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基础集团硬X射线自由电子激光装置项目1标段一号井完成大底板浇筑 创申城超深基坑新纪录

日期:2019-11-20     点击量:

上海市在开挖的最深基坑——硬X射线自由电子激光装置项目1标段一号井,属于超深基坑工程,其最大开挖深度达40.6米,落深区(22m×22m)混凝土大底板,也是最后一块大底板,历经基础集团建设者近12个小时的连续浇筑,于11月17日成功“筑底”,标志着基础集团创出了迄今为止申城超深基坑施工的新纪录,为“上海深度”又添上浓墨重彩的一笔!

项目一号工作井位于祖冲之路南侧、罗山路东侧、三八河西侧,基地占地面积约为19255m2。其中罗山路主路距离基坑最近约35.32m,辅路距离基坑最近约26.07 m;工作井北侧为祖冲之路,距离基坑最近约57.24m;工作井南侧有220kV高压铁塔,独立承台基础,距离基坑约150m;工作井东侧为现状三八河河道,距离基坑最近约15.23m;工作井西侧较远处为磁悬浮轨道,距离基坑最近约200m。由于本工程五个工作井均须半悬挂式降九层承压水,降水漏斗较常规降七层承压水影响范围更大,受影响的周边重要建筑物主要有磁悬浮、线地铁区间及车站、上海光源等。
一号井基坑平面尺寸为20m×70m,基坑标准段挖深37.95米,落深区(22m×22m)挖深40.6米,土方总量超过6万方。基坑围护结构采用83米深,厚度为1200mm的铣接头地下连续墙;地墙外侧3米为一圈63米深850mm厚的CSM工法止水帷幕;坑内抗拔桩采用旋挖扩底工艺,桩深83米直径1米,立柱桩深度86米直径1.2米,支撑体系为8道混凝土支撑加两道带自动伺服系统的钢支撑,其中2、3道支撑为钢支撑,其余为混凝土支撑。支撑立柱采用直径0.6米钢管混凝土柱,坑底高低坑处采用RJP 加固。


超深地下连续墙施工,质量要求高


地墙施工的质量对超深基坑来讲至关重要,是基坑开挖成败的关键因素。项目部采取多种先进工艺工法,破解施工难题。针对地墙为铣槽工艺,三轴搅拌站槽壁加固由与地墙边线相切改为与地墙边线相交,铣槽过程中铣除槽壁加固圆弧,使地墙迎土面与槽壁加固紧贴,提升围护墙止水效果,提高地墙迎坑面观感。  为提高钢筋笼吊装安全性,钢筋笼主吊点采用5厘米厚度钢板吊点,纵横桁架交点采用L形钢筋加固,横向主桁架及其上下4根水平筋与封口筋采用10倍直径长度焊接。为降低钢筋工劳动强度,提高钢筋笼加工速度和质量,研发抬升装置辅助抬升地墙主筋。为了解决对接偏差问题,钢筋笼对接采用加长丝接驳器连接,声测管对接采用带活络环箍的声测管,加快钢筋笼的对接速度并提高连接质量。
特别是针对项目难点研发无级可调的楔形垫铁,提高钢筋笼的吊装精度和速度,彻底解决吊装点受力不均和钢筋笼标高控制不精确的质量通病。在铣槽过程中,每刀在20米、50米和83米深度至少进行3次超声波测槽,发现偏差及时纠偏,确保地墙垂直度达到千分之一。清基过程中100%换新浆,减少沉渣厚度,降低浇筑过程中墙身夹泥的概率,提高混凝土浇筑的质量。废浆全部采用泥浆固化工艺,地墙施工不受泥浆外运管制的影响,同时也解决了泥浆质量不受控的难题。


加快超深基坑的开挖和支撑施工速度,确保项目进度


一号井地下结构为6层,基坑标准段挖深37.95米,落深区挖深达40.6米,相当于在地下建造13层还高的楼房,同时坑底揭露⑦1层砂质粉土,落深区进入⑦1层11.5米。深基坑开挖在上海地区的软土地基上施工,基坑越深土质条件越恶劣,基坑变形位移越大,对周边环境影响也越大。同时由于铣接头地墙接缝对基坑变形敏感,接缝错动容易造成围护结构渗漏水,如何在施工中提高挖土与10道支撑形成的速度,控制基坑变形,争分夺秒与时间赛跑,是项目部面临的最大难题。项目部合理安排劳动力和挖土设备,24小时连续不间断施工,以平均10天一道支撑的有效施工速度稳步协调推进,实现施工过程精细化管理。
至底板浇筑完成为止,一号井基坑6个测点的地墙深层水平位移最大值为36.4~90.42mm。对沉降变形要求最高的磁悬浮轨道墩柱各监测点累计沉降量均小于0.9mm,同一承台左右支墩差异沉降小于0.4mm,前后墩柱差异沉降小于0.5mm,确保了基坑开挖期间,尤其是进博会期间磁浮列车的稳定运营。项目部充分利用信息技术指导现场施工,安装了支撑轴力和地墙深层位移自动化监测装置,实时上传监测数据。人工监测数据实现平台化,通过监测数据信息化管控APP可掌握基坑变形规律,并可进行数据分析。


基坑开挖中须抽降⑨层承压水,技术攻坚解难题


上海软土地区承压水是基坑施工控制的关键因素,一号井⑦层承压水已被地墙及CSM工法止水帷幕同时隔断,因此⑦层承压水不是基坑开挖过程中重点关注对象,类似于基坑疏干降水。根据降水设计,一号井开挖底板前须抽降⑨层承压水,⑨层粉细砂层为上海地区的第二承压含水层,渗透系数达到2.0E-3cm/s,单井出水量超过250方/小时,相当于上海普通三口之家50个月的用水量。前期水文勘察和开挖前的抽水试验均发现抽降⑨层承压水,影响范围超过3公里,而代表“上海速度”的磁浮轨道距离一号工作井仅200米。因此,能否控制好抽降⑨层承压水产生的影响也是本工程成败的关键。
为减少抽降⑨层水对周边环境的影响,在无法隔断⑨层承压水的情况下,设计上考虑了加深地墙深度的措施,尽可能形成半悬挂式降水。项目部探索并研发了两种井壁封闭措施,均取得了良好的效果,形成了专利技术。
一号工作井基坑作为硬X射线自由电子激光装置项目5个工作井中第一个实现成功开挖筑底的基坑,是整个项目的一个重要里程碑。对其余4个工作井深基坑,乃至上海软土地区其他类似超深基坑工程的设计和施工具有重要的借鉴意义。同时一号工作井作为硬X射线项目的先锋军,打赢了极具战略意义的第一仗,提振和鼓舞了整个项目参建团队的士气和信心,为整个项目的顺利实施打下坚实的基础!




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