基因工程载体的种类十篇

发布时间:2024-04-29 08:19:02

基因工程载体的种类篇1

【关键词】基因表达载体构件绘制应用

【中图分类号】G423【文献标识码】a【文章编号】1006-5962(2012)06(b)-0128-01

1载体的定义及其分类

载体是指运载外源Dna有效的进入受体细胞内的工具。载体同外源Dna在体外重组成Dna重组分子,在进入受体后形成一个复制子,即形成在细胞内能独自进行自我复制的遗传因子。作为载体必须满足的条件:①有多种限制性内切酶的切点,但每一种酶最好只有一个切点;②外源Dna插入以后载体在受体细胞中自我复制;③有便于选择的标记基因;④具有促进外源Dna表达的调控区。根据载体的用途,将载体分成三类,即克隆载体,主要用于扩增或保存Dna片段,是最简单的载体;穿梭载体是指具有多个复制子能在两个以上的不同宿主细胞复制和繁殖的载体;表达载体是指能将目的基因在人工控制下置于生物宿主中大量生产的载体。根据所在生物体的不同,分为原核表达载体和真核表达载体。

2基因表达载体的构件及其作用

基因表达载体是由目的基因(插入基因)﹢启动子﹢终止子﹢标记基因(抗生素基因)等组成。其系统包括Dna复制及质粒Dna的筛选、目的基因的转录和蛋白质的翻译三个部分。其中,Dna复制及质粒Dna的筛选有Dna复制起点ori、amp和tet抗性基因;目的基因的转录包括启动子,抑制物基因和转录终止子,启动子位于目的基因的上游,常用的如placz等;蛋白质的翻译包括核糖体识别位点SD,翻译起始密码子和终止密码子。启动子(promoter)是一段有特殊结构的Dn段,位于基因的首端,作用是Rna聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRna,通过翻译最终获得所需要的蛋白质。终止子(terminater)位于基因的尾端,也是一段有特殊结构的Dna短片段,相当于一盏红色信号灯,使转录停止下来。抗生素基因作为其标记基因,是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。

3基因表达载体的构建

基因表达载体的构建(即目的基因与运载体结合)是实施基因工程的第二步,也是基因工程的核心。将目的基因与运载体结合的过程,实际上是不同来源的Dna重新组合的过程。如果以质粒作为运载体,首先要用一定的限制酶切割质粒,使质粒出现一个缺口,露出黏性末端。然后用同一种限制酶切断目的基因,使其产生相同的黏性末端(部分限制性内切酶可切割出平末端,拥有相同效果)。将切下的目的基因的片段插入质粒的切口处,首先碱基互补配对结合,两个黏性末端吻合在一起,碱基之间形成氢键,再加入适量Dna连接酶,催化两条Dna链之间形成磷酸二酯键,从而将相邻的脱氧核糖核酸连接起来,形成一个重组Dna分子。如人的胰岛素基因就是通过这种方法与大肠杆菌中的质粒Dna分子结合,形成重组Dna分子(也叫重组质粒)。

4如何利用分子生物学软件绘制基因表达载体图

无论是制作幻灯片,还是发表文章,常常需要质粒图。基因表达载体质粒图谱的绘制软件很多,这里用Dnaman软件对基因表达载体质粒作图过程进行说明。Dnaman是一种常用的核酸序列分析软件,其功能强大,使用方便,已成为一种普遍使用的Dna序列分析工具。它所提供强大的绘质粒图功能,能满足需要。绘制方法如下。

打开Dnaman软件,点击Drawanewmap进入质粒绘图,双击图形区创建图谱,在General状态下选择线条粗细和直径,双击质粒图修改字体和字号,添加元素(addelement)进行色彩和元素类型的选择即可。

5基因表达载体的运用

基因表达载体构建成功后,将目的基因导入受体细胞,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法等;入动物细胞的方法有显微注射技术,此方法的受体细胞多是受精卵。重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。最后是目的基因的检测和表达,用Dna分子杂交技术检测转基因生物的染色体Dna上是否插入了目的基因。用标记的目的基因作探针与mRna杂交检测目的基因是否转录出了mRna。最后检测目的基因是否翻译成蛋白质。有时还需进行个体生物学水平的鉴定。

参考文献

[1]朱正威,赵占良等.普通高中生物课程标准教科书-现代生物科技专题.北京:人民教育出版社,2007:1-27.

[2]赵晓刚.高中生物新课程教学研讨—基因工程的教学构思[J].生物学通报,2008,43(2):26-28.

[3]魏新元,丑敏霞等.浅谈现代教育技术及其在分子生物学教学中的应用[J].教育教学论坛,2011,32:44-46.

[4]宫强,秦翠丽等.基因工程教学方法改革初探[J].科技信息,2010,14:14-15.

基因工程载体的种类篇2

作者:安群星,穆士杰,张献清,陈蕤,张颖,余瑞,刘宁

【摘要】

目的:克隆人CCR5Delta32基因并构建含目的基因的重组慢病毒载体pLentiCCR5Delta32,用于获得性免疫缺陷综合征(aiDS)的基因治疗研究.方法:从CCR5Delta32突变个体外周血单个核细胞(pBmCs)内提取人基因组Dna,利用pCR技术扩增CCR5Delta32全长基因,经ecoRi单酶切后与pUCmt载体连接,随后转化感受态e.coliDH5α,提取质粒进行酶切鉴定及Dna测序.再将鉴定正确的CCR5Delta32基因亚克隆至慢病毒载体pLenti6/V5Dtopo并进行酶切鉴定及Dna序列分析.结果:经pCR扩增获得约650bp的Dna片段,测序结果与GenBank上的序列完全一致,克隆的目的基因已经正确插入到慢病毒载体pLenti6/V5Dtopo中.结论:成功克隆了人CCR5Delta32基因并构建了含目的基因的重组慢病毒载体pLentiCCR5Delta32,为进一步aiDS基因治疗研究奠定基础.

【关键词】人CCR5Delta32基因;基因克隆;慢病毒载体;HiV感染;aiDS

【abstract】aim:toclonehumanCCR5Delta32geneandconstructtherecombinantlentiviralvectorpLentiCCR5Delta32forthefurthergenetherapyofaiDS.metHoDS:FulllengthCCR5Delta32genewasamplifiedbyusingpCRfromhumanperipheralbloodmononuclearcells(pBmCs)genomicDna,andthenclonedintopUCmt.aftersequenceanalysis,theCCR5Delta32genewassubclonedintolentiviralvectorpLenti6/V5Dtopo.ReSULtS:aDnafragmentof650bpwasobtainedbypCRanditssequencewasinconformitywiththesequencereportedinGenBank.theclonedgenewasinsertedintothelentiviralvectorexactly.ConCLUSion:HumanCCR5Delta32geneisclonedcorrectlyandtherecombinantlentiviralvectorpLentiCCR5Delta32isconstructedsuccessfully,andalltheselayafoundationforfurtherstudyingthegenetherapyofaiDS.

【Keywords】CCR5Delta32;geneclone;lentiviralvector;HiVinfections;aiDS

0引言

获得性免疫缺陷综合征(aiDS)是一种由人类免疫缺陷病毒(HiV)引起的严重传染病,迄今仍缺乏特别有效的治疗方法.目前临床上常将几种逆转录酶抑制剂和蛋白酶抑制剂联合使用治疗aiDS,既所谓的高活性抗逆转录病毒疗法(HaaRt).其应用在很大程度上降低了aiDS患者的死亡率,改善了生存质量,然而仍存在药物毒副作用大、易产生耐药性、易形成依赖性以及费用昂贵等问题.HiV1辅受体及其基因多态性的发现给aiDS的治疗研究带来新的契机.CCR5和CXCR4是HiV1两类最为重要的辅受体,CCR5辅受体在人群中存在有多种突变形式,其中CCR5Delta32是一种最常见、也是最重要的辅受体突变形式.据报道[1-5],CCR5Delta32纯合子突变个体能有效抵制HiV1感染,其杂合子个体也不易被HiV1感染或感染后病程进展缓慢.我们从CCR5Delta32突变个体获得目的基因克隆,并构建了pLentiCCR5Delta32重组慢病毒载体,为后续的应用CCR5Delta32基因治疗aiDS奠定了基础.

1材料和方法

1.1材料

菌株e.coliDH5α为本室保存.pUCmt载体和pLenti6/V5Dtopo载体(invitrogen公司);基因组Dna提取试剂盒(QiaGen公司);胶回收试剂盒(宝信公司);质粒快速提取试剂盒(promega公司);taqDna聚合酶,t4Dna连接酶以及限制性内切酶ecoRi,BamHi和psti(taKaRa公司).

1.2方法

1.2.1外周血基因组Dna的提取

按QiaampBloodKit说明书提供的操作步骤进行.取CCR5Delta32突变个体外周静脉抗凝血约200μL(标本来自解放军第302医院住院患者),加入蛋白酶K和裂解缓冲液,振荡混匀,70℃温育10min.之后加入无水乙醇,振荡混匀后将其加入到Qiaampspin柱内,用清洗缓冲液洗涤柱子2次,最后用预热的洗脱缓冲液洗脱柱内的基因组Dna.

1.2.2pCR引物设计与合成

根据GenBank中的CCR5Delta32基因序列设计引物如下:上游5′GaattCGCCaCCatGGattatCaaGtGtCaaGtC3′,下游5′GaattCtCatttCGaCaCCGaaGC3′.引物由上海生工生物工程技术有限公司负责合成.

1.2.3目的基因的扩增

以人外周血单个核细胞(pBmCs)基因组Dna为模板,利用上述引物通过pCR技术扩增目的基因片段.反应体系:pBmCs基因组Dna4μL,10×pCRBuffer(mg2+plus)5μL,dntpmixture(各2.5mmol/L)4μL,引物(20μmol/L)各2μL,taq酶(5×106U/L)0.5μL,最后加水至终体积50μL.反应条件:94℃预变性5min,然后按94℃30s,55℃50s,72℃1min扩增30个循环,最后72℃延伸10min.取15μLpCR产物进行12g/L琼脂糖凝胶电泳,切胶回收目的片段.

1.2.4目的基因的克隆与鉴定

用ecoRi单酶切pCR产物及pUCmt载体,胶回收后用t4Dna连接酶连接,随后转化e.coliDH5α.提取质粒进行ecoRi单酶切鉴定,最后将筛选得到的阳性质粒pUCmCCR5Delta32交由上海生工进行测序.

1.2.5重组慢病毒载体的构建

分别用ecoRi单酶切pUCmCCR5Delta32及pLenti6/V5Dtopo载体,胶回收CCR5Delta32片段及线性化的pLenti6/V5Dtopo载体.用t4Dna连接酶将两者连接,转化e.coliDH5α,经氨苄青霉素抗性筛选获得阳性克隆并进行扩增培养.

1.2.6重组慢病毒载体的酶切鉴定及序列分析

小量提取重组质粒,用psti和BamHi双酶切鉴定插入片段方向,对目的片段正向插入的质粒进行ecoRi单酶切鉴定.将鉴定正确的克隆菌株送交上海生工生物工程技术有限公司进行Dna测序.

2结果

2.1目的基因的扩增、克隆及鉴定首先从CCR5Delta32突变个体外周血提取得到pBmCs基因组Dna,以其为模板利用设计的一对引物进行pCR扩增,结果得到约650bp的扩增片段,与目的基因预期大小一致(图1).将扩增产物克隆至pUCmt载体,随后转化e.coliDH5α宿主菌.碱裂解法小量提取质粒后用ecoRi进行单酶切鉴定,结果与预期相符(图2).

2.2重组慢病毒载体的构建及鉴定

用t4Dna连接酶将测序正确的CCR5Delta32基因片段与线性化的pLenti6/V5Dtopo空载体相连接,随后转化e.coliDH5α宿主菌,经氨苄青霉素抗性筛选获得阳性克隆.图3为构建的重组慢病毒载体pLentiCCR5Delta32图谱,目的基因通过ecoRi单酶切位点插入到载体中.将正向插入的质粒用ecoRi单酶切,获得了约7000bp和650bp的片段,与预期相符(图4)。

2.3序列测定测序

结果显示,构建在重组慢病毒载体中的CCR5Delta32序列与GenBank中公布的该基因序列完全一致(图5).

3讨论

HiV1必需与CD4受体及一些必要的辅受体结合才能感染进入靶细胞.现已明确,CCR5和CXCR4是HiV1两类最为主要的辅受体,其中CCR5辅受体在人群中存在有多种突变.CCR5Delta32是由于CCR5辅受体基因在自然进化过程中发生了32个碱基缺失的突变,即在CCR5基因编码区域第185位氨基酸密码子以后发生了32个碱基的缺失导致开放读码框错位,造成蛋白质翻译的提前终止,在细胞内产生出一种截短的、无功能的CCR5Delta32突变蛋白.正常CCR5mr约为46ku,而这种截短的突变蛋白mr只有30ku.CCR5Delta32纯合子突变个体能有效抵制HiV1感染,其杂合子个体也不易被HiV1感染或感染后病程进展缓慢[1-5].通过Hardyweinberg测试及其他研究,这类突变个体其生理及生殖发育等方面均未受到任何影响.据流行病学调查发现,在美国白人和欧洲后裔中,CCR5Delta32等位基因突变率约为10%左右[6-7].在我国,各民族CCR5Delta32平均突变率还不到0.2%,而且主要为杂合子突变[8].从遗传学角度认为,我国人群普遍对HiV1易感.目前,CCR5Delta32突变个体抗HiV1感染的机制已基本清楚,可归纳为:由于这种突变个体淋巴细胞内产生的CCR5Delta32蛋白,通过反式显性失活效应抑制细胞表面CCR5和CXCR4两类辅受体的表达,从而阻止了嗜t,嗜m及双嗜性HiV1毒株的感染[1,3,9-10].具体地说,是细胞内产生的CCR5Delta32突变蛋白,与胞内新合成的两类辅受体通过异源二聚体形式结合并将之扣押,使其无法到达细胞表面.经过数日的新陈代谢,细胞表面两类辅受体就会减少乃至消失,从而达到抑制各类HiV1毒株感染的作用.

这个发现给aiDS的治疗带来新的契机.我们构建含CCR5Delta32基因的真核表达载体,体外转染人外周血单个核细胞或造血干细胞,通过表达产物在细胞内与新合成的两类主要辅受体(CCR5和CXCR4)结合并使之失活,从而达到同时阻断嗜t,嗜m及双嗜性HiV1毒株感染的目的.慢病毒载体是用水泡性口炎病毒的糖蛋白G取代HiV1的包膜蛋白,以HiV1为基础改造而来的一类病毒载体.它具有可感染分裂细胞和非分裂细胞;容载外源基因片段较大、目的基因整合至宿主细胞基因组中持续表达,以及不易诱发宿主免疫反应等优点,因而在当今基因治疗领域的应用愈加广泛.

我们成功地从CCR5Delta32突变个体克隆得到目的基因,并构建了pLentiCCR5Delta32重组慢病毒载体,为后续的aiDS基因治疗研究奠定了基础.

参考文献

0引言

获得性免疫缺陷综合征(aiDS)是一种由人类免疫缺陷病毒(HiV)引起的严重传染病,迄今仍缺乏特别有效的治疗方法.目前临床上常将几种逆转录酶抑制剂和蛋白酶抑制剂联合使用治疗aiDS,既所谓的高活性抗逆转录病毒疗法(HaaRt).其应用在很大程度上降低了aiDS患者的死亡率,改善了生存质量,然而仍存在药物毒副作用大、易产生耐药性、易形成依赖性以及费用昂贵等问题.HiV1辅受体及其基因多态性的发现给aiDS的治疗研究带来新的契机.CCR5和CXCR4是HiV1两类最为重要的辅受体,CCR5辅受体在人群中存在有多种突变形式,其中CCR5Delta32是一种最常见、也是最重要的辅受体突变形式.据报道[1-5],CCR5Delta32纯合子突变个体能有效抵制HiV1感染,其杂合子个体也不易被HiV1感染或感染后病程进展缓慢.我们从CCR5Delta32突变个体获得目的基因克隆,并构建了pLentiCCR5Delta32重组慢病毒载体,为后续的应用CCR5Delta32基因治疗aiDS奠定了基础.

1材料和方法

1.1材料

菌株e.coliDH5α为本室保存.pUCmt载体和pLenti6/V5Dtopo载体(invitrogen公司);基因组Dna提取试剂盒(QiaGen公司);胶回收试剂盒(宝信公司);质粒快速提取试剂盒(promega公司);taqDna聚合酶,t4Dna连接酶以及限制性内切酶ecoRi,BamHi和psti(taKaRa公司).

1.2方法

1.2.1外周血基因组Dna的提取

按QiaampBloodKit说明书提供的操作步骤进行.取CCR5Delta32突变个体外周静脉抗凝血约200μL(标本来自解放军第302医院住院患者),加入蛋白酶K和裂解缓冲液,振荡混匀,70℃温育10min.之后加入无水乙醇,振荡混匀后将其加入到Qiaampspin柱内,用清洗缓冲液洗涤柱子2次,最后用预热的洗脱缓冲液洗脱柱内的基因组Dna.

1.2.2pCR引物设计与合成

根据GenBank中的CCR5Delta32基因序列设计引物如下:上游5′GaattCGCCaCCatGGattatCaaGtGtCaaGtC3′,下游5′GaattCtCatttCGaCaCCGaaGC3′.引物由上海生工生物工程技术有限公司负责合成.

1.2.3目的基因的扩增

以人外周血单个核细胞(pBmCs)基因组Dna为模板,利用上述引物通过pCR技术扩增目的基因片段.反应体系:pBmCs基因组Dna4μL,10×pCRBuffer(mg2+plus)5μL,dntpmixture(各2.5mmol/L)4μL,引物(20μmol/L)各2μL,taq酶(5×106U/L)0.5μL,最后加水至终体积50μL.反应条件:94℃预变性5min,然后按94℃30s,55℃50s,72℃1min扩增30个循环,最后72℃延伸10min.取15μLpCR产物进行12g/L琼脂糖凝胶电泳,切胶回收目的片段.

1.2.4目的基因的克隆与鉴定

用ecoRi单酶切pCR产物及pUCmt载体,胶回收后用t4Dna连接酶连接,随后转化e.coliDH5α.提取质粒进行ecoRi单酶切鉴定,最后将筛选得到的阳性质粒pUCmCCR5Delta32交由上海生工进行测序.

1.2.5重组慢病毒载体的构建

分别用ecoRi单酶切pUCmCCR5Delta32及pLenti6/V5Dtopo载体,胶回收CCR5Delta32片段及线性化的pLenti6/V5Dtopo载体.用t4Dna连接酶将两者连接,转化e.coliDH5α,经氨苄青霉素抗性筛选获得阳性克隆并进行扩增培养.

1.2.6重组慢病毒载体的酶切鉴定及序列分析

小量提取重组质粒,用psti和BamHi双酶切鉴定插入片段方向,对目的片段正向插入的质粒进行ecoRi单酶切鉴定.将鉴定正确的克隆菌株送交上海生工生物工程技术有限公司进行Dna测序.

2结果

2.1目的基因的扩增、克隆及鉴定首先从CCR5Delta32突变个体外周血提取得到pBmCs基因组Dna,以其为模板利用设计的一对引物进行pCR扩增,结果得到约650bp的扩增片段,与目的基因预期大小一致(图1).将扩增产物克隆至pUCmt载体,随后转化e.coliDH5α宿主菌.碱裂解法小量提取质粒后用ecoRi进行单酶切鉴定,结果与预期相符(图2).

2.2重组慢病毒载体的构建及鉴定

用t4Dna连接酶将测序正确的CCR5Delta32基因片段与线性化的pLenti6/V5Dtopo空载体相连接,随后转化e.coliDH5α宿主菌,经氨苄青霉素抗性筛选获得阳性克隆.图3为构建的重组慢病毒载体pLentiCCR5Delta32图谱,目的基因通过ecoRi单酶切位点插入到载体中.将正向插入的质粒用ecoRi单酶切,获得了约7000bp和650bp的片段,与预期相符(图4)。

2.3序列测定测序

结果显示,构建在重组慢病毒载体中的CCR5Delta32序列与GenBank中公布的该基因序列完全一致(图5).

3讨论

HiV1必需与CD4受体及一些必要的辅受体结合才能感染进入靶细胞.现已明确,CCR5和CXCR4是HiV1两类最为主要的辅受体,其中CCR5辅受体在人群中存在有多种突变.CCR5Delta32是由于CCR5辅受体基因在自然进化过程中发生了32个碱基缺失的突变,即在CCR5基因编码区域第185位氨基酸密码子以后发生了32个碱基的缺失导致开放读码框错位,造成蛋白质翻译的提前终止,在细胞内产生出一种截短的、无功能的CCR5Delta32突变蛋白.正常CCR5mr约为46ku,而这种截短的突变蛋白mr只有30ku.CCR5Delta32纯合子突变个体能有效抵制HiV1感染,其杂合子个体也不易被HiV1感染或感染后病程进展缓慢[1-5].通过Hardyweinberg测试及其他研究,这类突变个体其生理及生殖发育等方面均未受到任何影响.据流行病学调查发现,在美国白人和欧洲后裔中,CCR5Delta32等位基因突变率约为10%左右[6-7].在我国,各民族CCR5Delta32平均突变率还不到0.2%,而且主要为杂合子突变[8].从遗传学角度认为,我国人群普遍对HiV1易感.目前,CCR5Delta32突变个体抗HiV1感染的机制已基本清楚,可归纳为:由于这种突变个体淋巴细胞内产生的CCR5Delta32蛋白,通过反式显性失活效应抑制细胞表面CCR5和CXCR4两类辅受体的表达,从而阻止了嗜t,嗜m及双嗜性HiV1毒株的感染[1,3,9-10].具体地说,是细胞内产生的CCR5Delta32突变蛋白,与胞内新合成的两类辅受体通过异源二聚体形式结合并将之扣押,使其无法到达细胞表面.经过数日的新陈代谢,细胞表面两类辅受体就会减少乃至消失,从而达到抑制各类HiV1毒株感染的作用.

基因工程载体的种类篇3

abstract:throughloadtestresultsanalysisofseveraltypesofcompositefoundation,thispaperexpoundedtoadoptappropriatecompositefoundationandconstructiontechniques,accordingtoaccurateengineeringgeologicalandhydrogeologicalconditionsandbuildingcharacteristicswhenconductingcompositefoundationdesign,soastoreachthedesiredeffect.

关键词:复合地基;振冲法;素硅桩法;地基承载力特征值

Keywords:compositefoundation;vibroflotation;primeSiliconpile;characteristicvalueofsubgradebearingcapacity

中图分类号:tU4文献标识码:a文章编号:1006-4311(2012)36-0037-03

1复合地基的实用性

由于现代建筑物的荷载都很大,使用要求又很高,有时天然地基承载力满足不了设计要求,而使用桩基工程造价又太高,不经济。复合地基作为地基处理的一种方法,能够满足设计要求,而且工程造价又较低,显示出很大的优越性。

2术语解释

2.1复合地基:部分土体被增强或被置换形成增强体,由增强体和周围地基同承担荷载的地基。

2.2地基承载力特征值:由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值,其最大值为比例界限值。

2.3振冲法:在振冲器水平振动和高压水的共同作用下,使松砂土层振密,或在软弱土层中成孔,然后回填碎石等粗粒料形成桩柱,并和原地基土组成复合地基的地基处理方法。

2.4素硅桩法:成孔机械在软弱土层中成孔,然后填入素混凝土,不加钢筋形成桩柱,并由桩、桩间土和褥垫层一起组成复合地基的地基处理方法。

3载荷试验实例分析

3.1振冲法应用实例:长春市长瑞汽车冲压件有限公司联合厂房。

3.1.1工程概况该厂房位于长春市朝阳工业园区,为多跨排架结构。由于该场地土质较差,设计采用振冲桩复合地基,振冲桩桩径为1.1m,桩长8.0m,桩间距1.6m,桩端位于第⑤层粉质粘土层上,基础底面位于第②层粉质粘土层上,设计复合地基承载力特征值为240kpa。

3.1.2地质情况见表1。

3.1.3载荷试验结果见表2。

3.1.4检测结果分析。

3.1.4.1振冲法适用范围。根据规范,振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kpa的饱和粘性土,应在施工前通过现场试验确定其适用性。对于粘性土地基振冲法主要起到置换作用。

3.1.4.2施工编号为84、112、21、35号复合地基承载力不满足设计要求的原因:

a、地质方面原因:从地质情况看,地下水位为1.8m左右,第②层粉质粘土为饱和、软塑至流塑状态,且土的灵敏度又较高(易发生触变),浅部土质疏松,侧限压力小,从而导致不易振密桩体。

b、设计方面原因:桩端没在相对较硬土层上。即使是砂石桩,桩端也应在相对硬的土层上,桩长应按相对硬层埋深确定。该场地土为高压缩性土,变形较大,桩端没有较好的持力层,桩长为8.0m时,不能满足建筑物允许变形。

c、施工方面原因:由于桩径较大,填料级配选择不当,振冲器功率又较小,桩体不易振密。用n63.5动力触探验证n63.5=2-3击,可见其密实性很差。

3.1.4.3采取处理的方法。针对桩体密实性差这一特点,经专家论证采用对桩体进行夯实的方法,效果显著。夯实后的复合地基承载力经载荷试验检测满足设计要求。

3.2素砼桩法应用实例:中央储备粮长春直属库

3.2.1工程概况中央储备粮长春直属库位于长春市大屯镇东南,该粮库筒仓下为筏板基础,埋深3.0m,筏板下采用灌注素硅桩的复合地基。该桩桩长6.0m,桩径500mm,桩距1.5m,采用振动式沉管桩机成孔,桩端位于第⑥层粉质粘土上,设计复合地基承载力特征值为260kpa。

3.2.2地质情况见表3。

3.2.3载荷试验结果见表4。

3.2.4检测结果分析。

3.2.4.1素砼灌注桩的适用范围。素砼灌注桩与CFG桩相似,根据规范其适用于处理粘性土、粉土、砂土和己自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。

3.2.4.2承载力不满足设计要求的原因:

a、地质方面原因:由于基坑开挖一3m后地基土处于卸载状态,上覆土压力减小,地下水位此时接近基底标高,且该场地第④层粉质粘土粉质含量较高,导致土的灵敏度较高,在振动力的作用下易发生触变形成超孔隙水压力,对刚形成的桩产生剪力,桩越密剪力越大,同时土体本身的抗剪强度也降低很多。

该工程桩身完整性检测发现,该批桩90%为断桩,且大部分为两处断桩,断桩部位为土质较软处(第④层粉质粘土中),经开挖得到证实。用静力触探发现土的承载力比施工前降低许多。这就证明了上述分析是正确的。

b、设计方面原因:在这种地质条件下,桩距又较小,不应采用振动式机械成孔,应采用长螺旋钻孔,以避免对土进行扰动,形成超孔隙水压力。

c、施工方面原因:不应采取依次施工的方法进行,应采取跳打的方法,待完成的桩身硅有一定强度后,再施工相邻桩这样孔隙水压力就不会剪断桩身。

3.2.4.3采取处理的方法:由于该批桩90%为断桩,且桩距又较小,地基土被扰动程度严重,经有关专家论证决定废除该批桩,改用300mm×300mm混凝土预制方桩。

3.3无砂硅高压注浆桩法应用实例:吉发广场D座

3.3.1工程概况该建筑物主体24层,裙楼2-5层,设一层地下室,框架剪力墙结构。基底埋深为地面下一6.0m,

基础持力层为第③层粉质粘土,该层土承载力特征值为165kpa,经深宽修正后也不满足设计要求,故采用无砂硅高压注浆桩复合地基,桩端为第⑥层粘土,复合地基承载力特征值为520kpa。

3.3.2地质情况见表5。

3.3.3载荷试验结果见表6。

3.3.4检测结果分析。该场地复合地基承载力能够满足设计要求的原因除土质条件较好外,其它原因如下:

①有详细、准确的岩土工程地质报告:勘察单位根据建筑物的类型、结构特点、荷载大小、基础埋深等情况为设计人员提供了合理、经济的基础方案。

②设计人员采取了与地质情况相适应的复合地基:采取了对桩周土不扰动的长螺旋钻孔高压注浆的方法。

③施工工艺符合规范要求:严格按规范施工。

有了准确的地质报告、合理的设计、严格的施工,故达到了预期的效果,为建筑单位节省了时间与费用。

4综合分析

通过对以上三个场地的复合地基静载荷试验分析,我们知道不同类型复合地基有不同的适用范围,同一类型的复合地基由于采取的施工工艺不同,对承载力的影响很大。我认为采取复合地基处理方案时应注意以下几个方面:

①任何复合地基都有其适用范围,对不成熟的复合地基在施工前应通过静载试验确定其适用性。

②根据岩土工程勘察报告分析该场地是否适合采用复合地基。

③当该场地可采取复合地基时,则应根据建筑物的类型、特点、荷载大小、基础埋深等条件确定采取最适合本工程的复合地基。

④根据所采用的复合地基,选择科学、合理的施工工艺。

⑤应严格执行该种复合地基的施工操作规程。

⑥地区经验也不可忽视。

我们在实际工作中若能做到以上几点,我想我们所采用的复合地基将能达到预期效果,承载力能够满足设计要求。

参考文献:

[1]吉林建筑工程学院勘测公司提供的复合地基静载试验

报告.

基因工程载体的种类篇4

关键词:静压预应力管桩施工对策

中图分类号:tU471.8文献标识码:a文章编号:

1、前言

静压预应力管桩是在预应力技术和高性能混凝土的基础上发展起来的,利用静压或锤击的方法将空心圆筒体状的构件沉入地下,达到设计控制标高或承载力,以此作为建筑物的基础。传统的锤击法入桩常常排放出污染环境的油烟和噪音,严重影响周遍居民的居住环境;而静压高强预应力管桩由于具有单桩承载力较大,质量稳定,低噪音和无震动等特点,已得到广泛的应用并具有广阔的应用前景。

2、预应力管桩施工常见问题

预应力管桩的质量问题分为承载力不足和桩身质量问题。

2.1承载力不足。桩身承载力不足,可分地质破坏和桩身破坏两种原因。从静载试验结果看,软土地基预应力管桩承载力不足基本上属于地质破坏,Q-s曲线普遍表现为沉降量较大。

2.2桩身质量问题。桩身质量问题第一是桩身倾斜,第二是桩身结构完整性存在缺陷。从近年来的检测结果来看这类缺陷主要出现在两个部位:接桩位置和浅部5m内。

3、预应力管桩施工原因分析

3.1施工场地。这个原因主要存在于静压法沉桩。采用静压法沉桩对场地的要求很高,要平整坚硬,压桩机行驶的地基应有足够的承载力,不能使桩机在压桩过程中产生不均匀沉降。由于预应力管桩单桩承载力比较高,有时甚至达到几千Kn,因此须大量回填平整,才能满足要求,但这个条件经常被忽视。建设单位因种种原因,未能按要求处理好场地,这样会造成几个后果:第一,由于表层地基承载力不足,在施工过程中容易发生陷机现象,一方面影响施工进度,另一方面陷机时,由于桩基沉降不一致,使土体的水平推力增大,会把邻近已经完工的桩推斜。由于预应力管桩桩径小,抗剪能力有限,严重时还会造成浅部断裂。第二由于静压桩机不能保持水平,因此在施工过程中需不断调整位置,使桩身不断受扭,由于接桩部位为薄弱部位,在这过程中容易受到损伤。

某工程桩基础采用静压预应力管桩,桩径φ400,桩长20.0m,极限承载力1200kn。地质条件为上部约0—1.7m厚为粘土层,1.7~12.1m为淤泥,12.1一15.4m为中砂层,15.4~17.3m为粗砂层。桩场16.0m以粗砂层为持力层。开发商为省钱,场地稍作处理即进行沉桩,桩基施工又赶上雨季,经常发生桩机陷机现象。在静载试验时发现,桩基虽未开挖,但部分已可看出明显倾斜。经测斜发现有52根桩存在不同程度的倾斜,占总桩数的42.6%,最大倾斜度为11.05%。

3.2终压值和贯入度。(1)终压值同样只存在于静压法沉桩。对终压值与极限承载力的关系,有关规范并未提出明确的关系式,只能根据经验进行控制。近几年的静载试验统计表明,终压值和极限承载力的关系随地质条件而改变,两者之间不存在明显的线性关系。但一般来说长桩,特别是穿过粘土层或砂层的桩基,由于后期固结力增长明显,终压值可小于极限承载力。但对于中短桩,特别是淤泥层下即为粗砂持力层的端承桩,其终压值应大于极限承载力,而且其比值应随砂层密实度的增加而增大。这是因为静压沉桩的过程比较快,砂层中的水会起到超静水压力作用。根据土力学原理,密实砂层在瞬时力作用下会表现一定的弹性,因此其瞬间抗压力比较大。以后随着时间推移,超静水压力慢慢释放,其抗压力逐渐变小。静载试验时,由于加荷时间较长,粗砂层更多地表现为塑性性质。某大厦工程,地质条件为0-2.0m为粘土层,2.0-13.0m为淤泥层,13.0+18.0m为密实粗砂层。桩型采用中500预应力管桩,桩长13.0m。在试桩时我们提出终压值应大于1.25倍极限承载力,但静载时其沉降值仍然偏大,后经复压后才满足规范要求。作为对比,某工程综合楼,地质条件为0~17m为粘土层,17~19.0m为淤泥,19.0—20.31n为粉质粘土20.3—22.0m为粗砂,22.0~23.1m为粘土,23.1~28.7m为淤泥质土,28.7—31.4m为粉质粘土,31.4m以下为粗砂层。同样采用静压预应力管桩,桩径φ500,桩长32.0m,为摩擦端承桩,设计极限承载力2900kn,中间要穿过粘土层、砂层、粉质粘土层,沉桩时终压值最大只到2200kn,只能对桩端进入持力层深度进行控制。桩基完成后进行静载试验,结果合格。(2)贯入度。对于采用锤击法沉桩的,应对贯入度和入持力层深度进行双控制。由于预应力管桩的优势是端承力高,当上面两点不能兼顾时,应优先考虑端承力。比如某办公综合大楼,其持力层上部为密实砂层,下部砂层较松散。在施工过程中发现,上部砂层的贯入度较接近要求,但设计方为了控制入持力层深度,要求沉桩到下部砂层。可是下部砂层贯入度大,普遍为20~30cm。完成后经静载试验,该工程桩均沉降量过大,不合格,须补桩处理。

3.3接桩。预应力管桩在检测时经常在接桩部位附近存在明显的反射界面,其原因是:①珐琅盘与混凝土的波阻抗不一致;②接桩时上下节桩未完全对正,焊接马虎,未按要求在焊接后停歇一定时间。

3.4基坑开挖。桩基施工后应在停歇期后再进行基坑开挖。基坑开挖应分层均匀进行,必须加强围护措施。基础开挖不当对预应力管桩造成的损害主要有两个原因:一是基坑开挖时,如果一次开挖过深,坑壁土的侧压力会在桩身上产生附加弯矩,把管桩推斜。当基坑开挖过深而支护又不好时,土体会发生侧滑,也会把桩身推斜,严重时还会被推断;二是由于大面积开挖的基础均使用机械开挖,挖土机在基坑运转时,对管桩发生推碰而把管桩碰裂撞断。有的挖土作业人员对管桩的认识不足,甚至把管桩当作围挡桩。某高层住宅楼,部分地下一层,基坑需开挖约3.0m,采用粉喷桩作为基坑围护。桩基础采用预应力管桩,桩长29.0~34.0m,由三节拼接而成。接桩采用焊接,承载力特征值最大2150kn,设计为静压法沉桩。由于场地处理不好,经常发生陷机现象,在施工一小部分桩后改用锤击法沉桩:桩基施工完工后进行基坑开挖。开挖面积几千平方米,分两段开挖,每段基坑均没有采用分层开挖,而是一次性开挖完。我们进场检测时,部分桩己可看出明显倾斜,有的倾斜度甚至超过45°。检测结果发现很多Ⅲ类、Ⅳ类桩。对最严重的两幢楼的工程桩进行全面动测,其中第3幢总桩数为122根,Ⅲ类桩15根、Ⅳ类桩58根。第5幢总桩数112根,Ⅲ类桩12根,Ⅳ类桩37根。整个工程最后补钻孔桩共157根,经济损失巨大。统计表明Ⅲ类桩主要集中在浅部。根据开挖结果,Ⅳ类桩分以下几种情况:桩身出现裂缝;桩身出现破碎区;桩身已彻底断为两段:桩身上下两节出现错位。前几种情况占主要。可以看出,基坑开挖不当使桩身侧压力增大,导致桩被推挤倾斜、推断是出现Ⅳ类桩的主要原因。

4、结语

随着静压管桩技术的广泛应用和发展,以及对静压管桩的理论研究,设计和施工经验的不断积累,其应用的技术水平也会不断提高,在工程中也将发挥更好的经济效益。

参考文献:

[1]曾健文,高强度预应力管桩的设计和施工要求[J],施工技术,2001(01)

[2]戴洪军,蔡升华,郭纪中,预应力管桩承载力分析[J],电力勘测,2001(03)

基因工程载体的种类篇5

关键字:建筑工程;地质勘察;技术方法

中图分类号:F407.1文献标识码:a文章编号:

序言

在建筑行业逐步发展的时代,保证建筑的安全性以及稳定性,是建筑工程施工过程中主要关注的重点之一,建筑施工之前对地质的勘查,排除原本地质环境的干扰因素。只有有了对建筑工程详尽的地质勘查,才能够保证建筑的长久稳定性与安全性。因此,在这里讨论建筑工程中的地质勘查技术,希望全行业,无遗漏和失误的对建筑的地质勘查有一个统一的认识,来弥补个人对建筑工程地质勘查认识的不足,在日后的工作中,更好地掌握建筑区域地质的情况,并且能够找到更好的建筑工程地质勘查的优秀方式和优良的技术,设计出合理的建筑工程施工方案。

地质勘查工作的内容

地基勘查工作中的主要内容包括以下几个方面:第一,勘查问题地质的类型、分布范围、成因、危害程度以及发展趋势,并且针对这样的地质提出整改的方案;第二,有沉降特点的建筑物,要对其沉降性进行计算,计算出建筑地基的变形情况的具体参数,通过计算监测出建筑物内在属性发生变形的特征;第三,要有建筑地形以及坐标的平面图纸,建筑工程需要的整平标高,所要建造的建筑的规模、结构特点、荷载、埋置深度、基础形式等等资料;第五,勘查建筑区域地下水的分布情况,勘查地下水位和水位的变化范围,并且在这个过程中,要对可能存在的水分和土壤中的酸性物质对建筑的腐蚀;第六,勘查建筑区域当中岩石土层所属类型、分布、深度、工程特性,在会出现季节性的冻土的建筑区域,勘查土壤的标准冻结厚度,然后评价、分析建筑地基的承载力、均匀性和稳定性;第七,勘查在建筑区域范围存在的沟浜、河道、孤石、墓穴以及防空洞之类对建筑工程不利的事物,并对这些事物进行排除,保证建筑的安全性。

建筑工程地质勘查技术

2.1粉性土质液化的勘查

粉性地基土质的液化指数等级,对建筑地基的后期保护和建筑本身的稳定性都有影响,如果建筑的是高层建筑物,那么就需要采取刚性桩复合型的地基处理方法,这种方式要求建筑地基的承载能力好,土质特性的研究工作十分到位,争取粉性土质的地基也能够达到安全、稳定。

2.2湿陷性黄土的勘查

这类土壤为了保证地基稳固,将湿陷性土壤转变为干固型土壤,从建筑地基开始避免建筑物的整体出现沉陷的现象,所以在建筑之前做地基的地质勘查过程中,需要对土质的覆盖面积、周边情况以及深度湿陷的种类、湿陷的等级进行勘查,得出密实度、合水率、干燥度以及湿陷指标数据,为地基施工过程提供有力的现实依据,充分的展现出地基处理措施的实效性以及适用性。

2.3水文地质的勘查

水文地质的勘查,主要针对建筑区域内,存在的地下水的一系列性质,要了解地下水所在的水层,它的补给源、排泄渠道、水位深度、变化情况,如果地下水分布较浅,有浸没或者浸湿建筑基础的可能,那么就要对水质的腐蚀程度进行测量,并且对建筑基础的防腐蚀采取一定的措施。

2.4勘查点布置和孔深

勘查点的布置,要按照规章制度,根据建筑区域地质的特点以及地质类型,进行确定,包括建筑工程施工过程当中的孔深,也要考虑土壤类型、特点、土质来进行确定,还要根据建筑物对地基的具体需求。勘查点之间的距离最好不超过三十米,当土质变化程度剧烈的情况下,可酌情适当减少勘查点之间的距离。

2.5新兴建筑地质勘查技术

建筑工程行业中,新颖的反射地震技术,能够对地质内在的影响建筑安全性的事物进行检测,能够监测出溶洞、岩体的不良地质和暗河等等。测量时,发射的密度越大,测量精确程度就越高,根据这些测量后的结果,对地质的刨面进行总结分析和定性的判断,然后结合具体的地质情况、地压因素等,详细的研究,采取措施,保证建筑的安全性以及稳定性。

建筑工程地质勘查中容易出现的失误

3.1建筑地基的承载力测量

建筑地基的承载力测量,是一个综合性问题,不要单纯的认为,通过一种简单的方式就能够得到建筑地基承载力测量的正确结果。一般情况下,要通过五种测量方式相结合,得到正确的建筑地基承载力的结果。首先,要根据建筑地基的相关规定进行测量,然后根据静载荷进行试验的方法进一步细化过程,第三,由动力以及静力触探相结合的方式勘查建筑地基可能发生的形变,第四,根据土质强度的理论对测量结果进行有针对的分类计算,第五,调查周围建筑物测量结果,加以比对进一步进行准确的分析,防止出现大的数据错误。通过综合以上五种方式,进行计算、分析和比较之后,结果就要比单一的计算结果更准确,确保建筑地基的稳固。在这五种测量方法中,静载荷这种测量方法,在地质种类相对复杂、土质情况分布不均、工程庞大的情况下,设备很难满足这类大型工程的需求,因此这种测量方法有时是无法采用的。

3.2建筑地基承力与形变的内在联系

这是一个十分容易出错的环节,设计建筑的相关人员,不仅要懂得设计,还要能够分析、阅读建筑地质的勘查报告,并且能够从地质勘查报告中找到其中存在的问题,在阅读地质勘查报告的时候,要关注多项数据和多种情况,关注建筑物可能发生的形变、倾斜以及裂缝的情况,地基承载力的测量结果不能直接作为承载力的计算数值带入,应该结合建筑宽度和修正以后承载力设计值,得到正确的承载力结果。因此在建筑工程地质勘查的报告中详细的分析带入数据的合理性,并且加入建设性意见也是十分必要的。

结语

建筑工程地质勘查在保证建筑安全性以及稳定性的目的中,占有举足轻重的地位,地质勘查的工作,能够找到在土质中影响建筑工程稳定的因素,并且通过这些测量的结果,对这些隐患进行排除。在建筑工程动工之前,先应用高端完善的地质勘查技术对建筑区域的各种地质特征进行勘查,将勘查的地质特征结果反馈到建筑工程当中,从建筑工程的地基开始,保证建筑的稳定性、安全性,为建筑事业做出自己应有的贡献。

参考文献:

[1]孟令军.建筑工程的地质勘察技术[J].江西建材,2012(1):13-14

基因工程载体的种类篇6

关键字:静载试验;桩基;承载力

abstract:thepilefoundationisanoldformoffoundation.thispaperexpoundsthecrashhappenedthecauseofdestruction,pilefoundationbearingcapacityofthetypeofthetestmethod,thebearingcapacityofpilefoundationdecideetc,andfocusesonthestaticloadtestmethodwithtestpilefoundationbearingcapacity,qualitytestingforthefoundationpileprovidethescientificbasis.

Keyword:staticloadtest;pilefoundation;Bearingcapacity

中图分类号:tU473.1+6文献标识码:a文章编号:

1引言

随着我国工程建设的蓬勃发展,在桥梁、港口码头、海上采油平台等工程中大量采用桩基础,桩基已成为工程建设中非常重要的基础形式,而桩基的造价较高,一般占工程总造价的1/4以上。因此,如何合理地确定桩的承载力,充分发挥桩基的技术经济效益,具有重要意义。而进行静载试验测定基桩承载力的不超过0.1%,与国家有关规范的要求相差甚远,多数工程桩的承载力均参照勘测部门试验资料或由设计人员根据经验确定。用这种方法确定的基桩承载力往往比实际承载力低得多。对材料资金工期以及劳动消耗量都是很大的损失。因此,用什么方法确定桩的承载力以满足桩基工程的需要,是目前工程界十分关心的问题,也是长期以来国内外许多学者。本文将着重介绍检测桩基承载力与发展现状及其检测原理,并重点介绍静载试验检测桩基承载力。

2基桩发生破坏的原因

众所周知,建筑基桩单桩竖向承载力,是桩理论和实践中的一个最基本的内容,也是桩基础设计中首先需要确定的基本问题,它反映了在竖向荷载作用下,基桩在不丧失稳定、不产生过大变形及桩身不产生破坏时所能承受的最大荷载,基桩大小取决于桩身所处的地质条件和桩身的材料性能等。

实践证明,基桩在承载力作用下的破坏主要包括基桩本身的破坏和地基土的强度破坏。

2.1桩身的结构破坏

灌注桩在轴向抗压试验中,桩体因水泥用量不足、不密实、漏浆、离析等致使混凝土强度不足而引起的破坏;因紧缩、错位、断桩、夹泥等成桩畸形引起的破坏;预制桩则会出现在地基浅部屈曲,桩头由于无网筋或箍筋间距过大,加载后桩头出现沿主筋方向的竖向裂缝;钢管桩则会出现压屈破坏。

2.2桩侧和桩端地基强度破坏

桩顶轴向受压周围地基土破坏时,在桩周围土体形成一个近似圆柱形的剪切破坏面,桩端下滑动土体的滑动线一般不会延伸至地面。桩在极限荷载下,其总侧阻力发挥充分,总端阻力则可能发挥充分(陡降型Q一S曲线),或部分得到发挥!缓变形(缓变型Q一S曲线)。

3基桩承载力检测方法

现有的确定承载力的方法很多这些方法可分为两大类。第一类方法是通过对实际桩基进行静的动的和静动联合的方法试验测定称为直接法,包括静荷载试验、低应变动力测试、高应变动力测试和静动试桩法。第二类方法则是通过其它手段分别得出桩底端阻力和桩身侧阻力后相加求得不需要对桩进行试验,固称为间接法,也称为静力计算法。包括承载力理论公式、经验公式、原位测试间接法一般比直接法要简单,通常主要在初步设计阶段作为估算承载力的手段。

3.1单桩竖向抗压静载荷试验法

单桩竖向抗压静载荷试验是通过重平台或锚桩反力架等在桩顶上直接分级加载,同时观测其每级的沉降量,最后分析其试验结果确定单载承载力。这种方法综合考虑了桩与土的相互作用,是确定单桩承载力最传统,最为直观,最为可靠的方法,因此大的工程一般都要在现场作静载试验来确定承载力。

3.2低应变动力测试

该方法是用小能量激振桩土间不产生相对位移处于弹性应力状态。它是通过测定桩土弹性振动时的动刚度参照动静刚度的关系和静刚度与承载力之间的相关性确定桩的容许承载力。属于此类最有代表性的有下述几种方法。(1)桩基动测参数法:假定桩体和土体的参振质量仿单自由度弹簧体系探索用简单的锤击或重物冲击方法获得桩土体系的自振频率和其它动力参数;(2)机械阻抗法:它是用激振设备在桩头进行稳态激振得到桩土体系的振动导纳曲线以此确定它的动刚度;(3)共振法:利用激振频率范围较大的激振器稳态扫频激振,使桩产生共振,通过测定桩的动刚度,然后利用动、静刚度的相关关系求得相应的静刚度,再利用静刚度根据桩的容许沉降量确定桩的容许承载力。

3.3高应变动力法

高应变动力法是通过在桩顶测量被激发的阻力产生的应力波和速度波,从而确定承载力。它的目标是激发桩周和桩尖的阻力,然后实测这些阻力。

目前,高应变动力法主要有动力打桩公式法、锤击贯入法、波动方程分析法、CaSe法、波形拟合法和静动法,比较常用的是波形拟合法。

4静载试验检验桩基承载力

4.1桩基承载力的确定

桩基承载力由桩本身材料强度或岩土的支承力来决定。当岩土的支承力很大时(如超长桩支承在微风化硬质岩石上的桩等),桩的承载力就由桩材料强度确定。一般情况下,则由土的支承力来控制。

我国建筑地基基础设计规范,规定容许承载力取为pu2,就是按土的强度来控制但是在规范的说明中阐明:根据静载荷试验结果确定单桩承载力,历来有各种不同的分析方法和处理意见国内外有关规范的规定也各不相同,但大体上可分为按强度控制和按变形控制两大类

4.2静荷载试验

静荷载试验方法按提供反力的方式可分为下列4种形式。(1)锚桩法:通过锚桩承受抗拔提供反力,锚桩和钢反力架组成反力装置。根据荷载大小,锚桩可以用2根、4根、6根、8根或更多数量。目前国内用该方法可以检测单桩极根承载力小于25000kn的桩。(2)堆载法:在堆载反力平台上堆放重物,且荷载量应超过单桩预计最大可承受荷载的1.3倍。目前国内用该方法可以检测单桩竖向极限承载力小于15000kn的桩。由于堆载对基桩周围土体有压实作用,使得用该方法确定的单桩极限承载力比实际偏大。(3)锚桩堆载法:当锚桩抗拔力不够时,可以在反力钢架上加配重,由锚桩和堆载共同组成反力装置,进行静荷载试验。(4)桩身安放千斤顶加载法:该方法是日本1990年开发应用的,它不需要锚桩和堆载物,只在桩尖附近安设千斤顶,沿垂直方向加载,可同时测定桩侧摩阻力和桩尖承载力,再利用传递解析方法,将桩侧摩阻力与变位量千斤顶荷载与向下变量的关系换算成与桩顶荷载对应的荷载沉降关系该方法安设的千斤顶有2种,一种是回收型千斤顶,利用桩中的空心部分,放下千斤顶,安装到所需位置进行试验,试验完后再回收利用此种千斤顶的顶升力为3300kn,行程为250mm;另一种是非回收型千斤顶,即将桩与千斤顶浇成一个整体,试验完后不再收,此种千斤顶的顶升力为3500kn,行程为150mm。

5结束语

桩基属隐蔽性工程项目,施工工序多,难度大,影响成桩质量及其承载力的因素较多,很难排除有些桩的单桩竖向承载力达不到设计要求。在需要进行静载试验检测桩基工程时,在桩身强度及试验设备等条件许可的情况下,静载预计最大加载可大于设计要求的10%~20%,其既是对规范的应用,更能够真实的反映场地桩基承载力状况。

参考文献:

[1]GB50007-2002建筑地基基础设计规范[S].中国建筑工业出版社2002.

[2]JGJ106-2003建筑基桩检测技术规范[S].中国建筑工业出版社2003.

[3]金雨平试论静载试验不能识别和评价工程上的缺陷桩广东土木与建筑,1999.3

[4]潘岳基静载试验曲线分析在桩基施工质量评价中的应用广东土木与建筑,2003.3

[5]张树珺,司马玉洲.基桩质量检测影响因素分析[J].土木工程与管理学报,2011.

[6]曾保刚,惠靖.静载试验在某桩基工程桩检测中的应用[J].陕西建筑,2007.

基因工程载体的种类篇7

关键词:桥梁;桩基础;单桩承载力;

一、前言

1、近几年来随着公路建设事业的迅速发展,桥梁作为公路中的重要结构物,在公路建设的设计、施工中有着举足轻重的地位。桥梁结构中的所有恒载及人行、车辆等活载全部通过桥梁基础传递到地基中去。因而桥梁桩基础设计显得尤为重要,在桥梁桩基础设计中,正确理解桥梁桩基的工作原理以及掌握桥梁桩基承载力的计算是桥梁桩基础设计中极为重要的一部分。

2、桩基础的概述

桩基础的使用有着悠久的历史,早在史前的建筑活动中,人类远祖就已经在湖泊和沼泽地带采用木桩来支撑房屋。随着近代工业技术和科学技术的发展,桩的材料、种类和桩基形式,桩的施工工艺和设备、桩基设计计算理论和方法、桩的原型试验和检测方法等各方面都有了很大的发展。桩基础具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀等特点,因而桩基础被广泛的用于桥梁工程建设中。

3、桥梁桩基础的分类

桥梁桩基础按照承载性状可分为为:摩擦桩和端承桩,摩擦桩是指桩顶荷载主要由桩侧阻力承受,并考虑桩端阻力。端承桩是指桩顶荷载主要由桩端阻力承受,并考虑桩侧阻力。端承桩又包括嵌岩桩和非嵌岩桩。

二、单桩轴向荷载的传递机理

在计算单桩轴向承载力时,先要了解施加于桩顶的竖向荷载是如何通过桩-土相互作用传递给地基以及单桩是怎样达到极限状态。

1、桩的荷载传递:桩在竖向荷载作用下,桩身材料会产生弹性压缩变形,桩和桩侧土之间产生相对位移,因而桩侧土对桩身产生向上的桩侧摩阻力。如果桩侧摩阻力不足与抵抗竖向荷载,一部分竖向荷载会传递到桩底,桩底持力层也会产生压缩变形,桩底土会对桩端产生阻力。通过桩侧摩阻力和桩端阻力,桩将荷载传递给土体。

2、桩侧负摩阻力:当桩侧土体因某种原因而下沉,且变形量大于相应深度处桩的下沉量,即桩侧土相对于桩产生向下的位移,土体对桩产生向下的摩擦力,这种摩擦力称为负摩阻力。负摩阻力是对桩的一种不利因素,相当于在桩上施加了附加的向下拉荷载,它的存在降低了桩基的承载力,并导致了桩基发生了过量的沉降。

3、桩的阻力影响因素:在竖向荷载作用下,桩侧阻力和桩端阻力的发挥程度与多种因素有关,并且桩侧阻力和桩端阻力也是相互影响的。桩侧阻力和桩端阻力并不是同时发生,更不是同时到达极限。桩端阻力的发挥不仅滞后与桩侧阻力,而且充分发挥所需的桩侧位移值比桩侧摩阻力达到极限所需的桩身截面位移大的多。桩端阻力的发挥程度与桩端土的性质、桩的类型和施工方法等因素有关。

三、桥梁桩基单桩承载力计算:

1、桥梁桩基的计算按照下列规定进行:

a、承台底面以上的荷载假定全部由桩承受。

b、桥台土压力可自填土前的原地面起算。

c、在软土和软弱地基土层较厚、持力层较好的地基中,桩基计算应考虑路基填土荷载或地下水位下降等因素引起负摩阻力的影响。

2、摩擦桩单桩承载力计算按照下列公式:

〔Ra〕=

其中〔Ra〕-----单桩轴向受压承载力容许值(Kn),桩身自重与置换土重的差值作为荷载考虑。

----桩身周长(m);ap----桩端截面面积(m2);n---土的层数;

----承台底面或者局部冲刷线以下各土层的厚度(m);

---与对应的各土层与桩侧的摩阻力的标准值(Kpa);

----桩端处土的承载力的容许值(Kpa);

----桩端处土的承载力的基本容许值(Kpa);

h---桩端的埋置深度(m);K2---容许承载力随深度的修正系数;

---桩端以上土层的加权平均值的重度(Kn/m3);

修正系数;---清底系数;

注:上式只适用于钻(挖)孔灌注桩,不能适用于沉桩承载力的计算。由上式可以看出摩擦桩的单桩承载力主要由桩侧的摩阻力提供,并考虑了桩端阻力。

3、端承桩单桩承载力计算按照下列公式:

其中〔Ra〕-----单桩轴向受压承载力容许值(Kn),桩身自重与置换土重的差值作为荷载考虑。

---根据清孔情况,岩石破碎程度等因素而定的端阻发挥系数;

----桩端截面面积(m2);

---桩端岩石饱和单轴抗压强度标准值(Kpa),当小于2mpa时按照摩擦桩计算(为第i层的值);

---根据清孔情况、岩石破损程度等因素而定的i层岩层侧阻发挥系数;

----各土层或各岩层部分的桩身周长(m);

---桩嵌入各岩层部分的厚度(m),不包括强风化和全风化层;

m---岩层的层数,不包括强风化和全风化层;

---覆盖层土的侧阻力发挥系数;根据桩端确定;

----各土层的厚度(m);

---桩侧第i层土的侧阻力的标准值(Kpa);

n----土层的层数,强风化和全风化按照土层考虑。

注:上式适用钻(挖)孔灌注桩和沉桩的承载力的计算。由上式可以看出适用桩的单桩承载力主要由桩端阻力承受,并考虑桩侧阻力。

按照以上公式计算的单桩轴向承载力容许值〔Ra〕,应根据桩的受荷阶段及受荷情况乘以相应的抗力系数,抗力系数的取值请参考《公路桥涵地基与基础设计规范》等规范有关章节取值。

四、桥梁桩基单桩的破坏模式

桥梁桩基在竖向荷载作用下,其破坏模式主要取决于桩周土的抗剪强度、桩端支撑情况、桩的尺寸以及桩的类型等条件。桩基的破坏形式有以下三种模式;

1、压屈破坏:当桩底支撑在坚硬的土层或者岩层上,桩周土层为软弱,桩身无约束或者侧向抵抗力。在轴向荷载作用下,就如同一细长压杆出现纵向压屈破坏。

2、整体剪切破坏:当具有足够强度的桩穿过抗剪强度较低的土层,到达抗剪强度较高的土层,且桩的长度不大时,在轴向荷载作用下,由于桩底下部土层不能阻止滑动土块的形成,桩底土体形成滑动面而出现整体剪切破坏。

3、刺入破坏:当桩的入土深度较大或者桩周土侧层抗剪强度较均匀时,在轴向荷载作用下将出现刺入破坏,此时桩顶荷载主要由桩侧摩阻力承担,桩端阻力极微,桩的沉降量较大。

五、结语

总之,对桥梁桩基设计,首先要对桩基的荷载传递机理、承载力计算、破坏模式要有详细的了解。否则会造成计算不准确,从而影响设计方面的失误,严重时会影响桥梁结构的安全。在桩基设计过程中除了对承载力计算外,还要对桩身强度、稳定性及裂缝宽度进行验算。验算方法可参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JtGD62-2004)有关章节进行。

参考文献:

[1]莫海鸿、杨小平《基础工程》中国建筑工业出版社,2003

[2]《公路桥涵地基与基础设计规范》JtGD63-2007

[3]姚玲森《桥梁工程》人民交通出版社,2008.5

基因工程载体的种类篇8

【关键词】高层建筑;施工过程;混凝土工程

1.混凝土工程的结构体系

目前在高层建筑中常见的结构体系主要有以下四种。第一,框架体系。框架是由柱子和与柱相连的横梁所组成的承重骨架。框架体系的优点是建筑平面布置灵活,可以形成较大的空间,能满足各类建筑不同的使用和生产工艺要求,因而应用十分广泛,可用于各类型的建筑,特别是公共建筑和旅馆建筑经常采用。框架体系的主要问题是侧向结构刚度差,抵抗水平荷载作用下的变形能力较差。在水平力作用下,框架结构底部各层梁、柱的弯矩显著增加,从而增大截面及配筋量,并对建筑平面布置和空间有一定的影响。第二,剪力墙体系。剪力墙体系是利用建筑物的内、外墙作为承重骨架的一种结构体系。剪力墙结构的刚度较框架结构为大,因此更适用于层数较多的高层建筑中。目前多用于40层以下的高层建筑,高度一般不宜超过140米。剪力墙本身把建筑平面化分成若干单元,开间小、变化少,非常适宜高层居住建筑和旅馆建筑。此外,剪力墙体系也适用于地震区建造的高层建筑。剪力墙的存在,使建筑平面布置和使用要求受到一定的限制。所以,一般不用于需要大空间或灵活开间的公共建筑中。第三,框架一剪力墙体系。框架一剪力墙体系即把框架和剪力墙两种结构共同组合在一起而形成的结构体系。框架一剪力墙体系既有框架平面布置灵活的优点,又能较好地承受水平荷载,是目前国内外高层建筑中经常采用的一种结构体系,可应用于各种类型的建筑中。一般是用于层数为巧一30层的高层建筑,在12一15层范围内,采用此结构较为经济,框架可以是钢筋混凝土,也可以是钢结构,剪力墙采用钢筋混凝土。第四,框支剪力墙体系。框支剪力墙体系是把剪力墙结构的部分纵横落在底部一层或数层不落到底,采用框架支承上部剪力墙,形成了框支剪力墙结构。这类结构既育编足底部商店、餐厅等公共用房较大平面空间的需要,又具有较大的抗侧向荷载能力。

2.混凝土工程的特点和要求

由于建筑高度增加,电梯成为建筑内部主要的垂直交通工具,并利用它组织方便、安全、经济的公共交通系统,从而对高层建筑的平面布局和空间组合产生了重大影响。需要在底部和不同的高度设置设备层,在楼层的顶部设电梯间和水箱间。建筑平面、立面布置要满足高层防火规范的要求。由于高层建筑地下埋深嵌固的要求,一般要有一层至数层的地下室,作为设备层及车库、人防、辅助用房等。高层建筑主体是具有特定使用功能(居住、客房、办公、教室、病房等)的标准层,一般具有统一的层高、开间、进深和平面布局。由于建筑的高度高、体形大,需要更好地处理建筑造型和外饰面。对不同使用功能的高层建筑需要解决各方面的问题。

低层、多层建筑的结构受力主要考虑垂直荷载,包括结构自重和活荷载、雪荷载等。高层建筑的结构受力,除了要考虑垂直荷载作用外,还必须考虑由风力或地震力引起的水平荷载。垂直荷载使建筑物受压,其压力的大小与建筑物高度成正比,由墙体和柱子来共同承受。受水平荷载作用的建筑物,可以视为悬臂梁,水平力对建筑物主要产生弯矩,弯矩与房屋高度的平方成正比,即垂直压力。弯矩对结构产生拉力和压力,建筑物超过一定的高度,由水平荷载产生的拉力就会超过由垂直荷载或地震力的作用而处于周期性的受拉和受压状态。

对于不对称及复杂体型的高层建筑还需要考虑结构的受扭。因此,高层建筑必须充分考虑结构的各种受力情况,保证结构有足够的强度。高层建筑要保证结构刚度和稳定性,控制结构水平位移。由于水平荷载产生的楼层水平位移,与建筑物高度的四次方成正比。随着高度的增加,高层建筑的水平位移增大较强度增大更迅速。过大的水平位移会使人产生不舒服感,影响生活、工作;会使电梯轨道变形;会使填充墙或建筑装修开裂、剥落;会使主体结构出现裂缝;水平位移再进一步扩大,就会导致房屋的各个部件产生附加内力,引起整个房屋的严重破坏,甚至倒塌。必须控制水平位移,包括相邻两层的层间位移和全楼的顶点位移。建筑物层间相对位移与层高之比为/H,根据不同的结构类型和不同的水平荷载,应控制在1/400--1/1200。有抗震设防要求的高层建筑还必须具有一定的延性,使结构在强震作用下,当某一部分进入屈服阶段后,还具有塑性变形的能力,通过结构的塑性吸收地震力所产生的能量,使结构可维持一定的承载力。

3.混凝土工程的质量控制措施

由于高层建筑上部结构所承担的垂直荷载和水平荷载大,各种荷载最终要通过地下室和基础传递到地基。因此,对其基础选型和埋置深度与多层建筑不同。一般根据上部荷载、结构类型、地基情况和施工的不同综合考虑,选用筏型基础、箱型基础、桩基础和复合基础等。为了确保高层建筑的稳定性和满足地基变形的要求。其基础要有一定的埋置深度。采用天然地基时不小于建筑高度,采用桩基时不小于建筑高度的1/15,桩的长度不计在埋置深度内。抗震性高层建筑结构要抵抗竖向和水平荷载,在地震区,还要抵抗地震作用。在较低的建筑结构中,往往竖向荷载控制着结构设计;随着建筑高度的增大,水平荷载效应逐渐增大;在高层建筑结构中,水平荷载和地震作用却起着决定性作用。因此,在高层建筑结构设计时,不仅要求结构具有足够的强度,而且还要求有足够的刚度,使结构在水平荷载作用下产生的位移限制在一定的范围内,以保证建筑结构的正常使用和安全。另外,相对于多层建筑而言,高层建筑相对较柔,因此在地震区,高层建筑结构应具有足够的延性。也就是说,在地震作用下,结构进入弹塑性阶段后,仍具有抵抗地震作用的足够的变形能力,不致倒塌。这样可以在满足使用条件下能达到既安全又经济的设计要求。

4.结语

总之,当前高层建筑施工过程混凝土工程质量的控制措施包括施工过程中的工序质量控制、工程项目施工中的技术复合制度、质量控制点的设立和工程质量的预控。

参考文献

基因工程载体的种类篇9

关键词建筑工程;地基工程;质量事故

中图分类号tU472文献标识码a文章编号1674-6708(2012)68-0047-02

在建筑工程施工过程中,由于地基处理的问题而发生的质量事故绝大部分都是由于建筑工程施工过程中的勘察设计失误、地基施工工艺选择不当以及建筑工程的施工环境发生变化而造成工程的地基或者主体工程产生非正常的变形、沉降,进一步引起承重结构产生裂缝、坍塌等,影响整个建筑工程的正常使用。这些地基工程施工中的生产事故基本可以分为两大类:地基强度事故和地基变形事故。前者的主要表现形式是工程地基的承载能力不够导致结构失去稳定性,从而发生生产事故;后者的主要发生在软弱土地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基以及季节性冻土地基工程中。

1地基工程施工中常见的质量事故种类

1.1建筑工程的地基失稳质量事故

在建筑工程的施工中,虽然由于施工以及验收规范对于地基的变形量设定的指标值非常严格,导致该类型的建筑工程质量事故相比于地基的变形质量事故来说发生的数量较少,但是,该类事故在建筑工程的施工过程中一旦发生后产生的后果将是非常严重的,甚至可以说是灾难性的后果。该类型的建筑工程地基质量事故的发生与地基土的类型有关,同时还与建筑基础的埋深、工程荷载施加的速率有直接的关系。当工程的基础埋深比较浅,而且在施工过程中对地基施加的荷载是均匀增加的恒定荷载的时候,地基工程一般会形成整体性的剪切应力,而使基础遭到剪切破坏;当工程的地基埋设深度较大,而且施加的荷载是冲击性的或者突然施加荷载的情况下,地基工程一般会形成局部性的剪切应力,从而使地基遭到局部剪切破坏。

1.2湿陷性黄土地基变形质量事故

该类型的地基变形事故仅仅发生在被水浸湿的地基部分,所以使得变形量存在极大的不均性,但是,一旦浸水以后往往是变形量非常大,而且变形的速度非常快。所以最终给建筑物带来巨大的破坏。该类地基变形事故给建筑带来的危害主要是:给工程带来过大的沉降量,导致工程的墙体迅速出现大的裂缝;对于整体的刚性非常大的建筑工程,由于该类沉降的不均匀性,造成工程各个部位的沉降差过大,从而使工程出现倾斜,甚至是坍塌;当工程的地基出现几处湿陷性黄土时,由于此时基础的弯曲变形过大,导致工程的地基和地下的管道线路出现断裂,如果给排水工程的主干管道出现该类断裂事故将会危及周围的建筑的安全。

1.3软弱土地基的不均匀沉降变形质量事故

发生在软弱土地基中的沉降变形一般是不均匀的沉降而且沉降量非常大。这主要是和地基土的不均匀性、荷载的不均匀性、建筑工程的体型的复杂性、相邻建筑物或者地基工程的影响、工程所处部位的地下水位的变化等影响因素有关。同时,该类变形的沉降速度非常快,沉降的时间非常长。这种不均匀沉降变形的危害也是非常大的,主要表现在:由于地基的不均匀沉降使砖砌体受到弯曲应力的作用而产生墙体裂缝;基础的不均匀沉降使砖砌体柱子受到纵向的弯曲应力而拉裂;一些高度较大的刚性较大的构筑物如果建在软弱土地基上面,有可能出现倾覆的危险。

1.4膨胀土地基的变形质量事故

处在膨胀土的地基工程在季节性变化过程中,由于土壤处在吸水和失水的交替变化中,而使得地基工程施工产生变形,而且持续的时间非常。该种类型的地基质量事故能够导致建筑工程项目在施工期间或者工程竣工后的3年以后的时间内产生开裂的现象;工程的墙体在地基土的吸水和失水的交替作用下产生较大的裂缝,甚至是墙体产生碎裂或者移位等严重破坏。

2地基工程施工中常见的质量事故原因分析

1)地基工程设计开始前的准备工作不够深入,地基勘察不到位。根据我国的建筑工程施工规范的相应规定,在工程设计之前应该首先进行基础的勘察工作,详细了解该工程所处位置的地下土壤的土质类别、该类土质的最大承载力的情况,地下水的走向,地下水水位的高低,地下的洞穴、墓穴等情况,地基土的土层分布是否均匀,并根据勘察的资料进行深入的研究分析该工程的地基基础工程的设计,以确保工程施工的安全,但是在实际的地基工程施工中,很多设计单位在地基工程设计之前不进行深入的地基的勘察,或者出于成本节约的考虑不进行地基的勘察工作,导致地基工程施工中产生质量问题,为整个工程带来了安全隐患;

2)在地基基础的设计中,没有对地基结构的承载力进行仔细的计算。对每一个工程项目来说,地基工程是整个建筑工程的基础,俗话说“基础不牢,地动山摇”。在进行基础设计时,设计人员应该根据基础勘察所得到的地基的土质情况,未来建筑物所施加的荷载,所采用的地基基础施工材料的特性,对工程的地基基础的形状尺寸、地基施工的工艺技术要求等要求进行设计和说明,确保地基基础的承载能力满足工程的施工要求,使地基的变形值限制在工程允许的范围内,避免工程的结构受到裂缝、坍塌等的威胁;

3)建筑工程基础的设置埋设深度通常需要考虑当地冬季的冻土层厚度、本工程的地基土的地质条件和地下水位情况,同时必须考虑到该工程相邻建筑工程或者构筑物的地基基础的埋深,以及本工程地基工程结构和形式、承载能力的大小等等,通过详细的计算和比较确定一个既安全又经济的基础的埋设深度。但是很多建筑工程在确定基础的埋设深度时比较随便,或者没有经过详细的分析和计算过程,只是凭借经验,致使工程的埋设深度不够,给建筑基础的变形事故的发生带来了安全隐患;

4)在工程地基的施工中不重视地基土在寒冷地区的冻胀问题,埋设深度不符合要求。同时,没有在软弱地基的设计与施工中采取有效的措施防止或者减少地基基础的沉降量。地基基础的施工工程应该尽量避免雨季进行施工,即使没法避免在雨季施工时,必须确保地面的雨水不排入基坑或者基槽中;对于地下水位较高的地基工程,施工时必须对地基工程采取有效地降水或者排水措施。对于已经受到雨水或者地下水影响的地基土要铲除,然后回填土并夯实。对于湿陷性黄土地基,应该采取换土的办法进行处理,并进行加固。

参考文献

[1]陆杰.建筑地基基础处理方法浅谈[J].科技风,2010(7).

[2]刘会武,李芝军,陈卫兵.变电站岩溶地基的勘察设计与地基基础处理[J].能源技术经济,2010(3).

[3]梁颜红.岩溶地区地基基础处理的探讨[J].人江,2009(4).

[4]李欣.浅谈地基基础的设计与施工处理[J].四川建材,2007(1).

[5]徐仁弟.建筑地基基础处理分析[J].科技信息(科学教研),2007(19).

[6]杨永军.地基基础处理中的水泥搅拌桩施工技术实践应用[J].科技资讯,2008(8).

基因工程载体的种类篇10

关键词:高层建筑;基础设计;质量;对策

abstract:Chinaalongwithacceleratingurbanization,increasingthenumberofhigh-risebuilding,thequalityproblemofthehigh-risebuildingisattractingtheattentionofpeople.Forhigh-risebuildingsfor,thefoundationdesignistoguaranteethesafetyofhigh-levelbuildingkey,thispaperwillimprovethedesignqualityofhigh-risebuildingsfoundationputforwarditsownviews,asareferenceforengineeringdesign.

Keywords:highbuilding;thefoundationdesign;Quality;countermeasures

中图分类号:[tU208.3]文献标识码:a文章编号:

随着中国国民经济的发展,建筑行业作为国家的支柱性产业越来越重要,但是目前国内很多高层建筑物在建造和使用过程中出现了一些质量问题,直接危及到人们的生命财产安全,导致国家资产的浪费,其中部分原因即是因为基础设计不当所致。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002的规定,凡10层及10层以上或房屋高度在28m的建筑物都称为高层建筑。基础设计是高层建筑设计的关键,相关人员必须加强对基础设计质量的重视和管理,才能不断提高高层建筑的设计质量。

一、高层建筑基础设计概述

1、高层建筑基础设计的重要性

由于高层建筑物的荷载较大、质心高,基础底面一般会有偏心,在沉降的过程中,高层建筑物的总重量对基础底面形心会产生新的倾覆力矩增量,这种倾覆力矩增量会产生新的倾斜增量,倾斜会随之不断增长,直到地基变形稳定为止,为此,设计人员一定要加强高层建筑的基础设计。为了避免基础产生倾斜,应该依据《高层规程》中的相关规定,采取措施对偏心距进行限制,如果地基比较均匀,筏形基础和箱型基础的平面形心最好与建筑物的上部结构竖向永久荷载重心相重合。对于高层建筑物中的端承桩基和低压缩地基的基础,可以适当放宽偏心距的限制。

高层建筑基础类型的选择没有固定的模式,设计单位要从建筑物自身的特点出发,实事求是,综合考虑建筑物的上部结构要求、抗震设防要求、工程地质情况、施工场地以及周围的建筑物等环境条件,对各种基础设计方案进行比选,优先选择可以满足建筑物地基承载力、整体性较好并且可以调节不均匀沉降的基础形式。

2、高层建筑基础设计要点

高层建筑与一般的多层建筑相比较,在建筑的基础设计方面有共性的一面,也有个性的一面。对高层建筑而言,建筑物的层数较多、建筑物的上部结构荷载较大、对地基承载能力、压缩性、稳定性等要求较高等因素,使得高层建筑物的基础施工具有周期长、用材多、难度大以及工程造价较高、对周围环境的影响大,受地质条件和周围环境约束大等特点,因此高层建筑的基础设计应该要注意以下几方面的问题,首先,严格依据法律法规和规范、规程要求进行设计,要保证满足复合地基承载力以及桩基承载力的要求;其次,控制高层建筑物的基础总沉降量与差异沉降量在规范允许的范围之内,确保建筑物的施工和使用安全;另外,设计人员要综合考虑经济效益,包括基础的造价、用料,以及降水、工地条件和建设工期等因素。

3、高层建筑的基础设计类型

3.1基础的选型

高层建筑常见的基础形式主要有桩基础、筏形基础、箱形基础和交叉梁基础等,其中又以桩基础和筏形基础使用最为广泛。采用哪种基础形式应该是基础设计考虑的首要问题,在具体的设计工作中可按以下步骤进行。

首先,应仔细阅读和分析该工程建设场地的岩土工程勘察报告,根据各地层地基承载力特征值确定持力层;其次,根据持力层的特征及上部结构类型、层数、地下室层高等初步选定基础形式,并核查是否满足该种基础形式的基本要求:如最小桩长的要求、基础埋深的要求等;最后根据上部结构的荷载及地基承载力特征值进行基础估算和计算,基础的计算应仔细阅读规范及计算程序技术手册的要求,采用多种计算模型比较,方能得出合理的计算结果。同时要充分考虑持力层下是否有软弱下卧层、基础施工的工艺方法、邻近建筑物基础的影响等,以保证基础形式的选择是合理适宜的,避免给以后设计、施工带来不必要的返工和影响。

3.2桩基础设计

桩基础主要用于建筑物的上部结构荷载较大、地基在较深范围内为软弱土并且采用人工地基不合理的情况。桩基础主要由两部分组成,即桩身与承台;承台主要用于承受上部结构的荷载,然后将其分布到各个桩上。桩基的主要作用在于,在承受竖向荷载时,将上部结构的荷载通过各个桩尖传到地基中,或者是通过桩身将荷载传到桩身周围的地基土之中;在承受水平荷载时,则通过承台的侧面以及桩身的周围土体的挤压力来提供水平荷载承载力。

按照桩身的材料不同可以把桩基分为钢桩、混凝土桩以及组合材料桩三种;选择何种桩型则要根据建筑物的上部结构、施工条件等因素加以确定,经过科学的方案比选,保证高层建筑工程的设计质量。

3.3筏形基础设计

筏形基础又称为筏式基础或者片阀基础,是高层建筑物基础设计中常用的一种基础形式。筏形基础一般都具有很好的防渗功能,整体刚度较大,可以有效地调节基底压力和不均匀沉降。它一般又被分成平板式和梁板式两类,包括等厚度或变厚度底板和纵横向肋梁。平板式筏形基础由于采用平板结构,混凝土用量较大,但施工比较方便,而且建造速度较快;而梁板式筏形基础为达到改善底板的受力、加强底板刚度的目的,需在两个方向沿着柱列布置有肋梁,因而底板厚度相对较小,混凝土用量较小,但施工比较不便。

二、高层建筑基础设计注意的问题

1、桩基础