有缺陷大直径嵌岩桩竖向承载力检测及加固的方法_3

文档序号:9520145阅读:来源:国知局
,所 有工程粧均需要在大直径嵌岩粧周边附近进行施工勘察钻孔(SK1),当粧径> 1.6m时,钻 孔数量不少于3个;在粧施工完成后的验收检测阶段,所抽检的粧验收检测钻芯孔0*1), 当粧径> 1. 6m时,检测钻芯孔数量按《建筑基粧检测技术规范》要求宜为3个孔。
[0023] 图2是在大直径嵌岩粧中心嵌入(饶筑)加芯粧的结构示意图。图中看到,为保证 大直径嵌岩粧符合承载力要求,本发明在大直径嵌岩粧中心首先钻孔,然后往孔内加配钢 筋笼并浇筑高强度混凝土,使得原来不合格的大直径嵌岩粧达到设计要求。芯粧设有箍筋 及纵筋组成的钢筋笼。
[0024] 图3是加芯粧的剖视图,图中看到加芯粧比原嵌岩粧长,必须深入原嵌岩粧端下 的完整岩层内,芯粧进入完整岩内(即嵌岩长度)为芯粧直径的3倍。
[0025] 所述芯粧的长度也可以只加到原粧底的,适用于粧身强度不足,仅加固粧身的情 况。
【具体实施方式】
[0026] 以下是广西壮族自治区柳州市某工程的实例 以柳州市某工程为例,该楼为超高层公寓式写字楼,地面以上高度208m,采用冲孔 灌注粧基础,粧径2. 8m,以完整白云岩作为粧端持力层,勘察提供的粧极限端阻力标准值 为20000kPa,设计单粧承载力特征值为59000kN,如采用静载检测,其压粧力应不小于 118000kN,这无论从可行性和经济性都是不可取的,故设计要求所有粧均采用超声波法进 行粧身完整性检测,随机抽取不少于总粧数10%且不少于10根的工程粧做钻芯检测,以检 测粧身完整性、混凝土强度、粧端沉渣厚度、粧端岩层完整性及岩芯强度等。鉴于该工程嵌 岩粧以端承力为主,如粧端沉渣过厚,对粧竖向承载力会有极大的影响,处理困难,固设计 要求每根粧沿钢筋笼周边均匀布置4根后注浆管,随钢筋笼伸至粧底,待粧身混凝土达到 设计强度后,进行高压注浆,以达到固结沉渣及填充粧端岩层裂隙的作用。由于每个粧施工 前均沿粧周均匀布置了 3个施工勘察孔见图1,并以这3个施工勘察孔所揭示的岩层作为 粧底标高的设计依据,将粧端置于完整白云岩内不小于0. 5倍粧径,同时要求粧端下完整 岩的厚度不少于3倍粧径且大于5米。一般情况下,粧端持力层可满足设计要求,但柳州位 于喀斯特岩溶区,岩层复杂多变,裂隙溶洞发育,而钻芯孔布置在距粧中〇. 15-0. 25倍粧径 间,与施工勘察孔间距相对较大,难免在钻芯过程中发现粧端持力层与超前钻不一致的地 方。本工程在钻芯检测中,发现其中一根粧的三个钻芯孔见图1,在粧端以下,一个岩石破 碎,其余二个为中粗砂夹少量碎石,范围不详,与设计要求的完整白云岩严重不符。由于无 法取出完整岩石芯样,也无法用点荷载检测法确定粧端岩石承载力,怎么确定此粧的竖向 承载力,是否需要补粧,成为工程是否能顺利进行下去的关键。对于此粧的检测处理意见, 有提出利用钻芯孔探孔照相的办法,判断粧端持力层岩性和完整性,从而推断其承载力;有 提出采用低应变的办法,以判断粧端持力层岩性,从而推断其承载力;有提出利用钻芯孔高 压注浆的办法,加固地基;有提出采用物探的方法判断岩石的完整性;还有提出通过专家 评审的形式,按当地专家经验确定承载力。作者认为以上办法都是间接和不可靠的,不能作 为该粧是否满足设计要求的验收依据。
[0027] 为了使得上述柳州市工程大直径嵌岩粧达到要求,本发明人采用以下技术方案: (1)在2. 8m钻芯孔附近的粧中心处,采用大直径钻机钻出彡320mm直径钻孔至粧底,经 清孔后用50mm厚中砂找平,通过传力杆,采用直径300mm的小压板对粧端岩层进行抗压试 验,以确定粧端岩层极限承载力标准值。
[0028] (2)当所检测粧端岩土极限承载力标准值不满足设计要求时,为提高该粧竖向承 载力,在原检测孔处,用可钻岩的旋挖机或冲孔机具在原钻孔处从新钻(冲)孔,孔径由计算 定,为配合机具施工能力,孔径要求多600_,钻至粧底以下设计要求的岩层内(需补充施工 勘察钻孔),嵌岩深度按设计要求确定,增加所谓芯粧,做成变截面粧。
[0029] (3)或直接用可钻岩的旋挖机或冲孔机具在原粧中处钻(冲)孔至粧底,孔径 多600mm,按第(一)条做深层小压板试验,根据试验结果复核该粧竖向承载力,并通过补充 的施工勘察钻孔,计算确定芯粧设计,按此做法时,孔径宜取大些,避免设计要求的芯粧直 径大于孔径时,需从新在粧身上钻(冲)孔。
[0030] 通过大直径钻孔,补充深层小压板试验的方法,可准确测定粧端持力层极限端阻 力标准值,数据直接可靠。如经复核发现该粧实际竖向承载力不足,但差异不大时,为避免 补粧,可通过加芯粧的办法,将原粧做成变直径粧,使芯粧穿越原粧端,延伸至设计要求的 岩层内,通过增加芯粧的嵌岩深度和芯粧直径,从而提高原有粧的竖向承载力。由于芯粧直 径相对较小,所受轴向压力较大,为增大其粧身竖向承载力及延性,原粧端以下芯粧段配筋 率宜彡1. 0%,箍筋直径彡Φ 10mm,间距为100mm。如检测后发现粧实际竖向承载力较设计要 求相差较大时,则可通过加大芯粧直径,提高芯粧混凝土强度及配筋来满足原设计粧承载 力要求。
[0031] 计算方法 考虑到所有粧都做了 3-5个均匀布置于粧周边附近的施工勘察钻孔,钻孔距粧周边 200-400_左右,施工勘察孔处的粧端岩层是符合设计要求的,因此可以推断该粧基底面积 范围符合设计要求的岩层面积不少于粧端总面积的1/2,可按1/2粧端面积岩层不符合设 计要求进行该粧复核补强。根据补充的小压板试验结果和原设计要求持力层承载力,并要 求芯粧嵌岩深度多3倍芯粧粧径。根据《建筑粧基技术规范》94-2008 5. 3. 9条,嵌岩段总 极限阻力标准值
则变截面嵌岩粧单粧总竖向极限承载力为:
β -端阻和侧阻综合系数(按芯粧嵌岩3倍芯粧粧径,取1. 0); 悉:;一岩石饱和单轴抗压强度标准值(g ); 一芯粧截面面积(; β -原粧直径(辨:); ? 一芯粧直径(麵); -设计要求粧极限端阻力标准值(??); 一局部缺陷处实测极限端阻力标准值(g ); 粧径和粧所要求的竖向极限承载力已确定,通过以上公式可求出所要求的芯粧粧径d。
[0032] 芯粧粧身承载力设计值
(岩层承载力全部发挥作 用)
粧身竖向承载力特征值与设计值的转换系数:Μ =1. 30~1. 35 混凝土抗压强度设计值:
芯粧截面面积
非挤土灌注粧成粧工艺系数
纵向主筋抗压强度设计值
芯粧纵向主筋截面面积:
上述广西壮族自治区柳州市某工程的实例计算如下:(假定小压板试验实测粧端持力 层极限承载力标准值为l〇〇〇〇kPa,小于设计20000kPa的要求)
巧=1. 091 :遗=1. 045解取芯粧直径# =1. 10 _麵 芯粧粧身强度验算:设芯粧砼强度为C60, HRB400钢筋,箍筋间距100 。
[0033] 混凝土抗压强度设计值:
非挤土灌注粧成粧工艺系数:
纵向主筋抗压强度设计值
芯粧截面面积:
芯粧纵向主筋截面面积:_=芯粧粧身截面面积的2% ; . .. 芯粧所受轴压力设计
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