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上海**金融中心基坑工程施工案例（10594） 1．案例背景 上海**金融中心位于作為亞洲國際金融中心而倍受矚目的上海市**新區(qū)***金融貿(mào)易中心區(qū)Z4-1街區(qū)，西側(cè)與**大廈相距僅40米，北側(cè)緊鄰**交通干線世紀(jì)大道，是一幢以辦公為主，集商貿(mào)、賓館、觀光、展覽及其他公共設(shè)施于一體的大型超高層建筑。塔樓地上101層，地面以上高度為492m，地下3層，地塊面積30000m2，建筑占地面積14400m2，總建筑面積377300m2。 上海**金融中心地下三層，地上裙樓6層，塔樓101層，高492m。地下室基坑平面呈不規(guī)則四邊形，長(zhǎng)約200m，寬108～120m，基坑周長(zhǎng)614.1m，面積約22468m2，大面積開挖深度17.85～19.85m。地下室由上到下層高依次為5.5m，5.25m，6.5m。 本工程為樁筏板基礎(chǔ)，φ700鋼管樁，塔樓底板厚4.5m，裙樓底板厚2m,局部厚2.5m。塔樓地下結(jié)構(gòu)體系為框筒鋼筋混凝土鋼結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)，裙樓地下結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架無梁板結(jié)構(gòu)。裙樓地下室外墻采用“兩墻合一”的地下連續(xù)墻,地下室結(jié)構(gòu)采用逆作法施工。 擬建場(chǎng)區(qū)位于長(zhǎng)江三角洲沖積平原，地貌形態(tài)單一，地形平坦，場(chǎng)地絕對(duì)標(biāo)高一般在3.31～4.04m之間，地基土層屬軟弱場(chǎng)地土，均屬于第四系河口～濱海相、濱?！珳\海相沉積層，主要由飽和的粘性土、粉性土、砂土組成。 第①層 為填土層，土質(zhì)不均勻，結(jié)構(gòu)松散。 第②層 為粘土夾粉質(zhì)粘土，厚度0.6m～2.2m，層底標(biāo)高0.05m～1.37m，軟塑狀，含水量36.1%。 第③層 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，厚度3.10m～5.20m，層底標(biāo)高-1.9m～-4.09m，灰色飽和軟塑—流塑狀。 第④層 為淤泥質(zhì)粘土，厚度9.50m～11.20m，層底標(biāo)高-12.69m～-13.99m，灰色飽和軟塑—流塑狀。 第⑤層 為粉質(zhì)粘土，厚度5.70m～9.40m，層底標(biāo)高-19.05m～-23.07m，灰—褐灰色飽和很濕軟塑。 第⑥層 為粉質(zhì)粘土，厚度2.3m～5.40m，層底標(biāo)高-23.88m～-25.37m，暗綠色，濕，硬塑—可塑。 第⑦層 為砂質(zhì)粉土、粉細(xì)砂，厚度26m～40.70m，草黃色飽和，中密、密實(shí)。 場(chǎng)地地下水屬于潛水類型，水位在地面以下0.5m～0.6m。第7-1層砂質(zhì)粉土夾粉細(xì)砂為上海第二層含水層，土方開挖至坑底時(shí)土體自重小于承壓水壓力。 2. 工程主要施工特點(diǎn) 2.1基坑支護(hù)技術(shù)難度大 基坑面積大，開挖深：本工程地下室三層，基坑周長(zhǎng)614.1m，面積達(dá)22468m2，大面積開挖深度17.85～19.85m，塔樓電梯井深坑面積1946m2，開挖深度達(dá)25.85m，屬于大型超深基坑工程。 地質(zhì)條件差：基坑開挖范圍內(nèi)第三層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和第四層淤泥質(zhì)粘土均為飽和軟塑—流塑狀態(tài)，第七層土位承壓水含水層，承壓水非常豐富且承壓水頭高，若不采取有效措施，承壓水可能擊穿基坑底板，造成突涌，從而引起基坑失穩(wěn)。 周邊環(huán)境條件復(fù)雜：擬建工程西側(cè)為東泰路，和**大廈相距40m；北側(cè)為市政主干道世紀(jì)大道，地面下有正在營(yíng)運(yùn)的R2線地鐵隧道和銀城地道；東側(cè)和南側(cè)為規(guī)劃用地和銀城南路。周邊地下管線眾多，敷設(shè)有φ600的浦東上水管、通訊溝、排污管等。**大廈物業(yè)管理公司對(duì)基坑開挖施工也非常關(guān)注，并聘請(qǐng)了專業(yè)的監(jiān)測(cè)人員對(duì)道路及基坑的變形進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)。 2.2地下連續(xù)墻施工困難 由于本工程地下連續(xù)墻直接作為地下室外墻，因此對(duì)地下連續(xù)墻身質(zhì)量和定位精度要求非常高，且有三分之一的地下連續(xù)墻內(nèi)側(cè)不設(shè)內(nèi)襯墻直接作為地下室外墻，設(shè)計(jì)要求地下室外墻防滲等級(jí)為一級(jí)。 由于地下連續(xù)墻通過的第③層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、第④層為淤泥質(zhì)黏土，土質(zhì)條件差，呈流態(tài)和半流態(tài)，強(qiáng)度低，且本工程?hào)|西向有一個(gè)寬約15～30m，深約6～8m的暗浜。第⑦層為密實(shí)的砂質(zhì)粉土、粉細(xì)砂，強(qiáng)度高，掘進(jìn)難，且粉細(xì)砂成槽難度大。 2.3地下室采用逆作法施工 從節(jié)省工期和更加有利地保護(hù)周邊環(huán)境的安全考慮，裙房地下室采用逆作法施工,但由于本工程的結(jié)構(gòu)特殊性，大量樓板躍層或者缺失，在逆作法施工時(shí),必須設(shè)置大量的臨時(shí)支撐構(gòu)件,給土方開挖和逆作法施工增加了難度。 2.4土方開挖量大 本工程土方量達(dá)25.63萬m3，工程量特別大，土方開挖期間對(duì)保證周邊環(huán)境安全及逆作施工安全有很高要求。采用逆作法施工給土方開挖帶來了難度，同時(shí)由于獨(dú)特的地理位置給土方外運(yùn)等交通組織帶來了困難。 2.5工期緊，施工場(chǎng)地狹窄 該工程工期較緊，合同總工期僅41個(gè)月，裙樓施工不得占用關(guān)鍵工期，因此塔樓和裙樓同步立體交叉施工，施工區(qū)域的協(xié)調(diào)非常關(guān)鍵。 3．案例分析 3.1基坑支護(hù)技術(shù) 為滿足該工程非常緊張的合同工期，同時(shí)有效保護(hù)基坑周邊環(huán)境，工程采取塔樓順作，裙樓逆作的施工工藝，即采用地下連續(xù)墻臨時(shí)圍堰將塔裙樓隔開，塔樓先期施工，順作施工至1FL后，裙樓開始由1FL往下逆作法施工，分層分段拆除臨時(shí)圍堰后和圍堰內(nèi)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。 3.1.1塔樓基坑支護(hù)技術(shù) 塔樓基坑面積7855m2，采用直徑100m的圓形地下連續(xù)墻做臨時(shí)圍堰，內(nèi)側(cè)設(shè)置三道鋼筋混凝土圍檁，坑內(nèi)不設(shè)支撐。地下墻厚1m，深29.5m，底部插入⑦1層砂質(zhì)粉土。接頭采用圓形鎖頭管接頭。塔樓區(qū)電梯井深坑采用φ800@1000鉆孔灌注樁，有效樁長(zhǎng)12.25m。外側(cè)旋噴樁止水加固，水平向設(shè)置二道鋼支撐。 塔樓采用圓形臨時(shí)圍堰，形成圓形圍護(hù)體系，在沒有任何內(nèi)支撐的情況下，對(duì)基坑變形控制相當(dāng)出色。圓拱效應(yīng)下圍護(hù)結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮了混凝土材料的抗壓性能，大大方便了基坑施工，縮短了施工工期。 基坑圍護(hù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，挖土施工至大底板底，圓形地墻的最大變形量為30.1mm，與設(shè)計(jì)計(jì)算的28.32mm非常接近，滿足本工程周邊環(huán)境變化要求。 由于塔樓部分基坑工程無內(nèi)支撐，大大方便了土方開挖、材料運(yùn)輸及施工。從基礎(chǔ)深坑開挖開始，75天完成含電梯井深坑底板結(jié)構(gòu)，105天完成地下三層非常復(fù)雜的地下室鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)。 3.1.2裙樓基坑支護(hù)技術(shù) 裙樓采用逆作法施工。裙樓基坑面積14613m2，采用地下墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)兼做地下室外墻，墻厚1m、1.2m，地下墻有效深度32m～34m，插入⑦1層砂質(zhì)粉土，采取墻底注漿加固。地下墻各單元槽鍛間采用楔形鎖頭管接頭，外側(cè)劈裂注漿加固?？觾?nèi)被動(dòng)區(qū)格柵式φ650SMW攪拌樁加固。利用永久結(jié)構(gòu)的樓板梁兼做本工程基坑水平支撐，豎向荷載通過一柱一樁傳遞至工程樁，局部樓板缺失處（如車道、下沉式廣場(chǎng)）設(shè)置臨時(shí)支撐和加強(qiáng)圈梁，使其與結(jié)構(gòu)梁板共同形成水平支撐體系。由于地下三層層高較高，裙樓底板采用中心島施工法，在基坑周邊設(shè)置拋撐，再施工環(huán)島區(qū)。 3.2土方開挖技術(shù) 3.2.1塔樓基坑土方開挖施工技術(shù) A．圓形圍堰的土方開挖施工 塔樓基坑土方開挖時(shí)在圓形圍堰均勻設(shè)置四個(gè)土方開挖平臺(tái)，基坑的土通過坑內(nèi)小型挖土機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到平臺(tái)下方，再通過設(shè)置在挖土平臺(tái)上的長(zhǎng)臂挖土機(jī)或吊斗式挖機(jī)，將土裝車運(yùn)出場(chǎng)外。 B．電梯井深坑土方開挖施工 電梯井深坑面積達(dá)1946m2，周長(zhǎng)210m，挖深達(dá)25.85m，為超深基坑。基坑開挖至大面積底板底后，表面澆筑加強(qiáng)墊層，墊層加厚到500mm，且內(nèi)配加強(qiáng)鋼筋再繼續(xù)開挖電梯井深坑。電梯井深坑采用鉆孔灌注樁圍護(hù)，樁外攪拌樁止水帷幕，設(shè)兩道鋼支撐對(duì)撐。由于開挖較深，且緊鄰上海**大廈，該部位土方開挖為本工程的重點(diǎn)。 塔樓電梯井深坑施工按“先進(jìn)行深坑部位挖土及鋼支撐安裝施工，然后進(jìn)行深坑部位第一次底板結(jié)構(gòu)施工（其標(biāo)高為：－21.690～－16.950）；再進(jìn)行深坑部位兩端淺坑的挖土施工及深坑底板結(jié)構(gòu)第二次混凝土澆筑施工（包括淺坑底板結(jié)構(gòu)，其標(biāo)高為：－16.950～－14.350）；最后進(jìn)行大面積底板結(jié)構(gòu)施工（其標(biāo)高為：－14.350～－9.650）”組織施工。將塔樓底板以絕對(duì)標(biāo)高－16.950和－14.350m為界分為三個(gè)施工層進(jìn)行施工。每層土由坑內(nèi)挖機(jī)挖出，轉(zhuǎn)至挖土平臺(tái)下，然后通過布置在平臺(tái)上的挖機(jī)將土裝車運(yùn)出現(xiàn)場(chǎng)。 深坑挖土施工準(zhǔn)備：檢查基坑內(nèi)外的所有降壓井是否工作正常，并準(zhǔn)確了解當(dāng)前的承壓水水頭標(biāo)高是否滿足深坑土方開挖要求；做好柴油發(fā)電機(jī)備用電源應(yīng)急準(zhǔn)備工作，通過實(shí)習(xí)操作以保證挖土施工過程中如果突然斷電可在最短時(shí)間內(nèi)接通備用電源持續(xù)抽水；做好各種安全應(yīng)急預(yù)案所必須的材料、設(shè)備。 土方開挖的技術(shù)要求：土方開挖的順序、方法必須與設(shè)計(jì)工況一致，并遵循“先撐后挖，分層分段、留土護(hù)壁，嚴(yán)禁超挖”的原則，將基坑開挖造成周圍設(shè)施的變形控制在允許的范圍內(nèi)；土方開挖應(yīng)在降水及坑內(nèi)支撐設(shè)置達(dá)到要求后進(jìn)行。開挖應(yīng)分層分段進(jìn)行，每層深度不大于2.0m，并及時(shí)施工斜坡加筋混凝土墊層。嚴(yán)禁超設(shè)計(jì)標(biāo)高開挖。坑底應(yīng)保留200mm厚基土，采用人工挖除整平，并防止坑底土擾動(dòng)。砼墊層應(yīng)隨挖隨澆，必須在見底后24小時(shí)內(nèi)澆筑完成，以減少基坑暴露時(shí)間和墻體變位；施工機(jī)械不得直接在圍護(hù)、支撐上進(jìn)行挖土操作。嚴(yán)禁挖土機(jī)械碰撞工程樁、支撐和井點(diǎn)；土方開挖過程中，應(yīng)盡量縮短基坑無支撐暴露時(shí)間。第三次土方開挖必須在鋼支撐安裝完畢且圍檁砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后方可進(jìn)行；隨挖土進(jìn)程及時(shí)派勞動(dòng)力進(jìn)行樁頭割除工作，以使挖土順利進(jìn)行；基坑邊嚴(yán)禁大量堆載，地面荷載應(yīng)控制再20KN/m2以內(nèi)，并嚴(yán)格控制不均勻堆載?？油馔谕翙C(jī)械運(yùn)行部位在工程樁頂覆土300mm，并鋪設(shè)路基箱擴(kuò)散壓力；本基坑工程鄰近世紀(jì)大道道口，周圍環(huán)境復(fù)雜、保護(hù)要求高。土方開挖工程的施工，應(yīng)實(shí)行信息管理和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，確保工程和周圍環(huán)境；深坑挖土施工過程中如果遇到降雨天氣時(shí)，必須在深坑周圍設(shè)置臨時(shí)圍堰，防止周圍大面積墊層面雨水流入深坑，降低坑內(nèi)土體強(qiáng)度，影響挖土施工和基坑的安全穩(wěn)定性。同時(shí)必須在坑內(nèi)設(shè)置若干個(gè)集水井采取明排水措施，及時(shí)將坑內(nèi)的積水抽出基坑。 3.2.2裙樓基坑土方開挖技術(shù) 塔樓底板完成后插入裙樓基坑圍護(hù)工程，塔樓完成1FL，裙樓分四區(qū)及車道區(qū)由上往下逆作施工，分層分段爆破拆除臨時(shí)圍堰，對(duì)接主樓。，每區(qū)先進(jìn)行土方開挖，再施工對(duì)應(yīng)的水平結(jié)構(gòu)，依次交叉向下施工至底板，再從下向上依次順作施工豎向結(jié)構(gòu)。水平結(jié)構(gòu)施工完畢由下向上順作施工豎向結(jié)構(gòu)，封閉出土口，完成裙樓地下結(jié)構(gòu)。 為了保證基坑裙樓基坑和塔樓圍堰的平面的穩(wěn)定，裙樓土方開挖分四區(qū)對(duì)稱進(jìn)行。 每區(qū)設(shè)3～4個(gè)取土口，土方采取分層盆式開挖，開挖深度同層高，坑邊留土護(hù)壁。利用常規(guī)模板滿堂腳手架支撐體系施工水平結(jié)構(gòu)，同時(shí)兼做基坑水平支撐，結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度85％后進(jìn)行下一層土方開挖和結(jié)構(gòu)施工，依次交叉向下施工至底板層。底板先施工中心島區(qū)，在底板上向圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置拋撐，再進(jìn)行環(huán)島區(qū)土方開挖及底板施工。 3.3降水技術(shù) 該工程土方開挖范圍涉及上海第⑦層承壓水層，承壓水頭埋深為5.75～6.0m。降水成功與否是本工程基坑施工的關(guān)鍵。 根據(jù)該工程前期單井抽水試驗(yàn)情況得出的各相關(guān)參數(shù)，通過降水模擬計(jì)算，在塔樓施工階段圍堰外布置14口降壓水井。挖土至-10.5m后，開啟3口承壓水井，隨著挖土加深，施工至大面積底板底，增開至5口，電梯井深坑開挖階段增開至7口。每口井的抽水流量約為48噸/小時(shí)。抽出的水通過沿圍檁設(shè)置的400600排水明溝排向市政管網(wǎng)。 裙樓基坑工程施工時(shí)，根據(jù)塔樓承壓水的施工經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)計(jì)算利用原塔樓的降壓水井能滿足裙樓施工需求。裙樓分區(qū)施工，挖土至-10.5m后，開始開啟承壓水井，隨著挖土加深，承壓水井開啟數(shù)量逐步加大，最終開啟了5口。由于裙樓主體結(jié)構(gòu)施工，沿承壓水井布置的排水管網(wǎng)已被破壞，直接在首層結(jié)構(gòu)面布設(shè)采用軟管，將水送至市政管網(wǎng)。 在降壓水井運(yùn)行階段，采用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)土體承壓水水位標(biāo)高，實(shí)時(shí)調(diào)整開啟降水井?dāng)?shù)量及分布，保證水頭壓力低于土體壓力。在保證基坑穩(wěn)定、土方開挖安全的前提下，盡可能減少抽水量，將降水對(duì)周邊環(huán)境的影響降至最低。 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明：塔樓降壓水井運(yùn)行階段對(duì)周邊環(huán)境影響非常大，特別是開啟承壓水井的1～2天，周邊管線明顯快速沉降，之后趨于穩(wěn)定，沉降速度減緩。開啟7口承壓水井時(shí)，影響范圍很大，甚至影響到距離塔樓基坑邊緣70m遠(yuǎn)的***環(huán)路立交，隨著水位下降，地下管線、立交保持這較快的沉降速率。相對(duì)于塔樓來說，裙樓降壓水井設(shè)置在坑內(nèi)，開啟數(shù)量大幅減少。存在一道地下墻，降承壓水引起周邊環(huán)境的影響程度也遠(yuǎn)小于塔樓區(qū)施工期間。但由于裙樓施工工期較長(zhǎng)，降壓水井運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，周邊環(huán)境累計(jì)影響還是較大的。世紀(jì)大道上水管最大沉降達(dá)92.4mm。 本工程承壓水頭壓力變化對(duì)基坑本身和周邊環(huán)境均有很大的影響，尤其對(duì)周邊環(huán)境的影響超過對(duì)基坑本身的影響，但對(duì)其周邊環(huán)境影響在一定程度范圍內(nèi)是可逆轉(zhuǎn)的，只要控制得當(dāng)，可有效減小對(duì)周邊環(huán)境的負(fù)面影響。降壓水井設(shè)置在坑內(nèi)，對(duì)周邊環(huán)境影響遠(yuǎn)小于設(shè)置在坑外的，降水效果也要好的多。只要封井措施得當(dāng)，降壓水井設(shè)置在坑內(nèi)是可行的。 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)停止抽水10分鐘，水位即能恢復(fù)80％，影響工程基坑安全，故現(xiàn)場(chǎng)降水需配備雙電源，確保現(xiàn)場(chǎng)降水井運(yùn)行通暢。 3.4逆作法施工技術(shù) 臨時(shí)圍堰內(nèi)的塔樓結(jié)構(gòu)出地面層后，裙房開始正式進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)工程的逆作法施工。 工況一：周邊地下連續(xù)墻施工（圍堰內(nèi)底板完成且承壓水井關(guān)閉后開始插入施工）。 工況二：新增立柱樁施工。 工況三：坑內(nèi)三軸水泥土攪拌樁加固。 工況四：打設(shè)真空深井泵疏導(dǎo)地下水，布設(shè)承壓水減壓井及觀測(cè)井，進(jìn)行降水施工。 工況五：五個(gè)區(qū)域分別按水平施工段劃分先后進(jìn)行第一次挖土，各區(qū)挖土由主樓圍堰向裙樓連續(xù)墻退挖，土方開挖至0.00m(為吳淞高程，下同)，隨挖土過程中澆筑混凝土墊層。 工況六：爆破拆除0.00m以上塔樓臨時(shí)圍堰墻和圍檁，利用常規(guī)鋼管滿堂腳手架體系進(jìn)行首層樓板施工，并與塔樓首層樓板連接，結(jié)構(gòu)開口處和后澆帶設(shè)置臨時(shí)鋼支撐。 工況七：待首層結(jié)構(gòu)樓板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆除首層樓板模板支架進(jìn)行第二次挖土，土方采用盆式開挖，周邊留土平臺(tái)寬10m，1：2放坡，平臺(tái)面標(biāo)高為-1.70m，坡底標(biāo)高－4.30m，真空深井降至地下二層樓板底。第二次爆破主樓臨時(shí)圍墻及圍檁。 工況八：搭設(shè)常規(guī)滿堂腳手架體系施工地下二層頂板施工，并與塔樓區(qū)地下二層頂板連接，結(jié)構(gòu)開口處和后澆帶設(shè)置臨時(shí)鋼支撐。 工況九：待地下二層頂板結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆除支架，進(jìn)行第三次挖土，采用盆式開挖，周邊留土平臺(tái)10m，1：2放坡，盆頂標(biāo)高-6.05m，盆底標(biāo)高-7.85m，爆破拆除-6.95m以上主樓圍護(hù)墻及圍檁，隨挖土進(jìn)程澆筑混凝土墊層，真空深井泵降至底板底部。 工況十：常規(guī)滿堂腳手架體系施工地下三層頂板施工，并與塔樓區(qū)地下三層頂板連接，結(jié)構(gòu)開口處和后澆帶設(shè)置臨時(shí)支撐。 工況十一：地下三層頂板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆除模板支架，進(jìn)行第四次挖土。東西車道區(qū)域分層開挖至標(biāo)高-11.00 m，拆除-11.00 m 以上主樓圍護(hù)墻和圈梁和最下一道圍檁，并設(shè)置東西向-10.55m臨時(shí)鋼支撐。南北圍護(hù)墻周邊10米寬范圍內(nèi)留土，并以1：2坡度放坡，坡頂標(biāo)高-9.00 m，坡底標(biāo)高-11.00 m。中心島區(qū)域采用二級(jí)放坡挖土，坡頂標(biāo)高-11.00 m，留土寬度5m，放坡坡底即為坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高-13.85 m，其余區(qū)域土方分層開挖至-13.85 m坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高。拆除主樓圍墻和圍檁。隨挖土進(jìn)程澆筑混凝土墊層，開挖超深部位土方。 工況十二：施工裙房中心島底板并與主樓底板設(shè)置后澆帶及臨時(shí)支撐。 工況十三：待底板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，抽條開挖周邊護(hù)土至拋撐底和圍檁底并設(shè)置地下墻圍檁及拋撐。 工況十四：進(jìn)行第六次挖土至-13.85 m坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高，并隨挖土進(jìn)程澆筑混凝土墊層。 工況十五：澆搗環(huán)島區(qū)底板混凝土并與中心島混凝土底板結(jié)構(gòu)連接。 工況十六：從下向上施工豎向結(jié)構(gòu)及拆除局部水平施工洞口支撐，恢復(fù)水平結(jié)構(gòu)。 工況十七：轉(zhuǎn)入裙房地上結(jié)構(gòu)施工，拆除施工棧橋及多余的臨時(shí)豎向支撐。 結(jié)合工程的實(shí)際，科學(xué)部署，合理安排施工順序是逆作法工程順利實(shí)施的關(guān)鍵。本工程遵循“對(duì)稱、均衡、分層”施工原則，平面上分五區(qū)跳倉施工，豎向土方分五層開挖，土方開挖與結(jié)構(gòu)施工依次交叉向下施工至底板層。底板先施工中心島區(qū)，在底板上向圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)置拋撐，再進(jìn)行環(huán)島區(qū)土方開挖及底板施工。 每個(gè)施工區(qū)合理布設(shè)3～4個(gè)取土口，坑內(nèi)采用小型挖機(jī)挖土、轉(zhuǎn)土至取土口，利用大型長(zhǎng)臂挖機(jī)挖至運(yùn)輸車，大大加快土方出土速度。挖土采用盆式挖土、坑邊留土護(hù)壁，每層挖土同層高，由塔樓側(cè)向基坑邊退挖，便于結(jié)構(gòu)施工的同時(shí)，減小基坑變形。臨時(shí)圍堰采取水平向爆破拆除，即保證塔樓永久結(jié)構(gòu)安全，又加快施工工期。水平結(jié)構(gòu)施工采用直接在墊層上搭設(shè)常規(guī)滿堂腳手架支撐體系施工，施工時(shí)預(yù)留豎向結(jié)構(gòu)插筋。底板完成后進(jìn)行從下向上進(jìn)行豎向結(jié)構(gòu)順作施工和車道、取土口施工。 裙房地下室逆作有效保護(hù)了基坑周邊環(huán)境，且為施工現(xiàn)場(chǎng)提供大量施工材料堆場(chǎng)、材料運(yùn)輸通道，確保塔樓施工工期。利用永久結(jié)構(gòu)水平梁板體系作為基坑水平支撐，節(jié)約工程造價(jià)。但同時(shí)也增加挖土和結(jié)構(gòu)施工的難度。 該工程裙樓基坑近似四邊形，長(zhǎng)約200m，寬108～120m，若采用常規(guī)地下墻支護(hù)，內(nèi)四道設(shè)置水平，根據(jù)***地區(qū)工程施工經(jīng)驗(yàn)，地下墻的變形量一般為80～120mm。該基坑圍護(hù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，地下墻變形量一般為50～70mm，個(gè)別達(dá)到81.5mm，有效減小對(duì)周邊環(huán)境的影響。 裙樓地下室逆作幾乎不影響塔樓施工工期。裙樓地下室逆作為主樓提供大面積的材料堆場(chǎng)及材料運(yùn)輸通道，裙樓地下結(jié)構(gòu)施工完畢，塔樓已施工至60層，有效確保了本工程的整個(gè)工期。 利用永久結(jié)構(gòu)各層水平樓板作為基坑工程圍護(hù)支撐，降低造價(jià)。與工程順作施工比較，逆作法施工省了圍護(hù)支撐，增加豎向臨時(shí)鋼格構(gòu)柱，增加土方開挖及結(jié)構(gòu)施工難度。經(jīng)與類似工程順作法施工比較，逆作法施工總造價(jià)降低約6％左右，工期基本相當(dāng)。 土方開挖時(shí)不僅要考慮疏干井將土體內(nèi)含水疏干，還要阻止坑外水進(jìn)入坑內(nèi)。在1FL各個(gè)洞口邊砌筑200mm高擋水坎。每區(qū)土方開挖要考慮土體“時(shí)空效應(yīng)”組織力量集中搶挖，及時(shí)封閉墊層，墊層厚度適當(dāng)加厚。在墊層搭設(shè)滿堂腳手架需鋪設(shè)跳板。拋撐及拋撐圍檁采用抽條開挖，在土胎膜上鋪設(shè)廢模板，澆筑拋撐和拋撐圍檁。任何情況下，每層土方開挖后也要及時(shí)施工相應(yīng)的樓層結(jié)構(gòu)，春節(jié)期間要安排得當(dāng)，每層土方不挖，基坑是穩(wěn)定的。水平結(jié)構(gòu)施工時(shí)，預(yù)留豎向結(jié)構(gòu)插筋，用SA級(jí)鋼筋連接套筒，最大限度降低鋼筋預(yù)留長(zhǎng)度，減少挖土施工對(duì)預(yù)留鋼筋的破壞。 3.5塔樓和裙樓沉降差異協(xié)調(diào)技術(shù) 該工程塔裙樓高差達(dá)95層，地下結(jié)構(gòu)不留沉降縫，設(shè)計(jì)通過每層塔裙樓之間留設(shè)后澆帶來協(xié)調(diào)兩者之間的沉降差異。后澆帶寬2～3m，沿塔樓環(huán)形布置，后澆帶中間布置對(duì)撐鋼梁的柔性傳力帶，既能確保裙樓基坑水平支撐力有效傳遞至主樓，又能有效協(xié)調(diào)塔裙樓之間的沉降差異，避免底板產(chǎn)生沉降裂縫。設(shè)計(jì)要求，根據(jù)塔裙樓沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，塔裙樓沉降趨于穩(wěn)定，方可封閉后澆帶，且塔樓至少施工至50F。 該工程裙樓地下室施工至底板時(shí)，塔樓施工至32層，塔樓最大沉降25.31mm。各層后澆帶開始封閉時(shí)，塔樓施工至68層，最大沉降38.55mm，此時(shí)裙樓最大沉降3mm。塔樓施工至100層時(shí)，塔樓最大沉降98.34mm，裙樓最大沉降36mm。與理論計(jì)算相比，塔樓沉降值較接近，裙樓差距較大，裙樓未出現(xiàn)反拱現(xiàn)象。 后澆帶削弱了承擔(dān)水平力作用的各層樓板整體剛度，加大了圍護(hù)體的變形總量，使得該工程相對(duì)于其他逆作法工程的變形稍大。 3.6基坑工程監(jiān)測(cè)信息化技術(shù) 深基坑工程信息化監(jiān)測(cè)是基坑施工安全的有力保證。本工程位于浦東新區(qū)***金融貿(mào)易開發(fā)區(qū)，城市地下管線復(fù)雜，周圍建構(gòu)筑物均為重要性標(biāo)志建筑，監(jiān)測(cè)工作必須按一級(jí)基坑的變形控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)施。 主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容為：⑴ 地下連續(xù)墻墻頂位移及沉降；⑵ 地下墻測(cè)斜、墻外土體測(cè)斜；⑶ 地墻鋼筋應(yīng)力監(jiān)測(cè)(包括豎向、環(huán)向)；⑷ 地墻混凝土應(yīng)力監(jiān)測(cè)(環(huán)向)；⑸ 地墻墻側(cè)土壓力監(jiān)測(cè)；⑹ 周邊地面沉降；⑺ 頂圈梁、圍檁鋼筋應(yīng)力監(jiān)測(cè)；⑻ 頂圈梁、圍檁混凝土應(yīng)力監(jiān)測(cè)；⑼ 鋼立柱沉降及軸力監(jiān)測(cè)；⑽ 基坑坑底土體回彈監(jiān)測(cè)；⑾ 孔隙水壓力監(jiān)測(cè)；⑿ 鄰近建、構(gòu)筑物沉降和傾斜觀測(cè)；⒀ 周邊地下管線的垂直和水平位移監(jiān)測(cè)。⒁ 塔樓區(qū)電梯井深坑圍護(hù)體頂端沉降和位移監(jiān)測(cè)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移監(jiān)測(cè)，塔樓區(qū)電梯井深坑支撐應(yīng)力測(cè)試。通過對(duì)工程施工過程中進(jìn)行全天候24小時(shí)監(jiān)測(cè)，并及時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。全面掌握基坑工程及周邊環(huán)境的安全狀態(tài)及變化趨勢(shì)。遇到數(shù)據(jù)報(bào)警，增加監(jiān)測(cè)頻率，實(shí)時(shí)通報(bào)，繪制變化趨勢(shì)圖，信息化指導(dǎo)施工，及時(shí)調(diào)整施工工序，必要時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，確?；臃€(wěn)定。 在各項(xiàng)施工前，即測(cè)得各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的初始值。自基坑內(nèi)開挖開始，施工階段平均每天1次，特殊情況如監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有異?；蛲蛔?、變化速率偏大及變化速率極小時(shí)，適當(dāng)加密或減少監(jiān)測(cè)頻率，以確保及時(shí)掌握基坑變形狀態(tài)和環(huán)境的安全。底板澆筑后，逐漸減少監(jiān)測(cè)次數(shù)，平均每周1~2次。監(jiān)測(cè)3~4周后，如監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化不大，可再減少至每月1~2次。 在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立微機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。每次觀察數(shù)據(jù)經(jīng)檢查無誤后送入微機(jī)，經(jīng)過專用軟件處理，自動(dòng)生成報(bào)表。監(jiān)測(cè)成果當(dāng)天提交給業(yè)主、監(jiān)理、總包、設(shè)計(jì)及其它有關(guān)方。 監(jiān)測(cè)工作提交的成果，一般包括日監(jiān)測(cè)報(bào)告、階段小結(jié)和最終監(jiān)測(cè)報(bào)告三部分。其中日監(jiān)測(cè)報(bào)告，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)相應(yīng)軟件處理后，繪制成表格、變化曲線等形式，由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工程師分析當(dāng)天監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及累計(jì)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，及時(shí)書面上報(bào)業(yè)主與設(shè)計(jì)院，當(dāng)監(jiān)測(cè)值達(dá)到報(bào)警值或監(jiān)測(cè)值的變化速率突然增加或連續(xù)保持高速率時(shí)，應(yīng)及時(shí)口頭報(bào)警，并及時(shí)提供書面數(shù)據(jù)和分析意見于當(dāng)天提交報(bào)告；根據(jù)施工安排，分階段提供施工監(jiān)測(cè)小結(jié)報(bào)告；總結(jié)報(bào)告將以前所有的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以表格和曲線的形式整理而成，以充分反應(yīng)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)變化規(guī)律。監(jiān)測(cè)工作全部結(jié)束，提交完整技術(shù)報(bào)告。 根據(jù)上海市現(xiàn)行規(guī)范提出的一級(jí)基坑變形的設(shè)計(jì)和監(jiān)測(cè)控制值，結(jié)合工程周邊環(huán)境條件和設(shè)計(jì)要求，提出以下報(bào)警控制值： 監(jiān)測(cè)報(bào)警控制值 序號(hào) 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 報(bào)警值 1 墻頂位移 速率3mm/d，累計(jì)30mm 2 墻體傾斜 速率3mm/d，累計(jì)30mm 3 地面沉降 速率3mm/d，累計(jì)30mm 4 鋼筋應(yīng)力與混凝土應(yīng)力 設(shè)計(jì)允許值 5 支撐、鋼立柱軸力 設(shè)計(jì)允許值 6 管線沉降 8mm 7 隧道 絕對(duì)沉降量及水平位移量≤10mm 沉降及水平位移速率≤3mm/每天 相對(duì)彎曲曲率≤1/2500 若有監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)超過報(bào)警指標(biāo)，應(yīng)從累計(jì)變化量與日變量?jī)煞矫婵紤]。對(duì)日變化量較大或產(chǎn)生突變的測(cè)點(diǎn)，及時(shí)向有關(guān)方面發(fā)出警報(bào)，并針對(duì)變化量大的測(cè)點(diǎn)增加監(jiān)測(cè)頻率進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)；而對(duì)因數(shù)據(jù)漸變超過累計(jì)報(bào)警值的測(cè)點(diǎn)，也及時(shí)報(bào)警，使有關(guān)方面能根據(jù)被測(cè)對(duì)象的變形量及安全儲(chǔ)備情況，采取相應(yīng)的對(duì)策。 4．工程技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn) 4.1塔樓順作裙房逆作技術(shù) 由于本工程施工工期特別短,在日本被稱為“極限工期”,而且延誤工期的罰款額為每天80萬元，為了嚴(yán)格履行合同，加快施工進(jìn)度，設(shè)計(jì)基坑支護(hù)時(shí)打破常規(guī)的全部順作或全部逆作的施工方法，采用“塔樓從底板開始順作施工，裙房地下室則全部采用逆作法施工”的方法。 為了保證塔樓施工主線能順利先期施工,在基坑中設(shè)置臨時(shí)圍堰,先行開挖施工塔樓部位，為履行合同奠定了基礎(chǔ)。而且由于塔樓開挖最深，在裙房中開挖深坑，也較好地保護(hù)了周邊的環(huán)境安全。 裙房地下室采用逆作法施工不僅有利于保證周邊環(huán)境安全，而且不占主導(dǎo)工期，并利用先施工的裙樓地下室頂板為主樓提供大面積的材料堆場(chǎng)及材料運(yùn)輸通道，加快了施工進(jìn)度，確保了工程施工合同工期。 4.2圍堰大直徑圓形支護(hù)技術(shù) 本工程采用大直徑圓形圍護(hù)體系，利用圓拱效應(yīng)，充分發(fā)揮了混凝土材料的抗壓性能，有效地控制了基坑變形。 100m直徑的圓形圍堰，僅靠三道圍檁起到內(nèi)支撐的作用，沒有設(shè)置其它形式的內(nèi)支撐，非常有利于土方開挖和結(jié)構(gòu)施工，大大縮短了施工工期?；娱_挖深度17.85m，電梯井深坑開挖達(dá)25.85m，而基坑最大變形僅30.1mm，成功地保證了周邊環(huán)境安全。 該基坑支護(hù)技術(shù)獲得上海市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。 4.3地下連續(xù)墻楔形鎖口接頭 地下連續(xù)墻采用楔形鎖口接頭，外側(cè)劈裂注漿加強(qiáng)止水，大大提高地下墻間整體剛度、傳力性能及止水性能。 4.4地下連續(xù)接縫預(yù)埋注漿管的止水技術(shù) 由于部分地下連續(xù)墻內(nèi)側(cè)不設(shè)置內(nèi)襯墻，設(shè)計(jì)對(duì)地下室外墻的防滲要求達(dá)到一級(jí)，而我國地下連續(xù)墻的防滲等級(jí)為二級(jí)，因此，為了滿足工程需要，在底板與地下墻接頭處除采用常規(guī)止水措施外，還采用預(yù)埋注漿管加強(qiáng)兩者之間的止水。若發(fā)現(xiàn)底板與地下墻之間有滲水，則僅需要在相應(yīng)的注漿管接頭處進(jìn)行壓力注漿，充分填實(shí)之間的滲水毛細(xì)孔縫隙，保證止水效果。 5．工程管理經(jīng)驗(yàn) 5.1協(xié)調(diào)好塔樓和裙樓立體交叉施工 塔樓、裙樓同步立體交叉施工，施工區(qū)域的協(xié)調(diào)、施工場(chǎng)地、運(yùn)輸通道協(xié)調(diào)是關(guān)鍵。該工程在塔樓周邊1FL+1.5m標(biāo)高處特設(shè)計(jì)了由施工主干道跨越裙樓，通向塔樓的臨時(shí)重車道、重型材料堆場(chǎng)，面積2500m2，將裙樓施工對(duì)塔樓影響降至最低。同時(shí)裙樓逆作首層樓面為塔樓施工提供大量的材料堆場(chǎng)、施工通道，保證了塔裙樓施工順利實(shí)施。 塔裙樓立體交叉施工對(duì)高空安全墜落、物體打擊、爆破震動(dòng)等施工安全帶來很大隱患。 裙樓與塔樓對(duì)接，在裙樓首層施工時(shí)完全暴露在塔樓下方，且塔樓已施工較高，只有做好塔樓臨邊安全防護(hù)措施，才能保證裙樓施工安全。 為加快施工速度，塔裙樓之間臨時(shí)圍堰及圍檁采取爆破方式拆除，圍堰緊靠塔樓，要保證塔樓永久結(jié)構(gòu)不能受任何損傷，該工程采取密孔少藥量，減小沖擊力及振動(dòng)波；加強(qiáng)防護(hù)棚，在圍堰爆破對(duì)塔樓影響區(qū)域內(nèi)覆蓋模板、麻袋等方式對(duì)塔樓永久結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)。 值得注意的是，逆作法樓面堆載要均衡、要限載。荷載既要在臨時(shí)鋼柱承載范圍內(nèi)，又不能引起鋼柱發(fā)生不均勻沉降，以免拉裂樓板。同時(shí)要等樓板強(qiáng)度達(dá)85％方可堆載。 5.2堅(jiān)持信息化施工 深基坑工程施工過程中進(jìn)行信息化施工監(jiān)測(cè)，有利于實(shí)時(shí)掌握圍護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化，控制性地提供有關(guān)變形的范圍、最大值及發(fā)展或收斂方向，盡早發(fā)現(xiàn)異常情況并及時(shí)處理解決，實(shí)現(xiàn)信息化施工管理，消除施工過程中可能出現(xiàn)的隱患，確保基坑工程的安全和質(zhì)量，對(duì)基坑周邊的環(huán)境進(jìn)行有效的保護(hù)。 本工程在實(shí)施過程中系統(tǒng)地對(duì)基坑圍護(hù)、周邊環(huán)境進(jìn)行了全天候24小時(shí)監(jiān)測(cè)，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷上一步施工工藝和參數(shù)是否達(dá)到預(yù)期要求，同時(shí)對(duì)下一步施工工藝及進(jìn)度進(jìn)行控制，通過信息化指導(dǎo)施工，有效地保證了工程順利實(shí)施。 5.3制定詳細(xì)的基坑工程應(yīng)急預(yù)案 緊急預(yù)案是基坑工程實(shí)施的保障。本工程實(shí)施前編制了詳細(xì)的基坑工程的各項(xiàng)危機(jī)預(yù)案，一旦基坑出現(xiàn)險(xiǎn)情，立即啟動(dòng)，贏得寶貴的搶險(xiǎn)時(shí)間。 基坑工程施工前要編制各項(xiàng)基坑工程危機(jī)預(yù)案，包含組織體系、啟動(dòng)關(guān)閉程序、信息保障、搶險(xiǎn)措施等各項(xiàng)內(nèi)容。根據(jù)基坑圍護(hù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，適時(shí)啟動(dòng)預(yù)案。 在裙樓逆作法施工工程中，由于裙樓基坑時(shí)間長(zhǎng)，承壓水抽的較多，引起坑邊世紀(jì)大道下鋼質(zhì)600的上水管累計(jì)沉降最大達(dá)-92.4mm，逼近其極限變形-100mm，立即啟動(dòng)周邊管線沉降過大跟蹤壓密注漿預(yù)案，有效確保管線及基坑安全。 由于車道處樓板缺失，水平支撐整體剛度不足，該處對(duì)應(yīng)的地下墻測(cè)斜最大達(dá)81.5mm，地下一層、地下二層處支撐軸力最大達(dá)12000Kn，立即啟動(dòng)支撐加固預(yù)案，果斷增加支撐，確?；臃€(wěn)定。 在地下三層土方開挖階段遇到承壓水擊穿勘探孔向外涌水，立即啟動(dòng)預(yù)案，緊急啟動(dòng)周邊2口降壓水井，加大抽水量，使承壓水頭低于挖土面標(biāo)高。再向勘探孔內(nèi)填充遇水膨脹泥球，頂用水泥砂漿封堵，強(qiáng)度達(dá)到后關(guān)閉降壓水井。由于及時(shí)封堵，未引起坑底管涌及流砂，確保了基坑穩(wěn)定。 5.4基坑工程施工必須與設(shè)計(jì)密切配合 基坑工程有很多不確定因素，因此，更需要施工和設(shè)計(jì)密切配合。施工必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)的工況進(jìn)行施工，并把現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)變化情況、周邊環(huán)境變化情況、施工現(xiàn)場(chǎng)的變化情況、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)觀察情況等及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)院，設(shè)計(jì)人員要及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際各項(xiàng)參數(shù)的變化情況對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)不斷進(jìn)行修正、調(diào)整，以確保支護(hù)體系的安全和經(jīng)濟(jì)。