地下建筑结构施工技术

第二章第二章地下建筑结构施工技术地下建筑结构施工技术围护结构施工技术围护结构施工技术基础基础((深深))工程技术工程技术地下空间开发技术地下空间开发技术一、围护结构施工技术一、围护结构施工技术1.1.TRDTRD工法工法2.2.MJSMJS工法工法工法介绍工法介绍1.TRD1.TRD工法工法TRD工法（Trench－Cutting&Re-mixingDeepWallMethod），“混合搅拌壁式地下连续墙施工法”，“等厚度水泥土地下连续墙工法”等。TRDTRD工法由日本工法由日本9090年代初开发研制，是能在各类土层和砂年代初开发研制，是能在各类土层和砂砾石层中连续成墙的成套设备和施工方法。厚度砾石层中连续成墙的成套设备和施工方法。厚度550~850mmm.550~850mmm.工法原理工法原理1.TRD1.TRD工法工法其基本原理是利用链锯式刀具箱其基本原理是利用链锯式刀具箱竖直插入地层中，然后作水平横竖直插入地层中，然后作水平横向运动，同时由链条带动刀具作向运动，同时由链条带动刀具作上下的回转运动，搅拌混台原土上下的回转运动，搅拌混台原土并灌入水泥浆，形成一定厚度的并灌入水泥浆，形成一定厚度的墙。主要特点是成墙连续、表面墙。主要特点是成墙连续、表面平整、厚度一致、墙体均匀性好平整、厚度一致、墙体均匀性好。主要应用在各类建筑工程、地。主要应用在各类建筑工程、地下工程、护岸工程、大坝、堤防下工程、护岸工程、大坝、堤防的基础加固、防渗处理等方面。的基础加固、防渗处理等方面。工艺流程工艺流程1.TRD1.TRD工法工法工法优点工法优点1.TRD1.TRD工法工法11稳定性高稳定性高22成墙质量高成墙质量高33施工精度高施工精度高44适应性强适应性强55成墙品质均一成墙品质均一工程实践工程实践1.TRD1.TRD工法工法工法介绍工法介绍2.MJS2.MJS工法工法MJS工法（MetroJetSystem），全方位高压喷射工法。MJS工法由日本30年前开发研制，最初是为了解决水平旋喷施工中的排浆和环境影响问题开发的，之后由于优势独特，又应用到倾斜和垂直施工上。工法原理工法原理2.MJS2.MJS工法工法MJS工法在传统高压喷射注浆工艺的基础上，采用了独特的多孔管和前端造成装置(习惯称之为Monitor)，实现了孔内强制排浆和地内压力监测，并通过调整强制排浆量来控制地内压力，大幅度减少对环境的影响，而地内压力的降低也进一步保证了成桩直径。工法特点工法特点2.MJS2.MJS工法工法工法设备工法设备2.MJS2.MJS工法工法二、基础（深）工程技术二、基础（深）工程技术1.1.突出主楼施工工法突出主楼施工工法2.2.逆作法施工工法逆作法施工工法3.3.双向同步施工工法双向同步施工工法4.4.自适应支撑工法自适应支撑工法5.5.真空预压法大面积场地处理技术真空预压法大面积场地处理技术工程概况工程概况钢筋砼支撑平面布置图钢筋砼支撑平面布置图金茂大厦地下3层，地上88层，总高度420.5m，占地面积23000㎡，基坑面积近20000㎡，主楼开挖深度19.65m，裙房开挖深度15.1。整个基坑设三道支撑，在主楼加深部位加设第四道支撑，主楼部位与裙房之间暂由临时钢筋混凝土排桩分开。1.1.突出主楼施工工法突出主楼施工工法——金茂大厦金茂大厦施工流程施工流程施工中将主楼作为关键予以重点突出，为此在基坑围护结构设计时有意识将支撑结构避让主楼结构，形成局部作业大空间。一方面方便土方开挖作业，另一方面为主楼结构连续施工创造了良好条件，对加快主楼施工起积极作用。为了降低成本，主楼与裙房的三道支撑形成整体，在第三道支撑以下，主楼与裙房之间设置钻孔灌注桩临时围护，主楼区域设置第四道支撑。该方案既突出了主楼，又控制临时围护成本，是一个科学合理、经济实用的方案。1.1.突出主楼施工工法突出主楼施工工法——金茂大厦金茂大厦实现了实现了““突出主楼、兼顾裙房，分而冶之、各个突出主楼、兼顾裙房，分而冶之、各个击破击破””的目标的目标实现当年挖土，当年主楼达到实现当年挖土，当年主楼达到±±0.000.00的高速的高速度。度。实现了钢筋混凝土支撑系统与挖土设施系统最实现了钢筋混凝土支撑系统与挖土设施系统最有效结合。有效结合。实施结果实施结果1.1.突出主楼的施工工法突出主楼的施工工法——金茂大厦金茂大厦工程概况工程概况上海环球金融中心工程总占地面积约3万平米，基坑面积近2.25万平方米；主楼开挖深度26.09m；裙房开挖深度17.85m；电梯井深坑挖深25.89m。1.1.突出主楼的施工工法突出主楼的施工工法——环球金融中心环球金融中心环球金融中心环球金融中心采用了直径100m的圆形地下连续墙临时支护结构；首先顺作施工主楼，然后采用逆作法施工裙房。1.1.突出主楼的施工工法突出主楼的施工工法——环球金融中心环球金融中心2.2.逆作法施工工法逆作法施工工法技术简介技术简介先沿建筑物地下室轴线（地下连续墙也是地下室结构承重墙）或周围（地先沿建筑物地下室轴线（地下连续墙也是地下室结构承重墙）或周围（地下连续墙等只用作支护结构）施工地下连续墙或其他支护结构，同时在建下连续墙等只用作支护结构）施工地下连续墙或其他支护结构，同时在建筑物内部的有关位置（柱子或隔墙相交处等）浇筑或打下中间支承桩和筑物内部的有关位置（柱子或隔墙相交处等）浇筑或打下中间支承桩和柱，作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。柱，作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。然后施工地面一层的梁板楼面结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，随然后施工地面一层的梁板楼面结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底。后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底。全逆作法全逆作法节点处理节点处理一柱一桩一柱一桩2.2.逆作法施工工法逆作法施工工法半逆作法半逆作法利用地下各层的钢筋混凝土利用地下各层的钢筋混凝土楼板对四周围护结构形成支楼板对四周围护结构形成支撑，楼盖混凝土先行整体浇撑，楼盖混凝土先行整体浇注，然后在其下掏土，通过注，然后在其下掏土，通过楼盖预留孔出土和运送材楼盖预留孔出土和运送材料，逐层向下施工直至基础料，逐层向下施工直至基础底板，然后顺做正负零以上底板，然后顺做正负零以上结构。结构。2.2.逆作法施工工法逆作法施工工法跃层逆作法跃层逆作法在适当的地质环境条件下，根据设计计算结果，通过局部楼在适当的地质环境条件下，根据设计计算结果，通过局部楼板加强以及适当的施工措施，在确保安全的前提下实现跃层板加强以及适当的施工措施，在确保安全的前提下实现跃层超挖超挖。。2.2.逆作法施工工法逆作法施工工法框架逆作法框架逆作法利用地下各层钢筋混凝土肋形楼板中先期浇筑的交叉格形肋利用地下各层钢筋混凝土肋形楼板中先期浇筑的交叉格形肋梁，对围护结构形成框格式水平支撑，待土方开挖完成后再梁，对围护结构形成框格式水平支撑，待土方开挖完成后再二次浇筑肋形楼板二次浇筑肋形楼板。。2.2.逆作法施工工法逆作法施工工法盖挖法盖挖法3.3.双向同步施工工法双向同步施工工法全逆作法全逆作法————上海虹口商城上海虹口商城上海市虹口商城主楼地上上海市虹口商城主楼地上4040层，地下层，地下55层（包括夹层层（包括夹层66层），总高度层），总高度160m160m，裙楼地上，裙楼地上1010层，地下层，地下55层，高层，高56.5m56.5m，总建筑面积，总建筑面积36.436.4万万m2m2。。桩筏基础，钻孔灌注桩桩径分别为桩筏基础，钻孔灌注桩桩径分别为12001200、、10001000、、600mm600mm。基坑面积。基坑面积24500m224500m2，主楼基坑挖深，主楼基坑挖深23.3m23.3m，裙楼基坑挖深，裙楼基坑挖深22.8m22.8m。。采用地下结构逆作与地上结构顺作采用地下结构逆作与地上结构顺作同时施工的全逆作法施工，即裙楼同时施工的全逆作法施工，即裙楼上部结构可上下同时施工完，地下上部结构可上下同时施工完，地下室结构完工时主楼地上结构可以施室结构完工时主楼地上结构可以施工到工到2020层。层。全逆作法全逆作法——外滩外滩191191项目项目项目主体建筑包括一座五星级酒项目主体建筑包括一座五星级酒店、地下商业中心和景观区域，设店、地下商业中心和景观区域，设置五层地下室。地下一层主要用于置五层地下室。地下一层主要用于商业娱乐，地下二层为设备层，地商业娱乐，地下二层为设备层，地下三、四、五层为地下停车场。下三、四、五层为地下停车场。结构形式主楼（酒店）为框架结构形式主楼（酒店）为框架--剪力剪力墙结构，地下车库为框架结构。墙结构，地下车库为框架结构。采用双向同步全逆作法施工，地下采用双向同步全逆作法施工，地下55层施工完，主楼施工到层施工完，主楼施工到1515层。层。外滩191项目主楼裙房联谊大厦广东路四川中路3.3.双向同步施工工法双向同步施工工法全逆作法全逆作法——外滩外滩191191项目项目创业大楼联谊大楼高登金融中心亚西亚大楼上勘院东风饭店中山东一路4号黄埔区中心医院民生银行广东路51号外滩191项目现场周边环境示意图现场周边环境示意图3.3.双向同步施工工法双向同步施工工法本工程基坑总面积约本工程基坑总面积约4200m24200m2，周长，周长约约310m310m，形状呈较为规则的，形状呈较为规则的LL形。形。主楼基坑开挖深度为主楼基坑开挖深度为19.2m19.2m，景观区，景观区域为域为18.2m18.2m。。本工程基坑区域主楼东风饭店裙房围护结构全逆作法全逆作法——外滩外滩191191项目项目3.3.双向同步施工工法双向同步施工工法工况一施工流程工况二施工流程工况三施工流程工况四施工流程工况五施工流程工况六施工流程工况七施工流程工况八施工流程工况九施工流程工况十施工流程工况十一施工流程工况十二施工流程工况十三施工流程工况十四施工流程地上结构施工到第15层地下结构施工完成钢管支撑在上海，通常采用Φ609钢支撑作为基坑的内支撑方式，接头一般采用活络头，用千斤顶预加轴力并插钢楔。这种支撑施工简便，被广泛应用于长条形基坑中。4.4.自适应支撑自适应支撑工法工法系统概述系统概述钢管支撑缺陷：（1）由于温度的变化、钢支撑自身的应力松弛和钢楔块的塑性变形等因素，钢支撑会出现轴力损失，无法有效控制基坑变形；（2）难以对某些需要适当释放或降低轴力的钢支撑进行操作，且轴力释放或降低的精度控制难；（3）通过复加预应力来弥补钢支撑的轴力损失时，所采用的支撑轴力补偿装置都是通过人工间断的支撑轴力监测数据或监测基坑变形来做出调整，费工费时；（4）由于钢支撑安装的问题，无法检验其是否能够正常工作，比如由于预应力施加过小，钢支撑并未和基坑围护结构抵紧等。4.4.自适应支撑自适应支撑工法工法系统概述系统概述4.4.自适应支撑自适应支撑工法工法系统概述系统概述什么是自适应支撑系统？自适应支撑系统是结合了现代机电液一体化自动控制技术、计算机信息处理技术以及可视化监控系统等高新技术手段，对支撑轴力进行全天候不间断监测，并根据高精度传感器所测参数值对支撑轴力进行适时的自动或手动补偿来达到控制基坑变形目的的支撑系统。自适应支撑系统目的：实现了对钢支撑轴力24h不间断监测和控制，使工程始终处于可控和可知的状态，解决常规施工方法无法控制的苛刻变形要求和技术难题，促进了信息化施工水平。自适应支撑系统适用于：距离地铁运营线较近的基坑工程；周边有保护建筑的基坑工程；其他对变形控制要求严格的基坑工程。4.4.自适应支撑自适应支撑工法工法系统概述系统概述自适应支撑系统特点及优势：（1）变形控制效果好；（