超高層建筑樁基施工關(guān)鍵技術(shù)

項(xiàng)目通過(guò)對(duì)部分已建、在建超高層建筑樁基施工進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，研究先進(jìn)的施工技術(shù)，從設(shè)備選擇、成孔工藝、混凝土灌注等方面重點(diǎn)探討。 項(xiàng)目考慮旋挖鉆進(jìn)第四系地層優(yōu)勢(shì)和沖擊反循環(huán)嵌巖鉆進(jìn)優(yōu)勢(shì)，提出了旋挖鉆進(jìn)和沖擊反循環(huán)組合接力鉆進(jìn)方法，解決了超高層建筑的超深超大直徑嵌巖樁的成樁難題。通過(guò)工程實(shí)例對(duì)旋挖嵌巖鉆進(jìn)研究，提出了不同巖層中的嵌巖鉆進(jìn)效率及不同巖層旋挖鉆進(jìn)方法。綜合考慮鉆孔樁持力層的可鉆性、經(jīng)濟(jì)性、工效性等，對(duì)旋挖鉆進(jìn)工藝的選擇有了理論依據(jù)。針對(duì)超深超大直徑嵌巖鉆孔灌注樁特點(diǎn)，對(duì)其后壓漿技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，樁身強(qiáng)度得到補(bǔ)強(qiáng)、樁周和樁側(cè)土體得到密實(shí)、樁與樁周土的粘結(jié)力得到提高，提高了鉆孔樁承載力。研制成功鋼格構(gòu)柱和鋼管柱調(diào)垂定位裝置，解決了超高層建筑逆作法中超深超大直徑樁上部鋼格構(gòu)柱和鋼管柱的精確定位難題，并取得《逆作法鋼管柱自動(dòng)調(diào)垂裝置》、《鋼格構(gòu)柱定位架》兩項(xiàng)國(guó)家實(shí)用新型專利。采用樁孔垂直度、樁孔直徑、孔底沉渣的檢測(cè)技術(shù)，以及樁身混凝土面標(biāo)高測(cè)定技術(shù)，控制了深嵌巖樁成樁質(zhì)量。并取得《一種混凝土面標(biāo)高測(cè)定裝置》國(guó)家實(shí)用新型專利。,項(xiàng)目通過(guò)對(duì)部分已建、在建超高層建筑樁基施工進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，研究先進(jìn)的施工技術(shù)，從設(shè)備選擇、成孔工藝、混凝土灌注等方面重點(diǎn)探討。 項(xiàng)目考慮旋挖鉆進(jìn)第四系地層優(yōu)勢(shì)和沖擊反循環(huán)嵌巖鉆進(jìn)優(yōu)勢(shì)，提出了旋挖鉆進(jìn)和沖擊反循環(huán)組合接力鉆進(jìn)方法，解決了超高層建筑的超深超大直徑嵌巖樁的成樁難題。通過(guò)工程實(shí)例對(duì)旋挖嵌巖鉆進(jìn)研究，提出了不同巖層中的嵌巖鉆進(jìn)效率及不同巖層旋挖鉆進(jìn)方法。綜合考慮鉆孔樁持力層的可鉆性、經(jīng)濟(jì)性、工效性等，對(duì)旋挖鉆進(jìn)工藝的選擇有了理論依據(jù)。針對(duì)超深超大直徑嵌巖鉆孔灌注樁特點(diǎn)，對(duì)其后壓漿技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，樁身強(qiáng)度得到補(bǔ)強(qiáng)、樁周和樁側(cè)土體得到密實(shí)、樁與樁周土的粘結(jié)力得到提高，提高了鉆孔樁承載力。研制成功鋼格構(gòu)柱和鋼管柱調(diào)垂定位裝置，解決了超高層建筑逆作法中超深超大直徑樁上部鋼格構(gòu)柱和鋼管柱的精確定位難題，并取得《逆作法鋼管柱自動(dòng)調(diào)垂裝置》、《鋼格構(gòu)柱定位架》兩項(xiàng)國(guó)家實(shí)用新型專利。采用樁孔垂直度、樁孔直徑、孔底沉渣的檢測(cè)技術(shù)，以及樁身混凝土面標(biāo)高測(cè)定技術(shù)，控制了深嵌巖樁成樁質(zhì)量。并取得《一種混凝土面標(biāo)高測(cè)定裝置》國(guó)家實(shí)用新型專利。 2100433B

樁基施工，是指對(duì)建筑物基礎(chǔ)施工過(guò)程。樁基由樁和樁承臺(tái)組成。樁基施工方法有：錘擊法、振動(dòng)法、壓入法和射水法。

中文名稱

樁基施工

英文名稱

pile foundation construction

定　　義

用鋼筋混凝土、鋼、木材等制成柱狀樁體后，用沉樁機(jī)械打入或壓入地層內(nèi)直至堅(jiān)實(shí)土壤，或先成孔后再澆筑成混凝土柱狀樁體，借此加強(qiáng)樁承臺(tái)承載力的工藝。

應(yīng)用學(xué)科

電力（一級(jí)學(xué)科），火力發(fā)電（二級(jí)學(xué)科）

《樁基施工手冊(cè)》共分十二篇，內(nèi)容包括概論、樁基設(shè)計(jì)、施工準(zhǔn)備與管理、測(cè)量定位、沉樁施工技術(shù)、灌注樁施工技術(shù)、柔性樁施工技術(shù)、質(zhì)量檢測(cè)和檢驗(yàn)評(píng)定、樁的載荷試驗(yàn)、樁基防腐蝕、樁基修復(fù)加固和樁基拆除以及附錄中列示了大量常用圖表。全書(shū)以施工難度很大的水上樁基工程為切入點(diǎn)，全面、系統(tǒng)、完整地介紹代表當(dāng)今水平的樁基施工技術(shù)。

橫風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)是超高層建筑設(shè)計(jì)中最常遇到的難題，已引起設(shè)計(jì)人員的極大關(guān)注。這一問(wèn)題的解決可以從建筑外形與結(jié)構(gòu)體系兩方面尋求空氣動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化方法。雖然在這方面已獲得了一些成功的經(jīng)驗(yàn)，但是在工程實(shí)踐中依然存在很大的難度。在空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化方面，主要問(wèn)題在于空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化方法與建筑設(shè)計(jì)意圖之間的內(nèi)在沖突。主要由于這個(gè)原因，目前在超高層建筑概念設(shè)計(jì)階段很少考慮建筑空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。只有當(dāng)設(shè)計(jì)后期發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的橫風(fēng)響應(yīng)時(shí)，大多數(shù)超高層建筑才不得不必須采取補(bǔ)救措施。在結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，常規(guī)方法是增強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度，但這可能導(dǎo)致成本的顯著增加。近年來(lái)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的應(yīng)用受到工程界的關(guān)注。但是阻尼器所需要的大容納空間以及費(fèi)用仍是主要問(wèn)題。這項(xiàng)研究的目的是在建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中探索如何讓建筑物能夠“適應(yīng)”極端風(fēng)效應(yīng)，而不是 “抵抗”極端風(fēng)效應(yīng)，后者代表了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，而前者是課題研究的新概念。通過(guò)這一課題研究，提出在建筑與結(jié)構(gòu)兩方面實(shí)現(xiàn)適風(fēng)設(shè)計(jì)的具體方法。建筑的適風(fēng)設(shè)計(jì)可通過(guò)設(shè)置按需啟動(dòng)的導(dǎo)流裝置，在極端氣候時(shí)改善建筑物的氣動(dòng)特性。這樣建筑物在絕大多數(shù)時(shí)間內(nèi)能滿足建筑意圖，僅在少量時(shí)候才改變氣動(dòng)外形。為此建立了適風(fēng)設(shè)計(jì)的兩階段方法與具體步驟。以一棟典型的270米超高層建筑為工程案例，通過(guò)采用與目前智能遮陽(yáng)板外形類似的導(dǎo)流板技術(shù)，證實(shí)了采用建筑適風(fēng)設(shè)計(jì)方法可以降低設(shè)計(jì)荷載近20%。這一方法的減載效率隨著建筑高度的增加會(huì)進(jìn)一步提高。結(jié)構(gòu)適風(fēng)設(shè)計(jì)主要通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，使結(jié)構(gòu)基本模態(tài)方向偏離建筑外形風(fēng)敏感方向，這樣在強(qiáng)風(fēng)作用下將會(huì)誘發(fā)多模態(tài)響應(yīng)，從而抑制單一模態(tài)的渦激共振。以一棟典型超高層建筑為例，理論分析與氣動(dòng)彈性模型試驗(yàn)均證實(shí)采用這一方法后，在不明顯改變整體結(jié)構(gòu)剛度的前提下，可以降低橫風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)近30%。上述成果已獲得兩項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，在超高層建筑與長(zhǎng)周期高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中將有著重要的應(yīng)用前景。 2100433B