专利名称：一种用于基础沉降控制的方法
技术领域：
本发明涉及一种沉降控制方法，特别是涉及一种调节建筑物基础沉降的方法，该方法尤其适合于石灰岩地区场地复杂地层存在起伏很大的基岩面的中浅层地基增加沉降控制。
背景技术：
沉降是建筑结构设计中需要十分关注的问题。建筑物基础不同部分的不均匀沉降可能使基础以及上部结构的内力大大增加，对结构的安全性十分不利。同时由于沉降计算理论的近似性，以及建筑场地地质条件的不均匀性，导致单纯通过计算方法达到调节基础各部分差异沉降很难实现。如果可以通过一种构造措施达到调节基础沉降的作用，则可以较好地解决这一问题。高层建筑结构竖向荷载大，常需采用桩基础或筏板基础等基础形式才可满足承载力和变形要求。在石灰岩溶地区，地下隐伏溶洞规模大，范围广。现有技术采用常规钻孔桩、冲孔桩易造成桩端溶洞顶板塌陷，且成桩过程中若穿过溶洞则不易处理。这种情况下，采用刚性桩复合地基可以充分利用浅层桩间土的承载力，大大提高加固部分地基的承载力，满足高层建筑结构需求，同时不需穿过溶洞，避免了以上的工程问题。然而，石灰岩地区的基岩面往往起伏不平，基岩倾斜面甚至可以达到70° 90°。常出现这样的情况场地浅层基岩面起伏很大，筏板基础一部分直接支承在基岩上，另一部分支承在经过处理的地基上，容易导致筏板的不均匀沉降。直接支承在基岩的筏板基础的沉降几乎为零，支承在经过处理的地基的沉降则可以达到20mm 30mm。这样的沉降差对结构安全及筏板内力是非常不利的。因此需要对直接支承在基岩的筏板基础的沉降进行控制。
发明内容
为克服地基不均匀沉降问题，本发明提供一种用于基础沉降控制的方法，用于直接支承在基岩的筏板基础的沉降控制，实现复杂地层条件下建筑沉降均匀。本发明目的通过如下技术方案实现一种用于基础沉降控制的方法对于基岩面距离筏板底面高度小于O. 5m需要适度控制基础沉降的地基，在基岩上依次设置第一级配砂石层、控制沉降复合板层、第二级配砂石层、混凝土垫层和後板；其中，第一级配砂石层和第二级配砂石层为80mm 120mm厚度的级配砂石形成，压实度为O. 90 O. 93,混凝土垫层为80mm 120mm厚素混凝土层。所述控制沉降复合板层由多块控制建筑沉降的复合板拼接形成；控制建筑沉降的复合板为方形结构，包括上刨花板、EPS板、下刨花板和接口装置；上刨花板和下刨花板分别位于EPS板的上下两侧；上刨花板和下刨花板的厚度为4mm 6mm ；EPS板的厚度为20mm 40mm，控制建筑沉降的复合板的至少一边设有用于拼接的接口装置，该接口装置为榫头或榫槽；榫头为EPS板超出上刨花板和下刨花板边缘15mm 25mm形成的凸起；榫槽为EPS板位于上刨花板和下刨花板边缘内15mm 25mm形成的槽。
为进一步实现本发明目的，所述第一级配砂石层和第二级配砂石层优选为100_厚级配砂石形成。所述混凝土垫层优选为IOOmm厚C15素混凝土垫层。所述上刨花板和下刨花板通过胶水粘接在EPS板上下两面。所述上刨花板和下刨花板的厚度优选为5mm。所述榫头的凸起高度为20mm，榫槽的槽深为20mm。本发明尤其适合的场地地质条件为基岩面倾斜很大，在建筑筏板基础以下，一部分基岩埋深很浅，筏板直接支承在其上；另一部分基岩埋藏很深，需采用筏板、刚性桩复合地基等方法对天然地基进行处理才可满足承载力要求。本发明正是针对筏板直接支承基岩上的基础沉降控制。相对于现有技术，本发明的有益效果是调节基础不同部分较大的沉降差异，大大减小基础内力，提高结构安全性。对于基岩面离地表较深的部分，已采用适当的地基处理方案，以满足高层建筑对地基承载力的要求。通常情况下，采用刚性桩复合地基(可以是预应力管桩，长螺旋桩，CM桩等)比较合理，此时桩顶与垫层底面接触。目前常见高层建筑为30 50层，作用在地基上的荷载为350kPa 500kPa。这种荷载水平下经过处理的复合地基的沉降常在20mm 30mm。在基岩离地表很浅部分的地基，本发明通过在基岩上依次设置第一级配砂石层、控制沉降复合板层、第二级配砂石层、混凝土垫层和筏板，达到平衡不同部分基础沉降的目的。本发明采用的控制沉降复合板具有以下性质初始压缩变形模量为O. 4MPa O. 5MPa，随着其上荷载增加，竖向应变增加，逐渐致密，刚度增大。最终在350kPa 500kPa的荷载压强作用下，该材料的压缩量为20mm 30mm。此后压缩量即基本固定在此大小，不会随时间推移出现很大的蠕变，即不会在荷载长期作用下出现压缩量逐渐加大的情况。这一压缩量与经过处理部分地基的沉降量相近。因此，通过在原本沉降很小的部位设置控制沉降复合板，可以调节不同部分基础的沉降相近，沉降差控制不超过5_。
图1是本发明用于基础沉降控制的方法的层级设置结构示意图。图2是本发明控制建筑沉降的复合板的结构示意图。图3为本发明控制建筑沉降的复合板的拼接和安装示意图。图中示出1_上刨花板，2-EPS板，3-下刨花板，4-榫头，5-榫槽，11-基岩，12-第一级配砂石层，13-控制建筑沉降的复合板，14-第二级配砂石层，15-素混凝土垫层，16-筏板。
具体实施例方式下面结合附图和实施方式对本发明做进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施方式表述的范围。如图1所示，一种用于基础沉降控制的方法对于基岩面距离筏板底面高度小于
O.5m需要适度控制基础沉降的地基，在基岩11上依次设置第一级配砂石层12、控制沉降复合板层13、第二级配砂石层14、混凝土垫层15和筏板16(基岩11上的地基物质可以直接清除)；其中，第一级配砂石层12和第二级配砂石层14为80mm 120mm厚度的级配砂石形成，压实度为O. 90 O. 93，第一级配砂石层12和第二级配砂石层14优选为IOOmm厚级配砂石形成；混凝土垫层15为80mm 120mm厚素混凝土层，优选IOOmm厚C15素混凝土垫层。级配砂石是根据粒度将碎石、石屑、中粗砂和水按照质量比5 3 1.5 O. 5混合而成，其中碎石的粒径为l_2cm ;石屑的粒径为2 IOmm ;中粗砂的为3. 7-2. 3，细度模数是砂单纯的建筑材料的范围。细度模数越大，表示砂越粗。控制沉降复合板层13由多块控制建筑沉降的复合板拼接形成；如图2所示，控制建筑沉降的复合板，为方形结构，包括上刨花板1、EPS板2、下刨花板3和接口装置；上刨花板I和下刨花板3分别位于EPS板2的上下两侧；优选上刨花板I和下刨花板3通过胶水粘接在EPS板2的上下两面；上刨花板I和下刨花板3的厚度为4mm 6mm ;优选上刨花板I和下刨花板3的厚度为5mm ；EPS板2的厚度为30mm 50mm,控制建筑沉降的复合板的至少一边设有接口装置，该接口装置为榫头4或榫槽5 ;榫头4为EPS板2超出上刨花板I和下刨花板3边缘15mm 25mm形成的凸起；榫槽5为EPS板2位于上刨花板I和下刨花板3边缘内15mm 25mm形成的槽，优选榫头4的凸起高度为20臟，优选榫槽5槽深为20mm ；优选控制建筑沉降的复合板水平面大小为lmX2m。EPS板为聚苯乙烯泡沫板，是一种常用的建筑外墙保温材料。如图3所示，使用时，将一块控制建筑沉降的复合板的榫头4装入另一块控制建筑沉降的复合板的榫槽5，装入时在榫头4上涂布建筑胶黏剂即可。这样可以方便地实现控制建筑沉降的复合板之间的拼接与安装。根据现场施工需要，可以对控制建筑沉降的复合板进行切割，以满足不同形状基础或处理范围的需要。本发明控制建筑沉降的复合板平面尺寸优选为ImX 2m,厚度控制为30mm 50mm不等。其中上刨花板I和下刨花板3优选厚度均为5mm，中间的EPS板2厚度为20mm 40mmο刨花板与EPS板材之间使用胶水粘结，可以满足在运输、施工以及正常使用水平荷载的抗拉、抗剪的要求，在荷载作用下两种板材不会脱开。上刨花板I和下刨花板3可以保证中间的EPS板2受压的均匀性，防止其受到基础底板、地基土中碎石等尖锐物的破坏；其约束作用可以一定程度上减小EPS板材在施工过程中的蠕变，避免设置控制建筑沉降复合板部分基础沉降过快。对于复杂地层建筑高层建筑，地基的处理非常复杂。因为场地基岩面起伏很大，一部分地基的基岩面埋深很小(一般基岩面距离筏板底面高度小于O. 5m)，筏板一部分甚至可以直接支撑在基岩上，而筏板另一部分的基岩埋深较大。在基岩面距离筏板底面高度超过10m，采用刚性桩处理地基，以满足高层建筑对地基承载力的要求。目前常见高层建筑为30 50层，作用在地基上的荷载为350kPa 500kPa。这种荷载水平下经过处理的复合地基的沉降常在20mm 30mm。对于基岩面距离筏板底面高度小于O. 5m地基，地基沉降原本基本为零；如果不采用增加沉降控制的方法处理地基，将导致在该复杂地基上建筑的高层建筑因沉降不均匀结构内力增大。因此对于地基分层不均匀条件下的高层建筑，尤其要注意对部分基岩面距离筏板底面高度小于O. 5m情况下基础处理。在该地基部分实施本发明的用于基础沉降控制的方法，在基岩上依次设置第一级配砂石层12、控制沉降复合板层13、第二级配砂石层14和混凝土垫层15，在混凝土垫层15再设置筏板16，高层建筑地基所受均布荷载基本在350kPa 500kPa的范围内，在这样的荷载范围内，刨花板材的压缩量仅为I 2mm，而EPS板材的压缩量可达到20mm左右。尤其是配合第一级配砂石层12、第二级配砂石层14和混凝土垫层15的协同作用，控制沉降复合板层13在压缩后厚度即可固定在此大小，不会随时间推移出现很大的蠕变，即不会在荷载长期作用下出现压缩量逐渐加大的情况。这样，地基沉降原本基本为零的部分，实施本发明的用于基础沉降控制的方法，沉降可以达到20mm 30mm,与高层建筑通常的沉降相当(沉降差不超过5mm)。从而有效地减小了差异沉降引起的筏板、上部结构内力增大等问题。
权利要求
1.一种用于基础沉降控制的方法:其特征在于，对于基岩面距离筏板底面高度小于0.5m需要适度控制基础沉降的地基，在基岩上依次设置第一级配砂石层、控制沉降复合板层、第二级配砂石层、混凝土垫层和筏板；其中，第一级配砂石层和第二级配砂石层为80mm 120_厚度的级配砂石形成，压实度为0.90 0.93,混凝土垫层为80_ 120_厚素混凝土层。
所述控制沉降复合板层由多块控制建筑沉降的复合板拼接形成；控制建筑沉降的复合板为方形结构，包括上刨花板、EPS板、下刨花板和接口装置；上刨花板和下刨花板分别位于EPS板的上下两侧；上刨花板和下刨花板的厚度为4mm 6mm ；EPS板的厚度为20mm 40_，控制建筑沉降的复合板的至少一边设有用于拼接的接口装置，该接口装置为榫头或榫槽；榫头为EPS板超出上刨花板和下刨花板边缘15mm 25mm形成的凸起；榫槽为EPS板位于上刨花板和下刨花板边缘内15mm 25mm形成的槽。
2.根据权利要求1所述的用于基础沉降控制的方法:其特征在于，所述第一级配砂石层和第二级配砂石层为IOOmm厚级配砂石形成。
3.根据权利要求1所述的用于基础沉降控制的方法:其特征在于，所述混凝土垫层为IOOmm厚C15素混凝土垫层。
4.根据权利要求1所述的用于基础沉降控制的方法:其特征在于，所述上刨花板和下刨花板通过胶水粘接在EPS板上下两面。
5.根据权利要求1所述的用于基础沉降控制的方法:其特征在于，所述上刨花板和下刨花板的厚度为5mm。
6.根据权利要求1所 述的用于基础沉降控制的方法:其特征在于，所述榫头的凸起高度为20mm，榫槽的槽深为20mm。
全文摘要
本发明公开了一种用于基础沉降控制的方法，该用法用于对于基岩面距离筏板底面高度小于0.5m需要适度控制基础沉降的地基，在基岩上依次设置第一级配砂石层、控制沉降复合板层、第二级配砂石层、混凝土垫层和筏板；其中，第一级配砂石层和第二级配砂石层为80mm～120mm厚度的级配砂石形成，压实度为0.90～0.93，混凝土垫层为80mm～120mm厚素混凝土层。本发明通过调节基础不同部分较大的沉降差异，大大减小基础内力，提高结构安全性。尤其是通过在原本沉降很小的部位设置控制沉降复合板，可以调节不同部分基础的沉降相近，沉降差控制不超过5mm。
文档编号E02D27/34GK103074885SQ20131000310
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月5日 优先权日2013年1月5日
发明者韩小雷, 李耀琨, 季静 申请人:华南理工大学