杭州西湖國際飯店地下工程逆作法設(shè)計(jì)

1、XX 西湖國際飯店地下工程逆作法設(shè)計(jì)提要木文介紹 rxx 西湖國際飯店地下匸程逆作法的設(shè)汁要點(diǎn) . 結(jié)合實(shí)際工程已有的監(jiān)測資料 . 對逆作法 施丄過程中地下墻的側(cè)向位移、墻后的水上斥力、基坑周用地表沉降等進(jìn)行了分析研究和總結(jié)。1.1：程概況及地質(zhì)條件XX 凱悅大酒店工程位于 XX 六公園附近。其西部約 30m 處便是著名的 XX 西湖，基坑四周道路繁華 . 地 下管線錯綜復(fù)雜。木工程上部為 89 層框架結(jié)構(gòu)，分賓館和公寓兩部分，建筑面積約 10 萬方，詳見圖 1。賓館部分設(shè)三層地 下室，基坑開挖深度約 14.3m,地下一層的樓面標(biāo)島為 ? 4.100 或 5100.地下二層摟面標(biāo)商為 -8.0

2、00；公寓 部分設(shè)兩層地下室，基坑開挖深度約 12.6m,地下一層的樓而標(biāo)拓為 -6.000.地下室平倆尺寸很大，其形狀 接近梯形 . 最大邊長約 162m,最小邊長也達(dá) 98m,基坑平面面積約 17700m2?；铀闹芫ㄓ卸优R時施 工用房及店面。圖 1 ?工程平面圖c/2木工程開挖影響 X 圉的土層以粉土和淤泥質(zhì)丄為主，詳細(xì)地質(zhì)情況見表表 1 符層丄的主要物埋力學(xué)捋標(biāo)層號缶燧 （%）67.031.034.53145.537.032.043.928.339.1（kN 加）15.11S.912.419.117.47. 角( )CkPa)粉土 ?la粉土 4b粉質(zhì)帖土 21土質(zhì)牯土( D-2質(zhì)

3、牯土淤泥質(zhì)粘 ?3土粘土 粘土 30.031.518.514.35.02.010.011.01.05.310755.044.018.118.017.319.418.222.0加.714.217.610.3注： A c 為固結(jié)快剪峰值1。滲透系數(shù)(lOcm/sec)3110691024909.488.21層厚（時3? 74? 16201 / 72 ?圍護(hù)設(shè)計(jì)方案及實(shí)施針對木匸程基坑平面尺寸大 . 開挖深度深、地質(zhì)條件差、周鬧環(huán)境復(fù)雜這一特點(diǎn)，經(jīng)多方案比較 . 最后確 定采用的困護(hù)方案是 . 0.8m 厚地下連續(xù)墻作為臨時擋上結(jié)構(gòu)兼永久結(jié)構(gòu)地下室外墻 （“二墻合一 ） , 并結(jié) 合逆作法施匚以地下

4、室各樓層作為主耍支擦并輔以各種臨時支撐。方案的具體實(shí)施主要分如下幾個步驟 :（ 1）地下連續(xù)片敘豎向臨時支採及降水井施匸。木工程填土層下面存在著厚薄不均的粉土層。為防止地下增成憎施匸時發(fā)生槽壁坍塌現(xiàn)彖整個場地周邊一圈均進(jìn)行了淺層地基注漿加固處理。本工程地下墻墻肢形式均為一字型. 在地下墻施 1： 前 . 地下墻增幅 接頭采用了具有一定剛性的十字鋼板接頭。地下墻深度為 25m32m,全部地下墻均已穿透號淤泥質(zhì)粘上 層，墻端進(jìn)入號粘土層或更下面的土層。豎向臨時支撐采用井形鋼構(gòu)架形式， 其下端插入結(jié)構(gòu)匸程樁內(nèi) 2? 5m：在逆作法施 1： 過程中 . 由于地下結(jié)構(gòu) 豎向傳力構(gòu)件（如結(jié)構(gòu)柱、剪力墻等等

5、）尚未形成 ? I 大 I 而上部結(jié)構(gòu)的所有荷載必須通過豎向臨時支檸傳至 結(jié)構(gòu)匸程樁 . 豎向臨時支撐的數(shù)雖及位宜的設(shè)計(jì)必須滿足這一功能要求。木工程要求豎向臨時支挫能夠承六層結(jié)構(gòu)的自重及施工荷戦木丄程地基存在著厚度較大 . 滲透系數(shù)較大的號粉土層，且緊臨西湖 . 水源很豐富：另外基坑面積大度深，閃而基坑降水難度大。設(shè)計(jì)采用了真空深井降水 . 坑內(nèi)共布 Sf 57 口深井。擔(dān)地上. 開挖深（2） 地下墻頂部壓頂梁施工。地下墻頂部設(shè)宜一定剛度的壓頂梁對減小地下墻的側(cè)向變形、協(xié)涮笛幅墻的沉降及錯位等均很有利。特別木匸程而言，地下增邊存在一排結(jié)構(gòu)柱 . 斥頂梁 . 結(jié)構(gòu)柱以及地下備樓層結(jié)構(gòu)邊梁共同形成

6、一壁式框是對架，該壁式框架大大提疵了地下墻的整休性 . 從而更能夠保證“二增合一 的質(zhì)雖。 本匸程壓頂梁髙度 l? 5m. 寬度同增寬 ,即 0? 8m。（3） 第一階段盆式挖上及 0.000 結(jié)構(gòu)樓層施匚 詳見圖 2 中工況 1 及工況乙逆作法施工中 . 十0.000 樓層結(jié)構(gòu)施 1：結(jié)束后，挖土施工即進(jìn)入 ? 暗挖邙介段，其難度較大，速度較慢。為 盡雖減少? 暗挖【匸作址 . 木工程在 0.000 樓層結(jié)構(gòu)施匸之前先進(jìn)行盆式挖土，即先大面積挖土至標(biāo)高 2000 處，此時地下墻周邊一定 X 圉內(nèi)停止挖上，做好護(hù)坡：基坑中間則繼續(xù)挖上至地下一層樓而標(biāo)商。采川逆作法施匚方法后 . 結(jié)構(gòu)樓層設(shè)訃不

7、僅要滿足建筑使用階段的功能要求 . 而且也要滿足逆作法的施對木工程而言，地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要増加了如下幾個內(nèi)容：(a) 結(jié)構(gòu)樓板預(yù)留出土孔 . 調(diào)物孔等等孔洞之后的加固處理：(b) 施工機(jī)械 (如挖土機(jī) . 卡牟等 )將在樓層的一定區(qū)域內(nèi)行駛，相應(yīng) XFH1 內(nèi)的結(jié)構(gòu)梁板必須加強(qiáng)：(c) 由于地下各樓層將作為地下連續(xù)墻在備施匸工況的水平支摻系統(tǒng)，其承受的昴不利水平推力將較使用 況大得女 ?并且由于牟輛坡道、電梯井，結(jié)構(gòu)柱等等永久結(jié)構(gòu)構(gòu)件尚未施工，結(jié)構(gòu)體系很不完整，因而計(jì)算及分析對樓層結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行加固 . 合理地布置一些臨時支挫：(d) 由于永久結(jié)構(gòu)一些豎向承重構(gòu)件 (如地下混凝土增、 柱等)

8、 尚未形成 . 致使一些結(jié)構(gòu)梁板失去支點(diǎn)，要設(shè)宜一些臨時支托系統(tǒng)：I: 要求 .工 應(yīng)通過因而需(e) 在木匸程賓館及公寓主樓部位，一根結(jié)構(gòu)柱下設(shè) gflUI 根井形鋼構(gòu)架：在其它區(qū)域?qū)?yīng)兩根井形鋼構(gòu)架。井形鋼構(gòu)架頂部的承臺必須滿足結(jié)構(gòu)柱的抗沖切要求(4) 地下墻周邊土方開挖及地下一層樓板施工 ?同時開始施工地上一、二層結(jié)構(gòu)，詳見圖. 基木上是一根結(jié) 構(gòu)柱2 中匸況 3。為控制地下墻的側(cè)向變位發(fā)展 . 應(yīng)盡雖減少基坑的暴露時間。為此 下一階段的施工順序是先施匸已挖至 標(biāo)拓的2 / 7地下一層樓板 ?待其混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后， 按照? 分段 . 對稱 . 限時 的原則， 充分利用基坑開挖 的時空

9、效應(yīng)，將地下墻周邊的土方分為若干小段 . 各段土方按一定的次序逐步挖去 ?并進(jìn)行相應(yīng)段的結(jié)構(gòu) 板具有一定強(qiáng)度后才能進(jìn)行鄰段的土方開挖。(5) 地下二層土方開挖、樓層施匸，同時施工地上三、四層結(jié)構(gòu)，詳見圖 2 中匸況 4。同樣先對地下二層土方進(jìn)行盆式暗挖 . 即先挖去中間區(qū)域的土方，施匸該處樓板：然后逐段施設(shè)臨時支挫。樓板施 L.待各段樓: 周邊樓板 . 架(6) 最后一階段土方開挖及基礎(chǔ)底板施工，同時施工地上第五、八層結(jié)構(gòu) . 詳見圖 2 中工況 5。該階段是施 : 全過程最為重要的一個環(huán)節(jié)，該匸況的變形發(fā)展最難控制。由于木丄程基坑開挖深度較深 基淺層存在著厚度較大 . 密實(shí)度很商的粉丄 ?根

10、據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn) . 水泥攪拌樁穿透該層土的難度較大 ?因. 且地而沒有采用水泥攪拌樁對坑底被動區(qū)淤泥質(zhì)粘土進(jìn)行加固 c木工況采取的技術(shù)措施是：(a) 分段施匚化大為小?；又虚g X 鬧首先挖土至相應(yīng)坑底標(biāo)髙，地下增周邊保留 20m 寬的上方 . 進(jìn) 行中心Xlfl 基礎(chǔ)底板施匚(b) 中心 X 碉基礎(chǔ)底板混凝丄達(dá)到一定強(qiáng)度后，架設(shè)臨時斜支掙，一端支于已施匚完成的基礎(chǔ)底板上， 端支于地下墻一定標(biāo)高處。( O 進(jìn)行地下墻周邊土方開挖 . 按“分段、對稱、限時 的原則，逐步進(jìn)行，并馬上進(jìn)行相應(yīng)段的基礎(chǔ)底板工。另一施3 / 7HR2： 角 E.000工必：角工出下二 Q 樓抵 ? 冋片咼工區(qū)岡說ESQ圖

11、2 逆作法施工各典型匸況圖3 ?監(jiān)測結(jié)果分析疋處：曲工吳舷 &? FH 場疋比般尸耳利進(jìn)行 . 確保周邊道路、 管線及建筑物的安全和正常木工程基坑規(guī)模很大，地質(zhì)悄況及結(jié)構(gòu)樓層比較復(fù)朵?因而訃算模型的確定及 il ?算參數(shù)的選取方面均存在不少難度。為確保木匸程土方開挖及地下室施工的順使用 . 木工程對地下堆沿深度的側(cè)向變形 . 墻頂沉降 . 地下墻前后的水上壓力、地下搞增體內(nèi)力 . 基坑周 鬧環(huán)境、結(jié)構(gòu)樓板體系的內(nèi)力變形 . 結(jié)構(gòu)柱軸力、井形鋼構(gòu)架的變形及沉降等項(xiàng)目進(jìn)行了監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測 結(jié)果以指導(dǎo)工程實(shí)踐。本工程全面監(jiān)測工作于 1998 年 4 月 18 0 開始 , 7 月21 日 . 0.0

12、00 結(jié)構(gòu)樓層施工完 畢： 11 丿 J 30 日，地下一層結(jié)構(gòu)施匚完畢： 99 年 2 丿 J.地下二層結(jié)構(gòu)施工結(jié)束：7 丿 , 全部地下室基木施 工完畢限于文草篇幅 . 下面僅對部分監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行分析4 / 7及按式力的變化情3地下堆側(cè)向位移木丄程地下室施工結(jié)束后，基坑各測點(diǎn)的最大側(cè)向變形約 15cm ,最小變形也近 10cm。圖 3 給出了測點(diǎn)CX2 （該點(diǎn)平面位宜詳見圖 1）在各施工工況的側(cè)向位移發(fā)展圖。該圖表明， 0.000 樓層及地下一層樓層 施工結(jié)束后（對應(yīng)圖中工況 3） ,地下墻的最大側(cè)向變形約 8cm,其位宜在樁頂：地下二層樓層施匸結(jié)束后（對應(yīng)圖中 : 況 4） ,地下墻的最大

13、側(cè)向變形約 10.6cm,其位置在地表以下 12? 5m：全部地下室施匸結(jié)朿后 .地下墻的垠大側(cè)向變形約 15cm,其位宜在地表以下 12.5m& 從備個測點(diǎn)的墻頂位移數(shù)值來看 . 各 1： 況的位移實(shí)測值均超過相應(yīng)設(shè)訃控制值。主要原因有以下幾點(diǎn) :側(cè)向變形移發(fā)展曲線圖 3CX3 測點(diǎn)各匸況地下墻沿深度側(cè)向位（ 1） 、 基坑暴露時間過長。 如第一階段盆式挖土結(jié)束后， 由于種種原閃 . 一個丿 后才進(jìn)行 0.000 樓層結(jié)構(gòu) 的施匸，基坑比預(yù)期目標(biāo)藝暴露了近一個丿 J，在這過程中，基坑變形每天都在以近 lmm/d 的速率増長。（2） .關(guān)鍵匸況的土方超挖造成實(shí)際開挖深度與設(shè)訃開挖深度有較大偏差

14、 . 普遍偏差達(dá) l2m（3） .某些工況坑內(nèi)水位沒有控制到位 . 部分區(qū)域降水過度 . 造成被動區(qū)水斥力減小。 在監(jiān)測過程中 . 曾 經(jīng)發(fā)現(xiàn)在第二工況某一段時間內(nèi)， 部分測斜孔測得的位移發(fā)展太快， 難以査明原因 . 后來從剛安裝不久的 水位管發(fā)現(xiàn)，該處的地下水位已被降至 -10.500m 標(biāo)島 . 立即停止降水后，隔護(hù)體位移馬上趨于穩(wěn)定。（4） 、樓板平面尺寸很大時 ?混凝丄的收縮引起地下墻側(cè)向變形的増大各測點(diǎn)在 0.000 樓層混凝土澆筑 前后的變形増量最大值達(dá) 9.8mm。（5） .大基坑的 ? 時空效應(yīng)駡盡管地下墻的累汁側(cè)向位移數(shù)值比較大，但從總體上看，變形發(fā)展速率還是得到較好的控制。

15、地下一層施束時，平均變形速率約 0.36m】 n/d：地下二層施 1：結(jié)束時，平均變形速率約 O.35mnVd ：基礎(chǔ)底板施匸 時，平均變形速率約 0.25mnVdo 整個施工過程中 . 最大變形速率均控制在 0? 6mm/d 內(nèi)。工結(jié)結(jié)束3.2 地下堆墻背水土壓力圖 4 給出 f 平海路一側(cè)的測點(diǎn) T2 的實(shí)測主動上壓力分布情況，并同時給出朗肯理論得到的主動上壓力1 得到的靜止土壓力，上圧力采用水上分算，水壓力按照木文實(shí)測結(jié)果 il ?算。圖 5 給出了實(shí)測水壓況 . 并同時給出了靜水壓力。（ 1）分別為上的內(nèi)摩擦角及重度， K0 為靜止丄壓力系數(shù)。5 / 7從圖 4 可以看到，墻側(cè)實(shí)測上斥

16、力比校接近主動土壓力 . 而小于靜止土斥力。該圖同時給出了用水丄合算算得到的主動土圧力，其結(jié)果遠(yuǎn)小于實(shí)測值，可見對木工程而言 . 采用水上分算更為合理 c從圖 5 可以看到，隨普基坑開挖的不斷進(jìn)行和降水深度的不斷加大，作用于地下堆全深度的水斥力不斷減且均小于靜止水斥力。由此可見，在按水上分算原則汁算土壓力時，水壓力 il ?算必須考慮基坑滲流作法計(jì)小，用的影響 . 如果在以上的主動土斥力計(jì)算時不考康滲流的作用而直接采用靜止水斥力， 則計(jì)算結(jié)果將大大 超過實(shí)測值?？偨Y(jié)以上 . 在實(shí)際工程中 ?上壓力計(jì)算宜采用水丄分算 . 但水圧力計(jì)算時必須考慮基坑滲流作用的影響。圖 4 墻側(cè)上壓力實(shí)測與理論結(jié)果

17、比較圖 5 基坑開挖過程中蠣側(cè)水壓力變化情況 3? 3 基坑周圉環(huán)境分析木丄程在基坑周隔地而、建筑物上設(shè)迓大雖的沉降測點(diǎn)。從監(jiān)測結(jié)果來看，地表沉降分布規(guī)律基木是 . 基坑各側(cè)中間部位的沉降最大，角部報(bào)小。 0.000 樓層結(jié)構(gòu)施 L ：結(jié)束時，學(xué)七路報(bào)大沉降達(dá) 23.2mm,平海 路為16.7mm,湖濱路為 12.3mm,東坡路最小 , 僅為 6.3mm。地下一層結(jié)構(gòu)施匸結(jié)束后 . 基坑幹側(cè)的地血沉降均有了較大的發(fā)展，學(xué)士路、平海路、湖濱路、東坡路各 側(cè)的最大沉降分別發(fā)展至 43.2mm. 29.5mm、 15? 2mm 及 15.1mm,沉降分布規(guī)律不變。到地下室施工結(jié)束時 . 學(xué)士路、湖濱

18、路 . 東坡路各側(cè)的最大沉降分別發(fā)展至 189mm、 126mm 及 128mm. 沉降分布規(guī)律基木不變。6 / 7學(xué)士路及平海路一側(cè)設(shè)有施 11機(jī)械及花輛出入的通道，這是該側(cè)地而沉降較大的一個重要原閃與地下堆側(cè)向位移的發(fā)展類似 . 在整個施匸過程中，地表沉降累 il ?數(shù)值雖然比較大，但由于沉降發(fā)展速率 比較小，故基坑開挖對周用環(huán)境沒有產(chǎn)生明顯的影響。4?結(jié)論木丄程從開始挖丄到基礎(chǔ)底板施工完畢，歷時約 450 天。在全部施匸過程中沒有產(chǎn)生大的險(xiǎn)情環(huán)境造成明顯破壞 ?總體來說 . 該工程的基坑用護(hù)是成功的 . 但同時還存在不少需要解決的問題地下室施工的一些技術(shù)措施作一總結(jié)：1、 采用逆作法施工技術(shù)對控制深大基坑的穩(wěn)定和變形具有明顯的成效：?也沒有對 周憫 . 以 下對木工程2、 基坑工程的每一施匚丄況必須嚴(yán)格按設(shè)汁耍求進(jìn)行 . 嚴(yán)禁超挖，盡雖