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66米地连墙、80米单柱单桩……这个“全逆作法施工”厉害!

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源自丨江苏省住房和城乡建设厅、中铁建工集团上海分公司

中铁建工集团上海分公司 扬子科创中心三期项目,位于南京市江北新区,占地面积11227.27 平方米,总建筑面积124669.38 平方米,包含 1 栋 36 层塔楼及附属裙楼,设 5 层地下室,基坑平均挖深 23.85 米, 最大挖深 30.65 米
66 米地连墙、80 米单柱单桩……这个“全逆作法施工”厉害!
项目区位图
项目东临长江,地处长江漫滩平原,水文、地质条件及周边环境复杂、敏感。面对如此具有挑战性的复杂深基坑工程,项目进场后,组建技术团队,通过多方调研、考察及组织技术论证,决定采用地上地下双向同步全逆作法施工技术方案,不仅从本质上提高了深基坑施工安全性,还实现了基坑全封闭施工,有效保障现场扬尘管控、环保降噪等文明施工要求,相比于传统顺作法施工方案,可以最早实现塔楼地上结构施工,整体节约工期达 6 个月。
66 米地连墙、80 米单柱单桩……这个“全逆作法施工”厉害!
项目效果图
如此规模的深基坑工程,并且采用 全逆作法施工技术 这在集团属于首例。 开工以来,项目团队顺利攻克了江苏省首例 66 米超深地下连续墙 80 米大直径单柱单桩 施工等重要技术难题,确保了工程安全、质量,为地上地下双向同步全逆作施工奠定基础,并荣获 “江苏省文明工地” 称号。
  66 米地连墙施工   

扬子科创中心三期项目基坑围护体系为地下连续墙(两墙合一),地下连续墙厚 1.0 米 (局部 1.2 米)兼作地下室外墙,全 长 386 米 ,共 62 幅 深度 66 米 (入岩 0.5 米)。
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项目地连墙钢筋笼共计 62 幅,包括 17 种 槽段形式,钢筋 总高 64 米-66 米 宽度 4.7 米-6.6 米 ,最大重量约 88 吨 。为确保吊装作业本质安全,经专家论证,选用一台 500T 履带吊作为主吊,一台 280T 履带吊做副吊。地连墙钢筋笼整笼制作,分主、副笼两节吊装,经双机抬吊、空中转体、直立转运、对接入槽等工序完成作业。
66 米地连墙、80 米单柱单桩……这个“全逆作法施工”厉害! 双机抬吊
2018 年 6 月 15 日,项目 首幅地连墙钢筋笼 吊装作业正式开始,首幅钢筋笼长 62.3 米,总重 81 吨。双机就位后,先将副笼起吊,入槽固定;再将主笼起吊、旋直,并与副笼接驳对接,最后整笼下放入槽。 
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在超深地下连续墙成槽施工中,如何控制槽壁稳定性,不发生槽壁坍塌? 控制 循环泥浆性能 指标至关重要。为解决常规泥浆在地下墙施工中,护壁性能、携渣能力、稳定性、回收处理等种种方面的不足,项目选用新型的 复合钠基膨润土泥浆
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该膨润土是一种高造浆率、添加特制聚合物的 200 目钠基膨润土 ,适合于各种土层,尤其是超深地下墙的护壁要求。项目部多次进行泥浆配合比试验,通过泥浆比重、粘度、PH 值、含砂率等关键指标调配高性能泥浆, 细节到位,品质自成 ,施工过程中未发生任何槽壁坍塌事故。确保了地连墙施工的质量和进度。
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为确保成槽效率和质量,项目部结合底层特性,选用 具有自动纠偏功能的高性能成槽机 ,先两侧后中间,三抓成槽。每幅槽段采用高精度超声波测壁仪分段控制槽壁垂直度,确保槽壁垂直度满足设计要求,为 66 米钢筋笼整笼入槽保驾护航。 历时 89 天 ,项目团队顺利完成 62 幅超深地下连续墙施工, 为基坑安全奠定基础

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成槽施工
  146 根 80 米单柱单桩施工  

扬子科创中心项目施工区域地属长江漫滩平原,紧邻长江,开挖区段主要为深厚砂层,自然造浆能力差,且地下水丰富,侧向补给能力强, 如何克服条件复杂的水文地质环境,确保单柱单桩钢立柱的安装精度呢?
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在单柱单桩大面积施工前,项目部提前进行试成孔试验,结合地下连续墙施工的泥浆控制经验,通过 调配优质泥浆,循环除砂 ,并根据地层特性调整成孔速度,确保了泥浆护壁效果;通过 高精度红外激光测斜仪,精确控制钢立柱安装垂直度 。最终,146 根单柱单桩钢立柱各项参数控制在了 毫米级 ,垂直度控制均达到 1/1000 以上。

66 米地连墙、80 米单柱单桩……这个“全逆作法施工”厉害!

项目施工场地 120 米长、75 米宽 ,基坑围护结构到围墙的距离只有 2-4 米 ,场地非常狭小,且同步进行地下连续墙施工,单柱单桩设计承载力达两千多吨,按照传统方案,对 9 根试桩进行桩基检测, 至少需要 2 个月时间 ,这显然是满足不了现场施工进度要求的。
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项目团队通过多处调研、对比,并通过 EPC 框架平台,开展与东南大学深度合作,经方案评估,决定采用当前 最先进桩基自平衡检测技术 。在成桩的时候把定制自平衡设备(荷载箱)预埋到钢筋笼里,供油管及数据传输线上引至地面保护。

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桩基自平衡检测压原理
成桩后 15 天 ,即可通过油泵加压采集荷载箱位置荷载-位移数据,根据荷载-位移统计数据,计算桩基实际承载力。通过引进桩基自平衡检测技术,在有限场地内,穿插于地连墙施工, 成桩后经 20 天即完成全部 9 根试桩 的检测工作,直接 节约工期 45 天 ,且不影响地连墙正常作业。

66 米地连墙、80 米单柱单桩……这个“全逆作法施工”厉害!
在桩基施工高峰期,现场配置 8 台 反循环钻机、 2 台 履带吊、 4 台 挖机, 1 台 除砂机等共计 21 台 大型设备同时作业;项目部 合理优化打桩顺序 ,使用 跳打法 ,130 人 24 小时两班倒成孔作业; 合理优化机械行走路线 ,保证钢筋笼吊装和混凝土搅拌车进出。从 2018 年 11 月 17 日完成第一根桩施工,至 2019 年 5 月初完成了最后一根桩的施工,项目团队攻克一个又一个关键技术难题、施工组织难题,克服混凝土供应困难、泥浆外运困难等外部因素,高标准、高效率完成逆作法单柱单桩施工, 为结构安全奠定基础
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   地上地下双向同步全逆作施工  
超深基坑地上地下双向同步全逆作法施工动画演示:


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