植筋法在高桿燈基礎(chǔ)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用

方向陽

(西安市城市照明管理處，陜西 西安 710016)

植筋就是種植鋼筋，為了加固建筑物或是續(xù)建，在原建筑上鉆孔，插入鋼筋，用特用膠水灌縫，使鋼筋錨固在其中，鋼筋和原建筑將成為一體。在施工方面的優(yōu)勢:(1)事先鉆孔;(2)無需敲擊安裝;(3)持力沿鋼筋全長范圍。具有承載力高，無膨脹，邊間距小，生產(chǎn)及安裝質(zhì)量穩(wěn)定可靠，產(chǎn)品成本底等特點(diǎn)。

2010年10月西安市城市照明管理處西安億明達(dá)電氣安裝有限公司實(shí)施西安市火車站南廣場路燈改造工程，發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)的2 基24 米高桿燈燈位處為護(hù)城河暗涵。筆者作為西安億明達(dá)電氣安裝有限公司技術(shù)負(fù)責(zé)人，通過走訪相關(guān)單位、查閱相關(guān)資料，得知該護(hù)城河暗涵為寬12 米、高10 米鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其頂板為厚度0.6 米的C30 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，抗壓強(qiáng)度大于30MP。原設(shè)計(jì)的24 米高桿燈基礎(chǔ)為直徑1.1 米、深度6.2 米的樁基礎(chǔ)無法施工。高桿燈燈位如果移位，廣場的照明效果就會受影響。該工程為西安世界園藝博覽會的市政配套工程，情況緊、任務(wù)急，我公司必須按時(shí)完成任務(wù)。筆者的初步想法把24 米高桿燈基礎(chǔ)形狀改變?yōu)橄虏繛?.8 米* 2.8 米* 0.5 米的長方體，上部為直徑1.1 米，高1 米的圓柱體，繼續(xù)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。目的是:(1)24 米高桿燈和其基礎(chǔ)的重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)要小于護(hù)城河暗涵頂板的抗壓強(qiáng)度。(2)增大基礎(chǔ)底部面積，保證高桿燈的穩(wěn)定性。(3)采用植筋法，以加大穩(wěn)定性和安全性。簡單計(jì)算如下:

一 高桿燈及基礎(chǔ)重量的計(jì)算

(一)高桿燈的總重量

法蘭盤重:3.14* (0.85/2)2* 0.03* 7.85 =0.134T =1.34KN

燈桿重:3.14* (0.48 +0.355)* 13* 0.008* 7.85/2 +3.14* (0.355 +0.23)* 13* 0.006* 7.85/2

=1.632T=16.32KN

燈盤及燈具重:0.5T=5KN

升降系統(tǒng)重:0.2T=2KN

高桿燈的總重:1.34 +16.32 +5 +2 =24.66KN

(二)高桿燈的基礎(chǔ)重:2.8* 2.8* 0.5* 2.5 +3.14*(1.1/2)2* 1.0* 2.5 =12.175T=121.75kN。

(三)高桿燈和基礎(chǔ)的總重量:24.66 + 121.75 =146.41KN。

(四)高桿燈和基礎(chǔ)的重力對護(hù)城河暗涵頂板產(chǎn)生的壓強(qiáng):146.41/2.82=18.67KN/m2=18.67MP ＜30MP，滿足要求。

二 高桿燈基礎(chǔ)穩(wěn)定性計(jì)算

(一)基本參數(shù)

燈桿高度24 米，重量24.66KN。燈桿平均直徑355mm(230mm－480mm)，燈桿基礎(chǔ)高度1.5 米，混凝土C25。地面粗糙度類別:C 類。

(二)荷載計(jì)算

(1)風(fēng)荷載計(jì)算(根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》)

ωk=βzμsμzω0

基本風(fēng)壓ω0=0.35kN/m2

燈桿總高度:H =24 +1.5 =25.5 米，風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz=0.93

μzω0d2=0.93* 0.35* 0.3552=0.041≥0.015

H/d=25.5/0.355 =71.8≥25 Δ=0

風(fēng)荷載體型系數(shù)μs=0.6

高聳結(jié)構(gòu)物T1=0.013* 25.5 =0.3315

C 類地區(qū)ω0T12=0.62* 0.35* 0.33152=0.024

脈動增大系數(shù)ξ=1.594

脈動影響系數(shù)v=0.758* 0.479* 1.82 =0.66

高聳結(jié)構(gòu)物陣型系數(shù)

φz=1.0

βz=1 +1.594* 0.66* 1.0/0.93 =2.13

ωk=2.13* 0.6* 0.93* 0.35 =0.416kN/m2

線荷載:0.416* 0.355 =0.15kN/m

燈頭迎風(fēng)面積:0.5* 3.2 =1.6m2

燈頭迎風(fēng)力:0.416* 1.6 =0.665kN

(2)底部彎矩計(jì)算

如考慮風(fēng)荷載均布:則M1= 0.15* 25.5* 25.5/2 =48.8kN.m;M2=0.665* 25.5 =17.0kN/m

M=1.4(M1+M2)=1.4* (48.8 +17)=92.12kN/m

(3)穩(wěn)定性計(jì)算:

燈桿重:24.66kN

基礎(chǔ)重:121.75kN

基礎(chǔ)中心到邊緣距離:1.4m

M抗=1.0* (24.66 +121.75)* 1.4 =204.97kN/m

M抗/M=204.97/92.12 =2.23 滿足要求。

三 24 米高桿燈地處火車站廣場，人口密度大，安全性至關(guān)重要

高桿燈基礎(chǔ)如果做得過大，就會增加護(hù)城河暗涵頂板的壓力，并影響美觀。設(shè)想采用植筋法提高其安全性。

(一)基本參數(shù)和方法

每個(gè)高桿燈基礎(chǔ)在護(hù)城河暗涵頂板上植筋74 個(gè)，植筋采用高性能粘接劑和HRB335－φ14(螺紋)鋼筋，混凝土C25。

在護(hù)城河暗涵頂板上用沖擊轉(zhuǎn)鉆φ18、深度300mm 的孔，→用毛刷和氣筒清孔→將A、B 組分分別攪拌均勻→按比例配制SHB 環(huán)氧建筑結(jié)構(gòu)膠充分?jǐn)嚢杌旌稀脤Ｓ霉ぞ邔⒛z液注入孔中→將850mm 長的HRB335－φ14(螺紋)鋼筋旋轉(zhuǎn)入孔中(旋如290mm，外露560mm)→固化(未固化前嚴(yán)禁觸動桿體)→質(zhì)量檢驗(yàn)。

(二)基本錨固長度lb=αfy(《植筋技術(shù)規(guī)范》14.2.2)

根據(jù)《植筋技術(shù)規(guī)范》表14.2.2 查得α 為0.85

lb=αfy=0.85* 335 =284.75mm

(三)植筋軸向拉力設(shè)計(jì)值N≤fyAS(《植筋技術(shù)規(guī)范》14.2.1)

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》附錄A.4.3

植筋軸向拉力N =0.9* fyAS=0.9* 335* 3.14* 72=14773.5N=14.77KN

(四)植筋軸向總拉力N總=Nn=14.77* 74 =1092.98KN

(五)穩(wěn)定性計(jì)算

M抗2=1.0* (121.75 +1092.98)* 1.4 =1700.62KN

M抗2/M=1700.62/92.12 =18.46 完全滿足要求。

筆者將對改變高桿燈基礎(chǔ)的想法和計(jì)算結(jié)果向監(jiān)理工程師、甲方代表、設(shè)計(jì)師進(jìn)行了匯報(bào)，提出設(shè)計(jì)變更，得到了他們的一直肯定。設(shè)計(jì)師經(jīng)過驗(yàn)證計(jì)算后，出了設(shè)計(jì)變更。西安億明達(dá)電氣安裝有限公司按照規(guī)范施工，圓滿的完成了西安市火車站南廣場路燈改造工程，為古城西安增添了一道亮麗的風(fēng)景。

［1］謝朝暉、王守貞，框架填充墻砌體拉結(jié)筋“植筋法”施工工藝探析［J］，企業(yè)科技與發(fā)展，2012(2)

［2］傅礫，“化學(xué)植筋法”在變電站基礎(chǔ)改造中的應(yīng)用［J］，內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2008(4)

［3］傅志明，光控開關(guān)在高速公路高桿燈上的應(yīng)用［J］，中國交通信息產(chǎn)業(yè)，2010(3)

［4］李巖、溫浩、常新華，港口高桿燈智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］，五邑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2012(2)