中国建设教育协会天津嘉里中心超大深基坑设计施工关键技术XXXX0822t

天津嘉里中心超大深基坑设计施工关键技术中建一局集团建设发展有限公司周予启2014年08月22日提纲一、前言二、工程概况三、设计由来四、基坑设计五、基坑施工六、基坑监测七、数值模拟八、基坑事故中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd一、前言中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd前言基坑工程是集岩土工程和结构工程等专业于一体的系统工程，是将挡土、支护、防水、降水、挖土、监测和信息化施工等作为一个系统。随着近年来城市化进程的加快和城市地下空间开发利用的发展，我国基坑工程设计和施工水平有了很大的提高。尤其是近年来，伴随着不同区域的超限超高层第一高楼的规划和兴建，使得基坑工程迅速朝着超大、超深方向迅猛发展。中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd前言但应看到，基坑工程事故多和设计不合理造成工程投资浪费的两个倾向同时存在。太沙基：“岩土工程与其说是一门科学，不如说是一门艺术（Geotechnologyisanartratherthanascience）”中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd二、工程概况中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd天津嘉里中心工程位于天津市河东区六纬路、六经路、海河东路和八经路围成的地块内(场地面积8.6万m2）。由天津嘉里房地产开发有限公司投资兴建，是集办公、酒店、公寓、餐饮娱乐及购物于一体的综合建筑群。地上总建筑面积为499000m2，地下总建筑面积为221000m2。建筑设计顾问：SOM、利安顾问；结构设计顾问：奥雅纳工程咨询公司；机电设计顾问：迈进中国工程设计；国内设计单位：天津市建筑设计院；基坑支护单位：北京工业大学建筑勘察设计院（联合设计）中建一局集团建设发展有限公司2.1天津嘉里中心工程概况中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd充分利用主体结构的中心岛法：钻孔灌注排桩+三轴水泥土搅拌桩止水帷幕＋周边钢管短撑组合支护设计形式。杂填土、素填土粉质粘土粉质粘土粉质粘土、粉土粉质粘土、粉土粉质粘土、粉砂-12.36自然地面标高粉质粘土、粉砂护坡桩水泥土搅拌桩-2.35-11.40-7.302.2天津嘉里中心工程基坑支护设计形式杂填土、素填土粉质粘土粉质粘土粉质粘土、粉土粉质粘土、粉土粉质粘土、粉砂-12.36-11.40-8.60-7.30自然地面标高粉质粘土、粉砂护坡桩水泥土搅拌桩-2.75-11.40-7.30-3.60-9.0工况六：待第一道短撑养护达到设计强度的80%，开挖基坑周边剩余土台至-9.00m（大沽高程），施工第二道短撑中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd-15.10B1区B2区B3区E区C2区C1区A1区A2区D1区中心岛法支撑布置示意图中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd中心岛法设计方案的优点：减小了温度应力及变形的影响；减小了支撑空间效应的影响；降低了部分工程造价；缩短了施工周期。基坑开挖可根据业主开发进度进行，不受整体支撑施工限制；塔楼主体结构钢构件安装方便，不受临时支撑的影响。中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd反压土护坡实景照片中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd降排水设计思路上部潜水和浅层微承压水：以止水为主，采用三轴水泥土搅拌桩止水帷幕隔断基坑内外的水力联系，坑内采取大口管井进行疏干。深层⑨层微承压水：由于需降水头不大，采取坑外设置减压井的方式进行处理。杂填土护坡桩1水泥土搅拌桩1粉质粘土331:1B型降水井A型降水井44粉质粘土45粉土51粉质粘土53粉质粘土61粉质粘土62粉质粘土71粉质粘土74粉质粘土75粉砂76粉质粘土92粉土91粉质粘土93粉砂95粉质粘土C型减压井A型降水井{潜水含水层{承压含水层{承压含水层中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd本工程基坑支护围护结构采用钻孔灌注桩+三轴止水帷幕的形式，与主体结构基本不发生任何联系，亦不受建筑结构设计进度的制约，基坑开挖的实现也不会对结构设计提出额外的要求，因此基坑设计对建筑结构设计基本无影响。由于基坑中部土方可以大放坡开挖到基底，因此基坑中部主体结构尤其是塔楼部分，可以提前进行主体施工，而基坑周边反压土台占去的裙楼部分的施工，不占用总工期，因此中心岛法基坑设计对于总包单位控制总体施工进度非常有利。同时，由于只在基坑周边设置短撑，中部主体结构施工非常方便，尤其是塔楼主体钢构件吊装不会受到临时支撑的影响。2.3基坑设计对建筑结构设计和总包施工的影响中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd过程照片试桩施工阶段土方开挖施工阶段工程桩施工阶段围护桩施工阶段中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd三、设计由来中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd方案一：两道钢筋混凝土内支撑方案二：三道钢筋混凝土内支撑方案三：中心岛法——两道斜抛撑方案四：中心岛法——三道斜抛撑方案五：中心岛法+边逆两层方案六：中心岛法+边逆三层天津嘉里中心超大深基坑设计由来中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd支撑体系选型：国内常见的圆环支撑结合边桁架以及角撑的整体支撑形式。这种支撑体系主要优点为支撑刚度较大，能有效控制基坑变形，同时土方开挖也相对容易。通过合理布置支撑形式，避开基坑中部主体结构，还可体提前开展中部主体结构施工。天津津塔上海绿洲中环中心上海星河世纪城武汉中侨官邸住宅中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd本工程初期支撑系统设计：ABCDEFGHJKLMNPQR中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd方案一：两道钢筋混凝土内支撑杂填土、素填土粉质粘土粉质粘土粉质粘土、粉土粉质粘土、粉土粉质粘土、粉砂-12.60-11.40-8.60-7.30-3.60-2.75+3.15-32.96+2.80粉质粘土、粉砂护坡桩¦µ48.5@1000,¦Δ=3.5mm，L=6000mm¦µ48.5@1000,¦Δ=3.5mm，L=6000mm¦µ48.5@1000,¦Δ=3.5mm，L=6000mm¦µ48.5@1000,¦Δ=3.5mm，L=6000mm水泥土搅拌桩1：0.5-25.60方案二：三道钢筋混凝土内支撑杂填土、素填土粉质粘土粉质粘土粉质粘土、粉土粉质粘土、粉土粉质粘土、粉砂-12.60-11.40-10.10-7.30-5.10-3.60+0.75+3.15-25.60+2.80粉质粘土、粉砂B-B剖面图护坡桩+1.10中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd方案三：中心岛法——两道斜抛撑杂填土、素填土粉质粘土粉质粘土粉质粘土、粉土粉质粘土、粉土粉质粘土、粉砂-12.60-11.40-8.60-7.30+2.80粉质粘土、粉砂护坡桩水泥土搅拌桩1：0.5-25.60-2.75¦µ48.5@1000,¦Δ=3.5mm，L=6000mm¦µ48.5@1000,¦Δ=3.5mm，L=6000mm¦µ48.5@1000,¦Δ=3.5mm，L=6000mm¦µ48.5@1000,¦Δ=3.5mm，L=6000mm-11.40-7.30-3.60+3.15+6.15杂填土、素填土粉质粘土粉质粘土粉质粘土、粉土粉质粘土、粉土粉质粘土、粉砂-12.60-11.40-8.60-7.30-3.60+3.15+2.80粉质粘土、粉砂护坡桩水泥土搅拌桩1：0.5-25.60-2.75¦µ48.5@1000,¦Δ=3.5mm，L=6000mm¦µ48.5@1000,¦Δ=3.5mm，L=6000mm¦µ48.5@1000,¦Δ=3.5mm，L=6000mm¦µ48.5@1000,¦Δ=3.5mm，L=6000mm-11.40-7.30-3.60+3.15中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd方案四：中心岛法——三道斜抛撑杂填土、素填土粉质粘土粉质粘土粉质粘土、粉土粉质粘土、粉土粉质粘土、粉砂-12.60-11.40-7.30-3.60+3.15+2.80粉质粘土、粉砂护坡桩水泥土搅拌桩1：0.5-25.60+1.15+0.75杂填土、素填土粉质粘土粉质粘土粉质粘土、粉土粉质粘土、粉土粉质粘土、粉砂-12.60-11.40-8.60-7.30-3.60+3.15-32.96+2.80粉质粘土、粉砂护坡桩水泥土搅拌桩1：0.5-25.60-5.10+1.15+0.75中建一局集团建设发展有限公司ChinaConstructionFirstGroupConstruction&DevelopmentCo.,Ltd方案五：中心岛法+基坑周边逆作两层杂填土、素填土粉质粘土粉质粘土粉质粘土、粉土粉质粘土、粉土粉质粘土、粉砂-12.60+2.80粉质粘土、粉砂护坡桩水泥土搅拌桩1：0.5-25.60-11.40-7.30-3.60+3.15¦µ48.5@1000,¦Δ=3.5mm，L=6000mm¦µ48.5@1000,¦Δ=3.5mm，L=6000mm¦µ48.5@1000,¦Δ=3.5mm，L=6000mm¦µ48.5@1000,¦Δ=3.5mm，L=6000mm-2.35杂填土、素填土粉质粘土粉质粘土粉质粘土、粉土粉质粘土、粉土粉质粘土、粉砂-12.60-32.96+2.80粉质粘土、粉砂护坡桩水泥土搅拌桩1：0.5-25.60-11.40-7