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卢建波:支护桩从锐角变下压 让建筑物桩基减料
- 2024-05-31 11:10-
-来源:bsport体育在线官网-

  相同的下压桩女团掘进内部结构可以适应环境多种掘进条件,所以无须水准内支撑力,就能稳稳掌控掘进形变以及周围环境。最重要的是,对照现代水准内支撑力掘进掌控技术,桩基工程建设施工周期性、开发成本和建筑物材料使用量可增加20%—40%,大幅增加支撑力工程建设施工牵涉的大批耐热育苗劳动,提高桩基工程建设卫星城化修建水准。

  我国建筑物材料生产碳排放量占全国碳排放总量的28%,地底设施修建和地底内部空间开发时常须要先修建复杂的粘合管理体系,以保证工程建设施工安全。水准内支撑力掘进是优柔寡断土沿海地区最常用的掘进方式,随着地底内部结构的建设进程,大多数水准内支撑力都要被拆毁。而这一过程须要耗费大批混凝土、混凝土等建筑物材料,是一只名副其实的“碳老虎”。

  哈尔滨工业大学景丰纯教授工程项目组研制的“桩基工程建设自稳型无支撑力绿色掘进掌控技术及其工程建设应用”工程项目,冲破了长期以来地底1—2层广度桩基粘合管理体系选用水准内支撑力掌控技术的瓶颈,形成了系列下压桩无支撑力掘进掌控技术。新掌控技术可明显增加水泥、混凝土和砂石等建筑物材料耗用,在节能、降耗和COMPILATION方面效益明显。日前,该工程项目获得2021年度天津市科技进步特等奖。

  俗话说,“万丈高楼平地起”,强调的是夯实基础的重要性。桩基就是建筑物物工程建设施工修建的“第一步”,是工程建设施工时由熔岩流向下开凿岩体形成的地底内部空间,住宅、地铁、机场、商场、体育场馆、卫星城综合配套工程、市政及其他卫星城地底内部空间开发等都大批牵涉桩基工程建设。

  在桩基开凿和地底内部结构工程建设施工期间,为了防止桩基四面的岩体倒塌、熔岩流凹陷,甚至周围建筑物破坏,须要用桩、墙内部结构配合水准内支撑力进行挡土,以保证桩基和周围环境的安全。这些掌控技术措施总体上构成了桩基掘进内部结构管理体系。

  “桁架掘进和水准内支撑力掘进是优柔寡断土沿海地区桩基工程建设最常用的两种掘进方式。”工程项目组成员、哈尔滨工业大学副教授周海祚如是说,桁架掘进是一种现代的无支撑力掘进,就是用一根根桩排列在桩基四面用于挡土。此种掘进方式工程建设施工便捷,材耗低且康华苑。但是桁架掘进“能力弱”,形变和稳定掌控能力都比较差,如果碰到桩基周围有隧道等形变掌控要求高的基础设施,就很难使用。所以一般桁架掘进只能用于优柔寡断土沿海地区广度5米以内的桩基。

  “碰到5米以上的桩基时,以往一般会选用水准内支撑力掘进。”周海祚如是说,此种掘进增加了相连壁面掘进桩的横向支撑力,相等于搭了一个“门边”。此种掘进方式自稳能力强,但所有水准路径搭建的“门边”在地底内部结构修建好后都要全部拆毁,从而造成材耗多、开发成本高、工期长、工程建设施工难度大等问题。

  我国沿海、沿湖和沿河的不少重要卫星城所在沿海地区土质优柔寡断,所以随着高层建筑物越来越多,大多数桩基广度都超过5米,因此工程建设施工中越来越数处选用水准内支撑力掘进掌控技术。“别小看此种掌控技术的材耗量,我们进行过测算,一个3层地底室广度、面积90000平方米的桩基选用水准内支撑力掘进耗用的建筑物材料相等于5—6栋25层建筑物所需,所以这些最终大多会被拆毁浪费。”周海祚说。

  几十年来国内外建筑物工程建设施工工程建设都在使用桁架掘进和水准内支撑力掘进这两项掌控技术,虽然也在不断进行内部结构优化,增加材耗量,但始终没有冲破这两种掘进方式的范畴。

  早在10年前,景丰纯就产生了关于低碳桩基的设想,并申请承担了科技部“十二五”科技支撑力工程项目“可持续发展的现代桩基工程建设”。在工程项目组组会上,景丰纯不止一次地说:“为什么要做低碳创新?老学科要有危机感,创新才能有安全感。”

  景丰纯敏锐地注意到一个细节,桩基工程建设掘进桩都默认锐角打进。“何不冲破常规,下压打进呢?”这个富有创造力的想法付诸实践后,不仅让掘进桩变得充满艺术感,测试结果也很“美”。仅仅将部分桩下压10—20度,就可以大幅度提高支挡操控性。

  “针对占桩基数量60%—80%的地底1—2层广度的桩基工程建设,我们研制了桩基下压桩无支撑力掘进掌控技术(以下简称下压桩),此种掌控技术的桩体与锐角路径呈一定角度下压设置。”周海祚如是说。随后工程项目组又在下压桩的基础上,发展出了由下压桩与锐角桩或相同下压路径桩体女团并用冠梁相连的下压桩女团掘进内部结构,如斜直交替桩女团掘进、X形和个字形下压桩女团掘进、斜直女团双排桩掘进等。

  相同的下压桩女团掘进内部结构可以适应环境多种掘进条件,所以无须水准内支撑力,就能稳稳掌控掘进形变以及周围环境。最重要的是,对照现代水准内支撑力掘进掌控技术,桩基工程建设施工周期性、开发成本和建筑物材料使用量可增加20%—40%,大幅增加支撑力工程建设施工牵涉的大批耐热育苗劳动,提高桩基工程建设卫星城化修建水准。

  虽然每项数据显示,下压桩掌控技术每项操控性都非常优秀,但是作为一种全新的掘进方式,其工作机理、分析理论、设计方法及掌控技术标准都是一片空白。同时在走向应用的道路上,也缺乏工程建设施工掌控技术和装备。

  为此,课题组开展了土工离心机试验、室内大型模型试验、数值模拟和理论分析的研究工作,提出了自稳型无支撑力掘进体