该厂立窑车间为钢筋混凝土框架结构,技术改造时将原土立窑更新为机立窑,使厂房中柱的荷载倍增而不堪负重,需要进行基础加固处理。
厂房场地工程地质并不浮渣,上为6~9m厚的可塑性黏土,其下便是石灰石岩层。原厂房柱基及设备基础埋深约1.5m,由于地基承载力(f=200kPa)不太高,故采用的基底面积均相应大,基本已布满整个车间,不能采用再扩大柱基的办法来解决,宜采用桩基直接将新增荷载传到岩基上去。经与打入桩、灌注桩、锚杆静压桩等多种方案比较,后还是决定采用无振动、不污染、可在场地狭窄和空间有效条件下施工的静力压入桩方案施工。
本工程柱基础新增荷载较大,而原钢筋混凝土单独基础的二阶厚度(500mm)又较薄,混凝土强度等级(C15)不高,为满足抗冲切计算要求,选择桩截面为200mm×200mm,桩的设计承载力为200kN,压桩力取300kN。经试算,厂房每中柱需布桩6~8根,由于桩矩小于6d(d为桩径),故结构计算时,考虑了群桩效应的影响。
本工程压桩施工与其他工程不同在于,为了节约资金,利用矿山废旧运输用轻型钢轨来制作压桩反力钢架来压桩。该装置首先需在凿毛后的混凝土柱上按设计尺寸要求焊两个钢板套箍,再焊上所有三角架钢轨构件,后将套箍与混凝土柱间原预留缝隙用环氧胶泥(现时可用CGM灌浆料)灌实固定,待浆料强度达到C20后即可压桩。经使用该三角反力架后压桩进行得十分顺利。
四桩以上是矩形布桩,桩矩柱将远近不一。由于力在结构构件中传递总是遵从短途径原则,柱加载自承台初裂至终破坏,距柱近的桩荷载将大于离柱稍远的桩。因此,为了确保承载大的稍近的桩能完全达到设计承载力,压桩施工时,除采取对称预压封桩外,还要求先远后近,先压角桩后压中桩,以避免后压桩会使先压桩卸荷发生在中桩上。
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