建筑施工技术-Construction Technology of Civil Engineering 案例旧金山千禧大厦加05课件讲解.pptx

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千禧大厦（MillenniumTower）位于旧金山市中心的南区，是一座“非常出名”的超高层建筑。;【湾区斜塔】

可是，千禧大厦的“出名”并不是因为它是旧金山最高的建筑，更多的是自竣工之日起就不断向地面以下沉陷。从2009年竣工开始，大厦以每年一定的速度往下沉降，截止去年5月份，大厦最多已沉降达18英寸（46cm）。;【湾区斜塔】

更为致命的是，千禧大厦每个部分发生的沉降不是均匀的。在西北角，地基的沉降比其他区域更为严重，导致大厦整体向西北角倾斜，楼顶产生了多达24英寸（61cm）的偏移。;【湾区斜塔】

不均匀沉降导致大厦地下室出现大量裂缝，令大厦里的住户每天对安全担惊受怕。;【湾区斜塔】

千禧大厦发生沉降的原因主要为地基下的桩长过短所导致。地基桩端仅座落在地底不到30m深度的砂层中，并没有往下延伸到基岩层。大厦巨大的重量施加在砂层以下的湾区老粘土上，令到粘土水分被挤出产生压缩。;【亡羊补牢】

早在2018年，千禧大厦严重的沉降问题已经引起了各方的密切关注。2018年底，为解决地基持续沉降带来的安全问题，尤其是大厦过度的倾斜是否会对抗震性能造成影响，工程师设计了一项修复计划，在沉降最为严重的西侧与北侧新增了52根座落到岩层的增强桩，以抑制不均匀沉降的发生。;【亡羊补牢】

这些增强桩的布置非常密集，桩与桩之间的间距仅为6英尺（约1.8m），紧贴大厦西侧与北侧的边缘。;【亡羊补牢】

增强桩施工完毕后，大厦地下室底板位置会设置一块外延板（SlabExtension），外延板与原地下室底板之间通过一个楔形块连接。外延板与桩顶之间留有活动的空隙，板与桩之间可以上下自由活动。;【亡羊补牢】

然后，外延板上部会设置液压装置，通过千斤顶在桩顶施加压力，令地下室底板被抬起，恢复到沉降前的位置。同时，大厦的部分重量也会被转移到增强桩。;【亡羊补牢】

最终，大厦西北角区域的将会被整体抬起，目的是最大限度消除大厦的不均匀沉降，“扶正”大厦。;【亡羊补牢】

在这个过程中，有个关键的问题需要解决：如何保障大厦重量会沿桩传到基岩？

增强桩的深度接近75m，桩端到达基岩之???，需要穿越几十米厚的土层。如果采用常规的灌注桩工艺，当桩顶开始施加压力时，压力很可能不会传递到岩层，而是被桩周围土层的摩擦力所吸收。;【亡羊补牢】

为此，沿地层深度制定了不同的施工方案，以减小土层摩擦力对桩受力传递的影响。

首先，将直径36英寸（91.5cm）的钢套管在地面施工至地下90英尺（27.5m）左右，刚好穿过砂层底部。这根钢管为临时套管，主要目的是为了避免后续增强桩施工时扰动大厦地基桩和地基土层。;【亡羊补牢】

在36英寸钢套管施工至指定深度后，在套管内施工直径较小的24英寸（61cm）永久套管，一直延伸至基岩面，深度约250英尺（76.2m）。这根钢管将一直留在地下，参与桩的受力。24英寸钢管的外表将设置特殊的涂层，可以大大减小钢管与土层间的摩擦力。;【亡羊补牢】

随后，36英寸临时钢套管将会被拔出。在拔出的同时，因为场地空间受限，两根钢管之间的缝隙将用可控性低强度材料(CLSM)进行回填。CLSM的强度比混凝土低很多，得益于其流动性，通常多用于狭窄空间的回填。;【亡羊补牢】

回填完毕后，在24英寸钢管内会继续深入基岩30英尺（9.1m）下钻入直径20英寸（51cm）的孔，最终放入钢筋与浇筑混凝土，形成桩端在基岩层的增强桩。;【亡羊补牢】

可以看到，整个增强桩的施工流程非常复杂，目的均为想方设法在施工时避免对大厦地基的进一步扰动。

在设计方案获得政府部门审批许可后，第一根36英寸临时钢套管于2021年5月12日正式开始施工。

然而，出乎大家的意料，随着施工的进行，千禧大厦原先已趋于收敛的沉降几乎在同时迅速发展。;【紧急叫停】

加固工程的施工先从大厦西侧开始，36英寸临时钢套管以从南往北的顺序陆续施工。;【紧急叫停】

从照片可以看出，36英寸套管孔内开挖采用的应该是配合钻斗（DrillingBucket）使用的旋挖工艺。;【紧急叫停】

自施工开始之日起，监测数据显示大厦西侧的沉降速率开始增大。到2021年6月22日，西侧施工完24根36英寸钢套管后，沉降最多增加了0.3英寸（7.6mm），这甚至超过了大厦施工前一年整年的沉降速率（0.24英寸/年）。

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另外，西侧钢套管的施工也加重了大厦向西北角倾斜的程度，楼顶偏移短短一个月内增大了3英寸（7.6cm）。

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虽然大厦的沉降速度在施工后明显增大，但现场并未停工。在西侧钢套管施工完2周后，2021年7月6号大厦北侧也开始了钢套管的施工。直到8月2号正式叫停36英寸钢套管的施工，北侧总共安装了12根套管。

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无须怀疑，大厦的沉降情况进一步加重。监测数据显示，大厦的沉降