葛庆生
(黑龙江省第六地质勘察院,黑龙江 佳木斯 154002)
1 场地这一概念在基坑工程中经常被提及,一般认为,场地指的是工程建设直接占用的有限面积的土地。例如,在某处建一栋高层建筑,有人就认为,其场地为该建筑物的建筑占地面积,或为施工占地面积。实际上这种机械地、孤立地理解是错误的,它将我们引入了一个误区,使我们在分析深基坑工程遇到一些问题时,尤其是分析深基坑开挖产生的土体位移及其对周围环境的影响时,会得出片面的或错误的结论。
2 我们知道,深基坑开挖的过程是基坑开挖面上卸荷的过程,由于卸荷会引起坑底土体产生以向上为主的位移,同时也引起围护墙在两侧压力差的作用下而产生水平向位移和因此而产生的围护墙外侧地层土体的移动。在地层较好的地区,基坑开挖所引起的周围地层变形较小,如适当控制,不至于影响周围环境,但若在软土地区,由于地层的软弱复杂,基坑开挖往往会产生较大的变形,如控制不好,会严重影响深基坑周围的建筑物、地下管线、交通干道的使用与安全。分析此类问题,若将场地仅局限于建筑物占地面积或施工:占地面积上,显然是错误的。因此,在基坑工程中所讲的场地应是宏观意义上的场地,在地质条件复杂的地区,场地还应扩大涉及到包括占地面积在内的某个微地貌、地形和地质单元以及受到基坑变形影响的周边环境。
3 对场地等级的评定,从一级开始,向二级、三级推定,以最先满足的为准
地基是场地内的一部分,是专指承挂建筑物基础的这一部分范围很小的场地。建筑物上部结构的荷载通过基础传至土体后,便继续向土体深部扩散,由于土体是一个半无限空间体,土中应力随扩散的深度而迅速减小。到某一深度后,由于上部荷载所增加的土中应力已甚小,对工程实际已无意义,因此,一般将基础底部标高至该范围内的土体统称为地基。对地基承载力及变形起主要作用的土体简称为地基主要受力层。当地基主要受力层较好时,建筑物的安全易于保证;当主要受力层为软弱土层时,地基事故相对增加,地基处理费用也增多。对地基等级的评定,也从一级开始,向二级、三级推定,以最先满足为准。基础是指承受上部结构的荷载,并将荷载传递到下土层的结构。它具有承上启下的作用,处于上部结构的荷载及地基反力的相互作用下,承受由此而产生的内力(轴力、剪力和弯矩)。另外,基础底面的压力作为地基上的荷载,使地基土产生应力变形。房屋建筑皆由上部结构和基础两大部分组成。通常我们以室外地面标高为划分标准,地面标高以上的部分为上部结构,地面标高以下的部分为基础。上部结构传来的荷载通过扩大的基础底板或桩基础等形式传递到下土层上去,以满足地基土的承载力要求。设计合理的基础,可以最大限度地减少地基土可能产生的变形,并使上部结构不至产生过多的次应力。
场地、地基及基础三者是相互关联的。我们从事工程建设,在前期工作的可行性研究中要尤其重视对场地的评价。应尽可能选择在地质条件良好的场地从事建设,如果选择在地质条件不好的场地进行修建,地基承载力和变形等不能满足设计要求,就必须对地基土进行加固处理,这样就会提高工程造价,另外也增大了施工难度。工程技术人员要高度重视场地范围内及其附近的不良地质现象,制定合理的基坑开挖及支护方案、地基加固处理方案,消除直接威胁工程安全的重大隐患。
4 地基和基础的设计往往是不可截然分割的,基础设计时,除需保证基础结构本身具有足够的承载力和刚度外,同时还需选择合理的基础尺寸和布置方案,使地基的承载力和变形满足规范的要求。因此,基础方案的论证常是地基评价的自然延伸和必然结果。我们在考虑问题的时候,首先必须有一个上部结构——基础——地基相互作用的整体观点。要了解上部结构的特点、基础的作用,以及在各种地基上可能出现的问题。那种以为仅得知地基承载力就足以解决所有问题的想法是错误的。大量工程实践已证明,同一上部结构在某种地基上未出现问题,而在另一种地基上就出现了严重事故;或者在同一种地基上某些类型结构未出问题,而另一类型结构却遭到破坏。因此,上部结构、基础、场地及地基任何一方发生变化,都将给工程的设计和施工带来新的问题,它们之间是相互关联的。
[1]张德荣.复杂场地上地基处理实例[J].山西建筑,2006-05-20.
[2]黄存汉.国外建筑抗震规范场地、地基、基础部分综合评述(二)[J].工程抗震,1985-12-31.