超深超大基坑复杂地下空间结构施工年

CHINACONSTRUCTIONFIFTHENGINEERINGBUREAUCO.,LTD.唐高杰2022年5月郑州金融岛外环项目超深超大深基坑与复杂地下空间结构施工关键技术TRACKERUnitofmeasure1FootnoteSOURCE:SourceTitleUnitofmeasurecontents目录010203项目概况关键技术应用经验总结及应用效果项目概况ONEPART01项目概况

★郑东新区北龙湖

★郑州副CBD项目概况★世界级金融商务区★国家中部金融中枢★省一号工程★河南陆家嘴项目CBD

运河项目概况C3-13C3-14C3-19C3-20C3-16C3-18C3-22C3-172016年承建内环4个地块，35万m2；2018年陆续承接外环两大组团、9地块；建筑业态：酒店、公寓、写字楼；7家业主，6家设计，4家监理；地下4层，地上22层，建筑高度100m；单栋建筑面积10万m2，总建筑面积约88万m2；基坑设计深度14.5m；支护结构：止水帷幕+排桩+内支撑，部分坡面设计有锚索；目标：每栋楼“中州杯”，其中18、22两栋“鲁班奖”、“国家优质工程奖”。C4-21C4-03C4-04C4-11C4-31C4-12项目概况4号线15号线6号线北龙湖★区域交通设计：地上、地下立体交通系统两环：中环桥、外环路；三铁：地铁4号线、地铁6号线、地铁15号线；三隧：龙源十街隧道、龙翼二街隧道、九如路隧道；四桥：地面层由北三环4架桥入岛。★矶崎新城市与建筑一体开发整体性设计，内外双湖环抱，5.6平方公里的北龙湖，整个岛规划面积1.07km2。★双环44栋高层建筑围合形成城市建筑“巨阵”：内环20栋楼+6栋商业，外环24栋楼+4个地下停车场，总建筑面积约400万m2。项目概况关键技术应用TWOPART02关键技术应用二标段埋钻三标段埋钻一标段埋钻1、场区地质特性及施工难点关键技术应用三轴搅拌桩卡钻钻埋钻1、场区地质特性及施工难点关键技术应用场地回填前情况况1、场区地质特性及施工难点关键技术应用1、场区地质特性及施工难点1、成墙深度范围+85.000~+57.000之间全为细砂，砂层保水性差，护壁难度大，特别容易塌孔，造成成埋钻。2、地勘显示局部在④1层、⑥1层为两层粉质粘粘土层，含水量量为26.4%、22.9%,含水量大，有流砂特质，容容易塌孔。关键技术应用现场钻孔取芯复复勘地下障碍物排除除粉砂粉质黏土原塔吊基础回填建筑垃圾1、场区地质特性及施工难点关键技术应用2、防止TRD在富水深厚砂层层复杂地质条件件下卡钻埋钻的的施工工法TRD-D型工法机切割箱链条槽链条墙体槽设计参数数值墙宽700mm墙深28m水灰比1.5水泥掺量25%膨润土掺量200kg/m3水泥土搅拌墙设设计参数设备参数数值切割箱宽400mm链条宽500mm侧壁允许最小宽度100mm最大切割深度61m切割箱规格参数数关键技术应用自带测斜仪+全站仪或经纬仪仪垂直度检测施工过程中，根据返浆稠度随时调调整水灰比，同同时调整膨润土土掺量，减小水水泥浆液流失自带测斜仪2、防止TRD在富水深厚砂层层复杂地质条件件下卡钻埋钻的的施工工法关键技术应用推进速度应控制制在每米80分钟，且每20分钟拔动一次，，每次拔动一个个行程每施工50m进行强制性拔箱箱一次，检查切切割箱的磨损情情况，同时彻底底纠正垂直度；强制拔箱刀头磨损更换刀头成墙段10m2、防止TRD在富水深厚砂层层复杂地质条件件下卡钻埋钻的的施工工法关键技术应用2、防止TRD在富水深厚砂层层复杂地质条件件下卡钻埋钻的的施工工法安装侧切刀自救救起拔器起拔旋挖钻或成槽机机剥离侧切刀起拔器成槽机关键技技术应应用设计参数数值注浆量纯水泥4t水灰比0.55注浆压力1~2MPa注浆流量40L/min终止压力2.5MPa工程桩后注注浆设设计参数BW160/10型注浆浆泵注浆终终止条件，，满足足之一一：1、注浆浆总量达达到设设计要要求4t；2、注浆浆量不低低于80%即3.2t，且压压力超超过设设计值值2.5MPa，持续续3分钟。。3、深厚厚砂层钻钻孔灌灌注桩桩后注注浆施施工质质量控控制技术关键技技术应应用桩侧冒冒浆桩周冒冒浆桩侧冒冒浆洞洞口3、深厚厚砂层钻钻孔灌灌注桩桩后注注浆施施工质质量控控制技术关键技技术应应用自制双控三通接接头新型注注浆器器及数数字流流量计计启止阀阀泄压阀阀新型注注浆器器数字流流量计计3、深厚厚砂层钻钻孔灌灌注桩桩后注注浆施施工质质量控控制技术关键技技术应应用本项目目基坑开挖深度普遍为14.50m，最深深处20.50m，属超超大深深基坑。部分分区域域设计计为可回收预预应力力锚索，主要要设计参数如下：锚索角度锚固体直径扩大头直径自由段长度锚固段长度锚索值锁定力中心标高20°500mm650mm12.5m12.5m4S15.2180KN84.75注：锚锚索穿穿过冠冠梁1.227m，外露露段长长不小小于1.0m，试验验锚索索外露露长度度至少少1.8m。4、双U型可回回收预预应力力旋喷喷锚索索施工工工法关键技技术应应用扩孔喷射压力值扩孔喷射压力值扩孔喷嘴移动速度扩头喷射压力值扩头喷嘴移动速度水泥强度等级注浆水灰比20-30Mp·a20-30Mp·a20-30cm/min30-35Mpa10-20cm/minPO42.50.7本项目采采用高高压旋旋喷钻钻机一一次成成型技技术，，结合合地层层特性性，采用用的主要要施工工工艺艺参数如如下：：高压旋旋喷钻钻机双U型可回回收锚锚索承承载体体高压旋旋喷钻钻头4、双U型可回回收预预应力力旋喷喷锚索索施工工工法关键技技术应应用4、双U型可回回收预预应力力旋喷喷锚索索施工工工法双U型可回回收锚锚索承承载体体对目前前常用用的U-型移移除试试锚具具进行改改进优优化，，单个承承载体体可以以承载载4根钢绞绞线，，锚索索承载载体体体积缩缩小80%。常用的的U-型移移除试试锚具具无粘结结预应应力钢钢绞线线关键技技术应应用高压旋喷一一次成型，锚索索随钻钻杆同同步跟跟进，，高效效便捷捷，在砂性土土层中中应用效果较较好。。高压旋旋喷钻钻机锚索随随钻杆杆同步步跟进进高压旋旋喷钻钻头携携带承承载体体钻进进4、双U型可回回收预预应力力旋喷喷锚索索施工工工法关键技技术应应用内支撑撑剖面面图负四层层拆撑条条件，，需同同时满满足：：1、换撑撑板带带施工工完成成；2、支撑撑区域域负三层施施工完成，，结构构强度度达到到80%。换撑板板带换撑板板带砼支撑撑排桩排桩5、钢筋筋混凝凝土内支撑撑拆除除施工工关键键技术关键技技术应应用钢马镫镫临时时支撑撑+绳锯切切割+叉车水水平运运输满堂架架临时时支撑撑+绳锯切切割+塔吊水水平运运输钢马镫镫叉车满堂架架5、钢筋筋混凝凝土内支撑撑拆除除施工工关键键技术关键技技术应应用钢马凳凳支撑撑绳孔剔剔凿绳孔剔剔凿完完成5、钢筋筋混凝凝土内支撑撑拆除除施工工关键键技术关键技技术应应用绳锯切切割绳锯切切割完完成锯绳5、钢筋筋混凝凝土内支撑撑拆除除施工工关键键技术关键技技术应应用5、钢筋筋混凝凝土内支撑撑拆除除施工工关键键技术钢马镫镫临时时支撑撑+绳锯切切割+叉车水水平运运输满堂架架临时时支撑撑+绳锯切切割+塔吊水水平运运输项目数值节约工期10天降少成本（钢管租赁）32万效益统统计主体结结构提提前10天穿插插；叉车较较塔吊吊运输输，安安全高高效。。钢马镫镫满堂架架关键技技术应应用负四层层换撑板板带砼支撑撑排桩基坑内侧紧紧邻现现状综综合管管廊，，中环环管廊廊设计计有多多个疏疏散楼楼梯，，距离离基坑坑边最最近处处仅50cm，且该该疏散散楼梯梯设计计为独独立基础，基坑坑开挖挖对周周边影影响较较大，，进行行基坑坑变形形分析析意义义重大大。6、超大大复杂杂深基基坑工工程对对邻近近管廊廊影响响的综综合分析关键技技术应应用本项目目深基基坑设设计有有混凝凝土内内支撑撑，负负四层层施工工完毕毕需进进行内内支撑撑拆除除方可可继续续向上上施工工，现现场内内支撑撑拆除除阶段段对整整个基基坑的的影响响情况况分析析研究究，非非常关关键。。6、超大大复杂杂深基基坑工工程对对邻近近管廊廊影响响的综综合分析关键技技术应应用土方开挖阶阶段，，桩顶顶向坑坑内的的水平平位移移随土土方开开挖进进度线线性增增大；；垫层层以上上结构构施工工插入入后，，支护护桩顶顶水平平位移移不再再呈线线性增增大，，随着着主体体结构构的施施工进进度及及情况况，支支护桩桩顶水水平位位移呈呈起伏伏波动动，最最后逐逐渐稳稳定，，不再再增大大；组组团四四由于于存在在型钢钢斜抛抛撑换换撑施施工，，在换换撑施施工期期间，，ZD12桩顶水水平位位移出出现向向坑外外位移移现象象。6、超大大复杂杂深基基坑工工程对对邻近近管廊廊影响响的综综合分析关键技技术应应用土方开挖阶阶段，，格构构柱隆隆起位位移急急剧增增大，，呈直直线增增长；；随着着垫层层的施施工，，坑底底局部部封闭闭，格格构柱柱隆起起量随随即减减小，，并趋趋于平平稳；；随土土方开开挖的的不断断见底底及垫垫层逐逐渐封封闭，，格构构柱隆隆起量量出现现波动动，但但整体体趋于于稳定定并呈呈下降降趋势势；从从土方方开挖挖至支支撑拆拆除，，整个个施工工阶段段格构构柱最最大沉沉降差差异10mm。6、超大大复杂杂深基基坑工工程对对邻近近管廊廊影响响的综综合分析关键技技术应应用中环管廊疏疏散楼楼梯的的竖向向位移移和水水平位位移随随时间间不断断增大大，土土方开开挖前前期水水平位位移和和沉降降速率率较大大，后后期增增大趋趋势逐逐渐平平缓，，最终终稳定定不再再增大大；组组团五五在12月初开开始进进行内内支撑撑拆除除作业业，其其水平平位移移继续续增大大，内内支撑撑拆除除完毕毕15天左右右，疏疏散楼楼梯二二水平平位移移及沉沉降逐逐渐稳稳定，，不再再继续续增大大。6、超大大复杂杂深基基坑工工程对对邻近近管廊廊影响响的综综合分析关键技技术应应用由于支护桩桩位刚刚性体体，坑坑外土土方为为塑性性散状状颗粒粒状固固体，，基坑坑土方方开挖挖过程程中，，支护护桩和和坑外外土体体均向向基坑坑内侧侧发生生水平平位移移，但但桩体体水平平位移移明显显比土土体水水平位位移大大；位位桩土土间位位移差差导致致桩与与土间间出现现空隙隙，最最终导导致桩桩顶附附近地地面出出现裂裂缝；；桩体体水平平位移移和土土体水水平位位移随随垫层层以上上结构构的施施工逐逐渐趋趋于稳稳定，，最终终不再再发生生位移移；在在组团团四换换撑施施工过过程，，由于于型钢钢支撑撑的回回顶作作用，，使得得桩土土间位位移差差出现现减小小现象象；组组团五五在12月初开开始进进行内内支撑撑拆除除作业业，导导致支支护桩桩及坑坑外土土体水水平位位移继继续增增大，，内支支撑拆拆除完完毕15天后逐逐渐稳定。6、超大大复杂杂深基基坑工工程对对邻近近管廊廊影响响的综综合分析关键技技术应应用项目创新采采用自粘+预铺反反粘防水卷卷材双双层防防水体体系，采用水平撑撑+斜撑整体单单侧支支模加加固体体系，，安全全有效效。7、狭窄空间地地下室室外墙墙绿色色施工工技术术研究究与应用关键技技术应应用与郑州州大学学签订订合作作协议议，进进行有有限元元分析析和现现场试试验测测试，，分析析受力力及变变形规规律，，指导导现场场加固固措施施和改改进。7、狭窄空间地地下室室外墙墙绿色色施工工技术术研究究与应用经验总总结及及应用用效果果THREEPART03经验总总结及及应用用效果果类别计划创奖内容评审单位发明专利计划1项：《双U型可回收锚索》专利局省级课题计划2项，《黄河冲积平原超深超长地下空间结构施工关键技术研究与应用》、《超深超长地下空间综合高效利用研究》住建厅工法计划5项：《防止TRD在富水深厚砂层复杂地质条件下卡钻埋钻的施工工法》、《双U型可回收预应力旋喷锚索施工工法》、《单侧支模新型防水体系施工工法》、《超长超深地下空间结构大小跳仓施工工法》、河南省建筑业协会实用新型专利计划2项：《一种双U型可回收锚索及加工装置》、《一种新型简便的单侧加固体系》专利局论文计划5项：《黄河冲积平原地区超长超深地下空间结构施工难题及解决措施》、《超长超深地下空间结构大小跳仓施工技术研究》、《超深超长地下空间综合高效利用研究》、《双U型可回收预应力旋喷锚索施工技术研究》、《单侧支模防水施工关键技术研究》/科技奖计划5项，《郑州地区富水深厚砂层超大深基坑工程关键技术研究与应用》、《双U型可回收预应力旋喷锚索》、《防止TRD在富水深厚砂层复杂地质条件下卡钻埋钻的关键技术》、《狭窄空间地下室外墙绿色施工技术研究与应用》、《超深超长地下空间综合高效利用研究》河南省工程建设协会、住建厅、科技厅等团队依依托金金融岛岛外环环项目目，项项目具具有大大量深深基坑坑工程程、地地下空空间结结构经经验丰丰富人人员，，同时时联合郑州大大学、、清华大大学等等知名名高校校，提提供理理论支支撑、、现场场试验验及技技术指指导工工作，，借助助高校校资源源进行行高层层次奖奖项编编制及及申报报工作作，目目前已已与郑郑州大大学、、清华华大学学、深深圳大大学均均存在在一定定合作