該廠立窯車間為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),技術(shù)改造時將原土立窯更新為機立窯,使廠房中柱的荷載倍增而不堪負(fù)重,需要進(jìn)行基礎(chǔ)加固處理。
廠房場地工程地質(zhì)并不浮渣,上為6~9m厚的可塑性黏土,其下便是石灰石巖層。原廠房柱基及設(shè)備基礎(chǔ)埋深約1.5m,由于地基承載力(f=200kPa)不太高,故采用的基底面積均相應(yīng)大,基本已布滿整個車間,不能采用再擴大柱基的辦法來解決,宜采用樁基直接將新增荷載傳到巖基上去。經(jīng)與打入樁、灌注樁、錨桿靜壓樁等多種方案比較,后還是決定采用無振動、不污染、可在場地狹窄和空間有效條件下施工的靜力壓入樁方案施工。
本工程柱基礎(chǔ)新增荷載較大,而原鋼筋混凝土單獨基礎(chǔ)的二階厚度(500mm)又較薄,混凝土強度等級(C15)不高,為滿足抗沖切計算要求,選擇樁截面為200mm×200mm,樁的設(shè)計承載力為200kN,壓樁力取300kN。經(jīng)試算,廠房每中柱需布樁6~8根,由于樁矩小于6d(d為樁徑),故結(jié)構(gòu)計算時,考慮了群樁效應(yīng)的影響。
本工程壓樁施工與其他工程不同在于,為了節(jié)約資金,利用礦山廢舊運輸用輕型鋼軌來制作壓樁反力鋼架來壓樁。該裝置首先需在鑿毛后的混凝土柱上按設(shè)計尺寸要求焊兩個鋼板套箍,再焊上所有三角架鋼軌構(gòu)件,后將套箍與混凝土柱間原預(yù)留縫隙用環(huán)氧膠泥(現(xiàn)時可用CGM灌漿料)灌實固定,待漿料強度達(dá)到C20后即可壓樁。經(jīng)使用該三角反力架后壓樁進(jìn)行得十分順利。
四樁以上是矩形布樁,樁矩柱將遠(yuǎn)近不一。由于力在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中傳遞總是遵從短途徑原則,柱加載自承臺初裂至終破壞,距柱近的樁荷載將大于離柱稍遠(yuǎn)的樁。因此,為了確保承載大的稍近的樁能完全達(dá)到設(shè)計承載力,壓樁施工時,除采取對稱預(yù)壓封樁外,還要求先遠(yuǎn)后近,先壓角樁后壓中樁,以避免后壓樁會使先壓樁卸荷發(fā)生在中樁上。
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