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豆腐般的土层 悬崖峭壁,上面竟要建起万吨高楼!他们是这样做到的…

 昵称散步收藏 2022-08-16 发表于上海

致敬美好生活创造者、守护者,江苏广电总台融媒体新闻中心联合江苏省总工会推出特别策划《时代最强音》。“万丈高楼平地起”,再高的大楼都要依靠坚实的地基才能建起来。而在建筑过程中,打下一根坚实的桩并非易事,特别是楼经常要建在一些特殊地方。比如在南京长江江畔,就要建一座城市新地标,而为了支撑这座大楼,要在溶洞之上,打下一根国内超高层建筑中最深的钻孔灌注桩。这根撑起万吨楼的“擎地柱”到底该怎么打,才能保证将来大楼的安全呢?

南京华能双子座项目,距长江仅200米。数十万年前长江畔的两个地质带冲撞,在这里造成了地质断裂、岩溶破碎等恶劣的地质环境。地下,长江水数万年侵蚀形成了一个错综复杂的溶洞。地上,张忠浩将带领团队,建起两栋万吨大楼。

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超高层的建筑,有一半基础落在坚硬的岩石上,有一半的基础落在像豆腐一样软的基础上。这个项目从建筑领域来讲,在国内也是属于最顶尖的,在之前的超高层建筑领域是绝无仅有的。”中建二局三公司南京华能双子座项目执行经理张忠浩说。

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华能双子座项目所在的长江沿岸,特有的软土地基含水量高,就像豆腐一样,这对建筑师来说是犹如噩梦般的存在。不仅如此,由于地震断裂带穿过,加之长江水侵蚀,在地下几十米厚的软土地基之下,又形成了一个巨大的溶洞,其中软、硬土层交叠,一边是豆腐一样的土层,一边是悬崖峭壁。要在这样的地基上建造高楼,足以让项目经理张忠浩噩梦连连。然而,为了节省土地资源,满足建筑美感与使用需求,这道难题必须得到破解。

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“不解决在溶洞内基础桩体的问题,这个楼就会产生不均匀沉降,最典型的就像意大利的比萨斜塔一样,它是倾斜状态的,这样给建筑物带来安全风险。”张忠浩说。

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解决问题的办法,是在土壤中打入坚固的、可以承载建筑重量的桩基。1541根桩基,要负担起两座150米大楼的重量,为了保证绝对安全,其中最长一根桩基深达142米,这比中国第一高楼,632米的上海中心大厦的桩基还深了60多米。

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“勘探完成之后发现,它的土层大概有13种之多,我们要经历很长一段时间的这种沙层所产生的摩擦力是不够的,但是它的桩端在100米的范围之内,又遇到了溶洞,所以我们继续让桩往下插入,一直到穿过溶洞,进入到稳定的岩石层。”张忠浩说。

然而,要把直径仅1米的桩,深入地下142米,同时在穿过坚硬土层时,不能有超过5厘米的位移。这样的难度,令所有建筑师胆寒。

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“好比是像一根面条,要插入土层里面去,如果把桩的直径变大,这样就会形成群桩效应,反而它的承载力更不足。”张忠浩说。

凭借在超长超深桩基、超大深基坑群领域的丰富经验,张忠浩曾多次在不良地质条件下,完成100米深度的桩基工程,这一次,更难啃的“硬骨头”又落到了他的肩上。

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张忠浩带领团队集思广益:

能不能参考喀斯特溶洞地质成桩工艺,用“砸大锤”的方式把桩打下去?不行!地下含有强度不一、极不规则的裂隙填充,一砸就偏了。

用“子弹头”钻头旋挖行不行?桩是能不偏了,却破不开坚石。

用“尖刀头”钻头呢?能破坚石,但遇到泥石交界处易卡钻。

“没有过这种案例,那么我们就要自己创新。我们到云南贵州那些地方去考察,回来之后又开了4轮的专家论证会,论证第一个是钻机的选择,第二是钻头的选择,第三是泥浆配比的选择。”张忠浩说。

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最终,张忠浩带领团队,设计出不同地质环境使用不同钻头的方案:用“子弹头”钻头飞速下挖,遇到顽石则换“坚刀头”钻头破坚,他们还自主研发出了“牙轮”钻,在泥石交界处“精雕细琢”。

“每一个土层我都要很精细很精准地把它的工艺参数给确定好 ,24小时盯在现场,实时对钻机上一些表盘上的参数进行统计。”张忠浩说。

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“看那些论文,一直到凌晨一两点钟 ,等我们到具体施工的时候,基本上帽子一戴,汗就跟蒸桑拿一样往下流。”中建二局三公司南京华能双子座项目技术员刘德港说。

历时3个月,142米的桩终于成功扎根于长江畔,这根桩,是长江漫滩构造裂隙岩溶地质环境下,国内超高层建筑最深的钻孔灌注桩,填补了国内建筑技术的空白。

“质量检测之后,我们所施工的这些超长桩全部合格,而且全部为一类桩,大家都非常兴奋,我们也是解决了国内在这种不良地质溶洞上面建超高层的首例的技术难题。”张忠浩说。

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学习土木工程专业的张忠浩,毕业于内蒙古工业大学,工作十余年来,始终奋战在建筑施工技术岗位的第一线。2017年,他负责建造了吉林长春的中韩城市馆,这是全国首例超长跨度钢结构吊装建筑,也是全国建设面积最大的蝴蝶造型展馆。面对张弦梁结构中的技术难点,尤其是90米超大跨度施工,张忠浩依靠技术创新,打造出羽翼丰满的蝴蝶骨架。

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“在28米高空的空中,在足球场一样大的跨度上,我要把两个只有一米直径的圆柱体精准对位,误差不能超过5毫米,国内没有跟这个工程类似的,国外也没有这种结构形式,所以技术上的这些创新都是第一次问世。”张忠浩说。

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1项国际先进:90米跨度弦支网壳张弦梁安装施工技术

5项国内领先:90米跨度弦支网壳张弦梁安装施工技术

70度温差下超大金属屋面防渗漏技术

90米跨度重心平面外管桁架拱门技术

长江漫滩岩溶地质下全国最深142米桩基技术

岩溶地质80米超深地下连续墙技术

多年来,张忠浩积极参与建筑施工技术创新,共研发课题20余项、发明专利10余项,1项创新技术达到“国际先进”、5项技术达到“国内领先”水平。2022年,他获得江苏省五一劳动奖章。

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“困难并不可怕,遇到了困难才能彰显我们工程人的价值 。我们要克服困难,然后才能取得更好的进步,有更大的发展,我觉得这是我们人生价值的体现。”张忠浩说。

江苏广电融媒体新闻中心记者/ 肖帅 谢健 魏玉卿

编辑/ 桃桃 小燕

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