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5.2 地基】计算
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—5.2.2 本】条只:列,出矿井地面重要建筑!的地基变形》允许:值是以工程建设与运!营中遇到的地—基变形问题为—基础并考虑煤—矿构筑物的特点而修!改的:
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采用!筏板基础或箱型【基,础的:钢筋混?凝土:。筒仓等高大建(构)!筑物由于结构刚度较!大能够较好地调整建!(,构)筑?物的不均匀沉—。降这种调《整作:用随着基础》、,建(构)筑物在建】筑过程中刚度的逐】渐形成?和加大而逐》渐加强但《是基础及《建(构)筑物—。刚度的增《加不:能调整整体倾斜因此!。倾斜值是高大建(构!)筑物的重要—。变形控制指标之【一
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《 , , 另外国》内,外资料及大量—煤矿建筑物沉降资料!表明:建筑:物差异沉降量与绝】对沉:降量存在统计—规律基本上呈沉降】量,增大差?。异沉降量也增大的】趋势因此《控制平?均沉降量也是重【要指标
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— 众多矿井》地面:结构如落煤筒、煤】仓等虽然规模高大】但按其高宽(径)比!却不是很大不同于】水塔、烟囱等高耸建!(构)筑物》它的另?一特点是与相邻的】生产系统建(构【。),筑物有紧《密联系同时荷—载较大若允许—较大:的倾斜率《将会:给,所支承的结构—带来较大《的附加应《力或影响系统—。的正常运转》。
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5.2—.3 现行国家标!准建筑地基基础设计!规,范GB 《50007》-2:011?第7.1.5条【指出活荷载较大的构!筑物或构《筑物群?(如:料仓、油罐等)使用!初期应根据沉降【情,况,控制:加载速率掌握—加载:间隔时间调整活【荷,载分布?避免:过,。。大倾斜煤炭矿井地】面建:筑中的储煤仓、【储煤棚?等高大构筑物即属】此类构筑物它的特】点就是?储煤量是可变—的由最大储煤量产】生的活荷载重可【达到与结构自重产】生的永久竖向—荷载两者数值很相】近的程?度而且?设计采用《的基底压《力都相对较高如果】不能很好地按照地】基土受?荷压密或固》结的机理规律—装载会影《响地基合理、正常地!适应构?筑物工?作要求此类状况常有!发生
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《 (1—)使用初期不控【。制储料?煤荷载的加》荷速率?。带来的问题
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—上海某焦化》厂(配煤《房)小型贮煤仓由5!个直:径8m的钢筋混凝】土煤仓?组成:地面以上高》度为31m基础【埋深1.5m基础】为带肋筏《基筏厚30cm【基底面积46.5】×10?.7:6m2如图1所【示
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【 配煤房自重】38000kN煤可!变荷载2《1500kN构筑物!自重作用于基底压力!为,76:。kPa地基土较软】弱土:性指标?。见表:3基础南《侧6m以下淤泥质】黏土:孔隙比?稍大西南《面表:土层中有暗浜填【覆,淤泥质黏土层—的抗剪强度按未【完全固结快剪—。试验为φ=13°C!=12kPa;【三轴不固结不排【水快剪?为φ=0°Cu=】20kPa;—十字板抗剪强度为2!2,kPa?地,基承载力值按—。未完全固结》快剪指标计算fk1!=,122kPa—;按:三轴快剪《指标:计算fk《2=90kPa【;按:十字:。。板抗剪强度计算极】限承:载力:fu=1《35kPa》
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沉降情】况
! 1?)完工时《的沉降完工前最【后3个月内平均沉降!为4.7cm—沉降速?率平均为0.5mm!/d沉降略有不均匀!南边稍?大但:倾斜:较小为0.002】7
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2)快速!加煤:后沉降速率》和,倾斜:剧增完工后6个【月投入生产》时于5d内加满【至2:。150?t基础平均压力【达12t/m—2沉降速率剧增【加煤停止时基础南边!每天沉降《10:mm北边每天沉【。降8mm;加煤【停,止后四天南》边每天沉《降45mm北—。边每天沉降27m】m以:后又逐渐减少加煤】过程中配煤房向【南倾斜0.006】加煤后7个月倾斜已!达到0.018这】一,阶段:沉降与倾斜都—急剧发展以后仍有增!加但速率已缓—和;但加煤后—2年3个月》沉降:速率虽逐渐降至0】.52mm/—d但平均《沉降已增至67cm!北边:沉降57cm—南边:沉降:78c?m倾斜达到0.0】。。24结构《安全、正《常工作均受到影响实!测资料?见图2~图4
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《。 3)采取》纠倾措施北》侧堆放?。。钢锭控制倾斜发【展并纠倾在》北,侧堆放12.5【t/m2钢锭后仅】2个月倾《。斜就从0《.024《减至0.《016并继续—。减少加载时》间达到3年后逐渐卸!载卸载后6年实测】最大沉降量达122!cm最?小沉降量为11【0c:m(:倾,斜为0.014)】如图5所示》
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—。分析总结①地基土质!在基础之南北侧【。虽有不均匀但发生】过,大沉降?。的主要原因》是快速加荷所致纠】倾时北侧堆荷—载重为12》t/m2《超过:煤重:1.3?95倍但加载—速率慢历时2个【月降低为《加,。煤速度的1》。/,2就能使孔隙水压】。力有所消散地基【的稳定性并未破坏】同时达到了预期的】纠偏目的证明上述分!。。析论断正确②—快速加荷条件下地】。基出于不排》水快剪条件承载【力应取?小值而达不到设计】取值③分级限载与】限,制加煤历时对煤仓】构筑物?。是非常重要的指【示,性规定
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(2)减!慢加荷速率对地基的!有效作用《
】 减慢《是和一?般,施工条件下》加荷速率《相对而言最典型的】是软土地基》上,油罐充分预压可【使80?kPa~1》00:kPa地基》承载力成功地提高】至250kP—a而且整个油罐的】沉降比较均匀—例如:从21世纪70【年代开始应用—于吹填?土上建造20000!m3及以上》的油罐经过97d的!预,压地:。基承载力《从50kPa增【长到:170kPa平均】沉降速率在5.0m!m/d?。左右实际最大—速率达8.43【mm/d油》罐边:缘平均沉降量—为最终沉降量—的,6,。0%与桩《基、挖土填砂—两个方案比较—可分别节约75【%,。与60?%,
5【.,2.4 当井筒】采用冻结法》施工时建造》于其上的井架、【井,塔或井?口房:等建(构)筑物基】础,会受到人《工冻融土《的影响由于》各类岩土性》质变化大冻融对其】融陷、融沉》及承:载力的影响是不同的!例如淮?北矿区?与邢台矿区》冻,融土的工《程,性质差异显著因此】。掌握:设计矿区冻》融土的基《本性状参数是设计的!必要条?件另外?随,。着井筒开凿而引【起冻融土随》所处位置《不,同与时间变化而产生!的工程?性质时空变化也是】需要掌握《的基本资料这样才】。能较全面地了解【冻融土的工程—性质做好地基基础设!。计
5】.2:.5 高大建(构!),筑物相对于一般多层!建(构)筑物的【主要:。特点是?高度大?、荷载大和基—础宽度与埋深—大由于这些特点使得!多用筏(箱)基础】的高大建(构)【筑物地基侧限条件】、地基的应力-变】。形状态?以及基础《与上层结构的刚度】与强:。度,均与一般建筑有较大!的差别因此在确定其!地基承载力》。和变:形条件时《也需多些《思,路,
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【 :目前国内外普遍采用!的,承载力公《式几乎?还限于古典塑性理】论中有关刚塑—体的:解,答本标准《采用:的极限承《。载力计算公式即【属于此公式同时符合!国际:上通行的极限—状态设?计原则现《行行:业标准高层》建,筑岩土工程勘察规】程J:。GJ: ,72-2004【及地方标准北京地区!建筑地基基础勘察设!计规范DB》J 01-》501等采用此公】。式国际上欧》洲地基基础规范EU!ROCODE—7就规定了承—载力系数与本标准完!全相同的极限—承载:力公式极限承载力计!算公式主要是计算实!际地基宽度和—埋深下的地基极【限承载力另》外采用本《标准推?荐的极?限,承载力计算公式也】含有验算地基稳定】性的意义地基—稳定性实质上就是地!基,。极,限承载力能否满足要!求
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【 如前所述此类高】大建(?构,)筑物多用筏(箱】)形大基础宽—度(直径)大—其变形特点可从太原!地,。区软弱(均》匀饱和黄土)地基上!的不同尺《寸的载荷板或基础】。变形监测数》据反:应,看出见表《4、图6《
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《 上述资【料,表明基础面积的【大小对于地基沉降变!形的规律有非常复】杂的影响当基础宽度!小于0.2》5m时由于基础【面积小地基的塑【性变形?区相对占有较大的】部分因而地基沉降变!形量迅?速增大随着基—础面积的增加塑【形变形区相对减少】。地基沉降变形也相对!减少当基础》宽,度b为?0.5m~》3.0m时其沉降】变形规?律符合弹性理论【的线性关系当基础宽!度b达到8.—0m~10.0【。m相对变《形曲线近似过渡到】水平直?线这种现象可认为是!由于地基《变形模量随深—。度,的增加及荷载压【力随深度的减少【。所产生的总之—这是:个很复杂的问题对】宽度b>8.—0m的基础》与中、小型基础相比!其地基沉降变—形的分析应区别对待!许多大型煤》炭工业?构筑物的《基础其宽度》远大:于8.0m即—属,于,大板:基础在?进,行该类地基分析评价!时宜区?别于中小型基础【
【 : 关于应《用公式时对》。基础宽度的限制是】。借鉴公路桥涵地【基与基础设计—规范:J,TJ 0《24-8《。5及港口工程—地基:规范JTJ 25】0-98确定承载】力公:式中对于基础—宽度:b限值的规定—结合上述实际工程基!础变形?。监测:资料做?了基础宽《度大于8m时按【8m考虑的限制条】件
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基础埋】深d的问题
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关!于周边附属》建筑为超补偿—基础:。时该段基础埋深的确!定举下列例子说明】
! (1)高层建【(构)筑物的—地下:室由于?使用功能的需要常】将,。箱(筏)《。基础的一侧》或两侧?作为行车出入—通道(图7)—此时箱(《。筏):。基础的一侧》或两侧土体就被【挖去致使《该侧的埋深》接近于零这种条件下!就不能考虑地基承】载力的深度修—正
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》 (2)》。另有一些地下室向建!筑主体之外扩展【功能部分地板为配】筋有一定《刚度的地面顶部【为工业场《地或庭院绿化(图8!)此时可将基础【侧边地下构筑物的重!量折:算,为土:。的重度近似考虑【深度影?响及:修,。正
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》关于:抗剪强?度的试?验条件
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确定抗】剪强度参数》c、tanφ的代表!。值是按本条》公式进行承》载力计算《。的具有关键意义【的指标因此》在选:用抗剪强度试验的】。方,法时应根据》施,工速:度、地基土》层条:件(加荷前》、,后的应力《状态应?力,路径等)尽可—能,。符合建筑和地—基土实际受力状况】根据:工程实践经验—。一般采用《等向固结不排—。水,剪切试验对施工速率!较,快(如滑模》法施工的储煤筒【仓等)、排》水条件差的饱和【黏性土可采用—不固结不排水剪【切试验对饱和软土特!别是:高灵敏度《黏性土?和粉土应对试样在】。有效:自重压力预固—结,后再进行试验
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