大面积深基坑土方开挖前先立塔施工工艺

大面积深基坑土方开挖前先立塔施工工艺研究小组名称:天津**钢结构项目QC小组发布人:**发布时间:2007年6月5/27/2023一、课题简介

**国际公寓工程总建筑面积163407㎡。地下两层，地上裙房三层，裙房上三个塔楼，总高度为99.95m。●基础平面呈“L”形，单层面积约15000㎡

。●工程四周紧临交通要道，东面和西北侧紧临30层的高层建筑，最近距离为13.26m。

工程概况

5/27/2023一、课题简介工程要求

●基础挖深10.70m。●基坑跨度大，西北侧边长150.0m，西南侧边长130.5m，基坑短向跨度70m。●基础工程量大，基础总面积30000㎡，混凝土浇注量约为40000m3。

●确保周边重要设施的安全。●确保自土方开挖至±0.00完成，工期为150天。工程概况5/27/2023二、课题选择提出

问题●由于基坑跨度大，３幢主塔楼均需一台高塔来满足垂直运输要求，高塔塔位必须在基坑内的高层旁边，以满足塔吊随建筑物升高，逐道加设附着要求，同时满足主塔楼位于塔臂回转半径范围内。5/27/2023

二、课题选择确定课题

大面积深基坑土方开挖前先立塔施工工艺研究●由于基础工程量大，工程工期紧，因此地下工程在土方大面积开挖前立塔，保证地下工程施工工期是加速地下工程施工的必要条件。●超大面积深基坑在土方开挖前先立塔是目前高层建筑基坑施工面临解决的一个课题。为提升我公司的施工技术水平，增强市场竞争力，必须在大面积深基坑土方开挖前先立塔施工技术上有进一步创新，以适应今后承接此类工程的需要。提出

问题5/27/2023三、小组概况小组名称小组类型创新

型成立日期2005年5月本课题起止日期2005年5月至2006年12月注

册

号TJJG-05-02组内职务姓

名行政职务职

称年

龄学

历责任范围组

长分公司总工高级工程师48大专设计与实施技术指导副组长公司技术科长高级工程师42大专组织与设计顾

问公司副总工高级工程师70大专总体构思及规划设计组

员公司技术科职员工程师29大专设计绘图组

员公司技术副科长工程师32大本计算分析组

员项目经理助理工程师26大本工程实施组

员项目副经理工程师31大专工程实施组

员资料员工程师34大专资料收集整理活动方式1、每周活动两次。2、坚持出勤，存记录。接受TQC教育人均72小时平均年龄39岁小

组

人

数8人领证人数8人主要攻关项目大面积深基坑土方开挖前先立塔施工工艺研究天津**钢结构项目QC小组**制表人：**审核人：**制表日期：2005年5月8日5/27/2023四、目标设定

工期目标：确保土方开挖前15天内完成立塔作业，以保证自土方开挖至±0.00在150天内完成。目标一目标二

经济目标：最大限度地降低立塔措施费用成本，单台塔基制作费用控制在10万元以内。5/27/2023五、提出方案并确定最佳方案一、提出方案

小组全体成员围绕实现小组目标，进行了全面分析，针对大面积深基坑在土方开挖前先立塔的设计，提出了三个方案：方案名称主要施工方法方案1基础主体施工二次立塔塔基施工方案先在基坑外立塔以满足基础施工要求，在基础底板施工时做承台预埋塔脚，待到零层板施工完毕后拆塔，并将其移入基坑内以满足主体施工要求。方案2内支撑法塔基施工方案基坑土方开挖前在基坑内另设一套支护系统，将塔吊基础表面立于低于基坑底部0.5m的标高处。方案3劲性钢结构塔身逆施加固法塔基施工方案在基坑内立塔，将塔脚立于±0.00标高，塔脚与桩基之间采用钢结构连接。5/27/2023五、提出方案并确定最佳方案（一）方案1：基础主体施工二次立塔塔基施工方案在基坑外立塔完成基础施工，再将塔拆除并移入基坑内完成主体施工。1、施工工艺（1）先在基坑外按常规方法施工混凝土塔吊基础，并完成立塔，以满足基础施工要求。

（2）在基础底板施工时做混凝土承台，预埋塔脚。（3）待到零层板施工完毕后将塔吊拆除。（4）将塔吊二次移入基坑内立塔，以满足主体施工要求。5/27/2023五、提出方案并确定最佳方案

2、分别对工期及经济性进行定量分析

工期经济基坑外立塔需工期14天，其中塔基桩施工１天，塔基支模绑筋、砼施工及养护12天，立塔1天。拆塔及二次立塔施工不影响主工期。塔基桩与砼塔吊基础需投资6万元，拆、立塔需投资3万元，二次立塔塔吊基础、预埋塔脚需投资4万元，故采用该工艺需投资约13万元。

√×

×不满足目标要求√满足目标要求5/27/2023五、提出方案并确定最佳方案1、施工工艺（二）方案2：内支撑法塔基施工方案将塔吊基础表面立于低于基坑底部0.5m的标高处,即塔基上表面标高为-11.2m（1）在支护结构和工程桩施工完成后，基坑大面积土方开挖前，沿塔基周围单独设置一套临时支护系统。（2）降水。将上述支护系统的圈中地下水位降到被开挖面下500～1000mm后，开始分布开挖土方，分布支设内支撑系统,直到土方挖至-10.7m的基坑底部。（3）按常规方法施工混凝土塔吊基础，并完成立塔。（4）基础底板施工前，将塔吊基础顶部到与基础底板底500㎜范围内回填土方并压实，再整体浇注基础底板。5/27/2023五、提出方案并确定最佳方案2、分别对工期及经济性进行定量分析

×

不满足目标要求

√

满足目标要求工期经济两次支护、两次挖土、两次降水工艺难度大，占用工期长。其中支护桩施工1天，打井2天，提前降水10天，人工挖土和内支撑施工18天，塔基支模绑筋、砼施工及养护12天，坑内立塔2天，故采用该工艺需工期45天。基坑支护、降水及挖土按每延长米１万元计算，需投资约16万元；塔基桩与砼塔吊基础需投资6万元，故采用该工艺需投资约22万元。

××5/27/2023五、提出方案并确定最佳方案（三）方案3：劲性钢结构塔身逆施加固法塔基施工方案将塔脚立于±0.00标高,塔脚与桩基之间采用钢结构连接

1、施工工艺（1）采用4根φ800㎜直径钢筋混凝土灌注桩做塔基桩，桩长28米，桩顶标高-10.7米。（2）在基础底板到室外地坪±0.00处，采用桩顶插钢管措施。在φ800㎜塔基桩顶将φ529×10㎜钢管与钢筋笼主筋焊牢，浇筑灌注桩混凝土的同时，将钢管内灌满混凝土，形成劲性混凝土结构。（3）焊接φ850㎜钢管帽，按要求埋设塔脚，第二次浇筑混凝土到钢管帽顶部。（4）混凝土充分养护后立塔。（5）随基坑土方开挖随加设垂直及水平支撑。待土方挖到坑底，与基础垫层同时浇筑250㎜厚混凝土板以固定钢管底部。5/27/2023五、提出方案并确定最佳方案

2、分别对工期及经济性进行定量分析

×

不满足目标要求

√

满足目标要求工期经济

钢结构塔基构件制作在加工厂进行，不影响主工期。塔基桩施工及劲性钢结构塔吊基础安装施工需工期12天，立塔1天。塔身逆施加固随土方开挖随时进行，不影响主工期。塔基桩与劲性钢结构塔吊基础需投资约8万元，不发生其它施工措施费用。√√5/27/2023五、提出方案并确定最佳方案

二、方案优选

根据以上分析，对三个方案在工期及经济性方面进行综合比较如下：方案名称工期经济优选方案1基础主体施工二次立塔塔基施工方案√×○方案2内支撑法塔基施工方案××○方案3劲性钢结构塔身逆施加固法塔基施工方案√√●○不选用●选用

×不满足目标要求

√满足目标要求5/27/2023六、制定对策

针对方案三，我小组成员进一步分析从提出到设计实施成功的过程中，应该有四个控制点，据此我们制定对策表如下：序号目标对策措施实施地点负责人完成时间1桩位相对水平偏差≤30mm采用4根砼桩做塔吊基础桩，桩顶标高位于基坑底。以塔中为中心，在室外地坪打一块3500×3500mm的方形混凝土板，板厚150㎜，在板上塔基桩位置留置4个孔洞，其直径为φ800mm，作为控制桩位的依据。**国际公寓工地05年5月8日～5月12日2基础底板穿筋及防水处理满足施工规范要求在砼灌注桩内插入1根钢管，代替部分塔身。在φ800mm塔基桩顶将φ529×10mm钢管与桩直径为φ25mm的钢筋焊牢，浇筑灌注桩混凝土的同时，将钢管内灌满混凝土，形成劲性混凝土结构。**国际公寓工地05年5月13日～5月20日3塔脚抗拔力满足塔基设计要求在钢管顶设置大直径管帽，埋设塔脚。对塔脚进行改造，并将塔脚加大的肋板焊接于钢管帽侧壁，以达到其抗拔效果。**国际公寓工地05年5月21日～5月22日4地下塔身刚度大于塔自身刚度管帽间及塔身增加钢结构系杆连成整体，代替塔吊基础。在钢管柱帽间用I30a工字钢设置水平支撑及斜支撑。随挖土方随加设侧向斜支撑及水平支撑。**国际公寓工地05年5月23日～10月25日5/27/2023七、腔方案字实施实施腥一（一转）设棚计1、酱依据虏塔吊比生产刘厂家很提供观的塔弹脚支理座反可力，驴根据摆立塔跪处地屯基土罗质情镇况和浩工程眉桩基狼情况笨，选容择塔蝴基桩绳直径都为φ匀80鸡0m替m,等桩长迷为2汉8m么。2、妖根据宇塔吊旱生产狠厂家想所提卖供的喝塔脚贴受力主特性打和塔公脚距上离,给选择骡塔基肾桩相阿互间宋距离补为2甘m。塔基汽桩设把计与谎定位嫁施工5/让13拣/2中02影3七、隔方案蒙实施（二芦）定匠位施并工常规词的工农程桩混或支忙护桩磁允许穿偏差型可达年30骆0～漂40炮0㎜俱，由脚于这骨4根虚塔基厅桩上风插塔蠢脚，捡因此京受塔露身唱2米干间距姥限制晴，这独4根谋桩的有水平雅位置急允许啦偏差秒仅仅罪为3腾0㎜筹，单沉桩垂女直度低要求蜜达到低L/天30冲0,仓这对庭于打锈桩工欢程难如度很理大。印为了究解决提这一负难题土，我震们以吴塔中根为中许心，农在室饱外地沸坪打逼一块妖35呢00欠×3杏50手0m望m的湿方形晓混凝怜土板川，板硬厚1心50青㎜，例在板禽上塔窄基桩哈位置混留置逐4个纹孔洞卡，其牛直径俘为φ添80派0m看m稳，作涛为控层制桩外位的猾依据碌，用浊测试冒仪控笛制桩筛身垂魔直度汽、桩喜长及砍沉渣贩厚度甲及其域它指判标。糖经测纠试，据本工框程桩位讽相对肿水平鬼偏差弊为1剃2m寒m，垂渔直度街及其张它指迎标均补满足津设计帜及规险范要筝求。5/仇13股/2炕02屠3七、厌方案贿实施实施拆二基础葱底板挣穿筋为及防纱水施梅工处狠理1、锐根据滥塔吊费生产猜厂家狡所提金供的糠塔脚妥最大搞支座敏反力声和塔蒸身最坝大自烧由高抖度选净择代抢替部辞分塔捆身的逢钢管根直径仇以及款壁厚斩。经报计算锻，塔布身钢烟管的居直径晓为φ猜52捡9m滚m，回壁厚兴为1盖0m油m。5/诸13料/2详02圆3七、旷方案梯实施2、悔为了帆解决事基础毒底板评穿筋诞问题币，在盟基础棕底板跨到室散外地伞坪±共0.林00唤处，夏采用赤桩顶摘插钢圣管措话施。懒在φ谱80泼0m讨m扑塔基席桩顶妄将φ轰52流9×踪蝶10土mm后钢密管与傍桩直父径为φ25减mm欠的钢照筋焊识牢，僚浇筑干灌注堆桩混蜂凝土恢的同取时，约将钢习管内腐灌满盘混凝抓土，鹊形成魔劲性胸混凝缩慧土结丢构。络铺设桌基础窗底板锅钢筋天时，寺将钢临筋沿街钢管丸桩弯度曲，杠并与吊钢管痰桩焊冶牢。3、锤为了齿解决雀结构当防水害问题迫，在山打结惊构底佩板时泉，在啄底板宿中间确位置激与钢惕管桩递上焊仪宽5卖0m扒m、祥厚6淡mm蒸的圆闸形止异水钢抱板。通过烧以上靠措施币的实予施,吩很好管地解渠决了岗基础哈底板悔穿筋日和结叶构防孟水问竖题,荷满足销了施蚁工规邪范的裕要求董。5/眉13唤/2锤02训3七、己方案壶实施实施颗三塔脚牙改造穗与埋若设1、督根据秒塔吊皇生产圈厂家将提供衰的塔端脚型钱式，理选择芝塔帽剥直径幼为φ洽85摆0m槽m，谈壁厚佩为1丽2m级m。2、贫为了潮解决递塔基脉说明床书中鹊6膀00亿×6骨00转mm庸塔脚愉尺寸膝太大诉，影邻响混棍凝土扎浇筑纺，同馆时提航高塔昆脚抗技拔力捕问题幕，在方征得嫩生产执厂家苍同意译的情于况下锐，对豪塔脚语进行背改造挖。在绍塔帽掩上开士孔，返将塔呢脚插皮入塔夕帽焊恼牢。沈增加固4块宫74掀0×5架30邮mm江塔钓脚肋坚板，庭并将懒此加老大的向肋板兄焊接说于钢俊管帽寺侧壁怀，以凳满足卡抗拔善设计眉要求贝。3、哭第二晃次浇携筑混敞凝土勤到钢役管帽骆顶部摸。经验病证，跳塔脚蚂抗拔依力满杂足塔哪基设痰计要锄求，催施工氧简便照易行伸。5/剑13坑/2胁02史3七、静方案说实施实施绞四为提岭高塔司身刚笋度，般随基筒坑土魔方开孔挖随蹈加固顷劲性娱混凝卖土钢弓管塔崭身。1、槐在钢桥管柱讲帽间夺用I挺30甜a工漆字钢锈设置戏水平孤支撑或及斜支愉撑。2、谊随挖宴土方女随加礼设直家径为挡φ1悟14它mm渴，壁肝厚为吸4.活5m骗m的示侧向珠斜支煮撑及弓水平疤支撑鸟。3、示待土邀方挖栋到坑补底，总与基妈础垫稼层同夫时浇窗筑2墓50㎜厚混活凝土用板以贫固定轧钢管亭底部咸。经上任述措额施，展地下沫部分编塔身货刚度匹大大晓高于穿塔自信身设誓计刚刮度，散满足招塔吊杏设计珠要求版。塔身傍侧向勇刚度脚的解杜决5/跳13倍/2言02畜3七、钩方案灭实施工歪程剧实誉景叉照远片5/例13灵/2色02熟3八、喇效果家检查工期剧目标擦。仅扩用1拔3天题完成梳了塔耕基施切工及搜立塔贡作业缎，确保雾基础岸施工畏按期淘完成现，比定目标汤工期巩缩短题2天罩。效果梦1采用墓方案混三，沿应用箩在*回*国闸际公枝寓深判基坑踪蝶塔吊握基础减施工滑中，邮实现姜了预度期目宴标。15蜜天13税天目标席工期实际满工期缩短洞工期盒2天5/抹13仅/2浩02寸3八、衣效果纷检查效果肢2经济旋目标麻。单桐台塔埋基施精工费喜用为待8万码元，农比计熊划投骨资节想省2勤万元撑。10咸万元8万龙元目标轻值实际猾值单台塔创效2万元

技术效益。本次QC小组活动，使我公司在大面积深基坑土方开挖前先立塔施工技术上又向前迈进了一步，是塔基施工技术上的一个创新，使现代化施工有了进一步的发展。效果35/拳13蒜/2俩02赢3序号项目自我评价活动前(分数)活动后(分数)1质量意识75952问题意识70873改进意识65834参与意识75855个人能力75906QC知识80937解决问题信心7892自我浑评价贫对比成表八、论效果采检查效果剖4无形哭效益痰。通捐过本暴次Q额C小镜组活菊动，矿全体灭成员顿对活用动前线后进夹行了牌自我隙评价雪。小阅组成靠员在勿质量镜意识牙、问光题意基识、借改进柴意识其、参煮与意嫩识、千个人执能力克、Q历C知副识以轻及解躺决问京题信帮心等山方面拴都有浪了很增大提地高。5/霞13离/2坦02贝3九、似巩固孔措施1、根据扇对经谋验的动总结座，并享参考颤国家厨和各续地方衡的相饶关规钳范，布制定屈出《绣天津倦**越建筑穷工程经有限宣公司遣劲性长钢结哗构塔智吊基痒础施碰工工掏法圆》，占并在钉企业熟内部榴推行适，取觉得了兰良好晌效果切。受控掀号：煮YJ欠/T骆D-砌10天津萌**翁建筑裤工程甜有限劲公司劲性存钢结马构塔掩吊基参础施宵工工追法天津沉**亮建筑居工程扶有限辫公司20蕉06绸年8第月受控弓文件5/你13在/2捎02茄3九、徒巩固竖措施2、格该工移艺已狡获国仓家级斥技术语创新挎成果晃二等舱奖，构同时硬获天反津市读科委骑科技滔成果送一等莲奖，焦并获捕区专伟利局券科技裹专利烛专项碌奖励帆。5/编13币/2膨02导3九、劳巩固须措施3、描该工锦艺已残向国醒家知壶识产斯权局指申请并发明父专利舍，申猪请（陶专利吸）号输为：械20才05摄10弦01络32培80愈.0晒，并杏于2攀00侵6年神10结月1钥1日桥得到纳公示弯，公悔开（那公告蒙）号贿为：婶CN男18作44浙59象1。5/美13永/2揉02厨3九、蚊巩固械措施4、着该工腔艺在糖**铺国际朱公寓拍的成候功应愤用，酷为该歼工程怠基础察施工膛赢得缩慧了工疏期，晃创下杰了3恰.1挂万平凤方米鼠二层湖地下佣车库父8个喊月完盛成（暮包括景地连窝墙和伴工程愉桩施园工）乐的记堂录，腐同时总为同皱类工乳程立巷塔开凭拓了凯一条矛技术揪道路