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1、软土地基下半逆作施工综合技术中建六局建设发展有限公司宁汇大厦项目部2013/12/16一、 项目简介1.工程概况宁汇大厦项目位于天津市南开区水上公园东路，框剪结构，结构采用8.3m8.3m柱网的梁板结构体系，总建筑面积51970m2，其中地下室三层，地下面积26370m2，基坑轴线平面尺寸为123.45m68m，基坑深度-16.450m，局部深井埋深-18.80m。基坑支护体系采用单排直径1200mm钻孔灌注桩+800mm宽双轮铣水泥土搅拌墙支护体系，沿建筑物四周封闭布置。水平支撑采用钢筋混凝土环梁结构，共设三道，其中第二、三道水平支撑作为正式梁板结构，地下三层局部为人防区域，第一道水平支撑在
2、施工正式楼板前需要拆除。地上包括：二层商业檐高11.70米，及两座主楼，A座12层，檐高50米；B座6层，檐高32.43米。设计标高0.000相当于绝对标高3.700m。本工程地基场地类别：类；属于非液化场地。场地周边紧邻居民楼，其中东侧紧邻博彩公寓，于1999年建成，天然基础形式，上部为砖混结构；北侧紧邻杏园里小区，于1995年建成，天然基础形式，上部为砖混结构；南侧相邻妇儿医院，于2000年建成，桩基础形式，上部为框架结构，周边建筑均无地下室结构。场地内设置2台臂长50m的塔吊，位于2处环梁内，采用格构柱悬挑形式立设。周边环境具体情况及项目地下土层分布如下图：基坑平面图土层剖面、基坑支护、
3、降水井深度关系剖面图2.工程水文地质条件 2.1本工程基坑最深处18.8米，根据业主提供的天津市地质工程勘察院岩土工程勘察报告（详细勘察阶段，工号KC2011P032），土层力学指标主要涉及到1粉质粘土、3粉土、4粉质粘土、粉质粘土、1粉质粘土、2粉土、1粉质粘土。2.2浅层地基土的渗透性1粉质粘土微透水，3粉土弱透水，4粉质粘土微透水， 粉质粘土不透水，1粉质粘土微-不透水，2粉土弱透水，1粉质粘土微透水。2.3场地地层分布及土质特征（1）人工堆积层1杂填土：杂色，呈松散状态，层厚变化较大，层厚为0.504.50米，层底板高程为2.6-1.43米。2素填土：褐色、黄灰色，呈可塑状态，岩性以粘
4、性土为主，夹少量砖屑、植物根，层厚为0.504.10米，层底板高程为-1.961.41米。（2）坑底淤积层淤泥：深色、灰黑色，流塑状态；土质不均，含有机质。该层层厚为0.503.50米，层底板高程为-3.60-0.60米。（3）河床河漫滩相沉积层1粉质粘土：灰黄色，呈可塑软塑状态；土质不均，下部常夹粉土团块。层厚为0.903.90米，层底板高程为-3.71-1.48米。（4）浅海相沉积层1粉质粘土：灰色，流塑状态；土质不均，砂粘交互混杂，夹粉土薄层。层厚为0.807.20米，层底板高程为-9.75-3.34米。3粉土：灰色，呈稍密中密状态；土质不均，岩性以粘质粉土为主，层厚为0.606.60米
5、，层底板高程为-10.31-5.70米。4粉质粘土：灰色，呈软塑、流塑状态；土质不均，砂粘交互混杂，粉质含量较高，层厚为0.705.70米，层底板高程为-11.42-9.54米。（5）沼泽相沉积层粉质粘土：浅灰浅黄灰色，呈软塑、可塑状态；土质均匀。层厚为0.602.70米，层底板高程为-12.58-10.32米。（6）河床河漫滩相沉积层 1粉质粘土：灰黄色，呈可塑状态；土质不均，含少量绣染和姜石，局部夹粉土薄层。层厚为1.105.60米，层底板高程为-17.88-13.15米。 2粉土：灰黄色、褐黄色，湿，呈密实状态；土质不均，含少量绣染和姜石，局部夹粉质粘土和粉砂薄层。层厚为0.806.10
6、米，层底板高程为-19.68-16.11米。（7）河床河漫滩相沉积层1粉质粘土:黄褐色，呈可塑、软塑状态；土质不均，含少量绣染和贝壳，夹粉土团块及微薄层，整体粉质含量较高。层厚为0.404.20米，层底板高程为-21.92-18.77米。2粉砂：褐黄色、黄色，饱和，呈中密密实状态；土质不均，含少量绣染、贝壳碎片，夹粉土薄层。层厚为0.706.00米，层底板高程为-24.18-22.01米。（8）滨海潮汐相沉积层1粉质粘土：灰褐色、灰黄色，呈可塑状态；土质均匀，含少量绣染，局部夹粘土。层厚为0.704.00米，层底板高程为-27.40-23.58米2粉砂：黄色，饱和，呈密实状态；土质不均匀，含少
7、量绣染，局部夹粉土薄层。层厚为0.604.60米，层底板高程为-29.42-25.48米。（9）河床河漫滩相沉积层 1粉质粘土：黄褐色灰黄色，呈可塑状态；土质不均，含少量绣染和姜石。层厚为6.1011.50米，层底板高程为-39.85-33.90米。二、 项目详细内容2.1立项背景天津市位于北纬3834至40l5,东经ll643至ll804之间,地处太平洋西岸环渤海湾边。从市中心区向西北行l37公里即达首都北京。同时，地跨海河两岸，面对太平洋，季风环流影响显著。地下土质主要以淤泥质土、粉土、粉砂及粉质粘土土层为主，为软土地基形式。按照规划用地要求及最终的设计方案，本项目地理位置重要，为超深基坑
8、设计，距离周边建筑物较近，可用场地狭小，垂直运输量较大，软土地基施工不可预见性问题较多。在此种施工环境下，对整体项目设计及施工技术提出更高要求。2.2总体思路和技术方案2.2.1本项目基坑深度最深处达-18.80m，距离周边建筑物较近，地理位置重要，安全文明施工要求高。如何保证基坑支护设计安全性？考虑环保节能，如何减少破除混凝土支撑工程量及减少施工噪音对周边居民的影响？如何控制项目整体造价，从设计技术角度考虑项目经济性？针对这几项主要问题，确定项目支护形式，即：基坑支护体系采用单排直径1200mm钻孔灌注桩+800mm宽双轮铣水泥土搅拌墙支护体系，沿建筑物四周封闭布置。水平支撑采用钢筋混凝土环
9、梁结构，共设三道，其中第二、三道水平支撑作为正式梁板结构，第一道水平支撑在施工正式楼板前需要拆除，整体拆撑量大大减小，项目总投资降低。2.2.2本项目平面可用场地狭小，垂直运输量较大，如何能够利用竖向空间解决场地狭小的问题及如何合理设置垂直运输设备？针对这几项问题，确定从主要出入口向场地内设置两座架空钢筋混凝土栈桥，同时根据建筑物设计位置确定采用悬挑式塔吊基础。2.3关键技术根据上述提出的技术课题，主要施工技术从以下几点进行详述：2.3.1地下施工为“半逆作法”施工 本项目基坑较深，地下共设计三道钢筋混凝土支撑结构，且地下第二、三道支撑结构兼作正式梁板结构。基坑施工顺序为“先自上而下施工环梁外
10、支撑结构，边挖土边施工支撑”，“后自下而上钢筋连接封闭梁板墙柱结构”。墙柱上下甩筋，同时梁板筋水平甩筋，后期进行钢筋连接闭合，施工至地下一层时，栈桥及第一道支撑提前破除。 考虑支撑兼作正式梁板结构，其施工质量应严格按照质量验收规范进行施工，故在支撑结构施工前挖土标高比支撑梁底标高低2.2m左右，然后浇筑垫层，采用满堂架体搭设，支设支撑结构梁板模板。此种方案一方面能够保证支撑结构截面尺寸和外观质量，另一方面能够满足部分梁板墙柱钢筋甩筋接头百分率要求，同时，2.2m高度亦便于工人后期操作拆模。支撑结构施工照片如下：2.3.2平面可利用场地狭小，利用竖向空间进行科学合理布置1.现场施工道路拓宽设计本
11、项目基坑外围止水帷幕墙距离可用地界线最窄处2.5米宽，考虑现场环形道路方便人员及部分小型车辆进出，利用在水泥土搅拌墙及支护桩上方增加环形道路宽度。同时，利用第一道支撑腰梁设置一圈混凝土挡水墙，上面设置定型防护栏杆。在挡水墙上方设置300mm高导墙与地面混凝土连通，扩宽路面，导墙上方设置定型化防护栏杆2.栈桥设置空间自出入口向南北环梁中心设置两座架空钢筋混凝土栈桥。主要进行材料存放、倒运、钢筋加工、渣土车辆进出、混凝土象泵架设，每个栈桥由12根钢格构柱作为竖向支撑，钢支撑之间采用钢梁加固焊接，栈桥设计荷载为3t/m2。完成效果照片如下：象泵及罐车停放浇筑混凝土3.塔吊基础设计本项目垂直运输量较大
12、，考虑到基坑较深，且整体施工为半逆作法施工，塔吊立设应在正式土方开挖前安装完成，项目选用两台QTZ63塔吊，标准节尺寸1.6m1.6m2.5m。塔吊的桩基础均设置在基坑内。1#塔设置在A座塔楼外侧；2#塔设置在B座塔楼外侧。实现全部基坑面积覆盖率超过95%。考虑基坑深度及塔吊基础施工成本，采用四桩承台悬挑基础形式，悬挑部分采用钢格构柱式，塔吊基础采用C35钢筋混凝土承台，承台底面格构柱悬空约16.05m，承台平面尺寸5m5m1.5m。根据岩土勘察报告，塔吊混凝土灌注桩设计桩顶标高为-16.3m，桩底标高为-40.35m，进入111粉质粘土层，矩形格构柱锚入钢筋混凝土桩2.5m，格构式钢柱长为1
13、9.55m。其中钢筋混凝土灌注桩桩身采用C30(微膨胀)混凝土。格构柱分肢材料采用L16014mm角钢，缀板为35030010mm钢板，钢材选用Q235B，格构式钢柱的截面边长a=400mm，缀板间净距为500mm，格构柱锚入承台混凝土600mm。四根格构柱间采用拉杆L12012角钢连接，作为水平和斜向系杆，水平剪刀撑系杆3m一道，斜向系杆交叉布置。整体塔基钢格构式外刷2遍防锈油漆，后期拆除后可回收重复利用，降低施工成本。塔吊基础示意图如下：4.地下室外墙距离支护桩较近及人防部位的施工技术基坑四周支护桩与地下室外墙理论净空尺寸400mm，支护桩施工完成后大多数外截面突出，按常规地下室外墙双面支
14、模无法施工，故地下墙体采用整体逆作法单面支模施工，即先行施工外墙防水，再进行外墙单面支模，最后进行混凝土浇筑。施工楼板时预埋好地锚钢筋。人防区域外墙施工为保证其密闭性，考虑到后期外墙混凝土浇筑，沿外墙（腰梁）周圈按照间距1.5m预留外墙混凝土浇筑导管，导管间采用3004mm止水钢板双面焊接，保证其密闭性。同时，二、三道支撑墙、柱提前向下甩筋与下部结构墙柱钢筋连接的垂直度控制的精准要求非常高，需要精确的测量定位及多次的复核。人防密闭空间预留砼浇筑导管并焊接止水钢板地下室外墙与支护桩净距400mm外墙砼浇筑导管预留支撑梁与主体结构梁板同时浇筑5.地下室外墙防水施工技术地下墙体距离支护桩很近，理论尺
15、寸只有400mm，按常规设计做法无法正常施工外墙防水，故结合现场实际情况，采用“外墙逆作法”施工，即外墙防水利用支护桩先行施工，支护桩桩身及桩间砌砖抹灰找平做防水，之后，进行外墙钢筋连接、单侧支模利用预埋导管浇筑混凝土，示意图如下：支护桩间隙砌筑页岩砖6.地下室人防部位预留预埋封闭技术措施1）本工程地下第二、三道支撑兼作正式框架梁板结构，后期不做破除处理。人防区域位于地下室三层，共4996平米，按照整体施工顺序，应先行施工支撑结构后，即2处环梁及环梁以外的支撑梁板结构，对需要提前插筋部位按设计要求做好插筋，再进行环梁内梁板结构后补施工。第二、三道支撑两个环梁先行施工的部分位置与地下三层人防结构部分密闭房间位置冲突，如不采取有效措施将导致环梁施工完成后部分人防要求的防护密闭房间不能保证其密闭要求。针对人防与支撑结构冲突问题，计划以“支撑先做，人防密闭房间结构预留插筋、设置导墙并留设止水钢板”原则进行施工，
