上海世博配套工程超深基坑盖挖逆作法施工技术

xx世博配套工程程500kV超深地下变变电站逆作法法施工技术xxxx集团第二二建筑有限公公司HYPERLINK"/tjzyw/sgjy/sg100401.htm""/tjzyw/sgjy/sg100401.htm"返回1工程概况

1.1工程简介

xx500kkV静安（世博博）输变电站站工程位于xxx市静安区区成都北路、北北京西路、山山海关路和大大田路围成的的区域之中，地地处城市中心心CBD地带，场址址占地面积约约4.5万平方米。工工程采用钢筋筋混凝土筒形形结构体系，全全地下布置，共共地下四层，地地面部分是静静安“雕塑公园”。工程基坑坑开挖直径130m，开挖深度34m，顶板落深深场地自然地地坪2m。

工程采采用逆作法进进行施工，建建成后将为改改善xx中心城区区电网结构，增增强市区电网网的受电能力力，满足2010年xx世博会供供电需要发挥挥重要作用。

1.2周边环境和土层特性（见表1）表1层序地层名称颜色平均层厚平均层底深度湿度状态密度①人工填土杂1.721.72————松散②粉质粘土褐黄-灰黄1.513.17很湿--饱和可塑——③淤泥质粉质粘土灰7.0110.21饱和流塑——④淤泥质粘土灰6.9317.17饱和流塑——⑤1-1粘土灰4.2521.25很湿软塑==可塑——⑤1-2粉质粘土灰5.3826.37很湿软塑——⑥1粉质粘土暗绿3.9230.67湿可塑--硬塑——⑦1砂质粉土灰黄-草黄6.5337.20饱和——稍密-中密⑦2粉砂灰黄-草黄8.3245.52饱和——中密-密实⑧1粉质粘土灰14.7660.28很湿软塑——⑧2粉质粘土与粉砂互层灰13.0873.36很湿软塑——⑧3粉质粘土与粉砂互层灰3.9977.35很湿软塑——⑨1中砂灰9.582.26饱和——中密-密实⑨2粗砂灰23.80111.30饱和——密实⑩粘质粉土青灰未穿——————中密1.3水文地质质情况

潜潜水；本场地地浅层地下水水属潜水类型型，补给来源源主要为大气气降水、地表表径流，水位位动态为气象象型。

承承压水；本场场地承压水分分布于⑦1、⑦2和⑧3、⑨层中。本工工程底板位于于第⑦1层承压水层层中，因此，须须针对底板抗抗渗以及底板板与地下连续续墙交界面位位置防渗漏进进行专项处理理。

1.4基坑围护及及结构概况（见见图1、2、3）

地下连连续墙深：57.5m宽：1.2m垂直度：1/6000

抗拔桩桩深：82.3m直径：800m垂直度：1/3000

一柱一一桩深：89.5m直径：950m垂直度：1/6000

地下四四层筒体结构构，开挖深度度34米，结构板板标高分别位位于-2.0000、-11.5550、-16.5550、-26.5550、-31.3300m标高采用逆逆作法施工。

图1

图2

图3

表2结构形式主梁次梁板顶层（-2.000m）1400×2000400×1000300地下一层（-11.550）1000×1500400×1000250地下二层（-16.550）1000×1500300×1000200地下三层（-26.550）1200×1500300×1150300底板（-31.300）25002工程难点

本工工程混凝土结结构圆柱形筒筒体直径为130米，开挖深深度达34米，为目前前国内最深逆逆作法施工项项目，基坑面面积达130000m2，无论从地地墙的深度、宽宽度，超深钻钻孔灌注桩（桩桩侧注浆）、一一柱一桩的控控制、机械设设备的选择、逆逆作法施工的的组织等众多多方面都是超超常规的。而而且，本工程程又建在市中中心位置，一一有闪失，其其经济、社会会影响都是无无法估量的。因因此，要确保保工程在安全全、质量、进进度等方面万万无一失，整整个逆作法施施工过程，必必须考虑周全全，具有非常常大的施工难难度。

2.11周边环境复复杂、变形控控制要求高

22.2超深地下连连续墙，设备备特殊、施工工难度大

本工程地墙墙厚度1.2m，深度57.5m，因此，对对地墙的成槽槽、槽壁稳定定及垂直度控控制（1/600）、超宽超超长钢筋笼吊吊装、槽幅间间的防水连接接、成槽质量量的控制要求求高，对机械械设备、施工工工艺提出了了极高的要求求。

2.3逆作立柱桩桩施工、垂直直度控制要求求高

本工工程拟采用逆逆作法施工，立立柱桩垂直度度要求达到1/600。因本工程程立柱桩超深深，因此对立立柱桩的定位位、垂直度控控制要求都非非常高。表3桩型桩径（mm）桩长（m）桩端持力层抗拔承载力设计值（kN）抗压承载力设计值（kN）桩数（根）P395055.89-2粗砂3000950088P495055.89-2粗砂3000950040P595055.89-2粗砂30009500402.4深基坑降降水、特别是是承压水处理理难

本工工程遇二个承承压含水层，即⑦1、⑦2和⑧3、⑨层，二层承压水中隔弱透水层，形成二个含水层互为影响，对承压水的处理带来新的课题。

2.5逆作法取土、挖土的专项设备特殊

本工程基坑面积大，挖土深度34m，对挖土进度的控制、土方开挖流程及变形控制过程中承压水的处理、机械设备效率、挖土的组织都提出了极其严格的要求。

2.6地下结构的裂缝控制要求高

本工程结构洞口多，承受水平荷载大、面积大，土体回弹、一柱一桩及地墙的不均匀沉降均会产生裂缝影响，施工中必须高度重视。

2.7特殊节点的处理

本工程一柱一桩受力荷载大、基坑深，另有电力隧道穿入结构，梁、板与一柱一桩、地墙与隧道连接节点复杂。

2.8超深地下变电站结构防水施工要求高

本工程为全地下变电站工程，地下结构防水为一级。属于特大型重要的地下构筑物，具有永久和不可恢复的特点。其结构防水要求特别高，难度特别大。

2.9超深逆作法施工作业环境安全措施复杂

由于逆作法施工与顺作法施工的区别，本工程为超深超大地下逆作结构，逆作地下空间通风条件差，用电照明危险性大，废气产出量多且排气难，开挖及拆模交叉作业，安全危险大。且本工程有可能随时存在地下不明气体的侵害，必须采用专项通气、照明、开挖、拆模及应急措施，以确保施工人员的安全。

2.10超深逆作大体积混凝土施工技术复杂

本工程大底板厚达2.5m，砼方量约33000m3，且位于地下34米深处，属于超深大体积混凝土施工，综合控制技术复杂。

3主要施工方案

3.1超深地下连续墙施工

3.1.1地下连续墙概况

地下连续墙：宽：1.2m，深：57.5m，垂直度控制：<1/600，沉渣控制：<10cm，地下连续墙砼：C40P14槽段接头：工字钢接头。

3.1.2地下连续墙施工场布图

本工程采用2套地下连续墙施工设备：

铣槽机：2台

成槽机：2台

400T吊车：1台

200T吊车：1台

泥浆净化池：2个*1500m3

钢筋笼平台：4个

集土坑：1个

3.1.3地下连续墙施工泥浆配制

膨润土泥浆进行护壁；DE250泥浆净化系统，终孔后清孔换浆。

表4泥浆配合比膨润土品名材料用量（kg）水膨润土Na2CO3CMC钙基土10009030.5

表5泥浆性能指标控制制指标性能阶段新制泥浆循环再生泥浆砼浇筑前槽内泥浆密度（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地下下连续墙成槽槽

1，上部抓斗斗成槽：对于于上部在7层土前的土土层，用CCH5000-3D真砂抓斗成成槽机直接抓抓取。抓斗的的抓取效率也也可以保证。第7层土（约30m）以上的土层：CCH500-3D真砂抓斗成槽机成槽。

表6设备型号CCH500-3D最大开挖深度34m开挖尺寸1.2×2.7m最大起重量50t抓斗斗体重量14吨

2，下部铣削成槽：：

进入到7层土层后，用用液压铣槽机机铣削，铣槽槽机机体长度度比较长，机机体重量对控控制成槽的垂垂直精度非常常有帮助，直直至终孔。第第7层土（约30m）以下的土土层：BC40液压铣和MBC30液压铣。

表7设备型号BC40型最大开挖深度65m履带尺寸长6m宽5m整机重量163吨发动机功率605铣头厚1.2m铣头宽度2.8m桅杆高度39m3.1.5钢筋筋笼制作

一期钢筋笼笼分节：标高高设置在-26.225m，上节笼长长度：24.0m，钢筋笼重44吨，下节笼笼长度：30.755m，钢筋笼重69吨，接头错错开1250mmm。钢筋笼横横向吊点设置置采用4点吊。钢筋筋笼纵向吊点点设置五点，主主机设计两点点，副机设计计三点。

3..1.6钢筋笼吊装装

钢筋笼笼分两段，组组装后最大段段接约为140吨。钢筋笼笼吊放采用双双机纵向五点点吊施工方法法。主机：利利勃海尔1400//2400吨起重机。

图43.1.7泥浆浆净化设备DE250、GS5000表8主要技术参数设备型号DE250、GS500生产能力500m3/h尺寸大小20*20重量8t功率200kW

表9设备型号利勃海尔1400/2最大起重能力400t主起重臂77m上车/中央配重155t/43t输出功率300千瓦行走速度0-1.8km/h总配重450t

表10辅机：kHH1000型200t履带式起重重机起重半径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钢筋筋笼连接

H型钢：焊接接

竖向钢筋：：螺栓连接

水平钢筋：：焊接

3.11.9混凝土浇筑筑

本工程程设计浇筑面面标高为墙顶顶面标高，商商品砼设计强强度等级C35，抗渗P12，施工强度度等级提高一一级C40P114。

施工中中，在Ⅰ期槽钢筋笼笼的两端焊接接工字钢作为为墙段接头，钢钢筋笼及工字字钢下设安装装后，在工字字钢与槽孔孔孔端之间下回回填石子，用用以防止混凝凝土浇筑时出出现绕流进入入工字钢槽内内。

“H”型钢底部防防绕流措施：：本工程将“H”型钢底端接接长300mmm~500mmm，以阻挡砼砼从槽底流向向相邻槽幅，“H”顶部防砼向向两侧溢出措措施。

1、把一期槽槽幅二侧“H型钢”以变截面形形式接长至导导墙面-1.0m处，这样就就可以阻挡砼砼翻浆向两侧侧溢出。

2、导墙面至-1.0m处范围采用用可拆式挡板板。

3.1..10地下连续墙墙施工工效分分析

实践践证明，本工工程采用的抓抓铣结合流水水施工的成槽槽工艺是合理理的，保证了了地下连续墙墙的高垂直度度要求，大大大提高了施工工工效。成槽槽时间：平均均58小时/幅（流水施施工）。垂直直度：1/650–1/10550。

3.2一柱一桩施施工

逆作作法施工中的的“一柱一桩”技术是整个个逆作法

一柱一桩施施工需要解决决的一系列问问题：“一柱一桩”的垂直度问问题；孔下“一柱一桩”的定位问题题；一柱一桩桩不同标号砼砼的浇注技术术。

3.2..1一柱一桩施施工难点

超长钢管砼砼一柱一桩施施工（Φ550钢管长36.5m）；

高垂垂直度要求高高（1/600）；

落深深自然地坪一一柱一桩（落落深3.5m）；

不同同标号的混凝凝土同时施工工（C35和C60）；

沉渣渣要求<5cm；

超深桩桩桩底注浆；；单桩承载力力达9500kkN。

3.2.22一柱一桩的的垂直度要求求高（小于1/600）

1、开发了一一套精度达1/10000的传感器和和电脑监控设设备。

2、研发了孔孔下调垂设备备。

在本本工程中一柱柱一桩的桩顶顶落深3.5m，所以在一一柱一桩的钢钢管上部加焊焊一个工具式式调垂接长管管以解决施工工难题。

本工程一柱柱一桩的垂直直度要求为1/600，为确保达达到这个要求求，采用了我我司与同济大大学共同研制制的垂直度检检测设备来监监测一柱一桩桩钢管吊装时时的垂直度是是否满足要求求。

3.2..3不同标号砼砼浇注技术，制制定了一柱一一桩不同标号号混凝土浇注注的企业规程程，规范了逆逆作支承桩的的施工工艺流流程

3.3桩侧注浆抗抗拔桩施工

33.3.1抗拔桩概况况

抗拔桩桩主要技术参参数

桩身身直径：800

抗抗拔桩数量：：665根

桩身长长度：82.3米

进入土土层：9-1层

垂直度度要求：1/3000

沉渣厚厚度：5cm

桩桩侧注浆：5道4面

注注浆压力1MPa

注浆量量2.5T

3..3.2成孔垂直度度控制要求高高（需达到1/300）

1、加配重减减压钻进

2、GPS-220回旋钻机扭扭距大、钻机机稳、功率大大

3、防斜梳齿齿钻头

3.33.3沉渣控制要要求高（小于于50cm）

1、泵吸反循循环二次清孔孔

2、成孔过程程中采用除砂砂器

3.3..4钢筋笼制作作精度要求高高（见图5）

1、胎架上集集中加工

2、预拼接

3..3.5孔壁稳定要要求高（见表表11）

1、试桩工程程的经验参数数

2、控制各土土层中钻速、钻钻压要求、泥泥浆比重、粘粘度

3.3..6桩侧注浆的的首次运用

1、控制五段段四点注浆器器的预埋质量量

2、开塞泵压压：在1.0～1.5MPPa左右

3、终止压力力：用3倍开塞压力力作为终压指指标

4、注浆量：：每个面注浆浆量2T。

5、打通注浆浆器：砼强度度达70%后进行清水水劈裂。

图5

表11

3.4基坑降水水方案

3.44.1基坑降水抽抽水试验

降水方案确确定前，工程程进行了群井井抽水试验目目的：

1、确定⑦-⑨层中地下水水静止水位分分布情况；

2、通过抽水水试验了解第第⑦-⑨层中地下水水在抽水状态态下相互是否否存在水力联联系；

3、通过抽水水试验确定第第一承压含水水层单井涌水水量；

4、根据抽水水试验成果，为为后期提出合合理的基坑降降水运行方案案服务；

5、分析与预预测基坑周边边相邻地面沉沉降的时空分分布。

3.44.2基坑降水施施工方案（见见图6）

图6

3.5逆作法施施工方案

3..5.1施工分区及及施工工况

本工程地地下四层，挖挖深34m，四层结构构标高分别为为-2.0000m、-11.5550m、-16.5550m、-31.3300m，由于局部部的层高较高高，故在-6.500m设置一道临临时单环支撑撑，-21.555m和-29.445m设置两道临临时双环支撑撑，并且在B2和B3层之间局部部增加临时的的柱间连系杆杆支撑，以增增加逆作时地地下结构的整整体性。在进进行各层施工工时，划分为为A～G共7个区域，出出土口共9处。

本工工程采用逆作作法施工。根根据工程实际际情况，工程程施工分为A、B、C、D、E、F、G七个施工区区，出土口共共9处。土方开开挖及结构施施工流水搭接接进行，总体体施工流程为为A区→F，G区→B，C区→D，E区。

3.6监测方案

3..6.1监测内容

1、周边环境境监测

A、地下管线线变形监测；；

B、建/构筑物沉降降、裂缝监测测；

C、基坑外地地表（浅层土土体）变形监监测；

D、基坑外地地下潜水水位位监测；

E、基坑外地地下承压水水水位监测；

F、基坑外深深层土体位移移监测；

G、基坑外土土体分层沉降降监测。

2、围护结构构监测

A、地下连续续墙墙体水平平位移监测；；

B、地下连续续墙墙顶变形形监测；

C、地下连续续墙内、外侧侧水土压力监监测；

D、地下连续续墙的竖向及及环向钢筋应应力监测；

E、地下连续续墙的竖向及及环向混凝土土应变监测；；

F、内衬墙的的环向及竖向向钢筋应力监监测。

3、支撑体系系和立柱监测测

A、结构梁钢钢筋应力监测测；

B、环形支撑撑轴力监测；；

C、钢管立柱柱的应变内力力监测；

D、钢管立柱柱桩桩身应力力监测；

E、立柱桩隆隆沉监测。

4、其他监测测

A、基坑开挖挖过程中的工工程桩桩身隆隆沉监测；

B、基坑开挖挖过程中工程程桩桩身应力力监测；

C、基坑开挖挖过程中土体体分层沉降监监测。

3.66.2监测仪器

3..6.3监测点平面面布置（见表表12）表12

钢管立柱及格格构柱的垂直直位移观测主主要为控制超超深逆作法施施工过程中结结构的差异沉沉降。深层土土体位移监测测孔布设位置置均对应围护护墙体测斜监监测孔且形成成剖面，可分分析不同距离离地墙位置的的土体在水平平方向上的运运移情况。

33.6.4监测信息系系统——实时动态监监控系统

自动监控系系统包括集自自动监测数据据的采集、分分析、查询于于一体的自动动监测系统和和实时传输远远程监控工地地现场的网络络视频远程监监控系统。

当天的监监测资料获得得后及时向监监测单位的服服务器上传资资料，通过网网络即可浏览览监测成果，监监测成果包括括具体监测数数据