目前常用的單立柱廣告牌的基礎(chǔ)型式主要有:自重式鋼筋混凝土基礎(chǔ)(包括鋼筋混凝土伐板基礎(chǔ)或鋼筋混凝土墩基礎(chǔ))、樁伐基礎(chǔ)及人工挖孔單樁基礎(chǔ)三種基礎(chǔ)型式。
1、自重式伐板基礎(chǔ)
自重式伐板基礎(chǔ),包括鋼筋混凝土伐板基礎(chǔ)與鋼筋混凝土墩基礎(chǔ),是通過大面積的開挖(一般挖深2-3m),然后澆注大體積的鋼筋混凝土,通過預(yù)埋件與立柱連接,通過鋼筋混凝土底板及上覆土體的自重來抵抗來自廣告牌面的風(fēng)力作用。
這種基礎(chǔ)最大優(yōu)點是施工簡單、方便、不需要大的施工設(shè)備,因而被廣泛采用,是目前單立柱廣告牌的主要基礎(chǔ)形式。
目前常用的基礎(chǔ)尺寸有:6m×6m×3(或4)m,8m×6m×2(3)m,12m×6m×2m。這一基礎(chǔ)的最大缺點是采用抗風(fēng)能力小,非常不經(jīng)濟,基礎(chǔ)造價昂貴且占地面積大。
目前采用這一基礎(chǔ)形式的單立柱廣告牌設(shè)計制作中最大的問題是:由于造價高,基礎(chǔ)設(shè)計尺寸偏小,其抗風(fēng)能力一般均不能滿足規(guī)范約定的設(shè)計要求,抗風(fēng)能力低,因而在遇到大風(fēng)時可能傾覆,2004年溫州一帶大量單立柱廣告牌在臺風(fēng)中傾覆的主要是這一基礎(chǔ)型式。究其原因主要有以下4個方面:
1)基礎(chǔ)造價高,業(yè)主一般難以接受滿足設(shè)計要求的基礎(chǔ)造價;
2)由于基礎(chǔ)抗傾覆設(shè)計計算涉及規(guī)范及知識面廣,設(shè)計者往往難以全面掌握風(fēng)荷載計算、水浮力計算、基礎(chǔ)抗風(fēng)能力計算及地基承載力計算等諸多方面的知識,導(dǎo)致設(shè)計計算考慮的因素不充分,使基礎(chǔ)設(shè)計不合理。
3)基礎(chǔ)設(shè)計不但與廣告牌所屬區(qū)域的風(fēng)荷載有關(guān),而且與基礎(chǔ)下部的地基土特性密切相關(guān),一般的單立柱廣告牌設(shè)計難以提供準(zhǔn)確的巖土工程勘察報告,套用的基礎(chǔ)型式居多,地基土的性質(zhì)復(fù)雜多變,也是基礎(chǔ)設(shè)計不合理的主要原因之一。
4)目前的設(shè)計依據(jù)往往以過去的設(shè)計為基礎(chǔ),過去設(shè)計的單立柱廣告牌未傾覆并不代表就能滿足設(shè)計要求,因為任何一項設(shè)計均需經(jīng)過長期的考驗及一定的安全儲備。
2、樁伐基礎(chǔ)
樁伐基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)主要由提供抗拔、抗壓工程樁提供承載力,通過樁頂?shù)男〕叽玟摻罨炷练グ瀹a(chǎn)生力矩抵抗風(fēng)荷載。該種基礎(chǔ)形式的工程樁一般對稱分布,工程樁數(shù)量一般不低于4根。該種基礎(chǔ)形式的最大優(yōu)點是抗風(fēng)能力強。
目前常用的工程樁型式主要有:鉆孔灌注樁、預(yù)制樁,最大的缺點是施工設(shè)備大,進出場費用高,加之對施工場地的平整度要求高,工程樁的抗拔承載力小,因而在工程中較少使用。于2005年通過上海市鑒定的傘式自擴錨擴底樁新技術(shù)彌補了這一缺陷,為樁伐基礎(chǔ)在單立柱廣告牌基礎(chǔ)設(shè)計制作中的應(yīng)用開辟了新思路,具有廣闊的應(yīng)用前景。
傘式自擴錨是一種新的抗拔基礎(chǔ)形式,其原理是能象雨傘一樣地收起和撐開,該裝置在收起狀態(tài)下錨入土體,通過在土體表面處拉拔,使錨固端在深遠土體中可以象雨傘一樣撐開從而提供巨大抗拔抗壓承載力。
3、傘式自擴錨結(jié)構(gòu)與構(gòu)造
傘式自擴錨擴底樁由于其獨特的創(chuàng)造性、新穎性及實用性,其科研及應(yīng)用成果已被《土木工程學(xué)報》、《巖土工程學(xué)報》等權(quán)威刊物所報道,目前已在單立柱廣告牌基礎(chǔ)中有應(yīng)用。
傘式自擴錨擴底樁施工機械輕便,施工操作簡單,因而其適應(yīng)性強、進出場費底、工期快,單樁承載力高,因而工程造價低,同等條件下的基礎(chǔ)造價一般為自重式伐板基礎(chǔ)的40%~60%。
在上海等沿海風(fēng)力大的地區(qū)、軟土地基區(qū)域、結(jié)構(gòu)高度大的廣告牌尤為經(jīng)濟適用。一般單個廣告牌樁基礎(chǔ)造價為3-4萬之間,且可提供的抗風(fēng)力矩為4000kN.m~6000kN.m之間。
4、人工挖孔單樁基礎(chǔ)
人工挖孔樁由于施工設(shè)備少,工程造價低,近年來在北方硬土地區(qū)也有所使用。
這一基礎(chǔ)型式一般包括1根人工挖孔樁,樁頂澆注有一承臺,以求共同抵抗風(fēng)荷載,而這一基礎(chǔ)型式一般純屬套用,缺乏計算依據(jù)。
從事巖土工作的工程師一般均知道,單樁的抗彎矩能力都是很低的,采用單樁抗傾覆設(shè)計原理上是不合理的,該種基礎(chǔ)型式在北方硬土地區(qū)之所以可以使用主要有2方面的原因,其一是土體強度很高,其二是只使用于風(fēng)力小的區(qū)域。該種基礎(chǔ)型式應(yīng)該有嚴(yán)格的使用條件,在以下情況下不可使用:
1)軟土地區(qū)不可使用,主要因為一方面軟土地區(qū)不能施工人工挖孔樁,其二是土體強度低,人工挖孔樁的的抗彎能力太小。
2)在風(fēng)力大的區(qū)域不能使用,主要原因是單樁不能提供足夠的抗風(fēng)彎矩。
3)在較高的廣告牌中不能使用,主要原因是較高的廣告牌抗風(fēng)要求高,單樁抗傾覆能力不能滿足設(shè)計要求。
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