超深超大基坑復雜地下空間結構施工年

CHINACONSTRUCTIONFIFTHENGINEERINGBUREAUCO.,LTD.唐高杰2022年5月鄭州金融島外環(huán)項目超深超大深基坑與復雜地下空間結構施工關鍵技術TRACKERUnitofmeasure1FootnoteSOURCE:SourceTitleUnitofmeasurecontents目錄010203項目概況關鍵技術應用經驗總結及應用效果項目概況ONEPART01項目概況

★鄭東新區(qū)北龍湖

★鄭州副CBD項目概況★世界級金融商務區(qū)★國家中部金融中樞★省一號工程★河南陸家嘴項目CBD

運河項目概況C3-13C3-14C3-19C3-20C3-16C3-18C3-22C3-172016年承建內環(huán)4個地塊，35萬m2；2018年陸續(xù)承接外環(huán)兩大組團、9地塊；建筑業(yè)態(tài)：酒店、公寓、寫字樓；7家業(yè)主，6家設計，4家監(jiān)理；地下4層，地上22層，建筑高度100m；單棟建筑面積10萬m2，總建筑面積約88萬m2；基坑設計深度14.5m；支護結構：止水帷幕+排樁+內支撐，部分坡面設計有錨索；目標：每棟樓“中州杯”，其中18、22兩棟“魯班獎”、“國家優(yōu)質工程獎”。C4-21C4-03C4-04C4-11C4-31C4-12項目概況4號線15號線6號線北龍湖★區(qū)域交通設計：地上、地下立體交通系統(tǒng)兩環(huán)：中環(huán)橋、外環(huán)路；三鐵：地鐵4號線、地鐵6號線、地鐵15號線；三隧：龍源十街隧道、龍翼二街隧道、九如路隧道；四橋：地面層由北三環(huán)4架橋入島?！锎壠樾鲁鞘信c建筑一體開發(fā)整體性設計，內外雙湖環(huán)抱，5.6平方公里的北龍湖，整個島規(guī)劃面積1.07km2?！镫p環(huán)44棟高層建筑圍合形成城市建筑“巨陣”：內環(huán)20棟樓+6棟商業(yè)，外環(huán)24棟樓+4個地下停車場，總建筑面積約400萬m2。項目概況關鍵技術應用TWOPART02關鍵技術應用二標段埋鉆三標段埋鉆一標段埋鉆1、場區(qū)地質特性及施工難點關鍵技術應用三軸攪拌樁卡鉆鉆埋鉆1、場區(qū)地質特性及施工難點關鍵技術應用場地回填前情況況1、場區(qū)地質特性及施工難點關鍵技術應用1、場區(qū)地質特性及施工難點1、成墻深度范圍+85.000~+57.000之間全為細砂，砂層保水性差，護壁難度大，特別容易塌孔，造成成埋鉆。2、地勘顯示局部在④1層、⑥1層為兩層粉質粘粘土層，含水量量為26.4%、22.9%,含水量大，有流砂特質，容容易塌孔。關鍵技術應用現(xiàn)場鉆孔取芯復復勘地下障礙物排除除粉砂粉質黏土原塔吊基礎回填建筑垃圾1、場區(qū)地質特性及施工難點關鍵技術應用2、防止TRD在富水深厚砂層層復雜地質條件件下卡鉆埋鉆的的施工工法TRD-D型工法機切割箱鏈條槽鏈條墻體槽設計參數數值墻寬700mm墻深28m水灰比1.5水泥摻量25%膨潤土摻量200kg/m3水泥土攪拌墻設設計參數設備參數數值切割箱寬400mm鏈條寬500mm側壁允許最小寬度100mm最大切割深度61m切割箱規(guī)格參數數關鍵技術應用自帶測斜儀+全站儀或經緯儀儀垂直度檢測施工過程中，根據返漿稠度隨時調調整水灰比，同同時調整膨潤土土摻量，減小水水泥漿液流失自帶測斜儀2、防止TRD在富水深厚砂層層復雜地質條件件下卡鉆埋鉆的的施工工法關鍵技術應用推進速度應控制制在每米80分鐘，且每20分鐘拔動一次，，每次拔動一個個行程每施工50m進行強制性拔箱箱一次，檢查切切割箱的磨損情情況，同時徹底底糾正垂直度；強制拔箱刀頭磨損更換刀頭成墻段10m2、防止TRD在富水深厚砂層層復雜地質條件件下卡鉆埋鉆的的施工工法關鍵技術應用2、防止TRD在富水深厚砂層層復雜地質條件件下卡鉆埋鉆的的施工工法安裝側切刀自救救起拔器起拔旋挖鉆或成槽機機剝離側切刀起拔器成槽機關鍵技技術應應用設計參數數值注漿量純水泥4t水灰比0.55注漿壓力1~2MPa注漿流量40L/min終止壓力2.5MPa工程樁后注注漿設設計參數BW160/10型注漿漿泵注漿終終止條件，，滿足足之一一：1、注漿漿總量達達到設設計要要求4t；2、注漿漿量不低低于80%即3.2t，且壓壓力超超過設設計值值2.5MPa，持續(xù)續(xù)3分鐘。。3、深厚厚砂層鉆鉆孔灌灌注樁樁后注注漿施施工質質量控控制技術關鍵技技術應應用樁側冒冒漿樁周冒冒漿樁側冒冒漿洞洞口3、深厚厚砂層鉆鉆孔灌灌注樁樁后注注漿施施工質質量控控制技術關鍵技技術應應用自制雙控三通接接頭新型注注漿器器及數數字流流量計計啟止閥閥泄壓閥閥新型注注漿器器數字流流量計計3、深厚厚砂層鉆鉆孔灌灌注樁樁后注注漿施施工質質量控控制技術關鍵技技術應應用本項目目基坑開挖深度普遍為14.50m，最深深處20.50m，屬超超大深深基坑。部分分區(qū)域域設計計為可回收預預應力力錨索，主要要設計參數如下：錨索角度錨固體直徑擴大頭直徑自由段長度錨固段長度錨索值鎖定力中心標高20°500mm650mm12.5m12.5m4S15.2180KN84.75注：錨錨索穿穿過冠冠梁1.227m，外露露段長長不小小于1.0m，試驗驗錨索索外露露長度度至少少1.8m。4、雙U型可回回收預預應力力旋噴噴錨索索施工工工法關鍵技技術應應用擴孔噴射壓力值擴孔噴射壓力值擴孔噴嘴移動速度擴頭噴射壓力值擴頭噴嘴移動速度水泥強度等級注漿水灰比20-30Mp·a20-30Mp·a20-30cm/min30-35Mpa10-20cm/minPO42.50.7本項目采采用高高壓旋旋噴鉆鉆機一一次成成型技技術，，結合合地層層特性性，采用用的主要要施工工工藝藝參數如如下：：高壓旋旋噴鉆鉆機雙U型可回回收錨錨索承承載體體高壓旋旋噴鉆鉆頭4、雙U型可回回收預預應力力旋噴噴錨索索施工工工法關鍵技技術應應用4、雙U型可回回收預預應力力旋噴噴錨索索施工工工法雙U型可回回收錨錨索承承載體體對目前前常用用的U-型移移除試試錨具具進行改改進優(yōu)優(yōu)化，，單個承承載體體可以以承載載4根鋼絞絞線，，錨索索承載載體體體積縮縮小80%。常用的的U-型移移除試試錨具具無粘結結預應應力鋼鋼絞線線關鍵技技術應應用高壓旋噴一一次成型，錨索索隨鉆鉆桿同同步跟跟進，，高效效便捷捷，在砂性土土層中中應用效果較較好。。高壓旋旋噴鉆鉆機錨索隨隨鉆桿桿同步步跟進進高壓旋旋噴鉆鉆頭攜攜帶承承載體體鉆進進4、雙U型可回回收預預應力力旋噴噴錨索索施工工工法關鍵技技術應應用內支撐撐剖面面圖負四層層拆撐條條件，，需同同時滿滿足：：1、換撐撐板帶帶施工工完成成；2、支撐撐區(qū)域域負三層施施工完成，，結構構強度度達到到80%。換撐板板帶換撐板板帶砼支撐撐排樁排樁5、鋼筋筋混凝凝土內支撐撐拆除除施工工關鍵鍵技術關鍵技技術應應用鋼馬鐙鐙臨時時支撐撐+繩鋸切切割+叉車水水平運運輸滿堂架架臨時時支撐撐+繩鋸切切割+塔吊水水平運運輸鋼馬鐙鐙叉車滿堂架架5、鋼筋筋混凝凝土內支撐撐拆除除施工工關鍵鍵技術關鍵技技術應應用鋼馬凳凳支撐撐繩孔剔剔鑿繩孔剔剔鑿完完成5、鋼筋筋混凝凝土內支撐撐拆除除施工工關鍵鍵技術關鍵技技術應應用繩鋸切切割繩鋸切切割完完成鋸繩5、鋼筋筋混凝凝土內支撐撐拆除除施工工關鍵鍵技術關鍵技技術應應用5、鋼筋筋混凝凝土內支撐撐拆除除施工工關鍵鍵技術鋼馬鐙鐙臨時時支撐撐+繩鋸切切割+叉車水水平運運輸滿堂架架臨時時支撐撐+繩鋸切切割+塔吊水水平運運輸項目數值節(jié)約工期10天降少成本（鋼管租賃）32萬效益統(tǒng)統(tǒng)計主體結結構提提前10天穿插插；叉車較較塔吊吊運輸輸，安安全高高效。。鋼馬鐙鐙滿堂架架關鍵技技術應應用負四層層換撐板板帶砼支撐撐排樁基坑內側緊緊鄰現(xiàn)現(xiàn)狀綜綜合管管廊，，中環(huán)環(huán)管廊廊設計計有多多個疏疏散樓樓梯，，距離離基坑坑邊最最近處處僅50cm，且該該疏散散樓梯梯設計計為獨獨立基礎，基坑坑開挖挖對周周邊影影響較較大，，進行行基坑坑變形形分析析意義義重大大。6、超大大復雜雜深基基坑工工程對對鄰近近管廊廊影響響的綜綜合分析關鍵技技術應應用本項目目深基基坑設設計有有混凝凝土內內支撐撐，負負四層層施工工完畢畢需進進行內內支撐撐拆除除方可可繼續(xù)續(xù)向上上施工工，現(xiàn)現(xiàn)場內內支撐撐拆除除階段段對整整個基基坑的的影響響情況況分析析研究究，非非常關關鍵。。6、超大大復雜雜深基基坑工工程對對鄰近近管廊廊影響響的綜綜合分析關鍵技技術應應用土方開挖階階段，，樁頂頂向坑坑內的的水平平位移移隨土土方開開挖進進度線線性增增大；；墊層層以上上結構構施工工插入入后，，支護護樁頂頂水平平位移移不再再呈線線性增增大，，隨著著主體體結構構的施施工進進度及及情況況，支支護樁樁頂水水平位位移呈呈起伏伏波動動，最最后逐逐漸穩(wěn)穩(wěn)定，，不再再增大大；組組團四四由于于存在在型鋼鋼斜拋拋撐換換撐施施工，，在換換撐施施工期期間，，ZD12樁頂水水平位位移出出現(xiàn)向向坑外外位移移現(xiàn)象象。6、超大大復雜雜深基基坑工工程對對鄰近近管廊廊影響響的綜綜合分析關鍵技技術應應用土方開挖階階段，，格構構柱隆隆起位位移急急劇增增大，，呈直直線增增長；；隨著著墊層層的施施工，，坑底底局部部封閉閉，格格構柱柱隆起起量隨隨即減減小，，并趨趨于平平穩(wěn)；；隨土土方開開挖的的不斷斷見底底及墊墊層逐逐漸封封閉，，格構構柱隆隆起量量出現(xiàn)現(xiàn)波動動，但但整體體趨于于穩(wěn)定定并呈呈下降降趨勢勢；從從土方方開挖挖至支支撐拆拆除，，整個個施工工階段段格構構柱最最大沉沉降差差異10mm。6、超大大復雜雜深基基坑工工程對對鄰近近管廊廊影響響的綜綜合分析關鍵技技術應應用中環(huán)管廊疏疏散樓樓梯的的豎向向位移移和水水平位位移隨隨時間間不斷斷增大大，土土方開開挖前前期水水平位位移和和沉降降速率率較大大，后后期增增大趨趨勢逐逐漸平平緩，，最終終穩(wěn)定定不再再增大大；組組團五五在12月初開開始進進行內內支撐撐拆除除作業(yè)業(yè)，其其水平平位移移繼續(xù)續(xù)增大大，內內支撐撐拆除除完畢畢15天左右右，疏疏散樓樓梯二二水平平位移移及沉沉降逐逐漸穩(wěn)穩(wěn)定，，不再再繼續(xù)續(xù)增大大。6、超大大復雜雜深基基坑工工程對對鄰近近管廊廊影響響的綜綜合分析關鍵技技術應應用由于支護樁樁位剛剛性體體，坑坑外土土方為為塑性性散狀狀顆粒粒狀固固體，，基坑坑土方方開挖挖過程程中，，支護護樁和和坑外外土體體均向向基坑坑內側側發(fā)生生水平平位移移，但但樁體體水平平位移移明顯顯比土土體水水平位位移大大；位位樁土土間位位移差差導致致樁與與土間間出現(xiàn)現(xiàn)空隙隙，最最終導導致樁樁頂附附近地地面出出現(xiàn)裂裂縫；；樁體體水平平位移移和土土體水水平位位移隨隨墊層層以上上結構構的施施工逐逐漸趨趨于穩(wěn)穩(wěn)定，，最終終不再再發(fā)生生位移移；在在組團團四換換撐施施工過過程，，由于于型鋼鋼支撐撐的回回頂作作用，，使得得樁土土間位位移差差出現(xiàn)現(xiàn)減小小現(xiàn)象象；組組團五五在12月初開開始進進行內內支撐撐拆除除作業(yè)業(yè)，導導致支支護樁樁及坑坑外土土體水水平位位移繼繼續(xù)增增大，，內支支撐拆拆除完完畢15天后逐逐漸穩(wěn)定。6、超大大復雜雜深基基坑工工程對對鄰近近管廊廊影響響的綜綜合分析關鍵技技術應應用項目創(chuàng)新采采用自粘+預鋪反反粘防水卷卷材雙雙層防防水體體系，采用水平撐撐+斜撐整體單單側支支模加加固體體系，，安全全有效效。7、狹窄空間地地下室室外墻墻綠色色施工工技術術研究究與應用關鍵技技術應應用與鄭州州大學學簽訂訂合作作協(xié)議議，進進行有有限元元分析析和現(xiàn)現(xiàn)場試試驗測測試，，分析析受力力及變變形規(guī)規(guī)律，，指導導現(xiàn)場場加固固措施施和改改進。7、狹窄空間地地下室室外墻墻綠色色施工工技術術研究究與應用經驗總總結及及應用用效果果THREEPART03經驗總總結及及應用用效果果類別計劃創(chuàng)獎內容評審單位發(fā)明專利計劃1項：《雙U型可回收錨索》專利局省級課題計劃2項，《黃河沖積平原超深超長地下空間結構施工關鍵技術研究與應用》、《超深超長地下空間綜合高效利用研究》住建廳工法計劃5項：《防止TRD在富水深厚砂層復雜地質條件下卡鉆埋鉆的施工工法》、《雙U型可回收預應力旋噴錨索施工工法》、《單側支模新型防水體系施工工法》、《超長超深地下空間結構大小跳倉施工工法》、河南省建筑業(yè)協(xié)會實用新型專利計劃2項：《一種雙U型可回收錨索及加工裝置》、《一種新型簡便的單側加固體系》專利局論文計劃5項：《黃河沖積平原地區(qū)超長超深地下空間結構施工難題及解決措施》、《超長超深地下空間結構大小跳倉施工技術研究》、《超深超長地下空間綜合高效利用研究》、《雙U型可回收預應力旋噴錨索施工技術研究》、《單側支模防水施工關鍵技術研究》/科技獎計劃5項，《鄭州地區(qū)富水深厚砂層超大深基坑工程關鍵技術研究與應用》、《雙U型可回收預應力旋噴錨索》、《防止TRD在富水深厚砂層復雜地質條件下卡鉆埋鉆的關鍵技術》、《狹窄空間地下室外墻綠色施工技術研究與應用》、《超深超長地下空間綜合高效利用研究》河南省工程建設協(xié)會、住建廳、科技廳等團隊依依托金金融島島外環(huán)環(huán)項目目，項項目具具有大大量深深基坑坑工程程、地地下空空間結結構經經驗豐豐富人人員，，同時時聯(lián)合鄭州大大學、、清華大大學等等知名名高校校，提提供理理論支支撐、、現(xiàn)場場試驗驗及技技術指指導工工作，，借助助高校校資源源進行行高層層次獎獎項編編制及及申報報工作作，目目前已已與鄭鄭州大大學、、清華華大學學、深深圳大大學均均存在在一定定合作