砂土液化防治及施工方法(4)

2020-06-28 11:51

3.3结构改良措施

当由于某些原因而无法对液化地基进行处理或处理的费用过高时,可以考虑通过对基础和上部结构进行处理或者改变基础型式;来减轻液化可能造成的破坏。

3.3.1 减轻液化影响的浅基础和上部结构处理

(1)选择合适的基础埋置深度;

(2)调整基础底面积,减少基础偏心; (3)加强基础的整体性和刚度,如采用箱型基础、筏板基础或钢筋混凝土十字交叉条形基础加设基础圈梁等;

(4)减轻荷载,增强上部结构的整体性和均匀对称性,合理设置沉降缝,避免采用对不对称沉降敏感的结构形式等;

(5)管道穿过建筑物处应预留足够尺寸或采用柔性接头等。

3.3.2 减轻液化地基中桩基震害的措施

采用桩基穿过可液化土层以消除液化时建筑物下沉的危险是工程中常用的措施之一。但是由于砂土液化会对桩基本身造成破坏,故为了发挥桩基的抗液化作用,就必须要采取一定的措施来保证桩身的安全。

震害和文献的分析结果表明,液化地基有无侧向扩展,对液化地基上桩基震害有着显著的影响。在有液化侧向扩展的地基上,桩基的震害一般更为严重。从文献的分析结果可以知道,由于受到地面侧向位移的影响,在液化层及软硬土层交界处桩身承受很大的弯矩和剪力,容易在液化层及软硬土层交界处发生弯剪破坏。因此在液化土层使用桩基时,应首先对潜在发生地面大位移的地基进行处理,然后在构造方面采取积极的措施,才能真正确保桩身的安全。

(1)加强桩头与承台的连接。不论是液化土中的建筑桩基,还是非液化土中的建筑桩基,桩头部位总是出现大弯矩与剪力的危险部位,损坏部位主要在桩头和承台的连接处及承台下的桩身上部,由拉、压、剪压等导致破坏。按国外的经验,按铰接设计的桩实际震害较多,桩头部位常遭损害,说明实际桩与承台并不是真正的铰接设计。为安全设计,应按固接于承台来设计,让桩头部分有足够的抗剪与抗弯能力。日本工程界也认为改进桩头的嵌固程度是减小桩基震害的重点之一,目前提出的方案:增加桩头埋入承台的长度不小于桩径;桩内钢筋要深度桩头相当大的长度且在承台内;围绕着桩头伸入承台的钢筋或钢材,加配竖向钢筋,以使桩头嵌固较好。这些经验值得重视,因为我国桩基工程中桩头与承台的连接往往是薄弱环节,不乏有桩头仅伸入承台10cm左右,主筋亦不伸入承台的情况,既非铰接亦非嵌固,受力不明,增加了不可知性。

(2)增大桩身截面的配筋和材料强度。液化层界面是出现大弯矩和剪力的危险部位,液化层中部则弯矩的危险较大。液化层问题类似于软弱土层交界处刚度突变

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引起的桩身应力问题,在非液化土中此类问题遇到的几率较小,目前国内外的扎UN桩基抗震设计方法尚未能提供土层刚度变换有关问题的解决方法。在有液化无侧扩地基中,桩身在液化层界面处的弯矩与桩顶处的弯矩相近,为确保桩身安全目前是以增加桩身构造配筋最为简便,建议在此类场合桩身纵向钢筋宜从桩顶伸至软土、液化土的下界面一下2m的范围内保持不变,横向箍筋在此范围内亦与桩顶部的配筋量相同,提出2m范围的依据是参考文献中提供的阪神地震中桩身破坏实例中得出来的。

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参考文献

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[2] 刘金韬,金晓媚. 饱和砂土液化判别方法中问题浅析[J]. 地质工程学报,2000,8(3):379-384.

[3] 郝勇,俸锦福,赵小波. 砂土液化的机理及影响因素探讨[J]. 中国水运,2009,9(7)

[4] 魏向金,金珉善。迟永山. 日本的砂土液化防治对策和施工方法[J]. 黑龙江水专学报,2001,28(2):76-78. [5] 芦迪,陈德明. 砂土液化的防治措施[J]. 黑龙江水利科技,2012,40(8):242-243. [6] 林慧常, 砂土地震液化评价的改进方法及工程中的应用[D]. 广州:华南理工大学,2005:70-71.

[7] 刘惠珊,桩基震害及原因分析——日本阪神大地震的启示[J],工程抗震,1999,(1):37~43.

[8] 《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)

[9] 林慧常,潘健. 液化侧向扩展地基中桩基抗震设计研究[J]. 广东土木与建筑,2005, (1):21~23.

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