深大基坑設計施工關(guān)鍵技術(shù)

112022年注冊土木工程師(巖土)繼續(xù)教育培訓深大基坑設計施工關(guān)鍵技術(shù)2022.02.2812345671234567深深大基坑工程概述深深大基坑支護設計與開挖方法深深大基坑明挖順作關(guān)鍵技術(shù)深深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)深深大基坑順逆結(jié)合關(guān)鍵技術(shù)深深大基坑撐橋一體關(guān)鍵技術(shù)深深大基坑無內(nèi)支撐關(guān)鍵技術(shù)21深大基坑工程概深大基坑工程概述3120世紀70年代只在少數(shù)大工程項目中有開挖深度在10m以上的基坑120世紀70年代只在少數(shù)大工程項目中有開挖深度在10m以上的基坑相鄰建筑物和地下結(jié)構(gòu)物的220世紀80年代首先在北京、上海、廣州、深圳等大型城市大量興建高坑支護設計、施工與監(jiān)測成工程中的新熱點。隨著基坑工程向著深大方向快速發(fā)展，基坑支護設計與施工技術(shù)突飛猛進，近年來我國已是世界上深基坑工程最多、規(guī)模最大的國家。3320世紀90年代以后進入大規(guī)模城市建設與舊城眾多先進的設計計算算法和4隨著城市建設和更新升級的加快，滿足不同功能用途的地下空間得到越來越多的開發(fā)利用，開發(fā)出地鐵車站、地下商場、地下停車場、地下民用設施與軍用設施等大型地下空間。地下鐵路及地下車站地下人防及地下民防工事地下商場及地下通道地下核電站及變電站地下工業(yè)及民用設施地地下工業(yè)及民用設施地下城市綜合體地地下城市綜合體5開發(fā)規(guī)模開發(fā)規(guī)模開發(fā)規(guī)模越來越大，近年來出現(xiàn)很多開挖面積10~30萬㎡、深度達45m的深大基坑。通常都位于建筑密集安全風險越來越高。施工施工風險6就工程外在特征而言，基坑工程具有“深、大、險、難”四大顯性特征。深大險難l基本1萬㎡以上7獨特性強條件和地下管網(wǎng)分布獨特性強條件和地下管網(wǎng)分布不同，基坑支護設計與施工需根據(jù)現(xiàn)場情況作出相應調(diào)整，沒有統(tǒng)一標準、分類。綜合性強相互影響。時空性強影響基坑支護體系穩(wěn)定性開挖打破原有土體平衡，產(chǎn)生變形造成時空效應，安全風險。從工程內(nèi)在特性分析，基坑工程具有“區(qū)域性強、獨特性強、綜合性強、時空性強”四大本質(zhì)特性。地域性強和地質(zhì)水文的差異較大，復雜多變的地質(zhì)條件造成地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)差異較大。81.3受制條件不同的地質(zhì)條件對圍護結(jié)構(gòu)體系作用差異很大，地質(zhì)條件復雜性制約深基坑施工，圍護結(jié)構(gòu)設計、施工均要根據(jù)具體地質(zhì)條件因地制宜制定針對性方案。地下水是制約基坑安全的主要因素，基坑風險出現(xiàn)多數(shù)是由于地下水處理不當所造成，特別是在軟土地控制為核心的設計方法上。91.4施工風險u01是符合設計和現(xiàn)行規(guī)范要求的工程主要涵蓋四方面風險：支護體系風險、坑底隆起風險、地下水風險和環(huán)境風險。支護體系風險過大、開裂、折斷；坑底隆起風險l基坑內(nèi)外地基承載力失衡；地下水風險涌土；環(huán)境風險塌方；斜、開裂或坍塌；l地下管線變形過大、斷裂；l其他構(gòu)筑物沉降量過大。1.5天津區(qū)域條件更差，深大基坑施工難度更大、施工風險更高。富水淤泥質(zhì)軟土地質(zhì)基坑支護與開挖難度大坑底突涌風險2深深大基坑支護設計與開挖方法護設計與開挖方法①圍護結(jié)構(gòu)：其作用是直接承受基坑施工階段側(cè)向土壓力和水壓力，并將此壓力傳遞到支撐體系，每種類型在適用條件、工程經(jīng)濟性和工期等方面各有側(cè)重。目前，深大基坑常用類型有圍護結(jié)構(gòu)由鋼板樁圍護墻、型鋼水泥土攪拌墻、灌注樁排樁、混凝土連續(xù)墻等。鋼板樁圍護墻型鋼水泥土攪拌墻灌注樁排樁圍護墻地下連續(xù)墻護設計與開挖方法②止水帷幕：其作用是阻斷坑外水體流入坑內(nèi)或增大坑底水的滲流路徑，便于機械挖土及提供坑內(nèi)干作業(yè)施工條件等諸多目的。主要形式一為圍護結(jié)構(gòu)兼止水帷幕，如地連墻、型鋼水泥土攪拌樁、鋼板樁及咬合樁高壓旋噴止水帷幕三軸攪拌止水帷幕TRD水泥土攪拌墻CSM水泥土攪拌墻護設計與開挖方法③水平支撐：其作用是用于傳遞和平衡作用在圍護結(jié)構(gòu)上的水土壓力，與圍護結(jié)構(gòu)共同組成支護體系。常見的支撐類型有：鋼支撐體系、混凝土支撐體系、鋼與混凝土組合支撐體系等。鋼支撐體系混凝土支撐體系鋼與混凝土組合支撐形式護設計與開挖方法④豎向支撐：其作用是承受水平支撐傳來的豎向荷載，加強支撐體系的空間剛度，保證水平支撐的縱向穩(wěn)定，要具有較好自身剛度和較小垂直位移。常見類型有臨時格構(gòu)柱+立柱樁、永久鋼立柱+立柱樁。臨時格構(gòu)柱+立柱樁永臨時格構(gòu)柱+立柱樁護設計與開挖方法于淺基/雙排樁懸臂樁支護、水泥土重力式擋墻、型鋼水泥土攪拌樁等；樁錨支護是采用錨桿和樁共同組成支護體系。放坡形式懸臂支護樁錨支護護設計與開挖方法疏干降水的作用是降低開挖深度范圍內(nèi)的上層滯水、潛水，提高邊坡穩(wěn)定性、增加坑內(nèi)土體的固結(jié)強度、干降水、半封閉型疏干降水。疏干降水類型護設計與開挖方法減壓降水的作用是通過有效降低基坑下部承壓含水層的水頭，防止坑底板隆起或突水產(chǎn)生流沙(基坑突涌)等工程事故的發(fā)生，保證基坑穩(wěn)定及施工與環(huán)境安全。適用于承壓含水層水頭對基坑穩(wěn)定與安全施工有不利影響時的措施。減壓降水方案類型有：坑內(nèi)減壓降水和坑外減壓降水。坑內(nèi)減壓降水示意坑外減壓降水示意護設計與開挖方法是由上而下分層進行土方開挖方式，分層原則是結(jié)合土層和支護形式確定。對于有內(nèi)支撐的基坑，第一層土方的開挖深度一般為地面至第一道支撐底，待第一道支撐施工完成達到設計強度后再開挖下一層土方，中間各層土方開挖深度一般為相鄰兩道支撐的豎向間距，最后一層土方開挖深度為最下一道支撐底至坑底。分層開挖方法示意護設計與開挖方法島式開挖是以中心為支點，從四周向中心進行土方開挖。適用于支撐形式為角撐、環(huán)梁式或邊桁架式，中間具有較大空間情況下，利用中間的土墩作為支點搭設棧橋或者設置混凝土支撐棧橋。挖土和運土速度快，島式開挖1島式開挖2島式開挖1護設計與開挖方法盆式挖土是先開挖基坑中間部分土方，周圍四邊預留反壓土，待中間位置土方開挖完成或墊層、底板施工完成后再行開挖周邊土方。盆式開挖能夠有效的減少圍護墻的變形，但周邊土方不能直接外運，需集中提升后裝車外運。盆式開挖示意1盆式開挖示意2護設計與開挖方法明挖順作是指在基坑開挖時，由上向下開挖土方至設計標高后，自基底由下向上進行結(jié)構(gòu)施工，當完成地下主體結(jié)構(gòu)后回填基坑及恢復地面的施工方法，具有施工作業(yè)面多、速度快、易保證工程質(zhì)量、工程造價低明挖順作混凝土澆筑明明挖順作混凝土澆筑護設計與開挖方法蓋挖逆作是由地面向下開挖至一定深度后，將頂部封閉，其余的下部工程在封閉的頂蓋下進行施工的一邊環(huán)境條件復雜、環(huán)境保護要求較高等問題。蓋挖接力倒土實景逆蓋挖接力倒土實景護設計與開挖方法作，裙樓先逆中順邊逆施工方法實景護設計與開挖方法2.5深大基坑工程案例型地震設施5種類型的代表性案例進行深大基坑設計與施工關(guān)鍵技術(shù)講述。天津區(qū)域深大基坑施工方法與支護形式典型案例積(m2)(m)下層數(shù)方法備注大福2470032.34層墻鋼筋混凝土內(nèi)支撐3640016.93層地連墻+灌注樁3層地下結(jié)構(gòu)頂板支撐先作1600022.354層墻2道內(nèi)支撐+3層樓板支撐金融中心1656219.5/25.33層墻4道鋼筋混凝土內(nèi)支撐化4500018.43層直斜樁+旋噴樁錨康匯醫(yī)院8500015.52層直斜樁+旋噴樁錨懸臂灌注樁+斜撐3深深大基坑明挖順作關(guān)鍵技術(shù)建筑外觀圖3.1基坑工程概況BBAABB萬㎡。裙樓基底標高-23.6m；塔樓基底標高-27.7m，最深基底標高-32.3m。土方開挖總量約55萬m3?；拥撞繕烁呋邮┕^(qū)域劃分基坑底部標高 -18.41m-23.5m-32.3m -18.41m-23.5m-32.3m3.2建造難點u難點1工程地質(zhì)水文條件差地處天津濱海淤泥質(zhì)飽水軟土地區(qū)，地下含水十分豐富；塔樓基坑最大開挖深度達到32.3m，土方開挖面穿過第一承壓水，距第二承壓水頂部僅有8.0m，基坑極易發(fā)生滲漏和坑底突涌風險。工程水文地質(zhì)剖面3.2建造難點u難點2基坑施工前期發(fā)生嚴重變形①中途被動接手：地連墻由其他單位先期施工完成，土方開挖至第二步。由于基坑地連墻及周邊環(huán)境變2014.02進場時基坑施工場貌2013/5/12013/6/12013/7/12013/8/12013/9/12013/10/12013/11/12013/12/12014/1/12014/2/12013/5/12013/6/12013/7/12013/8/12013/9/12013/10/12013/11/12013/12/12014/1/12014/2/2013/5/12013/6/12013/7/12013/8/12013/9/12013/10/12013/11/12013/12/12014/1/12014/2/12013/5/12013/6/12013/7/12013/8/12013/9/12013/10/12013/11/12013/12/12014/1/12014/2/12013/5/12013/6/12013/7/12013/8/12013/9/12013/10/12013/11/12013/12/12014/1/12014/2/13.2建造難點u難點2基坑施工前期發(fā)生嚴重變形②基坑變形嚴重：地連墻墻頂水平位移已達25.1mm，周邊道路沉降變形已達24.8mm，基坑西側(cè)燃氣管線累計沉降量已達24.5mm。4030200地連墻墻頂水平位移(mm)報警值(mm)允許值(mm)基坑西側(cè)地連墻水平位移曲線圖4030200累計周邊道路沉降(mm)報警值(mm)允許值(mm)基坑西側(cè)道路沉降曲線圖4030200燃氣管線累計變形量(mm)預警值(mm)允許值(mm)基坑西側(cè)燃氣管線沉降曲線圖3.3基坑支護體系設計裙樓、副樓基坑采用“地連墻+4道鋼筋混凝土內(nèi)支撐”支護，地連墻厚1.0m、有效深度42.0m；塔樓基坑采用“單排灌注樁+5道鋼筋混凝土環(huán)形支撐梁”支護，灌注樁Φ1200mm@1400mm?；又ёo三維效果圖裙樓與副樓基坑之間設置800mm厚臨時地連墻進行分隔，塔樓與副樓基坑之間由環(huán)形支護灌注樁隔開，實現(xiàn)基坑土方分倉開挖?；又ёo剖面圖 永久地連墻水平支撐支撐環(huán)形支撐 永久地連墻水平支撐支撐環(huán)形支撐基礎底板施工完基坑分倉實施示意圖裙樓、塔樓區(qū)均采用明挖順作，副樓區(qū)采用蓋挖順作。首道支撐原設計效果圖首道支撐優(yōu)化后工程實景加工與堆放等場地。增設出土口效果圖增設出土口實景圖對封板棧橋的荷載情況進行三維有限元分析，其結(jié)構(gòu)變形、結(jié)構(gòu)受壓、立柱壓應力均在可控范圍內(nèi)。支護體系三維有限元分析水平結(jié)構(gòu)應力分析水平結(jié)構(gòu)變形分析豎向結(jié)構(gòu)應力分析抽條開挖平面示意圖抽條開挖平面示意圖開挖，超前支 (A區(qū))先抽條開挖對撐中間部位土方，迅速封閉對撐中間部位支撐梁；再開挖對撐兩端部位土方，采用微膨快抽條開挖步序圖結(jié)合對撐部位調(diào)整裙樓基礎底板后澆帶位置，優(yōu)先開挖A3、A5區(qū)對撐部位土方，迅速封閉對撐部位基礎底板。底板后澆帶位置調(diào)整前后示意圖基礎底板封閉順序示意圖塔樓塔樓島式開挖流程示意塔樓塔樓島式開挖流程示意裙房裙房出土路線1#出土口2#出土口塔樓4#出土口3#出土口土方開挖與環(huán)梁步序塔土方開挖與環(huán)梁步序裙房區(qū)塔樓區(qū)裙房區(qū)塔樓區(qū)裙房區(qū)塔樓區(qū)裙房區(qū)塔樓區(qū)副樓區(qū)土方采用對撐蓋挖的方式，坑內(nèi)水平倒土，棧橋垂直出土。隨土方開挖同步拆除塔樓環(huán)形豎向支墻荷載傳遞至塔樓支撐環(huán)梁。地連地連墻對稱蓋挖分段示意圖分步開挖與拆除塔樓支護對稱蓋挖分段示意圖原設計方案：兩側(cè)結(jié)構(gòu)對撐在臨時地連墻上，地下結(jié)構(gòu)施工完畢后，逐層向下拆除臨時地連墻并封閉水平結(jié)構(gòu)。臨時地連墻拆除平面圖臨時地連墻拆除剖面圖300300300300300300保證基坑內(nèi)力平衡。 臨時地連墻 框架梁 800 800裙房裙樓裙房50框架梁1-1臨時地連墻開孔主臨時地連墻開孔B1板B1板B2板B2板B3板B3板底板底板底板底板臨時地連墻臨時地連墻裙樓副樓裙樓副樓L1板L1板B1板B2板B3板底板B1板B2板底板B3板B1板B1板B2板B2板B3板B3板底板底板底板底板臨時地連墻臨時地連墻裙樓副樓裙樓副樓L1板L1板B1板B2板B3板底板B1板B2板底板B3板裙樓副樓裙裙樓副樓裙樓副樓L1板LL1板2后補底板底板底板底板底板底板底板 臨時地連墻 臨時地連墻臨時地連墻拆除順序后臨時地連墻拆除順序主塔樓區(qū) (B1區(qū)) (A區(qū))主塔樓區(qū) (B1區(qū)) (A區(qū))3.5深基坑滲漏綜合控制技術(shù) 觀測井布置平面示意圖裙觀測井布置平面示意圖S(-23m)S(-23m)SS(-23m)S(-23m)S(-23m)在地連墻的內(nèi)外側(cè)設置正負極，逐級增加電壓，探測滲漏水中微弱離子的運動，對接收信號進行數(shù)據(jù)圖ECR檢測原理示意圖主樓區(qū)ECR檢測點位布置圖ECR滲漏現(xiàn)場檢測B區(qū)滲漏B區(qū)滲漏經(jīng)檢測與數(shù)據(jù)分析，判斷在檢測點位350m范圍內(nèi)有一般滲漏點5個、嚴重滲漏點4個。B區(qū)ECRB區(qū)ECR檢測滲漏點位圖對ECR檢測出的地連墻9個滲漏點、15幅地連墻接縫采用RJP進行加固，保證了滲漏部位的封堵效果。RJP加固地連墻接縫大樣圖RJP工藝原理RJP工法加固地連墻平面RJP工法滲漏部位現(xiàn)場加固土方開挖前，在所有地連墻接縫處均預埋一根袖閥管，同地連墻墻深。若開挖過程中地連墻發(fā)生變形滲袖閥管大樣照片m預埋袖閥管平面位置與節(jié)點大樣預埋袖閥管照片3.6深基坑突涌綜合控制技術(shù)塔樓基坑最大開挖深度達到32.3m，土方開挖面穿過第一承壓水，距第二承壓水頂部僅有8.0m。且水文 -18.41m--23.5m -32.3m開挖深度超過27.5m的深坑周邊，采用單排高壓旋噴樁作止水帷幕，切斷深坑部位與外側(cè)第二承壓水的聯(lián)系。止水帷幕平面止水帷幕剖面坑中坑深度為30.8~32.3m部位，距第二承壓含水層頂部只有8m，采用高壓旋噴樁進行整體封底加固。BB區(qū)裙樓第一道水平支撐整體封底加固平面整體封底加固剖面減壓井減壓井塔塔樓減壓井布置平面減壓井布置實景減壓井自流閥設置立面安全水頭標高統(tǒng)計表筑范圍筑范圍借鑒疊合樓板施工原理，把底板混凝土在豎向上分兩次澆筑，縮短坑底突涌高危區(qū)域的暴露時間，降低承壓水突涌風險。塔樓底板第一次澆筑現(xiàn)場實景塔樓底板第一次澆筑平面抗剪鋼筋抗剪槽塔樓底板第二次澆筑平面4深深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)地上5層、局部8層，總建筑面積約16.16萬㎡。建筑效果圖107.17m528.18m基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)107.17m528.18m基坑工程概況mm度16.1m，最大深度17.2m，土方開挖總量達65萬m3。基坑開挖平面4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.2基坑支護體系設計墻厚800mm，墻深31m。其他區(qū)域采用混凝土灌地下連續(xù)墻砼灌注樁支護+三軸攪拌樁止水基坑支護結(jié)構(gòu)及工程樁平面基坑支護結(jié)構(gòu)剖面4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.3建造難點u工期要求嚴苛工程于2013年3月開工，政府要求年底實現(xiàn)建筑外檐效果呈現(xiàn)。傳統(tǒng)的明挖順作法無法滿足工期要求，故采取“地上工程完成后逆作地下工程”的全新設計及施工方法。地上工程完成后全逆作地下結(jié)構(gòu)4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.4地下結(jié)構(gòu)全逆作模擬分析u4.4.1全逆作過程工況分析作完成地下結(jié)構(gòu)和基礎底板；最后施工完成機電安裝、室內(nèi)裝修等內(nèi)容。逆作施工過程主要包括9大工況。B1層頂板工況三：施工地上建筑結(jié)構(gòu)零層板4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.4地下結(jié)構(gòu)全逆作模擬分析u4.4.1全逆作過程工況分析作完成地下結(jié)構(gòu)和基礎底板；最后施工完成機電安裝、室內(nèi)裝修等內(nèi)容。逆作施工過程主要包括9大工況。結(jié)構(gòu)4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.4地下結(jié)構(gòu)全逆作模擬分析u4.4.1全逆作過程工況分析作完成地下結(jié)構(gòu)和基礎底板；最后施工完成機電安裝、室內(nèi)裝修等內(nèi)容。逆作施工過程主要包括9大工況。板結(jié)構(gòu)底板結(jié)構(gòu)4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.4地下結(jié)構(gòu)全逆作模擬分析u4.4.2全逆作有限元模擬分析，對結(jié)構(gòu)整體進行建模。綜合考慮地上結(jié)構(gòu)恒荷載，地下鋼柱垂直度偏差引起的附加荷載，每步土方超挖2m引起計算結(jié)果給原設計提出合理化建議，保證逆作施工結(jié)構(gòu)的安全。首開區(qū)逆作法基坑工程整體建模4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.4地下結(jié)構(gòu)全逆作模擬分析u4.4.2全逆作有限元模擬分析在“開挖-支護”過程中總體變形量較小。實際監(jiān)測圍護結(jié)構(gòu)頂部最大水平位移22mm，深層最大水平位移為26.7mm，與模擬分析最大水平位移值45mm基本吻合。模擬分析圍護結(jié)構(gòu)水平位移變化實測圍護結(jié)構(gòu)頂部水平位移值實測圍護結(jié)構(gòu)深層水平位移值4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.4地下結(jié)構(gòu)全逆作模擬分析u4.4.2全逆作有限元模擬分析③樓板沉降量分析：按500×500mm的柱截面考慮，模擬分析最大變形量14.9mm，最小變形量沉降值9.45mm(A棟)，且多為12mm~14mm，沉降比較均勻，與模擬值較為相符。全逆作樓板變形模擬分析(xyz方向矢量疊加)實測樓板最大與最小沉降值4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.4地下結(jié)構(gòu)全逆作模擬分析u4.4.2全逆作有限元模擬分析④整體模型豎向應力分析：模擬分析結(jié)構(gòu)柱的最大單元軸力為598kN，10個單元的最大總軸力估算不超過5980kN，遠低于單樁最小豎向承載力8750kN(樁徑1.5m，樁長37.5m)，故整體樁、柱的應力和變形都有充足保證。地下結(jié)構(gòu)逆作完成，樁、柱均未出現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全性問題，進一步驗證了模擬結(jié)果的有效性。4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.5全逆作中間樁柱施工技術(shù)u4.5.1超緩凝混凝土灌注旋挖鉆機成孔鋼筋籠吊裝灌注超緩凝混凝土4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.5全逆作中間樁柱施工技術(shù)u4.5.2HPE插管技術(shù)168根樁內(nèi)插入?560mm圓形鋼管柱，465根樁內(nèi)插入500mm×500mm箱型鋼管柱，采用HPE插管工藝，在當時采用HPE插管機插入箱型柱為類似工程首例。并用插管設備與安裝傳感器控制鋼管柱垂直度與水鋼管柱吊裝就位鋼管柱精準定位鋼管柱插入樁內(nèi)鋼管柱插入效果4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.5全逆作中間樁柱施工技術(shù)u4.5.3試樁鋼柱優(yōu)化閉口型鋼柱調(diào)整為開口型鋼柱。大噸位抗壓試樁采用雙套筒工藝，抵消非有效樁長段送樁摩阻力。試樁用底部開口型鋼管柱試樁內(nèi)插入開口型鋼管柱新型雙套筒試樁工藝逆作水平結(jié)構(gòu)梁板地胎模示意4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)逆作水平結(jié)構(gòu)梁板地胎模示意4.6地下結(jié)構(gòu)逆作施工技術(shù)u4.6.1逆作梁板結(jié)構(gòu)施工技術(shù)①土胎膜工藝：設置3mm厚塑料板隔離，并涂刷高效隔離劑。剪力墻、柱等豎向構(gòu)件下翻段同時支模，以保證將來豎向構(gòu)件施工縫位置，方便混凝土澆筑。本工程因豎向墻柱構(gòu)件密集，經(jīng)試驗不宜采用。逆逆作水平結(jié)構(gòu)梁板地胎模實景4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.6地下結(jié)構(gòu)逆作施工技術(shù)u4.6.1逆作梁板結(jié)構(gòu)施工技術(shù)m逆作水平結(jié)構(gòu)梁板支模示意逆作水平結(jié)構(gòu)梁板支模實景逆作水平結(jié)構(gòu)梁板支模示意4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.6地下結(jié)構(gòu)逆作施工技術(shù)u4.6.2逆作墻柱結(jié)構(gòu)施工技術(shù)商，下翻墻體采用“踏步槎+預埋注漿管”處理方法，有利于提高施工縫接槎效果。人防墻施工縫處理傳統(tǒng)做法人防墻施工縫處理做法實景施工縫“踏步槎+預埋注漿管”處理做人防墻施工縫處理傳統(tǒng)做法人防墻施工縫處理做法實景4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.6地下結(jié)構(gòu)逆作施工技術(shù)u4.6.2逆作墻柱結(jié)構(gòu)施工技術(shù)②柱梁節(jié)點處理：施工縫宜留設在梁下300mm處，喇叭口上口宜高出施工縫100mm左右。拆模后先采用風鎬剔鑿喇叭口混凝土至凸出墻柱面20mm處，剩余20mm人工采用剁斧修理平整。逆作法結(jié)構(gòu)柱下插鋼筋逆作法柱身支模工藝柱頭喇叭口砼剔鑿后柱身成型效果4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.6地下結(jié)構(gòu)逆作施工技術(shù)u4.6.2逆作墻柱結(jié)構(gòu)施工技術(shù)鋼管柱柱梁節(jié)點圓環(huán)梁鋼筋綁扎鋼管柱柱梁節(jié)點成型效果4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.6地下結(jié)構(gòu)逆作施工技術(shù)u4.6.2逆作墻柱結(jié)構(gòu)施工技術(shù)④B1層墻柱混凝土澆筑：因頂板覆土、景觀已施工完成，采用“喇叭口支模+自密實砼+細石砼泵”方細石砼泵泵送B1層墻柱自密實砼自密實砼+細石砼泵澆筑砼方法泵接軟管澆筑B1層墻柱自密實砼4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.6地下結(jié)構(gòu)逆作施工技術(shù)u4.6.2逆作墻柱結(jié)構(gòu)施工技術(shù)⑤B2-3層墻柱混凝土澆筑：采用“上層樓板預留澆筑孔+喇叭口支模”的方法澆筑，每個喇叭口上方對上層樓板上預留墻柱澆注孔下層墻柱砼澆筑方法喇叭口支模+預留澆筑孔澆筑墻柱砼4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.7全逆作土方開挖施工技術(shù)u4.7.1出土口留設位置確定分層錯臺設置出土口位置B1層頂板(零層板)出土口位置分層錯臺設置出土口位置4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.7全逆作土方開挖施工技術(shù)u4.7.2蓋挖水平倒土方式選擇①部分出土口提前封閉：根據(jù)工程總體部署，沿河側(cè)地下室頂板預留出土口需全部進行封閉，為后續(xù)覆土、市政、景觀園林施工創(chuàng)造條件。須提前封閉7個出土口的情況下，蓋挖樓板下水平倒土最大距離約80m，樓板上水平倒土路線需避開墻柱結(jié)構(gòu)。封閉7個出土口樓板下水平倒土距離示意封閉7個出土口樓板上水平倒土線路示意挖掘機接力倒土工藝實景4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)挖掘機接力倒土工藝實景4.7全逆作土方開挖施工技術(shù)u4.7.2蓋挖水平倒土方式選擇②挖掘機樓板下水平倒土：在支撐梁板下采用多臺小型或微型挖掘機接力，將遠端土方長距離水平倒土挖挖掘機接力倒土工藝示意4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)4.7全逆作土方開挖施工技術(shù)u4.7.2蓋挖水平倒土方式選擇③傳輸機樓板上水平傳土：在開挖面上層樓板上設置皮帶傳輸機，挖掘機將土方喂入投料口，由皮帶水平傳送至出土口。存在挖掘機喂土空間不夠、傳動支撐輪時常掉落、淤泥質(zhì)土粘黏傳達帶、喂土斗內(nèi)的破碎裝水平傳輸機傳送土方工藝示意水平傳輸機傳送土方工藝試運行水平傳輸機傳送土方工藝示意裝載機水平倒土至出土口實景4深大基坑蓋挖逆作關(guān)鍵技術(shù)裝載機水平倒土至出土口實景4.7全逆作土方開挖施工技術(shù)u4.7.2蓋挖水平倒土方式選擇④裝載機樓板上水平倒土：將蓋挖梁板下的土方先倒至樓板上堆置，再采用裝載機水平鏟運，將土方倒運至出土口。裝裝載機水平倒土工藝示意5深深大基坑順逆結(jié)合關(guān)鍵技術(shù)位于天津市和平區(qū)南京路，包含1棟辦公樓、3棟公寓樓及商業(yè)裙樓，總建筑面積32.69萬m2。地下室4建筑效果圖5.1基坑工程概況挖總量32萬m3。積6000㎡190.89m工程基底平面示意103.27m5.2建造難點u基坑周邊環(huán)境復雜干道南京路，以及正在運營的地鐵1＃線，東側(cè)為天津市建委大樓和誠基大廈，管線密集，對基坑開挖造成的變形十分敏感。5.3基坑支護體系設計基坑第一道臨時水平支撐基坑水平支撐標高示意基坑第二、三、四到永久水平支撐基坑水平支撐共留設5個大型出土洞口，設置6座出土平臺和1座鋼筋砼棧橋，為出土施工機械提供了作業(yè)平臺及通行道路。出土平臺布置平面鋼筋混凝土棧橋布置平面+彎矩調(diào)幅(鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設計規(guī)范)++彎矩調(diào)幅(鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設計規(guī)范)+確保棧橋及出土平臺使用安全。沖擊系數(shù)(城市橋梁設計荷載標準)，更符合實際工況，沖擊荷載沖切效應計算梁沖擊荷載沖切效應計算棧橋布置時，將棧橋與第一道支撐東側(cè)的對撐結(jié)合在一起，棧橋既能起到運輸車輛通行、施工機械作業(yè)棧橋與對撐結(jié)合設置棧棧橋與對撐結(jié)合設置棧橋利用原型鋼格構(gòu)柱作為主要豎向承重構(gòu)件，格構(gòu)柱間距較大部位設置鋼筋砼鉆孔灌注樁作為補充豎整體受力穩(wěn)定性。棧橋豎向承重組合結(jié)構(gòu)格構(gòu)棧橋豎向承重組合結(jié)構(gòu)u方式周邊裙樓蓋挖逆作，采用支撐結(jié)構(gòu)下盆式開挖方式；塔樓及預留出土洞口部位明挖順作，采用中心島式開挖方式。土方組合開挖方式剖面示意周邊裙樓第二~第六步土方開挖，支撐結(jié)構(gòu)下土方開挖采用盆式開挖，小型挖掘機從基坑支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)向地連墻方向掘進，將支撐結(jié)構(gòu)下的土方掏挖、倒運到基坑中部預留出土洞口范圍內(nèi)。小型挖掘機支撐結(jié)構(gòu)下盆式開挖1小型挖掘機支撐結(jié)構(gòu)下盆式開挖2塔樓及基坑中部預留出土洞口范圍內(nèi)，基坑土方采用中心島式開挖，以棧橋或平臺為中心，土方通過挖掘機多級倒運、堆高，形成中心島。采用挖掘機或加長臂挖掘機、履帶式抓斗坐于平臺或棧橋上取土裝車。出土洞口范圍內(nèi)中心島式開挖出土洞口范圍內(nèi)形成多級中心島18m加長臂挖掘機棧橋上出土u支模施工技術(shù)采用“土方超挖+搭設模架”施工工藝，每步土超挖1.0m左右，基土平整后澆筑混凝土墊層，支模施工水平梁板結(jié)構(gòu)。逆作結(jié)構(gòu)梁底模支設逆逆作結(jié)構(gòu)梁底模支設①下返柱頭處理方法：結(jié)構(gòu)柱部位下挖至低于主梁35d+80cm處，填砂厚度35d+10cm，保證柱筋下逆作法結(jié)構(gòu)柱柱頭挖土柱逆作法結(jié)構(gòu)柱柱頭挖土柱頭填砂與澆筑墊層柱柱頭填砂與澆筑墊層結(jié)構(gòu)柱定位放線柱結(jié)構(gòu)柱定位放線結(jié)構(gòu)柱柱頭支模柱結(jié)構(gòu)柱柱頭支模，柱梁節(jié)點鋼筋綁扎難度加大，采用結(jié)構(gòu)梁縱筋打彎繞行避讓鋼格構(gòu)柱、柱箍筋開孔穿過鋼格構(gòu)柱綴板、鋼格構(gòu)柱偏位加設柱帽等特殊處理方法，保證柱梁節(jié)點鋼筋受力安全可靠。結(jié)構(gòu)梁縱筋打彎繞行鋼格構(gòu)柱柱箍筋開孔穿過鋼格構(gòu)柱綴板鋼格構(gòu)柱偏位加設柱帽柱面混凝土剔鑿平整。柱模四周支設喇叭口逆作柱喇叭口澆筑成型效果喇叭口凸出柱面混凝土剔鑿平整6深深大基坑撐橋一體關(guān)鍵技術(shù)一體關(guān)鍵技術(shù)心建筑效果圖一體關(guān)鍵技術(shù)6.1基坑工程概況塔樓1590㎡，開挖深度25.75m；裙樓區(qū)域10290㎡，開挖深度24.25m?；幼畲笊疃?1.3m，土方開挖總量達40萬m3?；悠矫婊悠拭嬉惑w關(guān)鍵技術(shù)6.2基坑支護體系設計長度485m。內(nèi)支撐采用兩個圓環(huán)+桁架支撐形式?；又文Ｐ突又纹拭?.3建造難點u難點1工程環(huán)境條件復雜天津平泰大廈項目基坑周邊環(huán)境周邊管線復雜水文地質(zhì)復雜一體關(guān)鍵技術(shù)6.3建造難點u難點2土方與支撐工程量大地處城市核心區(qū)，出土時間受限，每天有效出土時間僅6h，要在280d內(nèi)完成40萬m3土方及5道內(nèi)支撐施工難度大。基坑土方與支撐模型一體關(guān)鍵技術(shù)智能化大型成槽機傳統(tǒng)做法易形成質(zhì)量缺陷三抓一線成槽施工下沉式泥漿剖面圖下沉式泥漿池現(xiàn)場實景一體關(guān)鍵技術(shù)下沉式泥漿剖面圖下沉式泥漿池現(xiàn)場實景mu理與循環(huán)利用技術(shù)地連墻與樁基同步施工，利用拉森鋼板樁做圍護結(jié)構(gòu)，在基樁間隙設計一種簡易全下沉式大方量泥漿儲備、物料存儲及施工組織的影響。下下沉式泥漿池設計圖一體關(guān)鍵技術(shù)下60m超深地連墻施工技術(shù)u6.4.390t偏心鋼筋籠整體吊裝技術(shù)的地連墻鋼筋籠采用“雙機抬吊”多點整體吊裝。計算模型雙機抬吊掛接地連墻模型一體關(guān)鍵技術(shù)下60m超深地連墻施工技術(shù)u6.4.390t偏心鋼筋籠整體吊裝技術(shù)鋼筋籠下放鋼筋籠起吊鋼鋼筋籠下放鋼筋籠起吊鋼筋籠就位一體關(guān)鍵技術(shù)第一種方案直接在第一道撐上增設出土平臺，需要多級倒土，出土效率低。第二種方案在兩個圓環(huán)內(nèi)各增設一個出土棧橋，直接到達三道撐(-13.65m)，既影響北塔樓構(gòu)施工，也影響出土效率。兩種方案均不可行。方案1：在第一道撐上增設出土平臺下掏方案2：圓環(huán)內(nèi)各增設一個出土棧橋6500m2一體關(guān)鍵技術(shù)6500m2②內(nèi)支撐平面優(yōu)化：將兩個圓環(huán)+桁架支撐優(yōu)化為兩個大圓環(huán)支撐，封板面積由9500㎡優(yōu)化為6300㎡，95009500m2支撐優(yōu)化后設置支支撐優(yōu)化后設置支撐優(yōu)化前設置一體關(guān)鍵技術(shù)支撐優(yōu)化前設置③內(nèi)支撐道數(shù)優(yōu)化：在滿足基坑變形要求的前提下，將5道撐優(yōu)化為4道撐，將最小支撐間距從2.2m加支支撐優(yōu)化后設置一體關(guān)鍵技術(shù)④出土棧橋設計：結(jié)合內(nèi)撐設置直達第三道支撐(-16.9m)的穿對撐出土棧橋，形成“一橋兩平臺”出通過漫游提前規(guī)劃格構(gòu)柱布置點位，確保出土車輛暢通到達各道支撐。優(yōu)化后支撐模型圖模型漫游調(diào)整格構(gòu)柱布置一體關(guān)鍵技術(shù)“一橋四島式”基坑效果圖“一橋四島式”基坑實景圖一體關(guān)鍵技術(shù)渣土車直接下至坑底視頻渣渣土車直接下至坑底視頻一體關(guān)鍵技術(shù)一體關(guān)鍵技術(shù)dmdmd相比傳統(tǒng)方式提高了方開挖時間統(tǒng)計施工項目開始時間結(jié)束時間實際時間計劃時間節(jié)約時間第一步土方開挖和支撐施工2018年04月15日2018年05月29日45d54d9d第二步土方開挖和支撐施工2018年05月14日2018年07月08日57d76d19d第三步土方開挖和支撐施工2018年07月17日2018年08月11日26d46d20d第四步土方開挖和支撐施工2018年08月18日2018年09月16日30d49d19d第五步土方開挖2018年09月29日2018年10月30日32d55d23d合計2018年04月15日2018年10月30日190d280d90d一體關(guān)鍵技術(shù)對深基坑及南側(cè)僅30余米80年代建成的天然地基磚混結(jié)構(gòu)的老舊小區(qū)，通過三維激光掃描儀+BIM監(jiān)測BIM+三維激光掃描儀應用沉降及變形分析結(jié)論-在預警范圍之內(nèi)一體關(guān)鍵技術(shù)用分級抽排水基坑南側(cè)自動無加壓回灌一體化污水處理設施水資源再利用一體關(guān)鍵技術(shù)出電阻率成像法布置圖聯(lián)合成像顯示云圖一體關(guān)鍵技術(shù)注漿加固方案；同時考慮到注漿加固對環(huán)境、管線不利影響，制定分倉封閉加固方案，采用水泥土攪拌樁+注漿組合分倉加固方式，確?；?、道路管線、老舊小區(qū)穩(wěn)定。分倉封閉加固平面圖分倉封閉加固剖面圖一體關(guān)鍵技術(shù)u術(shù)①基底增設混凝土加強帶：將原公寓塔樓基礎底板靠近地連墻一側(cè)留置的被動反壓土，采用C30普通混老舊小區(qū)位置混凝土抽條置換留置反壓土平面混凝土抽條置換留置反壓土剖面一體關(guān)鍵技術(shù)u術(shù)②設置扶壁柱支頂導墻：由斜拋撐支頂受力轉(zhuǎn)換為第一道支撐及扶壁柱支頂導墻的受力體系，確保導墻穩(wěn)定，防止導墻變形傾斜引發(fā)周邊環(huán)境變形。并優(yōu)化地連墻與地下室頂板節(jié)點構(gòu)造，將冠梁作為正式結(jié)構(gòu)免拆扶壁柱支撐導墻斜拋撐支頂導墻扶壁柱支撐導墻斜拋撐支頂導墻一體關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新采用“多段小劑量孔內(nèi)外延時爆破”技術(shù)，即多布孔、少裝藥，起爆順序從自由面至圍護結(jié)構(gòu)延時起爆，支撐炮孔沿孔距逐段延時傳爆。爆前利用繩鋸對支撐梁和地連墻連接處進行切割，阻止爆破振動向外傳遞。剔鑿處理，提高爆破整體效果。各道支撐起爆順序圖斷開支撐梁與地連墻連接爆前支撐封板剔鑿一體關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新采用防護皮帶+密目網(wǎng)進行雙層安全防護，避免飛沙走石飛向坑外。采用自動化噴淋系統(tǒng)降塵措施，將揚塵控制在0.5m范圍以內(nèi)，實現(xiàn)快速、安全、綠色拆除。防護皮帶掛設外側(cè)防護安全密目網(wǎng)掛設自動化噴淋降塵7深深大基坑無內(nèi)支撐關(guān)鍵技術(shù)坑無內(nèi)支撐關(guān)鍵技術(shù)位于天津大學北洋園校區(qū)內(nèi)，是國家“十三五”重大科技基礎設施建設項目。工程包括實驗中心和仿真國家大型地震工程模擬研究設施項目效果圖坑無內(nèi)支撐關(guān)鍵技術(shù)區(qū)，為三級甲等綜合醫(yī)院，是西青區(qū)重點民生工程。由8棟單體組成，總建筑面積項目效果圖坑無內(nèi)支撐關(guān)鍵技術(shù)mm，總面積4.5萬㎡。大面開挖深度為14.7m，基坑最大深度18.4m，土方開挖總量約55萬m3。44.5萬㎡301m工程基坑平面示意坑無內(nèi)支撐關(guān)鍵技術(shù)mm，總面積8.5萬㎡。大面開挖深度為11.4m，基坑最大深度15.5m，土方開挖總量達100萬m3。工程基坑平面示意坑無內(nèi)支撐關(guān)鍵技術(shù)7.2建造難點u難點1基坑內(nèi)支撐建造無法滿足特殊工藝要求軟土地區(qū)深大基坑通常采用內(nèi)支撐支護體系，極少采用無內(nèi)支撐的樁錨支護體系，常規(guī)樁錨體系在軟土地區(qū)易發(fā)生變形大的安全隱患。地震設施工藝要求結(jié)構(gòu)完整性，臨時構(gòu)件不能穿平臺結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)內(nèi)支撐體系無法適用。水下振動臺水下振動臺大型振動臺備選內(nèi)支撐支護體系平面坑無內(nèi)支撐關(guān)鍵技術(shù)7.2建造難點u難點2單一無內(nèi)支撐支護體系支護深度受限無無內(nèi)支撐支護樁(墻)懸臂支護雙排樁支護重力式擋土墻支護11坑無內(nèi)支撐關(guān)鍵技術(shù)u究設施項目根據(jù)工程特點，初步設計二級放坡＋懸臂灌注樁＋斜支撐、二級放坡＋雙排懸臂灌注樁和放坡+直斜交替樁+旋噴樁錨三種無內(nèi)支撐支護形式，綜合對比安全穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)連續(xù)性、環(huán)保、工期與成本等因素。直斜交替樁+旋噴樁錨支護模型替樁噴樁錨直斜交替樁+旋噴樁錨支護剖面坑無內(nèi)支撐關(guān)鍵技術(shù)根據(jù)工程特點，初步設計二級放坡＋懸臂灌注樁＋斜支撐、二級放坡＋雙排懸臂灌注樁和放坡+直斜交替樁+旋噴樁錨三種無內(nèi)支撐支護形式，綜合對比安全穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)連續(xù)性、環(huán)保、工期與成本等因素。坑無內(nèi)支撐關(guān)鍵技術(shù)①初步選型：根據(jù)工程特點，初步設計二級放坡＋懸臂灌注樁＋斜支撐、二級放坡＋雙排懸臂灌注樁和等因素。方案1：二級放坡＋懸臂灌注樁＋斜支撐