Fundamentos y Geología
A medida que aumenta la altura del edificio, los requisitos para los cimientos se vuelven cada vez más altos. Las primeras casas humanas sólo tenían paredes de adobe y techos de paja, y casi no había otros requisitos más altos para los cimientos. El barro común puede soportar la carga sobre ellos sin tratamiento. Los cimientos de un edificio con estructura de ladrillo y madera de uno o dos pisos deben compactarse. El "suelo virtual" sin tratar hará que los cimientos se hunda cuando se exponga al agua, lo que requerirá una compactación manual. Al mismo tiempo, la base de la pared debe ser más ancha que la pared para aumentar el área de presión, reducir la presión y mantener la estabilidad de la base. Generalmente es necesario utilizar una piedra grande como parte inferior de la pared y luego construir una pared de ladrillos en la parte superior.
Las pagodas de los rascacielos de la época feudal tenían generalmente tres, cinco, nueve u once pisos de altura. La capacidad de carga del muro es de varias a diez veces mayor que la de un edificio residencial. En este momento, los requisitos básicos son aún mayores. Generalmente se excava a más de 2 metros bajo tierra. A menudo hay un sótano (llamado palacio subterráneo) en la parte inferior de la torre, que no se puede sellar para preservar los utensilios de alta gama e incluso las "reliquias" de Buda.
La pagoda de madera en Yingxian, Shanxi, se basa en una enorme plataforma de piedra, que es una forma de mover los cimientos subterráneos sobre la superficie. La torre de madera tiene 67,3 metros de altura y su base es una plataforma octogonal de dos pisos, cada piso de 2 metros de altura. El primer piso es de piedra y el segundo piso es de ladrillo. La planta superior está formada por listones de piedra que sirven de suelo directo a las columnas del muro de la torre. El diámetro del fondo del piso inferior es de más de 50 metros, el diámetro del piso superior es de más de 30 metros y el diámetro del primer piso de la torre es de más de 30 metros. Precisamente debido a una base tan amplia y sólida, Qingning tiene una historia de más de mil años desde su establecimiento en la dinastía Liao. Después de muchos terremotos de magnitud 5 a 6, sigue en pie y se convierte en la torre de madera más alta del mundo. Se espera que la torre de madera utilice un total de 10.000 metros cúbicos de madera y un peso total de 7.400 toneladas.
Pagoda de Madera Yingxian
La Pagoda de Madera Yingxian está construida en la segunda terraza del río Sanggan, que pertenece a la capa de grava suelta del río y a la capa de suelo. Por supuesto, el loess a base de agua utilizado como base es más sólido que el loess eólico porque fue depositado y compactado en agua, y su porosidad es mucho menor que la del loess eólico, similar al loess compactado artificialmente. Muchos embalses y presas en la provincia de Shanxi se llenan mediante el método de la gota de agua. Por lo general, el loess en ambos extremos o en un extremo del cuerpo de la presa se lava con agua, de modo que el loess fluya hacia abajo en el cuerpo de la presa (los primeros terraplenes se construyen en ambos lados) y, después del secado, el cuerpo de la presa se eleva capa por capa.
La torre, íntegramente de madera, utiliza columnas, vigas, cubos y arcos como estructura básica, con columnas, frente, aleros, puertas y ventanas adicionales. Se apoyan entre sí y se encogen de abajo hacia arriba, presentando un cuerpo estable con un fondo grande y una parte superior pequeña. La estabilidad de esta estructura es muy buena, mucho más estable que apilar ladrillos. Por lo tanto, la pagoda de madera Yingxian es más fuerte que la pagoda Yongji Yingying (ala oeste), que es una estructura de ladrillo con un espesor de pared de más de 2 metros. La Torre Yingying fue construida sobre colinas de loess, lo que equivale a estar construida sobre loess en forma de viento. Por lo tanto, se derrumbó durante el terremoto del año 34 del reinado de Jiajing de la dinastía Ming (1555) y fue reconstruida ocho años después. Hoy en día es una torre cuadrada de ladrillo hueco de 13 pisos y 40 metros de altura.
En los edificios modernos de gran altura, es necesario realizar una exploración de ingeniería de los cimientos para comprender la composición y las características estructurales de los cimientos y si hay agujeros. Al mismo tiempo, se requieren pruebas para realizar pruebas. su capacidad de carga y colapsabilidad para explorar y determinar el plan de tratamiento de la Fundación.
La profundidad de exploración de los cimientos está positivamente relacionada con la altura del edificio. Cuanto más alto es el edificio, mayor es la profundidad de exploración y mayor es la profundidad de los cimientos que deben reforzarse. Sólo con un conocimiento detallado de la construcción, estructura y propiedades de los cimientos se pueden adoptar correctamente el marco y las especificaciones para la ingeniería de cimientos. El método de pilotes de cemento se usa ampliamente en los tiempos modernos, es decir, pilotes de cemento de decenas de metros de profundidad y de 1 a 2 metros de espesor se introducen profundamente en la capa de suelo arenoso con una cierta densidad de rejilla, haciendo que todo el edificio parezca construido. sobre un unificado Sobre un enorme cuerpo sólido de cemento. A principios del siglo XX, los edificios residenciales de gran altura en Shanghai utilizaban pilotes enormes de decenas de metros de altura que se hundían profundamente en el suelo, uno por uno, para reforzar la suave capa de barro bajo tierra. Al comienzo de la fundación de la Nueva China, el Edificio Suzhong de Beijing (ahora Sala de Exposiciones de Beijing) utilizó el método del cajón gigante como base, es decir, el hormigón armado se vertió en una caja enorme y la casa se construyó sobre esta. caja. En las décadas de 1970 y 1980, se utilizaban martinetes para clavar columnas de hormigón armado en el suelo. No fue hasta la década de 1990 que se adoptó el método de perforación para verter hormigón armado en los agujeros profundos perforados para formar pilotes.
En los edificios residenciales modernos de Shanxi, el hormigón armado se utiliza generalmente para verter los cimientos de las paredes. Por ejemplo, la intensidad de la fortificación sísmica de la cuenca Taiyuan-Jinzhong es un área sísmica de nivel 8. El edificio residencial de seis pisos utiliza cimientos de 4 metros de profundidad, es decir, cimientos de 2 metros de profundidad debajo del sótano para garantizar que la casa no se incline en un terremoto de magnitud 8.
(2) Introducción preliminar a la exploración básica
1. Exploración de reliquias culturales
Shanxi es el lugar de nacimiento de la nación china y es rico en reliquias culturales subterráneas. Por lo tanto, antes de la construcción, primero se deben explorar las reliquias culturales subterráneas para comprender si existen reliquias culturales bajo tierra.
La pala de Luoyang era originalmente una herramienta especial utilizada por los ladrones de tumbas en Luoyang, Henan, para explorar la estructura, el tamaño y la existencia de la tumba, a fin de determinar la ubicación y la profundidad de la cueva robada. Pequeño y liviano, se convirtió en una herramienta para la exploración de reliquias culturales después de la fundación de la Nueva China, y luego se utilizó para la exploración geoquímica del suelo, exploración de cimientos, etc. La pala Luoyang es una cabeza de pala semitubular colocada en el extremo frontal de un poste de madera. Utiliza la gravedad natural o la fuerza artificial para cortar el suelo capa por capa desde la superficie hasta el subsuelo y eliminar la tierra almacenada en la capa de la pala. por capa. Sal y toma notas. Los arqueólogos pueden determinar si el suelo extraído es suelo nativo o suelo relleno artificialmente observando su estructura. Una vez que se descubre que el suelo removido ha sido alterado artificialmente posteriormente, deben excavar en el suelo enterrado para descubrir si hay reliquias culturales, tumbas, etc. , realizar arqueología de campo y sacar a la luz miles de años de reliquias culturales nuevamente.
La exploración de reliquias culturales generalmente requiere un espacio de perforación de 1 a 2 metros y una profundidad de 4 a 5 metros. El área de estudio es ligeramente más grande que el área de construcción. El diseño de los pozos de exploración de reliquias culturales consiste en disponer orificios de exploración en la superficie de los cimientos excavados para detectar sistemáticamente recursos de reliquias culturales subterráneas. Su objetivo principal es detectar si existen tumbas antiguas, y por supuesto lo mejor es encontrar casas de diferentes épocas culturales. El período cultural se refiere a una cronología histórica aproximadamente dividida en la historia humana temprana. Los nombres de los períodos culturales varían de un lugar a otro. Por ejemplo, en la región de las Llanuras Centrales, de abajo hacia arriba está la Cultura Peiligang (llamada así por el Sitio Arqueológico Peiligang en Xinzheng, Henan), que se remonta a hace aproximadamente 7000-8000 a 5000-6000 años; El nombre del sitio arqueológico de Yangshao en el condado de Mianchi, Henan, también se conoce como cerámica roja, cultura de cerámica pintada, hace 5000 a 6000 años. La cultura Longshan, que lleva el nombre del sitio arqueológico de la ciudad de Longshan, Licheng, provincia de Shandong, también se conoce como la cultura de la cerámica negra y se remonta a hace 4.000 a 5.000 años. Estas capas culturales son las épocas históricas de Xia, Shang y Zhou, y no es necesario expresarlas en términos de capas culturales.
2. Exploración básica
Esta sección describe la exploración de viviendas civiles, que es diferente de la exploración de ingeniería a gran escala. Proyectos a gran escala como ferrocarriles, carreteras, puertos, aeropuertos, sitios de presas, plantas de energía nuclear y sitios de lanzamiento espacial. , cuanto mayor sea la escala de dichos proyectos, mayores serán los requisitos de precisión geológica de la ingeniería. Por lo tanto, es necesario comenzar con el estudio geológico básico de la superficie, primero utilizando estudios geológicos regionales a gran escala, estudios hidrogeológicos y estudios geológicos de ingeniería, y luego utilizando métodos de estudio avanzados, como métodos sísmicos artificiales, geodesia y estudios de gravedad aerotransportados. , estudios magnéticos y estudios de gravedad. Mediciones de perfiles, etc., para comprender las características de la estructura de la corteza, distribución de las rocas, fallas profundas y fallas ocultas. Finalmente, la ingeniería de perforación se utiliza para perforar agujeros y tomar núcleos para probar la resistencia de varias rocas o capas de suelo, como la resistencia a la compresión, la resistencia al corte, la porosidad, la densidad, etc. de la roca. En resumen, es necesario investigar y probar una variedad de propiedades físicas, desde lo macro hasta lo micro.
En términos generales, en comparación con los proyectos a gran escala, la exploración básica es solo un punto de exploración. Aunque los grandes edificios como los rascacielos también tienen requisitos estrictos para los cimientos, no es necesario realizar estudios geológicos planos o lineales de grandes áreas, perforar agujeros directamente para extraer núcleos y luego perforar agujeros en áreas adyacentes sin tomar núcleos radiactivos, eléctricos y. registro magnético. Comparando los datos obtenidos con los sondeos circundantes que se han realizado, podemos obtener los cimientos del edificio. Luego, según la fórmula, se calculan todos los datos de carga de las diferentes partes de la cimentación y se obtienen la densidad, la profundidad, el diámetro del cilindro y diversas resistencias mecánicas de los pilotes de cimentación. Luego determine los planos de diseño específicos, como el tipo de cimentación, la forma estructural, los parámetros y especificaciones mecánicas del acero, las etiquetas del cemento, etc.
"Los edificios altos se elevan desde el suelo". Este "terreno plano" no es tan simple como nivelar y rellenar el terreno, sino que incluye una serie de pasos de ingeniería y secuencias de construcción. Sólo después de obtener datos de ingeniería estrictos podremos hacer dibujos de ingeniería estrictos y tomar medidas de ingeniería prudentes para garantizar que el "terreno plano" cumpla con los requisitos para la construcción de edificios de gran altura. Por eso la ingeniería geológica es una disciplina especial. La vivienda y la geología están directamente relacionadas.