破碎带地基的处理

《破碎带地基的处理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《破碎带地基的处理（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、破碎带地基的处理第七冶金建设公司简直陈定伟一、对破 碎 带地基 的鉴 别所谓破碎带地基,主要是由于岩体原生结构面受到地 壳 运动形成褶曲与 断层,继而在长期 大气或 水 的影响下,产生风化 或侵蚀的破坏面。大者与溶 隙、溶沟、溶洞相 串连,小者形成风化软弱夹层,其破裂缝隙 不仅随层理发 育,而且 由于 各种 应 力的作用,断裂缝往往又是多向交错的。总之,破碎带就是整体岩 层被裂隙 分割而成的片状、块状 或犬齿交错互相楔合,但又不尽规则的岩石地 基。作为工 程地基的破碎岩 带,是指其岩体厚度 至少 有数 米 以上,而且没有软弱 下 卧层者。一 般建筑地基 的破碎带 大致可 以 归纳成以下三 大类

2、:1.坚硬岩体 破碎带其主要特征是:岩体为单一石灰岩或砂岩;结构面结合基本稳定,不受地下水或 季节性地 表水 的影 响;裂缝 多呈闭合状,少数细的空缝 也无其他腐植填充物,裂隙 明显;岩 体无风化现象,极 少数裂口有微风化物;岩样最低抗压 强度R。40 0公斤/厘米“,岩体平均容许承载 力R 不低 于2 0公斤/厘米“。显然,岩体与 岩石的工程地质性能 是有所区别 的。虽宏观的岩体承载力必 然小于微观的岩石强度,但 此类 地基可以不 作专门处理,能 直接按容许承载力设计建筑物基础。2.中等坚岩破碎带其主 要特征是:岩体 大部分是石灰岩,少数层理中夹有泥灰岩;裂隙间距较密(有的10 0公斤 /厘

3、米“,岩体平均容许承载 力R5公斤/厘米“。此 类地基应作 为破碎带地基 处 理 的重 点。3.软弱破 碎岩带其主要特征是:岩体大都为中凤化及强风化泥灰岩,夹有硬 岩层;结 构面较软弱,受水后 不稳定;干 硬状可 以 用丁字镐刨碎,泡水后能自动剥离犷湿抗压 强度Rb10 0公斤/ 厘 米“。此 类地基只能作散状结构的软土地基来处理,不在本文中讨论。二、破 碎 带地 基在工程应用上 的不同观点与存在的 问题对于破碎带地基在工程应用上有各种不同的观点。有的人认为,既是破碎带,就是散状体,应作为“土”来考虑,所以设计上使用的地耐力均不超过2公斤/ 厘米“。我 们认为,虽然破碎带地基构造十 分复杂,局

4、部差异性比较大,但它既不 同于完整岩 体,又不 同于散状漂石、卵石或碎石、砾石 地带,更不 同于均质土壤地基。所以,对破碎带 地基的应用,要 多作分析,对具体情况作具体处理,不要简单地一概而论,否 则耗费资金,也不一定 可靠。有 些地质勘 测人 员,往往仅按规定距离打孔 取样,对 局部破碎带 没有进行局部详细勘测,所以在设计上也不便详细 考虑,临到施工 时发现了问题,仓促补勘,往往影响了工程 进度。有的人不 分析岩体层理、形状,将基础筑在顺向坡 的斜面上,这 易使工程构筑物产生事故。如遵义 几个厂的挡土墙、某机修车间、某冷压车间,以及某个3 5千伏的输电线路 基础,均产生了滑移现象。较可靠的处

5、理办法 是在挖到坡 边的稳定标高处做基础,如本文 例 六。不针对岩体层理走向及裂缝倾向,一律沿柱列做成连续地梁,这也不尽合理。我 们认为:基础的主导传力方向应尽可能地与 岩体裂缝走向成较大 的交角,最好呈9 0“,绝不宜平行裂缝 做 长梁。正 确处理方法 见本文例3、4、5。在决 定破碎带地基容许承载力时,还 是要灵活地掌握具体情况,不 能单凭地质勘测资料或按规范取值。必须详 细占有具体情况的原始资料,进行具体分析。如在 山坡边、河岸边及其他软弱地质临界面,则应取较低值,且应该注意走向、倾 角。若在较平缓广阔地 带,相临界地质条件 较高,又 无天然 水或 人 工水 的侵蚀条件,则应取较高 的地

6、 耐力,以 求节约投资。三、工 程实例 例1某厂1 8米跨、6米柱距的金属材料库,以及一个1 5米跨、6米柱 距的机加工车间,内有5吨天车,原设计为深2米、1.8火3.0米的矩形底板杯口柱基。在平整场地后,岩体 虽为破碎带,但岩石为单一的石灰岩,裂缝既密又细,且无 明显裂缝组,裂缝 中又无填充杂 物,无风化现象。岩层深度达6 7米,无特异变 化。我们 决定 改变原设计,仅开凿一个杯口小坑,从 小坑四角用风镐打成功65毫米、深约1米 的孔四个,然 后用灰浆泵灌压1:1水泥细 砂浆,待坑内冒出灰浆后停止。此 后,直接在坑内用20 0号 混 凝土浇灌成一杯口(见 图1 )。施工压浆时,曾选 取山墙两

7、端两个柱基,每间隔1米、1.5米、2米、3米直至4米半径打几个观察孔,以观察压浆影响范围。总的看来,效果良好,在3公 斤/ 厘 米2压力下,至少 可以影响到2米范围;压力达到8公 斤 /厘米“时,可影响到4米处。 例2某仓库为一砖石混合结构,9米跨,6米柱距,1.5X6米大板 屋面,无 吊车。下部为中等坚 岩破碎带,破碎层深约34米,其下基岩 完整。原设计为深1.2米的带形 基础,经施工单位同设计人员商定,改 为先在岩面上打孔压浆,再做浅基础(如图2 )。并在山墙外2米 处开挖一个检查孔,证明 水 泥浆与原岩凝结良好。臼臼臼 羹羹羹图2简化带形墙基例3有一车间柱基,近乎柱列轴线走向有 裂隙,倾

8、角7 0“7 3“,原设计沿柱列设连系长梁,后改为独立杯口柱基,而沿排架主平面方向加长柱基底 板,使地基主导反力跨越裂缝(见 图3 )。l l l l l l l l l l l l_飞飞飞l l l l l1 1 18米 公公一万 ! ! ! ! ! ! !卜卜 图i简化杯口基础图3独立柱基反力若按 地基反力为直线分布假定,其反力图为梯形(图3b )。.如按地 基为半无限弹性体假定,即文献1中郭氏表算法计算,则其反力图形如图3。地基反 力由 原设计n吨/米2提高到1 5.5 3吨/ 米2。修改后的设计考虑了裂缝的走向,使地基受力合理,恰当地提高了地基承载力,比原设计节约了三分之 二的混凝土。

9、例们某厂房一 列柱基有三个 基 础处于破裂岩体上,裂隙走向与排架平面近乎平行。因而采用顺柱列轴线 的杯口连梁基础如图4。梁宽为0.6米,高为1.5米,每个杯口受荷N二8 6吨,q二6吨/ 米,M及Q在排架平面内考虑。地基 为中风化破碎带,地面 设置宽排水护 坡保护。R二=35吨/米“ ,E。取6x10-吨/米2,基础为20 0号混 凝 土,Eh=2.6x10“吨/ 米2。按文献1郭氏表算法计算其反 力见 图4。E。取5x105吨/米“,E、为2.6X10“吨 /米“。由于长梁,柔性指标远远大于1 0L一。.sx口李叮一1.65米,VO入a1。八1、入-不,一=乙U“吧,剑X乙=j jXl。b匀

10、 七=54.4 5吨米计算略。 例的某1 8米跨、起重 量为1 0 吨的门型吊地基,由于破碎带裂缝走向明显,且与轨道中心接近于平行。设计方案则按每六米做一个横向梁垫(跨越裂缝),轨道地梁两端支承在梁垫上,按6米短梁计算。此 外,由于端部梁 头接近河岸,地基层理又顺向坡面,故特别加深了梁头 基础的深度,以确保稳妥,见 图5 (I 一 1)。计算从略。丰工卜6 *罄禽攀条,0米一一 卜一一60米一曰6.0来 T入士6,。米.崖卫 1叁形厂二七屯习血口口N!T 2、珠:、丫:.N3绍口、 兴巴J、 八智、目蒙一一咭,一一义侧弓口易 八图4杯口连梁基础N:、N:、N3一集中荷载例5某车间30米跨、起

11、重能 力20吨门型吊基础,最大轮 压3 3吨、轮 距8.6米,一侧 为60米长 的破碎带 地基,但岩体 坚 硬,无风化现象,仅裂隙 发 育程度 较高,且 层理不明显,破碎深度仅2一3米(上部已剥离过3 米 多),下部为整岩体,故设计为长梁,h=0.8米,截面为倒T型,上底宽0.5米,下 底宽为1.0米。I一I图5顺裂缝走 向的门吊地梁1一基础,2一粱;3一梁枕垫,4一原设计面;5一加深到稳定面四、关于 破碎 带地 基梁 板反 力计算许多理论及 实地测试证实,承 受集 中荷载或均布荷载的基础,若地基 坚实,其反 力中间大两端小;若地基软弱,其反 力呈 马鞍形,中间小 两端大。但实际应用中反力的计

12、算方法有:1.按直线 分布的 假定,由于此 法计算简便,今日在 小型基础、轴线平面 很短的 梁板或坚硬地基 上仍广泛应用;2.基 床系数法,实践证明此法 只有 在土壤压缩层 较薄的情况下 比较接近实际,用于破碎 带地基是不适宜的;3.地基弹性半无限平面体假定,可用于较复杂的巨型构筑物地基,亦 可用于一 般地 基。(下 转第2 4页)t - - 七鲜沈.兴?0立时吊车梁隔板下端与腹 板接触端点以下截面对x轴的面 积 矩S=80X2x89+2x3.0x86.5=14240+5 19.0=14759厘米“。,*二_QpS_734 10X14 759_,二二。 。八剪应力r=粤代史二架拐 夸斋铁等长竺

13、二15 7.3 3公一产Ixd3443349xZ一-一 斤/厘米2。公斤/厘米“。疲劳应力 比p=0.0 5。疲 劳 容许应 力。P、_a笔_145 0k 口“一下硕石一I二石二万灭万万6亏一“”“。”公斤/ 厘米“。主拉应力正应力口一荟Y-4 07 62000344 3349几一号+了(号)+一_1006.22285= =1006.22+/(坦理丝一、2+(15:.3 3)2V乙/- - - 气甲- - -一 一卜. . . . . . . . .阵二二 : 一一 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;- - -司一 一-一-一_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ J J J J

14、J J J J J J J_ _ _少阳阳阳阳阳阳一2 l )(飞十之。 。一州1刀)(川一门-一 2斗二50 3.1 1+斌253119.67千24752.73=503.11+527.14=1030.25公斤 / 厘米“1 49 4.8 5公斤/ 厘米“。吊车梁与混凝土柱的连接及吊车轨道的固定梁柱的连接构 造见 图4,吊车轨道的 固定 见图5。丝!巡. . .一一 工一一一只只只只只只只一一一一一一一一一一一一一一一一一 匿匿匿匿了了二 二乙二二: : :今今今今今今二二二二 二刁令令令令令令:, , 令令令令令令令 龙扩护护护心心.一1.,侧侧黔苗S黔 魔霭、5。贡丁。几曰4J方 头图4吊

15、车梁与混凝土柱的连接构造1一牛腿标高,2一端隔板及 加劲肋,开K形坡口,焊透图5吊车轨道的固定(螺栓间距4 0 0)1一螺拴jZ一挡板;3一压板,4一弹簧垫;5一按 轨道坡度加工(上 接第3 6页) 我们推荐岩溶 破碎 带地基的反 力验算采用下列 原则 和方法:1.本文第2类破碎带 地基仍属岩性地基,按半无限弹性体来考虑 是适宜的。2.破碎带地基的厚度远远大于基础压缩影响 层深度,地基弹性模量E。又大于一般散状土壤地基,故推荐按郭氏表算法比较简便。虽然准确 的地基弹性模量 不易取 得,尤其是破碎带的弹性模量波 动很大,但一般取其最 低值,保证最 大安 全度,并不 影响工程实用价值。3.一般杯口独立柱基,由 于上部荷载均归纳在基础中心,且长 度 不大,可作短梁计算,并可按单位 宽度平均后分条验算。参考文献1潘家铮,弹性地基上的梁和框架,上 海科技卫生出版社,19 60年。幻天津大学建筑工程 系地下建筑工程教研室,地 下结构静力计算中国建筑工业出版社,1 97 9年6月。