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建筑工程

近年来,随着城市化建设的进一步加快,城市中的高层建筑及超高层建筑也越来越多,中心城区更是越来越密,而且,21世纪更是“地下空间开发利用”的世纪。作为高层建筑建造和地下空间开发过程中必不可少的基坑,开挖深度和开挖面积已今非昔比。

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近年来,随着城市化建设的进一步加快,城市中的高层建筑及超高层建筑也越来越多,中心城区更是越来越密,而且,21世纪更是“地下空间开发利用”的世纪。作为高层建筑建造和地下空间开发过程中必不可少的基坑,开挖深度和开挖面积已今非昔比。但从地下室的开挖深度上来看,其规模从刚开始的5-7m,逐渐发展到10-15m两层、三层地下室,最近几年15-25m的四层、五层地下室也开始增多。

地下空间开发利用

基坑建设是地下空间开发的基础性工程,基坑支护是基坑工程建设的保证,也是工程顺利实施的关键,经常发生的工程延期与安全事故多与基坑支护有关。基坑支护工程一般约占工程总建设期的15-30%,对整个工程建设周期,建设成本、安全评价等都影响较大。

目前应用最广泛的是“钻孔灌注桩+混凝土支撑”的支护形式(如下图),以灌注桩作为挡土结构,灌注桩外水泥搅拌桩作为止水结构,混凝土支撑作为支撑结构。该支护形式虽然工艺成熟、安全性高,但往往造价高、工期长、施工难度大。地下结构施工完成后,灌注桩及水泥搅拌桩混凝土支撑部分需要拆除,拆除的二次能耗高,噪音大,拆除垃圾无法回收利用。另外,产生的粉尘能够直接导致周边区域PM2.5严重超标,严重影响附近居民的生活。

传统“钻孔灌注桩+混凝土支撑”支护形式

在绿色建筑发展的总体趋势下,近些年,绿色基坑建设已引起学界、行业协会和政府主管部门的广泛关注,在当前节能减排政策压力大、空气雾霾日益严重的背景下,许多机构和企业积极尝试与探索绿色基坑支护技术,并取得了一定的进展。装配式地下钢结构基坑支护系列技术已成为当前绿色基坑工程支护技术的热点研究与应用方向。所谓装配式地下钢结构基坑支护系列技术,即支护体系和支撑体系均采用装配式,支护体系采用钢板桩、型钢、钢管等的有效组合,支撑体系采用型钢等材料形成有效的桁架体系,所有的材料在基坑施工完毕后均可回收利用,具有绿色、经济、可持续发展的显著优点。

目前,我国钢板桩体系多用于≤7m深度的基坑。现有的钢板桩围护墙(如下图)虽然可同时挡土和止水,具有轻型、施工快捷、循环利用、经济性较好等优点;但缺点也较明显,钢板桩抗侧刚度相对较小,变形大,因此限制了钢板桩在深大基坑中的应用,主要应用于桥梁围堰,管沟支护等挖深小,周围环境要求不高的工程,在规模巨大的房建基坑支护中则较少。虽然可以通过增加钢板的厚度来提高抗侧刚度,但这将显著降低其经济性,从而限制其应用推广。提高钢板桩截面模量与重量之比率,是满足钢板桩朝着宽、深、薄的方向发展的重要途径,采用组合型支护结构等是提高截面模量具有重要的方法。

传统钢板桩基坑支护

传统钢板桩基坑支护

本公司主要针对基坑工程遇到的技术难点展开研究,首次在业内开发并成功应用组合钢板桩支护结构,克服了传统钢板桩支护结构的不足,相比于传统基坑工程,组合钢板桩方案具有施工快捷、造价低、污染小、可循环使用等显著优势,造价节约20%,工期节约30%,对建设单位有着巨大的吸引力,因此市场竞争优势明显。

组合式钢板桩支护结构

组合式钢板桩支护结构

在现有组合式钢板桩支护结构已经能够安全满足10-15m挖深的2-3层地下空间成功应用的基础上,进一步开发深度超过20m的组合式钢板桩基坑支护技术,解决现有深大基坑支护普遍存在施工难度大,质量难控,造价高,工期长,资源浪费,且污染环境等的共性问题。开发的新一代组合钢板桩支护技术,利用钢板桩挡土止水,钢板桩和H型钢、钢管桩等的组合体共同挡土,充分发挥钢板桩和H型钢、钢管桩的优点。工程完毕后,所有钢材均可以回收循环使用。

东南岩土_组合式钢板桩支护结构