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地基与基础工程施工新技术

随着我国建筑地基处理技术的不断发展,我公司承担了多项建筑地基处理科技攻关项目,在港口工程、路桥工程、房建工程、机场工程、地基与基础工程中都成功运用了多种地基处理施工新技术。 

20世纪80年代中期,由我公司直接参与开发的真空预压法加固地基技术,在天津港的工程实施中首次取得成功运用,处于国际领先地位获得国家专利,先后获交通部重大科技成果一等奖,国家“六五”科技攻关奖,公司还申请了浮箱式打设机、插板机挂带桩靴装置两项专利。目前此地基处理加固法已取得了广泛的运用。我公司运用真空预压法进行地基处理施工的累计面积已达到2800万m²以上。 

在复合地基处理技术上,我公司一直致力于科技创新活动,成功运用了多项复合地基处理新技术,如:振冲法、砂石桩法、CFG桩法、水泥深层搅拌法、土和灰土挤密桩法、高压喷射注浆法等。累计复合地基处理总面积超过300万平方米。

此外,我公司在桩基础、深基坑支护等领域也有不俗的业绩,特别是翻车机房及廊道工程深基坑支护施工技术处于全国领先地位。 

下面具体介绍我公司在地基基础施工领域的科技成果。

1 真空预压射流装置改进

真空射流装置在经历了多年技术积累和改进后,目前广泛使用的是气水分离第四代分体式真空射流装置,虽然第四代较之第三代在泵的效率、泵箱结构上有较大改进,但在泵的选型上都仍然延用7.5kw的二级泵,在射流枪、喷嘴等关键部位均没有较大改进。 

为此我们结合天津北港池三期地基处理Ⅰ标段工程,设想采用低功率的射流泵,对射流器、喷嘴、接口管径尺寸以及闸阀、碟阀等部件进行技术改造,最终达到了节约电耗40%以上的目的。 

针对此项成果我们申请了“节能型分体式真空预压射流装置”专利,专利号:200920220845.6,2010年7月授权。 

2 砂沟在天津临港工业区软土地基加固中的应用

砂沟是适用于吹填砂性土的软土地基加固施工新技术,在打设排水板完成后再在排水板位置挖砂沟、布置滤管、铺设砂垫层进行软土地基的加固施工,在打设排水板期间,会有大量水排出,首先要进行排水。在施工区域周围挖设主排水沟,在区域内挖设约30cm的小排水沟,通至主排水沟内。保证区域内水位在地面以下,以保证砂沟的正常施工。 

排水板打设完成后进行砂沟挖设,挖设在排水板位置,间距与排水板相同,每根排水板均要在砂沟内,方便后续埋设滤管施工。 

目前,砂沟法铺设砂垫层只适用于吹填砂性土等地质。 

根据我公司施工的蓝星天津化工基地建设项目一期软土地基加固工程,采用砂沟法施工降低了施工成本,节约中粗砂砂垫层约61%左右,节省费用在51%左右。

我们针对此项成果申报了发明专利:“网状排水垫层替代满铺砂垫层施工方法” 专利号:200910070562.2,并于2011年1月授权。 

3高真空降水加固软土地基技术 

高真空降水加固软土地基技术是通过在软土土体中安装纵向和横向排水通道,利用高真空泵的负压效果,排除土体中部分含水量,使得土体颗粒产生重新排列,并通过外部施加荷载,如冲碾、强夯等方法,加速土体固结。本工艺适用于粉土、砂性土等渗透系数较大土体的大面积加固处理。

在上海浦东国际机场扩建工程东西向联络道地基处理工程、上海浦东国际机场扩建工程第三跑道地基处理工程、上海虹桥机场扩建工程西跑道系统、空侧站坪地基处理及排水工程得到了广泛的应用。 

 4 桩基础工程施工新技术

 1)后压浆钻孔灌注桩的运用

为了消除钻孔过程中泥浆的影响,改善桩周的边界条件,大幅度提高单桩承载力,减少桩基沉降量,钻孔灌注桩“后压浆技术”就是一种较好的办法。由于钻孔灌注桩后压浆可大幅度地提高了单桩承载力,因而设计上可以通过减少布桩,缩短桩长或桩径来达到节约投资的目的。 

我公司在天津港二四公司业务楼工程、一航大厦工程中都成功运用了后压浆钻孔灌注桩施工技术,在不增加桩长和桩径的条件下,提高单桩承载力30~60%、减少工程沉降量、降低桩基工程造价。 

2)套管搓管机在码头抛石陵体灌注桩成孔中的运用

鲅鱼圈鞍钢码头工程后方先进行棱体石抛填、二片石回填、混合倒滤层施工,施工完毕形成一定的陆上施工条件后再进行灌注桩施工,考虑到回填二片石层厚度、孔隙率,回填料及水头差等对成孔质量的影响,护筒埋设深度必须穿透二片石回填层,在开工初期使用以往冲孔钻机施工,但经过试桩发现,由于二片石混渣之间摩擦力小,密实度小,采用此工艺容易塌孔,且施工速度较慢,无法满足工期需要。

我们经过研究讨论决定引进国内先进的套管搓管机施工,采用搓管机将直径1.2m带有套管钻头的套管,逐节小角度反复搓动并压入地层的同时,利用冲击钻头和冲抓斗等凿岩器具,将套管内的岩土冲凿抓取出地面,搓管沉设和冲抓交替进行,在穿过二片石层后埋设直径1.1m的内护筒,护筒长为15m。此后采用以往施工工艺进行后续施工。此工艺大大提高了灌注桩施工速度,降低了成本,并保证了灌注桩施工质量。 

3)连体灌注桩在基坑支护中的应用

连体灌注桩是一种介于地连墙和灌注桩之间的新型支护结构,其原理为以相切灌注桩施工为基础,在桩与桩之间采用桩间削孔装置,作成厚度为400mm的桩间段,可确保基坑支护和防水的使用要求。连体桩施工以槽段为施工单元,一般以5~8根桩为一个槽段,采用常用钻机成孔,并同步削孔。成孔后,采用气举法清孔,然后以槽段为单元进行混凝土灌注施工。 

我公司在市民广场滨海新城开发工程基坑支护中采用了连体灌注桩支护新技术,通过开挖深基坑后,验证其抗弯和防水效果。均符合设计要求,未出现塌陷和大孔渗水现象,其效果得到了业主和主体施工单位的肯定。 

 5 深基坑支护技术 

1)地下连续墙深基坑支护技术的运用

在我公司承建的翻车机房等一系列工程中大多采用地下连续墙基坑支护技术及地下连续墙结合砼内支撑基坑支护技术,基坑深度最深达18米。 

2)土钉墙及土钉锚杆技术在曹妃甸首钢取水口及华润电厂工程基坑支护中的运用 

在曹妃甸首钢取水口工程及华润电厂取水工程中,我们结合曹妃甸的实际地质情况,成功运用了土钉墙及土钉锚杆基坑支护施工技术,支护深度达到了最深18米的记录。 

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神华南方总部大厦地连墙施工

6“沉埋管”技术在黄骅电厂排水口工程中的应用

黄骅电厂一期工程排水口工程中的排水管沟采用沉埋法施工。排水管沟先在干坞里制作完成需沉放的管沟段,管沟段两端用临时封墙密封,待混凝土强度达到设计强度后浮运到排水管沟址位置,并沉放管段。待沉放完毕后再恢复南大堤。

7 翻车机房施工成套技术

我公司到目前为止已承建了9个翻车机房工程,在施工过程中形成了一套完善的施工技术,主要有: 

1)翻车机房及廊道深井降水 

2)翻车机房深基坑支护与开挖 

3)翻车机房混凝土浇筑施工技术 

4)翻车机房及廊道大体积砼防渗防裂施工技术 

5)翻车机房及廊道工程节点止水防渗 

6)翻车机房模板施工技术 

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黄骅港三期翻车机房工程