上海世博配套工程超深基坑蓋挖逆作法施工技術(shù)

xx世博配套工程程500kV超深地下變變電站逆作法法施工技術(shù)xxxx集團第二二建筑有限公公司HYPERLINK"/tjzyw/sgjy/sg100401.htm""/tjzyw/sgjy/sg100401.htm"返回1工程概況

1.1工程簡介

xx500kkV靜安（世博博）輸變電站站工程位于xxx市靜安區(qū)區(qū)成都北路、北北京西路、山山海關(guān)路和大大田路圍成的的區(qū)域之中，地地處城市中心心CBD地帶，場址址占地面積約約4.5萬平方米。工工程采用鋼筋筋混凝土筒形形結(jié)構(gòu)體系，全全地下布置，共共地下四層，地地面部分是靜靜安“雕塑公園”。工程基坑坑開挖直徑130m，開挖深度34m，頂板落深深場地自然地地坪2m。

工程采采用逆作法進進行施工，建建成后將為改改善xx中心城區(qū)區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，增增強市區(qū)電網(wǎng)網(wǎng)的受電能力力，滿足2010年xx世博會供供電需要發(fā)揮揮重要作用。

1.2周邊環(huán)境和土層特性（見表1）表1層序地層名稱顏色平均層厚平均層底深度濕度狀態(tài)密度①人工填土雜1.721.72————松散②粉質(zhì)粘土褐黃-灰黃1.513.17很濕--飽和可塑——③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土灰7.0110.21飽和流塑——④淤泥質(zhì)粘土灰6.9317.17飽和流塑——⑤1-1粘土灰4.2521.25很濕軟塑==可塑——⑤1-2粉質(zhì)粘土灰5.3826.37很濕軟塑——⑥1粉質(zhì)粘土暗綠3.9230.67濕可塑--硬塑——⑦1砂質(zhì)粉土灰黃-草黃6.5337.20飽和——稍密-中密⑦2粉砂灰黃-草黃8.3245.52飽和——中密-密實⑧1粉質(zhì)粘土灰14.7660.28很濕軟塑——⑧2粉質(zhì)粘土與粉砂互層灰13.0873.36很濕軟塑——⑧3粉質(zhì)粘土與粉砂互層灰3.9977.35很濕軟塑——⑨1中砂灰9.582.26飽和——中密-密實⑨2粗砂灰23.80111.30飽和——密實⑩粘質(zhì)粉土青灰未穿——————中密1.3水文地質(zhì)質(zhì)情況

潛潛水；本場地地淺層地下水水屬潛水類型型，補給來源源主要為大氣氣降水、地表表徑流，水位位動態(tài)為氣象象型。

承承壓水；本場場地承壓水分分布于⑦1、⑦2和⑧3、⑨層中。本工工程底板位于于第⑦1層承壓水層層中，因此，須須針對底板抗抗?jié)B以及底板板與地下連續(xù)續(xù)墻交界面位位置防滲漏進進行專項處理理。

1.4基坑圍護及及結(jié)構(gòu)概況（見見圖1、2、3）

地下連連續(xù)墻深：57.5m寬：1.2m垂直度：1/6000

抗拔樁樁深：82.3m直徑：800m垂直度：1/3000

一柱一一樁深：89.5m直徑：950m垂直度：1/6000

地下四四層筒體結(jié)構(gòu)構(gòu)，開挖深度度34米，結(jié)構(gòu)板板標高分別位位于-2.0000、-11.5550、-16.5550、-26.5550、-31.3300m標高采用逆逆作法施工。

圖1

圖2

圖3

表2結(jié)構(gòu)形式主梁次梁板頂層（-2.000m）1400×2000400×1000300地下一層（-11.550）1000×1500400×1000250地下二層（-16.550）1000×1500300×1000200地下三層（-26.550）1200×1500300×1150300底板（-31.300）25002工程難點

本工工程混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)圓柱形筒筒體直徑為130米，開挖深深度達34米，為目前前國內(nèi)最深逆逆作法施工項項目，基坑面面積達130000m2，無論從地地墻的深度、寬寬度，超深鉆鉆孔灌注樁（樁樁側(cè)注漿）、一一柱一樁的控控制、機械設(shè)設(shè)備的選擇、逆逆作法施工的的組織等眾多多方面都是超超常規(guī)的。而而且，本工程程又建在市中中心位置，一一有閃失，其其經(jīng)濟、社會會影響都是無無法估量的。因因此，要確保保工程在安全全、質(zhì)量、進進度等方面萬萬無一失，整整個逆作法施施工過程，必必須考慮周全全，具有非常常大的施工難難度。

2.11周邊環(huán)境復復雜、變形控控制要求高

22.2超深地下連連續(xù)墻，設(shè)備備特殊、施工工難度大

本工程地墻墻厚度1.2m，深度57.5m，因此，對對地墻的成槽槽、槽壁穩(wěn)定定及垂直度控控制（1/600）、超寬超超長鋼筋籠吊吊裝、槽幅間間的防水連接接、成槽質(zhì)量量的控制要求求高，對機械械設(shè)備、施工工工藝提出了了極高的要求求。

2.3逆作立柱樁樁施工、垂直直度控制要求求高

本工工程擬采用逆逆作法施工，立立柱樁垂直度度要求達到1/600。因本工程程立柱樁超深深，因此對立立柱樁的定位位、垂直度控控制要求都非非常高。表3樁型樁徑（mm）樁長（m）樁端持力層抗拔承載力設(shè)計值（kN）抗壓承載力設(shè)計值（kN）樁數(shù)（根）P395055.89-2粗砂3000950088P495055.89-2粗砂3000950040P595055.89-2粗砂30009500402.4深基坑降降水、特別是是承壓水處理理難

本工工程遇二個承承壓含水層，即⑦1、⑦2和⑧3、⑨層，二層承壓水中隔弱透水層，形成二個含水層互為影響，對承壓水的處理帶來新的課題。

2.5逆作法取土、挖土的專項設(shè)備特殊

本工程基坑面積大，挖土深度34m，對挖土進度的控制、土方開挖流程及變形控制過程中承壓水的處理、機械設(shè)備效率、挖土的組織都提出了極其嚴格的要求。

2.6地下結(jié)構(gòu)的裂縫控制要求高

本工程結(jié)構(gòu)洞口多，承受水平荷載大、面積大，土體回彈、一柱一樁及地墻的不均勻沉降均會產(chǎn)生裂縫影響，施工中必須高度重視。

2.7特殊節(jié)點的處理

本工程一柱一樁受力荷載大、基坑深，另有電力隧道穿入結(jié)構(gòu)，梁、板與一柱一樁、地墻與隧道連接節(jié)點復雜。

2.8超深地下變電站結(jié)構(gòu)防水施工要求高

本工程為全地下變電站工程，地下結(jié)構(gòu)防水為一級。屬于特大型重要的地下構(gòu)筑物，具有永久和不可恢復的特點。其結(jié)構(gòu)防水要求特別高，難度特別大。

2.9超深逆作法施工作業(yè)環(huán)境安全措施復雜

由于逆作法施工與順作法施工的區(qū)別，本工程為超深超大地下逆作結(jié)構(gòu)，逆作地下空間通風條件差，用電照明危險性大，廢氣產(chǎn)出量多且排氣難，開挖及拆模交叉作業(yè)，安全危險大。且本工程有可能隨時存在地下不明氣體的侵害，必須采用專項通氣、照明、開挖、拆模及應(yīng)急措施，以確保施工人員的安全。

2.10超深逆作大體積混凝土施工技術(shù)復雜

本工程大底板厚達2.5m，砼方量約33000m3，且位于地下34米深處，屬于超深大體積混凝土施工，綜合控制技術(shù)復雜。

3主要施工方案

3.1超深地下連續(xù)墻施工

3.1.1地下連續(xù)墻概況

地下連續(xù)墻：寬：1.2m，深：57.5m，垂直度控制：<1/600，沉渣控制：<10cm，地下連續(xù)墻砼：C40P14槽段接頭：工字鋼接頭。

3.1.2地下連續(xù)墻施工場布圖

本工程采用2套地下連續(xù)墻施工設(shè)備：

銑槽機：2臺

成槽機：2臺

400T吊車：1臺

200T吊車：1臺

泥漿凈化池：2個*1500m3

鋼筋籠平臺：4個

集土坑：1個

3.1.3地下連續(xù)墻施工泥漿配制

膨潤土泥漿進行護壁；DE250泥漿凈化系統(tǒng)，終孔后清孔換漿。

表4泥漿配合比膨潤土品名材料用量（kg）水膨潤土Na2CO3CMC鈣基土10009030.5

表5泥漿性能指標控制制指標性能階段新制泥漿循環(huán)再生泥漿砼澆筑前槽內(nèi)泥漿密度（g/m3）1.05～1.06≤1.20≤1.18漏斗粘度（s）19～2119～2519～25含砂量（%）不要求不要求≤8PH值8～109～129～123.1.4地下下連續(xù)墻成槽槽

1，上部抓斗斗成槽：對于于上部在7層土前的土土層，用CCH5000-3D真砂抓斗成成槽機直接抓抓取。抓斗的的抓取效率也也可以保證。第7層土（約30m）以上的土層：CCH500-3D真砂抓斗成槽機成槽。

表6設(shè)備型號CCH500-3D最大開挖深度34m開挖尺寸1.2×2.7m最大起重量50t抓斗斗體重量14噸

2，下部銑削成槽：：

進入到7層土層后，用用液壓銑槽機機銑削，銑槽槽機機體長度度比較長，機機體重量對控控制成槽的垂垂直精度非常常有幫助，直直至終孔。第第7層土（約30m）以下的土土層：BC40液壓銑和MBC30液壓銑。

表7設(shè)備型號BC40型最大開挖深度65m履帶尺寸長6m寬5m整機重量163噸發(fā)動機功率605銑頭厚1.2m銑頭寬度2.8m桅桿高度39m3.1.5鋼筋筋籠制作

一期鋼筋籠籠分節(jié)：標高高設(shè)置在-26.225m，上節(jié)籠長長度：24.0m，鋼筋籠重44噸，下節(jié)籠籠長度：30.755m，鋼筋籠重69噸，接頭錯錯開1250mmm。鋼筋籠橫橫向吊點設(shè)置置采用4點吊。鋼筋筋籠縱向吊點點設(shè)置五點，主主機設(shè)計兩點點，副機設(shè)計計三點。

3..1.6鋼筋籠吊裝裝

鋼筋籠籠分兩段，組組裝后最大段段接約為140噸。鋼筋籠籠吊放采用雙雙機縱向五點點吊施工方法法。主機：利利勃海爾1400//2400噸起重機。

圖43.1.7泥漿漿凈化設(shè)備DE250、GS5000表8主要技術(shù)參數(shù)設(shè)備型號DE250、GS500生產(chǎn)能力500m3/h尺寸大小20*20重量8t功率200kW

表9設(shè)備型號利勃海爾1400/2最大起重能力400t主起重臂77m上車/中央配重155t/43t輸出功率300千瓦行走速度0-1.8km/h總配重450t

表10輔機：kHH1000型200t履帶式起重重機起重半徑R（m）有效起重量Q（t）提升高度H（m）角度（度）8.793.437.1789.092.037.0771084.036.77761264.736.17733.1.8鋼筋筋籠連接

H型鋼：焊接接

豎向鋼筋：：螺栓連接

水平鋼筋：：焊接

3.11.9混凝土澆筑筑

本工程程設(shè)計澆筑面面標高為墻頂頂面標高，商商品砼設(shè)計強強度等級C35，抗?jié)BP12，施工強度度等級提高一一級C40P114。

施工中中，在Ⅰ期槽鋼筋籠籠的兩端焊接接工字鋼作為為墻段接頭，鋼鋼筋籠及工字字鋼下設(shè)安裝裝后，在工字字鋼與槽孔孔孔端之間下回回填石子，用用以防止混凝凝土澆筑時出出現(xiàn)繞流進入入工字鋼槽內(nèi)內(nèi)。

“H”型鋼底部防防繞流措施：：本工程將“H”型鋼底端接接長300mmm~500mmm，以阻擋砼砼從槽底流向向相鄰槽幅，“H”頂部防砼向向兩側(cè)溢出措措施。

1、把一期槽槽幅二側(cè)“H型鋼”以變截面形形式接長至導導墻面-1.0m處，這樣就就可以阻擋砼砼翻漿向兩側(cè)側(cè)溢出。

2、導墻面至-1.0m處范圍采用用可拆式擋板板。

3.1..10地下連續(xù)墻墻施工工效分分析

實踐踐證明，本工工程采用的抓抓銑結(jié)合流水水施工的成槽槽工藝是合理理的，保證了了地下連續(xù)墻墻的高垂直度度要求，大大大提高了施工工工效。成槽槽時間：平均均58小時/幅（流水施施工）。垂直直度：1/650–1/10550。

3.2一柱一樁施施工

逆作作法施工中的的“一柱一樁”技術(shù)是整個個逆作法

一柱一樁施施工需要解決決的一系列問問題：“一柱一樁”的垂直度問問題；孔下“一柱一樁”的定位問題題；一柱一樁樁不同標號砼砼的澆注技術(shù)術(shù)。

3.2..1一柱一樁施施工難點

超長鋼管砼砼一柱一樁施施工（Φ550鋼管長36.5m）；

高垂垂直度要求高高（1/600）；

落深深自然地坪一一柱一樁（落落深3.5m）；

不同同標號的混凝凝土同時施工工（C35和C60）；

沉渣渣要求<5cm；

超深樁樁樁底注漿；；單樁承載力力達9500kkN。

3.2.22一柱一樁的的垂直度要求求高（小于1/600）

1、開發(fā)了一一套精度達1/10000的傳感器和和電腦監(jiān)控設(shè)設(shè)備。

2、研發(fā)了孔孔下調(diào)垂設(shè)備備。

在本本工程中一柱柱一樁的樁頂頂落深3.5m，所以在一一柱一樁的鋼鋼管上部加焊焊一個工具式式調(diào)垂接長管管以解決施工工難題。

本工程一柱柱一樁的垂直直度要求為1/600，為確保達達到這個要求求，采用了我我司與同濟大大學共同研制制的垂直度檢檢測設(shè)備來監(jiān)監(jiān)測一柱一樁樁鋼管吊裝時時的垂直度是是否滿足要求求。

3.2..3不同標號砼砼澆注技術(shù)，制制定了一柱一一樁不同標號號混凝土澆注注的企業(yè)規(guī)程程，規(guī)范了逆逆作支承樁的的施工工藝流流程

3.3樁側(cè)注漿抗抗拔樁施工

33.3.1抗拔樁概況況

抗拔樁樁主要技術(shù)參參數(shù)

樁身身直徑：800

抗抗拔樁數(shù)量：：665根

樁身長長度：82.3米

進入土土層：9-1層

垂直度度要求：1/3000

沉渣厚厚度：5cm

樁樁側(cè)注漿：5道4面

注注漿壓力1MPa

注漿量量2.5T

3..3.2成孔垂直度度控制要求高高（需達到1/300）

1、加配重減減壓鉆進

2、GPS-220回旋鉆機扭扭距大、鉆機機穩(wěn)、功率大大

3、防斜梳齒齒鉆頭

3.33.3沉渣控制要要求高（小于于50cm）

1、泵吸反循循環(huán)二次清孔孔

2、成孔過程程中采用除砂砂器

3.3..4鋼筋籠制作作精度要求高高（見圖5）

1、胎架上集集中加工

2、預(yù)拼接

3..3.5孔壁穩(wěn)定要要求高（見表表11）

1、試樁工程程的經(jīng)驗參數(shù)數(shù)

2、控制各土土層中鉆速、鉆鉆壓要求、泥泥漿比重、粘粘度

3.3..6樁側(cè)注漿的的首次運用

1、控制五段段四點注漿器器的預(yù)埋質(zhì)量量

2、開塞泵壓壓：在1.0～1.5MPPa左右

3、終止壓力力：用3倍開塞壓力力作為終壓指指標

4、注漿量：：每個面注漿漿量2T。

5、打通注漿漿器：砼強度度達70%后進行清水水劈裂。

圖5

表11

3.4基坑降水水方案

3.44.1基坑降水抽抽水試驗

降水方案確確定前，工程程進行了群井井抽水試驗?zāi)磕康模?/p>

1、確定⑦-⑨層中地下水水靜止水位分分布情況；

2、通過抽水水試驗了解第第⑦-⑨層中地下水水在抽水狀態(tài)態(tài)下相互是否否存在水力聯(lián)聯(lián)系；

3、通過抽水水試驗確定第第一承壓含水水層單井涌水水量；

4、根據(jù)抽水水試驗成果，為為后期提出合合理的基坑降降水運行方案案服務(wù)；

5、分析與預(yù)預(yù)測基坑周邊邊相鄰地面沉沉降的時空分分布。

3.44.2基坑降水施施工方案（見見圖6）

圖6

3.5逆作法施施工方案

3..5.1施工分區(qū)及及施工工況

本工程地地下四層，挖挖深34m，四層結(jié)構(gòu)構(gòu)標高分別為為-2.0000m、-11.5550m、-16.5550m、-31.3300m，由于局部部的層高較高高，故在-6.500m設(shè)置一道臨臨時單環(huán)支撐撐，-21.555m和-29.445m設(shè)置兩道臨臨時雙環(huán)支撐撐，并且在B2和B3層之間局部部增加臨時的的柱間連系桿桿支撐，以增增加逆作時地地下結(jié)構(gòu)的整整體性。在進進行各層施工工時，劃分為為A～G共7個區(qū)域，出出土口共9處。

本工工程采用逆作作法施工。根根據(jù)工程實際際情況，工程程施工分為A、B、C、D、E、F、G七個施工區(qū)區(qū)，出土口共共9處。土方開開挖及結(jié)構(gòu)施施工流水搭接接進行，總體體施工流程為為A區(qū)→F，G區(qū)→B，C區(qū)→D，E區(qū)。

3.6監(jiān)測方案

3..6.1監(jiān)測內(nèi)容

1、周邊環(huán)境境監(jiān)測

A、地下管線線變形監(jiān)測；；

B、建/構(gòu)筑物沉降降、裂縫監(jiān)測測；

C、基坑外地地表（淺層土土體）變形監(jiān)監(jiān)測；

D、基坑外地地下潛水水位位監(jiān)測；

E、基坑外地地下承壓水水水位監(jiān)測；

F、基坑外深深層土體位移移監(jiān)測；

G、基坑外土土體分層沉降降監(jiān)測。

2、圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)監(jiān)測

A、地下連續(xù)續(xù)墻墻體水平平位移監(jiān)測；；

B、地下連續(xù)續(xù)墻墻頂變形形監(jiān)測；

C、地下連續(xù)續(xù)墻內(nèi)、外側(cè)側(cè)水土壓力監(jiān)監(jiān)測；

D、地下連續(xù)續(xù)墻的豎向及及環(huán)向鋼筋應(yīng)應(yīng)力監(jiān)測；

E、地下連續(xù)續(xù)墻的豎向及及環(huán)向混凝土土應(yīng)變監(jiān)測；；

F、內(nèi)襯墻的的環(huán)向及豎向向鋼筋應(yīng)力監(jiān)監(jiān)測。

3、支撐體系系和立柱監(jiān)測測

A、結(jié)構(gòu)梁鋼鋼筋應(yīng)力監(jiān)測測；

B、環(huán)形支撐撐軸力監(jiān)測；；

C、鋼管立柱柱的應(yīng)變內(nèi)力力監(jiān)測；

D、鋼管立柱柱樁樁身應(yīng)力力監(jiān)測；

E、立柱樁隆隆沉監(jiān)測。

4、其他監(jiān)測測

A、基坑開挖挖過程中的工工程樁樁身隆隆沉監(jiān)測；

B、基坑開挖挖過程中工程程樁樁身應(yīng)力力監(jiān)測；

C、基坑開挖挖過程中土體體分層沉降監(jiān)監(jiān)測。

3.66.2監(jiān)測儀器

3..6.3監(jiān)測點平面面布置（見表表12）表12

鋼管立柱及格格構(gòu)柱的垂直直位移觀測主主要為控制超超深逆作法施施工過程中結(jié)結(jié)構(gòu)的差異沉沉降。深層土土體位移監(jiān)測測孔布設(shè)位置置均對應(yīng)圍護護墻體測斜監(jiān)監(jiān)測孔且形成成剖面，可分分析不同距離離地墻位置的的土體在水平平方向上的運運移情況。

33.6.4監(jiān)測信息系系統(tǒng)——實時動態(tài)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)

自動監(jiān)控系系統(tǒng)包括集自自動監(jiān)測數(shù)據(jù)據(jù)的采集、分分析、查詢于于一體的自動動監(jiān)測系統(tǒng)和和實時傳輸遠遠程監(jiān)控工地地現(xiàn)場的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)視頻遠程監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)。

當天的監(jiān)監(jiān)測資料獲得得后及時向監(jiān)監(jiān)測單位的服服務(wù)器上傳資資料，通過網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)即可瀏覽覽監(jiān)測成果，監(jiān)監(jiān)測成果包括括具體監(jiān)測數(shù)數(shù)據(jù)