建筑物地基抗震减震设计新理念.pdf

2015年8月
書与装
规划与设计
建筑物地基抗震减震设计新理念
李伟乔存怀
(成都军区建筑设计院
中图分类号:TU753.8
文献标识码:A
文章编号:1673-0038(2015)35-0023-02
俗话说,基础不牢,地动山摇。2008年发生在四川液川的大」米左右,柴油锤打入深度稍多一些,这种地质条件乂不适用于螺
地震,让许多城市建筑在一瞬间变成一片废墟,使许多人从身体」旋钻孔的施,旋挖桩机施效率义不高,并目护壁也比较困
上、心理上收到巨大的伤苦,国家财产损失巨大
难。而H型钢桩,可采用液压振动锤将其轻松打入卵石层中10m
般来说,建筑物抗由两部分组成:一部分是上部结构(即「以上,最深可达30多米,足以满足一般多层建筑物的要求。由于
地面以上的主体部分的抗震,另一部分是下部分(即地面以下「施时,大型振动设备的采用,预振密处理了建筑物的地基,在
部分的地基基础)的抗震。目前,上部结构的抗震常规的做法通「地震发生时,该地基不会因为震动液化而产生不均匀的沉降,地
常是计剪力墙,而下部结构抗震还没有更安全、更有效的设计「面建筑物的水平位移量也将减少,更不会出现几层建筑物被震
或施工方法。笔者结合工程施工和理论研究,认为用高频液压振陷到地面下的现象;山于钢桩有抵抗拔力的作用,建筑物也不
锤施工H型钢併作建筑物的地基承载栟,可有效地防止地「能被震得东倒西歪,如果上部结构很结实,在较强地震后,建筑
对建筑物的破坏。
物还可继续使用。
钢桩是高度的柔性体,抗震力学特性优良。口前,我国在高
创柱是采用液压振动锤进行施工的,它施工效率高,如果栟
层建筑中应用最广泛的是钢筋混凝上灌注桩:在中高、中低层建长在14m左右,它能在13h内将45根钢耕沉入地下,一栋中型
筑物中应用最广泛的是PHC(高强度混凝土应力管),其「商场的地基处理,2d左右就可完成,用其他办法,最少也需15d
次是GFG桩(素混凝上桩),还有属于地基改良的粉体喷射搅拌」左右时间,尚且不考虑效果的好环,可为程建设赢得宝贵的时
桩、碎石桩等
桩在无地震条件下,只需满足抗压要求,即通常说单桩的承
H型钢桩社会和经济效益分析。建造一座处筑面积为
载力。但在有地震条件下,还要满足抗拔要求(上.下振动时)及抗2900m的建筑物,建筑物荷载为450.地基为卵石。用H型
剪要求(水平振动时),而只有钢柾类才能满足后两种要求。假定钢桩作为地基承载桩,上部结构为剪力墙。建造成本如下
这样一种震动模型:在一个大型刚性平面上放置一小块刚性物
H型钢规格:300x305×15(mm)
体,这两个物体之回没有任何连接,让大型平面上.下左右振动,
栟长:12m
将会发生什么现象?①小块物体上下左右更加杂乱的跳动:②倾
单栟重量:1272kg
翻。如果将二者用一个可靠地柔性体进行连接,就会产生现象如
単桩承载力:约45t
下:①小块物体的震动幅度比大型平面小:②没有倾翻。以上可
共需数量:约100根
以证明作为柔性桩的钢柱在地震时对建筑物所发挥的减震、抗
桩总重量:127.2t
震作用
购买总价:约83万元
钢栟使用寿命长。很多人可能会担心,若千年后如某在地基
施工费:约8万元
中的钢桩因为产生锈似,那么建筑物底下不是没桩了吗?钢椪柱
基础总造价:约91万元
的优越性不就不复存在了吗?甚至还比不上不会腐烂的混凝十
上.部结构总造价:2900mx1200元m2=348万元
栟
建筑物总造价:约439万元
面从两个方面对以上问题进行解释:①钊柱是深埋于地面
虽然H型铡桩作为抗震地基承载桩时,它的造价高于县它
以下,氧气相对比较稀薄,对桩的腐蚀是有限的,钢柱采用振动「柱。但就抗震方亩而言,CFG桩、灌注桩、PHC桩等桩型是呈刚
设备施时,桩周土会被进一步振密,氧气进一步析出,地层含性,它在可抗垂直方向上的力,因此,不具抗震性能和减性能。
氧量更少,对桩的锈似作用更小。最近儿年,在南京的淤泥中挖而H型钢桩,具有抗震和震的性能。加上上部结构具有抗震性
出当年抗战时期口本空投的炸弹,几十多年过去了,弾体没怎么「能,能最大程度地保证建筑物的安全性,这样的抗農设计,经费
锈蚀;此外,还有些出土的金属文物,在地下埋了数千年,然而却「虽然高一些,但其安全系数増加了若干倍
未腐烂,都是山于氧气含量稀少的原因。②在将钢桩流入地下之
与我国现行基础行业中传统的PHC桩、CFG桩、螺纹
前,可用一些化学或物理方法对销进行防锈处理,从而提高其」挤扩柱、灌注等地基承载桩相比,在满足相同承载力条件下,H
抗锈蚀的能力。如此,例的使用时间可达很久。国内应用钢桩「型栟作为地震区建筑物的地基承载栟,能有效地防止或减轻
的例子有:北京宝钊)房的地基处理、苏州交易中心、杭州国际「高强度地震对建筑物造成的破坏,特别是一些重要的场所,以及
金融中心。
人员活动密集的学校、礼堂等健筑,其抗震意义更大
振动液压锤打桩效果好,工期短。在砂卵石地基上施工采用
此外,用高频液压振动锤施工H型钢桩工艺优点较多,这种
传統的方法桩比较困难,其中,静力压机一般只能打入卵石三四「工艺没有泥浆污染、噪音污染,并目振感极小,周围的百姓的生