液壓抓斗施工地下連續墻經濟效益淺析

錢永春

摘要:通過液壓抓斗施工地下連續墻的實踐,總結了引進液壓抓斗設備和使用地下連續墻施工新技術在10年時間內取得的顯著經濟效益。

關鍵詞:液壓抓斗;地下連續墻;經濟效益;施工工藝;創新

為了改變基礎施工落后局面,增強本企業在未來建筑市場的生存和競爭能力,我單位于1997年至1999年間,投入1 300萬元人民幣,從意大利引進液壓抓斗和旋挖設備,施工地下連續墻和大口徑樁基等工程。通過新技術開發和創新工作,取得了輝煌成就。

1引進先進設備,促進經濟發展

1.1實踐已經證明,我們所以引進的設備和技術是符合我國國情以及市場的發展規律的。由于我們始終堅持引進應用、消化吸收和發展創新并舉的指導方針,這不僅使我們所引進的設備和技術在10年時間內取得了顯著的技術經濟效益,而且影響了社會上的一大批單位和公司,也走上了這條路。可以說,通過10年的工作,我們已使新疆的液壓抓斗和地下連續墻施工技術在工程總量、質量和精度方面達到了一個新的高度。

1.2經10年的消化吸收和創新,先后在新疆的伊犁地區、阿勒泰地區、博州地區、塔城地區、吐魯番地區、昌吉地區、巴州地區、阿克蘇地區、喀什地區和和田地區等40余項工程里完成了防滲(連續)墻13萬m²(條樁、丁字樁和十字樁2.80萬m²),直徑1.20m,圓樁2萬m,還完成了塑性砼約3.60萬m3,固化灰漿和自硬泥漿約2 700m3。創造產值8 000多萬元,所取得的經濟和社會效益都是顯而易見的。

2液壓抓斗施工地下連續墻的主要成就

2.1引進液壓抓斗設備始終堅持的一個指導思想,就是堅持采用“直接挖土”的施工工藝,也就是無論建造地下連續墻,還是打樁,都是使用全液壓抓斗、旋挖斗或長、短螺旋鉆頭,將擾動很小的原狀土直接從槽(樁)孔內挖(抓)出來,裝入汽車或鏟車運走,以減少環境污染,減少占地面積和提高施工效率的方法,改變了過去以泥漿為主要對象的正循環或反循環的傳統方法,已被大量施工實踐證明是成功的。

2.2經過近10年的實際應用,不但取得了顯著的技術經濟和社會效益,并且為很多部門的設備更新和技術改造工作提供了切實的技術咨詢和現場指導工作,在一定程度上推動了新疆境內同行業方面的設備更新和技術改造工作。

2.3我們在消化吸收和應用引進設備和技術的同時,積極進行新技術開發和創新工作。首先我們利用引進設備和技術的優勢和多年從事地基基礎處理工程設計和科研的有利條件,改變了以往很多工程只把地下連續墻做為臨時支護結構的做法,開發應用了擋土、防水和承受垂直荷載“三合一”的地下連續墻的施工技術,先后在新疆博樂烏爾塔克賽河鄂托克賽水庫砼防滲墻、新疆鄯善柯柯亞水庫除險加固工程、新疆鄯善坎爾其水庫砼防滲墻工程、新疆頭屯河水庫溢洪道除險加固砼防滲墻工程、新疆吉木薩爾縣東大龍口、西大龍口水庫砼防滲墻工程、新疆石河子蘑菇湖水庫大壩砼防滲墻工程、新疆福海縣福海水庫除險加固砼防滲墻工程、新疆引額濟克“635”水利樞紐大壩砼防滲墻工程、新疆和豐縣加音塔拉水庫除險加固工程、新疆阿勒泰地區阿克達拉水庫除險加固大壩砼防滲墻工程、新疆農八師安集海水庫除險加固砼防滲墻工程、新疆喀臘塑克水利樞紐工程上下游圍堰砼防滲墻工程、新疆巴州地區西尼爾水庫除險加固砼防滲墻等工程,共完成了砼防滲墻35 100m²,其墻深從18m至40m不等。

2.4為了適應目前不斷涌現的大型、高層建筑物對大口徑樁的需要,為了實現樁基工程快速施工,減少環境污染和降低工程造價,我們根據多年來形成的技術設想,利用引進的液壓抓斗的技術特長,開發、研制和應用了條樁、十字樁和丁字樁等非圓形大斷面樁技術。從理論上講,在使用相同砼量的條件下,非圓形斷面樁可獲得比圓形樁更大的側面積,和摩擦力,從而提高摩擦樁的承載力。實踐證明,采用非圓樁,可節約砼10%～15%,提高效率10%～16%倍,大大減少了廢漿對環境的污染以及凈化處理和外運量,大大減少了噪音污染。

3液壓抓斗施工工藝的應用

10年來,我們逐漸形成一套不同地質條件和環境條件的施工工藝,主要有:

3.1深厚砂卵石地基的“兩鉆一抓”;

3.2單抓成槽;

3.3平接地下連續墻(不用接頭管);

3.4緊貼原有建(構)筑物(0.20～0.24m)挖槽;

3.5樁基的快速施工用液壓抓斗建造非圓樁和用全液壓鉆機使用旋挖斗施工;

3.6復合十字樁施工。

這些施工方法都經過了相當工程量的考驗,現在我們已在含有0.80～1.20m大漂石地基地建造了厚1.20m和深64m的防滲墻槽孔。地下連續墻的厚度已達到了1.20m和最深65m,按天計算的施工速度已達到100～200m²/d,純鉆效率已達500～600m²/d,非圓樁(條樁)的最大深度為47m,最大橫斷面面積3～4m²。利用旋挖斗施工的圓樁曾創造了日進尺180～200m(直徑1.20m)的打樁記錄。

4設備使用后的創新發展

4.1我們重點開發應用了啞鈴式接頭管和帶有橡膠止水片的沉降-變形縫技術。啞鈴式接頭管就是用兩根直徑219無縫鋼管和鋼板焊起來的斷面尺寸為780mm×219mm×6 000mm的接頭管。經過9個工程項目共約40 000m²工程量的檢驗,證明啞鈴式接頭管具有體積小、占用空間少、下放和起拔容易、接縫抗滲性高等優點,很適合于地下連續墻工程中使用。

4.2此外,還開發了帶有橡膠止水片的地下連續墻的沉降變形縫技術,用以適應不同荷載或不同墻深所產生的不均勻沉降或變形,并在新疆巴州西尼爾水庫的地下連續墻工程中獲得成功。

4.3我們推廣應用防滲墻槽孔砼成墻規律的試驗成果,不斷改進澆注技術和檢測手段,使大部分墻體砼達到優良水平。經大量深基坑開挖證實,基本上杜絕了墻體砼內夾泥、漏水和斷樁等事故。

4.4我們根據多年從事地下防滲(連續)墻設計、施工工作的經驗,對導向槽結構形式和施工方法進行了改進。

4.5我們還對墻體材料進行了深入探索和實際應用。在天池蓄能電站下池防滲墻工程中,我們與設計單位合作,使用了約3.60萬m3的塑性砼,這在國內永久防滲墻工程中最多的一個。特別是通過我們的開發應用,改變了以往向砼中加入干土粉的做法,而是用大比重泥漿拌和砼的方法,大大改善了塑性砼的生產工藝,使得這種砼在多雨季節或寒冷天氣中也能使用。

4.6在固化灰漿和自硬泥漿的試驗研究過程中,我們使用一種新的礦渣材料,改變了施工方法,在天池蓄能電站下池防滲墻工程中進行了生產性試驗,完成了2 700m3固化灰漿和自硬泥漿的試驗工作。

5總結

通過10年多試驗研究和大量工程項目的開發應用,我們形成了一整套以液壓抓斗為主體的、競爭能力較強的、實用性較廣的、技術經濟效益較顯著的深基礎施工設備和工藝技術。開發的成果可以用于以下技術領域:①水利工程的閘壩和環保、礦山的防滲和防污染工程;②各種臨時基坑或圍堰的擋土支護工程;③各種橋梁和高架(速)路的樁基以及大體積錨定結構;④其它基礎工程或樁基工程;⑤地下連續(防滲)墻和大口徑樁基的測試工作。