深基坑土方開挖前先立塔施工工藝研究

1、大面積深基坑土方開挖前先立塔施工工藝研究小組名稱:天津一建鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目QC小組發(fā) 布 人:楊敬偉2022/7/23一、課題簡介萬順國際公寓工程位于天津市和平區(qū)西康路與岳陽道交口。總建筑面積163407。地下兩層，地上裙房三層，裙房上三個塔樓，總高度為99.95m。 基礎(chǔ)平面呈 “L”形，單層面積約15000 。 工程四周緊臨交通要道，東面和西北側(cè)緊臨30層的高層建筑，最近距離為13.26m。 工 程 概 況 2022/7/23一、課題簡介工 程要 求 基礎(chǔ)挖深10.70m。 基坑跨度大，西北側(cè)邊長150.0m，西南側(cè)邊長130.5m，基坑短向跨度70m。 基礎(chǔ)工程量大，基礎(chǔ)總面積30000 ，混

2、凝土澆注量約為40000m3。 確保周邊重要設(shè)施的安全。 確保自土方開挖至 0.00完成，工期為150天。工 程概 況2022/7/23二、課題選擇提 出 問 題由于基坑跨度大，幢主塔樓均需一臺高塔來滿足垂直運(yùn)輸要求，高塔塔位必須在基坑內(nèi)的高層旁邊，以滿足塔吊隨建筑物升高，逐道加設(shè)附著要求，同時滿足主塔樓位于塔臂回轉(zhuǎn)半徑范圍內(nèi)。2022/7/23二、課題選擇確 定課 題 大面積深基坑土方開挖前先立塔施工工藝研究由于基礎(chǔ)工程量大，工程工期緊，因此地下工程在土方大面積開挖前立塔，保證地下工程施工工期是加速地下工程施工的必要條件。超大面積深基坑在土方開挖前先立塔是目前高層建筑基坑施工面臨解決的一個課

3、題。為提升我公司的施工技術(shù)水平，增強(qiáng)市場競爭力，必須在大面積深基坑土方開挖前先立塔施工技術(shù)上有進(jìn)一步創(chuàng)新，以適應(yīng)今后承接此類工程的需要。 提 出 問 題2022/7/23三、小組概況小組名稱小組類型創(chuàng) 新 型成立日期2005年5月本課題起止日期2005年5月至2006年12月注 冊 號TJJG-05-02組內(nèi)職務(wù)姓 名行政職務(wù)職 稱年 齡學(xué) 歷責(zé)任范圍組 長馮寶鴻分公司總工高級工程師48大專設(shè)計(jì)與實(shí)施技術(shù)指導(dǎo)副組長李建軍公司技術(shù)科長高級工程師42大專組織與設(shè)計(jì)顧 問杜有亮公司副總工高級工程師70大專總體構(gòu)思及規(guī)劃設(shè)計(jì)組 員趙旭光公司技術(shù)科職員工程師29大專設(shè)計(jì)繪圖組 員肖海波公司技術(shù)副科長工程

4、師32大本計(jì)算分析組 員何杰項(xiàng)目經(jīng)理助理工程師26大本工程實(shí)施組 員范長君項(xiàng)目副經(jīng)理工程師31大專工程實(shí)施組 員資 料 員工程師34大專資料收集整理活動方式 1、每周活動兩次。 2、堅(jiān)持出勤，存記錄。接受TQC教育人均72小時平均年齡39歲小 組 人 數(shù)8人領(lǐng)證人數(shù)8人主要攻關(guān)項(xiàng)目大面積深基坑土方開挖前先立塔施工工藝研究天津一建鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目QC小組楊敬偉 制表人：楊敬偉 審核人：馮寶鴻 制表日期：2005年5月8日2022/7/23四、目標(biāo)設(shè)定 工期目標(biāo)： 確保土方開挖前15天內(nèi)完成立塔作業(yè)，以保證自土方開挖至0.00在150天內(nèi)完成。目 標(biāo) 一目 標(biāo) 二 經(jīng)濟(jì)目標(biāo)：最大限度地降低立塔措施費(fèi)用成

5、本，單臺塔基制作費(fèi)用控制在10萬元以內(nèi)。2022/7/23五、提出方案并確定最佳方案一、提出方案 小組全體成員圍繞實(shí)現(xiàn)小組目標(biāo)，進(jìn)行了全面分析，針對大面積深基坑在土方開挖前先立塔的設(shè)計(jì)，提出了三個方案：方案名 稱主 要 施 工 方 法方案1基礎(chǔ)主體施工二次立塔塔基施工方案先在基坑外立塔以滿足基礎(chǔ)施工要求，在基礎(chǔ)底板施工時做承臺預(yù)埋塔腳，待到零層板施工完畢后拆塔，并將其移入基坑內(nèi)以滿足主體施工要求。方案2內(nèi)支撐法塔基施工方案基坑土方開挖前在基坑內(nèi)另設(shè)一套支護(hù)系統(tǒng)，將塔吊基礎(chǔ)表面立于低于基坑底部0.5m的標(biāo)高處。方案3勁性鋼結(jié)構(gòu)塔身逆施加固法塔基施工方案在基坑內(nèi)立塔，將塔腳立于0.00標(biāo)高，塔腳與

6、樁基之間采用鋼結(jié)構(gòu)連接。2022/7/23五、提出方案并確定最佳方案（一）方案1：基礎(chǔ)主體施工二次立塔塔基施工方案 在基坑外立塔完成基礎(chǔ)施工，再將塔拆除并移入基坑內(nèi) 完成主體施工。1、施工工藝（1）先在基坑外按常規(guī)方法施工混凝土塔吊基礎(chǔ)，并完成立塔，以滿足基礎(chǔ)施工要求。 （2）在基礎(chǔ)底板施工時做混凝土承臺，預(yù)埋塔腳。 （3）待到零層板施工完畢后將塔吊拆除。（4）將塔吊二次移入基坑內(nèi)立塔，以滿足主體施工要求。2022/7/23五、提出方案并確定最佳方案 2、分別對工期及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行定量分析 工 期經(jīng) 濟(jì) 基坑外立塔需工期14天，其中塔基樁施工天，塔基支模綁筋、砼施工及養(yǎng)護(hù)12天，立塔 1天。 拆塔

7、及二次立塔施工不影響主工期。塔基樁與砼塔吊基礎(chǔ)需投資6萬元，拆、立塔需投資3萬元，二次立塔塔吊基礎(chǔ)、預(yù)埋塔腳需投資4萬元，故采用該工藝需投資約13萬元。 不滿足目標(biāo)要求 滿足目標(biāo)要求2022/7/23五、提出方案并確定最佳方案1、施工工藝（二）方案2：內(nèi)支撐法塔基施工方案 將塔吊基礎(chǔ)表面立于低于基坑底部0.5m的標(biāo)高處,即塔基 上表面標(biāo)高為-11.2m（1）在支護(hù)結(jié)構(gòu)和工程樁施工完成后，基坑大面積土方開挖前，沿塔基周圍 單獨(dú)設(shè)置一套臨時支護(hù)系統(tǒng)。（2）降水。將上述支護(hù)系統(tǒng)的圈中地下水位降到被開挖面下5001000mm后， 開始分布開挖土方，分布支設(shè)內(nèi)支撐系統(tǒng),直到土方挖至-10.7m的基坑底部

8、。（3）按常規(guī)方法施工混凝土塔吊基礎(chǔ)，并完成立塔。（4）基礎(chǔ)底板施工前，將塔吊基礎(chǔ)頂部到與基礎(chǔ)底板底500范圍內(nèi)回填土方 并壓實(shí)，再整體澆注基礎(chǔ)底板。2022/7/23五、提出方案并確定最佳方案2、分別對工期及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行定量分析 不滿足目標(biāo)要求 滿足目標(biāo)要求工 期經(jīng) 濟(jì) 兩次支護(hù)、兩次挖土、兩次降水工藝難度大，占用工期長。其中支護(hù)樁施工1天，打井2天，提前降水10天，人工挖土和內(nèi)支撐施工18天，塔基支模綁筋、砼施工及養(yǎng)護(hù)12天，坑內(nèi)立塔2天，故采用該工藝需工期45天。 基坑支護(hù)、降水及挖土按每延長米萬元計(jì)算，需投資約16萬元；塔基樁與砼塔吊基礎(chǔ)需投資 6萬元，故采用該工藝需投資約22萬元。 2

9、022/7/23五、提出方案并確定最佳方案（三）方案3：勁性鋼結(jié)構(gòu)塔身逆施加固法塔基施工方案 將塔腳立于0.00標(biāo)高,塔腳與樁基之間采用鋼結(jié)構(gòu)連接 1、施工工藝（1）采用4根800直徑鋼筋混凝土灌注樁做塔基樁，樁長28米，樁頂標(biāo)高-10.7米。（2）在基礎(chǔ)底板到室外地坪0.00處，采用樁頂插鋼管措施。在800塔基樁頂將52910 鋼管與鋼筋籠主筋焊牢，澆筑灌注樁混凝土的同時，將鋼管內(nèi)灌滿混凝土，形成勁性混凝土結(jié)構(gòu)。（3）焊接850鋼管帽，按要求埋設(shè)塔腳，第二次澆筑混凝土到鋼管帽頂部。（4）混凝土充分養(yǎng)護(hù)后立塔。（5）隨基坑土方開挖隨加設(shè)垂直及水平支撐。待土方挖到坑底，與基礎(chǔ)墊層同時澆筑250厚

10、混凝土板以固定鋼管底部。2022/7/23五、提出方案并確定最佳方案 2、分別對工期及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行定量分析 不滿足目標(biāo)要求 滿足目標(biāo)要求工 期經(jīng) 濟(jì) 鋼結(jié)構(gòu)塔基構(gòu)件制作在加工廠進(jìn)行，不影響主工期。 塔基樁施工及勁性鋼結(jié)構(gòu)塔吊基礎(chǔ)安裝施工需工期12天，立塔1天。 塔身逆施加固隨土方開挖隨時進(jìn)行，不影響主工期。 塔基樁與勁性鋼結(jié)構(gòu)塔吊基礎(chǔ)需投資約 8萬元，不發(fā)生其它施工措施費(fèi)用。2022/7/23五、提出方案并確定最佳方案 二、方案優(yōu)選 根據(jù)以上分析，對三個方案在工期及經(jīng)濟(jì)性方面進(jìn)行綜合比較如下：方案名 稱工期經(jīng)濟(jì)優(yōu)選方案1基礎(chǔ)主體施工二次立塔塔基施工方案方案2內(nèi)支撐法塔基施工方案方案3勁性鋼結(jié)構(gòu)塔

11、身逆施加固法塔基施工方案 不選用 選用 不滿足目標(biāo)要求 滿足目標(biāo)要求2022/7/23六、制定對策 針對方案三，我小組成員進(jìn)一步分析從提出到設(shè)計(jì)實(shí)施成功的過程中，應(yīng)該有四個控制點(diǎn)，據(jù)此我們制定對策表如下：序號目 標(biāo)對 策措 施實(shí)施地點(diǎn)負(fù)責(zé)人完成時間1樁位相對水平偏差30mm 采用4根砼樁做塔吊基礎(chǔ)樁，樁頂標(biāo)高位于基坑底。以塔中為中心，在室外地坪打一塊35003500mm的方形混凝土板，板厚150，在板上塔基樁位置留置4個孔洞，其直徑為800mm，作為控制樁位的依據(jù)。萬順國際公寓工地李建軍馮寶鴻05年5月8日5月12日2基礎(chǔ)底板穿筋及防水處理滿足施工規(guī)范要求在砼灌注樁內(nèi)插入1根鋼管，代替部分塔身

12、。在800mm塔基樁頂將52910mm鋼管與樁直徑為25mm的鋼筋焊牢，澆筑灌注樁混凝土的同時，將鋼管內(nèi)灌滿混凝土，形成勁性混凝土結(jié)構(gòu)。萬順國際公寓工地李建軍馮寶鴻05年5月13日5月20日3塔腳抗拔力滿足塔基設(shè)計(jì)要求在鋼管頂設(shè)置大直徑管帽，埋設(shè)塔腳。對塔腳進(jìn)行改造，并將塔腳加大的肋板焊接于鋼管帽側(cè)壁，以達(dá)到其抗拔效果。萬順國際公寓工地杜有亮何 杰05年5月21日5月22日4地下塔身剛度大于塔自身剛度管帽間及塔身增加鋼結(jié)構(gòu)系桿連成整體，代替塔吊基礎(chǔ)。在鋼管柱帽間用I30a工字鋼設(shè)置水平支撐及斜支撐。隨挖土方隨加設(shè)側(cè)向斜支撐及水平支撐。萬順國際公寓工地杜有亮何 杰05年5月23日10月25日20

13、22/7/23七、方案實(shí)施 實(shí)施一 （一）設(shè)計(jì) 1、依據(jù)塔吊生產(chǎn)廠家提供的塔腳支座反力，根據(jù)立塔處地基土質(zhì)情況和工程樁基情況，選擇塔基樁直徑為800mm,樁長為25m。 2、根據(jù)塔吊生產(chǎn)廠家所提供的塔腳受力特性和塔腳距離,選擇塔基樁相互間距離為2m。塔基樁設(shè)計(jì)與定位施工 2022/7/23七、方案實(shí)施 （二）定位施工 常規(guī)的工程樁或支護(hù)樁允許偏差可達(dá)300400，由于這4根塔基樁上插塔腳，因此受塔身 2米間距限制，這4根樁的水平位置允許偏差僅僅為30，單樁垂直度要求達(dá)到L/300,這對于打樁工程難度很大。為了解決這一難題，我們以塔中為中心，在室外地坪打一塊35003500mm的方形混凝土板，板

14、厚150，在板上塔基樁位置留置4個孔洞，其直徑為800mm ，作為控制樁位的依據(jù)，用測試儀控制樁身垂直度、樁長及沉渣厚度及其它指標(biāo)。經(jīng)測試，本工程樁位相對水平偏差為12mm，垂直度及其它指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。2022/7/23七、方案實(shí)施 實(shí)施二 基礎(chǔ)底板穿筋及防水施工處理 1、根據(jù)塔吊生產(chǎn)廠家所提供的塔腳最大支座反力和塔身最大自由高度選擇代替部分塔身的鋼管直徑以及壁厚。經(jīng)計(jì)算，塔身鋼管的直徑為529mm，壁厚為10mm。 2022/7/23七、方案實(shí)施 2、為了解決基礎(chǔ)底板穿筋問題，在基礎(chǔ)底板到室外地坪0.00處，采用樁頂插鋼管措施。在800mm 塔基樁頂將52910mm 鋼管與樁直徑為

15、25mm的鋼筋焊牢，澆筑灌注樁混凝土的同時，將鋼管內(nèi)灌滿混凝土，形成勁性混凝土結(jié)構(gòu)。鋪設(shè)基礎(chǔ)底板鋼筋時，將鋼筋沿鋼管樁彎曲，并與鋼管樁焊牢。 3、為了解決結(jié)構(gòu)防水問題，在打結(jié)構(gòu)底板時，在底板中間位置與鋼管樁上焊寬50mm、厚6mm的圓形止水鋼板。 通過以上措施的實(shí)施,很好地解決了基礎(chǔ)底板穿筋和結(jié)構(gòu)防水問題,滿足了施工規(guī)范的要求。2022/7/23七、方案實(shí)施實(shí)施三 塔腳改造與埋設(shè) 1、根據(jù)塔吊生產(chǎn)廠家提供的塔腳型式，選擇塔帽直徑為850mm，壁厚為12mm。 2、為了解決塔基說明書中 600600mm塔腳尺寸太大，影響混凝土澆筑，同時提高塔腳抗拔力問題，在征得生產(chǎn)廠家同意的情況下，對塔腳進(jìn)行改

16、造。在塔帽上開孔，將塔腳插入塔帽焊牢。增加4塊740530mm 塔腳肋板，并將此加大的肋板焊接于鋼管帽側(cè)壁，以滿足抗拔設(shè)計(jì)要求。 3、第二次澆筑混凝土到鋼管帽頂部。 經(jīng)驗(yàn)證，塔腳抗拔力滿足塔基設(shè)計(jì)要求，施工簡便易行。 2022/7/23七、方案實(shí)施實(shí)施四 為提高塔身剛度，隨基坑土方開挖隨加固勁性混凝土鋼管塔身。 1、在鋼管柱帽間用I30a工字鋼設(shè)置水平支撐及斜支撐。 2、隨挖土方隨加設(shè)直徑為114mm，壁厚為4.5mm的側(cè)向斜支撐及水平支撐。 3、待土方挖到坑底，與基礎(chǔ)墊層同時澆筑250厚混凝土板以固定鋼管底部。 經(jīng)上述措施，地下部分塔身剛度大大高于塔自身設(shè)計(jì)剛度，滿足塔吊設(shè)計(jì)要求。塔身側(cè)向剛

17、度的解決2022/7/23七、方案實(shí)施工 程 實(shí) 景 照 片2022/7/23八、效果檢查 工期目標(biāo)。僅用13天完成了塔基施工及立塔作業(yè)，確?；A(chǔ)施工按期完成，比目標(biāo)工期縮短2天。效果1 采用方案三，應(yīng)用在萬順國際公寓深基坑塔吊基礎(chǔ)施工中，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。15天13天目標(biāo)工期實(shí)際工期縮短工期2天2022/7/23八、效果檢查 效果2 經(jīng)濟(jì)目標(biāo):單臺塔基施工費(fèi)用為8萬元，比計(jì)劃投資節(jié)省2萬元。萬元 10萬元8萬元目標(biāo)值實(shí)際值單臺塔創(chuàng)效2萬元 技術(shù)效益。本次QC小組活動，使我公司在大面積深基坑土方開挖前先立塔施工技術(shù)上又向前邁進(jìn)了一步，是塔基施工技術(shù)上的一個創(chuàng)新，使現(xiàn)代化施工有了進(jìn)一步的發(fā)展。效果

18、32022/7/23序號項(xiàng) 目自 我 評 價活動前(分?jǐn)?shù))活動后(分?jǐn)?shù))1質(zhì)量意識75952問題意識70873改進(jìn)意識65834參與意識75855個人能力75906QC知識80937解決問題信心7892自我評價對比表八、效果檢查效果4 無形效益。通過本次QC小組活動，全體成員對活動前后進(jìn)行了自我評價。小組成員在質(zhì)量意識、問題意識、改進(jìn)意識、參與意識、個人能力、QC知識以及解決問題信心等方面都有了很大提高。 2022/7/23九、鞏固措施 1、根據(jù)對經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，并參考國家和各地方的相關(guān)規(guī)范，制定出天津一建建筑工程有限公司勁性鋼結(jié)構(gòu)塔吊基礎(chǔ)施工工法 ，并在企業(yè)內(nèi)部推行，取得了良好效果。受控號：YJ/TD-10天津一建建筑工程有限公司勁性鋼結(jié)構(gòu)塔吊基礎(chǔ)施工工法 天津一建建筑工程有限公司2006年8月 受控文件2022/7/23九、鞏固措施 2、該工藝已獲國家級技術(shù)創(chuàng)新成果二等獎，同時獲天津市科委科技成果一等獎，并獲區(qū)專利局科技專利專項(xiàng)獎勵。2022/7/23九