多層磚混結(jié)構(gòu)的托承加固
多層磚混結(jié)構(gòu)的托承加固
某商業(yè)綜合樓,為4層磚混結(jié)構(gòu),建筑面積1650m2,檐口高18.73m,基礎(chǔ)平面見圖9-2-1。建筑采用條石帶形基礎(chǔ),寬0.6m,高0.6m;490mm×490mm磚柱承重,240mm磚墻。樓面為現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁、板結(jié)構(gòu)。屋面為鋼筋混凝土整體屋面。配筋采用8號鉛絲,致使屋面撓度達(dá)120~150mm,混凝土普遍開裂。該工程在施工前和施工過程中沒有任何技術(shù)資料和驗(yàn)收記錄,工程質(zhì)量完全處于失控狀態(tài)。
在E軸條石堡坎下設(shè)有一排水溝,因年久失修,導(dǎo)致污水沉積,地基長期處于浸泡狀態(tài)。 地質(zhì)資料表明,該地區(qū)地下2m以內(nèi)屬人工填土層,物質(zhì)成分復(fù)雜,厚度變化大,土質(zhì)較松散,不宜作持力層。建筑物室內(nèi)外高差達(dá)0.75m,作為臨街商店,經(jīng)營十分不便,切望降低室內(nèi)標(biāo)高。磚柱作用在條石帶形基礎(chǔ)上的荷載N=1250kN,地基承載力[R]<200kPa,房屋顯然不安全,磚柱的承載力也達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
基礎(chǔ)托承加固
9-2-1-1在磚柱條石基礎(chǔ)兩側(cè)各設(shè)鉆孔灌注樁2根;樁徑d=300mm,樁距1100mm,樁長l=7~8m。地基承載力[R]=250kPa,樁頂設(shè)鋼筋混凝土承臺。為增強(qiáng)建筑物的整體性,設(shè)置地梁與承臺連接,見圖9-2-2,9-2-3。
單樁承載力計(jì)算:
材料強(qiáng)度確定單樁垂直容許承載力,可把樁當(dāng)作插在土層內(nèi)的壓桿來考慮。
2.根據(jù)土對樁的支承力確定單樁垂直容許承載力。按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算,一般假定樁的承載力由樁尖阻力和摩阻力兩部分組成:
采用鉆孔灌注樁對原條石基礎(chǔ)進(jìn)行托承加固,灌注樁樁間土及原天然地基有效地分擔(dān)了基礎(chǔ)荷載。樁下兩側(cè)的灌注樁與樁間土起帷幕作用,限制了基礎(chǔ)下土體剪切破壞,同時(shí)灌注樁分擔(dān)了部分荷載,并把這部分荷載傳到深層土質(zhì)較好的亞粘土層,起到了應(yīng)力擴(kuò)散的作用,減少了地基的壓縮變形。鋼筋混凝土平臺擴(kuò)大了基礎(chǔ)底面積,使原條形基礎(chǔ)下地基附加應(yīng)力減少,基礎(chǔ)剛度增大,提高了基礎(chǔ)自身對不均勻沉降的調(diào)節(jié)能力。
9-2-1-2在磚柱下條石基礎(chǔ)兩側(cè)各設(shè)置大直徑挖孔樁一個(gè),樁徑d=800mm,樁距為1800mm,樁長l=5m,主筋為14Φ16,箍筋采用φ8螺旋箍筋,見圖9-4-4。
樁底擴(kuò)大頭取(D-d)/2:h=l/2,擴(kuò)大頭邊緣高度h1=(D-d)/2=300mm。護(hù)壁厚度t上=150mm,t下=100mm,呈梯形,見圖9-2-5。護(hù)圈采用工具式鋼模澆注C20混凝土,單元高度為500mm,并在樁頂設(shè)鋼筋混凝土承臺。為增強(qiáng)建筑物整體性,在承臺上設(shè)置拉梁。
單樁軸向容許承載力設(shè)計(jì)必須同時(shí)滿足樁身材料強(qiáng)度和地基承載力兩個(gè)基本條件:
1.按材料強(qiáng)度確定單樁容許承載力:
根據(jù)土對樁的支承力確定單樁容許承載力:
大直徑擴(kuò)底樁施工簡便,無公害,施工質(zhì)量好,且擴(kuò)底部分能準(zhǔn)確可靠地嵌入持力層, 可把底部虛土清理干凈,使樁底與持力層間接觸良好,充分利用了持力層強(qiáng)度,因此承載力很高。同時(shí)可根據(jù)上部荷載大小不同,選用不同的擴(kuò)底直徑。
磚柱核算及加固設(shè)計(jì)
原設(shè)計(jì)為500mm×500mm磚柱。屋面及樓面荷載由各層鋼筋混凝土大梁傳給磚柱,再由磚柱傳給
基礎(chǔ);A(chǔ)頂部N=1254.1kN×1.28=1605.25kN。無筋砌體受壓構(gòu)件承載力為:
磚的強(qiáng)度等級MU7.5,砂漿采用M2.5,f=1.l9MPa。
代入得:1605250>0.802×l.19×375000=357892.5(N),顯然不安全,僅為規(guī)范要求的22.2%。為此設(shè)計(jì)采用組合磚柱對原磚柱進(jìn)行加固,見圖9-2-6。組合磚砌體計(jì)算如下:
1-l剖面
假定為小偏心受壓,即
采用對稱配筋
為全截面受壓。
混凝土為
按構(gòu)造配筋,每邊配3Φl6。
基礎(chǔ)面處,按組合磚砌體軸心受壓構(gòu)件計(jì)算:
代入得:1600000<0.888(1.19×500×500+l0×300×500×l.0×1206×3l0)=1928168(N)安全
施工要點(diǎn)
磚柱下基礎(chǔ)采用托承加固,以改變舊基礎(chǔ)的承載能力。根據(jù)現(xiàn)場條件、施工單位裝備及技術(shù)水平,采用了大直徑挖孔樁加深加強(qiáng)地基。樁基施工應(yīng)采用對稱間隔施工,施工時(shí)應(yīng)注意觀察基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的變化,作好必要的安全措施。承力梁采用頂推法施工,按先兩邊后中間的順序逐一進(jìn)行,施工時(shí)先卸荷后施工,即先拆除屋蓋及第四層墻體和三、四層陽臺,然后再進(jìn)行基礎(chǔ)加固。
組合樁施工前一定要將磚柱清掃干凈并鑿毛,以提高混凝土與磚柱結(jié)合的牢固程度。箍筋通過的灰縫須剔縫,以保證箍筋嵌入灰縫中,然后在磚柱兩側(cè)用l:2.5水泥砂漿抹平,抹灰層厚25mm。組合柱中縱向鋼筋須穿過鋼筋混凝土樓板,要求預(yù)先量測好位置,對準(zhǔn)鋼筋部位鑿出過板洞,使鋼筋伸過樓板。澆注的混凝土宜采用中砂低流動性混凝土。