【造价合约】关于地基、基础、伸缩缝、沉降缝、防震缝,你都能搞清楚吗?

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区分一下地基与基础的概念

建筑物由上部结构、基础与地基三部分组成。

建筑物的全部荷载均由其下的地层来承担。受建筑物影响的那一部分地层称为地基。所以地基是指基础底面以下,承受基础传递过来的建筑物荷载而产生应力和应变的土壤层。

建筑物向地基传递荷载的下部结构称为基础,是建筑物的墙或柱埋在地下的扩大部分,是建筑物的“脚”。作用是承受上部结构的全部荷载,把它传给地基。

地基分类

地基的处理方式

(一) 天然地基

天然地基是指自然状态下即可满足承担基础全部荷载要求,不需要人工处理的地基。天然地基土分为四大类:岩石、碎石土、砂土、粘性土。

(二)人工地基

天然地基的承载力不能承受基础传递的全部荷载,需经人工处理后作为地基的土体称为人工地基。

处理的方法有:换填法、预压法、强夯法、振冲法、砂石桩法、石灰桩法、柱锤冲扩桩法、土挤密桩法、水泥土搅拌法(含深层搅拌法、粉体喷搅法、深层搅拌法简称湿法,粉体喷搅法简称干法)、高压喷射注浆法、单液规划法、碱液法等。

1、换填法

当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部荷载对地基的要求时,常采用换土垫层法来处理软弱土地基,即将基础下一定深度内的土层挖去,然后回填以强度较高的砂、碎石或灰土等,并夯至密实。

实践证明:换土垫层可以有效地处理某些荷载不大的建筑物地基问题。

换土垫层按其回填的材料可分为砂垫层、碎石垫层、灰土垫层等。

垫层的主要作用:

1)提高地基承载力;2)减少沉降量;3)加速软弱土层的排水固结;4)防止冻胀;5)消除膨胀土的胀缩作用。

换填法适用于浅层地基处理,包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土等。换填法还适用于一些地域性特殊土的处理,例如在西安地区可消除黄土的湿陷性,用于山区地基可处理岩面倾斜、破碎、高低差,软硬不匀以及岩溶等,用于季节性冻土地基可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。

2、强夯法

强夯法是用几吨至几十吨的重锤从高处落下,反复多次夯击地面,对地基进行强力夯实。

这种强大的夯击力在地基中产生动应力和振动,从夯击点发出纵波和横波,向地基纵深方向传播,使地基浅层和深处产生不同程度的加固作用。

强夯法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。对非饱和的粘性土地基,一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法;并根据工程需要通过现场试验以确定夯实次数和有效夯实深度。现有经验表明:在100~200吨米夯实能量下,一般可获得3~6米的有效夯实深度。

强夯后效果

3、振冲(置换)法

振冲法是利用振冲器,在高压水流的作用下边振边冲,使松砂地基变密;或在粘性土地基中成孔,在孔中填入碎石制成一根根的桩体,这样的桩体和原来的土构成复合地基。

在砂土中和粘性土中振冲法的加固机理是不同的。在砂土中主要是振动挤密和振动液化作用;在粘性土中主要是振冲置换作用,置换的桩体与土组成复合地基。

振冲法适用于各类可液化土的加密和抗液化处理,以及碎石土、砂土、粉土、黏性土、人工填土、湿陷性土等地基的加固处理。采用振冲法地基处理技术,可以达到提高地基承载力、减小建(构)筑物地基沉降量、提高土石坝(堤)体及地基的稳定性、消除地基液化的目的。

3.1振冲碎石桩法

振冲碎石桩是利用在地基中就地振制的碎石快速加固松软地基的方法。近几年来在高层建筑地基的加固及处理中也得到了广泛地应用。

它具有技术可靠、设备简单、操作技术易于掌握、施工简便快速、工期短、既不用水泥,又不用钢材,加固后地基承载力有显著提高等优点。

适用于中、粗砂和部分细砂或粉砂土地基。

4、排水固结预压法

排水固结预压法是利用地基土排水固结的特性,通过施加预压荷载,并增设各种排水条件(砂井和排水垫层等排水体),以加速饱和软粘土固结发展的一种软土地基处理方法。

排水固结法适用于处理饱和和软弱土层,按照采用的各种排水技术措施的不同,排水固结法可分为以下几种方法:

堆载预压法

真空预压法

降水预压法

电渗排水法

4.1  真空排水固结预压法

真空预压指的是砂井真空预压。即在粘土层上铺设砂垫层,然后用薄膜密封砂垫层,用真空泵对砂垫及砂井进行抽气,使地下水位降低,同时在地下水位作用下加速地基固结。亦即真空预压是在总压力不变的条件下,使孔隙水压力减小、有效应力增加而使土体压缩和强度增长。

4.2  堆载预压法

在建筑场地临时堆填土石等,对地基进行加载预压,使地基沉降能够提前完成,并通过地基土固结提高地基承载力,然后卸去预压荷载建造建筑物,以消除建筑物基础的部分均匀沉降,这种方法就成为堆载预压法。

一般情况是预压荷载与建筑物荷载相等,但有时为了减少再次固结产生的障碍,预压荷载也可大于建筑物荷载,一般预压荷载的大小约为建筑物荷载的1.3倍,特殊情况则可根据工程具体要求来确定。

5、挤密法

挤密法的加固机理主要靠桩管打入地基中,对土产生横向挤密作用,在一定挤密功能作用下,土粒彼此移动,小颗粒填入大颗粒的空隙,颗粒排列紧密,孔隙体积减少,地基土的强度也随之增强。所以挤密法主要是使松软土地基挤密,改善土的强度和变形特性。

6、深层搅拌法

深层搅拌法是一种化学加固地基的方法。它通过特制机械──各种深层搅拌机,沿深度将固化剂(水泥浆、水泥粉或石灰粉,外掺一定的添加剂)与地基土强制就地搅拌,利用固化剂自身及其与地基土之间所产生的一系列物理、化学反应,使地基土硬结成为具有整体性、水稳定性、较低渗透性和一定强度的复合土桩(体),或与地基土构成复合地基,从而提高软土地基的承载力、减小地基的变形。

水泥深层搅拌桩施工现场

7、高压喷射注浆法

高压喷射注浆法是利用高压射流技术,喷射化学浆液,破坏地基土体,并强制土与化学浆液混合,形成具有一定强度的加固体,来处理软弱地基的一种方法。

高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土。

高压喷射注浆法同时适用于地基或土体的防渗处理,形成防渗帷幕,防止渗流破坏、流土或管涌。在西安地铁车站围护结构止水帷幕设计中大量采用。

地铁大量采用高压喷射旋喷桩施工止水帷幕

8、水泥粉煤灰碎石桩(CFG)

水泥粉煤灰碎石桩是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌和,用振动沉管打桩机或其它成桩机具制成的一种具有一定粘结强度的桩。桩和桩间土通过褥垫层形成复合地基。

水泥粉煤灰碎石桩及褥垫层

这种桩是一种低强度混凝土桩,由它组成的复合地基能够较大幅度提高承载力。

水泥粉煤灰碎石桩施工现场

CFG桩桩头破除前后

9、水泥搅拌桩

水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂,是软基处理的一种有效形式,利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌,使水泥与土发生一系列物理化学反应,使软土硬结而提高基础强度。

软土基础经处理后,加固效果显著,可很快投入使用。适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土土质。

水泥搅拌桩按材料喷射状态可分为湿法和干法两种。湿法以水泥浆为主,搅拌均匀,易于复搅,水泥土硬化时间较长;干法以水泥干粉为主,水泥土硬化时间较短,能提高桩间的强度。但搅拌均匀性欠佳,很难全程复搅。

水泥搅拌桩施工现场

采用水泥搅拌桩工艺形成的基坑围护结构

10、砂石挤密桩

砂石桩挤密法是指碎石桩法和砂桩合称为粗颗粒土桩,是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后,再将碎石或砂挤压入土孔中,形成大直径的碎石或砂所构成的密实桩体。按制桩工艺可为振冲(湿)碎石和干法碎石桩。采用振动加水冲的制桩工艺制成的碎石桩称为振冲碎石桩或湿法碎石桩。采用无水冲工艺(如干振、振挤、锤击等)制成的桩为砂石桩。

砂石挤密桩的施工原理

砂石挤密桩的施工现场

以上介绍的各类地基处理方式适用于不同的地区和地质条件,如排水固结法适合于沿海软土地区,高压喷射注浆法适用于软弱地区。

伸缩缝

01

伸缩缝的作用

伸缩缝又叫温度缝,是为了防止因环境温度变化引起的变形对建筑的破坏作用而设置的。由于建筑是建造在自然环境中的,温度的变化对建筑必然会产生直接的影响,即热胀冷缩现象。一般来说,建筑的长度越大,环境温差越大,积累的变形就越多。变形是产生内力的主要原因,一般在建筑的中段积累的较多。当变形引起的内力超过建筑某些部位(如建筑的薄弱部位及设置门窗的部位)构件能够抵抗内力的能力时,将会在这些部位产生不规则的裂缝,这将影响建筑的正常使用。为了避免这种现象的发生,往往通过设置伸缩缝的办法来设防。

02

伸缩缝的设置原则

伸缩缝的设置原则主要有以下几点:

(1)为了使伸缩缝两侧建筑的变形相对均衡,伸缩缝一般应设置在建筑中段,当建筑设置几道伸缩缝时,应当使各温度区的长度尽量均衡。

(2)以伸缩缝为界,把建筑分成在结构和构造上完全独立的两个单元。屋顶、楼板、墙体和梁柱要完全各自独立。由于基础埋置在地下,基本不受气温变化的影响。因此仍然可以连在一起。

(3)伸缩缝应尽量设置在横墙对位部位,并采用双横墙双轴线的布置方案,这样可以较好的解决伸缩缝的构造问题,并把伸缩缝对建筑内部空间影响削减到最小。

我国对伸缩缝的设置做有具体的规定,可以查找相关的规范。

03

影响伸缩缝间距的因素

(1)建筑的结构形式的影响

由于整体性好的建筑在发生变形时容易在局部形成集中应力,因此伸缩缝的间距较小;整体性较差的建筑在发生变形时可以把变形及应力分散到各个构件之中,不易形成集中应力,因此伸缩缝的间距反而较大。

(2)建筑的保温及采暖情况的影响

采暖建筑在寒冷季节只有外围结构能够明显地感受到温度的变化,而内部的构件在一年四季感受的温差变化较小,因此伸缩缝的间距较大,不采暖建筑地上部分的全部构件均要受到温度变化的影响,因此伸缩缝的间距较小。

应当说,在目前的技术条件下,我们对建筑的温度变形问题研究得还不够精细,在许多方面理论模型与实际情况之间还存在一定的差异。应当根据建筑所在地的气候以及建筑的具体情况,在充分调查研究的基础上对伸缩缝的设置问题作出正确的选择。

04

伸缩缝的构造

为了使伸缩缝能够正常地工作,并为解决建筑的构造问题留有较好基础条件,伸缩缝的宽度一般为20~30mm。

(1) 墙体伸缩缝的构造

墙体伸缩缝构造主要是解决伸缩部位的密闭和热工问题,对防水的要求不高,伸缩缝的缝型主要有平缝、错口缝和企口缝三种(图1)。平缝适应四季温差不大的地区,错口缝和企口缝适应温差较大的地区。

为了提高伸缩缝的密闭和美观程度,通常在缝口填塞保温及防水性能好的弹性材料(沥青麻丝、木丝板、橡胶条、聚苯板和油膏)。外墙外面的缝口一般要用薄金属板或油膏进行盖缝处理,内腔的缝口一般要用装饰效果较好的木条或金属条盖缝。目前市场上有厂家生产的由压型钢板或塑料型材制成的盖缝条,具有良好的装饰效果。图2是墙体伸缩缝构造举例。

(2)楼地面伸缩缝的构造

伸缩缝在楼地面处的构造主要是解决地面防水和顶棚的装饰问题,缝内也要采用弹性材料做嵌固处理。地面的缝口一般应当用金属、橡胶或塑料压条盖缝,顶棚的缝口一般要用木条、金属压条或塑料压条盖缝。由于伸缩缝处的楼地面也要保证平整、顺畅,因此伸缩缝应当尽量避免开在使用时地面可能有水的房间。

(3)屋面伸缩缝的构造

伸缩缝在屋面构造主要是解决防水和保温的问题,对美观的要求较低。屋面的伸缩缝宜设在屋面标高相同的部位或建筑的高低错层之处,以便于防水的处理。伸缩缝在屋面的构造重点要解决好防水和泛水,其构造与屋面的防水构造类似。图3是屋面伸缩缝构造举例。

室外伸缩缝这样施工如何防渗漏?

由于室外伸缩缝样式多样,需详细审图,根据图纸设计要求选用图集,并仔细研究图集选用的适宜性,结合实际情况编制初步施工方案,明确各部位做法,然后再进行下一步深入研究。

根据现状调查,发生渗漏水的关键在于伸缩缝的①防水设计与②抗变形设计,解决好了以上两方面的问题,再结合③导水设计,渗漏水问题将从理论上得到根本上的解决。

1

防水设计

首先从伸缩缝防水设计出发:

外墙立面不存在积水现象,因此采用两道防水:内部粘贴防水布,外扣防水面板的方式进行防水。

屋面伸缩缝是渗漏水的关键部位,做三道防水:底层粘贴防水布,中层做铝合金防水、导水槽,面层做石材面板防水。

图①-底层   图②-中层   图③-面层

2

抗变形设计

伸缩缝防水设计的同时还要进行抗变形设计,也就是设计如何抵抗由于主体不均匀沉降造成伸缩缝拉裂,从而出现渗漏水的施工措施。

首先从外墙立面伸缩缝开始,选用内滑撑的方式来抵抗变形拉伸,具体做法为将伸缩缝两侧用带滑槽的型材固定,用来安装中间可活动滑撑,面板不与墙体两端刚性连接固定,而是与可活动滑撑连接,这样既保证防水,又保证伸缩缝两端变形的影响。

外墙变形设计

屋面伸缩缝抗变形设计根据三道防水分别进行抗变形设计:

首先,底层防水布粘贴,由于其为柔性材料且有足够的伸缩性,故具备伸缩性能。

柔性防水布具备伸缩能力

其次,二道铝合金导水槽固定在女儿墙顶两侧,中间为折叠凹槽型,故存在伸缩量,具备伸缩变形能力。

铝合金导水槽具备伸缩能力

再次,面层石材面板根据女儿墙不同分为等高型与高低跨型两种。

等高型采用两块石材分别盖住女儿墙,两侧分水,中间留设1cm缝隙,硅酮耐候胶密缝,起到伸缩的作用。

高低跨型采用一块石材盖住低跨女儿墙及伸缩部位,一侧分水,石材面板与高跨部位墙体采用钢骨架刚性连接,同时石材面板压入高跨外墙面砖底部2cm,阴角处耐候胶密封,采用此种办法能够使石材面板与高跨墙体同时沉降而与低跨女儿墙无任何关系,不会由于沉降将石材拉裂,从而起到抗变形的作用。

3

导水设计

伸缩缝设计防水与抗变形能力的同时,同时将屋面与外墙防水层连通,通过二道铝合金导水槽以及底部防水布作用将一旦流入屋面伸缩缝内的雨水导出屋面,顺着外墙防水层导出室外,进一步提高了室外伸缩缝防水效果。

综上,室外伸缩缝防渗漏设计方案总结:

1. 外墙立面两道防水、两道伸缩变形;

2. 屋面三道防水、三道伸缩变形;

3. 屋面与外墙立面防水层连通,起到导水、泄水的作用。

项目部明确了施工方案之后,在实施中严格过程控制,样板先行,明确材料及施工质量标准,落实施工前交底,实行施工质量责任制,专人负责动态跟踪,执行工序检查验收制度,确保了施工方案的实施。

样板先行

严把材料标准关

加强过程控制与监测

本工程通过对室外伸缩缝施工质量的管控,不仅杜绝了渗漏通病问题,而且大大提升了外观的感官质量,优质的工程就会带给人赏心悦目的感觉。

沉降缝

01

沉降缝的作用

沉降缝是为了防止由于不均匀沉降引起的变形对建筑带来的破坏作用而设置的。导致建筑发生不不均匀沉降的因素主要有地基的土质及承载力不均匀、建筑的层数(高度)相差较大、建筑各部位的荷载差异较大、建筑的结构形式不同以及同一幢建筑的施工时间相隔较长等。不均匀沉降的存在,将会在建筑构件的内部产生剪切应力,当这种剪切应力大于建筑构件的抵抗能力时,会在不均匀沉降发生的界面产生裂缝,并对建筑的正常使用安全带来影响。在适当的部位设置沉降缝,可以有效地避免建筑不均匀沉降对建筑带来的破坏作用。

02

沉降缝的设置原则

沉降缝的设置原则主要有以下几点:

(1)建筑下部的地基条件差异较大或基础形式不同时;

(2)同一幢建筑相邻部分高差或荷载差异较大时;

(3)同一幢建筑采用不同的结构形式时;

(4)同一幢建筑的施工时期间隔较长时;

(5)建筑的长度较大或体型复杂,而且连接部位又比较单薄时。

03

沉降缝与伸缩缝构造的区别

由于沉降缝主要是为了解决建筑的竖向沉降问题,因此要用沉降缝把建筑分成在结构和构造上完全独立的若干个单元。除了屋顶、楼板、墙体和梁柱在结构与构造上要完全独立之外,基础也要完全独立,这也是沉降缝与伸缩缝在构造上最根本的区别之一。由于沉降缝在构造上已经完全具备了伸缩缝的特点,因此沉降缝可以代替伸缩缝发挥作用,反之则不行。

04

沉降缝的构造

沉降缝的宽度与地基的性质,建筑预期沉降量的大小以及建筑高低分界处的共同高度(即沉降缝的高度)有关。地基越软弱哦,建筑的预期沉降量越大,沉降缝的宽度也就越大,一般不小于30mm。

(1)沉降缝的构造

沉降缝嵌缝材料的选择及施工方式与伸缩缝的构造基本相同,盖缝材料 也与伸缩缝相同。但由于沉降缝主要是为了解决建筑的竖向变形问题,因此在盖缝材料固定方面与沉降缝有较大的不同,要为沉降缝两侧建筑的沉降留有足够的自由度,还要考虑维修的需要。图4是沉降缝构造的举例。

(2)基础沉降缝的处理

由于沉降缝的基础必须要断开,处理好基础的构造是沉降缝重点要解决的问题。目前常用的处理方式有以下三种:

1)双墙偏心基础(图5a):这种处理方式是把沉降缝两侧双墙下的基础大放脚断开并留垂直缝隙,以解决建筑的沉降问题。具有施工简单的优点,但基础处于偏心受压的状态,地基的受力不均匀,可能会发生偏心倾斜的现象,对建筑的正常使用不利。这种基础只适用于底层、质量等级较低或地基情况较好的建筑。

2)双墙交叉排列基础(图5b):这种处理方式是在沉降缝两侧双墙底部设置基础墙梁,墙下基础断续布置,并把大放脚分别伸入另侧墙体的基础墙梁下面,以保证沉降缝两侧墙下的基础独立沉降缝,互不干扰。这种作法可以保证基础是轴心受压,地基的受力比较均衡,但施工难度大,造价高,目前应用得较少。

3)挑梁基础(图5c):这种处理方式是把沉降缝一侧的基础按正常的方法设计和施工,而另一侧墙体的由基础墙梁支撑,基础墙梁由本能纵向的挑梁支撑,挑梁由纵墙下面的基础承担。为了减轻挑梁的负担,应当尽量减轻挑梁一侧墙体的自重。还要把纵墙基础的端部的断面放大,以保证纵墙稳定性。建筑的平面布局要为沉降缝的设置提供良好的技术条件,要尽量使挑梁一侧纵墙的间距不要过大,这样可以使基础墙梁的跨度小一些,有利于承担墙体的荷载。这种做法的综合优点较多,是一种在工程上京城采用的施工方案。

防震缝

地震与火灾一起,构成了对建筑产生破坏作用的主要自然因素之一。从地质的角度看,我国有许多地域属于地震活动活跃的地质构造带,因此建筑的防震就显得十分必要。地震对建筑产生直接影响的是地震的烈度,我国把地震的设防烈度分成1~12度,其中设防裂度为1~5度地区的建筑不必考虑地震的影响,6~9度地区的建筑要有相应的防震措施,10度以上地区不适宜建造建筑或制定专门的抗震方案之后才能进行建筑的设计和施工。

01

防震缝的作用

防震缝是为了提高建筑的抗震能力,避免或减少地震对建筑的破坏作用而设置的一种构造措施,也是目前行之有效的建筑防震措施之一。

02

防震缝的设置原则

地震设防烈度为7~9度的地区,有下列情况之一时建筑要设置防震缝,防震缝的设置原则主要有以下几点:

(1)同一幢或毗邻建筑的立面高差在6cm以上时;

(2)建筑的内部有错层而且错层的楼板高差较大时;

(3)建筑相邻各部分的结构刚度、质量差异较大时.

由于设置防震缝会给建筑的造价、构造和使用带来相当的麻烦,因此应当通过对建筑的布局和结构方案的调整和选择,是建筑的各个部位形成简单、质量和刚度相对均匀的独立单元,提高建筑的抗震能力,尽量不设置防震缝。

03

防震缝的构造

在地震发生时,建筑顶部收到地震的影响较大,而建筑的底部受地震的影响较小,因此防震缝的基础一般不需要断开。在实际工程中,往往把防震缝与沉降缝、伸缩缝同一布置,以使结构和构造的问题一并解决。防震缝的宽度能与地震烈度、场地类别、建筑的功能等因素有关。

由于防震缝的缝宽较大,构造处理相当复杂,要充分考虑各种不利因素,确保盖缝条的牢固性以及对变形适应能力。

在建筑变形缝处的装修构造,必须满足于各自所在建筑主体的自由变形。

来源:管廊建设

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