摘要：文章闡述了抗震設(shè)計(jì)方法的轉(zhuǎn)變，并介紹了兩種不同設(shè)計(jì)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)能量分析方法在抗震結(jié)構(gòu)計(jì)算中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

　　關(guān)鍵詞：推覆分析方法；結(jié)構(gòu)能量反應(yīng)分析，地震動(dòng)三要素；耗散能量

　　1、前言

　　某市新世界商業(yè)廣場(chǎng)A區(qū)大廈設(shè)計(jì)為30層高，框架結(jié)構(gòu)，地下室2層，其基礎(chǔ)采用人工挖孔樁，經(jīng)計(jì)算，基礎(chǔ)抗浮不滿足要求，采用錨桿抗浮方案。

　　2、抗浮錨桿的設(shè)計(jì)

　　2.1設(shè)計(jì)參數(shù)：錨桿鉆孔直徑：171mm；桿體鋼筋36mm；砂漿強(qiáng)度：M30；抗拔力設(shè)計(jì)值291KN/根（安全系數(shù)取2，即2×291＝極限抗拔力）；錨桿傾角：90°；錨桿長(zhǎng)度8m；錨桿數(shù)量：65根。

　　2.2設(shè)計(jì)要求：

　　成孔深度進(jìn)入中風(fēng)化粉質(zhì)砂巖（2.5m、8.5m孔深）；

　　注漿方式：采用中25mm鍍鋅管（插入式）注漿，注漿壓力宜控制在0.3～0.5MPa.

　　2.3錨桿完工一周后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抗拔實(shí)驗(yàn)。

　　2.4抗浮錨桿采用先插后注的施工程序。

　　3、工程地質(zhì)條件

　　0.00～0.10m為C10混凝土墊層；0.10～2.10m為砂層；2.10～4.20m為圓礫層（挖樁取出的圓礫粒徑為5～20cm）；4.20～5.50m為強(qiáng)風(fēng)化粉質(zhì)砂巖：5.50～8.0m為中風(fēng)化粉質(zhì)砂巖。砂層和圓礫層均為含水層，鉆孔揭開(kāi)C10砼墊層后見(jiàn)地下水，鉆孔之間可互通泥漿。

　　4、主要施工設(shè)施

　　XY-1工程鉆機(jī)，YzB8—注漿泵，HJ200灰漿攪拌機(jī)以及171mm三翼無(wú)芯組合鉆具。

　　5、砂漿配合比

　　水泥：細(xì)砂水＝1：3.73：0.82

　　水泥為P.O42.5普硅水泥，其加量為402kg/m。

　　6、存在的問(wèn)題及解決辦法

　　根據(jù)錨桿設(shè)計(jì)口徑，我們采用中171mm三翼無(wú)芯尖鉆頭泥漿鉆孔。由于砂層和圓礫層無(wú)膠結(jié)性（施工前了解均含泥，具有膠結(jié)性），鉆穿砼墊層后即遇砂層和地下水，在回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的攪動(dòng)下產(chǎn)生動(dòng)水壓力而形成流砂，砂層部位垮孔嚴(yán)重，砼墊層下部已形成無(wú)法丈量的大肚（壇）。同時(shí)圓礫層鉆進(jìn)時(shí)不是被鉆碎，而是被三翼無(wú)芯尖鉆頭擠裂或擠開(kāi)，當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)孔深起鉆后，鉆孔空間又被垮坍的流砂及滾動(dòng)的圓礫石回填。經(jīng)采用濃泥漿和水泥漿也無(wú)法護(hù)孔。如此反復(fù)鉆進(jìn)了一個(gè)星期末出任何成果，建設(shè)單位和監(jiān)理單位均露出了極不信任的口風(fēng)，我們的壓力越來(lái)越大。在此情況下，我們建議業(yè)主加大一級(jí)鉆孔孔徑（由171mm變更為219mm），用219mm鋼管隔離砂層，以保證終孔孔徑不變。然而，加大孔徑和護(hù)壁套（鋼）管無(wú)疑增加了成本，業(yè)主不同意。我們只好另辟蹊徑。在攻關(guān)會(huì)上，共找出下列幾個(gè)問(wèn)題：

　　1、砂層的護(hù)壁問(wèn)題：

　　2、圓礫層的撈取問(wèn)題；

　　3、桿體鋼筋的插入順序問(wèn)題（因桿頭鋼筋在井口按“7字形”成形后，其桿頭橫向長(zhǎng)度有1m，鉆孔終孔后若先下八成形鋼筋桿體，錨桿注漿后砂層護(hù)壁套管口徑小于鋼筋桿頭直徑起不出來(lái)，務(wù)必造成每根錨桿都要一根套管井口護(hù)壁；若起出護(hù)壁套管后下人桿體鋼筋，砂礫層將鉆孔回填，鍍鋅注漿管和桿體鋼筋無(wú)法插入，錨桿注漿工序無(wú)法完成）；

　　4、采取何種方式注漿（是采取鍍鋅管插入式注漿，還是采取軟管桿體綁扎埋人式注漿）；

　　5、鉆孔結(jié)構(gòu)問(wèn)題（若不加大一級(jí)鉆孔孔徑，砂層只能用設(shè)計(jì)口徑的套管護(hù)壁，不能保證錨桿的設(shè)計(jì)口徑終孔；若加大一級(jí)鉆孔孔徑，砂層可用大于設(shè)計(jì)口徑的套管護(hù)壁，并能保證錨桿的設(shè)計(jì)口徑終孔，但成本過(guò)高，而且我們遠(yuǎn)離基地，短期內(nèi)采購(gòu)和加工大一級(jí)的219mm套管，工期也不允許）。

　　針對(duì)上述問(wèn)題，我們根據(jù)長(zhǎng)沙市及其它地區(qū)的施工經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)查看《工程地質(zhì)勘察報(bào)告》中提供的單位面積摩阻力數(shù)據(jù)計(jì)算錨桿極限抗拔力后，向總承包單位、監(jiān)理單位和建設(shè)單位申報(bào)了抗浮錨桿采用中171mm套管護(hù)壁、中130mm終孔和在垮坍砂礫層中進(jìn)行埋人式注漿的施工方案，變更了抗浮錨桿的設(shè)計(jì)施工程序。監(jiān)理單位和建設(shè)單位認(rèn)為：埋人式注漿的有利因素是鉆孔坍方無(wú)論坍到何種程度，都可以保證注漿工序的完成；不利因素是鉆孔的直徑太小，坍方的砂礫石留在孔內(nèi)，小級(jí)直徑錨桿和孔內(nèi)砂礫石殘碴對(duì)錨桿的桿體強(qiáng)度有多大的影響，在他們心中無(wú)底，變更方案不予以批準(zhǔn)。而我們認(rèn)為：埋入式注漿不僅不會(huì)降低錨桿的抗拔力，反而會(huì)提高錨桿抗拔力。因?yàn)槁袢胧阶�漿的漿液是從井底壓至井口，漿液上返時(shí)包裹了垮坍的砂礫石，使單純的注漿砂漿變成了混凝土，并且垮坍越大，砂漿包裹的范圍越大，形成的混凝土塊體越大，桿體周側(cè)的摩阻力增大，相應(yīng)增大了錨桿直徑，因此錨桿的整體強(qiáng)度得以提高。同時(shí)只要做好清孔工作，將砂礫石殘碴的泥土清出孔外，就能保證錨桿的桿體強(qiáng)度。在總承包單位的支持下，我們又向監(jiān)理單位和建設(shè)單位遞交了《工程質(zhì)量保證書(shū)》和一切后果自負(fù)的承諾后方可繼續(xù)施工。

　　操作時(shí)，活門(mén)合金鉆頭不開(kāi)泵通水，鉆孔孔壁沒(méi)有受到?jīng)_洗液沖洗，加上千鉆時(shí)鉆具上下活動(dòng)擠壓孔壁，保持了孔壁穩(wěn)定。同時(shí)礫石進(jìn)入合金鉆頭后將活門(mén)頂開(kāi)，使其向上翻蹺，礫石及巖碴由鉆頭內(nèi)壁進(jìn)入巖芯管內(nèi)；起鉆時(shí)，活門(mén)靠其自重和巖碴下落的推力將鉆頭內(nèi)壁封閉。

　　用中130mm三翼合金尖鉆頭鉆進(jìn)強(qiáng)風(fēng)化粉質(zhì)砂巖和中風(fēng)化粉質(zhì)砂巖至設(shè)計(jì)孔深。插入綁扎注漿桿體終孔后，考慮到起拔套管將引起砂礫層垮坍回填鉆孔而無(wú)法下入注漿管，只有將插入式注漿改為埋入式注漿。埋入式注漿是將注漿管綁扎鋼筋桿體上。成孔后，將綁扎注漿桿體事先插入鉆孔內(nèi)（7字桿頭待起拔套管后在井口人工形成），為防止起拔套管后，坍垮的砂礫堵塞注漿管底口。綁扎前，要在注漿管的底管下部（約1m長(zhǎng)左右）的周側(cè)用電鉆鉆入30@300的出漿孔，以保證被砂礫石埋入的注漿管能順利出漿。埋人注漿管的內(nèi)徑為25mm（壁厚1.5mm）的軟塑管，埋入時(shí)用14#扎絲將軟塑管沿錨桿全長(zhǎng)綁扎于桿體上，并在孔外留1m左右的富余長(zhǎng)度，以連接注漿泵注漿。起拔井口套管，移機(jī)重新成孔。清孔井口套管起拔后，所成鉆孔全被砂石封填，待批量出孔后，將注漿管連接預(yù)留在井口1m的軟塑管，進(jìn)行批量自來(lái)水清孔，宜井口溢出清水時(shí)停止。注漿由于所有鉆孔全被砂礫石封填，如繼續(xù)按照配方注漿，孔內(nèi)含砂量偏高，誓必難以保證M30的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。因此施工時(shí)將配方砂量去掉，采用純水泥注漿。待水泥漿達(dá)7d凝固強(qiáng)度后，將桿頭彎成設(shè)計(jì)形狀，錨桿施工完成。

　　治理效果

　　施工時(shí)將65根錨桿分兩批完成，最長(zhǎng)注漿間隔時(shí)間為7d，從而大大地縮短了工期，搶回了被擔(dān)擱的時(shí)間，按期完成了任務(wù)。經(jīng)7d的強(qiáng)度檢測(cè)，錨桿的抗拔力達(dá)到860KN/根以上，超過(guò)了設(shè)計(jì)要求。我們以小于設(shè)計(jì)值的終孔口徑和采取埋入式的注漿方法，用水泥漿包裹垮坍砂礫石獲取了大級(jí)口徑錨桿的抗拔值，從而降低了成本，保證了工期和工程質(zhì)量。