芒果小丸子哟
浅谈几种特殊土地基的工程特性及地基处理论文
摘要:随着科学技术的进步和发展,建筑行业进入了一个新的时代。建筑工程施工过程中,首先要考虑的就是地基问题,只有确定地基土壤的种类,才能制定正确的施工方法,从而保证工程能够顺利进行。但对于比较特殊的地基土壤,就要使用特殊的方法。例如:湿陷性黄土、膨胀土、粘性红土等都是一些比较特殊的土壤,只有了解土壤的特性才能制定出相应的处理办法。
关键词:特殊土壤;工程特性;地基处理
在现代化的城市当中,人们需要各种各样的建筑,例如:居民楼、办公楼、标志性建筑等等。每—种建筑所需要的地基都是不—样的,这就需要特殊地基特殊处理。要想建筑工程,必须先打地基,要打地基,必须先了解地基的特陛。地基的特胜对于整介工笫酬毡兑是非常关踺的,只有地基扣碍牢固,才能保证工程的质量。本文就几种特殊地基土壤的特陛及处理办进行讨论。
1湿陷性黄土
1.1工程特性
湿陷性黄土是一种特殊陛质的土,在一定的压力下,下沉稳定后,受水浸湿,土结构迅速破坏,并产生显著附加下沉,故在湿陷性黄土场地上进行建设,应根据建筑物的重要陛、地基受水浸湿可能洼的大小和在f~fJ期间对不均匀沉降限制的严格程度,采取以地基处理为主的综合陛措施,防止地基湿陷列建舅澎伊叫新猪。1.1.1湿陷性黄土的颗粒组成。我国湿陷性黄土的颗粒主要为粉土颗粒,占总重量约50~700/0,而粉土颗粒中又以0.05-O.Olmm的粗粉土颗粒为多,占总重约40.600/0,小于0.005mm的粘土颗粒较少,占总重约1428%,大于0.1 mm的细砂颗粒占总重在5%以内,基本上无大于025mm的中砂颗粒。黄土是干旱或半干旱气候条件下的沉积物,在生成初期,土中水分不断蒸发,土孔隙中的毛细作用,使水分逐渐集聚到较粗躬粥E的接触点处。同时,细粉粒、粘粒和—趔纠辞蒯趣廷也不同程度的集聚到粗颗粒的接触戋眵成胶结。1.12湿陷性黄土的湿度和密度。湿陷眭黄土之所以在—定压力下受水时产生显著附加下沉,除上述在遇水时颗粒接触点处胶结物的软化作用外,还在于土的欠压密状态,干旱气候条件下,无论是风积或是坡积和洪积的.黄土层,其蒸发影响深度大于大气降水的影响深度,在其形成过程中,充分的压力和适宜的湿度往往不能同时具备,导致土层的压密欠佳。接近地表2。3米的土层,受大气降水的影响,一般具有适宜压密的湿度,但此时上覆土重很小,土层得不到充分的压密,便形成了低湿度、高孔隙率的湿陷性黄土。湿陷性黄土在天然状态下保持低湿和高孔隙率是其产生湿陷的充分条件。我国湿陷性黄土分布地区大部分年平均降雨量约在250~500mm,而蒸发量却远远超过降雨量,因而湿陷性黄土的天然湿度—般在塑限含水量左右,或更低—些。
1.2处理办法
1.2.1利用灰土、素土回填。这是—种比饺常用的方法,利用灰土和素土回填就是把地基底部的湿陷性土层全部挖出,或者挖到设计的深度,之后利用灰土、素土在开挖的地方回填,并且逐步的夯实基础,同时,施工人员要根据不同的回填土采用不同的处理参数,这样的处理力{去得到了广泛的使用,并且已经取得了较好的效果。通常垫层的厚度是1~3米。这种方法最大的好处就是可以消除垫层范围内的湿陷性,’在施工的时候也比较方便。但施工人员应注意的是:—定要严格控制回填土的质量,对于灰土、素土层的最优含水量与最大干密度进行掌控,否则的话,就没有办法达到预期的处理多兜果了。122预湿陛方法。在叠显陷性黄土当中,有—种叫做自重湿陷性黄土的地基土。当建筑]:程遇到自重湿陷性黄土的时候,就可以采用预湿胜的方法解决。所谓的预湿阻功怯,就是越龟筑沲工以前,对自重湿陷性黄土进行先行的浸湿处理,使自重湿陷性黄土因为自重的作用发生人为的湿陷,之后施工人员就可以等湿陷壳1分以后,再进行基础的施工。在现实的应用当中,这科叻法可以消除地-F劭眯以外黄土的自重湿陷性,但是表面数米以内的湿陷性黄土因为压力不够,仍然具有一定的湿陷性,需要进行二次处理。这种方法的应用只有在I遇到自重湿陷性黄土的时候才可以使用,否则会影响整个工程的进度。
2膨胀土
2.1工程特性
膨胀土指的是具有较大的吸水后显著膨胀、失水后显著收缩特陡的高液限粘土。膨胀土粘粒成份主要由强亲水陆矿物质组成,并且具有显著.胀缩眭的粘陛土。该土具有吸水膨胀、失水收缩并往复变形的性质,对建澈旧锐刎翻出的破坏作用不可低估,并且构成的破坏是不易修复的。为了保证瑶豺铷筑物在较长时间内基础的稳定和安全的目的,必须解决因膨胀土而造成的一系列工程问题。含水量。膨胀土之所以具有很高的膨胀潜力,与它的含水量有密不可分的关系。当膨胀土的含水量不变的时候,就不会雨叶搁职的变化。建筑施工的时候,建造在含水量夕R筻的粘土上的建筑物不会受到由膨胀引起的破坏。_旦粘土的含水量改变,立刻就会产生垂直和水平两个方向的体积膨胀,含水量只需要百分之一到百分之二的变化,就足够引起有害的膨胀。在许多地区,膨胀土对于-人f门的危害是比较巨大的,建造在膨胀土上的地板,在雨季到来的时候,土壤中的含水量增加所引起的地板开裂、翘起现象屡见不鲜,由此可见,膨胀土不但特殊,而且还具有较强的危害性。
2.2处理办法
2.2.1换土回填。因为膨胀土具有含水量变化的特陛,所以,施工人员可以采用换土回填的力谌进行处理。主要是采用灰土进行置换,施工人员要根据施工区域的地质情况来确定置换的参数。除了采用灰土置换以外,施工人员还可以采用砂石垫层的处理方法,要注意的是,砂石的厚度应该大于300mm,而且宽度应该大于地基底部的宽度。
2.2.2利用化学方法。施人员可以利用化学的方法改良土壤,也就是说利用拌合实惠的方法改良膨胀土层,或者是用石灰砂桩和石灰浆压注对膨胀土进行干预,消除膨胀土形变。
2.2.3挖除法。这种方法比饺简单,就是对厚度较小的膨胀土层进行挖除,从而消除膨胀土的影响。
3 黏性红土
3;1工程特陛
红粘土主要是呈现棕红色、褐黄色,覆盖于碳酸盆岩系的岩层上,液限较高的塑出砧性土,此类粘土为原生红粘土。而液限较低的则可称之为次生红粘土。红粘土的产生和分布主要是因为地质历史气候因素的影响,在气候影响下碳酸盆母岩的上层产生风化而形成。红粘土的工程特征是:塑性高、空隙比大、天然饱和度为90%以上,使得红粘土构成一相体系;土质指标变化幅度大。
3.2处理力法
在天然地基上施工的时候,应将地基做浅埋处理。目的是考虑到利用具备较高承载力的表面坚硬或者硬塑性土质作为持力层。基底以下保持原有较厚的硬质土层,使其附加的应力相对较小,以此使得下卧层满足设计变形要求;基础底部土层厚度变化较大的时候,应保持相对较厚的可压缩层,减少相邻点之间的沉降差异。
结束语
地基的好坏决定着—个工程的好坏,因此,对于地基一定要严谨的对待。上述的几种土壤都是比较特殊的土壤,在施工的时候,尤其要注意处理力法。虽然上述的处理办法得到了广泛的使用,但是具体的措施讶≥匣要在实际睛况中才能确定。上述三种特殊的土壤对于建筑工程的影响是比较大的,所以,还是应该多探索—些更加实用并且简单的处理办法。
参考文献
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jiajia1994
建筑的产生和演变是在自然和文化的基础上发展起来的。地球历史的发展,有了自然的地域性,接着,人类历史的发展,也有了文化的地域性。因此,地域性是建筑的客观规律,是灵魂的所在。我国幅员辽阔,自然环境多样,历史悠久,文化源远流长,不同地域的人们,从自己的生活起居、风俗习惯、审美情趣,营造了许多各式各样适合当地条件的居住建筑,真是“一方水土养一方人”。但近来在西方建筑文化的冲击下,居住建筑的“趋同现象”十分普遍,大城市的克隆海外、小城市的克隆大城市、内地的克隆沿海、村镇的克隆小城市,再无特色可言,这是可悲的,我们应该正本清源,加强建筑地域性的研究,把传统的建筑经验与现代科技结合起来,使居住建筑能全面体现当地的物质、精神、经济、艺术和科技的综合成果,为广大人民的康居服务,以下以黄土高原为例加以研讨。
一、建筑的自然基础
自然是建筑的基础,我们应该认识自然、尊重自然、利用自然,走人—建筑—自然相和谐的康庄大道。
1)气候:黄土高原,冬季1月最冷,月平均温度-0.6~-10℃之间,夏季7月最热,月平均温度在16~27℃之间。年降水量在220~770mm 之间,降雨集中在夏季,冻结深度一般在0.2~1.35m之间。
2)地貌:黄土高原的地貌是三面环绕山脉,东有太行山、南有秦岭、西有祁连山,只有北面没有大山相隔。在这辽阔的地区内,又被若干个大小不等的山脉所分割,构成了许多大大小小各具特色的山间黄土区,如陇西高原区、陕甘高原区、关中盆地区、太原盆地区、伊洛河盆地区等。在这些区内,都有各具特色的河谷、阶地、分水岭、高原、丘陵、冲沟、陡崖,以及次一级的沟、壑和塬、梁、峁等。城市都位于阶地上,村镇都坐落在高原和冲沟两侧的陡崖里。
3)岩土:黄土高原的特点是黄土有广泛分布。黄土有湿陷性黄土和非湿陷性黄土之分:湿陷性黄土主要是晚更新世马兰黄土和全新世的现代黄土;非湿陷性黄土主要是中更新世离石黄土和早更新世午城黄土。对地面建筑来说,由于湿陷性黄土大面积地出露地面,影响很大,是一种特殊地基土,是一种地质灾害。从20世纪50年代建设大西北开始,我们就研究编制了建筑规范,保证建设的顺利开展。对地下建筑来说,黄土是一种很好的洞室围岩,众多而悠久的黄土窑洞的存在就可说明,在20世纪60年代中期建设内地时,我们就结合建设的需要,利用了这种独特的黄土条件,进行工业黄土洞室建筑的试验研究,并编制了技术条例,满足了当时建设的需求。
4)地下水:黄土高原的地下水属于松散沉积的孔隙水,高原地区的地下水埋藏很深,一般在30~80m 不等。河谷地区的地下水的埋藏条件很复杂,埋藏较浅,通常在20m 以下,一般由高阶地向低阶地而变浅。黄土高原地下水的埋藏条件与湿陷性黄土地基和黄土窑洞的存在有关,无地下水的黄土层,才有黄土窑洞和湿陷性黄土的可能,相反,有地下水的黄土层,既无黄土窑洞,也无湿陷性黄土。
5)动力地质:黄土高原的地质灾害的特点,在高原地区主要有黄土岩溶、冲沟、滑坡、崩塌等,河谷地区主要有山洪、泥流、洪水、砂井砂巷、古墓坑、人工土等。地震虽然主要分布在河谷断裂带上,但波及范围较广,常与滑坡群相联系,黄土窑洞的洞口,常受地震滑坡、崩塌的威胁。地面建筑受地震的威胁更大,因为地下建筑的抗震性比地面建筑强。
6)建筑材料:黄土高原的建筑材料主要有取之不尽的黄土,用黄土作土坯,作土拱,作夯土墙,在黄土层中挖黄土窑洞,用黄土烧成砖瓦。至于水泥、钢材、玻璃等材料,这些都是耗能高的工业产品了。
二、建筑的文化积淀
建筑是凝固的,又是有生命的,蕴含着浓厚的人文思想,是文化的载体,通过建筑的物质形态,如布局、结构、形式、风格、生态等,能反映出传统思想与现代精神相结合的地域文化、养生文化、审美文化,提升人的品位。
1.建筑布局
建筑布局主要受功能的制约,如临近水源、方便交通、争取日照、防寒防暑和利于生产和生活等。黄土高原的先民开始在河流阶地上聚落,如半坡村遗址,直到现在,人口都集中在阶地上的城市里,阶地是条形的平地,城市的布局也是条形的。农业生产有耕作半径的限制,农民因此迁到高原、丘陵各地去,大多数聚落在冲沟的陡崖处,挖黄土窑洞而居,俗有见村不见房之说,显示出建筑布局的特色。
2.建筑结构
1)黄土窑洞结构,黄土窑洞的拱顶一般为半圆式或椭圆式曲线,内部无衬砌或者有防护性衬砌,正面有门窗,窑体宽一般2.7~4.2m,进深一般大于8m,净高一般2.6~4.5m,洞室内火炕或灶台的烟囱都穿过顶土层通向室外,窑洞一般在黄土冲沟的陡崖上开挖,也有在平地从地面下挖一个大天井,再在天井向四壁上挖洞成为地下的四合院。现在随着经济的发展,黄土窑洞的结构也有了进步,有的用砖、水泥衬砌起来,与工业黄土洞室相似,也有用砖把洞面砌上,使黄土窑洞更结实、安全和美观。
2)地面建筑结构,有如下几种:①土木结构,一般以简易的梁柱传递上部荷载,以土坯或土夯实墙围护,内部一般以土坯间隔。屋顶坡度大,且向天井的一面倾斜,以茅草覆盖防水。②砖木结构,以木构架传递上部荷重,砖墙围护,或以木柱与砖墙共同承担上部荷重,内部一般以砖和土坯间隔,屋面为坡屋顶,上面覆盖青瓦,这是传统富裕人家的结构形式。③砖混结构,随着建材生产的发展,砖混结构的建筑逐年增多,形式不断变化,有砖墙承重钢筋混凝土梁板结构;砖墙横向承重,圆孔空心楼板和层面板结构等,这是近来新建房的结构形式。④钢筋混凝土结构的钢结构,在城市中的高楼大厦,都是这两种结构建成的。结构形式的采用,要考虑居住质量和建造成本,要符合可持续发展战略,不能作简单的优劣评价。
3.建筑形式和风格
1)黄土窑洞的平面布局与地面建筑相似,一般是三孔至五孔呈一条形和折形带院落的形式,差别是洞与洞间隔的支撑土体代替了房间与房间的横隔墙,这是开挖在冲沟崖上的一类,数量比较多。另一类是井式的窑院,在一块平坦的地方,从上而下挖个天井式的深坑,形成露天场院,然后在炕壁挖成正窑和左右侧窑,成一明两暗的形式,正面住人,两侧窑做储藏室或饲养家畜,四面都可挖窑,最终成为四合院窑。黄土窑洞的立面造型简单,洞体埋在黄土中,只能见到洞面的门和窗,外装饰面积小,人工造物少,这形成了特殊的居住景观,使人与自然有更多的交流与融合,呈现出独特和建筑风格。在深切的冲沟崖上,自上而下常有三四层,甚至更多层的窑洞,人工造物虽然同样少,但更丰富了这种独特的居住景观和建筑风格,真使人有回归自然之感。
2)地面建筑的平面布置,一般是三开间、五开间成条形、折形带院落的形式,也有三合院和四合院。立面造型的主要特点是屋脊在外墙边,坡向天井,俗称“房子一边盖”,是关中一怪,其他造型与华北地区相似。城市的居住建筑主要是“方盒子”的多层建筑,大多数是“趋同”的产物。
4.建筑生态
建筑生态是在建筑与自然之间保持整体协调的关系,以及循环、平衡物质能量的能动关系。黄土高原是中华文化的发源地,劳动人民在认识自然、利用自然上有着丰硕的成果,居住建筑是其中的一部分,有许多符合生态的要求,如:① 在利用气候方面,地面建筑的正房都坐北朝南,以争取南面的光照,防止北面的风沙,黄土窑洞也是一样,都开挖在冲沟的阳面,为争取日照防风沙。② 在利用地形方面,地面建筑随地表的变化而变化,黄土窑洞更是如此,随山就势,高低错落。③在利用土质方面,黄土窑洞最为典型,是很好的地下居住建筑,它节约能源,洞内冬暖夏凉,温度和湿度都较稳定,适宜人的居住或保存物资;它节约土地,不仅不占地,而且挖出来的土还可以造地;它节约材料,不仅只需少量的防护材料,而且取得了空间资源,另外还有防噪音、防辐射的优点,但更突出的优点是造价低、施工方便。黄土窑洞是祖先穴居一直沿用下来的建筑,现在看来是存在许多生态因素,只要利用现代科技去完善,增加现代文明的舒适度,它的生态优势会更加发扬光大。建筑生态是与建筑所在地域的自然、社会、文化、科技等综合条件密切相关的。只有融合了地点的综合条件,才能达到最优的建筑生态。
三、两点意见
1)加强建筑地域性研究,克服建筑“趋同现象”。建筑的地域性是客观存在的,是建立在区域科学的基础上的。我们应自觉运用这一规律为建设的现代化服务。1985年,根据原城乡建设环境保护部乡村局的任务,我们开展了村镇建筑综合自然区划的可行性研究。1988年完成了《中国村镇建筑综合自然区划》的研究报告,初步提出了将全国划分为8个大区,37个亚区的方案,黄土高原是8个大区之一,基本满足了建设行业在村镇建筑方面制定技术政策和宏观指导的需要,根据建设部“八五”科学技术研究项目,我们在西南的贵州省和华东的江苏省进行了省域的村镇建筑综合自然区划与建筑体系的试点研究。1994年和1995年先后完成了这两个省的研究报告,除供所在省参考使用外,同时还初步总结出《村镇建筑综合自然区划与建筑体系研究》(省域的理论和实践)这一成果,后来又在华北的河北省做试点工作,2001年完成研究报告。在我国的农业区划中,农村居民点的状况和特点,是农业区划的若干内容之一,也取得了很好的相应成果。在建筑界,各地民居的研究、生土建筑的研究和传统村镇聚落景观分析的研究等,在反映和总结我国建筑在地域特点上都取得了可喜的成就。在长期生产实践中,在城乡建设的各个规划阶段,都要获得规划的基础资料,在整理和表现资料时,也要进行各式各样的区划工作。在建筑群和建筑物的勘察、设计、施工和使用时,也都要结合地方的特点,考虑建筑条件的异同,使其建设能更好地符合实际,达到经济合理、舒适和美观。这方面的工作经验是大量的,但至今尚未花力量去总结。总之,上述的研究工作和生产实践,都从不同范围、不同侧面揭示、丰富和深化了建筑地域性的内涵。目前,建筑的“趋同现象”主要在城市,尚少波及农村,特别是中西部农村。现在及时研究建筑的地域性,可以提高人们对地方实际情况的认识,警惕、克服建筑的“趋同现缘”,更好地贯彻“因地制宜”的原则和方法,这是十分必要的。
2)提倡绿色建筑,走可持续发展之路。绿色建筑是人类实现可持续发展战略的重要组成部分,是为解决人类面临土地减少、能源危机、资源短缺、生态失衡等重大问题在建筑方面的努力。什么是绿色建筑,根据清华大学、中国建筑科学研究院等单位专家的研究认为,绿色建筑是指为人类提供健康、舒适的工作、居住、活动空间,同时最高效率地利用能源,最低限度地影响环境的建筑物。根据这些内容和要求,黄土高原的黄土窑洞是很符合这些要求的,不仅在使用中冬暖夏凉,节约能源,而且在建造中,节地、节能、节材、节水,对环境的影响也很小,黄土窑洞是很有生命力的。我国城市化比例已到43%,已步入城市化起飞期,多数人口会迁移到城镇。因此,城镇的规划,选好点、选好建设用地非常重要,历史上的城镇都占了宝贵的可耕地,城镇要发展就不能再占良田,这就要向荒地、劣地进军,黄土地区的高阶地和丘陵是选择的对象。规划是战略问题,选择好则事半功倍。至于地面建筑的设计,也要追求合理的布置和结构,讲究功能和外观简洁,利用回收材料,不作豪华装饰,以达到节能、节地、节材、节水的要求,走可持续发展之路。
参考文献
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(本文原载:《润物无声,张宗祜院士八十华诞庆贺文集》,北京:中国大地出版社,2005年5月,168~169 页)
花轮小丸子
参考文献是文章或著作等写作过程中参考过的文献。
因参考文献的著录格式各刊不尽相同,投稿前作者应注意杂志稿约的有关规定,至少得先看看有关期刊发表的论文的参考文献是如何标注的,以了解有关期刊的参考文献的著录格式,以免出错。许多作者投递的稿件书写格式包括参考文献的著录格式与杂志所要求的不同。
坦率地讲,编辑和审稿专家也是人,工作中多少也有感情因素。如果拿到手中的是一篇书写格式不合要求的文章,别的暂且不论,就书写格式不规范这一条,就足以给编辑留下不好的印象,甚至让编辑做出退稿的决定。
就算最后没有被退稿,此类稿件较书写格式规范的稿件被录用的可能性大大降低。其实作者犯的是一个很低级的错误,让编辑很自然地联想到,该作者不太尊重期刊,还有期刊的编辑以及审稿专家。
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