4.加固過程中承臺上荷載的轉(zhuǎn)移
第二加固的另一個重要環(huán)節(jié)是對原有承臺進行加固,通過新承臺將建筑的的基礎結(jié)構(gòu)進行有效連接,荷載的轉(zhuǎn)移是通過新舊承臺的連接和結(jié)構(gòu)框架柱的加固來實現(xiàn)的。
由于建筑和設備專業(yè)的要求,新建的承臺的頂標高不能高于地下室地板頂標高,這也就意味著要想形成有效的連接,必須將現(xiàn)有的直下室梁板和承臺的一部分混凝土鑿除,由于承臺已經(jīng)承受著上部七層(包括二層地下室)傳下來的荷載,所以混凝土鑿除的具體數(shù)量由設計人員經(jīng)過精確計算確定。為了保證新舊承臺的連接,在舊承臺混凝土上進行植筋,植筋數(shù)量由設計人員經(jīng)過計算確定。
經(jīng)計算,將原承臺上的結(jié)構(gòu)柱地下第二層高度范圍內(nèi)周邊從上到承臺加包鋼筋混凝土,擴大了斷面,保證了新承臺鋼筋混凝土抵抗沖剪的能力。新外包的鋼筋混凝土的主筋的布置按照框架柱的配筋形式設置,并同新舊承臺的主筋相連接。結(jié)構(gòu)框架柱的加固也采用了植筋技術(shù)。
為了保證植筋的施工質(zhì)量,植筋過程中加強了對干孔和濕孔不同條件下植入深度的控制,施工完成后對每一根植筋都進行了拉拔試驗,直致全部滿足設計要求。
這樣,上部主體的荷載通過擴大了的結(jié)構(gòu)樁傳到新承臺上,再由新隨臺傳遞至新成的鋼筋混凝土鉆孔灌注樁上,從而實現(xiàn)了荷載的轉(zhuǎn)移,原來已有的經(jīng)過修復的受損樁的殘余承載力也同時在參加工作,達到安全儲備的目的。
5.加固工程樁的驗收
加固工程樁的驗收主要是采用自平衡技術(shù)檢測單樁承載力,小應變檢測技術(shù)檢測樁身的完整性、混凝土試塊的試壓檢測樁身混凝土的強度完成的。
單樁承載力的檢測依據(jù)是江蘇省地上標準《樁承載力自平衡測試技術(shù)規(guī)程》和JGJ94-94附C《單樁豎向抗壓靜載試驗》,自平衡測樁技術(shù)是東南大學的一項在該領域具有革命性的全新的檢測技術(shù),對場地空間無特殊要求,特別適合本工程地下室層高低的不利因素,不需要任何堆載及大型設備。原理如下:
在樁施工過程中,將一種特制的加載設備荷載箱一樁鋼筋籠的主筋相焊接,經(jīng)計算,將它埋入距樁底2m處,將荷載箱的高壓油管和位移棒一起引到地面,混凝土澆筑15天后,用高壓油泵按照加載規(guī)范的要求向荷載箱充油而加載,荷載箱通過上下厚鋼板將壓力傳遞到樁身,其上部樁身的摩擦力和下部樁身的摩擦力及端阻力相平衡。根據(jù)上下Q-S、S-LgT、S-LgQ曲線確定樁的承載力。按照規(guī)范,共檢測了2根樁,檢測結(jié)果均滿足設計要求。
樁身混凝土完整性的檢測是采用低應變檢測技術(shù)實現(xiàn)的,每根樁均采用多點激蕩,采集一條一致性較好的原始波形作為分析依據(jù)。檢測結(jié)果為A類樁28根、B類樁10根,均滿足要求,可以作為工程樁使用。
通過對混凝土試塊的試壓,單軸抗壓強度全部滿足設計要求。
6.七層以上部分塔樓設計和施工中需要注意的幾個問題
由于在地下室地板處進行后期局部樁基加固,基礎的剛度存在差異,所以在進行上部建筑的設計上應加以注意,注意上部結(jié)構(gòu)剛度的比例和協(xié)同作用。
盡可能通過上部結(jié)構(gòu)形式的變換來調(diào)整荷載的傳遞路徑,以保證新承臺等鋼筋混凝土的安全。
在新承臺上柱腳處設置壓力應變片,隨著上部施工的進展,及時、同步跟蹤檢測柱底軸力的變化,以便進一步驗證加固工作的成果,給上部工程的設計、施工提供參考。
設計上盡可能選用輕型建筑材料,減輕樁基礎的工作荷載。
加強沉降的觀測和數(shù)據(jù)的處理。
7.加固處理施工的幾點體會
由于加固處理工作是在地下室負二層內(nèi)完成的,埋深為-7m,地下水位很高,采用人工方法直接在工作面處集中降水不僅量大,而且因降水速度過快曾經(jīng)導致建筑物沉降的異常。合理的方案應在施工面以外一定距離內(nèi)采用多點同時降水,密切觀測已建成建筑物的沉降情況。
由于工作面處單點集中降水及前期土體坍塌滑動后處理不當,地下室地板下的土體被嚴重深度擾動,形成了大量的流砂、流土,局部地板下形成大面積空洞。鋼筋混凝土鉆研孔樁成孔后相互連通,混漿護壁很難成形,部分樁出現(xiàn)塌孔等現(xiàn)象?;炷猎跐仓^程中,往往會通過部分空洞進入周圍的樁孔,既影響混凝土的澆筑質(zhì)量,也影響周圍樁孔的質(zhì)量,許多孔因此成為廢孔,需要進行二次成孔。所以對于樁成孔來說,合理的方案應該是上半部2m左右范圍內(nèi)采用混凝土護壁、下|考試|大|半部采用混漿護壁,應重點加強對成孔質(zhì)量的控制。
由于改進后的鉆機高度很低、自重較小,穩(wěn)定性降低,成孔后的實際孔徑往往大大超過設計值,加上地板下空洞的存在,混凝土的實際充盈系數(shù)普遍超過規(guī)范,一般在1.5~1.7,部分達到2.5~2.8。另外,設備改造增加費用以及混凝土的鑿除和澆筑效率均同現(xiàn)有維修定測算的條件不相同。所以,不論是建設單位還是施工單位,在估算此類加固工程的投入時,應予以注意。
本工程的病害工程樁如果在發(fā)現(xiàn)問題的早期就進行準確的加固處理,相信不是什么困難的事情,按照目前定額水平,總投資不會超過30萬元。然而,到目前為止,僅用于加固處理的費用已經(jīng)累計投入資金近700萬元,。如果計算間接損失,數(shù)值已經(jīng)達到數(shù)千萬元。因而從中可以得到一個教訓:對病害工程的處理應堅決做到“五個一定”,即發(fā)現(xiàn)一定要及時、態(tài)度一定要負責、病根一定要查明,方案一定要科學、處理一定要徹底。