把根筑在“浮船上”:中國二十冶橫琴總部大廈項(xiàng)目軟基灌注樁降耗記
2021年04月20日 11:15 4460次瀏覽 來源: 中國有色網(wǎng) 分類: 科技創(chuàng)新
在這個(gè)面積6萬多平方米、底部標(biāo)高負(fù)16.2米深的泥濘基坑,頭頂還是那幾盞瓦亮的探射燈,現(xiàn)場的一切似乎都和往常一樣,但是如今這里熟悉的一切又發(fā)生著改變:笨重的混凝土保護(hù)層墊塊成功“減肥”,變成了輕便的塑料卡塊,不僅節(jié)省了短鋼筋的用量而且安裝簡便;灌注樁鋼筋籠穿上了美麗的“外衣”,鋼絲網(wǎng)有效地控制了地下混凝土的擴(kuò)散,改善了周邊地質(zhì)環(huán)境;旋沖結(jié)合的“混合雙打”成孔模式將每根樁的工期節(jié)省6小時(shí)。從淤泥成堆的養(yǎng)蠔塘到節(jié)能降耗的綠色工地,中國二十冶珠海橫琴總部大廈項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)是怎樣做到的?
“兩技一工法”成功降耗
橫琴島是珠海市146個(gè)海島中最大的島嶼,仿佛一艘巨大的“浮船”。橫琴特區(qū)發(fā)展定位就是將橫琴建設(shè)成為連通港澳、區(qū)域共建的開放島,經(jīng)濟(jì)繁榮、宜居宜業(yè)的活力島,知識(shí)密集、信息發(fā)達(dá)的智能島,資源節(jié)約、環(huán)境友好的生態(tài)島,堅(jiān)持按照節(jié)約利用土地及保護(hù)生態(tài)資源的原則進(jìn)行布局發(fā)展。
橫琴總部大廈項(xiàng)目位于橫琴島復(fù)雜的軟土區(qū)域,原本是人工養(yǎng)蠔的泥塘。秉承中國二十冶集團(tuán)橫琴綜合管廊建設(shè)項(xiàng)目榮獲中國人居環(huán)境范例獎(jiǎng)的綠色施工理念,珠海橫琴總部大廈項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開啟了與這艘“浮船”的不解之緣。橫琴島地質(zhì)情況復(fù)雜,分布著典型的淤泥、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。如何用最低的消耗在這片復(fù)雜的軟土上打下最深達(dá)110米的灌注樁,給項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。項(xiàng)目總工程師陳航宇說:“項(xiàng)目降耗關(guān)鍵在于節(jié)省原材料,在保證‘船穩(wěn)’的情況下,節(jié)約鋼筋、混凝土的用量進(jìn)行降耗。”找出問題的關(guān)鍵所在,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)分析出傳統(tǒng)灌注樁施工方式在鋼筋籠吊裝及保護(hù)層設(shè)置,控制混凝實(shí)際用量等方面仍有改進(jìn)的空間。項(xiàng)目部成員王航說:“有了突破口之后,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)白天寫方案,晚上值夜班,經(jīng)常30幾個(gè)小時(shí)不休息。最終問題迎刃而解,我們都很有成就感,比得到了寶藏還開心。”
要確保樁頭外露鋼筋的錨固長度滿足要求,通常會(huì)將起吊鋼筋焊接在鋼筋籠主筋上控制鋼筋籠頂標(biāo)高,起吊鋼筋被澆筑在混凝土里無法取出重復(fù)利用,不僅會(huì)造成材料的浪費(fèi),而且影響挖土方的效率。在鋼筋籠施工中,鋼筋保護(hù)層厚度尤為重要,必須放置墊塊。一般采用中間帶孔的圓形混凝土墊塊,先將一截短鋼筋穿過墊塊,然后將鋼筋兩端焊接在鋼筋籠相鄰的兩根主筋上,墊塊可以自由旋轉(zhuǎn)。這種方法,墊塊笨重不便安裝和運(yùn)輸、加大鋼筋用量、需要焊接;工序繁瑣易造成鋼筋材料浪費(fèi),且會(huì)損壞主筋。在混凝土澆筑過程中,一旦充盈系數(shù)過大,極易造成混凝土向周邊擴(kuò)散。增加混凝土實(shí)際用量,造成混凝土材料的浪費(fèi),擴(kuò)散的混凝土?xí)廴局苓叺刭|(zhì)環(huán)境,而且成樁質(zhì)量差。
針對(duì)以上關(guān)鍵問題,該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)提出“兩技一工法”的方法,不僅高效、環(huán)保,而且成樁質(zhì)量好。鋼筋籠吊裝技術(shù),由吊環(huán)、吊筋本體和底部連接套筒組裝而成。在吊筋本體頂部焊接吊環(huán),底部焊接變徑套筒,套筒的另一端與鋼筋籠主筋連接,待灌注樁混凝土澆筑完成凝固后,在地面上旋轉(zhuǎn)吊筋將套筒從鋼筋籠主筋上擰下來即可。無需焊接,工藝簡單,就地取材可重復(fù)利用。鋼筋保護(hù)層控制技術(shù),是由兩個(gè)塑料半圓拼接而成的一種鋼筋保護(hù)層卡塊,兩個(gè)塑料半圓的直徑邊上設(shè)有插槽,端部設(shè)有凸部和凹部對(duì)應(yīng)的鎖扣,可以直接對(duì)扣在鋼筋籠主筋上。該卡塊制作及構(gòu)成簡單,可在工廠批量生產(chǎn),成本極低,運(yùn)輸輕便。同時(shí),簡化墊塊安裝步驟,提高了施工效率。采用鋼筋籠外側(cè)搭設(shè)鋼絲網(wǎng)架和鋼護(hù)筒施工方法,有效控制了混凝土充盈系數(shù)(混凝土實(shí)際用量與計(jì)算用量的比值)。數(shù)據(jù)顯示,灌注樁在使用鋼絲網(wǎng)和鋼護(hù)筒的情況下,平均充盈系數(shù)由原來的1.48降低到1.20,充盈系數(shù)降低近20%。減少了混凝土灌注量,節(jié)約成本,控制混凝土擴(kuò)散,有效保護(hù)了灌注樁周邊地質(zhì)環(huán)境,大大減少環(huán)境污染,保證樁的質(zhì)量的同時(shí)有利于各類樁基的交叉施工作業(yè)。
“混合雙打“加速度
影響項(xiàng)目速度的主要因素是成孔進(jìn)度,傳統(tǒng)的超長灌注樁施工,如使用XR360旋挖機(jī)成孔深度僅能達(dá)到95米,不能滿足工程需求;使用XR460旋挖機(jī)雖然成孔深度可達(dá)到110米,但成本過高。雖然沖擊鉆機(jī)在巖石層成孔效率良好,但在軟土地層、沙層施工作業(yè)效率低。分析兩種鉆機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn),在確保鉆孔灌注樁成孔質(zhì)量的前提下。該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)果斷提出了“混合雙打”模式——旋挖鉆機(jī)與沖擊鉆機(jī)相結(jié)合的成孔技術(shù),在淺層軟弱砂層區(qū)域采用旋挖鉆機(jī)成孔,在深層巖石區(qū)采用沖擊鉆機(jī)成孔,有效地結(jié)合了兩種鉆機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。
以直徑1.8米、長110米的灌注樁為例。如果單獨(dú)使用旋挖鉆機(jī),需要18小時(shí)挖到109.5米到巖石層表面,還需用6小時(shí)才能鉆進(jìn)巖石層內(nèi)0.5米,總計(jì)需要24小時(shí)完成鉆孔;單獨(dú)使用沖擊鉆需要36小時(shí)完成鉆孔。但如果先用旋挖機(jī)鉆到巖石層表面后,再換用沖擊鉆孔,僅需30個(gè)小時(shí)即可完成鉆孔。旋沖結(jié)合的“混合雙打”模式減少了每根樁成孔時(shí)間約6小時(shí)。按此計(jì)算,珠海橫琴總部大廈項(xiàng)目(二期)總共437根110米的灌注樁,工期縮短約2個(gè)月。因成孔時(shí)間短,在泥漿性能穩(wěn)定的情況下,可明顯提高樁身灌注質(zhì)量,明顯節(jié)約成本,大大減少對(duì)環(huán)境的污染。
經(jīng)過一系列研發(fā)改進(jìn),該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)改進(jìn)成樁的各工序,既加快項(xiàng)目進(jìn)度又保證了工程質(zhì)量。項(xiàng)目現(xiàn)場技術(shù)人員徐凱介紹,快速精益化成樁工藝在三方面為“船穩(wěn)”提供了有效保障。一是在鋼筋綁扎方面,半自動(dòng)鋼筋籠輥筒機(jī)的研發(fā)解決了由于設(shè)計(jì)樁長不確定而影響鋼筋籠吊裝時(shí)間過長的問題,加快鋼筋籠制作速度;二是在清孔方面,灌注樁孔清理裝置,簡單、高效、環(huán)保地清理出樁孔內(nèi)超出標(biāo)準(zhǔn)旋挖鉆斗控制的較大體積石塊;三是在水下混凝土灌注方面,開發(fā)出灌注樁導(dǎo)管堵管通管方法,在不拔除導(dǎo)管的情況下疏通被堵塞的導(dǎo)管。
以中國二十冶橫琴總部大廈(二期)樁基礎(chǔ)工程1872根樁為例,旋沖結(jié)合成孔技術(shù)的應(yīng)用縮短工期提高了鋼筋籠加工速度,縮短了成孔與鋼筋籠下放的銜接時(shí)間,縮短工期15天,節(jié)省費(fèi)用200萬元;大大減少鋼筋工用工數(shù)量,節(jié)省人工費(fèi)600萬元;灌注樁清孔設(shè)備改進(jìn),提高清孔效率,縮短工期15天;灌注樁充盈系數(shù)控制,減少混凝土使用量,節(jié)省費(fèi)用500萬元;灌注樁聲測(cè)配合技術(shù)創(chuàng)新,節(jié)省鉆芯法檢測(cè)費(fèi)用150萬元。
綠水青山就是金山銀山,新工藝、新技術(shù)的研發(fā)使用不僅使工程質(zhì)量得到保證、有效降低了工程成本,而且提供了切實(shí)可行的環(huán)境保護(hù)和預(yù)控方法,為企業(yè)帶來良好聲譽(yù)。同時(shí),助力橫琴新區(qū)建設(shè)成為生態(tài)優(yōu)良、精明增長的低碳城,和諧共生的山脈田園、水脈都市的示范區(qū)。
責(zé)任編輯:楊凈茹
如需了解更多信息,請(qǐng)登錄中國有色網(wǎng):www.yemianfei8.com了解更多信息。
中國有色網(wǎng)聲明:本網(wǎng)所有內(nèi)容的版權(quán)均屬于作者或頁面內(nèi)聲明的版權(quán)人。
凡注明文章來源為“中國有色金屬報(bào)”或 “中國有色網(wǎng)”的文章,均為中國有色網(wǎng)原創(chuàng)或者是合作機(jī)構(gòu)授權(quán)同意發(fā)布的文章。
如需轉(zhuǎn)載,轉(zhuǎn)載方必須與中國有色網(wǎng)( 郵件:cnmn@cnmn.com.cn 或 電話:010-63971479)聯(lián)系,簽署授權(quán)協(xié)議,取得轉(zhuǎn)載授權(quán);
凡本網(wǎng)注明“來源:“XXX(非中國有色網(wǎng)或非中國有色金屬報(bào))”的文章,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不構(gòu)成投資建議,僅供讀者參考。
若據(jù)本文章操作,所有后果讀者自負(fù),中國有色網(wǎng)概不負(fù)任何責(zé)任。