液压抓斗施工地下连续墙经济效益浅析

钱永春

摘要:通过液压抓斗施工地下连续墙的实践,总结了引进液压抓斗设备和使用地下连续墙施工新技术在10年时间内取得的显著经济效益。

关键词:液压抓斗;地下连续墙;经济效益;施工工艺;创新

为了改变基础施工落后局面,增强本企业在未来建筑市场的生存和竞争能力,我单位于1997年至1999年间,投入1 300万元人民币,从意大利引进液压抓斗和旋挖设备,施工地下连续墙和大口径桩基等工程。通过新技术开发和创新工作,取得了辉煌成就。

1引进先进设备,促进经济发展

1.1实践已经证明,我们所以引进的设备和技术是符合我国国情以及市场的发展规律的。由于我们始终坚持引进应用、消化吸收和发展创新并举的指导方针,这不仅使我们所引进的设备和技术在10年时间内取得了显著的技术经济效益,而且影响了社会上的一大批单位和公司,也走上了这条路。可以说,通过10年的工作,我们已使新疆的液压抓斗和地下连续墙施工技术在工程总量、质量和精度方面达到了一个新的高度。

1.2经10年的消化吸收和创新,先后在新疆的伊犁地区、阿勒泰地区、博州地区、塔城地区、吐鲁番地区、昌吉地区、巴州地区、阿克苏地区、喀什地区和和田地区等40余项工程里完成了防渗(连续)墙13万m²(条桩、丁字桩和十字桩2.80万m²),直径1.20m,圆桩2万m,还完成了塑性砼约3.60万m3,固化灰浆和自硬泥浆约2 700m3。创造产值8 000多万元,所取得的经济和社会效益都是显而易见的。

2液压抓斗施工地下连续墙的主要成就

2.1引进液压抓斗设备始终坚持的一个指导思想,就是坚持采用“直接挖土”的施工工艺,也就是无论建造地下连续墙,还是打桩,都是使用全液压抓斗、旋挖斗或长、短螺旋钻头,将扰动很小的原状土直接从槽(桩)孔内挖(抓)出来,装入汽车或铲车运走,以减少环境污染,减少占地面积和提高施工效率的方法,改变了过去以泥浆为主要对象的正循环或反循环的传统方法,已被大量施工实践证明是成功的。

2.2经过近10年的实际应用,不但取得了显著的技术经济和社会效益,并且为很多部门的设备更新和技术改造工作提供了切实的技术咨询和现场指导工作,在一定程度上推动了新疆境内同行业方面的设备更新和技术改造工作。

2.3我们在消化吸收和应用引进设备和技术的同时,积极进行新技术开发和创新工作。首先我们利用引进设备和技术的优势和多年从事地基基础处理工程设计和科研的有利条件,改变了以往很多工程只把地下连续墙做为临时支护结构的做法,开发应用了挡土、防水和承受垂直荷载“三合一”的地下连续墙的施工技术,先后在新疆博乐乌尔塔克赛河鄂托克赛水库砼防渗墙、新疆鄯善柯柯亚水库除险加固工程、新疆鄯善坎尔其水库砼防渗墙工程、新疆头屯河水库溢洪道除险加固砼防渗墙工程、新疆吉木萨尔县东大龙口、西大龙口水库砼防渗墙工程、新疆石河子蘑菇湖水库大坝砼防渗墙工程、新疆福海县福海水库除险加固砼防渗墙工程、新疆引额济克“635”水利枢纽大坝砼防渗墙工程、新疆和丰县加音塔拉水库除险加固工程、新疆阿勒泰地区阿克达拉水库除险加固大坝砼防渗墙工程、新疆农八师安集海水库除险加固砼防渗墙工程、新疆喀腊塑克水利枢纽工程上下游围堰砼防渗墙工程、新疆巴州地区西尼尔水库除险加固砼防渗墙等工程,共完成了砼防渗墙35 100m²,其墙深从18m至40m不等。

2.4为了适应目前不断涌现的大型、高层建筑物对大口径桩的需要,为了实现桩基工程快速施工,减少环境污染和降低工程造价,我们根据多年来形成的技术设想,利用引进的液压抓斗的技术特长,开发、研制和应用了条桩、十字桩和丁字桩等非圆形大断面桩技术。从理论上讲,在使用相同砼量的条件下,非圆形断面桩可获得比圆形桩更大的侧面积,和摩擦力,从而提高摩擦桩的承载力。实践证明,采用非圆桩,可节约砼10%～15%,提高效率10%～16%倍,大大减少了废浆对环境的污染以及净化处理和外运量,大大减少了噪音污染。

3液压抓斗施工工艺的应用

10年来,我们逐渐形成一套不同地质条件和环境条件的施工工艺,主要有:

3.1深厚砂卵石地基的“两钻一抓”;

3.2单抓成槽;

3.3平接地下连续墙(不用接头管);

3.4紧贴原有建(构)筑物(0.20～0.24m)挖槽;

3.5桩基的快速施工用液压抓斗建造非圆桩和用全液压钻机使用旋挖斗施工;

3.6复合十字桩施工。

这些施工方法都经过了相当工程量的考验,现在我们已在含有0.80～1.20m大漂石地基地建造了厚1.20m和深64m的防渗墙槽孔。地下连续墙的厚度已达到了1.20m和最深65m,按天计算的施工速度已达到100～200m²/d,纯钻效率已达500～600m²/d,非圆桩(条桩)的最大深度为47m,最大横断面面积3～4m²。利用旋挖斗施工的圆桩曾创造了日进尺180～200m(直径1.20m)的打桩记录。

4设备使用后的创新发展

4.1我们重点开发应用了哑铃式接头管和带有橡胶止水片的沉降-变形缝技术。哑铃式接头管就是用两根直径219无缝钢管和钢板焊起来的断面尺寸为780mm×219mm×6 000mm的接头管。经过9个工程项目共约40 000m²工程量的检验,证明哑铃式接头管具有体积小、占用空间少、下放和起拔容易、接缝抗渗性高等优点,很适合于地下连续墙工程中使用。

4.2此外,还开发了带有橡胶止水片的地下连续墙的沉降变形缝技术,用以适应不同荷载或不同墙深所产生的不均匀沉降或变形,并在新疆巴州西尼尔水库的地下连续墙工程中获得成功。

4.3我们推广应用防渗墙槽孔砼成墙规律的试验成果,不断改进浇注技术和检测手段,使大部分墙体砼达到优良水平。经大量深基坑开挖证实,基本上杜绝了墙体砼内夹泥、漏水和断桩等事故。

4.4我们根据多年从事地下防渗(连续)墙设计、施工工作的经验,对导向槽结构形式和施工方法进行了改进。

4.5我们还对墙体材料进行了深入探索和实际应用。在天池蓄能电站下池防渗墙工程中,我们与设计单位合作,使用了约3.60万m3的塑性砼,这在国内永久防渗墙工程中最多的一个。特别是通过我们的开发应用,改变了以往向砼中加入干土粉的做法,而是用大比重泥浆拌和砼的方法,大大改善了塑性砼的生产工艺,使得这种砼在多雨季节或寒冷天气中也能使用。

4.6在固化灰浆和自硬泥浆的试验研究过程中,我们使用一种新的矿渣材料,改变了施工方法,在天池蓄能电站下池防渗墙工程中进行了生产性试验,完成了2 700m3固化灰浆和自硬泥浆的试验工作。

5总结

通过10年多试验研究和大量工程项目的开发应用,我们形成了一整套以液压抓斗为主体的、竞争能力较强的、实用性较广的、技术经济效益较显著的深基础施工设备和工艺技术。开发的成果可以用于以下技术领域:①水利工程的闸坝和环保、矿山的防渗和防污染工程;②各种临时基坑或围堰的挡土支护工程;③各种桥梁和高架(速)路的桩基以及大体积锚定结构;④其它基础工程或桩基工程;⑤地下连续(防渗)墙和大口径桩基的测试工作。