天津人才科技大厦地下连续墙工程及基坑支护方案.docx

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天津人才科技大厦地下连续墙工程及基坑支护方案

天津人才科技大厦

地下连续墙工程及基坑支护施工方案

一、工程概况

本工程设计标高为±0.000米，大沽高程的3.400米；基础埋深－16.3m和-15.8m及-14.8m（垫层以下）。

采用地连墙作档土兼止水帷幕,三道环梁内支撑的组合支护体系。

设计三道环梁内支撑深度分别为-4.1M,-7.8M和-11.5M。

二、工程及水文地质条件

1、工程地质条件

根据本工程地质勘察报告，场地各地基土层自上而下的分布情况如下表：

1）人工堆积层

a.杂填土①：

厚度1.00~3.50m。

b.粘质粉土素填土①1：

厚度0.50~2.00m，层底标高-0.25~-2.72m。

2）系土层

a.砂质粉土②：

厚度0.60~2.4m，层底标高0.00~-2.05m。

3）系土层

b.粉质粘土③：

厚度0.50~2.00m，层底标高-0.85~-2.20m。

c.砂质粉土③1：

厚度0.50~1.90m，层底标高-0.85~-2.20m。

4）系土层

d.粉质粘土③2：

厚度4.00~6.00m，层底标高-2.26~-3.64m。

5）系土层

e.粉质粘土⑤：

厚度0.60~6.00m，层底标高-10.53~-11.53m。

f.粉质粘土~粘土⑥：

厚度0.40~3.00m，层底标高-10.72~-12.8m。

6）系土层

g.粉质粘土⑦：

厚度1.20~7.20m，层底标高-14.24~-17.87m。

h.粘质粉土⑦2：

厚度3.50~8.80m，层底标高-17.24~-21.69m。

2、工程水文情况

根据本工程岩土工程勘察报告，场地勘察深度范围内地下水类型及埋藏条件如下表所示：

序号

类型

地下水静止水位

埋深（m）

平均水位高程（m）

1

潜水

1.90~2.80

1.33

根据资料，本工程拟建场区位处低洼，历年逢大暴雨路面积水。

工程桩施工后，地表浅层富含水饱和。

地下连续墙施工方案

天津人才科技大厦地下连续墙工程坐落于天津市和平区，山西路、河北路、西安道、南京路交汇处。

总平面形状成不规则长方形，地下连续墙总长约470米，墙深为32～36米，墙宽0.8米，现浇钢筋混凝土结构，为地下室开挖挡土及止水的临时性支护。

一、场地工程地质条件：

本工程场区地貌属海积～冲积地貌单元，地形平坦，地势低平，地面高程为3.38～3.98m，平均地面高程为3.66m。

二、地下连续墙设计要求：

设计图纸中±0.000标高相对于大沽高程3.400米，现场导墙的相对标高控制在-0.100米，钢筋笼的骨架顶相对标高为-1.200米，地下连续墙墙顶相对标高为-1.700米。

1.槽厚：

800mm

2.墙深：

32m～36m

3.地连墙延长米：

470m

4.砼强度等级：

C30

5.垂直度：

小于1/300

6.接头形式：

哑铃型接头

三、工程重点、难度分析和应对措施：

1.本工程基坑深度大，增加了连续墙钢筋笼加工制作、吊装等施工的难度，在征得设计同意的情况下对钢筋笼采取适当的加固措施，比如设置多道横向桁架，尤其是起吊位置加设圆28的U型钢筋，以保证钢筋笼起吊和下放时的安全性。

2.由于基坑周边环境条件复杂，基坑深度大，场地周围临近道路和高楼，在进行施工时，需要对临近道路的地下管线和周围其它地下构筑物进行调查，必要时进行勘探。

为了保证施工过程中周边构筑物的安全，沉降及位移监测工作就要作为一项重点内容加以考虑。

四、工程量及主要材料计划：

根据《天津市建筑设计院地下连续墙施工图》，计算出本工程地连墙工程量及材料计划如下表：

编号

项目

单位

数量

备注

1

地连墙混凝土

M3

11924.33

80个槽段

2

基槽开挖

M3

14744.33

3

导墙

M

470

4

钢筋笼

T

1054.047

不含埋件，3％损耗

5

场地硬化

M3

846

4230m2

五、地连墙施工工艺和方法

1.总体施工工艺流程：

2．地连墙施工方法概要

1）导墙工程

由于现场为回填土，导墙后侧10米范围内采用开挖1.00米后分层回填，在土体松软地区回填时拌和水泥，对于特殊地段采取相应的导墙形式。

1测量放线：

施工进场后，立即进行控制测量点位交桩、复核。

利用设计勘测部门精度较高的导线点为起始控制点，布设附合导线三角网，从而建立本标段的平面测量控制网。

采用全站仪进行外业测量，并对成果运用坐标法进行点位平差。

布设附合水准线路，按照精密水准测量要求施测。

采用极坐标法进行放样测量，即利用偏角法和支距法的计算公式，根据线路要素点的坐标值，计算出所需放样的坐标数据；在平面控制点上支设全站仪，后视另一控制点，将测站点、后视点、放样点的坐标数据输入全站仪，然后放样所需点位。

施工现场必须坚持数据对算，施测点位必须复测。

2导墙施工：

导墙施工全部采用商品混凝土，为便于施工，导墙分为垫层、面趾施工，配筋、砌筑、支模、浇筑混凝土。

导墙施工完毕后，及时进行墙内支撑。

3导墙施工要点：

（1）导墙筑于密实的地基上，施工完后，及时进行墙间支撑，支撑用100*100mm方木按水平方向每2m设上下各一道的原则布置。

（2）导墙混凝土养护期间，重型机械设备不得在导墙附近作业或停置，以防墙体开裂和位移。

导墙技术质量标准：

深度允许偏差：

±100mm

墙厚允许偏差：

±10mm

墙面与轴线距离偏差：

±5mm

内外导墙间距偏差：

±5mm

墙面不平整度：

±3mm

墙面垂直度：

≤1/500

2）成槽工程：

①成槽作业顺序安排原则：

每槽段中的成槽作业顺序，注意保证成槽时两侧临界条件的均衡性，以保证槽壁两侧的垂直度，结合现场情况加以调整，避免发生塌槽事故影响施工正常进度。

②成槽作业要点：

（1）挖槽时，严格按照确定的施工顺序进行开挖，按间隔一个槽段施工法进行。

（2）任何一个槽段开挖前，都需要重新调整抓斗的垂直度及水平度，校正监测系统的准确性，并确保抓斗平行导墙，自然入槽。

（3）挖槽过程中，自始至终认真观察监测系统，X、Y轴任一方向偏差超过允许值时，立即启动纠偏系统进行纠偏，确保槽壁垂直度符合设计要求。

（4）挖槽过程中，有专人负责补充泥浆，并随时观察液面高度，泥浆面高度不得低于导墙顶面0.30m。

（5）成槽到墙底时及时观察土的类型，挖槽结束后，根据检查槽位、槽深、槽宽及槽壁垂直度的情况，整理出地连墙成槽质量分析数据。

③清槽换浆：

（1）刷壁：

用刷壁器对准端部，清除接头泥皮及杂物。

（2）清底：

混凝土浇筑前，必须对槽底泥浆和沉积物进行置换。

清底采用抓挖法。

清理槽底和置换泥浆结束1小时后，应符合下列规定：

A．槽底（设计标高）以上200mm处的泥浆比重应不大于1.2。

B．槽底沉渣厚度≤100mm。

3）泥浆工程:

因本工程的地质状况较差，尤其是中层的松散性中细砂，如果护壁方法不当或措施不得力，必将导致槽壁坍塌事故的发生，所以本工程对泥浆的性能要求比较严格。

4）钢筋笼制作工程:

A．钢筋笼制作

（1）钢筋笼制作是在现场特制平台上进行的，钢筋笼平台是用80mm槽钢焊成的平面框架结构，其纵横垂直，周正水平，整体稳固；

（2）钢筋笼加工时，先铺设横筋，在铺设纵向筋，并焊接牢固，然后焊接组装钢筋桁架，再焊接上层横向筋及纵向筋，最后焊接锁边筋、吊筋及保护垫块；

（3）焊接钢筋桁架时，按要求预留出灌注管的位置，两导管间距不大于3.0m，导管距槽段端部距离不大于1.5m。

（4）对焊钢筋接头轴线位移偏差不能大于0.1d，同一截面上接头数小于50％，接头位置错开距离大于30d。

（5）当采用搭接接头时，接头位置错开，竖向受力主筋的最小搭接长度不小于45d，当接头不错开时，竖向主筋搭接长度大于70d，并大于1.50m，钢筋成型过程中的镀锌铅丝绑扎点，必须在焊接后清除。

预埋件的位置控制主要由高程和地连墙分幅线控制，导墙制作完成后，在导墙上开始地下连续墙分幅，将槽段之间分幅线准确标在导墙上，同时根据钢筋笼横担在导墙上的吊筋水平位置，测定吊筋处导墙标高，再根据图纸设计埋件标高，确定钢筋笼吊筋长度，从而控制埋件的垂直位置。

根据钢筋笼吊筋和分幅线之间的距离确定埋件的水平位置。

5）地连墙接头：

①地下连续墙是由许多单元槽段连接成的，因此槽段间接头，必须满足受力和防渗要求，并使施工简便，在施工中采用哑铃型接头管连接法，这种连接法的优点是用钢量少、造价低，能满足一般的抗渗要求（详见下图）

②哑铃型接头管用钢管加工，采用内销连接，既便于运输，又可使外壁平整光滑，易于拔管。

拔管时间控制既要保证管外混凝土不发生塌落，又要防止混凝土与钢管粘结造成阻力过大而使管拔不出或拔断。

一般在混凝土达到0.05～0.20MPa（浇筑后3～5h）可开始拔管，并应在浇筑混凝土后8h内将接头管全部拔出。

③接头管接头的施工过程：

接头管的安放与起拔：

用吊车安放接头管时紧贴开挖边线，并使其中心线与地连墙中心一致，并保持垂直，保证下端下到槽底，上端固定在导墙上。

接头管起拔采用顶升架顶拔和吊车提拔相结合的方法。

接头管的起拔时间，根据混凝土强度增长快慢、气温情况和接头管埋置深度加以确定。

一般在混凝土开始浇筑后2～3小时开始用顶升架拔动，预拔量不宜太大，一般100～200mm，再使接头管回落。

开始拔管时每隔20～30min拔一次，每次上拔300～1000mm，上拔速度与混凝土浇筑速度、混凝土强度增长速度相适应，一般为2～4m/h。

顶升架顶拔力一般为2000～3000KN。

在混凝土浇筑结束后4～8小时内，待混凝土初凝后将接头管用吊车全部拔出。

7）地下连续墙防渗问题解决技术措施：

地下连续墙成墙工艺采用的是水下浇筑混凝土工艺，受各种地质条件和施工条件的影响，常常有渗漏水现象，因此，必须采取有效的技术措施，方可保证墙体的抗渗性能，墙体渗漏多发生与槽段连接处，单元槽段墙体中发生的较少。

槽段连接面渗漏与接头、端面清刷清洁度及施工过程有关，单元墙体局部渗漏主要与施工过程有关，因此解决地连墙渗漏问题，应采取以下技术措施：

A．严格端面清刷工作，端面的清洁程度是接头防渗效果的关键，端面因护壁泥浆产生的泥皮及残留泥块，必须清刷干净，端面清刷不少于三次；

B．严禁浇筑混凝土面高差300mm，确保两套导管灌注速度的同步性；

C．采用性能优良的泥浆护壁，严格控制埋管深度，检查灌注导管的密封性；

基坑支护工程

（一）支撑系统工程：

水平支撑：

共三道。

第一道从-4.１m开始施工，施工土质为粉质粘土层，采用国产反铲机一次挖土，施工水平支撑：

第二道从-7.8m开始施工，土方施工一次接力；第三道从-11.5m开始施工，二次接力；在支撑的施工过程中，土方施工组要及时创造工作面，避免支撑梁作业的窝工。

同时砼施也要及时进行，以免影响下一步土方的开挖。

支撑与土方积极配合，争取不利工况尽少占用工期。

1.在-4.100M、-7.800M、-11.500M处，首先人工清理场地，做到地面平整、坚实、抄平、做出垫层控制线、轴线和标高。

2.浇注砼垫层，砼强度等级C10，厚度100㎜，砼垫层表面压光后，涂刮一层白消石灰或腻子粉，厚度2-3㎜，作为脱离层，以利于脱胎。

3.在垫层上，预埋钢拴，作为梁侧模底脚，利用侧孔，在支模时固定底脚。

4.在腰梁和环梁支座焊接40a工字钢梁，帮扎钢筋。

5.支模：

模板采用小钢模，支模方法如图所示：

6.格构柱的调整修补措施；格构柱与水平支撑系统的连接部位是应力集中部位，受剪力最大的部位，在施工的过程中，重视每一个接头桩的加固处理，对保证格构安全、确保支护可靠度十分重要，因此当遇到格构柱定位和标高超高时。

在支撑施工前，对格构柱的位置和标高全面复核，确定无误的情况下，按照设计高程弹线并按线位缀板，加强腋板和顶板。

（1）对于标高高于设计要求的格构柱，按设计标高，将超出标高部分用气焊进行割除，再按设计要求施工顶板和缀板，加强腋板。

（2）对于标高低于设计要求的格构柱，采用加焊柱头格构柱角钢的方法补救，焊缝处先磨平倒角，再熔焊焊接，焊缝厚度12㎜，接好后焊接缀板及加腋板和顶板。

（3）对于定位偏差较大的格构柱，报请设计对水平支撑做适当的位移调整，保证支撑受力的有效性。

施工过程中，根据土方施工情况，为减少单独施工支撑时间，拟采取分段施工，分段浇注的施工流水作业，第一段为山西路至南京路；第二段为南京路至河北路；第三段为西安道。

接茬处放置1米四根二级直径为25㎜的加强钢筋在梁的内侧，接茬处做凿毛处理并第二次浇注前清理干净，刷砼中的素浆，确保结合面可靠。

（二）土方开挖工程

1、要紧密结合工程的特点和要求，充分考虑现场条件、运输条件、分阶段施工步骤和工程总体部署等各种因素，安排好各工序的穿插施工，有效投入与合理安排足够的土方工程的机械设备，合理安排土方开挖的先后顺序、分阶段的开挖部位和深度、以及运输坡道的合理布置，以满足工期要求。

2、在基坑内西南面留设土方运输坡道宽度4m，坡度为8%。

3、土方工程要为支撑和护坡、及后续结构施工及时创造工作面。

（1）机械设备的投入及运输能力的分析

由于本工程在西安北侧，河北路东侧，南京路南侧,属市中心和交通涌堵区，土方施工受交通条件和政府相关规定的限制，土方出土时间主要在夜间22:

00~6:

00之间，白天出土受限多,安排1台挖土机现场内倒土修整坡道、为其它工序创造工作面、为晚间土方施工创造条件。

第一步土方开挖（地面~-4.1m）：

按1台挖土机平均每天挖土850m3。

卸土地点平均距工地15km，一辆运土车来回一趟平均需1.0~1.5h考虑，一辆车一天（工作时间8~10h）往返四次，平均每辆车的运输能力为15m3/次，一辆车的运输能力为60m3/天。

第一次土方开挖量约4万m3，工期约为16天，平均一天出土量约为2700m3。

配备5台挖土机，45辆运土车。

第二步土方开挖（-4.1~-7.8m）：

土方开挖量约4.1万m3，工期约为17天，平均一天出土量约为2700m3。

配备7台挖土机，45辆运土车。

第三步土方开挖（-7.8~-11.5m）：

土方开挖量约4.5万m3，工期约为20天，平均一天出土量约为2300m3。

配备8台挖土机，40辆运土车。

第四步土方开挖（-11.5~基底）：

土方开挖量约7.1万m3，工期约为30天，平均一天出土量约为2300m3。

配备8~10台挖土机，46辆运土车。

（2）土方开挖

第一步土方开挖时，优先开挖环梁施工的工作面，，然后再挖支撑梁部位土。

支撑环梁施工的同时，在留有施工作业面的前提下，可以开挖下步土方，最后清除坡道，回填渣土。

先从远端挖起，周边留出上一道支撑施工的工作面。

第三部、第四步土方开挖类似第二步土方开挖。

1.开挖顺序：

共分四步进行开挖，降水井及塔吊安装完毕，降水至-6.000米以下，立即开挖第一步土方至-4.1m（优先开挖基坑周边环梁的工作面，作第一道支撑）；第二步挖至-7.8m（此时基坑周边在进行第二道支撑施工，应留出6m宽的工作面）；第三步挖至-11.5m（此时基坑周边在进行第三道支撑的施工，应留出4m宽的工作面）；第四步挖至坑底，留出20cm厚由人工清至槽底。

在土方挖运施工过程中应注意基坑支护体系的安全，按设计方案有步骤地进行开挖。

连梁、挡土墙、塔基承台及桩间土处理，这几道工序采取见缝插针的方式。

2.坡道最后在南侧进行收尾，先用长臂挖土机从桩顶尽可能收土，在槽底余留3～4台小型挖掘机清理余土，最后用吊车将挖掘机吊出，余土利用塔吊倒运。

结束语

受土方开挖后，减压形成槽底±隆起，在基坑开挖到最后时，发现基坑隆起速率加剧，一周内基坑隆起10.9cm，第二周隆起值达16cm，而此时土方挖除不多，因此决定降水单位增大抽水量与降水深度，加快开挖坑内余土速度，尽快浇好素混凝土垫层，集中力量抢出地下负三层3.5m厚的混凝土基础底板。

实测结果如下：

基坑最大隆起量为141mm，与开挖深度比为0.84％，墙体水平位移33.7mm，最大沉降为16.25mm。

地表沉降，深降水前地表最大沉降量与开挖深度比小于0.97％，由于不同位置测点数值有上下，如取平均值则数字更小。

天津人才科技大厦地下深基坑施工已经进行到地下负二层，通过该工程的实践证明，我公司在地下深基坑的工程中取得了成功，对如何进行地下土方开挖、地下连续墙的施工以及深基坑的支护工程，确保深基坑的稳定，结构安全积累了宝贵的经验。

事实证明，本工程的地连墙施工以及深基坑的支撑工程是科学合理的，可以为今后类似的工程所借鉴。