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      宏達建筑加固工程有限公司

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      舊金山千禧大廈加固誘發更大沉降

      作者: 發布時間:2022-02-17 19:22:52點擊:148

      信息摘要:

             千禧大廈(Millennium Tower)位于舊金山市中心的南區,是一座“非常出名”的超高層建筑。

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              可是,千禧大廈的“出名”并不是因為它是舊金山更高的建筑,更多的是自竣工之日起就不斷向地面以下沉陷。從2009年竣工開始,大廈以每年一定的速度往下沉降, 截止去年5月份,大廈最多已沉降達18英寸(46cm)。


             更為致命的是,千禧大廈每個部分發生的沉降不是均勻的。在西北角,地基的沉降比其他區域更為嚴重,導致大廈整體向西北角傾斜,樓頂產生了多達24英寸(61cm)的偏移。


             不均勻沉降導致大廈地下室出現大量裂縫,令大廈里的住戶每天對安全擔驚受怕。

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             千禧大廈發生沉降的原因主要為地基下的樁長過短所導致。地基樁端僅座落在地底不到30m深度的砂層中,并沒有往下延伸到基巖層。大廈巨大的重量施加在砂層以下的灣區老粘土上,令到粘土水分被擠出產生壓縮。


             另外一個原因是地基受鄰近的交通樞紐基坑開挖所影響。大廈更詳細的沉降原因之前文章已進行過分析,本期文章主要的關注點是,在去年千禧大廈對地基進行加固過程中,又誘發了地基的新一輪沉降。


             亡羊補牢


              早在2018年,千禧大廈嚴重的沉降問題已經引起了各方的密切關注。2018年底,為解決地基持續沉降帶來的安全問題,尤其是大廈過度的傾斜是否會對抗震性能造成影響,工程師設計了一項修復計劃,在沉降最為嚴重的西側與北側新增了52根座落到巖層的增強樁,以抑制不均勻沉降的發生(Perimeter Pile Upgrade)。


              這些增強樁的布置非常密集,樁與樁之間的間距僅為6英尺(約1.8m),緊貼大廈西側與北側的邊緣。


             增強樁施工完畢后,大廈地下室底板位置會設置一塊外延板(Slab Extension),外延板與原地下室底板之間通過一個楔形塊連接。外延板與樁頂之間留有活動的空隙,板與樁之間可以上下自由活動。


             然后,外延板上部會設置液壓裝置,通過千斤頂在樁頂施加壓力,令地下室底板被抬起,恢復到沉降前的位置。同時,大廈的部分重量也會被轉移到增強樁。


             最終,大廈西北角區域的將會被整體抬起,目的是更大限度消除大廈的不均勻沉降,“扶正”大廈。


              在這個過程中,有個關鍵的問題需要解決:如何保障大廈重量會沿樁傳到基巖?


               增強樁的深度接近75m,樁端到達基巖之前,需要穿越幾十米厚的土層。如果采用常規的灌注樁工藝,當樁頂開始施加壓力時,壓力很可能不會傳遞到巖層,而是被樁周圍土層的摩擦力所吸收。


             為此,沿地層深度制定了不同的施工方案,以減小土層摩擦力對樁受力傳遞的影響。


              首先,將直徑36英寸(91.5cm)的鋼套管在地面施工至地下90英尺(27.5m)左右,剛好穿過砂層底部。這根鋼管為臨時套管,主要目的是為了避免后續增強樁施工時擾動大廈地基樁和地基土層。


             在36”鋼套管施工至指定深度后,在套管內施工直徑較小的24英寸(61cm)套管,一直延伸至基巖面,深度約250英尺(76.2m)。這根鋼管將一直留在地下,參與樁的受力。24”鋼管的外表將設置特殊的涂層,可以大大減小鋼管與土層間的摩擦力。

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           隨后,36”臨時鋼套管將會被拔出。在拔出的同時,因為場地空間受限,兩根鋼管之間的縫隙將用可控性低強度材料(CLSM)進行回填。CLSM的強度比混凝土低很多,得益于其流動性,通常多用于狹窄空間的回填。

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