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1、无锡苏宁广场工程 深基坑综合施工技术研究综合报告一、项目立项背景无锡苏锡苏 宁广场项场项 目是一个大型城市综综合体项项目，主要用途是集办办公、酒店、商业业、餐饮饮、健身、服务务于一体的多功能建筑，总总建筑面积积314759平米，工程建设单设单 位为为无锡苏锡苏 宁置业业有限公司，施工单单位为为中国建筑一局（集团团）有限公司，设计单设计单 位为为江苏苏省建筑设设计计研究院有限公司。（一）项目简介（一）项目简介一、项目立项背景（一）项目简介（一）项目简介一、项目立项背景工程由南、北塔楼裙房 、地下车库构成;北塔高328m，地上68层 ，主要功能为：办公、 公寓、酒店；南塔高176.65m，地上48
2、 层，主要功能为住宅;裙楼9层，主要功能为： 商业、影院、健身房、 餐饮等。地下室为4层，主要功能 为：车库、人防、酒店 后场、地铁出入口等。北楼最高处328m27-41层酒店式公寓10-25层办公南楼最高处176.65m南 楼 为 公 寓地下为车库及人防43层酒店（二）建筑及结构概况（二）建筑及结构概况一、项目立项背景（三）基坑概况（三）基坑概况北塔最深开挖26.55m南塔最深开挖24.65m普遍挖深19.65m长220m宽88mp土方总量40万m3基坑概况一、项目立项背景（三）基坑概况（三）基坑概况四道支撑梁坑中坑围护桩-6m至-14m为微承压含水层外侧止水帷幕基坑概况1一、项目立项背景（
3、四）地质水文条件（四）地质水文条件层号土层名称层底埋深及平均厚度层底埋深（M）平均厚度（M）2粉质粘土0.80-6.502.543-1粉质粘土4.50-11.104.023-2粉质粘土5.90-13.261.703-3粉土7.60-14.803.974粉质粘土8.30-15.80.875-1粉质粘土2.20-4.2016.495-2粘土夹粉质粘土18.50-24.806.576-1粉质粘土24.70-30.805.586-2粉质粘土26.40-32.501.827-1粉砂34.20-43.408.677-2粉质粘土35.90-42.801.528粉质粘土46.00-51.709.399粉土55
4、.80-60.507.9010粉质粘土59.00-63.402.7711-1粘质夹粉质粘土69.10-73.0010.2511-2粉质粘土72.50-78.503.3211-3粉质粘土78.10-82.305.1812粉细砂111.50-115.4033.22根据本次勘察所揭露的地 层资料分析，拟建场地113.0m 深度范围内地层为第四全新统 、更新统沉积物，主要由粘性 土、粉土、粉细砂等组成，按 其沉积年代、成因类型及其物 理力学性质的差异，可划分为 12个主要层次。结合勘察成果，基坑开挖 深度范围内土层为：坑壁为（1 ）层杂填土、（2）层可硬塑 粉质粘土、（3-1）层可塑粉质 粘土夹粉土、
5、（3-2）层软可 塑粉质粘土、（3-3）层稍中 密粉土、（4）层软可塑粉质 粘土、（5-1）层可硬塑粉质 粘土、（5-2）层硬塑粘土夹粉 质粘土。坑底为（5-2）层硬塑 粘性土。一、项目立项背景（四）地质水文条件（四）地质水文条件一、项目立项背景（五）难点分析（五）难点分析1、本工程基坑面积约为积约为 20000m2，平均开挖深度超过过20m，属超大型深基坑工程。深基坑工程实实施过过程中受到基坑开挖、降水、大气温度变变化、施工动载动载 等不确定因素影响，在高地下水位的软软土地基中开挖如此超深超大规规模的基坑工程具有相当大的施工难难度，存在一定的风险风险 性。2、基坑各专业专业 施工交叉多，相互
6、关联联影响，尤其是土方开挖与内支撑施工交叉配合难难度大，如果组织组织 不好，很容易相互影响，且容易对对支护结护结 构造成损伤损伤 ，加大边边坡变变形。3、本工程地处处无锡锡市中心闹闹市区，周边边道路、建筑物和地下管线线密集，基坑三面邻邻近市政道路，南侧邻侧邻 近市级级保护护建筑，周边环边环 境保护护要求较较高，邻邻近的保护护建筑和市政管线为线为 本工程的重点保护对护对 象，如果基坑出现现渗漏状况不能及时时有效处处理将对对周边边建筑物造成严严重影响。4、本工程共有支撑梁四道，支撑梁混凝土总总量约为约为 16000m3，地下室结结构施工、换换撑施工、支撑梁拆除施工交替进进行，如何合理选择选择 支撑
7、梁拆除工艺艺，提高支撑梁拆除速度，降低拆撑施工对结对结 构施工的影响是本工程施工又一难难点。二、实施总体思路为使本工程快速、高效的完成建设任务，我们投入大量的人力物 力开展技术攻关，根据工程的技术特点和难点，在研究方法上，我们 从前期策划开始抓起，采用大型有限元软件，分析基坑施工过程中基 坑内外土体的变形以及围护结构的变位情况。探讨基坑开挖施工方案 的安全性，并根据计算结果分析提出施工中可能出现的问题及解决方 法，同时对基坑渗漏处理技术、支撑梁爆破技术做简要总结。我们在工程建设中对新技术应用和关键技术的突破与创新， 遵循以下几条思路组织实施工作：技术经验总结工作贯穿施工的全过程； 已有技术的移
8、植利用、多种技术的综合配置和利用； 积极开发和推广应用大型有限元软件对深基坑模拟施工；加大总包管理和现代化管理的力度。 三、主要技术内容（一）（一）深基坑开挖数值模拟1、计算模型本计算中软件采用大型非线性有限元商业软件ABAQUS，该软件 具有丰富的适合岩土工程分析的本构模型及各种单元类型，具有良好 的非线性分析和耦合分析的能力，使它在岩土工程分析领域应用比较 广泛。有限元计算网格三、主要技术内容2、计算参数根据提供的地质勘察报告提供的体层试验数据土体采用Mohr- Coulomb塑性模型描述，围护桩及支撑结构则采用弹性模型。各个 土层的主要计算参数在表中列出：层号土层名称重度 （KN/m3）
9、C(Kpa)()E(Mpa)泊松比2粘土夹粉质粘土19.64419.68.60 0.353粉土夹粉质粘土18.72120.69.64 0.354粉质粘土19.13013.76.26 0.355-1粉质粘土19.74219.88.13 0.355-2粘土夹粉质粘土19.84216.710.34 0.356-1粘土夹粉质粘土19.33818.48.13 0.356-2粉质粘土19.03521.26.16 0.357-1粉砂18.717.618.812.83 0.258粉质粘土夹粉土19.13915.06.97 0.35（一）（一）深基坑开挖数值模拟土层计算参数表三、主要技术内容3、数值模拟分析有限
10、元分析中首先计算有桩状态下初始地应力的平衡，然后按 照实际施工顺序继续分析：第一阶段挖土及第一道支撑施工第二 阶段挖土与第二道支撑施工第三阶段挖土与第三道支撑施工第 四阶段挖土与第四道支撑施工基底与南、北塔电梯井局部开挖。（一）（一）深基坑开挖数值模拟开挖后基坑示意图三、主要技术内容3、数值模拟分析(竖向位移）（一）（一）深基坑开挖数值模拟ABCD基坑开挖后土体变形三、主要技术内容3、数值模拟分析(竖向位移）（一）（一）深基坑开挖数值模拟第一阶段开挖后竖向位移云图第二阶段开挖后竖向位移云图第三阶段开挖后竖向位移云图第四阶段开挖后竖向位移云图第五阶段开挖后竖向位移云图第六阶段开挖后竖向位移云图三
11、、主要技术内容3、数值模拟分析(竖向位移）（一）（一）深基坑开挖数值模拟A-B段基底表面位移曲线三、主要技术内容3、数值模拟分析(竖向位移）（一）（一）深基坑开挖数值模拟开挖完成后C-D段地表竖向位移曲线三、主要技术内容3、数值模拟分析(地面水平位移 ）（一）（一）深基坑开挖数值模拟第一阶段开挖后水平位移云图第二阶段开挖后水平位移云图三、主要技术内容3、数值模拟分析(地面水平位移 ）（一）（一）深基坑开挖数值模拟第三阶段开挖后水平位移云图第四阶段开挖后水平位移云图三、主要技术内容3、数值模拟分析(地面水平位移 ）（一）（一）深基坑开挖数值模拟第五阶段开挖后水平位移云图第六阶段开挖后水平位移云图
12、三、主要技术内容3、数值模拟分析(地面水平位移 ）（一）（一）深基坑开挖数值模拟第一阶段开挖后水平位移云图第二阶段开挖后水平位移云图三、主要技术内容3、数值模拟分析(地面水平位移 ）（一）（一）深基坑开挖数值模拟第三阶段开挖后水平位移云图第四阶段开挖后水平位移云图三、主要技术内容3、数值模拟分析(地面水平位移 ）（一）（一）深基坑开挖数值模拟第五阶段开挖后水平位移云图第六阶段开挖后水平位移云图三、主要技术内容3、数值模拟分析(围护桩变形）（一）（一）深基坑开挖数值模拟基坑开挖后围护桩的变形三、主要技术内容3、数值模拟分析(围护桩变形）（一）（一）深基坑开挖数值模拟桩头竖向位移桩头南北向位移（向
13、北为正）桩头竖向位移（向东为正）三、主要技术内容3、数值模拟分析(围护桩变形）（一）（一）深基坑开挖数值模拟Z1桩水平位移Z2桩水平位移三、主要技术内容3、数值模拟分析(围护桩变形）（一）（一）深基坑开挖数值模拟Z3桩水平位移Z4桩水平位移三、主要技术内容4、合理化建议采用ABAQUS软件通过有限元方法对无锡苏宁广场项目深基坑 开挖支护方案进行了数值分析。重点研究了土层和围护桩的位移情 况，探讨了施工方案的安全性并对施工过程提出建议:（1）基坑开挖过程中整体变形较小，基坑支护开挖的施工 过程总体上是安全的。（2）开挖过程中基坑内部土体隆起较为明显，施工过程中 应该采取有效措施，减小基底隆起。具
14、体措施为：合理安排施工顺 序，分段分时进行开挖，本基坑面积较大，可采用分段开挖后分段 浇筑垫层底板进行施工，以减少基底暴露时间；进行坑内排水工作 ，防止坑内积水。开挖过程中，尤其是第五次开挖中，应密切监测 基坑中部的竖向位移，超过5cm时可采取注浆等方法进行基坑底部 局部土层加固。（一）（一）深基坑开挖数值模拟三、主要技术内容4、合理化建议（一）（一）深基坑开挖数值模拟（3）根据计算基坑周边土体可能出现一定的隆起现象，桩头 也有一定的向上位移。针对这一问题，在开挖过程中采取分时分 段的方法，减少相邻作业区域，总体按先外围后中心的顺序，区 域施工之间应有一定的时间间隔，以便于土体变形稳定。应该在
15、 施工过程中进行密切监测，隆起值达到1cm时减缓基坑中部土体 的开挖，达到3cm时在基坑周围采取堆载等措施，减少隆起的影 响。（4）地表水平位移总体较小，但应该注意东向的水平位移， 基坑西侧转折处以及南侧中部桩头水平位移较大，可以在围护桩 施工时增加该部位的桩径、桩长、配筋和减少间距等，在施工过 程中也应该重点关注，当水平位移达到3cm时采取减缓该部分土 体开挖，桩身锚固，桩周土体加固等措施减少该部分水平位移。三、主要技术内容（二）（二）深基坑施工关键技术1、钻孔灌注桩施工本工程基坑围护灌注桩、竖向支撑立柱桩和结构底工程桩均采用钻孔灌注桩，根据桩的特点，地质勘察报告，以及场地地质、水文情况，经
16、过灌注桩试成孔作业手机的技术参数，采用正循环自然造浆泥浆护壁成孔的施工工艺。选用GPS-300 型和GPF-2000回转工程钻机进行施工。三、主要技术内容（二）（二）深基坑施工关键技术1、钻孔灌注桩施工主要桩桩型如下：围护围护 灌注桩桩：1050、1100、1150，桩长桩长 30.9m36.4m，桩桩 身混凝土强度C30水下，总计总计 467根。深坑围护围护 灌注桩桩：800、桩长桩长 8.65m 10.35m，桩桩身混凝土强度C30水下，总计总计 62根。围护桩及止水帷幕平面布置图三、主要技术内容（二）（二）深基坑施工关键技术1、钻孔灌注桩施工竖竖向支撑立柱桩桩：800、900、1000，桩长桩长 24m64m ，其中利用结结构工程桩桩90根，新增116根，桩桩身混凝土强度C30 水下、C40水下，总计总计 206根。 竖向支撑立柱桩平面布置图三、主要技术内容（二）（二）深基坑施工关键技术1、钻孔灌注桩施工结结构工程桩桩：800、900、1000，桩长桩长 24m64，桩桩身混凝土强度 C40水下，总计总计 110
