天津温州大厦深基坑工程施工总结文档格式.docx
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5.3.1、适用范围25
5.3.2、成本分析26
5.4、钢筋机械锚固技术26
5.4.1、主要技术内容26
5.4.2、技术指标26
六、工程荣誉证书展示27
6.1、所获荣誉证书27
天津温州大厦深基坑施工经验总结
一、基坑整体性评价
1.1、工程基本信息
1.1.1、工程名称
天津温州大厦工程
1.1.2、相关参建单位
建设单位:
天津滨海联合投资发展有限公司
设计单位:
上海思纳建筑设计有限公司
总承包单位:
南通建筑工程总承包有限公司
监理单位:
天津建工建筑工程监理有限公司
1.1.3、工程概况
天津温州大厦项目位于天津市塘沽区响锣湾商务区,东临滨河路,西临众安路,南靠万顺道,北靠横福路。
本工程由一幢30层高层酒店及酒店式公寓(高度120米)、一幢24层高层办公综合楼(高度100米)及4、6层裙房组成,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构。
地下室层高自下而上分别为3.7m、4.05m、5.550m。
高层酒店及酒店式公寓地下3层,地上部分为30层,主要层高为3.6米,总高度为116.9米,总宽度38.6米,高宽比为3.03,长宽比为1.0。
高层综合办公楼地下3层,地上部分为24层,主要层高为4.0米,总高度为99.5米,总宽度38.6米,高宽比为3.03,长宽比为1.6。
平面面积约1.7万平方米,基坑总延长米约为550米,本工程±
0.000相当于大鼓高程3.950,目前建筑物现周边道路高程为2.80-2.50米,现场地自然地面大沽高程为0.80—1.80,裙房与塔楼底板厚度分别为500mm、2000mm和2300mm,垫层厚度为150mm,基坑挖深从为11米到16米。
建筑分类为二类,耐火等级为一级,防水等级为二级,地下变电站、消防水池等设备用房的防水等级为一级。
抗震烈度为7度,建筑使用年限为50年。
图1-1:
天津滨海新区响螺湾温州大厦项目地理位置
1.2、地质概况
本工程基坑深度约13m,基坑支护桩深度24m,场地地貌单元属华北平原东部滨海平原地貌,属海相与陆相交互沉积地层。
按地层形成时代,成因类型及工程地质特征划分为10个工程地质层,揭示了表层人工填土(填垫时间小于10年)、第四系全新统(Q41-3)、上更新统(Q3a-e)及中更新统(Q23)的河流相、滨海潮汐相及浅海相交互沉积的一套砂类土与粘性土的沉积地层。
35米以上的地质情况见下表:
表1:
35米以上的地质情况表
地层岩性
层厚(m)
层顶标高(m)
渗透系数(cm/sec)
平均值
透水性
天然
含水量
K⊥
K∥
w(%)
1-2素填土
0.5~2.5
-0.59~1.69
5.6×
10-8
1.4×
10-7
不透水
2粉质粘土
0.7~2.5
-1.79~0.35
2.15×
31.8
3-1粉质粘土
0.9~3.5
-3.11~-1.25
1.9×
3.0×
32.3
3-2粉土
2.7~5.7
-5.61~-2.61
9.1×
10-6
10-5
微透水
27.3
3-3淤泥质粘土
4.2~7.5
-9.10~-7.24
5.3×
42.7
3-4粉质粘土
0.7~3.9
-15.79~-12.64
3.2×
4.6×
23.1
4-1粉土
1.0~7.2
-18.86~-15.24
1.2×
2.6×
弱透水
23.8
4-2粉质粘土
1.2~6.3
-20.56~-15.35
3.5×
5.4×
25.3
5-1粉砂
0.6~6.0
-22.68~-18.89
6.3×
7.7×
21.6
5-2粉质粘土
1.4~4.7
-23.62~-2025
6.8×
1.3×
25.0
6-1粉质粘土
1.5~6.5
-26.02~-23.25
8.3×
1.7×
26.3
6-2粉砂
2.1~7.2
-28.60~-23.55
2.9×
19.9
7-1粉砂
13.2~20.7
-34.68~-29.35
3.7×
20.4
1.3、水文概况
根据勘察地质资料,本场地地下水由上部潜水(含水层为Q42m第Ⅰ海相层及其以上的粉质粘土、人工填土层)及地下中部具微承压水的含水层:
4-1粉土、5-1粉砂层含水层及6-2粉砂、7-1粉砂层含水层组成。
根据观测结果表明本场地浅部15.0米以上地下水以潜水为主,勘察期间本场地初见水位埋深为0.6-1.4m左右(水位标高为0.0m左右);
潜水静止水位埋深为0.4-1.2m左右(水位标高为0.2m左右)。
场地东侧临近海河,最近距离约为40m,勘察期间海河河水面大沽标高约为0.9m,河水深约8.0m。
大气降水和河水为地下潜水的主要补给源。
根据周围地形及植被情况,大气蒸发是地下水主要排泄方式。
本场地地下水位总体上随季节变化而波动,丰水期水位抬升,枯水季节水位下降,年波动幅值平均0.8m。
其中4-1粉土、5-1粉砂层含水层及6-2粉砂、7-1粉砂层含水层与地表水及潜水水力联系微弱。
4-1粉土、5-1粉砂层含水层与6-2粉砂、7-1粉砂层含水层存在一定的水力联系。
由于勘察期间为全年的枯水季节,结合勘察期间地下水位观测成果,根据本地区历年水位观测资料,本场地抗浮设防水位可按大沽标高1.3m考虑。
本场地环境类型为Ⅲ类,PH值7.05~7.57。
根据场地内所取原状样室内渗透实验分析结果,将场地内浅部土层渗透性指标列于表3。
根据野外地层鉴别,上部杂填土为强透水层。
表3:
上部土层室内试验渗透系数表
渗透系数(cm/sec)平均值
5.610-8
1.410-7
2.1510-7
1.910-7
3.010-7
9.110-6
1.410-5
5.310-8
3.210-7
4.610-7
1.210-5
2.610-5
3.510-7
5.410-7
6.310-5
7.710-5
6.810-7
1.310-6
8.310-8
1.710-7
2.910-5
5.310-5
1.710-5
3.710-5
1.4、支护形式及降水设计
1.4.1、支护体系
1)、基坑支护形式为深层搅拌桩止水帷幕+钻孔灌注桩支护桩+加筋水泥土锚桩系统。
2)、支护结构:
钻孔灌注桩采用C30水下混凝土,间距1100mm,桩径Φ900,桩顶标高-0.500m,桩长23.3m;
锚桩为加筋水泥桩锚,为专利技术,桩锚为高压旋喷注浆形成的高压旋喷桩,注浆采用32.5级普通硅酸盐水泥。
本工程共采用5道桩锚,大沽标高-1.0、-3.2、-5.4、-7.6、-9.8米旋喷桩径550mm,末端扩径至600mm。
见图1-2、1-3:
支护结构剖面、平面详图
3)、止水帷幕:
三轴搅拌桩,桩径650mm,桩顶标高为大沽标高0.000,有效桩长18.0m,组内咬合250mm,组间为套打,相当于组间咬合650mm。
图1-2:
支护结构剖面详图
图1-3:
支撑平面布置
4)、支护桩顶大沽标高为-0.5米,相对标高为-4.45m。
桩径900mm,有效桩长23.3m,桩间距均为1100mm。
桩顶上设计有500×
1000冠梁,冠梁顶标高为大沽标高0.000,根据设计要求在冠梁顶砌筑1m高240厚档土墙,档土墙每四米设置一根构造柱并设置240×
200圈梁,道路与支护结构高差处按照设计要求进行护坡施工,见图1-4:
图1-4:
档土墙施工示意图
1.4.2、降水设计
(1)、降水井设计
本工程降水采取深井井点降水,降水井采用φ500mm无砂水泥管,填料为等粒径碎石,于基坑内设置;
设计降水井60口,井径700mm,管井500mm,56口井深18.0m,4口深井24米,2口井深22米;
坑内观测井4口,井径700mm,管井500mm,井深18m~24m。
坑外观察井11口,井径600mm,管井300mm。
(2)、排水体系
根据基坑降水面积、场外排水系统分部情况,设置8个三级沉淀池,使基坑抽出的水通过三级沉淀后,保证清水排到建设单位制定区域内,平面布置见下图。
沉淀池使用钢板制成,尺寸为6000×
1500×
1000。
(3)、降水施工
1)基坑的降水标高根据施工作业面控制,采取整体,均衡的降水,保证地下水位在施工作业面下1m位置,严禁超降。
按照施工作业进度情况基本分为:
桩锚作业层以下1m降水阶段,基础底板施工降水阶段,局部电梯井降水,地下室水位控制阶段。
2)降水全天候24小时专人负责,排水期间,设现场电工2名、排水工10名、记录员计2名,按两班制原则轮流值班,每班7人,由各班的记录员全面负责当班的具体事项。
3)配备足够的备用潜水泵,出现故障,维修的同时能立即换泵抽水确保24小时连续降水。
4)水位观测
基坑外设4口观测井,抽水前应进行静止水位的观测,作为各井观测初始数据记录,抽水初期每天早晚7点观测2次,坑内水位稳定后应每天观测1次,水位观测精度±
2cm,并绘制地下水水位降升曲线。
5)基坑内积水处理
在基坑开挖到槽底时,局部可能会有积水没降至设计标高和下雨天存在排水不畅积水,为了挖土施工,可在槽底设置排水明沟至集水钢筒,在附近的水也可用盲沟全部汇聚至集水钢筒,再由集水钢筒把水抽出基坑。
部分也可直接流入附近降水井。
6)降水井的保护
在基坑开挖期间及运土施工时,在每个井口设置红旗标志,提醒机械作业司机注意,防止机械破坏。
同时注意保护降水井口、排水沟、排水管、电源线等排水设施,及时调整供电线路、排水管路,尽量避免挖土作业对排水系统的破坏。
7)封井
本工程降水,即在后浇带全部浇注完毕、首层室外地基处理完以后方可封井。
基础底板内64口井须等到基础底板后浇带混凝土浇注后,地下室外墙回填土及中区道路回填土完毕后方可封井,部分降水井因妨碍基础底板梁、墙、柱施工的根据现场情况在垫层浇筑后、基础钢筋绑扎前封井;
坑外观测井封井在全部降水井封井后,室外工程施工前进行。
回填土施工前,坑外观测井井孔采用砂砾填充,填充至上部1.0m深度时,浇筑C20混凝土填充至井口。
因降水需持续到基础后浇带施工完毕,故在基础底板施工期间,需将管井接长出底板顶面,管井接长做法如下图所示:
封井时,用气焊割除底板面以上部分钢导管,排出降水井内的水后,先取出潜水泵及排水管,接着浇注C40P10微膨胀混凝土灌满导管,混凝土坍落度不得大于120mm,振捣棒振捣密实,底板内降水井封井如下图所示。
6.3.3.套管洞口钢筋设置:
在降水套管四个方向设置三层洞口加强筋,每层每个方向设置两根间距150mm长1200mm的三级Φ14洞口加强钢筋。
底板降水井封井施工过程中会出现地下水通过降水井上涌的现象并且水压很大无法浇筑混凝土进行封堵,此时搭设脚手架,利用负三层顶板作为提供反力的支撑点,使用千斤顶将钢板反向顶入套管的止水环上,实施满焊,焊接后浇筑C40混凝土填满套管。
1.5、土方开挖方式
本工程自然地貌大沽标高1.345~1.502m之间,20#地裙房坑底大沽标高为-11.15m,酒店塔楼基底标高-11.95m,其中电梯基坑最深处大沽标高为-14.45米,集水坑处最深的大沽标高为-15.45m;
21#地裙房坑底大沽标高为-11.15m,酒店塔楼基底标高-11.65m,其中电梯基坑最深处大沽标高为-14.15米,集水坑处最深的大沽标高为-15.15m;
土方总开挖量约25万m3。
根据设计文件和施工工艺要求,大面采取机械开挖,桩边、格构柱边、支护桩边、降水井边,及基底采取人工挖土,格构柱下用小挖机,最后收尾用长臂挖土的方式。
(1)、施工流程
工程的土方开挖分4步进行,第一步为支护上挡土墙施工土方开挖;
第二步为支撑梁以上土方开挖;
第三步为大面基坑底以上土方开挖;
第四步为基底电梯井、集水坑局部加深开挖。
土方开挖区域划分:
共分东、中、西三个区域。
按照先东、西区再开挖中区的顺序进行土方开挖。
B-1轴到B-11轴为西区,B-11轴到B-15轴为中区,B-15轴到J-9轴为东区。
图1-5:
土方开挖区域划分图
(2)、挖土原则
必须遵循“分区开挖、分层开挖、分步开挖、均匀开挖、严禁超挖”的原则。
土方施工需合理安排车次,进行信息化施工,动态管理,严格控制标高,严禁超挖。
严禁碰撞桩、锚桩及腰梁、降水井。
本工程充分利用现场场地,设置土方出入坡道,该部分土方从坡道外运。
(3)、第一步土方开挖:
支护桩顶土方
支护桩和止水帷幕施工完成后,利用工程桩施工阶段,进行支护桩顶冠梁及挡土墙施工,需要进行局部的土方开挖,沿基坑四周挖出支护桩头,根据施工速度分段开挖,挖出的渣土进行清理,作为垫道使用,其余土方待冠梁和挡土墙施工后回填,多余土方运出工地。
(4)、第二步土方开挖:
给锚桩提供作业面的土方开挖。
配合桩锚施工期间,按照一个工作面一个作业组、一个班次作业安排。
开挖工况:
工况挖1:
第一次开挖沿基坑周边一步取土,配合第一道桩锚和冠梁施工,土方量约12500立方米,配备1部挖泥机作业,挖土厚度约2.50米,完成工期需3天。
(大沽高程1.0——-1.50)
工况挖2:
第二次开挖沿基坑周边二步取土,配合第二道桩锚施工,挖土厚度2.20米,土方量约12500立方米,配备2部挖泥机作业,按一步挖土二步倒土,开挖完成时间约需3天。
(大沽高程-1.50——-3.70)
工况挖3:
第三次土方开挖基坑周边三步取土,配合第三道桩锚施工,挖土厚度2.20米,土方量约25000立方米,配备2部挖泥机作业,按二步挖土二步倒土,开挖完成时间约需4天。
(大沽高程-3.70——-5.90)
工况挖4:
第四次土方开挖基坑周边四步取土,配合第四道桩锚施工,挖土厚度2.20米,土方量约30000立方米,配备3部挖泥机作业,按一步挖土三步倒土,开挖完成时间约需6天。
(大沽高程-5.90——-8.10)
工况挖5:
第五次土方开挖沿基坑周边五步取土,配合第五道桩锚施工,挖土厚度2.20米,土方量约40000立方米,配备4部(或三部)挖泥机作业,按一步挖土四步(或三步)倒土,开挖完成时间约需6天。
(大沽高程-8.10——-10.30)
图8:
土方开挖工况示意图
为了减少基坑总体变形,在第一、第二道桩锚施工期间,基坑外运土方的道路设置在基坑的北侧,在实现第一道、第二道桩锚的封闭后,将外运土方的道路改在基坑的南侧。
图9:
第二阶段挖机走向图
(5)、第三步土方开挖:
大面基底以上土方
1)根据2009年4月7日天津市环境地质研究所提供的《天津温州大厦基坑监测阶段性监测报告》,从温州大厦基坑围护桩桩顶水平位移监测结果来看,桩顶水平位移最大位移点为WY4,位移量134mm;
2008年12月19日“WY4”监测点所在区域进行了第四层开挖,12月16日基坑北侧的聊城大厦进行了止水帷幕施工,其基坑对温州大厦造成一定影响,使得“WY4”附近的腰梁发生变形,冠梁上方出现1~2mm宽的裂缝,当日位移量达到67mm,事后经双方写贴并采取了应急措施使得第二天日变形量为11mm。
其次位移较大的点为WY3、WY11、WY12、WY18、WY19的位移值分别为63mm、63mm、64mm、66mm、63mm。
从基坑围护桩桩体深层位移监测结果来看,位移最大点为“CX6”,位移量为64.15。
2)参考基坑监测阶段性监测报告和天津市建设科学技术委员会文件[2008]20号、[2009]40号、[2009]71号文件,本工程第三步开挖采取分段开挖的方法进行施工,即开挖一段后立即施工一段混凝土垫层和基础,并在已经封底的基础底板和地下室各层顶板与支护结构之间设置混凝土刚性支撑。
3)首先将坑内水位降到大沽标高-13m,进行土方开挖,土方开挖采用正挖施工方法。
根据后浇带和结构施工缝将基坑施工分为五个阶段进行和共分10施工段进行施工。
本工程土方开挖顺序为:
第一阶段1-A——1-B;
第二阶段2-B——2-A;
第三阶段3-A——3-B;
第四阶段4-A——4-B;
第五阶段5-A——5-B。
见图9:
土方开挖示意图。
图10:
土方开挖分段示意图
4)第一阶段1-A土方开挖完毕马上进行此段的垫层施工并进行1-B的土方开挖施工,1-B的土方开挖完毕后进行此段的垫层及防水和基础筏板的施工,待第1阶段负二层顶板施工完毕后,再进行第二阶段2-A、2-B的土方开挖。
同样,在第二阶段负二层顶板施工完毕后再进行第三阶段的土方开挖,以此类推。
5)为了将基坑因桩锚施工所产生的时空效应的影响降到最低并降低,在20#地土方开挖过程中,开挖出的土方首先回填到21#地的4-A、4-B、5-A、5-B地块中,在5-B地块处填筑运土通道,将多余土方运出场外。
6)在挖土过程中,水平测量应与挖土机同步推进,随挖随抄平,对坑底标高进行有效的控制;
另外还应连续作业,不分昼夜一气呵成,无特殊情况中间不得停顿。
7)坑底预留200--300mm人工清基,清除的土挖土机配合倒运出基坑,立即进行基础垫层的施工,分段开挖并清槽完毕、检查无误后,及时请建设、设计、勘察、施工和监理单位共同进行分段验槽,填好隐蔽工程记录,以便核查。
施工中随时掌握监测数据,及时收集、整理,发现问题及时上报。
(6)、第四步土方开挖:
基底电梯井、集水坑局部加深开挖
进行局部的降水到电梯井、集水坑基础底1m标高,也可以随第三步土方开挖时降水,连续开挖,用灰线放出位置,挖土机在井中间位置开挖,坑边缘及坑底采用人工挖土的方式。
人工挖到设计标高后,在坑底做好盲沟,立即进行垫层的施工。
(7)、土方收尾
土方开挖到后期,后退开挖坡道,配一个小挖土机在基坑内收尾,在东北角基坑上方支设一台长臂挖土机,进行接力倒土装土,配合塔吊运土,最后使用塔吊把小挖土机吊出基坑。
(8)、其他注意事项
8.1、土方开挖前,应根据施工方案的要求,将施工区域内的地下、地上障碍物清除和处理完毕。
8.2、建筑物或构筑物的位置或场地的定位控制线(桩)、标准水平桩及开槽的灰线尺寸,必须经过检验合格;
并办完预检手续。
8.3、夜间施工时,应有足够的照明设施;
在危险地段应设置明显标志,并要合理安排开挖顺序,防止错挖或超挖。
8.4、土方开挖时,需在基坑合理位置设置排水明沟,预防积水。
8.5、每次土方开挖必须严格控制标高,严禁超挖,特别是最后基底部分土方开挖。
8.6、开挖至桩位置附近,严禁直接采用机械挖土,在桩周围30cm范围内老土必须采用人工清土,防止机械碰撞桩身。
二、重大风险点位分析与预防措施
2.1、风险点位分析
2.1.1、环境风险点位分析
(1)、基坑变形过大,影响正常使用
(2)、桩锚破坏
(3)、支护墙体破坏
2.1.2、施工降水风险点位分析
(1)、基坑侧壁渗漏
(2)、基坑突涌
(3)、渗流破坏
2.2、针对风险点位采取的措施
2.2.1、针对环境风险采取的措施
(1)、基坑变形过大,影响正常使用
风险产生原因及相应控制措施:
①坑外荷载超过设计允许值;
及时卸除超载。
②由于地质条件差异及地下管道渗漏造成桩锚拉力降低;
补打桩锚,保证提供足够的反力。
风险发生应急:
风险一旦发生应立即暂停土方开挖,监测单位应立即进行高频率位移监测,计算位移速率,分析其发展趋势。
如短期内位移速率趋零,位移不再发生,可待土体稳定,应力重分布完成后继续施工。
一旦短期内位移速率不趋零,位移连续产生,应立即调动现场挖土机械运土回填开挖区段,从而保证基坑支护系统安全稳定。
①基坑挡土系统实际受力过大,远超过设计计算值;
重新核算桩锚体受力及其实际强度能否满足要求,不满足则加打桩锚②本项目周边工程施工对桩锚周边原稳定土体的扰动及对桩锚的破坏;
加快本项目整体进度,避免邻近工程对本项目的负面影响,密切关注邻近项目施工进度③受
如桩锚发生破坏,应立即就破坏部位开挖区域进行土方回填,防止破坏范围扩展。
①支护桩(灌注桩)施工不符合设计要求;
施工已完成,无法控制。
如支护桩发生破坏,应立即就破坏部位开挖区域进行土方回填。
2.2.2、针对施工降水风险采取的措施
本基坑周边地下管道内水体基本与地下水连通,长时间浸泡土体后,土体强度降低,抗渗性能下降,当基坑侧壁存在薄弱点时,可能从薄弱点发生渗漏。
当发生渗漏后,采用坑内封堵,坑外设置止水滤带(编织物等)防止土流失,进行注浆封堵,对较大渗流同样有效。
本工程采用中心岛出土的开挖方法。
本工程开挖深度较大,在地连墙主楼电梯井集水坑最大挖深约27m,虽然地连墙穿透了第二微承压水层,但是埋入相对隔水层的深度较小,而且地连墙接缝为薄弱漏水点,发生渗漏后承压水会沿着地连墙流入基坑,故基坑突涌是本工程的主要隐患。
如果管涌口涌出的水量小,水流流速小,携泥携砂量少,管涌口堆积少,则属较轻的管涌,对管涌口可不处理,在附近挖集水坑设水泵集中抽排,同时视情况可采取止水、降水措施。
如果开始管涌程度较轻,但管涌不断发展,管涌口径不断扩大,管涌流量不断增大,带出的砂、泥越来越多,这也属于重大险情,需要及时处理。
坑底局部涌水涌砂的处理:
迅速用
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