民族和各個城市地區經過漫長歷史的洗滌,出現了形態各異的、特有的傳統民俗文化,這些民族文化的活動很大意義上體現了民族的特色性,同時也成為十分有意義的地域人文特征。比如西安大雁塔的雕塑展現了陜西的日常生活狀態,大唐芙蓉園更多以演藝來體現。
(2)歷史文化
歷史文化對城市公園設計來說,是最能體現地域文化的特征,它不僅承載了城市的發展歷史,同時也記載了人類的文明進步和城市的歷史痕跡。在設計中,把這些具有歷史文化含義的物質保護和繼承下來,才能把城市的地域特色維持下來,維護城市的個性。
(3)地方材料
在現代設計作品中,地方材料、廢棄材料常常被設計師應用,不管是景觀小品的塑造,還是欄桿、座椅等輔助設施,都盡量選取地方材料,地方材料的融入可以給有課帶來親切、自然、特殊的情感。
三、 實例分析――寶雞市扶風縣城市公園
3.1地理區位
扶風縣位于陜西省中西部,寶雞市境東部河流域。地處關中平原西部,地勢北高南低,以黃土臺塬為主。扶風地處關天經濟區核心城市西安與副中心城市寶雞的中點,是寶雞市的東大門,因“扶助京師、以行風化”而得名。
3.2文化背景
旅游資源得天獨厚。扶風是西周文化的發祥地、佛教名剎法門寺的所在地,素有“周禮之鄉”、“青銅器之鄉”和“佛骨圣地”的美譽,是中外聞名的周原文化寶庫、萬眾朝拜的佛教圣地。境內有各類文物保護點747處,其中省級以上重點文物保護單位18處。古周原遺址被列為20世紀中國百項考古新發現之一。1987年舉世僅存的佛指舍利從法門寺地宮出土,被譽為繼秦兵馬俑之后的世界第九大文化奇跡,2010年,法門寺文化景區入選“中國之美”十大自駕游目的地和最佳佛教文化景區。
3.3平面設計
(1)從功能分區上分析:從動靜、商業經濟、人群分類、歷史文化等方面將功能分為入口廣場區、商業餐飲區、主題廣場區、文化展示區、兒童活動區、濕地景觀區、植物園區、體育健身區、管理服務區、老年活動區八個片區。
(2)從規劃結構上分析:在規劃結構上采用主軸線和環形軸線,使每個片區能相互聯系。同時在節點上分為主節點、次節點和三級節點,使整個公園有主有次,圍繞一個文化主題中心展開,產生開端-過渡--過度-結尾這樣一種效果。
3.4地域文化在設計中的實際應用及體現
扶風縣城市公園中對地域文化的利用遵循設計原則,以寶雞市和扶風縣的地域文化為內涵,依托寶雞市扶風縣的地域特征和自然景觀風貌,使該地成為扶風縣新區的城市生活商業功能區和生活休閑區,展現出扶風縣歷史文化特色的城市中央公園、華夏文明與現代文明相融合的文化旅游區,帶動生態新區城市建設的發展,推動城市文化進程,使之成為扶風縣乃至寶雞市的城市中心和展示城市形象的窗口。
(1) 利用自然因素突出文化主題
深入挖掘運城的文化,將其文化和自然要素相結合,突出文化,營造一個具有獨特性、時代性的綜合性公園,并對園區內的景點通過地形營造空間層次。在設計的時候,充分利用長期形成的自然環境,才能更好的體現地域文化,將自然和文化更好的融入到設計中。
在植物的選取上,結合歷史上的記載,采用適宜該地邊生長的鄉土植物。扶風縣當地有一個杏林鎮,相傳宋代醫家石泰住此為人醫病,痊愈者栽杏樹為報,久之杏樹成林而得名。如主題廣場周邊的銀杏片區,利用了當地的景觀植物,既能展示氣公園的高貴,又能給主題廣場和入口一個無形的限定。
(2) 利用歷史典故再現歷史
利用傳統的設計手法,借鑒流傳至今的歷史典故、傳說,并借助歷史再現的體現手法等,營造具有藝術感染力、特色歷史文化的景觀風貌。如園區內歷史文化區的浮雕墻和四個展館,展示了扶風縣特有的歷史文化、歷史典故與歷史人物,體現了寶雞市的周禮文化之鄉,如馬援、班超等人的歷史故事。
(3) 利用景觀小品展現地域文化
景觀小品的營造過程其實是對地域文化內涵挖掘、剖析、表現、提純的過程,反之地域風情常常也是通過景觀小品的外在形象所反映。建筑物可以因為周圍的文化背景和地域特征的不同而呈現出多樣的建筑風格;景觀小品的設計亦應如此,與本地區的人文風情達到一個文化融合的層次。如在本方案的設計中,中心的主題廣場和鳳凰雕塑展現了青銅器文化和寶雞鳳凰這一城市形象。
四、 結語
通過不同的角度研究、分析,我們可以對地域文化在城市公園中的體現有了一個深刻的認識。
(1)從人類的角度研究,城市公園不單單是一個城市的綠色空間,更是一個滿足人類需求的綠色場所。城市公園設計,應在“以人為本”的基礎上,對地域文化深入挖掘,自然空間和城市空間相互協調,創建具有創新性的地域特色公園。
(2)從生態的角度研究,現代城市的快速發展,對城市環境的污染越來越嚴重,現代城市中的人們逐漸開始遺忘前人多留下的文化,人們開始認識到生態的重要性,在認識生態的基礎上,深入挖掘文化,營造人和自然、文化相融合的綠色空間。城市公園的設計不僅要體現地域文化的特征,也要重視生態環境的保護,創建一個真正可以滿足人類生活需要的公共綠色空間。
參考文獻
[1]王今琪. 利用地域特色創造景觀個性[D]. 北京:北京林業大學,2005.
中圖分類號: TU198文獻標識碼:A
一.引言
在我國,長期以來,受我國的國土面積廣闊國情的影響,房屋建筑施工的地點大多都會在不同的地區,不同的氣候條件下開戰,這就造成了我國房屋施工地址條件復雜多變,很多時候就會遇見雜填土、泥炭土、軟粘土、多年凍土、濕陷性黃土等多中性質特定的施工的房屋地基。而隨著經濟的發展,房屋建造的增加,我過的城市規劃規模越來越大,房屋實體高度不斷增加、結構荷載日益增加,這就對房屋地基的建設提出了更高的要求,人們在建造房屋的時候對地基安全性的要求也越來越高。
房屋地基,是房屋建筑本身的基礎,其質量、穩定性都關系著房屋主體的安全性,和使用壽命,對于房屋地基的處理,最重要的是根絕房屋建筑工程結構的具體要求,同時結合當地施工的土體特點的實際屬性,采取合理科學的施工技術和方法,人為提高建筑地基的承載力,強度,減少地基下沉,從而保證房屋工程的安全和質量。
我國地質復雜,軟地基的存在為部分地區的房屋建造帶來了困難,即軟地基。軟地基的特點是承載力弱,不能夠靠自然承載力來保證房屋的穩定性,所以在建造房屋的時候就必須采用一些辦法來對軟地基進行處理,從而保證房屋建筑工程的順利和安全。
地基工程是房屋建造的關鍵,同樣的地基工程也是施工技術中,難度最復雜,技術難度最大,工期最長,投資也是最多的一部分工程,地基的安全決定房屋的安全,在安全意識加強的現在,近年來人們越來越多的關注著地基安全和地基施工技術,這就要求我過的房屋施工單位必須要嚴格的按照工程的要求和質量規范來進行施工,從根本上保證房屋的安全和使用壽命。
軟地基形成的原因
軟地基的存在困擾著房屋建設工程,而軟地基的形成原因有很多。
軟地基是由淤泥、淤泥質土、雜填土、沖填土或者其它高壓縮性土層形成的地基,這樣的地基在實際的演變的過程中是很少受到地址變動或者是地形變動的影響,同時也不會受到地震、重力等災害的影響,也不會受到土壤化學作用的影響,是一種不良地基。最大的特點就是穩定性差、強度較低、壓縮性較高、容易出現液化,沉降量也很大。由此在施工的過程中就必須要充分考慮地基問題,在軟地基上施工要采取科學的一些措施來改進其穩定性和安全性,達到房屋建設的要求,防止地基下沉。
地基特點
我國疆土廣闊,地形地質多樣,在實際的房屋施工中有著很多的特點:
1.復雜性。我國房屋工程地質條件十分復雜,淤泥質土、濕陷性黃土、凍土、溶巖地質等廣泛分布。與此同時,我國由于受到地震帶的影響,地震頻發,這樣對于地基的影響是非常大的,這么復雜的地質現狀,為我國房屋基底工程的建造帶來了很大的難度,地基勘察的難度也十分巨大。
2.嚴重性。很大程度上講,建設工程制藥投入使用,之后的地基質量問題都是沒辦法來二次休整和彌補的,而地基問題帶來的問題遠遠大于地基工程建設投入的成本。一旦地基工程出現了問題,特別是質量問題,通常會引起地基不穩,建筑工程的整體都受到結構性破壞,這是房屋工程的致命毀滅性打擊,也是重大的質量事故,會直接性危機住宅居民的生命和財產安全。同時,地基承受著全部的重量,一旦局部出現問題,擴散的速度十分迅速,事故的放生大多是突發的,危害性和嚴重性都增加。
3.隱蔽性。房屋建筑本身的主體結構是十分復雜的工序銜接,房屋工程本身的施工特點是每一道工序都在不同程度上覆蓋前一道工序,工序質量具有明顯的隱蔽性,這也加強了工程安全監察的南多,因此也要加強隱蔽工程檢查驗收的強度。
4.多發性。近年來,受地基設計和使用不當造成房屋倒塌現象時有發生,損失十分嚴重,危機人民生命和財產安全,也影響國民經濟的發展。
5.困難性。地基工程的特點是在地下,具有十分隱蔽的特點,事故處理時候施工操作難度大,而且地基基礎承載的負荷高,采取的措施也必然會影響到建筑物上層的結構性能,所以后期處理的難度是非常大的。
地基技術
總體來說,房屋建筑在選擇施工的地基技術時候,就要綜合的考慮,建筑地的地質條件,水文條件以及建筑物本身對地基的具體要求等這些因素,同時還要結合建筑物的結構和基礎形式,建筑物周圍的環境條件,材料供應情況和施工條件等都要好好的考慮,最終經過科學合理的技術和經濟指標的分析后,再開始施工,采取最優的方案。
在房屋建筑工程過程中對地基進行處理的時候,必須必須采取有效措施,重點加強部分需要部位的硬度和承受力,以此來增加房屋對地基不穩的適應能力。除此之外,對已經確認的地基施工方法也要繼續進行需要的測試,為房屋地基施工提供科學的依據。地基完成后,必須符合建筑地基變形度滿足相關規范的要求,在施工的過程中要時時監控沉降問題,保證順利施工。
常見的地基處理方法有以下幾種:
1、換填墊層方法,這個方法主要用于千層面的軟地基和地面不均勻的地基。這樣可以加速土層的排水,減少沉降,提高地基承載。
2、砂石樁法,這樣的方法主要針對密集松散的砂石、粉土、粘性土、雜填土等地基的,此法能提高提高地基的承載力和降低壓縮性,對于液化地基作用大。
3、振沖法分加填料和不加填料兩種。加填料的通常稱為振沖碎石樁法。振沖法適用于處理砂土、粉土、粉質粘土、素填土和雜填土等地基。
4、強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。
5、高壓噴射注漿法主要是在一些淤泥、淤泥質土和粉土等地基中使用。在這類地基中大粒塊石多,植物根莖和有機質多因此要充分的檢驗地基的適應性。
6、預壓法適用于處理淤泥、淤泥質土、沖填土等飽和粘性土地基。
7、夯實水泥土樁法適用于處理地下水位以上的粉土、素填土、雜填土、粘性土等地基。這樣的處理方法的主要特點是成本較低,施工時間段,造價較為容易控制。
8、石灰樁法主要應用于一些處于飽和狀態的淤泥、淤泥質土以及雜填土等地基,在地下水以上的土層,可以通過減少生石灰的使用量,增加混合料的含水量提高樁身的強度,最終達到提高地基的承載力的目的。
軟地基技術
軟弱地基的處理的方法主要包括為:換填墊層法、預壓法、擠密法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法、灌漿法、強夯法、加筋法等。六.結束語
房屋地基工程是房屋最重要的組成部分,在具體的房屋建造過程中必須保證其質量,保證房屋的整體結構質量和房屋的使用過程安全性。在現代建筑房屋和地基施工中,必須要綜合考慮,地質水文,具體環境等實際情況,采用研究合理的地基施工方法和技術,改善地基與房屋工程的強度和剛度,加強地基的穩定性,保證房屋安全,保證人民的生命財產安全。
參考文獻:
[1]宋國華房屋基礎工程的時間探討[期刊論文]民營科技2011(03).
[2]周榮娟淺議房屋建筑軟土地基施工技術[期刊論文]企業家天地(理論版) 2011(11).
一、工程概況
大連石化新廠新建項目,場地位于大連石化分公司院內,擬建餐廳長36.0m,寬20.7m,二層框架結構。
二、基礎以下工程地質條件及地下水
(一)基礎以下工程地質條件
①素填土,黑褐色,松散,由灰巖碎石及少量粘性土等組成,層厚2.5~4.6m,屬軟弱土,不穩定。
②中風化石灰巖,巖體具中厚層結構,巖芯呈碎塊狀、短柱狀,巖體較破碎,屬較軟巖,巖體基本質量等級為Ⅳ級。
(二)地下水
地下水穩定水位埋深2.0~3.0m,為海水和第四系潛水混合的地下水,水位受潮汐影響。
三、設計參數
由于擬建餐廳周邊分布石油管線及建筑物,處理范圍小,不適宜采用樁基及強夯,綜合考慮,采用注漿處理后的素填土為復合地基,處理后復合地基承載力特征值fak不小于200Kpa,壓縮模量Es不小于20Mpa,即可滿足設計要求。
處理基礎范圍為36.0*20.7m,根據理正軟件計算,按1.4m的等邊三角形布點,共布置17排注漿孔,總孔數為434個,注漿孔徑為110mm,注漿孔鉆至中風化石灰巖,注漿套管管徑為108mm。①注漿壓力: 注漿過程中,由于填土位于上層,層頂位于地表,漿液沿水平剪切方向流動會在地表出現冒漿現象,因此注漿的極限壓力值Pu須滿足下式:
Pu=γhtan2(45°+φ/2)+2ctan(45°+φ/2)
式中h為注漿孔的深度。在實際注漿過程中,應考慮注漿管道的壓力損耗、注漿端頭漿體堵塞等影響。經調整后采用注漿壓力為0.5~2.0MPa。
②注漿漿液配比為1:1(體積比),此次注漿加固法選用水泥作固相材料。免費論文。免費論文。水泥可采用425普通硅酸鹽水泥,液相用一般飲用淡水。③注漿量
注漿量按單孔注漿量控制,單孔注漿量按下式計算:
Q=πLR2nη
式中:Q——單孔注漿量(m3);
L——注漿段長度(m),取全孔長減去孔口段;
R——漿液擴散半徑(m),0.85;
n——注漿段土層孔隙率,取54.3%;
η——漿液損失率1.2。
單孔注漿量根據深度不同經計算在3.5~5.8 m3之間。
四、現場試驗和施工要點
由于該場地地下水為海水,且受潮汐影響,為保證地基處理后,復合地基承載力滿足設計要求,特選取了一塊4.8*5.6m的場地進行試驗,檢測合格后再進行整個場地的鉆孔注漿施工。①平整場地,使XY-100型鉆機能夠進場施工
②施放鉆孔,依據設計圖現場放孔,水平偏差不大于25mm,垂直偏差小于1%。
③花管制作,在無縫鋼管管壁按0.5m左右切割3個孔徑10mm的注漿孔,地面以下一米不用切割
④鉆孔施工,鉆至中風化石灰巖,鉆孔應按基巖面由淺至深的地方施工,成孔后,將108mm花管下入孔中距基巖面0.5m處,孔口預留長度0.2m以上。
⑤注漿:先用水泥砂漿將花管四周密封,待封孔水泥凝固24小時后,對該孔進行高壓注漿,漿體經攪拌機充分攪拌均勻后,將注漿管與花管連接上,開始加壓注漿,若漏漿嚴重,可采取分段分次注漿。
⑥注漿壓力超過設計壓力,地面冒漿或注漿量小于1L/min,即注漿結束,挪至下一孔,重復上述鉆孔注漿工作,注漿順序應按跳孔間隔注漿方式進行,宜采用先外圍后內部的施工方法。
⑦檢驗合格后進行全場施工
五、質量檢驗
注漿檢驗時間在注漿結束28d后進行,抽2~5%個孔進行重型動力觸探檢測,取樣10組和不少于3個靜力載荷試驗。六、注漿加固的范圍內鉆孔取芯觀察,漿脈呈縱向和水平分布,局部巖芯呈短柱狀,與理論設計相符;動力觸探檢測結果:連續動探擊數均大于5擊,承載力特征值為200KPa;載荷試驗3點結果承載力特征值為200KPa,相應沉降量為2.5~4.2mm。注漿加固地基效果滿足設計要求。
六、結語
本本工程施工及檢驗情況均良好,證明在填土地基中進行注漿地基加固是可行的。免費論文。注漿效果的成敗還在于施工管理和質量控制,須建立詳細、可操作的管理程序和豐富的經驗及可靠的檢測手段。
參考文獻
1、中華人民共和國建設部.建筑地基基礎設計規范(GB50007-2002)
2、劉景政,等.地基處理與實例分析 北京:中國建筑工業出版社,1998.
3、中華人民共和國建設部.建筑地基處理技術規范(JGJ79-2002)
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
一、房屋建筑地基質量的施工特點
保證房屋建筑地基質量的基礎是要進行認真、科學的地址勘探工作,其特點如下:
對房屋地基的勘探要客觀、準確
因為我國幅員遼闊,不同地區的地址特點差異十分巨大,比如:同樣是北方,東北主要是軟黏的黑土,而西北沙土更多些。所以針對這種情況,在進行房屋建筑施工前必須對當地的地質特點進行客觀、科學、合理、準確的勘探,并及時記錄真實的勘探結果,確保設計人員能全面了解要施工地區的實際土質條件。
2.對房屋整體施工的設計要科學、合理
設計者要根據當地的特殊地質條件,結合房屋建筑要求,通過精確的計算、分析,合理選擇施工方式、施工步驟和房屋結構,確保高質量房屋建筑的落成。建筑地基的設計工作是建筑整體施工的重要部分,地質勘查人員、設計人員和施工單位必須共同對地基設計的科學性、安全性、合理性做出會商。首先,勘查人員要對具體的地質構造、土壓力做出準確判斷和計算;設計人員根據勘查報告進行具體設計,并有權對勘查報告中的數據進行質疑,要求二次勘查;施工人員在建筑地基具體施工時,可根據具體施工時的進度、狀況隨時要求設計人員對房屋建筑的設計方案進行詳細的反思,對出現的問題共同協調解決。
二、房屋建筑地基基礎工程施工技術的應用
1、地基基礎的選型
基礎是建筑物和地基之間的連接體,基礎把建筑物豎向體系傳來的荷載傳給地基。如果地基的承載力足夠,則基礎的分布方式可與豎向結構的分布方式相同,但由于土質或荷載的原因,需要采用滿鋪的片筏形基礎。片筏基礎有地基接觸面廣的優點,但與獨立基礎相比,它的造價要高,基礎的概念都是把集中荷載分散到地基上,使荷載不超過地基的長期承載能力。如果地基非常軟弱,且建筑物較高的情況下,則需要采用片筏形基礎,多數建筑物的豎向結構墻、柱都可以用各自的基礎分別支承在土地基上。
假設地基承載力不足,屬于軟土地基,必須采取措施對軟弱地基進行處理。軟弱地基系由淤泥質土沖填土、雜填土或其它構成的地基,那么在勘查時應查明軟弱土層的均勻性組成,分布范圍和土質泥沙,根據采用的地基處理方案提供相應參數。在初步計算時最好計算房屋結構的大致重量,假設它均勻的分布在全部面積上,從而得到平均的荷載,可以和地基本身的承載力相比較,如果地基的容許承載力大于4 倍的平均荷載值,則用單獨基礎可能比伐形基礎更經濟。如果地基的容許承載力小于2 倍的平均荷載值,建議采用片筏基礎,如果介于在二者之間,則用樁基。一般情況下采用樁基的情況較多。
2、地基基礎施工技術與措施
當地基土質為淤泥,上層土層又較薄時,應采取避免施工中對淤泥和淤泥土擾動的措施。如果是沖填土、建筑物垃圾廢料,當均勻性和密實度較好時均可利用作為持力層,對于有機質含量較多的生活垃圾和對基礎有侵蝕性的工業度料等雜填土,未經處理不能作為持力層。在選擇地基處理方法時,應綜合工程地質和水文地質條件、建筑物對地基要求,建筑結構類型和基礎型式,周圍環境條件、材料供應情況,施工條件等因素,經過技術經濟指標比較分析后擇優采用。
地基處理時,必須采取有效措施,加強上部結構的剛度和強度,以增加建筑物對地基不均勻變形的適應能力,對已確定的地基處理方法,進行必要的測試,同時為施工質量提供相關依據。地基處理后,建筑地基變形應滿足現行有關規范要求,并在施工期間進行沉降觀測;如果地基上欠固結土、膨脹土,濕陷性黃土,則選用適當的增強填土地基加固措施的施工工藝。
房屋基礎處理方案應根據工程地質和水文地質條件,建筑物型式與功能要求,荷載大小和分布情況,相鄰建筑基礎情況,施工條件和材料供應以及地區抗震裂度等綜合考慮,選擇合理的基礎型式。結合該房屋地基的實際情況,地基較差,荷載較大,為增強建筑物的整體性,減少不均勻沉降,同時滿足地基沉降要求,可以采用樁基或人工處理地基,但人工挖孔樁適用于地下水位較深,而持力層以上無流動性淤泥質土者,因此采取樁基礎作為建筑的基礎比較理想。
三、常見建筑地基施工方法
1、強夯法
在采用強夯法時,首先要進行準確的測量定位。在操作上,應由施工單位試夯,確定夯點布置圖,并逐一測放夯點位置。在進行強夯前,事先要用推土機預壓2 遍,才能保證場地平整,再對場地高程進行測量,夯點布置測量放線控制確定點。如果遇到地下水位較高的情況,則使用降低地下水水位的策略?;蛟诒砻驿佋O0.5~ 2.0 m厚的砂石墊層或中粗砂,從而有效防止施工設備以及基礎下陷和減小夯實帶來的超孔隙水壓力。
此外,要采用分段施工的方式,堅持以一邊夯向另一邊或以邊緣夯向中央的順序。在處理地基時先夯實一遍,用推土機整平場地,并進行放線定位后即可接著進行下一次夯擊。一般來說,強夯法的加固是順序是:先深后淺,也就是先加固深層土,然后加固中層土,再加固表層土。在夯完一遍后,通常要以低能量再滿夯一遍,假如條件允許,用小型夯錘擊為最佳。另外,在夯擊時必須要按照試驗確定的實驗數據,落錘應保持平衡,保證夯位準確,但是如果夯擊坑內有積水的現象,必須要及時采取措施予以排除。如果夯擊地段含水量過大,先要鋪一層砂石,然后再進行夯擊。每一遍夯擊完成之后,都要用周圍的土或新土將夯擊坑填平,再開始下一遍夯擊。
2、注漿法
當采用注漿法進行施工時,是硅化加固了的土層,通常要保留厚度約為1 m的不加固土層,以防止漿液上冒,必要時還要打灰土層或夯填素土。在一般情況下,灌注時漿液的壓力
應控制在0.2~ 0.4 MPa(始)和0.8~ 1.0MPa(終)的范圍內。對于土的加固程序:一般要堅持自上而下的原則,但是如果越往下土的滲透系數越大,則應改為自下而上。此外,還要經常抽查漿液里的配比和性能指標、孔徑、注漿孔位、孔深注漿的壓力值要求等,并對檢查結果進行審核。除此之外,還要及時在編好號的孔位平面圖上對已注漿孔標記并且注明鉆孔日期。在施工過程中,要特別注意避免出現漏孔的情況,如果出現問題,必須立即停止注漿并查找原因,調整注漿參數。
結語
施工技術的措施直接影響工程質量和成本。在實際施工中應該結合工程的氣候條件、工程結構狀況、工期緊迫程度等因素,采取相應的施工技術對策,才能有效地應對施工問題,保證工程的進度及工程質量。如果不提前做好應急對策,以及制定出合理的施工流程和施工工藝,就會影響工程的質量、進度。合理的施工技術和施工流程是保證工程質量的前提。
【參考文獻】
[1]洪海平建筑地基基礎施工質量控制要點[期刊論文]-中國新技術新產品 2011(03)
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引言
多數情況下多層房屋慣用的基礎形式、設計與施工方法,不能簡單地搬用于高層建筑,而必須在認識高層建筑地基基礎工作特性的基礎上選擇和創造與高層建筑特性及要求相適應的基礎形式、設計理論與設計方法。因此,本文主要對高層建筑中基礎工程的地位、現狀及進展進行了論述。
1高層建筑中基礎工程的地位
基礎是高樓正常使用和穩定與安全的根本。高層建筑基礎工程需要保證建筑物具足夠的穩定性,同時要求基礎和地基具有足夠的剛度使沉降和傾斜控制在允許的范圍內。因此高層建筑基礎工程設計與施工的情況更復雜,難度更大,技術要求更高更嚴、責任更重。由于它的高、重、大、深的特征,一旦考慮不周或處理不當,將導致遠比一般多層房屋更為嚴重的不良后果。輕則產生難以糾正的過大沉降、傾斜和不均勻沉降,造成結構局部損壞或幾乎永久地影響使用功能和美觀;重則導致整個建筑的傾覆或破壞,造成比一般多層房屋大許多倍的經濟損失。例如,上海某賓館,地基為深厚軟土,采用振沖碎石樁加固地基,箱型基礎。由于這種加固方法在軟土中的設計理論尚不夠成熟,對施工質量與加固效果還缺乏完善的檢測手段,加之承包商施工管理不嚴,偷工減料,致使該建筑物建成后產生不能允許的沉降與傾斜,裙房局部擠壓損壞,不得不采取昂貴的地基加固措施。又如南美洲某大廈,設計時未查明地質情況,樁長不足,未達到堅硬土層,樁基承載力也不足,結果當結構施工到頂尚未裝修時便開始傾斜,幾天后,一夜之間整個大樓傾覆于地面。
很多高層建筑出問題的例子有力地說明了基礎工程的設計與施工質量乃高層建筑安全之所系,設計、施工人員必須給予極度重視。此外,高層建筑基礎工程的造價和施工工期在建筑總造價和總工期中所占的比例,與上部結構形式和層數、基礎結構形式、樁型以及地質復雜程度和環境條件等因素有關。論文大全。除了鋼結構和直接建造在基巖上的淺基礎以及巖層埋藏很淺的樁基礎以外,就鋼筋混凝土結構和一般地質條件而言,采用箱形基礎或筏基的高層建筑,其基礎工程(包括基坑支護與開挖施工)的費用約占建筑總造價的1/10-1/5,相應的施工工期約占建筑總工期的1/5-1/4,因此在高層建筑中,基礎工程設計與施工的合理與否對整個高層建筑工程總造價與總工期的影響是很顯著的??蓪⒏邔咏ㄖ谢A工程的地位概括成兩句話:基礎工程的設計與施工是高層建筑正常使用與穩定安全的根本,其造價與工期對高層建筑總造價與總工期有舉足輕重的影響。
2高層建筑基礎施工發展現狀
高層建筑是隨著社會的經濟發展與技術進步而發展起來的,而高層建筑基礎工程則是隨著現代高層建筑的大量興起和設計理論研究的發展而產生的新興科學。我國現代高層建筑是從20世紀70年代后期,隨著改革開放和大規模的現代化建設的推進而迅速興起的。在短短30多年的時間,千百幢各種類型的高層建筑在各大中城市中迅速地興起。我國地域遼闊,各地區的地質條件差別極大、地震區覆蓋面又很廣,因而各地高層建筑的基礎形式多種多樣。有采用筏形基礎、箱形基礎及少數條形基礎的,也有采用大直徑嵌巖樁、中長混凝土預制樁和超長鋼管樁的。建造在良好地基上采用筏(或箱)形基礎的高層建筑已達52層170米(廣東國際大廈)和67層190米以上(北京京城大廈);建造在深厚高壓縮性軟層土地基上的箱形基礎高層建筑達到14層41.6米(上海陸家宅高層住宅)。
近30余年來高層建筑在我國各地迅速發展的事實有力地說明,我國工程技術人員成功地解決了廣大地域內各種地質條件下高層建筑基礎工程的設計與施工問題,積累了豐富的經驗。無論是設計理論還是試驗研究,都有長足的進步,取得了豐碩的成果。論文大全。
近20年來在我國召開了多次有關高層建筑的國際會議。在全國性高層建筑學術會議上,基礎工程總是討論的重要議題之一,高層建筑基礎工程的設計與施工問題也往往是人們最關注的熱門話題,有關這方面的理論與試驗觀測的研究成果,以及新技術成果的報導從未間斷過,顯示出高層建筑基礎工程是一個非?;钴S的技術領域。
這些經驗與成果已陸續反映到《建筑地基基礎設計規范》《建筑樁基技術規范》和各地區的地基基礎設計規范中,表明我國在高層建筑基礎的設計與施工方面已逐步形成整套的理論與經驗,并在今后將繼續不斷地發展。
3高層建筑基礎設計的進展
地基基礎上部結構相互作用,即地基、基礎和上部結構三者實際上是相互聯系成靜力平衡、變形連續協調、彼此不可分離的整體系統來承擔荷載而發生變形的,在這個整體系統中每一部分的剛度均對自身及其他部分的工作性狀產生影響,每一部分的工作性狀都是自身及其他部分(三者)共同作用的結果。高層建筑基礎工程也是如此,它在上部結構荷載作用及上部結構剛度和地基壓縮性及均勻性等因素影響下的力學性狀(例如它的變形撓曲特征、基底反力和截面內力分布等)都與地基、基礎及上部結構的相對剛度特征有關。
高層建筑基礎的分析與設計不能不研究這個整體系統的共同作用性狀并進行計算分析。共同作用分析就是把上部結構、基礎和地基看成是一個彼此協調工作的整體,在連接點和接觸點上同時滿足靜力平衡和變形協調條件下求解整個系統的變形與內力。只有這樣才能揭示它們在外荷作用下相互制約、彼此影響的內在聯系,從而達到安全、經濟、合理和先進的設計目的。論文大全。
整體共同作用分析是相當復雜的,這意味著不但要建立能正確反映結構剛度影響的分析理論與有效的計算方法,而且還要研究選用能合理反映土的變形特性的地基計算模型及其參數。而且整體共同作用分析是一個高維與無窮維的超靜定問題,只有在計算機技術與數值分析方法的迅、應變關系研究不斷深入的當代,共同作用的分析研究才能得以開展受到重視。
4 結論
利用共同作用理論可根本上提高和改善高層建筑基礎設計的水平與質量,取得比以往設計更大的經濟效果。有效地利用上部結構的剛度,使基礎的結構尺寸減小到最小程度。把上部結構與基礎作為一個整體來考慮,箱形基礎高度可大為減?。划斏喜拷Y構為剪力墻體系時,有可能將箱基改為筏基。在一定的地質條件下,考慮樁間土的承載作用,得以加大樁距、減少樁數,合理布樁、減少基礎差異沉降及內力,從而在整體上降低基礎工程的造價。
參考文獻
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[4]田允壽,吳義梅.工程事故實例剖析[J]. 工業建筑, 1993, (7) .
二、培養要求
畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力:
具有較扎實的自然科學基礎,了解當代科學技術的主要方面和應用前景,熟悉地質工程勘察、設計施工。 掌握工程地質、工程力學、巖土力學的基本理論,地下工程、工程材料、結構分析與設計、地基處理方面的基本知識,掌握有關電工、工程測量與試驗、施工技術與組織等方面的基本知識。具有工程制圖、計算機應用、主要測試和試驗儀器使用的能力;具有綜合應用各種手段(包括外語工具)查詢資料、獲取信息的初步能力。熟悉國家有關工程勘察,建筑工程等方面的政策、規范和法規。具有進行工程勘察、設計、試驗、施工、管理和研究的初步能力。
三、主干學科 地質工程
四、主要課程
英語、高等數學、大學物理、普通化學、計算機基礎、材料力學、結構力學、巖土力學、建筑材料、鋼筋混凝土結構、道路勘測與設計、地下結構、施工技術與施工組織、地質工程經濟與企業管理。
五、主要實踐性教學環節(內容、要求)
設計1——鋼筋混凝土課程設計
時間:1周
內容:鋼筋混凝土結構
目的與要求:
通過本課程設計,使學生進一步掌握鋼筋混凝土結構設計的基本原理、方法和步驟。受到鋼筋混凝土結構設計的初步訓練。設計分兩部分進行,一部分為鋼筋混凝土樓蓋設計,一部分為單層廠房結構設計。要求學生完成相應的計算說明書及結構設計圖紙。
設計2——巖土體工程課程設計
時間:1周
內容:巖土體穩定性評價、巖土體工程設計
目的與要求:
通過本課程設計,使學生進一步掌握巖土體穩定性評價及巖土體工程設計的原理、方法和步驟,受到巖土體工程設計的初步訓練。要求學生在教師的指導下,完成相應的計算說明書和設計圖紙。
設計3——基礎工程設計
時間:1周
內容:根據工程地質勘察報告及有關資料選擇基礎方案,并進行設計、計算、繪出施工圖。
目的與要求:
通過本課程設計,使學生進一步掌握基礎工程設計的原理、方法和步驟。受到基礎工程設計的初步訓練。要求學生在教師的指導下,完成相應的計算說明書和設計圖紙。
測量實習,安排在第5學期,時間1周,內容為工程測量,要求學生在實習結束后,編寫一份實習報告。
認識實習,安排在第4學期,時間3周,內容為地質認識實習。
教學實習,安排在第6學期,時間7周,內容包括工程地質勘察、原位測試、室內資料分析與整理。要求編寫一份實習報告。
畢業實習及畢業設計(論文),安排在第8學期,時間12周。
畢業實習及畢業設計(論文)是實現本科培養目標的重要階段,是學生學習、研究與實踐成果的全面總結,也是對學生綜合素質與工程實踐能力培養效果的全面檢驗。通過畢業實習和畢業設計(論文),使學生達到工程師工作能力的初步訓練。
要求:選題盡可能結合生產實踐,做到一人一題,要求學生在教師的指導下,獨立完成畢業設計(論文)。
答辯:畢業設計(論文)完成后,由系統一組織答辯。
六、主要實驗
室內試驗(巖土物理力學性質測試、建筑材料試驗等)、野外現場試驗(巖土物理力學性質現場原位測試、工程監測及檢測等)
七、最低畢業課內總學時:2500學時
1 預應力管樁概述
預制混凝土樁基工程與一般基礎工程相比,具有樁材質量好、施工快、對工程地質條件適應性強、場地文明等特點,被廣泛應用于各類建筑物和構造物的基礎工程上;預應力管樁主要以承載力和沉降控制為主。由于預應力管樁造價較一般的水泥土樁要高,同時樁身強度大,承載力高;預應力管樁樁徑變化靈活,對于軟土地基常有砂層夾雜的情況,預應力管樁樁徑選擇不宜過小,防止當處理深度較大時出現樁體受彎斷裂的現象;管樁施工工藝一般為振動法和靜壓法,對于擴建工程施工宜采用靜壓法施工;對本項目部分軟基處理較深(15~24m)的情況,預應力管樁不失為一個較好的選擇。
2 工程概況
佛開高速公路于1996年12月正式建成通車,是同三國道主干線中的重要組成部分。經過多年的營運,服務己接近飽和,目前正在實施拓寬擴建,見圖1。佛開高速公路擴建范圍謝邊(K0+138)~三堡(K46+600),路線長46.462km,按八車道標準沿現有高速公路兩側或單側加寬。由于軟基路段長約16km,軟基深厚,軟土性質差,因此軟基處理是工程的控制性因素。
佛開高速公路部分舊路堤為吹填砂路堤,從路肩鉆孔觀察,原填砂為細砂~中粗砂組成,松散狀,較為潮濕。針對佛開高速公路擴建謝邊(K0+138)~三堡(K46+600)段改建工程的路基特點,采用什么方法對新建軟弱路基進行處理,是本文需解決的問題。
3 管樁地基承載力設計計算
3.1 承載力計算
PHC樁復合地基承載力特征值,應通過現場復合地基載荷試驗確定,初步設計時也可按下式估算:
(1)
式中:――復合地基承載力特征值,kPa;
――面積置換率;
――單樁豎向承載力特征值,kN;
――樁的截面積,m2;
――樁間土承載力折減系數,宜按地區取值,如無經驗時可取0.75~0.95,天然地基承載力較高時取大值;
――處理后樁間土承載了特征值,kPa,宜按當地經驗取值,如無經驗時,可取天然地基承載力特征值。
3.2 管樁復合地基沉降量計算
在各類實用計算方法中通常把復合地基沉降量分為部分圖2所示圖中h為復合地基加固區厚度,z為荷載作用下地基壓縮層厚度。復合地基加固區的壓縮量記為s1,地基壓縮層厚度內加固區下臥層厚度為(z-h),其壓縮量記為s2。于是在荷載作用下復合地基的總沉降為兩部分之和。
至今提出的復合地基沉降實用計算方法中,對下臥層壓縮量s2,大多采用分層總和法計算,而對加固區范圍內土層的壓縮量s1則針對各類復合地基的特點,采用一種或幾種計算方法計算。加固區土層壓縮量s1的計算方法主要有復合模量法和應力修正法;下臥層土層壓縮量s2的計算方法主要有壓力擴散法和等效實體法。
3.3 工程分析
結合本工程,管樁主要設計參數如下:管樁型號C80-PHC-A400,先張法薄壁預應力混凝土管樁。托(蓋)板混凝土強度C25;褥墊層材料為碎石墊層,厚0.6m,褥墊層中鋪2層TGSG20-20雙向拉伸土工格柵。管樁單樁設計承載力300kN,各施工段大規模施工前,宜進行試樁及承載力試驗,以確定具體工藝和參數。管樁施工工藝一般為振動法和靜壓法,對于擴建工程施工宜采用靜壓法施工。
下面對佛開高速公路管樁復合地基處理段進行計算。工程地基參數采用K40+600斷面,具體見表1。該段原設計預應力管樁間距為3.0m,按正方角形布置,樁外徑40cm,樁長16m,樁身模量36GPa,承臺面積1.2m×1.2m=1.44m2。碎石褥墊層厚60cm,墊層模量55MPa。填土高度4.68m。
4 施工質量控制
4.1 樁長控制及檢查
根據地質資料的樁長對每個樁進行配樁,同時在每個樁的施工前,對第一條樁適當地配長些,以便掌握該地方的地質情況,其它的樁可以根據該樁的入土深度或加或減,使能合理地使用材料,節約管樁。PHC樁屬地下隱蔽工程,保證每根樁都達到設計深度。在PHC樁壓入前,檢查其長度規格和長度組合是否滿足設計文件要求,可以在PHC樁的端部用紅色油漆做出長度和樁位標記。壓樁按“從內側向外側、先長樁后短樁”的順序施工,在壓后一排樁之前要檢查前一排樁的偏位情況。壓樁結束后,通過錘球法來檢查樁的打入深度,并記錄每個樁位的實測深度。
4.2 樁身垂直度控制及檢查
壓樁過程中,樁身必須始終保持垂直。施工時應在距樁機約20m處,成90度方向設置經緯儀各1臺,檢查樁身垂直度并記錄。
4.3 施工過程控制及檢查
PHC樁起吊時,現場檢查堆放場地、起吊方法,防止樁斷裂或環裂。施工過程中,施工人員檢查和記錄靜壓機壓力表讀數、壓樁速度,若出現異常應及時停止并報告監理。接樁、焊接時,應檢查樁身垂直度、焊縫質量。送樁時應檢查送樁深度,并復核樁頭標高是否達到設計要求。
4.4 壓樁標準
在施工前,先詳細的研究地質資料,選擇有代表性的三個樁位,進行試樁,第一條連續壓到設計極限單樁承壓力,第二、第三條只壓到設計值的60%左右,(每入±lm讀取壓力值),停機30~60分鐘后復壓,記錄復壓值(噸位)。等待7~15天后進行靜壓試驗,由建設、設計、勘察、監理單位人員參加,合格后設計部門即可制定本工程的終壓條件。
4.5 終止壓樁的標準
一般情況下,對于摩擦樁以達到持力層(管樁的設計標高)作為管樁終壓的標準。但當靜壓力顯著增加時要注意提前終止,其標準定為:對于本工程中的PHC400A管樁,設計要求的承載力特征值為70t,靜壓力≥168t時可終壓。
5 結束語
通過該工程的設計和施工實踐,掌握了高強度預應力混凝土管樁在高速公路拓寬中的施工技術和控制措施。雖然預應力管樁復合地基在工程中己經被廣泛的應用,但理論研究還很不成熟。由于時間和能力限制,本文只是對其進行了初步的研究和探討,在很多方面需要改進和進一步提高。
參考文獻:
[1]朱紅兵,預應力管樁豎向承載力的研究.浙江大學碩士學位論文,2001年
一、引言
一般建筑物的建設需要經歷建筑地基勘察,地基土持力層的選擇、基礎形式的設計、工程的施工、后期使用觀測幾個階段。理論上分析,只要建筑物的建設過程嚴格按照國家的各種規范并且結合本地的實際情況進行承載力計算與地基變形計算[1],所建成的建筑物就是安全可行,符合預期設計要求的。然而由于眾多因素,在建造過程中或使用期間發生事故的建筑物為數不少,其中以建筑物的傾斜為最多。
二、建筑物傾斜的表現形式
建筑物傾斜是指建筑物在外力或地基土不均勻沉降時發生歪斜的現象,一般有局部傾斜與整體傾斜兩種表現形式。局部傾斜是指建筑物局部沉降量較大發生傾斜,此時會在建筑物的主體結構中產生拉張應力,一般會使建筑物中產生裂縫,根據裂縫的形式與方向可以判斷建筑物的內部的應力軌跡。如下圖所示[2]。
整體傾斜的表現一般比較明顯,通過肉眼一般會比較清晰的觀察到。論文大全。比如加拿大特朗斯康谷倉的整體傾倒事故、意大利的比薩斜塔、中國的虎丘塔的傾斜等,其外在表現為向某一個方向的傾斜。另外,傾斜不明顯的,通過測量儀器進行精確測量或粗略的通過室內的放置在原本水平物體表面上的圓形物體的滾動進行定性判斷。
建筑物在傾斜時有時會發生轉動,此時在建筑物主體結構中會產生剪應力,墻體出現羽狀的裂縫。
三、建筑物傾斜的原因探討
1、地基土的特性
1.1、地基非均質。按照我國《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002),巖土勘察孔的設置為每隔30m布置一個,當每兩個勘察孔之間區段有不明地質情況時應當設置補勘孔進行補勘。然而,現實中一些尺度小于30m的堅硬與軟弱結構面、塘、溝谷有時不能被勘察到,從而使基礎坐落在其上,當建筑物建成投入使用時,很容易使結構產生較大的內力,導致建筑物發生傾斜或破壞。
1.2、黃土地基局部濕陷、軟土地基地基土不均勻、凍土地基有熱源、地基土局部有可液化土層以及膨脹土地基局部膨脹或收縮等特殊地基土由于其特殊的工程地質性質,當勘察不全面或地基處理不當的時候,也會造成建筑物的傾斜。
2、結構設計不合理
2.1、荷載偏心。荷載偏心是造成建筑物傾斜的一個重要原因。對于一些大型廠房內部有吊車,或荷載分布不均勻,如果沒有按照偏心荷載進行計算,或者計算不當,亦或后期使用時給予結構太大的偏心荷載情況下,建筑物可能發生傾斜。
2.2、結構不對稱。在現在的結構設計中,人們往往為了美學要求而將建筑物設計成非對稱結構,從而導致地基中荷載分布極度不均勻,在基礎形式設計不當,或后期使用不當的情況下很容易使基礎發生不均勻沉降,導致建筑物傾斜。另外對于裝有電梯、設有大型煙囪的建筑物也屬于結構不對稱之列。論文大全。
2.3、結構有外在偏心作用。對于一些季風性比較強的地區,較高層建筑物或長度比較長的建筑物都容易受到偏心風荷載的作用,可能導致基礎發生傾斜。另外,如果相鄰建筑物的對地基的作用過大,也會使已建的建筑物發生傾斜。
3、基礎與地基土以及結構的不匹配。
基礎是將上部結構荷載傳遞到地基土中的結構,它是上部結構與地基的聯系部分。如果基礎的形式未能與上層結構及地基土的性質相適應,就會導致建筑物建成后不能滿足預期要求,可能發生傾斜等事故。
4、工程施工的錯誤或偷工減料。
工程的施工由施工方完成,工程中遇到問題需要向設計方、勘察方進行溝通,并接受監理方的監督與審查。如果施工方在遇到問題時不及時與設計方或勘察方進行溝通,獨自解決,就容易形成錯誤的方案,導致工程事故。如果監理方與施工方串通,為了謀取利益,對工程建設進行偷工減料,更給工程的安全埋下了一顆定時炸彈。
四、建筑物傾斜的預防措施
想要預防建筑物發生傾斜,使建筑物能夠按照預期設計進行工作,就需從導致其傾斜的原因入手,設計合理的結構形式,使結構盡量美學對稱,使荷載分布盡可能均勻,并給結構設計沉降縫、圈梁等防止不均勻沉降對結構造成破壞的結構。
勘察方嚴格按照國家規范進行建筑地基勘察,認真查閱工程地區資料,對一些有疑議地段進行補勘,為建筑物的設計提供科學、準確、詳實的地質資料。
設計方根據勘察方提交的資料并結合本地工程地質與水文地質條件設計合理的基礎形式。論文大全。設計應充分考慮地下水的影響,特殊土的影響以及相鄰荷載,偏心荷載等的影響。
施工方應嚴格按照設計施工,當施工工程中遇到問題時,施工方應該及時與設計方或勘察方取得聯系,進行商議,確定科學合理的解決方案。
監理方應恪盡職守,對施工過程進行監督。
如此,可保證工程在非偶然情況下出現工程問題。嚴防建筑物發生傾斜事故。然而,在諸多其他因素的作用下,建筑物發生傾斜的事故時而有之。一般當建筑物的沉降量過大而未進行糾偏、加固措施時往往會釀成事故,所以當觀測到建筑物發生微小的傾斜量時就應對其進行糾偏、加固措施,此時不僅經濟而且工程量小,且安全性較大。
五、建筑物傾斜的常用糾偏方法
1、迫降法:
迫降法就是采取某種措施迫使沉降量較小的一側下降,消除或減少與另一側的沉降差,從而達到糾偏的目的。
1.1、浸水糾偏法:該法適用于低含水量而濕陷性有較強的黃土地基,是利用濕陷性黃土遇水濕陷的特性,針對建造在濕陷性黃土地基上的建筑物發生傾斜的情況,給沉降量較小的一側按計算水量浸水,使浸水側下沉,達到糾偏的目的[3]。
1.2、掏土糾偏法:該法適用于軟土或砂土地基,是在沉降量小的一側挖土,使該側沉降量加大,從而達到與沉降量大的一層保持平衡的一種方法[4],著名的比薩斜塔的加固就是應用了此法。
1.3、降水糾偏法:降水糾偏法是適用于地下水位距離基礎底部較近的建筑物糾偏。是在沉降量較小的一側挖抽水井進行降水。降水糾偏法是根據太沙基的一維固結理論,降低了地基中的孔隙水壓力,加速了抽水一側地基的固結沉降所致。
2、頂升、抬升法:
頂升糾偏是在沉降量大的一側用千斤頂等器具頂升墻體或基礎,使其升高,再采取地基加固措施使頂升部分穩定,從而達到糾偏的目的。加拿大特朗斯康谷倉的糾偏就是采用此法,在其基礎下設置了70多個支承于深16m基巖上的混凝土墩,使用了388只500KN的千斤頂,逐漸將傾斜的筒倉糾正;抬升法是在沉降量較大的一側具有膨脹作用或擠密作用的漿液,對沉降量較大的一側起到抬升的作用[5]。
3、綜合糾偏:
綜合糾偏其實是迫降法與頂升、抬升法的組合。主要方法有浸水加壓法與頂樁陶土法[5]。
值得注意的是,建筑物的糾偏并不是一件簡單的事。建筑物的糾偏首先因該明確建筑物區域的具體的工程地質與水文地質條件,然后采取合適的糾偏措施。糾偏時要先進行糾偏量的計算,確定浸水量、降水量、掏土量、加壓量等,然后要對糾偏的安全性進行反復論證,在糾偏過程中一定要謹慎工作,防止發生工程事故或安全事故,最后對糾偏的建筑物一定要進行加固處理和后期的使用的沉降觀測,看是否達到糾偏目的。
六、結語
建筑物的傾斜的原因歸根結底是由于地基的不均勻沉降引起的,而導致地基發生不均勻沉降的原因是多方面的。
建筑物結構的設計沒有藝術上的特殊要求時,應該以實用為主要目的,盡量使結構簡單,荷載均勻。
建筑物的建設期間內需要勘察、設計、施工、監理四大部門分工協作,共同完成。嚴防建筑物的傾斜,當建筑物有傾斜的趨勢時,及時進行糾偏與地基加固,
參考文獻:
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Abstract:This paper will analysis the anti-force distribution, the settlement and bending moment variation by using PKPM software on the frame structure under the influence of different factors with composite foundation. And it will provide a reference to study building settlement and foundation optimized design.
Keywords: frame structure; the upper structure stiffness; Foundation settlement value; Composite foundation
中圖分類號:TU398+.2文獻標識碼:A 文章編號:
一、概述
隨著我國國民經濟的快速增長,各種工程建設得到迅猛發展,高、新建筑日益增多,大量的建筑物不得不建在具有不良地質條件的地基上。建筑工程由上部結構與地基基礎兩部分組成,上部主體結構的安全與否,不僅取決于自身各種構件的強度,同時還受地基基礎變形的影響。而地基基礎的設計又要充分考慮上部結構的剛度問題,不同的上部結構形式對地基基礎變形的適應能力不同的[1]。常規設計方法與實際受力情況有一定的差別,實際地基壓力分布是受到上部結構剛度以及地基基礎剛度作用影響的。通過收集工程資料,本論文將在滿足安全性的條件,運用PKPM軟件針對框架結構采用不同基礎形式及是否上部結構剛度影響的復合地基的反力分布規律、沉降規律和彎矩變化規律進行對比分析,為研究建筑沉降及地基優化設計提供一定的參考。
PKPM的JCCAD軟件對整體性基礎(如交叉地基梁、筏板、樁筏和樁基礎)采用了多種方法來考慮上部結構剛度的影響。包括:上部結構剛度凝聚法,上部結構剛度無窮大的倒樓蓋法,上部結構等待剛度法[2]。
二、工程實例
1.工程概況
某員工宿舍樓為5層,長50.40米,寬16.20米,框架結構。工程地質資料如下:
表 1.1土層參數表
2.PKPM設計計算步驟
(1)PMCAD的輸入及TAT-8計算梁、柱。
首先布置軸網并根據規范布置柱、梁。根據軸壓比,初步估計本工程柱為500×500,根據規范估計梁尺寸,分別為350×750,250×450。接下來定義樓層(層高3.6米,板厚100),輸入荷載(根據建筑荷載規范GB50009-2001)以及設計參數——包括本工程的總信息,材料信息,地震信息,風荷載信息等。最后進行樓層組裝并保存。
圖1.1某員工宿舍標準層布置
進入結構樓面布置信息,在此可以進行樓板開洞,修改板厚等。接下來進入樓面傳導計算,該計算可以生成各層荷載傳到基礎的數據。
(3)JCCAD計算。
首先,地質資料輸入,即將勘察院提供的各土層的物理參數輸入。點擊“土層布置”,將會出現土層參數表,因為此工程共有六個勘探點,各點參數均不相同,所以在“輸入孔位”菜單中輸入六個點,并對這幾個勘探點參數進行修正。
在“參數輸入”里,將地基承載力特征值改為勘察院提供的土的承載力特征值110kPa。
接下來運行菜單,點擊讀取荷載,此工程要讀取TAT荷載,目標荷載分為三種情況:標準組合用于承載力設計;基本組合用于基礎設計;準永久組合用于沉降計算。則此工程選擇基本組合。
最后進入菜單,點擊“自動生成”,將結構全部選中,進行基礎碰撞檢查。由于地基承載力小,可能產生的基礎會很大,所以軟件提示會進行多次碰撞檢查,直到滿足地基承載力要求。本工程獨基尺寸最大達到了6200mm×6200mm,許多學者和設計人員都認為柱下鋼筋混凝土獨立基礎不宜取過大的截面尺寸,從經濟角度考慮,應該采取地基處理,提高地基承載力從而使得獨基尺寸達到合理的范圍,此工程經過反復計算,當地基承載力特征值達到180kPa的時候,最大基礎尺寸為4800mm×4800mm,此時合理,所以需要進行地基處理,處理后地基承載力特征值為180kPa。如果沖切高度過大,應該考慮提高混凝土強度等級,以達到減小基礎沖切高度的目的。這樣即使控制基礎底板最小配筋率,配筋面積也不至于大得不能接受。如果仍然不合理,就應該考慮工程設計柱下鋼筋混凝土獨立基礎是否合理,是否更換基礎形式。做完后結束退出。
最后,運行菜單,計算參數參看《建筑地基基礎設計規范》GB50007---2002[3]。運行“沉降計算”,選擇TAT荷載,可以查看其荷載圖、沉降圖和數據文件。
三、輸出數據文件及圖形文件分析
1、實際工程輸出圖形及文件分析
圖1.2框架結構沉降等值線圖(單位:毫米)
圖1.3 B軸沉降剖面圖(單位:毫米)
圖1.4 3軸沉降剖面圖(單位:毫米)圖1.5 5軸沉降剖面圖(單位:毫米)
通過以上圖形分析可知:獨立基礎沉降圖表現為四個角部處沉降最小,中間部位最大,所以進行地基處理及沉降分析時,應有的放矢。由于軟件存在缺陷,框架結構只能輸出沉降數據,無反力及彎矩數據輸出項。[4-5]
2、不考慮上部結構剛度影響下筏板基礎對于不同結構形式工程分析
將框架結構工程的基礎改為采用筏板基礎進行分析,筏板厚度與原基礎的高度相同。暫不考慮上部結構剛度的影響。所有輸出圖形文件的橫縱剖面的原點均為A軸與1軸的交點,不包括筏板出挑。
(1)沉降
圖1.6框架結構沉降等值線圖(單位:毫米)
采用獨基,最大沉降值為83.2mm,最小沉降值為43.7mm,差值為39.5mm。采用筏板基礎,最大沉降60.8mm,最小沉降值為52.4mm,差值為8.4mm。采用筏板基礎時,最大沉降值減小了26.9%,最小值增大了19.9%??梢姺ぐ逑鄬Κ毣?,有不可忽視的調平沉降的作用。
圖1.7 B軸沉降剖面圖(單位:毫米)
圖1.8 1軸沉降剖面圖(單位:毫米)圖1.9 5軸沉降剖面圖(單位:毫米)
相對獨立基礎而言,B軸沉降剖面圖、1軸沉降剖面圖和5軸沉降剖面圖沉降曲線變化比較緩和,由此可見筏板基礎本身對沉降的調平作用是顯著的。
(2)地基反力
圖1.10基底反力等值線圖(單位:千帕)
1 引言
隨著高層建筑的興起和持續發展,在高層建筑基礎研究領域,隨著城 市化程度不斷進步,經濟的發展,高層建筑越來越多。目前,超高層建筑基礎設計在很多方面還不夠完善,可謂是理論研究遠遠落后于工程實踐。而針對超高層建筑基礎設計工作的需要來看,對一些問題還需要深入的研究。工程現場實測和模型試驗均已證明結構樁基礎的地基反力,既不是直線型分布,也不符合彈性地基理論的計算結果。為此有必要開展對高層建筑結構樁基礎的設計研究。
近來,雖然對結構樁基礎進行了理論研究,但是對其工作機理認識還不夠深刻,對樁土分擔荷載,及其各部分的應力計算還需要深入分析研究。此外,對上部結構、基礎與地基的共同作用問題的研究尚未進入工程實用階段,特別是地震作用下的共同作用分析,現有的工程規范涉及很少。本論文重點對高層建筑結構樁基礎的設計進行簡化分析設計,以期從中能夠找到合理可靠的簡化結構樁基礎設計方法,并以此和廣大同行分享。
2 高層建筑結構樁基礎設計與工程應用現狀
目前實際工程中,很多樁基工程試樁設計與靜載試驗結果不相符。靜載試驗結果達不到設計要求,設計師通過調整設計參數,修改加密樁基設計圖予以補救,這樣靜載試驗結果超過設計要求太多,雖然安全性更易得到保證,但太保守的設計降低了經濟效益。在建筑業這種情況是要進行優化的,超過設計太多需要進行二次試樁,項目建設周期也隨之延長。如果設計師等靜載試驗結果出來再進行樁基施工圖的設計,既影響整個設計的進度,也滿足不了建設的需要。解決單樁靜載試驗結果與試樁設計偏差過大的問題,也就是怎樣使試樁設計盡量接近單樁靜載試驗結果,又簡便又精確地對單樁靜載試驗結果進行預估計是值得研究的。
在樁基工程實踐中,應用最廣的是在豎向荷載作用下的樁,豎向荷載作用下的樁土相互作用問題對樁基的設計和施工影響很大,因此,國內外的大量的研究工作者在這一領域里做了很多工作,提出了很多計算方法。但關于樁群向鄰近土傳遞應力的機理,至今還有許多方面尚未弄清。
多年來,許多學者致力于“樁基礎”理論和試驗研究,得出了了眾多的成果。但是由于問題本身的復雜性,樁基礎受承臺剛度、樁基承臺連接條件、樁基體系傳力機制及單樁和群樁工作形態差別等的影響,使其與一般的土一結構相互作用的問題大不相同,是巖土工程界目前尚未很好解決的難題。遠未形成一套系統的理論和簡便實際的計算方法。特別是在工程應用上,所進行的工作相對較少,有必要進行更加系統地分析研究。
3 高層建筑結構樁基礎簡化設計分析
高層建筑結構作用在基礎上的荷載大,基礎埋置深,一般設置地下室并常常有作為人防工程或地下停車庫等要求,因此,基礎工程的材料用量多、施工復雜且施工周期長,其技術經濟指標對建筑總造價有很大影響。高層建筑的基礎除極少數可直接建于堅硬的巖石上以外,一般采用鋼筋混凝土片筏式基礎、箱形基礎或樁基礎,而樁基礎是高層建筑最常用的基礎形式。樁基礎具有承載力大、穩定性好、沉降量小且均勻等優點,還能承受一定的水平力和上拔力,承受動荷載的性能也較好。
就高層建筑物的上下部相互作用問題來講,傳統的設計計算理論所采用的許多假定使其在不同程度上回避了樁-土-結構間相互作用的全面分析。如:地基反力系數法把土體對樁的反力作用等復雜因素通過Winker假定,簡化成單純的反力系數作用于樁上,傳統設計計算理論本質上都未徹底解決樁-土相互作用力學機制的分析問題。對于高層建筑物的相互作用分析,必須將結構-樁-土體系作為一個整體來考慮。顯然用傳統的設計計算理論來更貼切地分析這一實際問題還是有些困難的。就目前的分析手段來講,有限元法是個前景較好的方法,除了有限元數值模型能夠充分地考慮諸如:土體材料性質的空間差異性、力學響應的非線性,復雜的幾何邊界條件等,而且還能夠通過適當的數值技術模擬工程施工過程,以及由此而帶來的一些施工力學問題等各類復雜的耦合因素外,其思想和實現過程也都較為簡單和統一,因此適于編程和電算,極大的簡化了樁結構基礎的計算設計工作量。
在設計方法上進行簡化考慮,由于結構分析的有限元法(特別是子結構分析技術)的進展和計算手段的極大改善,在力求從理論上回答工程實踐中提出的各種問題的艱苦努力過程中,逐步發展到了這個階段。其主要特點是統一考慮上部結構、基礎和地基三者的共同作用,以離散形式的特征函數――地基剛度矩陣[Ks]表征地基土支承體系的剛度貢獻,運用空間子結構方法,將上部結構的剛度與荷載逐層向下凝聚到基礎子結構的上部邊界,形成全部上部結構的等效邊界剛度矩陣[場]和等效邊界荷載向量{SB}。將它們疊加到基礎子結構上去,并根據基礎與地基按觸點靜力平衡和位移協調條件,就可得到考慮三者共同作用的基本方程(并可反映根鄰建筑的影響):
上式中:
[K]――基礎子結構剛度矩陣;
[KB]――上部子結構的邊界剛度矩陣;
[ ]――地基剛度矩陣;
{U}――基礎子結構的位移列向量;
{Q}――基礎子結構的荷載列向量;
{SB}―上部子結構的邊界荷載向量;
{ }相鄰建筑引起的沉降列向量。
求解該方程后得到基礎子結構的節點位移{U},再從下向上逐層進行子結構回代即可得到上部結構各節點的位移,從而進一步給出所需節點處的內力。除采用子結構法外,對上部結構的剛度貢獻先后作過許多簡化考慮,提出不少簡單可行的分析途徑,它們與子結構有限元法相輔相成,例如彈性桿法、有效工作剛度法、加權殘數法等,不過一般都將上部結構處理為平面結構。
4 結語
高層建筑已經成為當前建筑領域的發展趨勢和發展潮流,如何面對高層建筑下的結構樁基礎的受力分析和結構設計,是當前建筑工程技術人員重點解決的問題之一。本論文結合高層建筑的結構樁基礎的受力特點,利用有限元的計算方法,對結構樁基礎的設計計算進行了簡化分析設計,對于進一步提高高層建筑結構樁基礎的簡化設計,實現有限元技術下的結構樁基礎的受力計算應用,具有一定的指導意義,本論文的簡化計算方法是值得推廣的。
參考文獻:
中圖分類號: TU47 文獻標識碼: A 文章編號:
一、前言
房建地基處理,實踐性強,社會性廣,是一件復雜的系統工程。采取合理的房建地基技術,能夠切實保障土質軟弱的地基不變形,保障房屋不因水流作用而下陷,保障房屋不因地震等自然災害而輕易失穩,對房屋地基強度和穩定性有著非常關鍵的意義。
二、我國房建地基處理技術的發展現狀
地基處理技術按處理時間分類,包括臨時處理和永久處理;按地基處理深度分類,包括分淺層處理和深層處理;按處理方式分類,包括化學處理和物理處理。我國地基處理技術,在50年代自前蘇聯引進,與我國房建工程特點不斷融合,逐步形成了符合我國國情的地基處理技術新體系,許多處理技術措施已得到較為成熟的發展,部分創新技術在世界領域遙遙領先。新發展主要體現在以下兩個方面:
第一,研究開發出了深層攪料、塑料排水版法、石灰樁等方法,并在實踐工程中得到廣泛應用。建筑廢料和建筑垃圾,并不是直接處理后扔掉,采取廢物利用,加強資源的利用率。廢鋼渣被利用開發成鋼渣樁復合地基,而城市建筑垃圾則被利用開發成碴土樁復合地基,不但堅固,更能節約成本。這些措施,有利于提高資源利用率,減少污染,節省工程時間和工程成本,促進城市建設。
第二,創新了各種更符合社會發展和建筑要求的處理技術。比如托換技術,大剛度的柔性樁復合地基,鋼筋混凝土疏樁復合地基,鉆孔壓漿成樁法,這些新技術層出不窮。再比如,大直徑灌注樁越來越多地應用在軟土、黃土等地基建設中,少污染低成本,適合我國的土質,更夯實了地基。地基處理技術,因此不但有利于房建工程的質量保證,更有利于項目預算的降低。
三、常用的地基處理技術方法
1.預壓法
該法適用于軟黏土、粉土、雜填土、泥炭土地基,基本方式為預先對地基施加一定靜荷載,壓密地基土,然后卸除荷載。目的在于排除土體中的孔隙水,土體慢慢固結,提高軟弱地基的承載力,同時減少建成后的沉降量。該方法使用機具十分簡單,可以直接就地取材,而且工期短,造價低。地基土層的滲透特性、厚度以及預壓荷載的大小等因素,可按照地基固結理論對其計算預計,然后決定出預壓所需的時間。在具體施工過程中,應當嚴密監測地面沉降以及土中孔隙水壓力的消散情況,靈活控制預壓。
2.換土墊層法
適用于淺層軟弱地基及不均勻地基處理?;痉绞綖橥诔郎\層軟土,用強度較高、壓縮性較低并且沒有侵蝕性的材料,進行分層夯實。目的在于提高持力層的承載力,減少部分沉降,有效消除濕陷性和脹縮性,改善土的可液化性能。在寒冷地區,可采用砂墊層,有效防止地基土的凍脹。在膨脹土地基中,則可用來消除其脹縮作用。
3.振沖法
振沖法,也叫振動水沖法,適用于處理松散砂卵石、砂土、粉土、粉質黏土、素填土和雜填土等地基?;痉绞绞抢闷鹬貦C將振沖器吊起,啟動潛水電機帶動偏心塊,使振動器產生高頻振動,并啟動水泵,通過噴嘴噴射高壓水流,在邊振邊沖的共同作用下,把振動器沉到土中的預定深度,經過清孔之后,從地面向孔內逐段填入碎石,使其在振動作用下被擠密實,達到要求的密實度之后,就可以提升振動器,循環操作直到地面,在地基中形成一個大直徑的密實樁體與原地基構成復合地基。目的在于提高軟弱地基的承載力,同時減少建成后的沉降量,此加固方法快速而經濟,非常有效。
4.強夯法
基本方式是在地基表面施加振沖力以擊實淺層土,通過質量8到10kg的重錘從10到20m的高度自由下落所產生巨大的夯實能,對土體產生很大沖擊力,夯實土體。目的在于提高土體強度,同時降低壓縮性。適用于砂性土、非飽和黏性土及雜填土地基,對于非飽和的黏性土地基,可連續夯擊或分遍間歇夯擊。該法可用在陸上施工和水下夯實,操作簡單,工期短,成本低,加固效果好。但施工噪聲大,震動大,不利于周邊現有建筑物,因此不適合房屋密集區。
5.樁基礎處理法
樁基礎處理法,比較古老,在樁型創新和施工工藝進步方面,其發展進步突飛猛進。樁基礎形式很多,適用性和實用性大不相同,是地基處理技術中非常重要的組成部分。
(一)土樁及灰土樁,廣泛應用于我國華北和西北地區,是由樁間擠密土和填夯的樁體組成的人工復合地基。基本方式是在基礎底面形成若干個樁孔,再填入土或灰土,并進行分層夯實,實現地基承載力、水穩性的提高。此法適用于處理地下水位以上,深度5到15m的濕陷性黃土或人工填土地基??捎脕硐凉裣菪渣S土地基的濕陷性,但是對于地下水位以下或是含水量超過25%的地基土,則不宜采用此法。
(二)砂樁屬于散體樁復合地基,適用于擠密松散砂土、素填土、粉土、黏性土、雜填土等地基,又稱擠密砂樁或砂樁擠密法?;痉绞绞峭ㄟ^振動、沖擊或水沖在軟弱地基中成孔后,然后把砂擠入土中,形成大直徑的密實砂柱體的加固地基。砂樁法。對于飽和黏土地基,應通過現場試驗后再確定是否采用,如果工程對變形控制要求不嚴的話,可用此法。此法還可用于可液化的地基處理。
(三)水泥粉煤灰樁是高黏結強度樁,由水泥、粉煤灰、高黏結強度樁、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成,同樁間土、褥墊層一道組成復合地基,適用于砂土、粉土、雜填土、黏土、淤泥質土等地基,可應用于獨立基礎、條形基礎和筏基。對淤泥質土,則需要按照地區經驗或現場試驗,來確定其適用性。此方法適用性比較廣,承載力提高幅度比較大,施工操作簡便,工期短。
(四)混凝土樁,即用包括普通鋼筋混凝土和預應力混凝土在內的混凝土制成的樁,樁的截面有方形、矩形、圓形和環形等,其中方形截面樁和環形截面樁最常用?;炷翗稇妹鎻V,施工便捷,可操作性較強,樁體強度較高,耐久性良好,造價成本低,適用很多地基土處理,廣泛用于水利建筑、工業建筑、民用建筑和橋梁的基礎工程,也可用在邊坡及基坑支護的抗滑或隔水工程。
另外,除了以上五種地基處理技術方法,還有其它方法。降低地下水位法及電滲法,基本方式是排水固結處理地基。擠孔內夯擴樁法、密砂石樁法、夯實水泥土樁法、爆破擠密法、深層攪拌法,該類方法都是利用振動、擠壓,減小被壓地基土體孔隙比,提高強度。加筋土法、樹根樁法、錨固法,此類方法都是通過改善土體的工程性質,實現地基承載力的提高和沉降的減少,增強地基的穩定性。
四、房建地基處理中的常見問題及解決策略
1.常見處理問題
地基處理技術正在飛速發展中,但實踐工作中仍然存在若干亟需改善的不足之處,主要體現為以下四個方面:
(一)前期準備工作不充足
房建工程前,施工企業應詳細勘察房建施工場所的地理環境,全面了解其土質、水文、地貌、地形等各情況,對相關影響因素進行一一備案,同時尋求對措,預測潛在風險,提出預防策略。實踐工程中,由于工期緊任務重,許多施工企業并沒做好充足的前期準備工作,施工過程中面臨突況,不得不停工考察,浪費工程時間,加大項目成本。
(二)降水防預工作不到位
降水是房建工程施工企業應重視的問題,降雨量的多少和降雨的時間對工程項目的質量和進度有著直接的影響。但實踐工程中,降水預防工作通常被忽視,防預措施沒有或者不到位,一旦發生大量降水,將對房建工程造成極大破壞。另外,降雨的數據分析不夠準確,將對地下水水位變化產生不利影響,形成對地基的潛在威脅。
(三)全面性勘察的缺失
房建項目施工中,應隨時監測周圍環境的變化及地基問題,這些變化和因素短期內不會對宏觀施工環境造成重大改變,但會最后累積成大變化,成為大問題。但在實踐工程中,施工企業過于注重工程的工期及經費,輕視全面性勘查的意義,構成工程項目的潛在威脅。
(四)地基障礙物的調查力度不夠
在房建地基的建設中,有時會遇到電力及通訊中使用的各種管道,這就是地基障礙物。施工企業應該重視這方面的布置,及時采取措施,繪制草圖,尋找新的解決方案,否則,可能導致其他部門的干預和居民的反感,影響工程項目的正常運行。
2.解決策略
(一)施工前,應當仔細勘察周圍的地形、地貌、水文及土質等環境因素,并將資料整理做好備案,留作備用。還應全面勘察周圍的建筑物和施工條件,為處理技術做好前期準備工作。
(二)應了解工程所在地區的降雨情況,對降雨季節和降雨量進行準確的參數分析,采取相應的措施,做好針對性的水層漏水預防工作。還應充分考慮降雨時對地下水位可能造成的影響,杜絕地基坍塌發生,杜絕不必要的損失。
(三)全面分析工程項目的實際情況,選擇最優方案,重視施工中的細節問題,建立統籌規劃的分析方法,全面管理施工的各個方面,不可過分注重工期而忽略工程質量。
(四)房建施工前,應詳細勘察地基障礙物,減少對施工過程所造成的干擾。還應對施工質量進行嚴格把關,全面分析施工過程中的各影響因素,嚴格審核,實現全面監督。
五、結束語
對房建地基進行處理中,應對施工現場合理分析,采取適當的地基處理技術,發現問題,采取針對性策略,進行妥善處理。應當按照質量標準要求,進行房建地基處理工作,從大環境著手,重視細節,確保穩定夯實的地基,從根基上為工程項目的施工做好鋪墊,高效率低成本地完成工程任務和要求。
參考文獻: