《岩土工程1000问》一书限期征稿!!!|新闻与评论 - Page 29 - 领先的岩土技术社区，岩土领域的媒体、社区与应用平台！

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只看该作者 336楼发表于: 2010-03-11

八、地震工程与特殊土100问
问：智利地震与海地地震中，为什么海地地震震级低，但伤亡重呢？

智利地震与海地地震比较　这次智利地震释放的能量，几乎相当于今年1月海地太子港地震的500倍，但从目前的消息来判断，地震给智利造成的灾情远没有海地严重。就此，美国媒体分析认为其中原因不难理解，主要为以下几个方面：
　　　第一，智利的经济社会发展水平比较高，当地建筑有着严格的建筑质量标准和比较完善的应急措施，所以地震袭击之后虽然很多建筑受到损害但并没有完全倒塌。而海地则不然，建筑质量相当糟糕。因此有这样的说法，“地震本身不会杀人，而建筑会杀人”。“你看尽管智利的建筑在这次地震中有损毁，但程度不像海地的房屋那样被全部摧毁，”非政府组织人道主义建筑事务所执行主管卡梅伦·辛克莱介绍说。辛克莱补充说，他在智利的同事为当地许多低收入家庭建造了住房，尽管房子的造价并不高，但却栋栋都符合防震标准。然而，在海地，当地政府根本没有制定房屋的防震标准。
　　第二，智利此次里氏8.8级的地震震中位于智利南部全国第二大城市康塞普西翁东北90公里处，距离首都圣地亚哥有317公里，震源深度为34公里，震中也离人口稠密地区比较远一些。相比之下，海地地震的震源深度为13公里，离首都太子港的距离也很近，因此伤亡人数十分巨大。海地政府的统计数据显示，1月的强震已经造成海地22万人丧生。
　　第三，由于智利是个“多地震、多火山”的国家，因此对于防备地震袭击的准备工作做得比较好，当地居民的防震逃生意识比较强，地质专家的数量也远远高于海地。
　　在当天智利地震发生数分钟后，总部设在智利首都圣地亚哥的人道主义建筑事务所几乎没有接到任何求救电话，而在海地地震发生后，这家人道主义建筑事务所设在海地的分部却在短时间内接到了400多个电话。
　　另外，地震发生后，智利总统巴切莱特在第一时间发表电视讲话，宣布智利中部受灾最严重的几个地区进入“灾难状态”，并要求国民保持冷静。然而，在海地地震发生后，当地民众甚至不知道自己的总统是否还活着。

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2010-03-20

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只看该作者 337楼发表于: 2010-03-11

八、地震工程与特殊土100问
问：世界上最大的地震发生在什么地方？

　　从1570年以来，智利有确切记录的6级以上地震24次，其中1960年发生了二十世纪震级最大的震群型地震。　
　　
1835年

　　 1835年2月20日11时30分，位于智利中部的康塞普西翁和塔尔卡瓦诺两地发生强烈地震。由于是在中午，市民们感到脚下的大地开始颤动，立刻冲出家门，很多人幸免遇难。康塞普西翁市的房屋每一栋每一排都是独立分开的，地震后便出现了一堆一堆、一排一排的瓦砾，与塔尔卡瓦诺形成了截然不同景观。塔尔卡瓦诺震后遭到海啸袭击，劫后只能辨认出一层砖瓦木料和断壁残垣。　
　　
1939年

　　　1939年1月24日夜晚11时35分，智利沿海长达450英里的地区内发生了持续3分钟的地震，受灾最严重的是康塞普西翁、奇廉、科伊维克、科罗内尔和安戈尔诸城。这次地震使50000人丧生，60000人受伤，70万人无家可归，经济损失达数百万美元，是当代美洲历史上损失最为严重的一次大地震。　
　　
1960年

　　　1960年5月21日～6月22日在智利发生了二十世纪震级最大的震群型地震，该大地震群由7次7级以上地震组成，其中8级以上地震二次，最大震级9.5级，共造成6000人死亡，损失6.8亿美元。接连发生的大地震在瑞尼湖区引发了大型滑坡，滑坡体填入湖盆使湖水上涨外溢，淹没了瓦尔的维亚城，造成全城100万人无家可归。震中在康塞普西翁，这次地震有两个很突出的特点：一是接连发生了3个大于8级的地震，二是海浪波及甚远。从5月21日至6月22日，共发生过10次7级以上的地震，其中3次超过8级。5月22日的地震，震级达8.9级。这次地震破坏最重的地区是从圣地亚哥到蒙特港等地。地震时产生的海啸越过太平洋，日本海岸遭到的海啸浪高达4米，造成巨大灾害。另外，这次地震时发现震中区天然土上的烈度为VⅡ度，而人工充填的不结实的地表土其烈度可达XⅠ度。通过这次地震，求得了地震时破裂传播速度可达每秒数公里。由于此震甚强，它激起了明显的地球自由振荡。

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2010-03-20

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只看该作者 338楼发表于: 2010-03-11

三、地基处理设计与施工100问
问：桥头路车有何危害？产生的主要原因是什么？
一、桥头跳车对工程及运管的主要危害
      所谓跳车是由于公路桥头及伸缩缝（桥头引道）处的差异沉降或伸缩缝破坏而使路面纵坡出现台阶引起车辆通过时产生跳跃的现象，其主要危害有以下几个方面：
      第一，对行车安全和舒适度的影响。由于跳车的存在使车辆不得不降低车速，使公路的使用功能和通行能力受到很大影响；另外跳车使驾驶员和乘车者感到不适，心情不快易疲劳，所载货物易损坏；严重跳车会造成翻车、追尾等交通事故，威胁人、车和财物的安全，造成生命、财产的损失。
      第二，由跳车产生的水平和垂直冲击力会对路面、路基和桥梁结构物产生进一步的损坏，从而增加了养护维修费用和管理的难度，并降低了公路使用性能。
      第三，跳车时的冲击力会对车辆产生不利反力，增加车辆的振动和机械磨损和轮胎的磨耗，油耗增大，缩短车辆使用年限，增加运输成本。
      第四，跳车时的振动和噪声对驾驶员乘车者和公路两旁的居民会产生噪声污染，不利于人们身心健康，影响其正常的工作和生活。
      二、产生桥头跳车的成因分析
　   桥头跳车台阶的产生和行成是多方面的，包括地基地面条件、填料、施工材料以及设计、施工等多方面的原因。
      （一）桥头及台后填方地基的受力与沉降变形分析
　　我国地域辽阔，作为桥台及台后填方地基的地层岩性状况也千差万别，如基岩（岩浆岩、沉基岩、变质岩）地基、黄土地基、软土地基、冻土地基、盐渍土地基、膨胀地基等等，除基岩（指次坚石以上的岩类）地基外，其他类型的地基一般情况在桥台及台后填方的作用下，均要发生不同程度的沉降或竖向固结变形，所以对地基必须进行加固处理设计，如采用扩大基础或桩基础等，以保证地基的稳定性。
      桥台及台后填方的地基一般情况为同一性质或同一类型的地层，但从目前情况看，仅对桥台地基进行加固处理设计，而对台后填方路段下的地基一般不进行加固处理设计。桥台和台后填方是两个性质不同的结构体，虽然桥台作用在地基上的压力大于台后填方，但由于桥台基础一般都进行了加固处理，所以一般不发生竖向沉降变形。而台后填方的基础一般不进行加固其竖向沉降变形都有远大于桥台下的地基变形，由于地基的这种差异变形，反映到上部路面，就出现了桥台湾省和台后填方段的差异沉降。
      （二）台后填料受水浸侵蚀及变形分析
　　桥台一般由浆砌片石和钢筋砼砌筑，在桥台和台后填料之间或者锥坡部位，大气降水易沿路面锥体下渗，下渗水对桥台一般不产生破坏作用，但对土体填料易产生侵蚀和软化，特别对于填方体压实度不够，产生侵蚀和软化，降低强度，从而导致填方体变形。对砂砾石类填料，从填方横断面看一般填方体中部为砂砾石，两侧为土类，这种结构只利于水的下渗，而不利于水的横向排泄。对不加固的地基来说，填方体中部压力大，向两面侧边坡的压力逐渐减少，从而使地基产生凹形沉降变形，当水沿砂砾石下渗到地基后，下渗水不易快速排泄，从而软化地基，并加速地基的变形。
      （三）台后填料压实分析
　　靠近桥台处填方体的压实度很难达到设计规范要求，这也是一直困扰设计和施工的难点。目前在设计上和施工中主要采用强夯、人工夯实、填筑砂料等方法和措施。对于轻型桥台，重型压路机靠近桥台进行压实，但振动压路机可能破坏桥台的结构；而对于“U”型桥台，重型压路机难以靠近，从而使靠近桥台部位的填方土体不易达到设计和压实度要求，造成桥台与台后填方差异沉降。
　　三、桥头跳车台阶产生的主要原因
　　通过以上分析，可得出产生桥头跳车台阶的主要原因有：
      （一）地基强度不同
　　桥涵通道与路基大都是同年平行进行施工的，桥涵是钢性体，其地基强度一般都有较高的要求，并进行加固处理，沉降较小或不沉降（岩石地基）。而台后填方段地基未进行加固处理，从而使桥台和台后填方产生差异沉降变形，以致形成台阶。
      （二）设计不周
　　设计人员有时对施工过程如何便于碾压考虑不周，对于填料的要求不严格，台背排水考虑欠佳。桥涵结构物两端的路堤，由于过水、跨线或通道的要求，一般填土都较高，低的3m左右，高的可达10m或更高，除了过水的桥涵两侧路堤往往浸淹，地基条件也较差，设计上对路基断面结构和边坡防护上有所考虑外，其它多数情况对高路基设计上并无特别的要求，如压实指标均与一般路基无异。但由于路基较高，在填筑以后受到自重和行车荷载的作用，路基土必然要产生竖向变形值。
      （三）台后填料不当
　　施工时对桥台台后的回填土未能慎重考虑，施工人员用料不当、控制不严，未能达到要求。但需要特别指出，施工不良比材料不良更易造成构造物台后填料的下沉。
      （四）台后压实不足
　　施工时工期工序安排不当，以致桥头填土处于工期未期，被迫赶工，不能很好地控制台背填土的压实度，致使填料压实度不能满足设计和规范要求，使填方体产生竖向固结变形，形成较大的工后沉降，在台背与路基连接处造成沉陷形成台阶。
      （五）地基浸水软化
　　软土地基、湿陷性黄土地基浸水等造成路基沉降。
      （六）桥台伸缩缝的破损
　　据上述分析，形成桥头台阶的原因很多，结构的差异、设计的不周和施工控制的不严等到综合因素的作用导致了差异沉降的发生和发展。

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2010-03-20

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只看该作者 339楼发表于: 2010-03-11

      三、地基处理设计与施工100问

问：桥头跳车防治措施有哪些？

（一）地基加固处理
　　为消除桥台和台后填方段的差异沉降变形，需要对地基进行加固，对一般地基可采取加固土（水泥土、石灰土等）的方法进行加固处理，对软土、湿陷性黄土、解冻土、河相冲积土等特殊地基，需进行适用于各自特点的特殊地基处理方法，如换土、强夯、固结、轻质路堤和粉喷等方法，以改善地基提高承载力减少工后沉降。
　　台后填方段的地基压力，其次台后填方的高度一般情况下沿纵向（远离桥台）不断降低，即压力不断减小，所以在进行地基加固处理时，首先应了解地基的地层岩性情况，并取样做土的含水量、密度和剪切实验，对特殊地层如黄土和膨胀土还需做湿陷性等实验，从而确定地基沉降变形特性（固结变形计算）；其次分段计算填方自重压力，根据具体的地层情况设计地基加固方案，使台后填方路段的地基沉降变形与桥台地基沉降变形保持一致，对不同的地层采用不同方法和措施。
      1.软土地基
　　软土属高压缩、大变形地基，对该地基首先采用插塑料板、袋装沙井、超载预压等方法进行排水固结，其次根据填方路堤的压力计算，采用喷粉桩、挤密桩等进行加固处理。我们在在沪瑞高速公路江西境内就采用先挖排水沟再进行压水泥浆固结地基效果很好。
      2.流相冲洪积物地基
　　该地层分布广、类型多、相变较大，地貌一般为河漫滩，或一、二级阶地，该地基无论地层岩性条件，还是固结变形情况都有优于软土地基，但是由于该地基岩性和固结情况变化较大，在地基加固设计前，应做好地质勘察和土工实验，计算固结沉降量和填方压力，在此基础上进行地基渐变加固处理。
　   3.湿陷性黄土地基
　　对桥台路堤边坡和锥坡坡脚外2M范围的地基（明挖扩大基础桥台的基底）进行强夯处理，压实度不低于85%，另加2个百分点，同时满足桥台基底承载力的要求；处理后的基底标高在桥台、桥头路堤范围内应在同一水平面上，并用石灰土或水泥土封闭，防止地基浸水。湿陷性黄土地基还应做好防水、排水工程，防止地表水渗入路基，造成沉陷。
      （二）桥头设置过渡段
　　考虑桥台与台背路面在结构、材料、刚柔、胀缩等方面存在的差异，为了在其纵、横向都能平顺逐渐过渡，可采取以下措施：
      1.设置枕梁和搭板
　　枕梁和搭板根据不同情况应采取不同的布置方式：      （1）桥梁为正交时，搭板预制，板顶浇厚6CM30#钢筋砼或钢筋纤维砼铺装层，在搭板与砼路面相接处设置胀缝，在与搭板邻近的2～3块路面的板缝连续设置胀缝。（2）桥梁为斜交时除用钢筋砼搭板和铺装层整体浇灌外，另设置钢筋砼渐变板，其一端置于枕梁与搭板连接，另一端则直接置于路基相接于砼路面。
      2.设置变厚式埋板
　　对沥青砼路面，在桥台连接处设置变厚式砼埋板；对砼路面，则将连接处的路面板改为变厚板。在搭板、埋板下为保证连接部位的刚柔层次面水平和垂直方向均渐次变化，宜采用强度和回弹模量均高于土基的路面结构材料，以提高该部位的整体受荷和抗冲能力，利于减少锚台幅度，调整不均匀沉降。
      3.路面类型过渡
　　桥头不均匀沉降原因很多，且难于根除，为此常根据桥涵的长度和接线填方长度在桥头一定长度范围内铺设过渡性路面，待路堤沉降基本完成后再改铺设计路面。
      （三）台背填料的选择
　　设计及施工中，台背填料应在现场择优选用。宜采用透水性好的填料填筑桥涵两侧路堤或采用改良性土作为填料。如果条件允许可用轻质材料填筑。
      （四）台背填方的碾压方法
　　施工过程中尽可能扩大施工场地，以便充分发挥一般大型填方压实机械的使用，认真施工，给予充分压实，在不能用大型机械压实的情况下，要用小型振动压路机或蛙式打夯机进行压实。
      （五）设置完善排水设施
　　排水设施对填方的稳定极为重要特别对靠近构造物背心的填料，施工前应做好排水使原地基排水固结必要时进行换填或打桩排水固结。
      五、防治新技术
      （一）土工格栅处理桥台涵背的填方
　　土工格栅是五种抗拉强度较高的材料，具有良好的水稳性，对路基土粒间存在一定的约束作用，可以增加土基的整体回弹模量，防止土基和基层产生裂纹时辐射到路面面层上，还可以增加路面基层整体强度的优点。具体情况如下：
　   1.挖开基坑砌筑构造物（桥台、通道、涵洞），将构造物砌到一定标高（至少高于地面线）。
　   2.用砂砾或者其他材料把构造物两端场地整平，并充分压实。
　   3.分层填筑砾石至构造物的砌筑标高。
　   4.在构造物两端5～10mm范围内，铺一层土工格栅，把30～80mm长的格栅伸入构造物内，然后再砌筑一层，把格栅的一端压入构造物中，压入长度至下而上逐渐减少即层与层之间剪切齿缝。
　　砌筑时，压入层的砂浆一定要充分，背包石压紧格栅末端，不能留缝，以免影响层与层之间的粘结力，其余土工格栅用U型钉锚固在压实好的路基上，格栅最好用双向抗拉格栅，每层格栅的间距根据填土高度或按设计意图施工。
      （二）加筋土整体式桥台
　　加筋土整体式桥台可用来解决软土地基路桥结合处的差异沉降，加筋土是由筋带与填料之间的磨擦作用来实现的。
      （三）台背回填采用刚柔过渡段法
　　结构物台背是用刚性很大的石块或钢筋砼浇筑而成，是刚性体，而路基一般是用柔性较大的土填筑而成，是强塑性体，显然路基体与结构物之间存在着较大的刚度差，这个刚度差的存在必然引起路基与结构物之间产生较大的相对变形差和较大的刚度突变。所以台背回填物应使用刚度介于路基土和结构物材料刚度之间的某种材料，并沿长度方向变化其厚度，也即台背回填与路基接头采用一定的倾斜角相连接，台背回填远薄近厚，使台背回填整体刚度沿路长度方向逐渐变化，从而实现台背回填的刚柔过渡。
　　在材料选择上，应采用水稳性好的材料：二灰土、水泥稳定砂砾（土）或者石灰土分层压实，厚度在10～15CM之间。
      （四）改变伸缩缝的种类和位置
　　一种是台背一定范围内的路面伸缩缝尽量采用工厂化生产的嵌入式塑胶条，少用沥青填充料；另一种是桥面上尽量把桥头处的伸缩缝位置移至与桥头相邻的墩上，把桥头处改为桥面连续，这样可以减少桥头跳车的机会。例如我们就在国道323线的鹿鸣关大桥上就采用这种方法，效果不错。

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2010-03-20

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工程师

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只看该作者 340楼发表于: 2010-03-12

构造应力场?
为了讨论岩石开挖引起的应力和变形，首先必须了解岩体中的原始应力状态，即岩体的天然应力场。岩体的天然应力场是极其复杂的，它的形成是在地壳形成的若干历史年代中，以及与地壳形成后各个时期的各种构造形迹一起形成的，并受到各种地质因素的控制和影响，因此它的基本特征和分布规律还远未被人们认识，天然应力场目前还无法用理论计算，
通常都由实测确定.根据形成天然应力场的主要因素，把它分成两个主要组成部分，即自重应力场和构造应力场，将它们叠加起来就组成了天然应力场.
构造应力场表现形式?
岩体内的所有结构面均与构造应力有一定的成生关系；根据结构面上下盘岩体的相对运
动距离不同，可划分为断层和裂隙，结构面上下盘岩体有明显相对位移称之为断层，无明显错动距离的称之为裂隙；而断层根据构造应力场特征，可分为张性、压性、扭性断层，亦可称为正断层、逆断层、平推断层。岩体在多期次构造应力场的作用下，形成了各种力学性质断层和裂隙，因此，在进行构造应力场的分析时，判明岩体内各种断层、裂隙的力学性质是做好构造应力场分析的关键。
断层
根据断层面的平面及剖面形态、上下盘相对位移、组成断层的岩性，可将断层分为张性断层、压性断层、扭性断层，而后期构造应力场形成的断层又可对前期构造应力场形成的断层进行改造和叠加，形成各式各样的断层，如张扭性、扭张性断层等等。
裂隙
裂隙是构造应力场主要表现形式之一，裂隙上下盘岩体无明显的错动距离，裂隙按其力学性质特征可分为张裂隙、剪裂隙两种。张裂隙是岩体在张应力作用下形成的一系列裂隙组合。其特点是裂隙面宽度大、延展短、曲折、粗糙、张开、尖灭较快、分布不均匀。剪裂隙是岩体在剪应力作用下形成的一系列裂隙组合。它常以相互交叉的两组裂隙同时出现，因而又称“X”裂隙或共轭裂隙。

构造应力场的形成?
在地质力学中通常将具成生关系的一组断裂组合称为构造体系，构造体系是具一定方式、方向的构造运动所造成的变形结果，亦即构造体系是构造运动的一幅变形图象，这幅应变图象反映了一定方式的构造应力场。我们把那些在一定区域内具有成生联系的构造形迹所反映的不同地点地应力状态的总体叫做构造应力场。应变图象大体上与构造应力轨迹网是一致的，这是完全可以肯定的。根据库仑准则均质材料产生剪切破坏时，其破裂面与σ1夹角一般均小于45°[2]；但由于岩体的各向异性及晶粒间内摩擦等原因，实际出现的共轭剪裂面常偏向靠拢最大主压应力轨迹线，该夹角常发生不同程度的变化，两者常呈30°左右的夹角。

主应力方向的分析和应用?

主应力方向的分析?
岩体中大小不连续面均影响地应力场，而其主应力方向通常可以根据地质构造加以估计，一般正断层最小主应力σ3方向水平且垂直于断层走向；逆断层一般最大主应力σ1方向水平且垂直于断层的走向；而走向滑移断层，最大主应力σ1和最小主应力σ3均水平且与断层走向呈小角度（锐角）相交，σ2垂直于最大、最小主应力组成的平面；而岩脉，最大主
应力σ1多与岩脉走向平行，最小主应力与岩脉垂直；对于褶皱其最大主应力σ1方向多垂直于褶曲枢纽轴。
在野外为了确定残余应力场σ1、σ2和σ3的大致方向，通常需要确定场地裂隙发育的优势方向和岩石（层）错断的初始位移的大致方向和指向，以及断层与σ1方向之间的夹角（θ），因此在野外必须进行岩体结构面的精细描述[5]，详细描述结构面的各种参数，区分结构面的力学性质，判明某一场地是由何种力学性质的结构面占优势，并统计分析其优势发育方向，计算该两组结构面的夹角，并与现场统计的结构面夹角统计值进行比较，结合地表形态特征（例阶地特征、跌水、山谷形态、水系发育特征[6]），从而得出该场地大致的构造应力场主应力的方位，判明应力椭球体形状。一般情况下，构造应力场应力椭球体的形态主要存在潜在走滑型、潜在逆断型、潜在正断型[4]等三种形式。

构造应力场在工程中的应用?
在土木工程施工中，经常需要进行岩体开挖，开挖必然破坏原有岩体内的应力平衡状态，在一定的范围内引起岩体应力状态的重分布，使岩体产生破裂、变形，如果重分布后岩体应力和变形超过岩体的强度和稳定性的容许范围，将直接影响到建（构）筑物的安全。在岩土工程中，特别是在岩石工程施工中，应加强残余构造应力场监测和分析，例如新奥法遂道施工法就是残余构造应力场分析研究成功应用的范例。根据大量已有工程调查，在高地应力区开挖形成的岩质边坡，当坡面走向与最大主应力方向垂直或大角度（锐角）相交的斜坡，坡面采用全封闭时，易引起掉块、鼓胀、拉裂等变形或破坏。

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岩土工程勘察100问

问：常见的岩土工程问题有哪些？
　　
　　岩土工程是在人类工程活动实践中逐渐形成和发展的，它不是一个独立的体系，而是和环境紧密地结合在一起的，人类活动总是在自觉不自觉地影响和破坏环境。在我国由于灾害所导致的环境问题中，据估计地质灾害造成的损失约占整个灾害损失的35%,而这其中崩塌、滑坡、泥石流及人类工程活动诱发的浅层地质灾害造成的损失约占55%。据有关资料介绍，近十年来，仅西南、西北地区由于大型工程建设所诱发的地质灾害所带来的处埋费用单项上亿元的就有近十起，如云南漫湾水电站施工过程中，左岸缆机平台边坡失稳，陇海线葡萄园段滑坡整治、盐池河岩崩，成昆线铁西滑坡、乌江鸡岭崩滑等。大坝的蓄水有可能造成诱发地震,水位的抬升,有可能诱发两岸岸坡的崩塌、滑坡，所以长江三峡大坝上游正在进行大规模的岩土治理工程，另外，象垃圾填埋场如果处理不好废弃物和地基的过量变形，可造成封盖和底部密封系统开裂，从而造成环境污染。
　　
　　山区高速公路的修建不仅为我们提供了大量的商机，但因为大量的挖方、填方工程打破了土体原有的平衡关系，特别是开挖后暴露的临空面很容易造成崩塌、滑坡。处理不好就造成地质灾害。如2002年我们施工的泰赣高速公路边坡治理工程采用的是预应力锚索，在即将竣工的时候突然出现锚索崩断，施工人员和主要设备刚刚撤离，顷刻间山体滑坡，整个锚护工程功败垂成。事后发现在我们施工的顶部排水沟后方几十米远处有一个滑动面，这是原来设计方没有察觉的隐患，最后事故的发生原因只能归咎于自然灾害。边坡锚固工程锚固段必须穿过潜滑面一定深度，使它与周围土体结合牢固，通过与土层的紧密接触将锚杆所受荷载分布到周围土层中去。
　　
　　随着城市高层建筑的增多，基坑工程大量出现。岩土工程勘察报告必须针对以下五个问题提供有关计算参数和建议：1、边坡的局部稳定性，整体稳定性和坑底抗隆起稳定性；2、坑底和侧壁的渗透稳定性；3、挡土结构和边坡可能发生的变形；4、降水效果和降水对环境的影响；5、开挖和降水对邻近建筑物和地下设施的影响。郑州地区目前开发商出于经济的考虑，一般都不进行专门的基坑勘察，而仅在岩土工程勘察报告中涉及部分内容，加之支护结构施工时存在的一些质量隐患，所以一旦基坑开挖就容易出现这样那样的问题，只能临时采取一些应及措施。
　　
　　河南金融广场地下室2层，距周围建筑物最近处仅6米，为了安全基坑开挖前不仅施工了护坡桩，防渗帷幕，还使用了内支撑。在开挖过程中由于止水帷幕不严密，基坑降水影响到周围建筑物地下水位明显下降，涌水涌沙，造成地面沉降，建筑物大面积开裂。基础分公司组织抢险，采用注浆法加固周围土体，隔断基坑内外水力联系，从而避免了险情的进一步发展。河南省长线局基坑深7米，悬壁式护坡桩长10米，插入基底3米，不能有效抵抗侧壁压力，引起基坑坍塌，影响到相邻单位的一排平房倒塌，从而引发经济纠纷。
　　
　　由于岩土工程与环境紧密相关，进行岩土工程勘察设计时同样要注意环境的变化。如内蒙古某工程在一期初步设计和施工图设计阶段的岩土工程勘察过程中，地下水位都很低，但一期工程建成运行后，地下水抬升而变得很高，致使一部分土变成饱和土，甚至低洼处都积水。地下水位抬升使土体饱和，降低土体抗剪强度，加大建筑物沉降量和不均匀沉降。目前岩土工程勘察报告中都要求量测地下水位，并提供水位变化幅度，郑州地区地下水位变化幅度一般1—1.5米.
　　
　　总之,岩土工程与环境的关系是在研究地质环境对人类工程活动制约的基础上,重点研究人类活动对环境的影响效应,如何评价,预测和控制,以规范人类活动行为,提高环境质量治理，并整治地质灾害,减轻灾害对人类的威胁,从而保持社会经济的可持续发展,是岩土工程的一项重要工作。

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深基础设计与施工100问

关于桩基沉降估算
1、地基土压缩模量的确定
    桩基础沉降计算中，准确确定地基土的压缩模量十分关键。鉴于目前的勘察水平，由于原状土样的采取受到很大的限制，特别是对于粉性土、砂性土等深层地基土，其压缩模量仍然很难正确确定。
    2、实体深基础法计算桩基沉降经验系数
    根据上海地区51幢建筑物的数据，分别采用《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002与《上海市工程建设规范—地基基础设计规范》DGJ08-11-1999的“实体深基础法”进行计算，表明《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002提供的桩基沉降计算经验系数的保证率在54%左右。
    3、桩基等效作用分层总和法
    依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008提供的方法，对福州某住宅小区采用复合桩基与常规桩基的8幢住宅楼，采用等效作用分层总和法计算沉降，进行对比计算分析后发现，等效作用分层总和法可能不适用于复合桩基。
    4、软土地基减沉复合疏桩基础
    《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008未提供计算例题，设计人员对软土地基减沉复合疏桩基础的计算过程难以把握。按《软土地基基础工程典型案例——失误与对策》书中第一章第1.7节根据该规范条文说明表13中第7项工程的数据，推导出软土地基减沉复合桩基础计算方法的计算过程，可供设计者参考。

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深基础设计与施工100问

关于水泥搅拌桩复合地基与复合桩基的计算
1、水泥搅拌桩复合地基
    根据苏南、浙南地区的水泥搅拌桩复合地基工程实践可以得出以下初步结论：
    ﹙1﹚对于上海、苏南、浙南地区这样的深厚软土区，难以采用同一种计算方法较准确地计算水泥搅拌桩复合地基的沉降，也难以确定相同的沉降计算经验系数。
    ﹙2﹚基本相同的地基土条件、基本相同的桩长，六层与七层住宅沉降的差异，其主要区别是复合体底面土的附加压力不同。
    2、复合桩基
    根据工程实践，对于不存在软弱下卧层的工程，复合桩基桩端持力层选在ES＜10MPa的硬土层；对于存在软弱下卧层的工程，复合桩基桩端持力层选在ES≥10MPa的硬土层，都是可行的。
沉降控制复合桩基的基础偏心距计算，可从复合桩基承台下地基土与桩分担外荷载的基本假定出发，进行计算。

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深基础设计与施工100问

高层建筑桩筏（箱）基础承台板计算探讨

1、引言概况
上海地区在200～300m以内不存在基岩，桩基础类型均为摩擦桩，建筑物的沉降问题一直受到关注，有关地基变形观测分析资料较多。20世纪60年代，上海就已有约400多座建筑物的沉降观测成果，观测时间长达5～15年。1963年编制地基基础设计规范时分析了其中72幢建筑物的沉降观测资料；1975年修订地基础设计规范时又在72幢建筑物的基础上补充了近百幢建筑物的资料，包括沉降计算分析和不均匀沉降对建筑物影响的调查研究。
在《上海市标准—地基基础设计规范》DBJ08-11-89编制时，补充了10余幢箱形基础的数据，观测时间一般为3～5年，长的有10余年。用于桩基沉降计算的桩基工程资料有30余幢，沉降观测时间均在3～5年或者更长。
到编制《上海市工程建设规范—地基基础设计规范》DGJ08-11-1999时，为了用统计方法求得沉降计算经验系数，共收集了上海地区93幢建筑物的完整实测资料和计算资料（包括荷载资料和桩位资料等）。
实际用于分析的建筑物共69幢。其中有：综合办公楼15幢，宾馆5幢，住宅46幢，工业建筑3幢。按桩型分类，则有：混凝土预制方桩51幢，钢管桩5幢，混凝土预制管桩4幢，钻孔灌注桩11幢。桩尖埋深最浅的是9.9m，最深的76m，大部分（52幢）建筑物的桩入土深度为20～50m。这69幢桩基工程的沉降观测资料基本上是完整的，观察点数、观察次数均达到一定的数量，观察时间在竣工以后持续3年以上的有58幢，占总数的84%。
这些桩基工程数据也为《建筑地基基础设计规范》GB50007—2002与《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008提供很好的参考。
根据这些实测数据，上海软土地区高层建筑的桩基础，建筑物竣工时的沉降量约为总沉降量的30%~50%。于是，从而总结出一整套符合上海软土地区实际情况的桩基沉降与桩筏（箱）基础承台板内力计算方法。
有些地方的工程师认为，高层建筑桩基础在竣工时的沉降已完成了总沉降量的80～90%，又由于主楼与裙房、外扩地下室之间的后浇带在结构封顶后才浇筑，在桩筏（箱）基础承台板内力计算时忽略了主楼与裙房、外扩地下室之间沉降差引起的附加应力。这种情况需要本地区长期沉降观测数据的支持。而本章介绍的一些竣工数年后以及施工期间发生的桩筏（箱）基础的底板开裂事件，却支持上海地区的经验。

2、主裙连体等刚度桩基失误案例与对策研究

2.1概述
上海地区20世纪90年代开始进行主裙连体建筑桩基础的工程实践，并取得良好的效果。当时主裙连体建筑桩基础的设计理念为，将桩端持力层设置在尽可能深的较坚硬土层，且主楼、裙房与外扩地下室均采用同一桩端持力层，因此桩长多在40m以上。
即使采用上述桩基础，主裙连体建筑中的高层建筑仍存在一定的沉降，产生的沉降差使地下室底板出现开裂现象。
这里结合上海某主裙连体大楼基础设计的失误案例，对这类工程桩基础的设计进行探讨。

2.2上海某主裙连体大楼承台板开裂案例分析　

【案例】上海某主裙连体大楼
工程概况
该工程由两侧4层与9层裙房、中间28层主楼组成，一层地下室。拟建场地在表层粉质黏土以下为11m厚的淤泥质黏土，第○6层粉质黏土硬土层较薄，第○71、○72层粉砂厚度近10m，其下为16m厚的可塑性粉质黏土。
案例地基土层物理力学性质指标见《软土地基基础工程典型案例——失误与对策》书中表6.2.1
地基基础设计
该大楼的一层地下室连成一个整体。
案例剖面示意图见《软土地基基础工程典型案例——失误与对策》书中图6.2.1。
主楼与裙房均采用39m长钢管桩，桩端持力层为第○72层灰绿—草黄细砂。主楼采用3m厚的厚筏承台板；裙房采用独立桩承台、400×800㎜基础梁、400㎜厚地下室底板。主楼的计算沉降值为110㎜，4层裙房计算沉降值为20㎜。为了减少28层主楼与4层裙房之间沉降差引起的底板附加应力，该工程在主楼厚筏承台板与裙房底板的连接处，预留了1m宽后浇带，待结构封顶时浇筑。
工程问题
该工程于1990年建成，同年1月14日主楼实测沉降最大值36.7mm；1991年1月25日实测同一点沉降值61.91mm；至1992年1月10日实测沉降值65.58mm，日平均沉降量约为0.011mm，已接近沉降稳定的标准。主楼的实测推算最终沉降值为75㎜。
该工程主楼竣工沉降值为主楼的实测推算最终沉降值的49.1%。
该工程竣工后，沿主楼厚筏承台板与裙房连接处的底板后浇带有开裂渗水现象，事后进行堵漏补渗处理。

3、失误原因分析

本案例的裙房实测沉降值未见报道。由主楼的实测推算最终沉降值为计算沉降值的68%，可知4层裙房的实际沉降值不会大于计算沉降值20㎜。于是主楼与4层裙房之间存在着50mm以上的沉降差。按工程竣工时的情况，其沉降差也达到30mm以上。
该工程的桩基设计思路值得商榷：主楼与裙房均采用同样长度的钢管桩，以第○72层灰绿—草黄细砂为桩端持力层，主楼的计算沉降值为110mm，4层裙房计算沉降值为20mm，试图靠后浇带来调节二者之间90mm的计算沉降差，未对整体地下室采取有效措施，导致地下室底板开裂。
上海软土地区的高层建筑桩基础竣工时一般只完成最终沉降量的1/2~2/3左右。因此对高层建筑的后期沉降，应引起足够的重视。

4、对策研究

以现在的设计理念来看，本案例的4层与9层裙房的桩端持力层可以根据裙房与主楼计算沉降接近的原则，选择在第○6层暗绿色粉质粘土或第○5层灰色粉质粘土，但在当时尚未被工程界接受。
本案例主楼的实测推算最终沉降值为计算沉降值的68%。计算值偏大的主要原因在于桩端持力层第○72层细砂下存在着第○8层粉质黏土，厚度为16m，压缩模量Es=6MPa左右，较大地影响了沉降计算的准确性。
沉降计算的准确与否,对工程设计的合理性影响很大.
20世纪90年代上海某大厦工程，外扩地下室的最远端与24层主楼相距18m。主楼与外扩地下室均采用42m长的钢管桩，桩端持力层为第○71层粉砂，厚20m,其下存在3m厚的软塑—可塑粉质黏土。单桩承载力标准值为2400kN，静载荷试验单桩极限承载力大于6000kN。主楼计算沉降值为190㎜。鉴于此，地下室底板采用2000㎜厚筏，外扩地下室底板以主楼边为支座，按悬臂板计算2000㎜厚筏内力。
工程竣工实测沉降量为6~12㎜。经4年使用厚筏承台板无渗漏迹象。
按竣工时实测沉降量占最终沉降量的30%计，该工程的最终沉降量约为40㎜。仅为计算沉降值190㎜的21%，相距较大，因此2000㎜厚筏承台板就不合理了。
桩基础沉降计算中，准确确定地基土的压缩模量十分关键。根据目前的勘察水平，由于原状土样的采取受到很大的限制，特别是粉性土、砂性土等深层地基土的压缩模量很难正确确定。
《上海市标准—岩土工程勘察规范》DGJ08-37-94给出了土的压缩模量Es与静探比贯入阻力Ps的关系式。
《上海市工程建设规范—岩土工程勘察规范》DBJ08-37-2002的表13.4.6为土的压缩模量Es与各种原位测试成果的关系。对于砂土和砂质粉土，主要依据旁压试验Em与静探比贯入阻力Ps、标准贯入试验锤击数N值建立相应统计关系（近一百个工程数据），再由Es与Em相关关系得到Es与Ps、N、qc的关系式；对于粘性土（第5、6、8层土）则通过Ps值与室内试验得到的Es建立相应经验关系（约一百项工程数据）。再考虑安全储备，进行适当折减，求得经验公式。
表13.4.6提供的土的压缩模量Es仅为地基土在自重压力至自重压力加附加压力（200kPa~300 kPa）作用时的压缩模量，比一般地质勘察报告提供的数据更符合实际，值得设计人员参考，至少对邻近上海地区的工程设计有所帮助。
按《上海市工程建设规范—岩土工程勘察规范》DBJ08-37-2002的表13.4.6对压缩模量进行取值，桩基础沉降计算结果仍可能偏大。其一，由于表13.4.6提供的土的压缩模量Es仅为地基土在自重压力至自重压力加附加压力（200kPa~300 kPa）作用时的压缩模量；其二，就是上海地区第5、8层粘性土因为具有较长的地质年代，一般具有超压密（OCR＞1），尤其是第8层粘性土地质年代属于上更新世Q3，其OCR=1.25～1.4。在计算过程中均未能反映这些因素。
因此桩基础沉降计算经验系数宜根据类似工程条件下沉降观测资料和经验确定。
对上海地区大多数工程而言，桩基础的沉降计算，结果能够达到设计要求的保证率。因此，对于毗邻上海地区的苏南及杭嘉湖地区，深层地基土的压缩模量可以参照《上海市工程建设规范—岩土工程勘察规范》DBJ08-37-2002进行修正。

5、工程总结

上海地区根据较多的高层建筑沉降特别是沉降差的长期观测数据，较好地解决了本地区高层建筑桩筏（箱）承台板的内力计算问题。
上海周边省区特别是上海地区的苏南、杭嘉湖地区可参照上海地区的计算方法进行高层建筑桩筏（箱）承台板的计算或进行校核。其中苏南地区已在采用上海的地基基础设计规范进行地基基础设计得到当地各方的认可，取得较好的成果。
浙江省早已颁布本省的地基基础规范，也提供了桩基沉降计算公式与沉降计算经验系数。不过其推荐的“深基础法桩基沉降计算经验系数”至少对于上海的50幢建筑物的实测沉降数据而言，保证率较低，（详见本书第一章），计算沉降时宜注意到这一情况。浙南、苏北地区的地基土较为复杂，不宜直接套用上海地区的数据。
在沉降观测专用水准点的正确设置、深层地基土压缩模量的准确确定、高层建筑沉降与各部位沉降差的长期实测数据收集等诸问题未得到较好解决之前，要求设计人员考虑主楼与裙房、外扩地下室之间沉降差，计算大底盘高层建筑承台板的内力，确有一定难度。但可以做到的是，转变设计理念，重视沉降差对底板附加应力的影响。
对此提出如下建议：
（1）收集所设计工程附近类似工程的沉降数据，以便判断所设计工程的沉降计算结果是否准确；
（2）根据收集到的沉降数据，尽量将所设计工程的计算沉降控制在60㎜~70㎜以内；
（3）将主楼与外扩地下室之间的后浇带位置外移一跨，以便使最易出现裂缝的薄弱环节（后浇带）避开沉降差最大、底板附加应力最大的部位；
（4）对于主楼与外扩地下室之间第一跨底板以及后浇带的配筋，予以适当加强，以便抵御沉降差引起的附加应力。
随着各地区高层建筑桩基础计算方法的逐步完善，相信高层建筑桩筏（箱）承台板的计算问题很快将得到解决。

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深基础设计与施工100问

桩基础整体设计的要求有什么？
1 、在同一桩基础中，不宜采用受力不同的基桩，以防止基桩产生不均匀沉降而影响下部结构的正常使用。
2 、在同一桩基础中，不宜采用不同直径、不同材料和长度相差过大的基桩。
3 、对于特殊大桥或地质条件复杂，有其他特殊要求的桩基础，必要时施工前应进行现场基桩静载试验，以校验设计参数的取值，保证桩基础设计的安全性。
4 、对于超大跨度桥梁采用超深群桩基础时，要以减少承台自重和尽可能改善群桩基础受力为目标进行优化设计。

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三、地基处理设计与施工100问
选择软土地基处理方法时应考虑那些因素?

选择软土地基处理方法时应考虑一下因素：
     1、地基状况

        (1)土质为砂性土:仅对那种可能发生液化的砂性土采用挤实砂桩法或振动压实法进行改善。土质为粘性土:除了压实法外,其他方法均适用。但采取的处理方法对土基的扰动必须尽量小。因为粘土一经扰动,强度降低很多。(2)地基构成。在软土层浅而薄的情况下,常用简单的表层处理法。重要的构造物基础常用开挖换填法。若软土层较厚,应使用其他方法配合表层处理法。夹有砂层且厚度较薄(3～4m以下)的软土层,一般采用表层处理法,荷载压重法等方法,即使是5cm的砂层也是有效排水层,在土质调查中不要遗漏。

      2、道路性质

        (1)道路等级愈高,要求的平整度也愈高,愈需要采取有效的沉降处理措施。等级较低时,可先铺简易路面,待沉降结束后,再铺高级路面或次高级路面以节约资金。

        (2)道路填挖方高度及设计横段面。如路堤的设计高度与宽度是选择基底处理方法时要考虑的重要因素,当采用换填法时,宽而低的路堤易发生局部沉陷破坏;反之窄而高的路堤,下面多使用换填的方法,在设计高度较大而稳定无法保证的情况下,采用压重法将受到限制。

        (3)道路所在地形地段。一般地段上,剩余沉降即使大到一定程度,只要不均匀沉降不大,路面平整度基本上还可保持在允许的范围。

    3、施工条件

        不同的施工条件选用的处理方法不同,经济性也不同。主要有工期、材料、机械的作业条件等。

     4、周围环境

        (1)施工中对周围环境的影响,如噪音、振动地基及地下水的变化和排出的泥水等,在选择施工方法时必须考虑。

        (2)在路堤高度较大而地基特别软弱的情况下,周围地基经常发生大的隆起或沉降。这样,在路堤坡脚附近有民房和重要构造物时,应考虑以减小总沉降量且控制剪切变形的方法为主要措施。不能采用这类方法时,应考虑事先对可能受影响的构造物加以保护,否则应考虑以高架构造物代替路堤。如最近上海倒楼事故,经过专家的实地调查之后,倒楼事故原因终于查明,那就是倒塌的那栋楼房北侧在短期内堆土已高达9m,南侧正在开挖4.6m深的地下车库基坑,两侧压力差导致过大的水平力,超过了桩基的抗侧能力。在软土地基上挖坑、堆土、起楼,这一系列建筑施工行为并不需要施工方盲人摸象,而是有现成的规范性的行业标准可以参照执行。在2008年10月1日由建设部批准施行的《中华人民共和国行业标准:建筑桩基技术规范》(下简称《技术规范》)中,有如先验般地写入了这一施工常识——基坑开挖对桩基的影响以及不规范操作可能造成的严重后果。《技术规范》3.4节“关于软土地基桩基的设计原则”中明确提及“,在软土地区,……由于基坑开挖的不均衡,形成‘坑中坑’,导致土体蠕变滑移将基桩推歪推断,有的水平位移达1m多,造成严重的质量事故。这类事故从20世纪80年代以来,从南到北屡见不鲜。”该规范明确规定“,软土场地已成桩条件下开挖基坑,必须严格实行均衡开挖,高差不应超过1m,不得在坑边弃土,以确保已成基桩不因土体滑移而发生水平位移和折断。”将大量弃土堆在基坑旁,引起土体滑移,并造成桩基水平位移和折断的情况原来早已有前车之鉴,专家也已将此总结归纳为规范性文件并在建筑领域内强制推广。
参考文献

     《软土地基处理施工组织设计及施工技术问题分析》  钱承伟  广西公路技工学校

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只看该作者 347楼发表于: 2010-03-19

铁路的有渣轨道和无渣轨道的区别有哪些?各有什么优劣之处？
铁路的有渣轨道和无渣轨道的区别就是是否有道砟.道床是由道砟组成的叫有渣轨道，没有的叫无渣轨道.
有渣轨道由于是由道砟组成的道床，可以方便的进行线路的方向、高低的调整，所以被大多数地段使用，它的施工和养护比较方便，技术非常成熟。被世界各国铁路广泛采用。但是由于组成道床的道砟强度问题，和路基的地质问题，有渣轨道线路有很多的道床病害，比较典型的就是道床翻浆。
无渣轨道是把线路的道床部分用混凝土进行整体的浇筑，由于混凝土的抗压强度比较高在路基稳定的地段也有采用的，它的线路方向和高低的调整范围很小，一般在25mm左右，所以对它的施工要求较高，施工结束后的后期养护工作较少。但是一旦发生线路路基病害就很难养护，必须把基础从新浇筑，而且路基不稳定的地区采用整体道床的后期病害整治工作很难，投入也较大。
现在的铁路客运专线铁路大部分地段采用无渣轨道线路，是因为无渣轨道一旦施工成型后，它的稳定性很好，养护工作也比较简单，而且在列车的高速运行状态下有渣轨道很难保证线路的稳定性，这是高速铁路发展的总体趋势。但是高速铁路的基础施工要求就非常的严格，分层碾压的厚度控制的很死，就是为了保证在列车的高速运行状态下路基的稳定性。

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