1 引言
上海世博会“城市,让生活更美好”展示了人类对未来城市生活的憧憬与梦想。十一五期间,中国已进入城镇化快速增长时期,全国的城镇化水平达到47%[1]。为进一步完善城市基础设施和提高城市综合承载力,需要城市建设得到持续快速发展。人口的增长加速了城市发展,功能化、立体化、高速化,以及改善综合环境成为现代城市建设的特点,使得岩土工作者的注意力较多地强夯地基集中在建筑工程、市政工程和交通工程建设中的城市岩土工程问题。城市岩土工程是指城市建设中与岩土及地下水相关部分。本文重点关注超高层建筑、大型地下空间工程、轨道交通、越江隧道等近几年的发展现状与特点。简要介绍了大直径超长桩技术、新型抗拔桩技术、深基坑变形与环境影响控制技术、可持续发展的基坑支护技真空管道公司术、大断面管幕箱涵技术、现代气压沉箱技术、地下空间与工程的三维数字化技术等新技术。
2 城市岩土工程建设
2.1超高层建筑
近十年,高层建筑的建造高度和速度都受到了世界的瞩目,2002年建成的台北国际金融中心( 505m,101层) 、2008 年建成的世界第一高楼哈利法塔( 828m,160层) 标志着超高层建筑进入了新的发展时期。我国是超高层建筑的建造大国,已建成的世界十大最高建筑中,其中5 幢在中国。据不完全统计,目前我国已建或正在兴建高度超过200 m 的超高层建筑已超过100 幢。
我国已建的超高层建筑有上海环球金融中心( 492m,101层) 、上海金茂大厦( 420.5m,88层) 、南京紫峰大厦( 450m, 89层) 、广州国际金融中心(432m,103层) 、天津津塔( 336.9m,75 层) 。正在建设的超高层建筑有上海中心大厦( 632m,121层) 、武汉绿地中心( 606m) 、天津117 大厦( 600m, 117 层) 、深圳平安国际金融中心( 588m,115层) 、苏州国际金融中心( 450m,92层) 、武汉中心( 438m, 88层) 等( 图1) 。可以看出,以上海、
天津为代表的软土地区成为我国超高层建筑建造的集中区域,各地都将建设超高层建筑作为展示地方实力和形象的标志性工程,在今后一段时间内超高层建筑的建造将进一步增加。
超高层建筑发展除了建筑功能、外观造型和结构体系不断创新和改进外,随着建筑高度的不断增加,深基础工程也将面临一系列突出的问题[2]。
超高层建筑具有基底荷载大、沉降要求高的特点,特别对于软土地区,地基基础承载力、变形、稳定等问题非常突出。例如,上海中心大厦如按核心筒投影面积计,作用在基础承台板面的平均压力将会高达3000 kPa。如此高屋面排水板施工工艺的基底压力,使得大直径超长桩的应用成为一种趋势。正在建设的天津117大厦就采用了桩径为1m、桩端埋深100m 的灌注桩。超高层建筑基础工程的另一个特点是随着高度的增加基础埋置深度进一步加深,加大了基坑工程的难度和风险性( 表1) 。此外,地下空间的利用往往要求主楼与裙楼地下空间的一体化开发,埋置深度的增加也使得裙楼抗浮问题愈加突出。
2.2大型地下空间工程
经济的快速增长和城市化进程的加速引起渗排水板厂家了包括人口、资源、环境、交通在内的一系列问题,单纯通过扩大城市用地规模已经无法从根本上解决这些问题以满足城市发展需求。从集约化和可持续发展角度出发,转变城市发展模式为立体纵深发展,综合利用上下部空间,尤其是地下空间,成为解决城市用地不足矛盾的有效途径[3]。城市地下空间作为新型国土资源已成为世界性发展趋势,并以此为衡量城市现代化的重要标志。
图1 国内在建的超高层建筑
Fig.1 Domestic super high-rise buildings under construction
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