我国近十年深基础工程技术发展现状

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• 9)在十二五规划中已被列为“舟山群岛新经济区”的连岛大 桥,全长50km,海域含西堠门大桥等5座大桥,自2019年 开工至2019 年建成贯通,是我国规模最大的桥路连接工 程,全部采用大直径钻孔灌注桩。
• 10) 连接香港、珠海、澳门的港珠澳大桥和沉管隧道,全 长29. 6km,涉及诸多深基础工程,正在施工中。
苏通长江大桥是世界最长的斜拉桥,全长8146m,支承于
(2.5~2.8)m×(101~119) m(长)的钻孔桩,于2009 年建成。
南京大胜关铁路桥
• 南京大胜关铁路桥,全长14.78km,是我国第1 座高速铁路过江桥,也是世 界最大可同时行车3种速度的大桥,即京沪高铁双线(300km/h),沪汉蓉普铁 双线(200km/h)及南京城市地铁双线(80km/h);采用2.8m×112m(长)钻孔灌注 桩,支承于泥岩土; 2019 年9 月开工,2009 年建成。
贯通我国东西部的关键瓶颈,建于崇山峻岭、悬崖峭 壁、溶洞暗河之间、穿越古蜀道的宜(昌)万(州)铁路是我 国乃至世界铁路建设中最困难、最复杂的线路之一。它全 线长仅377km,总投资高达226亿元,工期长达7年(2019 年12月—2019年12月)。全线有桥梁253座,桥高超过 100m 的有23座,最高桥墩高达128m,基础深入溶洞几 十米,基础横截面甚至达数百至1000m2,堪称罕见的深 基础。
我国近十年深基础工程技术发展现状
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我国近十年深基础工程技术发展现状
兰州交通大学桥梁系
我国深基础工程技术发展现状与展望
大规模的经济建设促进了深基础工程大发展, 深基础工程,按照中外工程界学术界的共识,主 要是指桩基及基坑工程两大范畴。前者为上部结 构提供可靠的支承,后者为开发利用地下空间提 供安全保障.
1. 4 多高层建筑及地下空间开发建设
• 据英国媒体《金融时报》2019 年3 月3 日报道, 中国已成为全球头号建筑大国”。我国建造高楼 之风兴起于20 世纪八九十年代,至今仍方兴未艾。 上海黄浦江畔继420m 高的金茂大厦、492m 高的 环球金融中心之后,一座632m高、121层的上海 中心大厦已完成深基础工程,成为我国第一、全 球第二高楼。位于广州的71 层珠江大厦是世界上 最节能的摩天楼,受到了国际上的广泛赞誉。在 武汉,1座606m 的高楼(武汉中心)即将成为我国 第二、全球第三高楼。在二、三线城市如昆明等 地,也无不矗立着200m甚至400m以上的高楼。 据报道,在全球已建成的15座最高楼中,我国占
• 3) 从引进借鉴到自主创新,成功制造了适合我国
不同地质和环境条件的多种桩工机械产品,如旋挖钻孔桩 机、长螺旋钻孔桩机、全套管钻孔桩机、SMW 工法多轴 搅拌机、大吨位静压桩机、地下连续墙挖槽机等,机械的 主要性能有的已接近或达到国际先进水平,市场占有率逐 步提高。2019年仅旋挖桩机生产量即达5000余台,满足 了我国南北各地的施工需求,并出口至亚、非、欧一些国 家和地区。
浙江台州椒江二桥,桥宽39. 5m,总长3. 7km,采用了 2.5m×139m(长)的钻孔灌注桩,进入凝灰岩深度>3.5m,
是我国当今最长钻孔灌注桩。
连接香港、珠海、澳门的港珠澳大桥和沉管隧道, 全长29. 6km,涉及诸多深基础工程,正在施工中
• 8) 浙江台州椒江二桥,桥宽39. 5m,总长3. 7km,采用了 2.5m×139m(长)的钻孔灌注桩,进入凝灰岩深度>3.5m ,是我国当今最长钻孔灌注桩。
1.2城市轨道交通建设
• 10 年来,我国城市轨道交通建设快速发展。北京等12个 城市的轨道交通至2019底运营里程总长已达1270km,其 中上海市420km,北京市336km,广州市236km,3大城 市相继步入网络化建设和运营的阶段。至2019年底,已获 国家批准建设轨道交通的29个城市在建总里程约1800km。 预计至2020年,我国城市轨道交通总里程将达6000km, 位居世界各国之首。据估计,我国轨道交通包括地铁和轻 轨线路上已建成的车站约2000座,若加上各条线路终端相 关的维修保养车库车辆段和控制调度等场所,深基坑工程 规模巨大,而且为了方便乘客可以在多条线路之间做到同 站“无缝对接”或“零换乘”,以及在车站等处开发上盖 物业等,均使得其基坑工程设计与施工的难度越来越大。
长32.5km,双向6
2.5m、长110m嵌岩钻孔灌注桩及长60m的1.5m
钢管桩。大规模成功应用了海上砂桩技术(见图3);东海大桥的海上风力发电站规
模为亚洲最大。
世界最长的跨海大桥——杭州湾大桥,在21世纪之初开工,2019年5月 建成通车,全长36km,桥宽33m,双向6车道,采用了钻孔灌注桩(3400
。 根)和钢管桩(5474根,桩长71~89m,直径1.5~1.6m,钢管壁厚22mm)
杭州湾大桥
胶州湾海湾大桥我国首座海上桥梁集群工程———胶州湾海湾大桥,也
称青岛海湾大桥,跨胶州湾海域而建,将青岛市与近海岛屿黄岛连接,全长 36.48km,宽35m,采用大直径钻孔灌注桩,2019年5月开工,建成后将超过杭 州湾大桥而成为世界最长跨海大桥。
• 6) 针对城市中建筑物、交通和人口密集地区深基 坑周边地上、地下的复杂环境,对深基坑支护结 构的设计,由强度控制转变为变形控制,并加强 施工中动态观测监控,以确保地上地下周边环境 的安全。推广应用三维可视化控制技术,使设计、 施工和管理人员对施工过程能实施全方位感性化 监控。
• 7) 在深基坑支护结构中,因地制宜、因工程、环 境制宜,成功开发应用了水泥土重力式围护墙技 术、地下连续墙技术、桩板墙技术、型钢水泥土 搅拌墙技术等多种创新技术,取得了良好的技术、 环境和经济效益; 在码头挡土墙、防洪堤、建桥围 堰中,成功应用了新型的组合式大宽度钢板桩技 术。
• 我国已建、在建的高铁路基、桥梁、站房等设施,所应 用的基桩数量估计已达1000万根以上,它们分布于各种复 杂的地质条件和环境条件。
近10年来,我国“八纵八横”高速铁路网的建设也应用 了大量深基础工程。建于青藏高原的铁路桥梁大量采用了 大直径挖孔桩,破解了在冻土层、砾石、漂石和基岩中成 孔灌桩的难题。
西堠门大桥,自2019年开工至2019 年建成贯通,是我国规 模最大的桥路连接工程,全部采用大直径钻孔灌注桩。
• 2)我国首座外海大桥———上海南汇芦潮港至宁波大小 洋山港的东海大桥,2019年建成,全长32.5km,双向6车 2.5m、长110m嵌岩钻孔灌注桩及长60m的 1.5m 钢管桩。大规模成功应用了海上砂桩技术(见图3);东 海大桥的海上风力发电站规模为亚洲最大。
• 4) 在各类混凝土灌注桩中普遍推广了卓有成 效的“桩身、桩端后注浆工艺”,不仅消除了桩
身泥皮和桩端沉渣的通病,并且加固了桩周和桩 底一定范围的土体,从而使桩身质量获得更可靠 的保证,桩基沉降得以减少,单桩承载力大幅度 提高。
• 5)在桩基设计中,根据建筑物上部结构与地基基 础共同作用的理念,因地制宜、因工程制宜,推 广了疏桩基础设计; 沉降控制复合桩基设计;长短 桩结合设计; 刚柔性桩结合设计; 端承桩复合桩基 设计;CFG 桩复合桩基设计; 现浇大直径管桩复合 地基设计; 变刚度调平设计等一系列新的设计方法, 取得了良好的技术、经济和环境效益。与此同时 推广了概念设计、动态设计、优化设计等新的设 计理念,使设计方案更为经济合理,切实可行。
的特大直径钻孔灌注桩,单根桩混凝土灌注量达1 300m3
,施工用的钢管护筒重达40t。
• 5) 江苏镇江至扬州的润扬长江大桥,2000 年10月开工, 2019 年5月建成通车,全长35.66km,其南汊为悬索桥, 北汊为斜拉桥,南北塔基均采用2.8m钻孔灌注桩,南北锚 碇基础分别采用冻融排桩法和地下连续墙方案,基坑平面 69m × 50m,基坑深达50m。
• 1)在21世纪之初开工,2019年5月建成通车,世界最 长的跨海大桥——杭州湾大桥,全长36km,桥宽33m, 双向6车道,采用了钻孔灌注桩(3400根)和钢管桩(5474根 ,桩长71~89m,直径1.5~1.6m,钢管壁厚20,22mm) 。
东海大桥上海南汇芦潮港至宁波大小洋山港的东海大桥,2019年建成,全
• 3)我国首座海上桥梁集群工程———胶州湾海湾大桥,
也称青岛海湾大桥,跨胶州湾海域而建,将青岛市与近海 岛屿黄岛连接,全长36.48km,宽35m,采用大直径钻孔 灌注桩,2019年5月开工,建成后将超过杭州湾大桥而成 为世界最长跨海大桥。
• 4) 嘉( 兴) 绍( 兴)
3. 8m ×110m( 长)
嘉( 兴) 绍( 兴) 跨江大桥嘉( 兴) 绍( 兴) 跨江大桥,
3. 8m
×110m( 长) 的特大直径钻孔灌注桩,单根桩混凝土灌注量
达1 300m3 ,施工用的钢Fra Baidu bibliotek护筒重达40t。
润扬长江大桥 江苏镇江至扬州的润扬长江大桥,2000 年10月开工,
2019 年5月建成通车,全长35.66km,其南汊为悬索桥,北汊为斜拉桥, 南北塔基均采用2.8m钻孔灌注桩,南北锚碇基础分别采用冻融排桩法和 地下连续墙方案,基坑平面69m × 50m,基坑深达50m
1.3各类桥梁和港口码头建设
• 我国普速公路和高速公路均迅速发展,已形成了“五纵七 横”共3.5万km的国道主干线网络,促进了跨江跨河跨海的 大桥、特大桥的大量兴建。加之数百座城市道路网的发展 ,造就了高架路与立交桥星罗棋布,逶迤曲折。公路和城 市各类桥梁主要也采用各种混凝土灌注桩和扩底桩;近年 钢管桩的用量有所增加。许多港口码头因有水上运输之便 ,采用大直径后张法预应力大管桩,减少了桩身成桩质量 的风险。10年来,在我国已建和在建的数百座大桥、特大 桥中,有数座桥梁尤为著称于世。
• 6) 江苏苏通长江大桥(自苏州常熟至南通)是世界最长的斜 拉桥,全长8146m,桩经(2.5~2.8)m×(101~119) m(长) 的钻孔桩,于2009 年建成,获国际George Richardson奖 ,是我国迄今获此殊荣的首座桥梁工程。
• 7) 南京大胜关铁路桥,全长14.78km,是我国第1 座高速 铁路过江桥,也是世界最大可同时行车3种速度的大桥, 即京沪高铁双线(300km/h),沪汉蓉普铁双线(200km/h)及 南京城市地铁双线(80km/h);采用2.8m×112m(长)钻孔灌 注桩,支承于泥岩土; 2019 年9 月开工,2009 年建成。
2
深基础工程应对巨大
挑战的主要技术措施
1) 加强设计施工技术的规范化管理
• 。10 年来,全国各地产政学研企共同合作,有计 划地适时编制和修订了一系列的地基基础、桩基 础和基坑工程的技术标准规范,包括适用于全国 的,适用于不同部门、不同专业( 如建筑、铁路、 公路、桥梁、港口、城市轨道交通等) ,适用于不 同地质条件( 如软土、膨胀土、湿陷性黄土、红土、 季节性冻土、岩溶地区等) ,以及适用于不同省区 市的地方性标准规范,从而形成了全国较完整的 标准规范体系,使勘察、设计、施工、检测、验 收等各项工作纳入了规范化范畴。
1.我国近十年深基础工程成就
进入21 世纪10 年来,我国深基础工程的巨大成就突显在以下4 大领域。
1. 1 高速铁路建设
• 截至2019 年末,我国高铁运营里程已达到8 358km,在 建高铁约17 000km,路网规模和速度等级均居世界第一 。根据规划,至2019年,高铁将新增4715km,总运营里 程将达到13073km,至2020 年将达到16000km,从而将 构成全球领先的最大高铁网络。京沪高铁全长1318km, 是当今世界一次建成线路最长、技术标准最高的高速铁路 。高铁均采用无碴道床,并有高架封闭。我国高铁的最高 试验时速达到486.1km。
• 2) 成功研发推广了适用于不同地质条件、不同工
程要求的一系列新桩型,借以提高桩基承载能力 和节约资源,其中最常用的桩型包括钻孔扩底桩、 挤扩桩、旋挖钻孔桩、长螺旋钻孔压灌桩、多支 盘桩、先张法预应力管桩、后张法预应力大直径 管桩、钻孔咬合桩、壁板桩、薄壁筒桩、长螺杆 桩、CFG 桩等,并在工程实践中创新了诸多实用 的新工法。
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