中鐵建工集團上海分公司揚子科創(chuàng)中心三期項目,位于南京市江北新區(qū),占地面積11227.27平方米,總建筑面積124669.38平方米,包含1棟36層塔樓及附屬裙樓,設(shè)5層地下室,基坑平均挖深23.85米,最大挖深30.65米。
項目區(qū)位圖
項目東臨長江,地處長江漫灘平原,水文、地質(zhì)條件及周邊環(huán)境復(fù)雜、敏感。面對如此具有挑戰(zhàn)性的復(fù)雜深基坑工程,項目進場后,組建技術(shù)團隊,通過多方調(diào)研、考察及組織技術(shù)論證,決定采用地上地下雙向同步全逆作法施工技術(shù)方案,不僅從本質(zhì)上提高了深基坑施工安全性,還實現(xiàn)了基坑全封閉施工,有效保障現(xiàn)場揚塵管控、環(huán)保降噪等文明施工要求,相比于傳統(tǒng)順作法施工方案,可以最早實現(xiàn)塔樓地上結(jié)構(gòu)施工,整體節(jié)約工期達6個月。
項目效果圖
如此規(guī)模的深基坑工程,并且采用全逆作法施工技術(shù),這在集團屬于首例。開工以來,項目團隊順利攻克了江蘇省首例66米超深地下連續(xù)墻、80米大直徑單柱單樁施工等重要技術(shù)難題,確保了工程安全、質(zhì)量,為地上地下雙向同步全逆作施工奠定基礎(chǔ),并榮獲“江蘇省文明工地”稱號。
揚子科創(chuàng)中心三期項目基坑圍護體系為地下連續(xù)墻(兩墻合一),地下連續(xù)墻厚1.0米(局部1.2米)兼作地下室外墻,全長386米,共62幅,深度66米(入巖0.5米)。
項目地連墻鋼筋籠共計62幅,包括 17種槽段形式,鋼筋籠總高64米-66米,寬度4.7米-6.6米,最大重量約88噸。為確保吊裝作業(yè)本質(zhì)安全,經(jīng)專家論證,選用一臺500T履帶吊作為主吊,一臺280T履帶吊做副吊。地連墻鋼筋籠整籠制作,分主、副籠兩節(jié)吊裝,經(jīng)雙機抬吊、空中轉(zhuǎn)體、直立轉(zhuǎn)運、對接入槽等工序完成作業(yè)。
2018年6月15日,項目首幅地連墻鋼筋籠吊裝作業(yè)正式開始,首幅鋼筋籠長62.3米,總重81噸。雙機就位后,先將副籠起吊,入槽固定;再將主籠起吊、旋直,并與副籠接駁對接,最后整籠下放入槽。
在超深地下連續(xù)墻成槽施工中,如何控制槽壁穩(wěn)定性,不發(fā)生槽壁坍塌?控制循環(huán)泥漿性能指標(biāo)至關(guān)重要。為解決常規(guī)泥漿在地下墻施工中,護壁性能、攜渣能力、穩(wěn)定性、回收處理等種種方面的不足,項目選用新型的復(fù)合鈉基膨潤土泥漿。
該膨潤土是一種高造漿率、添加特制聚合物的200目鈉基膨潤土,適合于各種土層,尤其是超深地下墻的護壁要求。項目部多次進行泥漿配合比試驗,通過泥漿比重、粘度、PH值、含砂率等關(guān)鍵指標(biāo)調(diào)配高性能泥漿,細(xì)節(jié)到位,品質(zhì)自成,施工過程中未發(fā)生任何槽壁坍塌事故。確保了地連墻施工的質(zhì)量和進度。
為確保成槽效率和質(zhì)量,項目部結(jié)合底層特性,選用具有自動糾偏功能的高性能成槽機,先兩側(cè)后中間,三抓成槽。每幅槽段采用高精度超聲波測壁儀分段控制槽壁垂直度,確保槽壁垂直度滿足設(shè)計要求,為66米鋼筋籠整籠入槽保駕護航。歷時89天,項目團隊順利完成62幅超深地下連續(xù)墻施工,為基坑安全奠定基礎(chǔ)。
揚子科創(chuàng)中心項目施工區(qū)域地屬長江漫灘平原,緊鄰長江,開挖區(qū)段主要為深厚砂層,自然造漿能力差,且地下水豐富,側(cè)向補給能力強,如何克服條件復(fù)雜的水文地質(zhì)環(huán)境,確保單柱單樁鋼立柱的安裝精度呢?
在單柱單樁大面積施工前,項目部提前進行試成孔試驗,結(jié)合地下連續(xù)墻施工的泥漿控制經(jīng)驗,通過調(diào)配優(yōu)質(zhì)泥漿,循環(huán)除砂,并根據(jù)地層特性調(diào)整成孔速度,確保了泥漿護壁效果;通過高精度紅外激光測斜儀,精確控制鋼立柱安裝垂直度。最終,146根單柱單樁鋼立柱各項參數(shù)控制在了毫米級,垂直度控制均達到1/1000以上。
項目施工場地120米長、75米寬,基坑圍護結(jié)構(gòu)到圍墻的距離只有2-4米,場地非常狹小,且同步進行地下連續(xù)墻施工,單柱單樁設(shè)計承載力達兩千多噸,按照傳統(tǒng)方案,對9根試樁進行樁基檢測,至少需要2個月時間,這顯然是滿足不了現(xiàn)場施工進度要求的。
項目團隊通過多處調(diào)研、對比,并通過EPC框架平臺,開展與東南大學(xué)深度合作,經(jīng)方案評估,決定采用當(dāng)前最先進樁基自平衡檢測技術(shù)。在成樁的時候把定制自平衡設(shè)備(荷載箱)預(yù)埋到鋼筋籠里,供油管及數(shù)據(jù)傳輸線上引至地面保護。
樁基自平衡檢測壓原理
成樁后15天,即可通過油泵加壓采集荷載箱位置荷載-位移數(shù)據(jù),根據(jù)荷載-位移統(tǒng)計數(shù)據(jù),計算樁基實際承載力。通過引進樁基自平衡檢測技術(shù),在有限場地內(nèi),穿插于地連墻施工,成樁后經(jīng)20天即完成全部9根試樁的檢測工作,直接節(jié)約工期45天,且不影響地連墻正常作業(yè)。
在樁基施工高峰期,現(xiàn)場配置8臺反循環(huán)鉆機、2臺履帶吊、4臺挖機,1臺除砂機等共計21臺大型設(shè)備同時作業(yè);項目部合理優(yōu)化打樁順序,使用跳打法,130人24小時兩班倒成孔作業(yè);合理優(yōu)化機械行走路線,保證鋼筋籠吊裝和混凝土攪拌車進出。從2018年11月17日完成第一根樁施工,至2019年5月初完成了最后一根樁的施工,項目團隊攻克一個又一個關(guān)鍵技術(shù)難題、施工組織難題,克服混凝土供應(yīng)困難、泥漿外運困難等外部因素,高標(biāo)準(zhǔn)、高效率完成逆作法單柱單樁施工,為結(jié)構(gòu)安全奠定基礎(chǔ)。