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1.1地基基础检测机构管理有待完善
我国建筑工程检测机构主要包括国家制定检测机构以及中介检测机构两部分。在建筑工程地基基础检测工作中,由于检测机构不统一,使得在具体检测流程、检测管理方面存在问题,导致地基检测质量受到影响,为建筑工程施工带来安全隐患。另外建筑检测行业汇总时常存在垄断经营或故意压价等行为,一些中介检测机构,为了能够在激烈竞争中发展,甚至存在出卖检测资质现象,对工程检测质量造成严重的影响,导致地基基础质量达不到设计标准,使建筑整体质量下降。
1.2地基基础检测人员素质有待提高
建筑工程质量检测机构缺乏完善的内部管理制度,在检测人员管理方面较为松散,久而久之就降低了检测人员的准入门槛,导致检测人员素质偏低,一些不具备专业检测技术的人员也混入到建筑工程质量检测行业中,这就会使地基基础检测结果缺乏严谨性、科学性以及可靠性。另外,一些检测人员在地基基础检测过程中,没有严格履行工作职责,存在渎职、马虎大意等情况,这些都给检测工作造成很大的影响。
1.3建筑工程地基基础检测中存在一定的安全隐患
建筑工程地基基础检测工作往往与其他建筑施工项目交叉实施,因此在检测工作过程汇总,由于施工环境等因素的影响,给检测工作以及检测人员带来诸多安全隐患。对于建筑工程地基基础检测往往采用静载试验法、低应变法、声波投射法、动力触探法等,本站主要以静载实验法为主。进行检测过程中,交叉施工会给检测人员安全造成威胁,需要加强安全保护措施,提高检测人员的安全意识。
2做好建筑工程地基基础检测工作的有效措施
2.1完善建筑工程质量检测机构市场监督机制
针对目前建筑质量检测市场存在的问题,应该加强市场监督,增强对质量检测机构的约束力度。首先,要不断的增强施工企业合同意识,加强合同管理,充分利用合同制度,约束市场上存在的不规范行为;其次,政府有关部门应该规范建筑检测市场,维护市场秩序;另外,对于市场中存在恶性竞争的个人或企业,需要加大打击力度,促进建筑检测市场健康发展。
2.2加强检测人员综合素质培养
地基基础检测工作关系着基础施工质量是否符合设计标准以及安全标准,而检测人员综合素质决定着检测工作的质量,因此提高检测人员的综合素质具有十分重要的意义。首先需要选择具有检测资质的检测机构,其次需要对在岗检测人员进行定期培训,具体培训工作内容包括以下两个方面:(1)培养检测人员专业检测技术,加强检测人员对相关文件、法律、规程等的了解,学习先进检测技术;(2)培养检测人员的安全意识、职业道德意识、质量意识等,确保地基基础检测报告的真实性与客观性。
2.3加强地基基础检测工作安全防护
在地基基础检测工作实施过程中,由于各种因素的影响,使得检测工作存在诸多安全隐患,对检测人员的生命财产安全造成威胁,无法对检测人员实施检测工作提供安全保障。这就需要加强安全防护,具体措施包括以下几个方面:(1)制定完善的安全检测制度,完善相应的检测责任制度,将检测工作、安全防护工作责任落实到个人,形成一个统一的安全检测体系,从根本上杜绝地基基础检测工作的安全隐患;(2)加强检测人员安全培训工作,提升检测人员的安全防范意识;(3)在进行地基基础检测前,做好相应的场地检查工作,并安排现场监察员,对地基检测工作区域是否存在安全隐患、检测人员是否严格按照规范操作要求检测、作业环境的安全性进行实时检查,及时排除安全隐患,保证地基基础检测工作顺利完成。
2.4及时更新检测技术以及引用先进的技术标准
随着我国科技水平的进步,越来越多的新技术应用到建筑检测工作中,为提高检测工作精确度,保证建筑工程质量做出了巨大的贡献。这就需要检测机构及时的对检测技术进行更新,严格的按照国家最新颁布检测规范,指导建筑工程地基基础检测工作。
2.5加强地基基础检测的具体措施
在样品采取方面,第一,确保样品的质量以及代表性,为地基基础检测提供可靠的数据参数;第二,规范取样操作流程,做好包括钻孔、取样等各个环节;第三,对样品质量进行信息化管理。在样品封存方面,对于土壤样品,采取好的样品,不论是原状土还是扰动土,都应立即密封取土筒并附上标签;取土筒所有的缝隙均应以胶布封严并涂上融蜡;若原状土取样时不满取土筒应以扰动土充填土与筒壁之间的缝隙,扰动土应选择近似天然湿度的扰动土。对于岩石样品,为保持岩石样品原有的天然湿度状态,取好的岩石试件应立即包装封闭处理,其中硅质硬岩样可不作处理,泥质岩样品可用纱布包裹后全部以融蜡浇注;岩石样品标注岩石的上下记号;无论是硅质硬岩样其岩样品还是泥质岩样品均应附上标签。
3总结
岩石和土壤的形成在其整个历史的存在,已经经受住了各种复杂的地质过程,因而具有复杂的结构和应力场的环境。不同类型的岩土性质往往是非常不同的,其区域的性质和强烈的个性。中国幅员辽阔,气候多样,各种特殊地质条件,例如:黄土,粘土,软土,红粘土,冻土等,特别是岩土地震作用将意味着很大的变化,如断层、液化。工程实践表明,岩土工程是一个非常实用的科学,还有许多未知的领域,需要深化研究的领域也很多。
有鉴于此,地基基础设计人员不可以认为有地质工程报告,规范的依据取得了数据。有了这些依据还远远不够,我们也需要一个强有力的理论基础和善于思辨能力,更加重视实际知识来源于实践。地基基础的设计方案不是唯一的,将各种地基及基础的处理方法和当地的实际、实践经验相结合,以获得一个更理想的解决方案。根据作者的工作经验,仅仅通过该方案建议地质报告提供的数据未必是合理的。由于许多地质报告,数据与实地描述不匹配,缺少实际地下水数据,结果报告不完整,图表数据混乱,数据是不真实的,关键问题交代不清的现象频繁出现,甚至出现欺诈行为。因此必须认真仔细分析,注重所提供的各项物理力学指标的正确性,注意所建议的地基基础方案的合理性及可行性是极其重要的。
以下两个例子可说明这一观点。某某住宅项目,单层均为11至15短肢剪力墙结构层的小高层建筑。地质报告建议采用大直径孔桩基础,桩承载的风化花岗岩层,但仔细分析后发现,现场水位较高,因此具有较高的人工挖孔桩降水的成本,且因户型原因也不易布桩。另外,挖桩需要穿越3m左右的卵石层。原建筑方案各单体仅设置半地下室,经分析,若增加一层地下室,不但可以保证基础埋深要求,而且可以将基础坐落于卵石层上,卵石层fak=260kpa E0=22Mpa。最后该项目采用了本方案,不但施工方便,而且取得了较好的经济效果。
某某工程,地质层报告给出的各层土的土壤承载力和实际开挖目测效果相差甚远,重新化验结果显示,承载力取低近一倍。这也显示了基础设计的另一个方面,必须有一流的岩土工程勘察,设计的调查试点,但也可以在基础设计消除事故发生前。
2应重视地基沉降计算的范围与要求
地基设计,包括强度设计和沉降计算两部分组成,地基的设计强度在不同条件下的设计强度可以提高和降低使用,但沉降值不低于地基沉降的允许值结算价值,这是一个非常重要的原则。根据合理基础设计计算与结算或测试结果来验证。沉降很小,可以不进行验算,例如端承桩基础, 及规范中给出的根据上部结构、地基土层分布形式、地基承载力等参数确定的只做强度设计的地基。另一种是对沉降没有严格要求的地基,例如一般路堤和砂石料等松散原料堆场地基等。
对深软土路基的建设来说,解决和差异沉降量控制是非常重要的。软基础施工事故发生的沉降或不均匀沉降过度,特别是不均匀沉降对建筑物造成的破坏最大。某工程深厚软粘土,厂房部分是一个独立的桩基,靠近客厅与框架结构,钢筋混凝土条形基础。设计时有意放大,没有做沉降验算,并以为没有问题,实际使用一年后,生活间明显下沉,,达到15厘米,而该工厂是几乎没有下陷,严重影响了使用功能。深软土沉降与工程投资是紧密相关的,需要增加投资,以减低结算,因此,解决合理控制是至关重要的。控制沉降的目的是确保安全,可靠,节省投资。因此,软土地基沉降检查是必要的,甚至比强度设计也重要。另外,相邻基础地基承载力变化大,有软弱下卧层的地基等等必须验算沉降。沉降计算中应注意以下几点。
(1)计算沉降的荷载只考虑静荷载及准永久荷载,而不考虑风荷载、吊车吊重,地震等瞬间荷载。所以计算地基承载力与计算沉降的荷载组合不同,这一区别规范中有明确规定,但在设计中却往往被忽视。
(2)注意对计算沉降点的地质资料分析,更要注意分析土层分布不均匀性及地下水位变化对地基差异沉降带来的影响。
(3)沉降计算中应力值只采用附加应力值,而自重应力随深度随深度增大自然形成的变形已经形成,不产生新的沉降量。
3 应充分考虑复合地基中褥垫的作用
随着地基处理技术的发展,复合地基技术作为加固地基的一种方法得到越来越多的应用。复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强或被置换。加固区是由基体(桩间土),增强体(桩)两部分组成的人工地基。复合地基中桩体和桩间土是共同承担荷载的。复合地基可分为三种:散状材料复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基。实践证明,在桩和桩间土顶部加一层砂性土褥垫可充分发挥桩间土的作用,使桩间土的承载力大大提高,避免了由于不考虑桩间土承载力而造成的大量浪费。
(1)保证了桩同承担荷载。由于桩的弹性模量远远高于桩间土,桩产生的沉降量比桩间土小,褥垫在压密过程中使用桩刺入垫层,将上部总荷载传到桩和桩间土上,此时桩间土承载力超前发挥而桩的承载力发挥滞后。
(2)一定厚度的褥垫可调整桩、土荷载的分担比。当垫层厚度大于等于1000mm时,即可保证桩间土承载力超前发挥,同时减少桩顶面的应力集中,使基础底面反力分布更均匀些。
(3)垫层厚度调整可使桩,土水平荷载分布比变化。当垫层厚度较大时,作用在桩顶和桩间土表面的应力相差不大,基础与褥垫材料之间的摩擦系数一般为0.25~0.45,故此天然地基抵抗水平力的能力增强因此褥垫作用对刚、柔性复合地基具有普遍意义,对节省工程投资有显著的效果。
4加强高程控制,防止基底超高
关键词:建筑垃圾;处理;商机
随着城市化进程的加速,经济的不停发展,城市加快了“新陈代谢”的速度。大批旧建筑物被拆除,在这个过程中,建筑垃圾无形中成为阻碍城市建设的“代谢物”。该怎样处理这些建筑垃圾,是一个越来越值得关注的社会课题。城市建筑垃圾主要包括城市建设部门建造新的建筑物所产生的开挖废料、拆除工程产生的废料,道路修建与养护过程产生的废料等。尽管大多数建筑垃圾无毒无害,但若简单填埋,不仅影响城市环境、浪费土地资源,还会造成巨大的能源和资源的浪费。
目前,建筑垃圾已经加剧了我国城市土地、资源的紧张局面,严重影响到了社会经济和生态环境的协调发展,加强建筑垃圾的综合利用已经迫在眉睫。
1我国城市建筑垃圾处理现状
中国垃圾处理起步较晚,垃圾无害化处理能力较低,曾出现垃圾包围城市的严重局面。近年来,中国环境卫生行业有了较大的发展,使城镇垃圾处理水平提高,垃圾包围城市的现象有所缓解。但还有一些问题存在,垃圾处理的投入与垃圾处理的需求相比仍明显不足,垃圾处理的水平还很低,城市生活垃圾处理还处于由粗放到处理的发展阶段。主要表现为垃圾堆放现象普遍存在,垃圾处理场的二次污染相当普遍。整体来看,我国城市建筑垃圾的处理呈现以下几个问题:①建筑垃圾分类收集的程度不高,目前只能是绝大部分进行混合收集。②建筑垃圾回收利用率低。③我国建筑垃圾处理及资源化利用技术水平落后,城市建筑垃圾处理多采用直接填埋的处理方式,既占用土地又污染环境。④城市建筑垃圾处理投资少,政策法规措施还不健全,建设工作者的环保意识不强。
2我国城市建筑垃圾处理对策
我国城市在对建筑垃圾处理上需要注意以下几个重要问题:
①高度重视,切实加强组织领导。建筑垃圾的处理和回收利用是一个系统工程,涉及到社会的各个层面,该如何处理就需要有组织进行协调解决,各建筑施工有关单位要站在讲政治、讲大局、讲稳定的高度,进一步统一思想,提高认识,分工负责,齐抓共管;要建立健全渣土设置与管理专项方案,对工地内建筑渣土的产生、防尘措施、处置等实行统一领导,统一管理。
②提高建筑垃圾的技术处理水平。城市建筑垃圾一般采用直接填埋的处理方式,缺乏对建筑垃圾的有效技术处理。尤其是对建筑垃圾做混凝土骨料必需破碎、筛分分级、清洗堆存的技术国内企业还少有研究。城市相关部门应尽快帮助协调并依靠企业技术研发解决在建设垃圾处理等方面存在的技术问题。
③降低建筑垃圾对环境的污染。我国建筑垃圾处理技术及回收利用率较低,建筑垃圾大部分被运往垃圾填埋场堆放或填埋,不但占用了大量宝贵的耕地,而且对土壤、水源、植被等自然环境造成了相当大的危害。同时,在运输过程中给城市环境造成了严重污染,严重影响了城市环境和城市形象。所以对于那些分拣出来不能利用的垃圾要合理处置,把对环境的污染降到最低。
④政府要为建筑垃圾处理提供资金保障。建筑垃圾废料不是商品,本身是没有价值的,只有经过加工处理再利用后才会产生新的价值。在建筑垃圾的回收处理利用过程中,常常使处理单位无利润可图,缺少了积极性,直接影响利用工作的进行,因此必须由政府通过某种渠道在利用过程中给予经济补助。
③建立健全合理的政策法规。近些年来,我国对建筑垃圾回收再利用的重要性虽已有清醒认识,但还没有引起足够的重视。国家还没有建立完善的相关法律法规,对违反规定的处罚条例,禁止填埋可利用的建筑垃圾及规定建筑垃圾必须进行分类收集和存放的条款还不完善。所以,应出台相关政策法规,实行有效地奖惩制度。
3城市建筑垃圾处理蕴含商机
在城市化进程中,垃圾作为城市代谢的产物曾经是城市发展的负担,世界上许多城市均有过垃圾围城的局面。现如今,建筑垃圾被认为是最具开发潜力的、永不枯竭的“城市矿藏”,这既是对垃圾认识的深入和深化,也是城市发展的必然要求。建筑垃圾中的部分废弃物经分拣、剔除或粉碎后,大多是可以重新利用的,根据现有技术,可利用途径有:①建筑垃圾经过破碎、分选成粗细骨料,替代天然骨料来配制混凝土、道路基层材料和建筑用砖。②钢门窗、废钢筋、铁钉、铸铁管、黑白铁皮等经分拣后送有色金属冶炼厂或钢铁厂回炼。③废砖瓦经清理可以重新使用。废瓷砖、陶瓷洁具经破碎分选、配料压制成型生产透水地砖或烧结地砖。④废玻璃筛分后送微晶玻璃厂或玻璃厂做原料生产玻璃或生产微晶玻璃。⑤木屋架、木门窗可重复利用或经加工再利用,或用于制造中密度纤维板。
所以,推进建筑垃圾综合利用,实现经济效益、生态效益和社会效益的同步推进、协调发展,是今后的发展方向。建筑垃圾的资源化利用牵涉到社会、经济、环境等多项问题,是个系统工程。因此,需要全社会的快速、广泛、积极地参与进来。
关键词:智能建筑信息化背景智能化人性化舒适信息服务安全服务
1.智能建筑的基础
信息技术使人们的生产、生活等方式发生了巨大变化,表现在:(1)电子商业的出现,包括网上信息服务、电子购物、电子银行和服务、网上攻读学位;(2)管理工作的变化;(3)制造业和活动全球化。有了Internet,一个新设备可以在美国设计,印刷,俄罗斯制造。
作为人居住和活动场所的建筑物要适应信息化带来的变化,智能建筑的产生和发展是必然趋势。智能建筑是通过配置建筑物内的各个子系统,以综合布线为基础,以计算机网络为桥梁,全面实现对通信系统、建筑物内各种设备(空调、共热、给排水、变配电、照明、电梯、消防、公共安全等)的综合管理。所有这些,从技术上也为智能建筑的产业起到技术上的支撑作用。
2.智能建筑的社会背景
20世纪科学技术的飞速发展,导致产业结构的深刻变化。据日本对各职业的分类,就业人口从事第三产业的职业人数,1955年时,为100万人,占就业总劳动人数的26%;1985年时,为2800万人,占就业总劳动人数的47%.这表明一个从社会中脱胎而出的、新型的信息化的到来。信息资源成为社会生产的一种主要资源,成为人类生存和社会进步的重要因素。信息产业的产值成为国民生产总值的主要部分,因而它是一个国家产业,甚至是全球性产业,带有明显的独立和交融特性。
1957年,在美国从事技术、管理、职员等办公室工作的白领人员首次超过蓝领人员。1974年到1984年,美国办公室工作效率增加4%,而同期工业增加100%,农业增加200%.同时办公费用却以15%速度递增。另一方面,白领阶层的增加,人们对办公环境的好坏也愈加重视。依赖于大量享有高薪的办公人员提供服务而运行的经济,无法承受办公费用高涨而功率低的状态.这一矛盾必然要由适用于信息化社会的手段来处理。智能建筑的产生为解决这一展开了广阔前景,尤其是其通信及办公自动化系统,大大提高了办公效率。
80年代以后,由于高技术的冲击,给一些发展中国家的经济带来了活力,同时也面临着基础设施落后和奖金匮乏等问题,这就出现了一些原来由政府投资的、通信等项目,向民间和国外开放,出现了“建筑—经营—转让”即所谓BOT方式。1984年美日通信和电信业开始改革并全面开放、大幅度自由化。尤其是90年代冷战结束,大批高技术军工实现“民”,使得信息技术市场上出现如火如荼的竞争格局。所有这些都为信息社会的完善和智能建筑的出现创造了社会条件。
3.智能建筑的概念及其发展
在信息社会中,人们对于建筑的概念也在发生变化,传统建筑提供的服务已远远不能满足现代社会和工作环境等方面的要求。智能大厦(IntelligentBuilding,以下简单称IB)的出现,使得一幢幢楼就变成一个小社会,其内部有众多的小公司,各种商业的生活行为要求数以兆计的信息和控制指令进出整座大厦。IB把建筑物的结构、系统、服务和管理等基本要素以及它们之间内在联系进行优化组合,从而提供一个投资合理、高效、舒适、便利的环境.由于经济的发展和社会的信息化,“智能大厦”这一术语逐渐在建筑业流行起来,在国内的楼宇建设中正流行一股“智能化”的热潮。许多房地产商在广告宣传时,将其大名必冠以“智能化”或“5A甲级智能大厦”。但大厦的“智能化”并不仅仅是建设一个简单的综合布线系统,更不是时髦的头衔能随便加在自己头上。我们必须对智能大厦有一个全面、综合、深入的认识,这对于设计者、使用者乃至发展商都是非常重要的。
3.1智能大厦的沿革。IB的发展史,是一个从监控到管理的发展过程,也是楼宇设备监控的演变史。早期的超高层大楼一般设备非常多,诸如空调系统、给排水系统、变配电系统、保安系统、消防系统、停车场系统等各种专业系统同时共存。操作和控制这些系统,仅靠中央临近室很难实现。80年代,微电脑技术的崛起再加上信号传统技术的进步,基本上实现了所有设备都可以显示于大楼内的中央监控室,并且较容易地进行操作和管理,从而提高了效率.1984年,美国康涅狄格州的哈特福市将一幢旧金融大厦进行了改造,建成了称之为(CityPlace)的大厦(如图1),从此诞生了世界公认的第一座智能大厦。它是时展和国际竞争的产物;为了适应信息时代的要求,各高公司,纷纷建成或改建具有高科技装备的高科技大楼(HI-Tech.Building),如美国国家安全局和五角大楼等;同时,高科技公司为了增强自身的九应变能力,也对办公或环境进行了创新和改进。日本第一次引进智能大楼的概念在1984年的夏天,近十年来建成了野村证券大厦、安田大厦、KDD通信大厦、NEC总公司大楼、ARK森大楼、本田青山大楼。日本是对IB进行全面的综合研究并提出有关和进行实践的最具代表性的国家之一。1995年底日本还成立了国家智能建筑专业委员会。据有关估测,美国的智能大厦将超万幢,日本和泰国新建大厦中的60%为智能大厦。美国也宣称1995年以后要大幅度增加智能大厦的比例。中国的第一座智能大厦被认为是北京的发展大厦。此后,相继建成了一批准智能大厦如深圳的地王大厦、北京西客站等,上海证券大厦其智能建筑的全部弱电工程由美国一家工程公司承包。
总之,进入90年代以后,智能大厦蓬勃,步美、日之后尘,法国、瑞典,英国等欧洲国家以及香港、新加坡等地的智能大厦如雨后春笋般地出现。
3.2智能大厦的内涵与体系结构。(1)位于华盛顿特区的“智能大厦机构”对IB的定义:“智能大厦是人们通过对建筑物的四个基本要素—结构、系统、服务和管理及其内在关联的最优化,提供一个投资合理、效率又高的舒适、温馨、便利的环境。”(2)美国智能建学会(AIBI,AmericanIntelligentBuildingInstitute)定义“智能建筑”是将结构、系统、服务、运营及其相互联系全面综合,并达到最佳组合,所获得的高效率、高功能与舒适性的大楼。(3)日本的建筑学界强调IB就是高功能大楼,是方便有效地利用信息与通信设备,并利用楼宇自动化技术,具有高度综合管理功能的大楼。(4)新加坡规定IB必须有三个条件:一是具有保安、消防与环境控制等先进的自动控制系统,以及自动调节大厦的温度、湿度、灯光等参数的各种设施,以创造舒适安全的环境;二是具有良好的通信设施,使数据在大厦内进行流通;三是提供足够的对外通信设施与能力。(5)我们的认识:IB是以建筑为平台,利用系统集成,将智能型机、通信及信息技术与建筑有机结合,通过对设备的自动监控,对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其与建筑的优化组合,所获得的投资合理,适合信息需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活更具人情化的建筑物。
3.3建筑物的运作综合智能化通常由五个方面组成:
A、建筑功能运作自动化。大型建筑物的运作包含有多种功能系统,如水、电、热力、空调、通讯等等。他们又各有特色,如水又分为生活用水、生活污水、生活热水、生产污水、消防用水、生活及生产废水处理与循环使用、生产及生活污水的处理等。而这些对一座建筑物来说要实现自动控制就十分复杂。所以智能的概念是替人来做出最佳方案并完成其运行。B、建筑物的节能运作。智能建筑的另一使命是降低建筑物各类设备的能耗,延长其使用寿命,提高效率,减少管理人员,求取更高的效率。C、通信自动化。利用电信网络、卫星电视和计算机互联网络为大厦提供现代化的信息传递手段。D、办公自动化。E、安全保卫自动化。通过各种摄像、各种感触探测器进行信号采集、分析、处理,并经由机电一体化的设备进行控制保护。
概括地讲,IB是由建筑、CA、OA、BA等四种系统所构成,将它们进行有机性的整和后,以便对办公室的业务处理提供各种高度化的机能,从而达到经济性、机能性、可靠性及安全性的目标。CA、OA与BA系统共同组成了大楼的头脑与神经系统,而建筑系统为三系统的躯体,同时亦为大楼居住者的活动空间。智能建筑是人、信息和工作环境的智慧结合,是建立在建筑设计、行为、信息科学、环境科学、社会工程学、系统工程学、人类工程学等各类学科之上的交叉。智能建筑将成为未来建筑的标志。
主要:
贺业钜等:《建筑研究》,建筑出版社。
《新建筑与流派》,中国建筑工业出版社。
《外国名建筑》,中国建筑工业出版社。
黄绳:《建筑设计新概念》,山东科学技术出版社。
曹伟:《智能建筑及其发展》。
关键词:楼前广场;多样化;复合化;人性化
Abstract:Againstthebackgroundoftheunifyofbuildingandcity,asabinderofthebuildingandcity,highbuilding''''spublicsquarenotonlyundertakesthematerialandspiritualcommunicationsofthem,butalsomakesthecitymoreshining.Ithasacrucialrole.Therefore,thisissueisaboutthedesignmethodofthehighbuilding''''spublicsquarebytheinfluenceofcityandbuilding.
Keywords:publicsquare;diversify;complex;humanity
1前言——从城市设计中看待楼前广场的本质
现今城市中心区的发展,标志性的高层或超高层建筑仿佛成为一个城市和众多业主的首选,在享受其高容积率、高功率等优越性的同时,人们也在努力寻找最佳途径来解决其所带来的各种弊端,主要表现为造成交通压力陡增、给周边道路带来压迫感、使人们产生不安定情绪,从而破坏了原有城市的和谐秩序。此时,广场凭借其开放性、包容性和多样性等特点以一种特殊的形式出现在高层建筑与城市之间,使得三者达成共存互利的协议。这种特殊的广场形式多建于高层建筑周边,并与城市道路接壤,称之为高层建筑楼前广场。
然而,现状却是在寸土寸金的城市中心区,楼前广场的价值得不到体现,变成开发商追求最大商业利益的牺牲品,因此在有效行政干预的基础上,找出现有矛盾的根源,优化楼前广场设计,建造符合各方需求的广场空间,具有必要和迫切的现实意义。
2承载——楼前广场的设计方法
高层建筑楼前广场作为特定环境下的广场空间,不单涵括普通广场的基本功能,而且还应作为一把铰链将高层建筑与城市发展有机地结合起来,使高层建筑的存在不再脱离城市生活的运行轨道。因此,根据楼前广场的尺度、多样化、复合化、社会化等特性,设计方法的研究应该注意相关学科的融会贯通。
2.1尺度界定
楼前广场的规模有大有小,它的空间尺度界定是设计成败的关键之一,通常包括人与建筑、空间的关系,建筑与建筑的关系,建筑与空间的关系等等。最为直观的标准是广场空间内间距和高差对人的心理和生理所产生的影响。由于在平日生活当中,人们总是需要一种内聚的、安定而亲切的环境,所以历史上很多城市广场空间的D(建筑高度)和H(建筑间距)的比值大约为1~3之间。卡米洛·希泰(CamiSitte)在总结欧洲广场设计的手法中提出广场宽度的最小尺寸等于建筑高度,最大尺寸不超过建筑高度的两倍,可以把这一论断运用到楼前广场与高层裙楼之间的关系处理。
2.2空间多样化
楼前广场空间多样化体现在协调高层建筑与城市肌理之间的关系,减小其巨大体量对临街面带来的冲击,为人们创造出高效、实用且宜人的公共空间。日本学者芦原义信在《外部空间设计》一书中提出20~25m的模数,他认为“建筑外部空间,实际走走看就很清楚,每20~25m,或是有重复的节奏感,或是材质有变化,或是地面高差有变化,那么即使在大空间里也可以打破其单调,若单调的墙面延续很长,街道就容易形成十分非人性的”。[1]
在水平方向上,楼前广场由于受高层建筑的限制较大,因此包容性和亲和性是重点考虑对象,表现为对建筑与城市交流功能的满足和对人性需求的满足。罗布·克莱尔(RobKrier)研究了众多欧洲广场的形状,归纳总结出广场空间形状的许多形态,并指出“人”才是检验设计成败的唯一标准。所以在相对受限的场地条件下,楼前广场的设计者应该以建筑与道路的平面关系为基础,利用建筑出入口的位置、道路和场地的高差变化、简洁而有效的景观设施等元素来创造出具有独特性的平面型态,并且把人的活动作为主体进行有效引导,使之成为平面构图中最具活力的元素。
在垂直方向上,楼前广场更多是与高层建筑相结合分为上升广场、水平广场、下沉广场三种,三种形式可以独立存在也可以融合在一起。如建于1936年的纽约洛克菲勒中心广场(RockefellerPlaza)就被认为是美国城市中最有活力的广场:这个下沉式广场规模不大,但使用率很高,夏季设有咖啡座和冷饮摊,冬季则成为溜冰场,成为人们娱乐休闲的最佳场所。
2.3功能复合化
功能的复合化是指同一空间中多种功能层次的并置和交替,对于楼前广场来说,与建筑、道路等元素的相对关系是重点,系统和高效是核心,表现为如何协调好来自城市各个方面车流、人流和物流的集散问题。楼前广场相对较小的地表容量远远不能满足高层建筑的需求,因此楼前广场垂直空间的综合开发是重要手段,这样能把地表集散人流有效地分散到多个垂直交通面上,既解决了交通问题又能创造更多的公共空间,使建筑与城市的衔接由单一面变为多层面。按照垂直向的区位,楼前广场可分为:架空层、地表层、地下浅层、地下中层、地下深层等层次,这其中包括城市架空交通、地面交通、综合管线、商业、停车场、地铁等功能。以香港中环区高层建筑的楼前广场为例,可以看出越是接近地面层,其空间性质越是开放和密集,其区位价值越高,越适合发展城市公共空间。
结合我国实际国情,楼前广场的停车设计将会是功能设计中的主题,楼前广场的停车模式可分为三种:①地面停车:是最方便最有效的方式,与外部交通联系直接,能解决少量停车。②停车场与其他功能相结合布置的组合方式:例如绿地、架空底层、地下室或屋面上等等,这种形式能有效地减少停车场占用基地的面积,有助于解决大量停车。这种模式也可以有效地实现地面上的人车分离,保障交通安全。③多层的停车楼和立体车库:将水平的停车面积叠合起来成为多层构筑物,能解决最大程度的停车,但由于采用了立体式的布置,使得车辆进出变成了一种垂直运动,与外部车流衔接较为困难。考虑到城市中心区的楼前广场受场地限制通常较大,应该首先考虑后两种模式。车辆的停放方式也需要根据场地的制约而适当地选用,常用停放方式中,垂直停放和45O倾斜停放两种方式比较适合楼前广场的特点:前者常选择后退停发车,所需停车面积最小;后者采用45O交叉停放,车道无须太宽,且停车面积较小。
2.4景观照明设计
有点、线、面组成的景观系统是构成楼前广场生态系统的重要元素,这其中包括凉亭、座椅、雕塑等景观节点,绿化隔离带、欧式柱廊等景观带和水体、彩色铺地等景观面。当他们有序而合理地分布于楼前广场的时候,起到了处处有景和移步换景的景观效果。景观节点设计要考虑自身大小与广场规模的比例,不宜过大而不能突出其重要性,也不宜过小而显得拥挤。例如美国得克萨斯州威廉斯广场上的一群奔腾咆哮的野马群雕像就给人以深刻的印象。根据广场比例将马的雕塑放大半倍,经过多次试放才确定了位置,然后用喷泉模拟马踩踏水面时水花四溅的景象,使人们仿佛回到了得州早期开拓时的大草原上。景观带的运用常见于各种空间的中介面,对空间起到围合、界定的作用。成功的景观带不仅通过向人行道延展,向人们暗示他们已经进入广场之中,起到过渡作用,还能充分利用有限空间创造更多的休息空间。在景观面的设计中,喷泉以其动态的视觉和声音方面的吸引力被大家所喜爱,以长沙五一广场喷泉为例:每晚的相同时候,当喷泉开启的时候人流不断,未开启时则人烟稀少。而铺地类型的选择不仅可以界定空间范围、改变单调灰暗的地面状况,还能作为引导行人、车辆的线路标识,使其高效而有律。
楼前广场中的照明设计是利用艺术的处理手法使景观元素呈现出特殊的面貌,以达到装饰和强化环境景观的作用。在楼前广场中,对高层建筑物照明设计的整体性、层次感是重点。整体性一般是通过光的亮度变化、色彩变化来展示建筑物的特点。其设计依据是建筑物的使用功能、结构特点、风格、表面装饰材料等因素,除了单纯考虑建筑物本身因素外,还应该考虑周围其他构筑物、植物、水体等因素,以达到整体效果的完善;而层次感的产生主要是通过光线的虚实、明暗、轻重、大面积给光和轮廓勾画等手法来表现主景和配景之间的关系,需要针对被照物的造型、结构进行具体地分析。同时,对建筑物以外的元素如水体、植物、雕塑和景观艺术品的照明设计作为存托主体形象的配景,其贡献也是不可忽视的。
2.5人性化设计
楼前广场应该是一个受人们喜爱而使用率较高的公共空间,克莱尔·库珀等人在《人性场所》一书中提出:“根据对现代广场用途的调查研究,坐、站、走动以及用餐、读书、观看和倾听等活动的组合,占到所有利用方式的90%以上。”[2]因此人性化的设计是考察楼前广场设计成败的关键之一,其主要方面包括楼前广场微气候、休息设施、公共活动等方面。楼前广场微气候的设计应该考虑当地的气候特性,根据当地太阳和季风的规律确定构筑物、植物、水体等元素的位置、形态等,以便在炎热的夏天有适度的遮荫、在寒冷的冬天有足够的日照;另一方面由于临近高层建筑,受到其向下反折风的影响,有可能增强的风力对人们的步行或休闲活动造成的影响较大,因此调节容易受影响区域建筑的尺寸和形状是最有效的措施。楼前广场中的休息设施也不只是座椅的摆放那么简单,设计的时候应该考虑各式各样的座椅形式,并通过对楼前广场的使用率和使用人群的研究调查来确定座椅的数量、朝向和材质等,为不同的人群提供各种舒适的休闲场地。以使用强度适中的情况建议每30m2的广场空间至少应该有1m2的座位面积。座位的朝向应该使人们能看到不同的广场景致、在不同季节接受不同的日照程度、提供不同程度的私密性等;座位的材料以硬度适中、热容量较大的木质材料较为温暖和舒适,其他材料例如混凝土、金属、石材等作为辅助座位也可起到不同的效果,丰富场所的质感。
楼前广场中的公共活动是为整个空间注入活力的重要手段。设计人员应该考虑艺术表演、摊贩零售、商业宣传等活动场地,因此在前期设计过程中,场所可变性和灵活度的考虑也是必不可少的。
3后续——使用状况评价
现在对某个项目的建筑设计应该是一个长期的工程,因此在设计工程完毕之后,设计过程并未完成,设计人员应该从使用者的角度出发对作品进行系统评价和研究,称之为使用状况评价(PostOccupancyEvaluation,POE)。普里瑟曾指出:“使用状况评价是一种利用系统、严格的方法对建成并使用一段时间后的建筑(户外空间)进行评价的过程。POE的重点在于使用者及其需求,通过深入分析以往设计决策的影响及建筑的运作情况来为将来的建筑设计提供坚实的基础。”[2]不同于国外的大多数POE研究是由政府资助,国内的这类工作需要设计者亲力亲为,其意义在于能深刻地了解人与空间的相互作用,丰富设计成果;从各种收集到的信息中提出完善和改进建议;还可以作为项目间歇的提高。常用方法包括观察、询问、问卷调研等。例如:在实地观察过程中,试着集中至少5分钟的时间来关注每一种主要感受;亲自与使用者进行交谈,更全面地收集不同类型人的信息;发放调查问卷,题目设计尽可能直接,以方便被调查者。最后对收集到的情况进行归纳总结,成功之处运用到日后设计当中去,不足之处及时给出整改建议,再进行评价,这样才是建筑师的正确态度。
4结语
随着高层建筑日益增多及城市需求增大,楼前广场起初由经常被忽视的附属物,在设计当中出现了许多不合理的地方,设计者没有从各方面进行分析,不能获得良好的经济效益和社会效应。实际上,楼前广场是建筑设计和城市设计的重要过渡。一个经过设计者全面分析、合理选择设计手法的楼前广场,不仅能使周边建筑更加有效有序地运作,还能协调城市空间关系、增添城市亮点,使建筑和城市融为一体、共同进步、和谐发展。
参考文献:
[1]芦原义信.外部空间设计.中国建筑工业出版社.
[2]克莱尔·库珀·马库斯,卡罗琳·弗朗西斯.人性场所.中国建筑工业出版社.
[3]克利夫·芒福汀.街道与广场.中国建筑工业出版社.
[4]王柯,夏健等.城市广场设计.东南大学出版社.
[5]戴志中,刘晋川等.城市中介空间.东南大学出版社.
[6]韩冬青,冯金龙.城市·建筑一体化设计.东南大学出版社.
有点、线、面组成的景观系统是构成楼前广场生态系统的重要元素,这其中包括凉亭、座椅、雕塑等景观节点,绿化隔离带、欧式柱廊等景观带和水体、彩色铺地等景观面。当他们有序而合理地分布于楼前广场的时候,起到了处处有景和移步换景的景观效果。景观节点设计要考虑自身大小与广场规模的比例,不宜过大而不能突出其重要性,也不宜过小而显得拥挤。例如美国得克萨斯州威廉斯广场上的一群奔腾咆哮的野马群雕像就给人以深刻的印象。根据广场比例将马的雕塑放大半倍,经过多次试放才确定了位置,然后用喷泉模拟马踩踏水面时水花四溅的景象,使人们仿佛回到了得州早期开拓时的大草原上。景观带的运用常见于各种空间的中介面,对空间起到围合、界定的作用。成功的景观带不仅通过向人行道延展,向人们暗示他们已经进入广场之中,起到过渡作用,还能充分利用有限空间创造更多的休息空间。在景观面的设计中,喷泉以其动态的视觉和声音方面的吸引力被大家所喜爱,以长沙五一广场喷泉为例:每晚的相同时候,当喷泉开启的时候人流不断,未开启时则人烟稀少。而铺地类型的选择不仅可以界定空间范围、改变单调灰暗的地面状况,还能作为引导行人、车辆的线路标识,使其高效而有律。
楼前广场中的照明设计是利用艺术的处理手法使景观元素呈现出特殊的面貌,以达到装饰和强化环境景观的作用。在楼前广场中,对高层建筑物照明设计的整体性、层次感是重点。整体性一般是通过光的亮度变化、色彩变化来展示建筑物的特点。其设计依据是建筑物的使用功能、结构特点、风格、表面装饰材料等因素,除了单纯考虑建筑物本身因素外,还应该考虑周围其他构筑物、植物、水体等因素,以达到整体效果的完善;而层次感的产生主要是通过光线的虚实、明暗、轻重、大面积给光和轮廓勾画等手法来表现主景和配景之间的关系,需要针对被照物的造型、结构进行具体地分析。同时,对建筑物以外的元素如水体、植物、雕塑和景观艺术品的照明设计作为存托主体形象的配景,其贡献也是不可忽视的。
2.5人性化设计
楼前广场应该是一个受人们喜爱而使用率较高的公共空间,克莱尔·库珀等人在《人性场所》一书中提出:“根据对现代广场用途的调查研究,坐、站、走动以及用餐、读书、观看和倾听等活动的组合,占到所有利用方式的90%以上。”[2]因此人性化的设计是考察楼前广场设计成败的关键之一,其主要方面包括楼前广场微气候、休息设施、公共活动等方面。楼前广场微气候的设计应该考虑当地的气候特性,根据当地太阳和季风的规律确定构筑物、植物、水体等元素的位置、形态等,以便在炎热的夏天有适度的遮荫、在寒冷的冬天有足够的日照;另一方面由于临近高层建筑,受到其向下反折风的影响,有可能增强的风力对人们的步行或休闲活动造成的影响较大,因此调节容易受影响区域建筑的尺寸和形状是最有效的措施。楼前广场中的休息设施也不只是座椅的摆放那么简单,设计的时候应该考虑各式各样的座椅形式,并通过对楼前广场的使用率和使用人群的研究调查来确定座椅的数量、朝向和材质等,为不同的人群提供各种舒适的休闲场地。以使用强度适中的情况建议每30m2的广场空间至少应该有1m2的座位面积。座位的朝向应该使人们能看到不同的广场景致、在不同季节接受不同的日照程度、提供不同程度的私密性等;座位的材料以硬度适中、热容量较大的木质材料较为温暖和舒适,其他材料例如混凝土、金属、石材等作为辅助座位也可起到不同的效果,丰富场所的质感。
楼前广场中的公共活动是为整个空间注入活力的重要手段。设计人员应该考虑艺术表演、摊贩零售、商业宣传等活动场地,因此在前期设计过程中,场所可变性和灵活度的考虑也是必不可少的。
3后续——使用状况评价
现在对某个项目的建筑设计应该是一个长期的工程,因此在设计工程完毕之后,设计过程并未完成,设计人员应该从使用者的角度出发对作品进行系统评价和研究,称之为使用状况评价(PostOccupancyEvaluation,POE)。普里瑟曾指出:“使用状况评价是一种利用系统、严格的方法对建成并使用一段时间后的建筑(户外空间)进行评价的过程。POE的重点在于使用者及其需求,通过深入分析以往设计决策的影响及建筑的运作情况来为将来的建筑设计提供坚实的基础。”[2]不同于国外的大多数POE研究是由政府资助,国内的这类工作需要设计者亲力亲为,其意义在于能深刻地了解人与空间的相互作用,丰富设计成果;从各种收集到的信息中提出完善和改进建议;还可以作为项目间歇的提高。常用方法包括观察、询问、问卷调研等。例如:在实地观察过程中,试着集中至少5分钟的时间来关注每一种主要感受;亲自与使用者进行交谈,更全面地收集不同类型人的信息;发放调查问卷,题目设计尽可能直接,以方便被调查者。最后对收集到的情况进行归纳总结,成功之处运用到日后设计当中去,不足之处及时给出整改建议,再进行评价,这样才是建筑师的正确态度。
4结语
随着高层建筑日益增多及城市需求增大,楼前广场起初由经常被忽视的附属物,在设计当中出现了许多不合理的地方,设计者没有从各方面进行分析,不能获得良好的经济效益和社会效应。实际上,楼前广场是建筑设计和城市设计的重要过渡。一个经过设计者全面分析、合理选择设计手法的楼前广场,不仅能使周边建筑更加有效有序地运作,还能协调城市空间关系、增添城市亮点,使建筑和城市融为一体、共同进步、和谐发展。
参考文献:
[1]芦原义信.外部空间设计.中国建筑工业出版社.
[2]克莱尔·库珀·马库斯,卡罗琳·弗朗西斯.人性场所.中国建筑工业出版社.
[3]克利夫·芒福汀.街道与广场.中国建筑工业出版社.
[4]王柯,夏健等.城市广场设计.东南大学出版社.
关键词:基础加固;顶升纠编;沉降观测;验算
1工程概况
邵阳市某工程是一座六层的框架结构建筑,基础采用340mm锺击沉管灌注桩,设计单桩承载力250kN,工程施工到封顶后突然发生较大沉降及倾斜,3d时间西北角向西倾斜达41.60cm,停工后制定了处理措施并完成后续工程。
2建筑物基础加固方法及施工要点
2.1楼房下沉倾斜的原因分析
2.1.1工程桩成桩质量差,承载力不能满足结构荷载要求。场区土层地质资料不准确也是桩承载力低的原因。
2.1.2工程桩上的第一级承台混凝土离析严重,承台断裂破坏,甚至已反转破坏。
2.2基础加固的静力压桩方法
基础加固采用静力压预制桩方法,预制桩是由反力架和油压千斤顶所组成的压桩机压入的,千斤顶所需反力是通过反力架由楼房自重提供的。预制桩采用30×30cm的方桩,制桩压入的终止条件为压入荷载大于或等于600kN。
为避免施工引起新的附加沉降,静力压桩施工前先对所有已破坏的承台采用工字钢进行支撑。
2.3静力压桩的质量检查
根据现场预制桩时取样的试件试验,预制桩的混凝土抗压强度达到设计要求;预制桩施工完成后对3根桩作静力载荷试验,预制桩的极限荷载均大于600kN。
2.4条形基础承台的设计及施工
基础承台的设计是由现场实际情况而定的。受首层的净空不能减小的限制,采用薄承台结构。同时为增加整体作用能力,将西面1#~8#及东面9#~16#柱分别做成条形基础承台。承台的设计荷载主要考虑以下几个方面:
2.4.1柱的设计荷载,东面9#~16#柱荷载1500kN;西面1#~8#柱荷载1900kN。
2.4.2原有承台、柱的现在荷载按800kN考虑,但由于在现有荷载800kN作用下,沉降并未完全稳定,当基础加固后原有承台的荷载将转移给新加固的桩。从安全考虑,将原有承台承担的800kN荷载的30%转移给新加固的桩平均分配。
2.4.3根据上面1、2两个条件则可计算出承台设计计算时新加固桩的荷载为西面1#~8#承台的桩设计荷载P=335kN,东面9#~16#承台的桩设计荷载P=313kN。
新设计的条形基础承台是在原有承台的上面,破环反转的承台必须将其凿平至新加固的承台底标高,由于原有承台还承担着楼房的现有荷载,为减小施工对楼房沉降的影响,采取了有效的加强支撑的措施,施工中尽量减少震动,并密切监测大楼沉降的动态。根据施工期间的沉降观测结果,在静大压桩及承台的施工期间,各柱的沉降速率与施工前增加很小,说明采用的施工方法是切实可行的,对大楼的沉降影响较小。在承台浇注混凝土3~5d后承台已停止下沉,说明新的承台已发挥作用。
3基础加固后倾斜楼房的顶升纠偏处理措施
3.1顶升纠偏的设备及施工安装
顶升纠偏的设备主要有,钢支承梁和混凝土支承墩及顶升用的油压千斤顶等。施工安装时每根柱要装两条钢支承梁,支承梁与柱接触面用水泥砂浆充填,保证紧密接触,用穿过柱子的高强螺栓的拉力使柱与支承梁紧密连接在一起,钢支承梁的两端支承于两边的混凝土墩上。然后等待水泥砂浆有足够的强度后,将柱子凿断安装千斤顶。顶升纠偏前割断柱的钢筋,则整个顶升纠偏的设备安装完成。
3.2顶升纠偏方法
顶升时分级同步进行,在柱的支承梁未离开支承点时,顶升加载采用压力控制,共分4级进行,每个千斤顶都基本上以同步压力上升,每级加20t施加。在柱的支承梁离开支承点后即按上升高度控制。每根柱的上升在同一级基本上同步进行,每一级顶升完毕后均作详细的观测。为了保证楼房顶升纠偏后东、西方向的倾斜值不超过40mm这一标准,西边各柱的顶升量的大小是采用实测的二、四、六层楼面相对于同一基点柱(16#柱)沉降差的平均值作为顶升的依据,同时也考虑西边桩顶升时相邻柱不应有超过结构容许沉降差这一条件。
3.3现场观测及观测结果分析
3.3.11#~8#柱顶升出力和顶升量的测定
1#~8#柱在顶升纠偏时各柱的上升高度与千斤顶顶出力的关系曲线如图1所示,千斤顶出力随上升高度变化无一定规律,主要是受相邻千斤顶在不是完全同步上升情况下,上升得快的千斤顶的出力将增大,反之则出力小,因此出现千斤顶出力变化比较大的情况。为了有利于原有裂缝的闭合,适当调整了个别柱的顶升量。
3.3.29#~16#柱承台的转动量观测
在9#~16#柱每柱靠近承台面(离承台面约20cm)柱的内、外侧各装一个百分表观测承台在西边柱顶升时每级的变形值,根据两个表的差值除以两个表的距离即可求出承台的转角。9#~16#柱的承台的转角θ0与相对应的1#~8#柱的顶升高度W关系曲线如图2所示。从图2可看出θ0~W基本成线性关系,9、10柱的承台的转角θ0要比其它柱的基础承台基础刚度大。
3.3.3梁的裂度观测及观察
梁的裂度观测选择了2~10、7~15柱的一楼连接大梁。在靠近10#、15#柱的大梁梁底分别安装千分表,测量顶升过程中的应变变化情况。测量结果如图3(为拉应变),从图中可看出,梁底应变与顶升高度的关系,2~10梁应变与顶升高度和变化比较有规律。而7~17梁的梁底的~W变化规律性差。主要原因是由于7#柱顶升时支承梁底打入铁垫块时敲击震动影响。而2~10梁以上的所有隔墙未拆除,可削弱由于2#柱顶升时支承梁底打入铁垫块时敲击震动影响,其观测结果比较可靠。根据现场观察7~15梁,并未产生裂纹,所以7~15梁的应变观测结果受震动影响大,未能真实反映梁底的应变变化情况。同时在顶升过程中派专人观测梁的动态,观察结果是所有东西方向的大梁在顶升过程中均未产生裂纹,而且西边横梁的原有裂缝在顶升纠偏后都有闭合的迹象。只是在西边顶升高度达到10~11cm后9#、10#、11#柱的内侧开始产生裂纹。顶升纠偏终止后,最大的裂缝宽度发展至约0.5mm。产生裂缝的主要原因是顶升产生的附加弯矩作用拉裂的,而9#、10#梯形的加固后的承台刚度大,因此其相应的附加弯矩也较大。由于裂缝较小并不影响其支承强度,而且在长期荷载作用下通过应力调整裂缝将逐渐闭合。
3.3.4顶升纠偏的回复量观测及9#~16#柱的沉降观测
在楼房的四个角观测顶升后的纠偏量,图4所示曲线是东北角楼顶在顶升过程中的水平移动量与1#柱的顶升高度的关系。W~u关系近似为线性关系。
从表可以看出已施工加固承台的9#、10#柱的沉降要比其它未施工加固承台的柱要小。
3.3.5顶升纠偏的终止和柱的复原
按上述顶升纠偏方法进行顶升至第24级时,东北角用经纬仪观测基本达到垂直状态,从其它三个角的楼顶吊垂线至地面的目测结果也是大致垂直状态。终止顶升纠偏。
顶升纠偏结束后立即施工11#~16#柱加固的基础承台,对柱进行基础加固及纠偏工程已圆满结束。
4顶升纠偏过程中的结构内力分析及楼房最终沉降计算
4.1顶升纠偏过程的结构的内力分析
一栋已完工的混凝土框架楼房,尽管采用截柱顶升纠偏方法纠正楼房的倾斜,但仍然对框架各节点产生一定的附加弯矩,这种附加弯矩之后会对框架结构造成损害,必须预先考虑,现对其作些分析计算。由于二楼至六楼所有楼板及梁组成了刚度较大的多层单跨梁体系。可以将楼房取图5的简图来分析计算。A点为用千斤顶支承,在垂直方向有水平方向可自由的支点,N为结构自重,L为顶升纠偏时附加上千力。F点为固定端但在偏心荷载作用下仍能作相应转动(θ0)的。BCDE由梁、板组成刚度远大于EF的一楼柱的刚度,因此现假定BCDE为近似刚架。则当在A点顶起时产生一附加上升力N,在EF段则受一弯矩M作用(图6为弯矩图)。则E点的转角可用悬臂梁受纯弯的公式求得:
θE=ML/EI+θ0
A点顶起高度为Wcm时楼房所产生的转动θ=W/970,现考虑θ=θE则BCDE部分由于楼房转动将不受影响,因此可得出顶升高度W与弯矩M及F点承台的转动θ0关系:
W/970=ML/EI+θ0
M=EI/L(W/970-θ0)
在已知1#~8#柱每级的顶升W和实测的相应9#~16#柱的承台转角θ0的情况下,即可求出相应的9#~16#柱一楼部分柱段所受的弯矩M。考虑到弯矩M在大于钢筋混凝土柱的抗裂强度后,由于柱产生了裂纹,则EI将减小的影响,求出的弯矩M与顶升高度W的关系曲线。根据柱的尺寸为40×60cm及配筋为8Φ22即可计算出抗弯能力为25.4Mpa;当顶升高度大于100mm后9#、10#柱开始发现有几条小的裂缝,随着顶升高度的增加,裂缝宽度也有所发展。这与计算分析是较一致的。梁的裂度观测及观察也表明,在西边术顶升开始至顶升结束,所有大梁及楼板均未产生新的裂缝。这也说明整个楼房的偏转完全靠西边各柱顶升后在东边的柱受弯矩产生了转动和承台转动提供偏转的,所以对梁及楼板无甚影响。
4.2楼房最终沉降计算
基础加固后,从建筑物的观测结果,在目前现有荷载80~1200kn作用下沉降已趋于零。以后楼修复后每个承台将受设计荷载作用。现取东面9#~16#柱的承台的设计荷载为1500kn,西面1#~8#柱的承台的设计荷载为1900kn,现有荷载按800kn计算,并假定承台新增加的荷载P全部由新的加固桩承担,则承台的沉降S为:
S=P/nk
西边1#~8#柱承台加桩为每个承台4根桩P=190-80=110吨,桩的刚度系数K由静力压桩时的桩的静载试验的P~S曲线可计算出:K=3636/m。则可计算出西边3#~8#承台可能产生的沉降约7.6mm。1#、2#承台以后增加的荷载很小则沉降将较小约5mm。东边9#~16#柱的承台每个按加3根桩考虑。P=150-80=70吨,由上述公式可计算出11#~16#承台可能产生的沉降约6.4mm。同样9#、10#承台以后增加荷载很小其沉降将较小。
考虑到桩在长期荷载作用下,其沉降将略有增加,本楼房在基础加固后至楼房修复竣工后的最终沉降将在10~15mm左右。
5结论及建议
5.1本工程基础加固采用静力压桩方法,共压入30×30cm预制桩61根,由于静力压桩方法最终的压入荷载大于等于60t,其承载力是很清楚的。同时根据抽查的7根静载试验结果,7根试验桩的容许承载力均可达到40t。因此在基础加固后完全可以满足设计荷载要求。
5.2采用了条形基础承台增加了整体作用能力,承台施工质量均满足设计要求。
5.3在西边1#~8#柱安装千斤顶进行顶升纠偏,使大楼东西方向纠偏后达到垂直状态,顶升纠偏过程中,大楼原有结构完好,只是在9#、10#、11#柱在一楼的柱的内侧产生裂缝,裂缝宽度小,已作修补处理。楼房的纠偏达到了预期的目的。
5.4根据沉降分析结果,大楼在加固后至修复竣工后在新的荷载作用下将产生10~15mm左右的沉降。
5.5建议以后大楼的修复采用轻型材料或减小内部隔墙的厚度,减轻大楼的自重,可以增加大楼的安全度。
参考文献:
[1]赵国藩.钢筋混凝土结构的裂缝控制等.海洋出版社,1991.
[2]王济川,卜良桃编著.建筑工程结构鉴定、改造与加固.湖南科学技术出版社,1999.
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