2006-08-03 16:17 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
一、 概況
事件的起因是:某單位住宅工程(八層框架結構)設計采用錘擊式混凝土灌注樁,由于設計人對鉆孔布置數量較少,工程地質(zhì)資料掌握了解不夠深透,加上施工試樁時(shí)對樁長(cháng)控制不嚴,以致各樁打完成并經(jīng)檢測驗算后,發(fā)現實(shí)現單樁承載力低于設計要求較多(原設計為60噸,現實(shí)際為50噸)。此事件出現的時(shí)間在接近二十年前,因而處事依據均按舊規范(1974年規范)執行。
按傳統習慣對此的解決方案為:一是加樁及相應擴大承臺;二是減少興建樓房層數。但當時(shí)打樁機已退場(chǎng),如加樁則要再次進(jìn)場(chǎng),加上增樁與擴大承臺等費用,增加不少建設資金;而興建單位資金匱乏,無(wú)法追加;至于減少層數的設想,興建單位認為這樣會(huì )減少單元戶(hù)數;因此對這兩種方案都堅決不同意。并且反過(guò)來(lái)要求我單位在不加樁、不減層的前提下,拿出穩妥可靠的解決方案來(lái)。
這項工程設計此前我沒(méi)有參與,但因我是單位技術(shù)主管,面對這一從未看過(guò)或聽(tīng)過(guò)、也無(wú)書(shū)本可供參考的本專(zhuān)業(yè)難題,只能理所當然由自己責無(wú)旁貸地予以接受下來(lái);接著(zhù)開(kāi)展相應的工作,分三個(gè)階段進(jìn)行,F分述于后。
二、調查研究
第一階段是對該工程設計進(jìn)行全面調查研究,采取深入細致、點(diǎn)滴不漏的工作態(tài)度,深入檢查各環(huán)節中的有關(guān)情況和嬖諼侍?
外業(yè)方面:赴施工場(chǎng)地檢查已完成的打樁工程現況,并對工期四至周?chē)h(huán)境與相鄰建筑物的分布、間距與高度,以及對現場(chǎng)施工日志、打樁記錄、樁身混凝土試壓報告表和鋼筋試拉報告表等逐一作了檢查。
內業(yè)方面:經(jīng)對原設計圖紙、計算書(shū)(含電腦分析資料)及工程地質(zhì)勘察報告書(shū)等作了詳盡的檢查。
隨后,按調查所得各資料作綜合分析和對比,對該工程現狀與存在問(wèn)題取得基本概念認識
三、思路
樁的使用功能是和作支承由承臺(基礎)傳來(lái)的上部荷載,以豎向荷載為主;當樁具備足夠安全承載力時(shí),就不致發(fā)生下沉現象(或下沉量顯著(zhù)微。,從而保持了力的平衡狀態(tài)。然而,當前的現實(shí)狀況是樁的承載力降低,但承臺傳來(lái)的上部荷載卻維護不變,使力的平衡狀態(tài)不能保持,形成失穩。由此出發(fā),廣泛開(kāi)拓思維途徑,謀求解決難題的對策;于是開(kāi)展了第二階段如下的幾種思路:
首先,在現時(shí)不允許加樁與不可能提高單樁承載力的前提下去尋求力的平衡,那就只能反過(guò)來(lái)采取同步減少上部荷載,直到達到取得新的平衡;這是首要的根本思路。其結果可使"弱樁"起到同前不變?yōu)樵瓲钤O計使用功能服務(wù)的效果,故可說(shuō)是"弱樁強用".
其次,減少上部荷載的類(lèi)型包括:靜荷載、活荷載、風(fēng)荷載和地震荷載。應從這樣荷載與設計內涵有關(guān)的各種因素之間的相互關(guān)系中多加思考,并著(zhù)手發(fā)掘。
靜荷載:可分為建筑荷載與結構荷載兩種。對前者,應從設計圖紙內的各種建筑構造著(zhù)手;對后者,應從設計圖紙與計算書(shū)內的結構構件截面大小方面著(zhù)手。
活荷載:應從計算書(shū)與設計規范相對照,看有無(wú)潛力可挖。
風(fēng)荷載:應從設計圖紙的總平面圖(含四至關(guān)系)、計算書(shū)、設計規范與當地周?chē)h(huán)境實(shí)況相結合作研究考慮,發(fā)掘可挖潛力。
地震荷載:它與建筑的質(zhì)量成正變關(guān)系。如能設法減小靜、活荷載,則地震荷載也自當相應減;此外,尚應思考進(jìn)一步減小的可能性。
其三,歸納上述各種思路,并以此為指引,形成切實(shí)、可靠的對策;據此,即可制訂各項技術(shù)處理措施。
四、對策與措施
第三階段是由思路形成對策后制訂技術(shù)處理措施的過(guò)程敘述:
1. 從設計圖約的首層高3.4米、其余各層高3.2米發(fā)現用得略大,有潛力可挖;對策是將層高減矮。為此制訂如下措施:將首層高改為3.2米,其余各層高改為3米。從而可使墻體自重減少約6%.
2.從設計圖約的內間隔墻使用實(shí)心粘土紅磚與了解到建筑市場(chǎng)有輕質(zhì)磚供應這一情況結合起來(lái)看,形成了改用輕質(zhì)磚以減輕墻體自重的對策。在作市場(chǎng)調查后,制訂了如下措施:全部?jì)乳g隔墻改用煤渣多也空心磚。從而可使這部分墻體自重減少31%左右。
3.從設計圖紙查得該建筑外周邊開(kāi)窗數較少,且原設各窗洞偏小,對屋內采光、通風(fēng)不利;由此形成了多開(kāi)窗與把原窗擴大的對策。從而制訂了與上述相同的措施,減少磚砌體用量而達到減載目的;為此可減輕外墻體自重約7%.
4.從設計圖紙查得各樓層地面使用花階磚地面,并經(jīng)了解到建筑市場(chǎng)有較此為輕的馬賽克資取代的情況;于是形成了"以輕代重"的對策。由此采取馬賽克地面取代花階磚地面的措施;可減少每層靜載為40公斤/米2
5.從設計圖紙查得在樓梯扶手及陽(yáng)臺欄河均采用砌磚,較重;由此形成了對這部分建筑構造以較輕材料予以取代的對策。從而制訂以鍍鋅管代替砌磚的措施;因此取得減低靜荷載的效果。
6.從設計圖紙查得在各住宅單元內的廁所采用足否廁,較重;由此形成"以輕代重"的對策。于是制訂以坐廁(抽水馬桶)取代的措施;從而使每一衛生間減低靜荷載約為500公斤/米2.
7. 從設計圖紙悉知原設計承臺(基礎)底標高定為-2.000米。但承臺自重(包括其上的加填土重)與承臺埋深(基底標高)成正比關(guān)系衡量,衍生了對這埋深的思考;并形成"減小埋深"的對策。從而制訂了把承臺底標高為-1.500米;由此取得把承臺自生減輕25%.
8.從計算書(shū)的各項數據中發(fā)現對風(fēng)力按100%計算。但從場(chǎng)地勘得悉現施工建筑物外于密集建筑群范圍內,且高度低于或等于四周建筑物的高度;按《工業(yè)與民用建筑結構荷載規范》TJ9-74(試行)第五章、第30條與之相對照,可對基本風(fēng)壓乘以調整系數0.8采用;從而形成了降低風(fēng)力計算的對策。并在措施上把原計算使用的基本風(fēng)壓由50公斤/米2改為40(0.8 X50)公斤/米2;由此使風(fēng)力折減20%.
9.從計算書(shū)發(fā)現按100%活荷載計算。按與上(第8點(diǎn))相同規范第二章、第7條及表1、表2與現建8層的目標相對比,有潛力可挖(活荷載可折減);以致形成減活荷載的對策。為此采取如下措施:對活荷載乘以折減系數0.6;其中住宅樓面活荷載用90(0.6 X 150)公斤/米2,廚廁用120(0.6 X 200)公斤/米2,挑出陽(yáng)臺用150(0.6 X250)公斤/米2;以上各數值僅用于柱、基礎、樓面梁(負荷面積超過(guò)10米2)的計算。
10.從設計圖紙和計算書(shū)發(fā)現部分梁、柱(主要是較高層柱)截面偏大者適當調小,并相應加大鋼筋用量;從而相對減小靜荷載。
11.從設計圖紙和計算書(shū)中參悟到在結構設計計算中存在著(zhù)的安全富?臻g(潛力)問(wèn)題。例如樁的設計使用必為整數,但計算出現承臺用3根樁不足、而用4根樁卻有余的情況是常有的;但設計上必然向多用的做法傾斜,于是形成這一安全富?臻g。本工程為八層全框架結構,每柱下為獨立樁承臺;這些承臺下的各樁當會(huì )或多或少地蘊藏著(zhù)潛力,彌補了現單樁承載力較弱的缺陷。以上這些不用設想對策,也毋需制訂措施。
五、結語(yǔ)
本文所述雖是一宗規模不大的工程解困處理事例,然及今反思,仍感頗值得回味小結之處,F列述如下:
1. 處事全過(guò)程的工作程序
第一階段:調查研究(含外業(yè)、內業(yè))
第二階段:思路(從力的平衡原理產(chǎn)生減小荷載的思考)
對策(并與外業(yè)、內業(yè)資料綜合考慮研究)
第三階段:技術(shù)處理措施
以上各階段中,以建立科學(xué)、合理的思路為主要關(guān)鍵。從思路與外業(yè)、內業(yè)資料相結合的過(guò)程中,體現了主觀(guān)與客觀(guān)因素的聯(lián)系實(shí)質(zhì);很難想象到:完美的主觀(guān)思考,如果沒(méi)有與之相適應的客觀(guān)條件作配合,就能達致預期的結果。于此可見(jiàn)本事例進(jìn)程和作法符合實(shí)事求是與理論聯(lián)系實(shí)際原則的。
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