专利名称：底面为曲面基础优化施工方法
技术领域：
本发明涉及的是一种建筑工程技术领域的方法，具体是一种底面为曲面基础优化施工方法。
背景技术：
地基是因为建筑物的载荷作用而产生的应力和变形的岩体和土体，而把建筑物的载荷传递给地基的地下土体部分就是基础。建筑物的基础是地下隐蔽工程，工程竣工验收时已经埋在地下，无法检验。地基基础事故的预兆不易察觉，一旦失事，难以补救。在地下工程中，很多基础的表面为曲面，如顶管工程中的圆形工作井等。目前迫切需要一种针对曲面基础用以控制周围土体稳定的工法。经对现有国内外技术文献的检索，郑大同编写的《地基极限承载力的计算》 (1979)，介绍了太沙基公式、梅耶霍夫公式确定地基承载力的方法。都是应用极限分析理论，假设机构满足速度边界条件及应变与速度相容条件的变形模式，根据外功率等于所消耗的内功率而得到的荷载，不会小于实际破坏的荷载，从而求出底面为平面基础的地基极限承载力。目前还没发现用极限分析理论研究底面为曲面基础地基极限承载力的文献，本发明利用极限分析理论，得出了底面为曲面基础的地基极限承载力确定方法，从而确定曲面基础稳定性、宽度的大小，在此基础上，进一步提出了优化曲面基础施工方法。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种底面为曲面基础优化施工方法， 具有确定精度高和分析效率高等优点，大大提高的了底面为曲面基础的稳定性，具有较强的实用性。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明通过地质资料以及试验资料，确定工作区的土体参数，通过确定安全系数公式，求出底面为曲面基础地基极限承载力，并作出曲面基础稳定性的判断，通过调整曲面基础底部宽度，直至地基极限承载力大于实际作用在曲面基础上的压力，根据曲面基础形状尺寸测量放样，开挖后铺设混凝土垫层，在垫层上进行钢筋绑扎，根据图纸尺寸制作模板，对模板进行安装，采用气泵将模板上的杂物清理干净，最后浇筑混凝土。本发明具体包括以下步骤第一步，充分收集工作区已有地质资料，掌握场地土体参数，包括确定土质的粘聚力C、内摩擦角^、容重Y，根据施工方案，确定地基表面荷载q，曲面基础上实际作用压力 P，并初步假设曲面基础的宽度b ；第二步，把第一步得到的土体参数代入到确定安全系数公式，确定地基的极限承载力根据地基极限承载力大小，通过与曲面基础上实际作用压力P的比较，判断曲面基础的稳定性，当地基极限承载力小于实际作用在曲面基础上的压力P，说明曲面基础不稳定，
5增加曲面基础宽度b，直至地基极限承载力大于实际作用在曲面基础上的压力；第三步，进行曲面基础施工根据曲面基础形状尺寸测量放样，开挖后铺设混凝土垫层，根据配合比制作混凝土，控制水量，搅拌均勻，并进行振捣和养护；第四步，按施工现场平面图规定的位置，在垫层上进行钢筋绑扎标明的钢筋间距，算出底板实际需用的钢筋根数，在底板上弹出钢筋位置线，并进行绑底板、梁钢筋、绑墙钢筋；第五步，根据图纸尺寸制作模板，对模板进行安装由下至上逐层向上安装模板， 先安装底层模板，用斜撑和水平撑钉稳撑牢，最后检查斜撑及拉杆是否稳固；第六步，搅拌混凝土，并进行浇筑采用气泵将模板上的杂物清理干净，浇筑前应对模板浇水湿润，搅拌混凝土，浆泵管接到作业面上，浇筑混凝土。所述的土体参数通过以下方式确定通过充分收集工作区地质资料，分析资料的可利用程度，重点对钻孔资料进行分类整理和分析研究，重视对钻孔资料的分层和岩性描述研究。通过取样试验或原位试验，测定出土的内摩擦角^和粘聚力C，通过环刀法等测定土容重试验，测定出土的容重Y。根据施工设计方案，确定出曲面基础上实际作用压力P，根据施工场地工况，确定出地基表面荷载q，初步假设曲面基础的宽度b。所述的确定安全系数公式为// = ^1 + ^+*沙 ，其中pu为地基极限承载力
(kPa) ；c为土体粘聚力(kPa) ； Φ为土体内摩擦角；q为表面荷载(kN/m2) ； γ为土体容重 (kN/m3) ；b为曲面基础底面的宽度(m)；承载力系数Nc、N,、Ny通过以下方式得到
权利要求
1.一种曲面基础优化施工方法，其特征在于，通过地质资料以及试验资料，确定工作区的土体参数，通过确定安全系数公式，求出底面为曲面基础地基极限承载力，并作出曲面基础稳定性的判断，通过调整曲面基础底部宽度，直至地基极限承载力大于实际作用在曲面基础上的压力，根据曲面基础形状尺寸测量放样，开挖后铺设混凝土垫层，在垫层上进行钢筋绑扎，根据图纸尺寸制作模板，对模板进行安装，采用气泵将模板上的杂物清理干净，最后浇筑混凝土。
2.根据权利要求1所述的曲面基础优化施工方法，其特征是，所述优化施工方法包括以下步骤第一步，充分收集工作区已有地质资料，掌握场地土体参数，包括确定土质的粘聚力 C、内摩擦角^、容重Y，根据施工方案，确定地基表面荷载q，曲面基础上实际作用压力P，并初步假设曲面基础的宽度b ；第二步，把第一步得到的土体参数代入到确定安全系数公式，确定地基的极限承载力 根据地基极限承载力大小，通过与曲面基础上实际作用压力P的比较，判断曲面基础的稳定性，当地基极限承载力小于实际作用在曲面基础上的压力P，说明曲面基础不稳定，增加曲面基础宽度b，直至地基极限承载力大于实际作用在曲面基础上的压力；第三步，进行曲面基础施工根据曲面基础形状尺寸测量放样，开挖后铺设混凝土垫层，根据配合比制作混凝土，控制水量，搅拌均勻，并进行振捣和养护；第四步，按施工现场平面图规定的位置，在垫层上进行钢筋绑扎标明的钢筋间距， 算出底板实际需用的钢筋根数，在底板上弹出钢筋位置线，并进行绑底板、梁钢筋、绑墙钢筋；第五步，根据图纸尺寸制作模板，对模板进行安装由下至上逐层向上安装模板，先安装底层模板，用斜撑和水平撑钉稳撑牢，最后检查斜撑及拉杆是否稳固；第六步，搅拌混凝土，并进行浇筑采用气泵将模板上的杂物清理干净，浇筑前应对模板浇水湿润，搅拌混凝土，浆泵管接到作业面上，浇筑混凝土。
3.根据权利要求1或2所述的曲面基础优化施工方法，其特征是，所述的土体参数通过以下方式确定通过充分收集工作区地质资料，分析资料的可利用程度，重点对钻孔资料进行分类整理和分析研究，重视对钻孔资料的分层和岩性描述研究。通过取样试验或原位试验，测定出土的内摩擦角^和粘聚力c，通过环刀法等测定土容重试验，测定出土的容重Y。 根据施工设计方案，确定出曲面基础上实际作用压力P，根据施工场地工况，确定出地基表面荷载q，初步假设曲面基础的宽度b。
4.根据权利要求1或2所述的曲面基础优化施工方法，其特征是，所述的确定安全系数公式为Pu = CNc + qNq+^YbNr，其中:pu为地基极限承载力(kPa) ；c为土体粘聚力(kPa)；Φ为土体内摩擦角；q为表面荷载(kN/m2) ； γ为土体容重(kN/m3) ；b为曲面基础底面的宽度(m)；承载力系数H Ny通过以下方式得到Nr=---{[tan(— -—) + tan(— + —)1 [cos炉-cot ]2cos(^+^) 8 44 24 2
5.根据权利要求1或2所述的曲面基础优化施工方法，其特征是，所述的铺设混凝土垫层是指根据配合比制作混凝土，控制水量，搅拌均勻，搅拌时间大于等于90秒，垫层厚度大于等于60mm，对于已浇筑完的混土垫层，应在12小时覆盖和浇水，一般养护不得少于7 天。
6.根据权利要求1或2所述的曲面基础优化施工方法，其特征是，所述的在垫层上进行钢筋绑扎是指标明的钢筋间距，算出底板实际需用的钢筋根数，一般让靠近底板模板边的那根钢筋离模板边为5cm，在底板上弹出钢筋位置线。按弹出的钢筋位置线，先铺底板下层钢筋。钢筋绑扎时，靠近外围两行的相交点每点都绑扎，中间部分的相交点可相隔交错绑扎，双向受力的钢筋必须将钢筋交叉点全部绑扎。
7.根据权利要求1或2所述的曲面基础优化施工方法，其特征是，所述的对模板进行安装是指根据图纸尺寸制作曲面模板，支模顺序由下至上逐层向上安装，先安装底层模板， 用斜撑和水平撑钉稳撑牢，最后检查斜撑及拉杆是否稳固。
8.根据权利要求1或2所述的曲面基础优化施工方法，其特征是，所述的浇筑混凝土是指搅拌混凝土，并进行浇筑。浇筑前应对模板浇水湿润，混凝土的自由倾落高度不得超过2m，移动间距不大于振动棒作用半径的1. 5倍。
全文摘要
一种建筑工程技术领域的底面为曲面基础优化施工方法，通过地质资料以及试验资料，确定工作区的土体参数，通过确定安全系数公式，求出底面为曲面基础地基极限承载力，并作出曲面基础稳定性的判断，通过调整曲面基础底部宽度，直至地基极限承载力大于实际作用在曲面基础上的压力，根据曲面基础形状尺寸测量放样，开挖后铺设混凝土垫层，在垫层上进行钢筋绑扎，根据图纸尺寸制作模板，对模板进行安装，采用气泵将模板上的杂物清理干净，最后浇筑混凝土。本发明具有确定精度高和分析效率高等优点，大大的提高了底面为曲面基础的稳定性，具有较强的实用性。
文档编号E02D27/00GK102251532SQ20111009930
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月20日 优先权日2011年4月20日
发明者夏小和, 王建华, 陈锦剑, 韩长玉 申请人:上海交通大学