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多支盤樁在貼建工程中的應用

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本工程為齊齊哈爾市技師學院教學樓擴建工程,原建筑物平面形狀見圖一,擴建工程位于3—11,E—F軸間與原建筑物三面貼建,貼建五層,并將原建筑物從四層接至五層

  1、工程概況:

  本工程為齊齊哈爾市技師學院教學樓擴建工程,原建筑物平面形狀見圖一,擴建工程位于3—11,E—F軸間與原建筑物三面貼建,貼建五層,并將原建筑物從四層接至五層。

  原建筑物采用鋼筋混凝土條形基礎,

  驗算原設計未考慮貼建和增層荷載,基礎無承擔外加荷載的能力,因此貼建設計必須用懸挑梁的方法將新增荷載傳遞到自身基礎上。

  2、基礎型式的選擇:

  在上部荷載一定的條件下懸挑梁的懸挑長度越長,懸挑梁根部支點的反力越大,傳給基礎的力越大,所以選擇合理的基礎形式,盡量縮短懸臂長度是解決貼建工程設計的關鍵,根據本工程的地質條件,建筑結構布置形式,經我方案比較,認為選用單樁基礎最能貼近原基礎,且能最大限度縮短懸挑結構的計算長度,據以往經驗普通樁基單樁承載力一般為300—500KN,用單樁支承挑梁荷載亦有很大困難,而多支盤樁能夠獲得高出幾倍至十幾倍的承載力,因此選用多支盤樁做支點是本工程最合理的方案,見圖二。

  3、多支盤樁的設計算:

  3.1 結構計算簡圖。取外墻G軸為計算單元,如簡圖所示:(由于此墻樁基對稱,故只取一半)

  簡圖中:P為橫墻集中荷載設計值,q為縱墻均布荷載設計值。支座均為多支盤樁,其中N為懸挑承臺梁根部樁在上部荷載P和q的作用產生的反力,經計算N=1881KN。

  3.2 多支盤樁設計

  3.2.1 多支盤樁是近年來發展起來的一種新的樁基型式,主要特點是在主樁的基礎上擴大樁端或樁身某一高度處的樁徑,形成盤面,充分利用土層的地基承載力,以提高單樁的承載力,多支盤樁的承載能力與地質條件,樁長,樁徑,支盤數量,支盤直徑有關,根據上部計算荷載,本設計初步估算采用三盤樁,樁長11米,設計簡圖見圖三,1.260標高為樁伸入承臺50mm后的標高,此標高上900mm為破樁頭去掉部分不計承載力,相對應的地質剖面如圖三。

  3.2.2 計算公式選用:Quk=Qsk+Qpk,Qsk=UiΣqsikLipk+UjΣqsjkLj,Qpk=qpkAp+COSθΣqpkjApj

  式中:Quk—單樁豎向極限承載力標準值,Qsk—單樁總極限側阻力標準值,UiUj—分別為主樁樁身和支盤周長;LiLj—分別為主樁和支盤的側面第i(j)層土的極限側阻力標準值;qpk—主樁極限端阻力標準值;qpkj—支盤極限端阻力標準值;Ap—主樁面積;θ—樁支盤與水平面夾角。

  3.2.3 單樁承載力計算。本設計樁身進入圓礫層6米,即從上數第一個支盤開始全部進入圓礫層,第一個支盤上內的樁身進入細砂層的長度3.5米(基礎側阻不計,等于0)

  Qsk=UIΣqsikLi+UjΣqsjkLj=π×0.55(40×103×3.5+110×103×4)+0=1002KN

  Qpk=qpkAP+cosθΣqpkjApj=1800×π/4×0.552+0.7×1800×π/4(0.982-0.552)×3

  Qpk=428+1953=2381KN Quk=Qsk+Qpk=1002+2381=3383KN

  單樁承載力設計值為:R=3383/1.67=2026KN因為N

  4、多支盤泥漿護壁灌注樁施工:

  4.1 準備工作。(1)建筑物定位,放線,樁點定位。(2)挖泥漿池和泥漿循環溝槽。(3)安裝振動篩,鉆機,泥漿泵及管道。(4)泥漿制作。

  4.2 施工工藝。(1)在樁點挖樁坑,安裝鋼板護筒,埋入地下1.5米,四周用粘土封閉。(2)鉆機就位,鉆孔。鉆孔同時通過泥漿泵將泥漿池中的泥漿注入孔中,孔中泥漿通過循環溝槽流回泥漿池邊的振動篩,殘渣留在篩上,泥漿滲入泥漿池繼續循環使用,及時清楚篩上殘渣,由于土層在5—6米以下為圓礫層,為防止塌孔,泥漿比重控制在1.3—1.5米,鉆到設計孔深后將鉆機移至下一樁位繼續鉆孔。

  (3)用起重機將專用分支器吊入孔中,由上而下,按設計要求深度在支盤部位通過液壓泵加壓使分支器下端擴成傘形,將局部孔壁擠成分支形,完成一個盤后,分支器移到下一個盤位置,直到將三個支盤擠壓完成后將分支器吊出。

  (4)清孔,用壓縮空氣噴翻泥漿,同時向孔內注入清水,被稀釋泥漿便會使沉渣流出孔外,孔底泥渣厚度不得大于100mm,清孔后的泥漿比重控制在1.15左右。

  (5)用吊車將預先制作的鋼筋籠吊入孔中,并用短鋼管吊掛在孔口上。

  (6)用吊車下導管,安裝澆灌架。

  (7)澆筑水下混凝土,澆筑時導管慢慢上提,但其下口始終埋在混凝土之中,隨混凝土上升將泥漿擠出直到地面,混凝土的坍落度應控制在160—180mm。

  5、 結束語

  5.1 樁施工完成一個月后混凝土達到設計強度,按規范要求進行兩根樁的單樁靜荷載試驗,試樁采用錨樁反力法,試樁結果,單樁極限承載力標準值為:Qu1=3424KN

  Qu2=3617KN;Qum=(3424+3617)/2=3521KN α1=Qu1/Qum=0.972 α2=Qu2/Qum=1.027 α2—α1=0.055<0.21 取入=1 所以單樁極限承載力標準值Quk1=3521KN 單樁承載力設計值R’=3521/1.62=2173KN R’>R>N滿足設計要求。

  5.2 本工程一九九八年八月建成使用,到目前沒發生任何異常現象,主體及基礎工作狀態良好,工程實踐表明,用多支盤樁處理貼建工程中的懸挑結構是可行的,并能收到較好的經濟和社會效益。

 

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