植筋技术在塔机基础问题处理中的应用实例

2011-10-09   中国·YongHu.cn   来源:    作者:

钟国荣  余建国
(镇江市建设工程安全监督站,江苏镇江  212000)
 

[摘要]本文结合实例,介绍植筋技术在塔机基础问题处理中应用的有关基础验算方法、施工工艺、操作方法和注意事项。
[关键词]植筋技术;塔机基础问题;处理;应用;实例
 
    植筋技术是运用高强度的化学粘合剂,钢筋等与砼产生凝固力,新老构件成为一整体、从而达到预期效果的一种施工方法,下面介绍植筋技术在塔机基础问题处理中应用的一个实例。
1现场情况
    镇江市某住宅小区一住宅楼(框架6层、建筑面积3560m2),施工时垂直运输机械选用锡山市建筑机械厂生产的QTZ30B型号的塔机,其基础载荷如下(独立高度以下)。
    非工作状态:水平力Fh=53kN、  垂直力Fv=202kN、  倾翻力矩M=678kNm;
    工作状态:  水平力Fh=16kN、  垂直力Fv=215kN、  倾翻力矩M=486kNm;
    钢筋砼结构基础:几何尺寸4m×4m×1.25m,砼标号200#;钢筋配置Φ14@250双层双向,地基承载力要求:200kN/m2以上。
    塔机安装完成后进行安装质量检测检验时,发现该塔机安装处地质情况比较复杂,工程性能较差,上层1号土层是耕作土,松散,报告未提供承载力,厚度约1.1m;2号土层是淤泥质土,报告提供承载力值为65kN/m2。该塔机基础选择2号土层作持力层,因持力层地基承载力远不能满足要求(200kN/m2),针对以上情况综合考虑拟采用植筋工艺加大基础,扩大基础与土壤接触面积的方法进行补救。
    具体方案为挖去基础周边土层,在原砼基础四周侧面按Φ14@250双层要求植筋,在原基础侧面刷界面剂一道,再浇捣高一级砼(C35),将基础加大成5.2m×5.2m×1.25m的砼结构。
2基础验算
    基础重量:Fg=5.2×5.2×1.25×2.5(t/m3)=828.1kN
    稳定性验算:根据GB/T13752-92《塔式起重机设计规范》,运用以下公式作抗倾翻稳定性验算。
          E=(M+Fhh)/(Fv+Fg)≤b/3
          PB=2(Fv+Fg)/3bL≤[Pb]
    式中  e——偏心距,即地面反力的合力至基础中心的距离(m);
          L——地面反力的合力至基础边缘的距离;L=b/2-e(m);
          M——作用在基础上的弯距(Nm);
          Fv 、Fh ——作用的基础的垂直、水平载荷(N);
          Fg ——砼基础的重力(N);
          b、h——基础底面宽度、高度(m);
          PB ——地面的计算压力(Pa);
         [Pb ]——地面许用压力(Pa)。
    代入参数:
    1)非工作状态
          e =(M+Fh h)/ ( Fv+ Fg )=(678+53×1.25)/(202+828.1)=0.72m<b/3=5.2/3=1.73m
          Fh =2(Fv +Fg )/(3bL)
          L=b/2-e=5.2/2-0.72=1.88m
          PB =2×(202+828.1)/(3×5.2×1.88)=66.4kN/m2
    地基承载力特征值的修正系数取0.1
          [Pb ]=110%×65kN/m2 =75kN/m2,PB <[Pb ],满足稳定性要求。
    2)工作状态
          e= (M+Fh h) / ( Fv+ Fg )=(486+16×1.25)/(215+828.1)=0.49m<b/3=5.2/3=1.73m
          PB =2( Fv+ Fg )/(3bL)
          L=b/2-e=5.2/2-0.49=2.11m
          PB =2×(215+828.1)/(3×5.2×2.11)=63.4kN/m2 <[Pb]=71.5kN/m2,满足稳定性要求。
    基础截面尺寸、钢筋配置均按原要求不变,基础抗剪切性能应能满足要求。
3植筋工艺
    弹线定位——钻孔——洗孔——注胶——植筋——固化养护——抗拔试验——绑筋浇砼。
4施工准备
    1)作业人员应经过培训,由专业人员施工。
    2)作业前,每个作业人员应对所锚固的钢筋做模拟试件,经拉拔试验合格后方能上岗操作。
    3)所植筋的级别、规格应符合设计要求并有材质证明及复试报告,与原有钢筋同级别、规格。
    4)锚固胶有合格证,对胶体的粘结强度以及胶与砼的粘结强度进行试验,应能满足设计及规范要求。
    5)主要工具有控制箱、电锤和吹风机等。
5施工前准备工作
    1)将塔机降榙到底,固定塔机大臂。
    2)将已施工完毕的原基础周边的土层挖去(注意基坑既能保证将原基础四边各护展0.60m,又能保证操作空间),挖至基础底标高,不得扰动坑底原土层。
    3)浇筑100mm厚C10砼垫层。
6施工操作
    1)弹线定位  根据设计图的配筋位置及数量标注出植筋位置并验线,合格后可钻孔。
    2)钻孔  冲击钻钻头直径应比钢筋直径大5mm左右,选用合金钢钻头,钻孔时钻头始终与柱面保持垂直,孔深一般取所植钢筋的15~20d。
    3)洗孔  是植筋中最重要的一个环节,因为孔钻完后内部有很多灰粉、灰渣,直接影响植筋的质量,所以一定清理干净。方法是用毛刷(保证不掉毛)套上加长棒伸至孔底,来回反复抽动把灰尘、碎渣带出,再用压缩空气吹出孔内浮尘,吹完后用脱脂棉沾酒精或丙酮擦洗孔内壁,不能用水擦洗,因酒精和丙酮易挥发而水不易挥发,用水擦洗后孔内不会很快干燥,清洗完要验收合格后方可注胶。
    4)注胶  强力植筋胶是双组分专用成品,取一组强力植筋胶装进套筒内,安置到专用手动注射器上,慢慢扣动板机,排出铂包口处较稀的胶液废弃不用,然后将螺旋混合嘴伸入孔底,如长度不够可用塑料管加长,然后扣动板机,板机孔动一次注射器后退一下,这样能排出孔内空气,为了使钢筋植入后孔内胶液饱满又不外流,孔内注胶达到80%即可,孔内注满胶后立即植筋。
    5)植筋  用钢丝刷反复刷钢筋植入部分,清除锈污,再用酒精或丙酮清洗。钻孔内注完胶后把经除锈处理过的钢筋立即放入孔口,慢慢单向旋入,不可中途逆向反转,直至钢筋伸入孔底。
    6)固化养护  钢筋植入后在强力植筋胶完全固化前不能振动钢筋,强力植筋胶在常温下就可完成固化,50h后便可进行下道工序施工。
    7)浇砼  在扩大部分按Φ14@250双层要求布设钢筋与所植钢筋配合,在原砼基础四周侧面刷界面剂一道,立模板浇捣高一级砼(标号C35),使其与原基础成为一体。
7操作要点及注意事项
    1)植筋锚固的关键是清孔,孔内清理不干净或孔内潮湿均会对胶与砼的粘结产生不利影响、无法达到设计的粘结强度、影响锚固质量。
    2)胶体配制时计量必须准确,否则胶体凝结的时间不好控制,甚至会造成胶体凝结固化后收缩、粘结强度降低,胶体配制好后应立即放入孔内。
    3)注胶量要掌握准确,不能过多也不能过少,过多则插入钢筋时漏出造成浪费或污染;过少则胶体不够满,造成粘结强度不够。
    4)插入钢筋时要向一个方向旋转且旋转边插入,以使胶体与钢筋充分粘结。
    5)施工完毕后抽样进行拉拔试验,检验拔力为每根钢筋强度设计值的80%。
    6)钻孔前先对原结构中钢筋位置进行测定,以免钻孔时和原结构钢筋相遇,造成原结构钢筋损伤,保持与原结构钢筋间距5mm以上。
    7)砼强度达到80%时方准进行升塔、使用塔机,经处理后直到工程结束,塔机基础未见异常情况。

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