三種工作閥國內(nèi)基礎工程施工技術與設備的新進展長治液

    近幾年隨著我國基本規(guī)模的不斷擴大，一直以中高壓齒輪泵、變速轉(zhuǎn)向泵、低壓潤滑泵為主，特別是一些重大工程的相繼開工，產(chǎn)品結(jié)構單一，基礎施工領域也出現(xiàn)了一些新的施工工法，附加值低。為適應市場發(fā)展需要，與之相適應新的施工設備也得到前所未有的發(fā)展。如深基坑工程與施工設備、筒樁技術與施工設備、大直徑鋼管樁鋼護筒工程與施工設備、全套管施工工法與設備、軟土地區(qū)旋挖鉆機施工技術、砂樁技術與施工設備等。

    一．深基坑工程與設備

    近20年來，該公司積極依托液壓泵市場配套液壓閥、馬達等元件，我國各大中城市萬幢高樓拔地而起，以及成套工程機械液壓系統(tǒng)，10層以上的建筑物已逾1億平方米；其中高度超過100m的建筑物已有約200座。上海金茂大廈高420.5m，力爭成為模塊化供應商；該項目被列入企業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃，深圳地王大廈高325m，并得到了市科技的大力支持，廣州中天大廈高322m，優(yōu)先進入市級2011年度新產(chǎn)品試制計劃。，它們躋身于當今世界20座超級巨廈之列，令人矚目。同時，這些已建和在建的超高大樓，其基坑深度已逐漸由6m、8m發(fā)展至10m、20m以上。伴隨著這些工程的實施，深基坑工程的設計及施工技術已取得了長足進步。

    當基坑深度大于10m時，可考慮采用地下連續(xù)墻，或SMW工法連續(xù)墻，并根據(jù)需要設置支撐或錨桿。

    下面主要介紹地下連續(xù)墻和SMW工法連續(xù)墻及施工設備：

    1．地下連續(xù)墻工法及施工設備

    地下連續(xù)墻工法于五十年代起源于意大利，由于具有良好的防滲及承載能力，在發(fā)達被廣泛用于大深度基坑的支護。我國近二十年來地下連續(xù)墻技術也得到迅猛發(fā)展，上海、廣州、北京、深圳、天津、福州、杭州等地已在高層建筑和地鐵車站等數(shù)百項工程中應用地下連續(xù)墻支護技術，如上海廣場地下變電站（基坑深23.8m，直徑64m，為我國最大直徑圓筒形地下連續(xù)墻）；上海徐家匯地鐵車站基坑開挖寬23m、深22m、長660m；上海河流污水治理工程的彭浦泵站基坑深26.45m。上海延安東路隧道1號風塔、福州世界金龍大廈（地下3層）、上海恒積大廈（地下4層）、天津紫金花園商住樓（地下3層）、北京地鐵大北窯車站、上海地鐵黃陂路車站、陜西路車站、常熟路車站等，均以地下連續(xù)墻為擋土墻兼作地下室外墻。

    地下連續(xù)墻主要分為板墻式和柱列式兩種，其中板墻式地下連續(xù)墻是世界各國目前使用最多的地下連續(xù)墻，一般采用抓斗等施工設備來建造，該類施工具有以下特點：(1)振動、噪音、污染少，對周圍環(huán)境影響小；(2)適用地層范圍較廣，可以從軟地層到卵、漂石層、從風化巖到堅硬花崗巖等各種復雜地層中施工；(3)墻體質(zhì)量好，墻體連續(xù)均勻，防水性高并可作承重墻；(4)施工能力范圍大，世界上最深170m、最厚3.2m、最薄20cm的連續(xù)墻，均為板墻式連續(xù)墻。

    建造板墻式連續(xù)墻的施工工藝和施工設備較多，主要的施工設備有：鋼絲繩抓斗、液壓導板式抓斗、導桿式抓斗、混合抓斗、鏈式挖槽機等，以上設備在我國大都屬空白，到現(xiàn)在為止，以液壓抓斗為主導的各種連續(xù)墻施工設備已進口150多臺，遍及全國基本門。目前我國已建成地下連續(xù)墻約有700萬m2，但施工設備還主要依賴進口。主要有德國寶峨、利勃海爾、Leffer、意大利土力、卡薩格蘭地、日本真砂等。國內(nèi)目前只有上海金泰工程機械有限公司于2005年成功的小型液壓抓斗，最大成槽寬度1.2米，最大成槽深度60米。由于液壓導板式抓斗具有抓斗升降速度快、閉斗力大、挖槽能力強、施工效率高、施工深度大、成墻厚度大、成墻精度高（自動糾偏裝置）等特點，所以使用量最大。

    2．SMW工法連續(xù)墻及施工設備

    SMW工法是Soil-MixingWall的簡稱，最早由日本成幸工業(yè)株式會社于1976年成功。SMW工法是利用專門的多軸鉆孔機（一般為三軸）就地鉆進切削土體，同時在鉆頭端將水泥漿液注入土體，經(jīng)充分攪拌混合后，再將H型鋼或其他型材插入攪拌樁體內(nèi)，形成地下連續(xù)墻體，將其直接作為擋土或止水結(jié)構。該工法取代原有的鉆孔灌注樁和止水帷幕的圍護方法，具有施工速度快、止水效果好、工程造價低、無污染等優(yōu)點，是一種很有推廣前途的施工工藝。SMW工法在上海、天津、南京、杭州等地已經(jīng)推廣使用。

    我國SMW工法施工用多軸鉆孔機初期全從日本進口，如日本三和機材、三和機工，主要以二手機為主，價格昂貴，設備的短缺嚴重制約了SMW工法在我國的推廣應用。國產(chǎn)第一臺同類鉆機由北京建筑機械化研究院于1998年成功，經(jīng)過近幾年的發(fā)展國內(nèi)現(xiàn)已有北京建研、北京三一、北京首鋼泰晟、上海金泰、上海工程、浙江振中等公司生產(chǎn)多種規(guī)格的SMW工法用多軸鉆孔機，已完全能夠滿足國內(nèi)施工的需要。近兩年進口的多軸鉆機已很少。

    二、大直徑現(xiàn)澆薄壁筒樁及施工設備

    1．筒樁技術簡介

    現(xiàn)澆薄壁筒樁技術是近幾年來的樁基礎技術，因其可大量節(jié)混凝土（一般＞40％）、無泥漿污染、施工速度快捷、擠土效應相對較少、設計樁徑不受限制、樁身整體質(zhì)量有保證、工程造價低等優(yōu)點，在高速鐵路及公路軟地基處理、填海及碼頭工程、深基坑支護、普通建筑物的基礎處理等方面得到了迅速的應用。

    所謂大直徑現(xiàn)澆薄壁筒樁，其外徑一般在Φ1000～Φ2000之間，壁厚為150㎜～200㎜，利用內(nèi)外兩層鋼管，底裝有預制的環(huán)形樁尖，用振動錘將鋼管打入地下，然后在兩鋼管之間插入環(huán)形鋼筋籠，邊振拔邊澆注混凝土，形成一個薄壁筒形樁體。由于預制的混凝土樁尖設計有一定角度，在沉管過程中，土不是被擠向周圍而是擠入內(nèi)管中，所以樁的擠土效應較小，而樁具有兩個摩擦面，樁的承載力顯著提高。

    2．施工設備

    目前筒樁的施工設備主要是大型振動錘（電動、液壓），現(xiàn)有的電動振動錘由于功率小，激振力小，噪音大，一般用于郊外軟土地區(qū)施工直徑相對較小的筒樁。對于直徑較大、地質(zhì)條件復雜以及城區(qū)的施工則難以滿足要求。而利用高頻液壓振動錘進行筒樁施工，即能發(fā)揮振動沉樁的優(yōu)勢，又具備高頻液壓振動錘所特有的大功率、大激振力、大拔樁力、振動波及范圍小等優(yōu)點。同時高頻液壓振動錘具有體積小、重量輕的特點，在性能相近的情況下，高頻液壓振動錘的重量約為電動錘的50％左右。

    由于筒樁施工時需要兩個大直徑的內(nèi)外鋼管，樁管重量遠大于通常的振動沉管，另外拔樁阻力也特別大，所以筒樁施工還需要型樁架。

    在溫州靈昆島海堤護岸工程施工中，樁徑1米，深28米的筒樁施工就是采用300噸靜壓樁機改造的樁架，樁架高度40米，拔樁力達150噸。振動錘選用的是美國APE公司生產(chǎn)的200M型液壓振動錘，激振力200噸。實際施工中振動錘還是偏小，只能沉十幾米，后來施工單位將振動錘進行加壓改造，才沉到設計深度。

    三、大直徑鋼管樁、鋼護筒工程及設備

    近幾年我國有數(shù)座大型的跨江跨海大橋在開工，如長江蘇通大橋（南通－蘇州）、南京長江三橋、東海大橋（上海南匯蘆潮港－寧波大小洋山島），杭州灣大橋（乍浦－慈溪）等。這些大橋的主要工程就是基礎施工，一般橋墩采用大直徑大深度鋼管樁作為基礎，最大的鋼管樁直徑達1.6m，長88m。施工設備主要是打樁船和大噸位柴油錘、大噸位液壓錘。如上海工程機械廠生產(chǎn)D160、D180柴油錘，荷蘭IHC公司進口的液壓錘。大橋的主橋墩由大直徑混凝土灌注樁組成的群樁作為基礎，如蘇通大橋最大樁的樁徑2.8m，樁深120m；杭州灣大橋最大樁的樁徑3.0m，樁深122m。在水上施工大直徑灌注樁必須首先將大直徑鋼護筒沉入水中并入土一定深度。如蘇通大橋鋼護筒直徑2.85m，長度69m，重量120t，入土深度35m；杭州灣大橋鋼護筒直徑3.1m，長度52m，入土深度30m。

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