深基坑土方開挖前先立塔施工工藝

大面積深基坑土方開挖前先立塔施工工藝研究小組名稱:天津一建鋼結構項目QC小組發(fā)布人:楊敬偉2023/5/17一、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?？偨ㄖ娣e163407㎡。地下兩層，地上裙房三層，裙房上三個塔樓，總高度為99.95m?！窕A平面呈“L”形，單層面積約15000㎡

?！窆こ趟闹芫o臨交通要道，東面和西北側緊臨30層的高層建筑，最近距離為13.26m。

工程概況

2023/5/17一、課題簡介工程要求

●基礎挖深10.70m?！窕涌缍却螅鞅眰冗呴L150.0m，西南側邊長130.5m，基坑短向跨度70m。●基礎工程量大，基礎總面積30000㎡，混凝土澆注量約為40000m3。

●確保周邊重要設施的安全?！翊_保自土方開挖至±0.00完成，工期為150天。工程概況2023/5/17二、課題選擇提出

問題●由于基坑跨度大，３幢主塔樓均需一臺高塔來滿足垂直運輸要求，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，逐道加設附著要求，同時滿足主塔樓位于塔臂回轉半徑范圍內(nèi)。2023/5/17

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?！癯竺娣e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題。為提升我公司的施工技術水平，增強市場競爭力，必須在大面積深基坑土方開挖前先立塔施工技術上有進一步創(chuàng)新，以適應今后承接此類工程的需要。提出

問題2023/5/17三、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)職務姓

名行政職務職

稱年

齡學

歷責任范圍組

長馮寶鴻分公司總工高級工程師48大專設計與實施技術指導副組長李建軍公司技術科長高級工程師42大專組織與設計顧

問杜有亮公司副總工高級工程師70大?？傮w構思及規(guī)劃設計組

員趙旭光公司技術科職員工程師29大專設計繪圖組

員肖海波公司技術副科長工程師32大本計算分析組

員何杰項目經(jīng)理助理工程師26大本工程實施組

員范長君項目副經(jīng)理工程師31大專工程實施組

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人領證人數(shù)8人主要攻關項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構項目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2023/5/17四、目標設定

工期目標：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。目標一目標二

經(jīng)濟目標：最大限度地降低立塔措施費用成本，單臺塔基制作費用控制在10萬元以內(nèi)。2023/5/17五、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現(xiàn)小組目標，進行了全面分析，針對大面積深基坑在土方開挖前先立塔的設計，提出了三個方案：方案名稱主要施工方法方案1基礎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施工要求，在基礎底板施工時做承臺預埋塔腳，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)另設一套支護系統(tǒng)，將塔吊基礎表面立于低于基坑底部0.5m的標高處。方案3勁性鋼結構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標高，塔腳與樁基之間采用鋼結構連接。2023/5/17五、提出方案并確定最佳方案（一）方案1：基礎主體施工二次立塔塔基施工方案在基坑外立塔完成基礎施工，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，并完成立塔，以滿足基礎施工要求。

（2）在基礎底板施工時做混凝土承臺，預埋塔腳。（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。2023/5/17五、提出方案并確定最佳方案

2、分別對工期及經(jīng)濟性進行定量分析

工期經(jīng)濟

基坑外立塔需工期14天，其中塔基樁施工１天，塔基支模綁筋、砼施工及養(yǎng)護12天，立塔1天。拆塔及二次立塔施工不影響主工期。塔基樁與砼塔吊基礎需投資6萬元，拆、立塔需投資3萬元，二次立塔塔吊基礎、預埋塔腳需投資4萬元，故采用該工藝需投資約13萬元。

√×

×

不滿足目標要求√滿足目標要求2023/5/17五、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表面立于低于基坑底部0.5m的標高處,即塔基上表面標高為-11.2m（1）在支護結構和工程樁施工完成后，基坑大面積土方開挖前，沿塔基周圍單獨設置一套臨時支護系統(tǒng)。（2）降水。將上述支護系統(tǒng)的圈中地下水位降到被開挖面下500～1000mm后，開始分布開挖土方，分布支設內(nèi)支撐系統(tǒng),直到土方挖至-10.7m的基坑底部。（3）按常規(guī)方法施工混凝土塔吊基礎，并完成立塔。（4）基礎底板施工前，將塔吊基礎頂部到與基礎底板底500㎜范圍內(nèi)回填土方并壓實，再整體澆注基礎底板。2023/5/17五、提出方案并確定最佳方案2、分別對工期及經(jīng)濟性進行定量分析

×

不滿足目標要求

√

滿足目標要求工期經(jīng)濟

兩次支護、兩次挖土、兩次降水工藝難度大，占用工期長。其中支護樁施工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12天，坑內(nèi)立塔2天，故采用該工藝需工期45天。

基坑支護、降水及挖土按每延長米１萬元計算，需投資約16萬元；塔基樁與砼塔吊基礎需投資6萬元，故采用該工藝需投資約22萬元。

××2023/5/17五、提出方案并確定最佳方案（三）方案3：勁性鋼結構塔身逆施加固法塔基施工方案將塔腳立于±0.00標高,塔腳與樁基之間采用鋼結構連接

1、施工工藝（1）采用4根φ800㎜直徑鋼筋混凝土灌注樁做塔基樁，樁長28米，樁頂標高-10.7米。（2）在基礎底板到室外地坪±0.00處，采用樁頂插鋼管措施。在φ800㎜塔基樁頂將φ529×10㎜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，形成勁性混凝土結構。（3）焊接φ850㎜鋼管帽，按要求埋設塔腳，第二次澆筑混凝土到鋼管帽頂部。（4）混凝土充分養(yǎng)護后立塔。（5）隨基坑土方開挖隨加設垂直及水平支撐。待土方挖到坑底，與基礎墊層同時澆筑250㎜厚混凝土板以固定鋼管底部。2023/5/17五、提出方案并確定最佳方案

2、分別對工期及經(jīng)濟性進行定量分析

×

不滿足目標要求

√

滿足目標要求工期經(jīng)濟

鋼結構塔基構件制作在加工廠進行，不影響主工期。塔基樁施工及勁性鋼結構塔吊基礎安裝施工需工期12天，立塔1天。塔身逆施加固隨土方開挖隨時進行，不影響主工期。

塔基樁與勁性鋼結構塔吊基礎需投資約8萬元，不發(fā)生其它施工措施費用?！獭?023/5/17五、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)濟性方面進行綜合比較如下：方案名稱工期經(jīng)濟優(yōu)選方案1基礎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勁性鋼結構塔身逆施加固法塔基施工方案√√●○不選用●選用

×不滿足目標要求

√滿足目標要求2023/5/17六、制定對策

針對方案三，我小組成員進一步分析從提出到設計實施成功的過程中，應該有四個控制點，據(jù)此我們制定對策表如下：序號目標對策措施實施地點負責人完成時間1樁位相對水平偏差≤30mm采用4根砼樁做塔吊基礎樁，樁頂標高位于基坑底。以塔中為中心，在室外地坪打一塊3500×3500mm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φ800mm，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。在φ800mm塔基樁頂將φ529×10mm鋼管與樁直徑為φ25mm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，形成勁性混凝土結構。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計要求在鋼管頂設置大直徑管帽，埋設塔腳。對塔腳進行改造，并將塔腳加大的肋板焊接于鋼管帽側壁，以達到其抗拔效果。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構系桿連成整體，代替塔吊基礎。在鋼管柱帽間用I30a工字鋼設置水平支撐及斜支撐。隨挖土方隨加設側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2023/5/17七、方案實施

實施一

（一）設計

1、依據(jù)塔吊生產(chǎn)廠家提供的塔腳支座反力，根據(jù)立塔處地基土質情況和工程樁基情況，選擇塔基樁直徑為φ800mm,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。塔基樁設計與定位施工

2023/5/17七、方案實施

（二）定位施工

常規(guī)的工程樁或支護樁允許偏差可達300～400㎜，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3500×3500mm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φ800mm，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。經(jīng)測試，本工程樁位相對水平偏差為12mm，垂直度及其它指標均滿足設計及規(guī)范要求。2023/5/17七、方案實施

實施二

基礎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)計算，塔身鋼管的直徑為φ529mm，壁厚為10mm。

2023/5/17七、方案實施2、為了解決基礎底板穿筋問題，在基礎底板到室外地坪±0.00處，采用樁頂插鋼管措施。在φ800mm塔基樁頂將φ529×10mm鋼管與樁直徑為φ25mm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，形成勁性混凝土結構。鋪設基礎底板鋼筋時，將鋼筋沿鋼管樁彎曲，并與鋼管樁焊牢。

3、為了解決結構防水問題，在打結構底板時，在底板中間位置與鋼管樁上焊寬50mm、厚6mm的圓形止水鋼板。通過以上措施的實施,很好地解決了基礎底板穿筋和結構防水問題,滿足了施工規(guī)范的要求。20三23三/5三/3七、三方案三實施實施三三塔腳三改造三與埋三設1、根三據(jù)塔三吊生三產(chǎn)廠三家提三供的三塔腳三型式三，選三擇塔三帽直三徑為φ8三50三mm，壁三厚為12三mm。2、為三了解三決塔三基說三明書三中60三0×三60三0m三m塔腳三尺寸三太大三，影三響混三凝土三澆筑三，同三時提三高塔三腳抗三拔力三問題三，在三征得三生產(chǎn)三廠家三同意三的情三況下三，對三塔腳三進行三改造三。在三塔帽三上開三孔，三將塔三腳插三入塔三帽焊三牢。三增加4塊74三0×53三0m三m塔腳三肋板三，并三將此三加大三的肋三板焊三接于三鋼管三帽側三壁，三以滿三足抗三拔設三計要三求。3、第三二次三澆筑三混凝三土到三鋼管三帽頂三部。經(jīng)驗三證，三塔腳三抗拔三力滿三足塔三基設三計要三求，三施工三簡便三易行三。20三23三/5三/3七、三方案三實施實施三四為提三高塔三身剛三度，三隨基三坑土三方開三挖隨三加固三勁性三混凝三土鋼三管塔三身。1、在三鋼管三柱帽三間用I3三0a工字三鋼設三置水三平支三撐及斜支三撐。2、隨三挖土三方隨三加設三直徑三為φ1三14三mm，壁三厚為4.三5m三m的側三向斜三支撐三及水三平支三撐。3、待三土方三挖到三坑底三，與三基礎三墊層三同時三澆筑25三0㎜厚混三凝土三板以三固定三鋼管三底部三。經(jīng)上三述措三施，三地下三部分三塔身三剛度三大大三高于三塔自三身設三計剛三度，三滿足三塔吊三設計三要求三。塔身三側向三剛度三的解三決20三23三/5三/3七、三方案三實施工三程三實三景三照三片20三23三/5三/3八、三效果三檢查工期三目標三。僅三用13天完三成了三塔基三施工三及立三塔作三業(yè)，確保三基礎三施工三按期三完成三，比三目標三工期三縮短2天。效果1采用三方案三三，三應用三在萬三順國三際公三寓深三基坑三塔吊三基礎三施工三中，三實現(xiàn)三了預三期目三標。15天13天目標三工期實際三工期縮短三工期2天20三23三/5三/3八、三效果三檢查效果2經(jīng)濟三目標:單臺三塔基三施工三費用三為8萬元三，比三計劃三投資三節(jié)省2萬元三。萬元

10萬元8萬元目標三值實際三值單臺塔創(chuàng)效2萬元

技術效益。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上又向前邁進了一步，是塔基施工技術上的一個創(chuàng)新，使現(xiàn)代化施工有了進一步的發(fā)展。效果320三23三/5三/3序號項目自我評價活動前(分數(shù))活動后(分數(shù))1質量意識75952問題意識70873改進意識65834參與意識75855個人能力75906QC知識80937解決問題信心7892自我三評價三對比三表八、三效果三檢查效果4無形三效益三。通三過本三次QC小組三活動三，全三體成三員對三活動三前后三進行三了自三我評三價。三小組三成員三在質三量意三識、三問題三意識三、改三進意三識、三參與三意識三、個三人能三力、QC知識三以及三解決三問題三信心三等方三面都三有了三很大三提高三。20三23三/5三/3九、三鞏固三措施1、根據(jù)三對經(jīng)三驗的三總結三，并三參考三國家三和各三地方三的相三關規(guī)三范，三制定三出《天津三一建三建筑三工程三有限三公司三勁性三鋼結三構塔三吊基三礎施三工工三法》，并三在企三業(yè)內(nèi)三部推三行，三取得三了良三好效三果。受控三號：YJ三/T三D-三10天津三一建三建筑三工程三有限三公司勁性三鋼結三構塔三吊基三礎施三工工三法天津三一建三建筑三工程三有限三公司20三06年8月受控三文件20三23三/5三/3九、三鞏固三措施2、該三工藝三已獲三國家三級技三術創(chuàng)三新成三果二三等獎三，同三時獲三天津三市科三委科三技成三果一三等獎三，并三獲區(qū)三專利三局科三技專三利專三項獎三勵。20三23三/5三/3九、三鞏固三措施3、該三工藝三已向三國家三知識三產(chǎn)權三局申三請發(fā)三明專三利，三申請三（專三利）三號為三：20三05三10三01三32三80三.0，并三于20三06年10月11日得三到公三示，三公開三（公三告）三號為三：CN三18三44三59三1。20三23三/5三/3九、三鞏固三措施4、該三工藝三在萬三順國三際公三寓的三成功三應用三，為三該工三程基三礎施三工贏三得了三工期三，創(chuàng)三下了3.三1萬平三方米三二層三地下三車庫8個月三完成三（包三括地三連墻三和工三程樁三施工三）的三記錄三，同三時為三同類三工程三立塔三開拓三了一三條技三術道三路。三目前三該工三藝在三天津三人才三