超低标号混凝土桩基承台加固.pdf
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1、浙江建筑, 第 2 7卷, 第 7期 , 2 0 1 0年 7月 Z h e j i a n g C o n s t r u c t i o n,Vo 1 2 7,N o 7,J u 1 2 0 1 0 超低 标 号混凝 土桩基 承 台加 固 S t r e n g t h e n o f t h e Cu s h i o n Ca p o f Ult r a L o w G r a d e Co n c r e t e P i le F o u n d a t i o n 袁善 堤 y N S ha n d i ( 宁波 市鄞州建 筑设计 院, 浙江 宁波 3 1 5 1 0 0 ) 摘要
2、: 通过对混凝土桩基承 台加 固方案 的探讨分析 , 对 比多种 常规 加固方案 的可行性及 设计计 算方法 和构造 , 提 出暗梁包 圆措施解决承 台抗 冲切 的加 固原理 , 增设抱攀改变传力途径 , 解决 了混凝土局部应力强度不足的难题。 关键词 : 低标号混凝土 ; 桩基承 台; 加 固; 抱攀 ; 围箍 中图分类号 : T U 7 5 3 8 文献标 识码 : B 文章 编号: 1 0 0 83 7 0 7 ( 2 0 1 0 ) 0 70 0 4 3 0 3 1 工 程概 况 宁波 某彩 印包 装 有 限公 司 3层 混凝 土框 架结 构 生产 车 间工程 , 建 筑 面积 1 8
3、 0 0 0 m , 建 筑 长 1 0 0 m宽 6 0 m, 横 向开 间 1 7间 , 每 间 5 7 5 m, 纵 向跨 度 1 5 m 4 连跨 , 1层 层 高 6 5 m 设 计 5 T 电动 单 梁 行 车 , 各 层 楼面使 用 活荷 载 为 3 k N m 。桩 基采 用 P T C - 4 0 0 ( 6 0 ) 1 2 , l 2 , 1 2预 应 力 薄 壁 管 桩 , 单 桩 承 载 力 特 征 值为 8 8 0 k N, 设计值为 1 0 6 6 k N, 基础梁及承台设计 混凝 土强 度 C 2 5 。该 工 程 场 地 土 属 软 弱 场地 土 , 地 表 回
4、填塘 渣下 仅存 在 约 0 5 I n厚 黏 土 层 , 黏 土 层 以 下至 3 5 m 深 范 围内均 为淤 泥或 淤泥 质土 , 3 5 m 以下 为黏土层及 砾砂等好 土层 , 场地 类别 为 I V类 , 抗 震设 防烈度 6度 , 地下水埋 深较浅 , 约 为地表下 0 8 r f l 。 2 低 标号混凝土桩基 承台存在 的质量 问题 经现 场 回弹 及 每个 承 台的 钻 芯取 样 检 测 得 出 : 强度 C 2 0C 2 5的承 台 4 9个 , 强 度 C 1 5C 2 0的 承 台 3 6个 , 强 度 C 1 2C 1 5的 承 台 2 0个 , 强 度 小 于 C
5、 I 2的承 台 1 5个 。其 中钻 芯 取 样 检 测 结 果 强度 略 微低 于 C 1 0的几 个 承 台 , 但 现 场测 试 承 台 时 发 现混 收稿 日期 : 2 0 1 0 0 31 8 作者简介 : 袁善堤 ( 1 9 7 7 一 ) , 男 , 江西泰和人 , 工程师 , 从事结构设计工作 。 凝 土承 台 比较 坚 硬 并 未有 松 散 情 况 , 经 多 次 回弹 测 得强 度 均大 于 C 1 5 , 现场 分析 由于材 料 的离 散 性 , 实 际承 台强 度应 能 达 到 C 1 0以上 , 满 足增 大 截 面 加 固 法要求 的 原 有 构 件 混 凝 土
6、标 号 要 求 。经 仔 细 分 析强度不足承台的分布规律与材料的使用情况 , 以 及各 方对 整个 施 工过 程 的分 析 , 这 个 质 量 事 故 的 主 要原因是 由于部分承台使用 的是过期的以及受潮的 不合格 水 泥 。 3桩基承 台加 固处理措施 由于发现承台混凝土强度不合格时建筑主体已 经 完工 , 自重等 荷 载 已经 作 用到桩 基 承 台上 , 部 分 中 柱恒载作用下轴力标准组合值达 1 2 0 0 k N。对于承 台混凝 土强 度不 足 , 加 固主 要 解决 以下 问题 : ( 1 ) 承 台底筋 的验算 和加 固 ; ( 2 ) 承 台的 抗 冲 切 及 承 台角
7、桩的抗冲切 验算 和加 固; ( 3 ) 混凝土柱底及桩顶混 凝土局部受压承载力验算 和加固。本工程按承台混 凝 土强 度分 四类 进行 加 固设计 。 3 1 强度 C 2 0一C 2 5承 台的加 固措施 依据 建筑桩基 技术规范 ( J G J 9 4 2 0 0 8 ) 公 式( 5 9 71 , 5 9 81 , 5 9 1 01 ) 、 混凝土结构 浙江建筑 2 0 1 0年第 2 7卷 设计 规 范 ( G B 5 0 0 1 0 2 0 0 2 ) 公 式 ( 7 2 11 , 7 8 1 1 ) 计 算受 弯、 抗 冲切 、 局部 受压 均 满足要 求 。开挖后先将表面清理干
8、净 , M1 5 0 0涂刷承台表 面 2道 , 以提 高混 凝土 的耐久 性 。 3 2 强度 C1 5一C 2 0承 台的加 固措施 依据 J G J 9 4 - 2 0 0 8及 G B 5 0 0 1 0 2 0 0 2计算受弯、 抗冲切、 局部受压均满足。将承 台表面凿毛并清理 干净 , 在承台上部及侧面均铺设 8 1 5 0双向钢筋 网 , 侧 面钢 筋 环 绕 连 贯 封 闭 , 并 在 侧 面 浇 筑 1 0 0厚 C 2 5细石混凝土, 以形成围箍约束 , 提高原有承 台的 混凝 土强度 ; 上部 浇筑 2 0 0厚 C 2 5细石 混凝 土 , 增 大 承台计算高度 h 。
9、以提高承台抗弯及抗 冲切安全余 量 , 做 法见 图 1 。 图 1三桩承台外 包做 法 3 3 强 r C1 2一C1 5承 台 的 加 固措 施 依据 J G J 9 4 2 0 0 8公式计算受弯、 局部受压均满 足, 抗冲切计算不足。 以加 固前 的 三桩 承 台 为 例 进 行 计 算 : ( 柱 截 面 5 0 0 m m x 5 0 0 m i D _ , 承 台尺寸见 图 2 ) 。 ( 1 ) 抗弯计算 : = 孚( s 辱) = f 1 5 0 0 - 4- -0 5 o 0 ) =45 6 0 68 k N I n A s = 6 = 6 等 _- = 2 9 9 m m
10、 2 原承 台底 筋为 1 2 2 5 ( A s = 5 8 8 0 mm ) , 抗 弯配 筋计 算满 足 。 ( 2 ) 局部受压计算 : F z 3 5 p c x b A ln = 1 3 51 0 5 0 0 x 3 x ( 3 x 5 0 0 )- x 5 0 x 5 0 0 5 0 0 =5 0 6 2 k N ( 注 : C 1 2级混 凝 土 抗 压 强 度 按 5 0 N ra m 计算 , 抗拉强度 按 0 5 N m m 计算) 三桩承台柱底最大轴力 =3 X 1 0 6 6 k N= 3 1 9 8 k N, 四桩承台柱底 最大轴力 Nm = 4 x 1 0 6 6
11、 k N= 4 2 6 4 k N, 柱底局部受压计算均满足。 ( 3 ) 抗 冲切计 算 : ( 2 c l 1 ) a n 。 = 7 ( 21 0 0 0+3 5 0 )0 9 5t a n 60 0 5 1 3 0 0 Z =9 9 9 8 7 4 k N 承 台的角桩 抗 冲切承 载力 略小于 单桩 承载力设 计值 1 0 6 6 k N。 采用 以下 方式进 行加 固 : 开挖后 将承 台上部 及侧 面凿毛 , 将柱 子底部需 加大截 面范 围 内柱子 侧面凿毛或剔 出 凹槽 , 并 打掉承 台侧面棱 角清理 干净 ; 在承台上部及周边铺设双 向钢筋网 , 然后按 包 圆原 承 台
12、 做 暗梁 钢筋 , 并 浇 筑 C 2 5细石 混 凝 土 形成较强的围箍约束 , 提高原有承台混凝土强度 , 并加大承台抗 冲切面面积 以及角桩 的冲切锥体 面 积 , 抗 冲切面面积增大将近一倍 , 有效 地解决 承 台抗 冲切及 角桩抗冲切 的问题 , 做法见图 2 。 图 2三桩承 台暗梁 包圆做法 3 4 强度 C1 0C1 2承 台的加 固措施 依据 J G J 9 4 2 0 0 8及 G B 5 0 0 1 0 - 2 0 0 2计算受弯、 抗 冲切 、 局部 受压 均不 满足 。 3 4 1 方案一设计采用两榀支撑桁架将承台上 柱 子及 上部结 构 托 起 , 拆 除 原
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