配筋砌体结构抗震设计多道设防的方法

本文结合配筋砌体结构骨架曲线的特点,给出了具体的设计步骤和设计实例及相关的补充说明;算例分析表明了方法的必要性、有效性和可行性。

设计桩长15m,桩径55cm,按110cm的间距布桩。

施工准备

①机械设备。根据水泥搅拌桩的设计根数、长度和工期,选用l~2台STB-3型单头深层水泥搅拌机,每台搅拌机配备灰浆拌和机l台,UBJ-1.8C1型挤压式灰浆泵l台以及相应的起吊和导向装置、电气控制盘。水泥浆泵站离深层搅拌机应小于50m,越近越好。

②劳动组织。搅拌机每个台班由8~10人组成。

③三通一平。开工前把水、电引入工地,一般1台深层水泥搅拌机需用60kW,2台需用100kW;供水压力必达到6~10kg/cm2;临时便道要修通;场地要平整;有河沟要做围堰,排除积水,铺满片石。

④测定桩位。机械设备进场前,要测定桩基轴线、定位点和水准点,桩位要进行编号,以便顺序施工。

浆液配制与输送

①配合比。深层搅拌的浆液以425#普通硅酸盐水泥为主配制,水泥用量为水泥湿土重的12%~15%(Υ=1.8t/m3),水灰比O.45~0.50,另搀木质素磺酸钙减水剂(为水泥重量的0.2%),石膏搀量为水泥重量的2%.

②配制与输送。搅拌灰浆时,应先加水,然后按水泥、减水剂、石膏顺序投料,每次灰浆搅拌时间不得少于2min,应将水泥浆充分拌匀。水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时,必须过滤筛,把水泥硬块剔出。集料斗的容量一般为0.2m3,就可以保证一定的余量,不会因浆液供应不足而断桩,也不会因浆液过多产生沉淀而引起浆液浓度不足。

水泥浆由挤压式灰浆泵压入内径为φ32的胶管送到深层搅拌机的钻杆内,最后射入搅拌叶的出浆口。

深层搅拌施工

①设备就位。搅拌机的钻杆须垂直并对准桩位。

②第一次钻进。在确认浆液从搅拌叶的出浆口喷出后,方可启动搅拌机,以60r/min的转速和1m/min的钻进速度,顺时针方向边钻边注浆,直至设计桩长,再继续喷浆15min后停泵,改逆时针方向搅拌提升至设计桩顶。

③第二次钻进。以同样方式再次顺时针方向钻进注浆。停止注浆的位置以水泥用量达到每根桩设计用量为准,但不能影响搅拌机的继续钻入,直至复搅到设计桩长后,改逆时针方向搅拌提升到搅拌头露出地面。

④两次循环钻进成桩。经过上下两次循环钻进提升,使水泥浆在桩孔内搅拌4次,最后把一个直径500mm、厚10mm、中间留有100mm孔的圆形钢板置于桩顶,用搅拌头向下压20~30cm,此桩完成作业。然后,移机到下一桩位施工。

质量控制

①严格控制水灰比,须用计量容量配制浆液。

②搅拌杆的垂直偏差不得超过1%,桩机与桩位的对中误差不得大于2cm,成桩后的桩位偏差不得大于8cm.

③桩浇筑后7天之内不得开挖基坑,并禁止使用机械挖掘,桩头要小心整理,不得用重锤敲击,桩头应整平,并高出基底标高2~3cm.

质量检验

抽取2%~5%的桩进行质量抽验。在成桩后的7天内,采用轻型触探(N10)对桩顶区段约1m深的水泥桩体内进行连续检测。对重要受力部位,要根据设计要求进行切割取样,制成70.7mm×70.7mm×70.7mm的试块进行抗压试验,一般28天强度可达到7MPa~8MPa,90天后强度稳定在10MPa~12MPa.基坑开挖时,我们请建设单位监理到实地测试桩体直径,观察外观搅拌均匀程度,并把形成的检测资料送给监理人员,合格后签字。同时、设计单位对单根桩体也进行了垂直承载力试验,承载力可达到160kN~180kN,复合地基承载力达到250kPa~300kPa,满足设计要求。

技术经济分析

①水泥用量:制作每米55cm孔径的水泥搅拌桩水泥用量为29~36kg.

②工作效率:通过现场记录,平均每台STB-3型深层搅拌机一个台班可加固95延长米。

③工程造价:按现行单价,包括材料费、机械费、人工费等,湿喷水泥搅拌桩为78.65元/m3,在满足设计承载力的条件下比149.85元/m3的粉喷桩少用71.20元/m3,如与潜水桩和沉管桩比较,节约投资则更多。