臨海復(fù)雜地質(zhì)條件地下工程方案選擇研究

目次第一章概述 11.1前言 11.2研究與實(shí)施 1第二章方案選擇研究 42.1臨海復(fù)雜地質(zhì)條件基坑工程方案選擇 42.2樁基礎(chǔ)與超深開(kāi)挖方案的比較 72.3不同形式底板方案的比較 92.4不同抗浮設(shè)計(jì)方案的比較 172.5地下工程方案的綜合對(duì)比 242.6方案選擇的原則 28第三章技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn) 30第四章技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 314.1技術(shù)特點(diǎn) 314.2經(jīng)濟(jì)效益 314.3社會(huì)與環(huán)保效益 321概述1.1前言本課題是由xxxx股份公司，會(huì)同xxxx有限公司、xxxx大學(xué)共同完成的研究項(xiàng)目，是2005年度xx市建設(shè)科技發(fā)展基金項(xiàng)目。近年來(lái)，為了充分拓展城市發(fā)展的空間，高層及超高層建筑不斷增加，地下空間的利用也不斷發(fā)展，使地下廣場(chǎng)、地下車庫(kù)、超大面積地下室不斷涌現(xiàn)，也使基坑開(kāi)挖的深度和面積不斷增加，對(duì)地基的要求也越來(lái)越高。xx地區(qū)既有地質(zhì)條件較好的巖體地基，又有雜填土、沖填土等軟弱地基，與強(qiáng)風(fēng)化基巖面接觸的大多為碎石、角礫層或中、粗砂等富含水且透水性強(qiáng)的土層。這就形成了xx地區(qū)地質(zhì)的不均勻性和復(fù)雜性，使地基處理及基坑開(kāi)挖技術(shù)的難度增大，并具有明顯的地域性特征。xx地區(qū)地基處理的傳統(tǒng)方法有：樁基礎(chǔ)、碎石樁、強(qiáng)夯、換土墊層等；基坑支護(hù)及止水帷幕的方法有：預(yù)應(yīng)力錨桿、土釘、灌注樁、水泥攪拌樁、高壓注漿旋噴樁、鋼板樁等；地下混凝土底板主要形式有：獨(dú)立柱基、上返肋梁筏板、下返肋梁筏板、平筏板；地下混凝土結(jié)構(gòu)抗浮的主要方案有：結(jié)構(gòu)自重、結(jié)構(gòu)結(jié)合抗浮錨桿、結(jié)構(gòu)加覆土及三者之間的結(jié)合。然而選擇何種地基及基坑開(kāi)挖方案，更為安全、經(jīng)濟(jì)、可靠；如何在臨海復(fù)雜的地基條件下有效地運(yùn)用傳統(tǒng)的技術(shù)，一直是xx地區(qū)及國(guó)內(nèi)建筑界的一項(xiàng)重要課題。依據(jù)xx地區(qū)的地質(zhì)特征，選擇經(jīng)濟(jì)、合理的基礎(chǔ)形式、抗浮方案，以及先進(jìn)的施工技術(shù)和工藝，以保證地下工程的質(zhì)量，防止?jié)B漏和影響結(jié)構(gòu)的安全及使用功能，也是xx地區(qū)和國(guó)內(nèi)的一項(xiàng)重要課題。本課題的研究?jī)?nèi)容在我國(guó)與xx地區(qū)有著相似地質(zhì)特征的臨海、臨江及山區(qū)丘陵等地區(qū)的建設(shè)項(xiàng)目上，也有著廣闊的應(yīng)用空間。因此，綜合各種因素進(jìn)行臨海復(fù)雜地質(zhì)條件地下工程方案選擇的研究，不但能使建設(shè)項(xiàng)目更加安全可靠，而且能大幅降低工程造價(jià)、加快建設(shè)周期，將有效地支持我國(guó)的建設(shè)事業(yè)。1.2研究與實(shí)施1.2.1xx地區(qū)地下工程方案中存在的主要問(wèn)題任何地區(qū)的地下工程都有著自身的特點(diǎn)，xx地區(qū)也不例外，其地質(zhì)最顯著的特點(diǎn)就是基巖、土層與土質(zhì)的不均勻、臨海復(fù)雜地質(zhì)及地下水。本地區(qū)應(yīng)用的地下工程工藝必須與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)特點(diǎn)和工程條件相結(jié)合才能保證工程的質(zhì)量、加快施工速度、降低成本。目前，xx地區(qū)的地下工程中無(wú)論是傳統(tǒng)的工藝，還是新技術(shù)、新設(shè)備均存在著與建筑結(jié)構(gòu)的形式、規(guī)模及本地區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)不相適用的問(wèn)題，對(duì)工程影響較大的主要體現(xiàn)在：地基處理和樁基礎(chǔ)、基坑工程、基礎(chǔ)底板結(jié)構(gòu)型式的選擇、地下混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂防滲與節(jié)能降耗。由于地下工程（按一般高層建筑測(cè)算）造價(jià)約占整個(gè)工程的25％～35％，占整個(gè)工程結(jié)構(gòu)工期的50％左右。因此，科學(xué)合理的地下工程方案選擇對(duì)整個(gè)工程的工期、造價(jià)和質(zhì)量影響重大。方案選擇存在的主要問(wèn)題是沒(méi)有綜合考慮基坑工程、地基處理、樁基礎(chǔ)、底板結(jié)構(gòu)形式的相互影響，造成了大量的資源浪費(fèi)并延誤了工期。如：某工程部分區(qū)域未到基巖，采用了超深開(kāi)挖設(shè)柱墩的方案，比樁基結(jié)合筏板的方案多開(kāi)挖、回填了土方，浪費(fèi)了混凝土，延誤了工期。再如：某工程基礎(chǔ)方案未考慮基坑和止水方案的影響，超深開(kāi)挖造成基坑透水，延誤工期、造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。底板及其抗浮的設(shè)計(jì)形式未能結(jié)合地質(zhì)條件綜合考慮，極大的影響了工程質(zhì)量、工期和成本。超長(zhǎng)地下混凝土結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂和滲漏是影響結(jié)構(gòu)安全和使用功能的大問(wèn)題；由于對(duì)巖土基坑中地下水的特殊性認(rèn)識(shí)不足，使xx地區(qū)多個(gè)地下混凝土結(jié)構(gòu)抗浮設(shè)計(jì)出現(xiàn)了問(wèn)題，造成了很大浪費(fèi)；間歇式加強(qiáng)帶施工速度快、不留遺患，但設(shè)置間距和施工工藝上還存在一些需要深入研究問(wèn)題。1.2.2研究的主要內(nèi)容。1結(jié)合xx地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn)和目前的施工工藝情況，為了解決存在的一些主要問(wèn)題，擬對(duì)地下工程方案選擇進(jìn)行研究，主要包括：1）臨海復(fù)雜地質(zhì)條件基坑工程方案的選擇；2）樁基礎(chǔ)與超深開(kāi)挖方案的比較3）不同形式底板方案的比較；4）不同抗浮設(shè)計(jì)方案比較5）地下工程方案的綜合對(duì)比分析2本研究涉及了20余個(gè)工程對(duì)象，主要包括：奧運(yùn)帆船比賽中心（奧運(yùn)村工程、媒體中心工程），魯信長(zhǎng)春花園，頤中科技廣場(chǎng)二期，流亭機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建二期，海爾創(chuàng)牌中心，石老人海水浴場(chǎng)改造，香格里拉大飯店二期擴(kuò)建工程，xx中級(jí)法院辦公樓，xx軟件園A-1樓，環(huán)宇康庭，華陽(yáng)慧谷、某家居廣場(chǎng)工程等。1.2.3實(shí)施過(guò)程1課題的立項(xiàng)。為了研究、總結(jié)xx地區(qū)地下工程實(shí)踐中所形成的豐富經(jīng)驗(yàn)，解決地下工程工藝中存在的問(wèn)題，形成較為完整的xx地區(qū)地下工程的工藝，以提高xxxx的技術(shù)水平并為xx市的建設(shè)事業(yè)做出貢獻(xiàn)。集團(tuán)股份公司于2004年年底立項(xiàng)，并成立了“xx地區(qū)地下工程工藝研究”課題組，該課題于2005年被批準(zhǔn)為xx市建設(shè)科技發(fā)展基金項(xiàng)目，本課題為其中的一個(gè)子課題。本主要成員單位包括：負(fù)責(zé)部門xxxx股份公司技術(shù)中心參加單位集團(tuán)公司的置業(yè)分公司、xxxx有限公司、施運(yùn)機(jī)施公司、海川集團(tuán)，xxxx大學(xué)。研究?jī)?nèi)容1臨?；?研究?jī)?nèi)容1臨海基坑2樁與超挖3底板方案4抗浮方案5綜合方案工程實(shí)踐分析相關(guān)資料整理存在問(wèn)題技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析工程實(shí)踐地下工程方案選擇圖1.2-1課題技術(shù)路線3主要實(shí)施過(guò)程如下：1）資料的準(zhǔn)備與整理。2004年6月～2004年12月，集團(tuán)技術(shù)中心組織課題組的成員單位，進(jìn)行了相關(guān)資料的搜集工作，并對(duì)xx地區(qū)已完成和正在施工的20余個(gè)工程中地下工程方案存在的問(wèn)題進(jìn)行了調(diào)研，對(duì)需要進(jìn)一步研究問(wèn)題進(jìn)行了匯總。2）確定研究?jī)?nèi)容和課題的分工。2004年12月，通過(guò)對(duì)xx地區(qū)大量工程和現(xiàn)有技術(shù)的研究分析，提出了存在的問(wèn)題，并確定了課題的5項(xiàng)研究?jī)?nèi)容。3）課題研究的主要工作包括：2004年7月～2006年12月，結(jié)合奧運(yùn)帆船中心工程的5個(gè)工程，以及石老人海水浴場(chǎng)改造等項(xiàng)目研究了“臨海復(fù)雜地質(zhì)條件基坑工程方案選擇”的課題內(nèi)容。圖1.2-2為奧運(yùn)帆船比賽中心基坑工程方案論證會(huì)。2005年3月～2007年11月，針對(duì)xx流亭機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建、科技廣場(chǎng)二期、香格里拉二期、奧運(yùn)帆船比賽中心、xx市中級(jí)法院綜合樓、xx數(shù)碼科技大廈等工程項(xiàng)目研究了“不同形式底板方案的比較”和“不同抗浮設(shè)計(jì)方案比較”2項(xiàng)課題內(nèi)容。圖1.2-2奧運(yùn)帆船比賽中心基坑工程方案論證會(huì)2005年10月～2007年6月，結(jié)合xx魯信長(zhǎng)春花園、xx華陽(yáng)慧谷等項(xiàng)目研究了“樁基礎(chǔ)與超深開(kāi)挖方案比較圖1.2-2奧運(yùn)帆船比賽中心基坑工程方案論證會(huì)2006年3月～2007年9月，結(jié)合奧運(yùn)帆船比賽中心、xx魯信長(zhǎng)春花園、xx華陽(yáng)慧谷等項(xiàng)目研究了“地下工程方案的綜合對(duì)比分析”的課題內(nèi)容。2007年10月～2008年1月將課題的初步研究成果應(yīng)用于xx小港灣改造工程的方案論證上。2007年11月～2008年3月對(duì)課題的成果資料進(jìn)行了整理。2方案選擇研究2.1臨海復(fù)雜地質(zhì)條件基坑工程方案選擇2.1.1第29屆奧運(yùn)會(huì)xx國(guó)際帆船中心陸域建筑奧運(yùn)村、運(yùn)動(dòng)員中心工程位于xx市市南區(qū)燕兒島路1號(hào)，本工程是第29屆奧運(yùn)會(huì)xx國(guó)際帆船中心陸域建筑的重要部分，包括由地下連廊及空中鋼結(jié)構(gòu)天橋接通的奧運(yùn)村和運(yùn)動(dòng)員中心兩個(gè)單體工程。奧運(yùn)村項(xiàng)目位于4-1#地塊，賽事規(guī)劃為奧運(yùn)村，賽后作為旅游酒店、商務(wù)辦公或其它公用建筑使用，總建筑面積89296m2，設(shè)二層地下室，地下室建筑面積為30375m2，基礎(chǔ)埋深約10m。運(yùn)動(dòng)員中心位于5#地塊北段，賽后作為奧運(yùn)村建筑群的配套公建，總建筑面積16979m2本工程原地貌形態(tài)為海濱平原，后經(jīng)人工回填改造而形成陸域（原北海船廠廠區(qū)），現(xiàn)場(chǎng)地形較平坦，地面標(biāo)高為2.59m～3.78m?？偟牡貏?shì)為東略高西略低，地貌單一，地層結(jié)構(gòu)與地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，場(chǎng)區(qū)的巖土組合為：上部覆蓋第四系層1.5m～14.0m，主要巖性為人工填土、粉細(xì)砂、粗砂、粉質(zhì)粘土和碎石土等。其下為分布廣泛且完整堅(jiān)硬的花崗巖，無(wú)明顯不良地質(zhì)作用，屬建筑抗震有利地段，場(chǎng)地的穩(wěn)定性良好。本工程場(chǎng)區(qū)淺層地下水為孔隙潛水，地下水位埋深為2.20m～3.30m，水位標(biāo)高為0.44m～1.45m，下層地下水與海水有密切的水力關(guān)系，在場(chǎng)區(qū)西南部，地下水直接與海水相通，受潮汐影響，地下水位日變幅50～100㎜，地下水動(dòng)態(tài)年變幅為1.5m左右。由于地下水和海水直接貫通，本工程無(wú)法采用排水方案。因此，選擇技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的止水帷幕方案是保證基坑和整個(gè)地下工程順利完成的關(guān)鍵。本工程原設(shè)計(jì)方案是采用兩兩相切的長(zhǎng)螺旋灌注樁支護(hù)兼止水帷幕的樁錨支護(hù)方案，經(jīng)研究論證實(shí)際采用的是旋噴樁止水帷幕＋內(nèi)放坡的基坑方案，見(jiàn)圖2.1-1、2.1-2。圖圖2.1-1長(zhǎng)螺旋支護(hù)止水方案圖2.1-2旋噴樁＋內(nèi)放坡方案2.11技術(shù)效果分析。本工程原基坑支護(hù)方案時(shí)采用直徑600mm的混凝土螺旋鉆孔灌注樁內(nèi)外兩排兩兩相切，并加設(shè)三道預(yù)應(yīng)力錨桿的支護(hù)止水方案，經(jīng)探討研究，該方案對(duì)于砂層淤泥層、粘土層等地質(zhì)條件下原則上是可行的，但用在臨海復(fù)雜地質(zhì)條件下不僅造價(jià)高，而且難以解決以下問(wèn)題：1）長(zhǎng)螺旋灌注樁在塊石、碎石、雜填土中成樁效果差，難以入巖，且兩樁之間相切不密實(shí)，因此樁間和樁底的止水效果較差，能造成透水。近期類似地質(zhì)環(huán)境下其它工程采用本方案后出現(xiàn)過(guò)透水現(xiàn)象。2）螺旋鉆機(jī)鉆孔難以入巖，臨?；鶐r分布不均，埋深變化大，本基坑挖深約12m，在基巖面以下大部分樁體將出現(xiàn)吊腳樁，不能保證支護(hù)樁體穩(wěn)定，安全隱患大。3）基巖以上的地質(zhì)主要為砂層，錨桿在砂層中成孔困難，預(yù)應(yīng)力錨桿方案不能有效發(fā)揮作用。4）難以滿足基坑開(kāi)挖過(guò)程中石方爆破帶來(lái)的震動(dòng)造成錨桿處砂層液化問(wèn)題。高壓旋噴止水帷幕適合砂層地質(zhì)、粘土層地質(zhì)及局部小粒徑的碎石層，并且通過(guò)采用分段成樁和旋噴結(jié)合注漿的工藝還能解決在碎石和拋石中的成樁問(wèn)題。在帷幕樁深度以進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化花崗巖0.5m為終孔原則的前提下可有效解決樁底的止水效果。如果配合自然放坡，本方案在止水的同時(shí)可解決本工程的邊坡支護(hù)問(wèn)題。采用高壓噴射注漿法進(jìn)行止水帷幕可達(dá)到良好的止水效果。經(jīng)研究，本工程宜采用高壓旋噴止水帷幕，考慮到本工程周邊無(wú)建筑物，如果配合自然放坡+明溝排水整體作用可有效解決本工程深基坑的圍護(hù)，止水帷幕單排排列，帷幕樁直徑1.2m兩兩相切，相鄰帷幕樁樁心間距1m，并將奧運(yùn)村和運(yùn)動(dòng)員中心作為整體維護(hù)考慮。止水帷幕施工完且整個(gè)深基坑開(kāi)挖完畢后經(jīng)對(duì)選定的高壓旋噴止水帷幕+放坡支護(hù)+集水明排的方案的實(shí)施效果進(jìn)行檢查檢測(cè)，運(yùn)動(dòng)員中心和奧運(yùn)村總共近9000m2土方開(kāi)挖過(guò)程中及地下室結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中項(xiàng)目部委托xx地礦公司對(duì)邊坡穩(wěn)定進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果說(shuō)明，本方案實(shí)施后邊坡是穩(wěn)定的且坡頂無(wú)可見(jiàn)性裂縫出現(xiàn)。在周邊止水帷幕及基坑支護(hù)設(shè)計(jì)及施工方案成功實(shí)施的前提保證下，本工程從2004年8月26日開(kāi)始到2004年12月底完成土石方爆破挖運(yùn)共計(jì)296415m3，PVC防水卷材施工面積31000m2，鋼筋制作加工安裝量共計(jì)9458t，混凝土澆筑量共計(jì)53200m3，完成了實(shí)施效果證明，本次臨海復(fù)雜地質(zhì)條件下深基坑圍護(hù)的設(shè)計(jì)及施工是一次性成功的典型案例，為今后類似工程的施工提供了可借鑒經(jīng)驗(yàn)。2工期分析。由于地下室施工工期短，本工程高壓旋噴止水帷幕施工、土石方放坡開(kāi)挖、護(hù)坡等采取了流水施工的方法。2004年8月27日進(jìn)行試樁，2004年8月28日開(kāi)始進(jìn)行止水帷幕全面施工，2004年9月29日上午如果采用長(zhǎng)螺旋灌注樁進(jìn)行本工程的止水及支護(hù)施工，即使做到了流水施工，由于工藝限制，長(zhǎng)螺旋樁施工完畢后需要進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨桿施工，限于每層錨桿漿體達(dá)到一定強(qiáng)度后才能張拉預(yù)應(yīng)力，這個(gè)時(shí)間最短要在7～14天左右，由于采用垂直開(kāi)挖的方式，需要分層開(kāi)挖、分層進(jìn)行錨桿施工并張拉，如果按照3層錨桿考慮，即使采用流水作業(yè)，相應(yīng)的施工時(shí)間也要增加1～2個(gè)月，這將極大的占用地下室結(jié)構(gòu)施工的工期，從而無(wú)法保證整個(gè)地下室工程的總工期。3經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析。通過(guò)高壓旋噴止水帷幕+放坡支護(hù)+集水明排的方案的實(shí)施，在保證工程順利實(shí)施的同時(shí)還取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，為業(yè)主節(jié)約了共計(jì)2390662元的投資，經(jīng)濟(jì)對(duì)比見(jiàn)表2.1-1、2.1-2。表2.1-1原方案造價(jià)分析序號(hào)項(xiàng)目名稱計(jì)量單位工程數(shù)量金額（元）綜合單價(jià)合價(jià)1混凝土灌注樁：螺旋鉆機(jī)鉆孔樁，內(nèi)外兩排，兩兩相切（兼做止水帷幕），樁長(zhǎng)10.5～13.9m，樁徑600mm，要求入巖深度1000～1500mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，配筋主筋為Ⅲ級(jí)鋼10Φ22，箍筋為Ⅰ級(jí)鋼φ10@200m3598090053820002混凝土圍梁：截面尺寸1100×500mm，主筋為Ⅲ級(jí)鋼12Φ18，箍筋為Ⅰ級(jí)鋼φ10@200（6），混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30m32708502295003土釘支護(hù)：Ⅲ級(jí)鋼Φ16鋼筋，雙向間距1.5m，長(zhǎng)度不小于1m，錘擊。噴射厚度100mm，初噴50mm，細(xì)石混凝土強(qiáng)度C20，掛網(wǎng)為Ⅰ級(jí)鋼m21500028042000004鋼梁：預(yù)應(yīng)力錨桿三道，水平間距1.6m，豎直間距2.5m，長(zhǎng)度15m，直徑150mm，0.45水灰比水泥砂漿灌漿。鋼梁三道，每道兩根22am6605007300005磚砌擋土墻（含構(gòu)造柱）：M5水泥砂漿砌筑370mm厚1.0m高M(jìn)u7.5粘土磚墻，構(gòu)造柱用C20混凝土，400×400mm，主筋為Ⅲ級(jí)鋼4Φ10，箍筋為Ⅰ級(jí)鋼φm49012561250總造價(jià)11052750序號(hào)項(xiàng)目名稱計(jì)量單位工程數(shù)量金額（元）綜合單價(jià)合價(jià)1旋噴樁：高壓旋噴樁，單排，兩兩相切（兼做止水帷幕），樁徑1200mm，入巖深度不小于500mmm9056327.329639382因額外放坡增加的土方量開(kāi)挖m3505058404040外運(yùn)m31209518217710回填m362600148764003土釘支護(hù)：Ⅲ級(jí)鋼Φ16鋼筋，雙向間距1.5m，長(zhǎng)度不小于1m，錘擊。噴射厚度100mm，初噴50mm，細(xì)石混凝土強(qiáng)度C20，掛網(wǎng)為Ⅰ級(jí)鋼m2150002804200000總造價(jià)8662088表2.1-2優(yōu)化后的方案造價(jià)分析優(yōu)化后方案的直接經(jīng)濟(jì)效益為11052750—8662088=2390662元。2.1.31臨海與海水相通的地段，不得采用降排水方案。否則，將造成大面積的基坑坍塌。2分段成樁、旋噴與注漿相結(jié)合等止水帷幕技術(shù)，適應(yīng)于臨海復(fù)雜地質(zhì)條件的基坑工程。3采用內(nèi)放坡、雙排樁等支護(hù)方案，可以減少或避免錨桿的使用，能取得更好的基坑止水效果。4長(zhǎng)螺旋壓漿灌注樁不適合于在碎石、塊石、拋石等雜填土層中做支護(hù)結(jié)構(gòu)和止水帷幕。2.2樁基礎(chǔ)與超深開(kāi)挖方案的比較圖圖2.2-1某花園小區(qū)工程基礎(chǔ)2.2.1工程實(shí)例－1工程概況與施工過(guò)程1）該工程為地下一層，局部二層，地上11層的板式剪力墻住宅。地下室結(jié)構(gòu)尺寸55×24m，基礎(chǔ)形式為獨(dú)立柱基，設(shè)計(jì)持力層為中粗?；◢弾r，抗浮底板上返梁。板頂標(biāo)高分別為66.6m、67.2m、68.2m、68.05m，板厚350mm，見(jiàn)圖2.2-1、圖2.2-2。圖2.2圖2.2-3深墊層照片圖2.2-2柱基超深墊層間回填示意2）該工程的基礎(chǔ)土石方由業(yè)主單獨(dú)分包，因?yàn)樵谥自O(shè)計(jì)標(biāo)高未出現(xiàn)中粗?；◢弾r，已繼續(xù)開(kāi)挖至62.14m（D軸以南，即A至D軸），以北部位仍為粉質(zhì)粘土。業(yè)主要求整個(gè)基礎(chǔ)繼續(xù)開(kāi)挖至花崗巖持力層，后又下挖至59.44m（基底平均標(biāo)高）。D軸以南有65支獨(dú)立柱，以北有80支獨(dú)立柱。設(shè)計(jì)單位確定的做法為柱基墊層超深部位用C20素混凝土澆筑至柱底墊層標(biāo)高，然后再進(jìn)行柱間回填土，夯實(shí)達(dá)到密實(shí)度94%，見(jiàn)圖2.2-3。3）這些柱墩最大截面3.2×3.2m;最小2×2m。最深的柱基底標(biāo)高為56.8m。所用混凝土量為1850m3,砼單價(jià)為316元/m3，總造價(jià)為584600元。土方開(kāi)挖量33000m3單價(jià)12元/m3,回填量30934m3，單價(jià)6元/m3，2方案的優(yōu)化如果基坑開(kāi)挖至設(shè)計(jì)底板墊層標(biāo)高后，采用樁基礎(chǔ)（不用獨(dú)立柱基）。經(jīng)計(jì)算上部荷載到柱底的最大豎向荷載為8985KN，最大彎矩51KN.m。可采用樁徑1.2m的樁基礎(chǔ)，配筋16根ф14，箍筋ф8@200，混凝土C30?？捎行Ы档褪┕るy度，并保證分段流水施工。樁基施工單價(jià)600元/m3，包括挖孔、鋼筋、澆筑混凝土等所有工作內(nèi)容。樁長(zhǎng)平均長(zhǎng)度按5m計(jì)，混凝土用量約2.21技術(shù)對(duì)比在實(shí)際施工過(guò)程中，有四點(diǎn)原因?qū)е铝诉M(jìn)度無(wú)法加快。1）基礎(chǔ)開(kāi)挖至中粗?；◢弾r持力層后，由于地形較陡峭，多數(shù)柱基內(nèi)用風(fēng)鎬鑿出臺(tái)階。2）由于地形較陡峭，在柱基墊層采用木模前，必須先用磚模找平，基礎(chǔ)內(nèi)砌筑量很大。而且平面運(yùn)輸全部為人工運(yùn)輸，進(jìn)度緩慢。3）柱基墊層由于高度普遍較高（平均約4m），為保證模板穩(wěn)定。實(shí)際施工時(shí)不得不采用多次支模、多步澆注施工，直接導(dǎo)致了工期延長(zhǎng)。4)回填夯實(shí)階段，為保證壓實(shí)系數(shù)，現(xiàn)場(chǎng)租用了一臺(tái)小型壓路機(jī)。由于多數(shù)柱網(wǎng)間距不超過(guò)6m，所以必須在柱四周輔以蛙式打夯機(jī)配合。而且運(yùn)土只能卸到基坑邊，再用鏟車倒運(yùn)到基坑內(nèi)。5)工序分析。實(shí)際方案包括：開(kāi)挖、深墊層模板、深墊層混凝土、深墊層間回填土、基礎(chǔ)施工，共計(jì)6道工序；優(yōu)化方案包括：挖孔樁成孔、樁身混凝土、墊層、基礎(chǔ)，共計(jì)4道工序。實(shí)際方案有6道工序,而且樁間土回填占工期較長(zhǎng)；優(yōu)化方案僅為4道工序，而且無(wú)樁間土回填。2工期對(duì)比1)實(shí)際工期由5月8日開(kāi)挖，5月18日砌筑磚胎膜。6月11日超深墊層澆筑完畢。全部回填完具備墊層澆筑為7月21日，總工期74天。2)如改用樁基礎(chǔ)施工方案，按照每天1.2m的掘進(jìn)速度，安排兩個(gè)施工班組。預(yù)計(jì)總工期36天3)優(yōu)化方案的工期可提前38天，相當(dāng)于實(shí)際工期的36÷74=48.65％。3工期及經(jīng)濟(jì)對(duì)比,詳見(jiàn)表2.2-1表2.2-1工期及造價(jià)對(duì)比序號(hào)分析項(xiàng)目實(shí)際方案優(yōu)化方案1基礎(chǔ)處理造價(jià)（元）11662044917242基礎(chǔ)處xx期（天）74383造價(jià)降低率57.84%4工期縮短率48.65%2.2.以上分析表明：獨(dú)立柱基超深開(kāi)挖做深墊層的方案，較獨(dú)立柱基結(jié)合人工挖孔樁的方案工期長(zhǎng)、造價(jià)高。因此，在基巖起伏地段選擇基礎(chǔ)方案，如有較大區(qū)域需要超深開(kāi)挖2m以上時(shí)，應(yīng)選擇獨(dú)立柱基結(jié)合樁基礎(chǔ)的方案。2.3不同形式底板方案的比較2.3.1巖體地基1巖體地基工程實(shí)例之一xx頤中科技廣場(chǎng)二期工程xx頤中科技廣場(chǎng)二期工程是由xx頤中房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司開(kāi)發(fā)的建筑群，該工程位于xx市市北區(qū)，北靠臨淄路，南臨章丘路，西部為樂(lè)陵路，東側(cè)為遼寧路，總建筑面積147217㎡。共分為B、C、D、E四個(gè)區(qū)，其中B區(qū)為商場(chǎng)，C區(qū)為多層商住樓，D區(qū)為SOHO辦公樓，E區(qū)為高層商住樓。下面以B、E區(qū)為例介紹具體情況：B區(qū)商場(chǎng)圖2.3-1下返梁示意1)設(shè)計(jì)概況。B區(qū)工程為商場(chǎng)，總建筑面積為37489㎡，地上5層，地下2層為車庫(kù)，標(biāo)準(zhǔn)層面積每層為4300㎡，標(biāo)準(zhǔn)層層高為4.5m，建筑總高度圖2.3-1下返梁示意工程設(shè)計(jì)為框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式：柱下、墻下擴(kuò)展基礎(chǔ)，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)；地下室底板采用肋梁式筏板結(jié)構(gòu)，下返梁構(gòu)造（見(jiàn)圖2.3-1）；為滿足抗浮要求，設(shè)計(jì)有抗浮錨桿，錨桿數(shù)量為1414支，間距1600mm，單根錨桿設(shè)計(jì)抗拔承載力為240KN?？拐鸬燃?jí)三級(jí)，抗震設(shè)防類別為丙類。B區(qū)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為：墊層C15，基礎(chǔ)底板和外墻C30S8，柱、梁、板均為C30。2)施工概況。B區(qū)地下室筏板及基礎(chǔ)梁劃分為四個(gè)施工段，原設(shè)計(jì)圖紙為無(wú)縫施工，縱橫向設(shè)兩道膨脹帶，混凝土梁板墻等加水泥用量的10%AEA鋁酸鈣膨脹劑，膨脹帶處加水泥用量12%的AEA，施工時(shí)同時(shí)澆筑。2006年4月30日，第一段筏板及基礎(chǔ)進(jìn)行了澆筑，基礎(chǔ)筏板總的施工工期為30天。下返梁施工特點(diǎn)及難點(diǎn)：須先將梁槽及獨(dú)立柱基槽挖至設(shè)計(jì)深度，遇到巖石基礎(chǔ)時(shí)，開(kāi)挖難度很大，本工程采用了鉆孔爆破與機(jī)械開(kāi)挖結(jié)合方式，并每邊超寬至少300mm作為磚模的工作面，超挖部位采用回填土方并夯實(shí)。B區(qū)縱橫向下返梁數(shù)量多，相應(yīng)的回填量很大，另外下返梁施工需增加磚模、抹灰及防水工序，并在外側(cè)做一道防水保護(hù)層。圖2.3-2上返梁示意3)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。1000㎡底板的施工速度23.9天，單位面積造價(jià)：圖2.3-2上返梁示意E區(qū)高層商住樓1)設(shè)計(jì)概況。E區(qū)為高層商住樓，地上建筑面積為44676㎡，地下建筑面積為11400㎡，地上部分商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)兩層，塔樓二十四層，地下兩層，總高度76.30m。結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)形式均為柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)；地下室底板采用肋梁式筏板結(jié)構(gòu)，上返梁構(gòu)造（見(jiàn)圖2.3-2）；設(shè)計(jì)有抗浮錨桿，數(shù)量為886支，單根錨桿抗浮設(shè)計(jì)為250KN。E區(qū)混凝土強(qiáng)度等級(jí)墊層為C15，基礎(chǔ)為C40S8。要求柱基及墻基挖至中風(fēng)化巖石，超深部分用C15毛石混凝土填實(shí)?；A(chǔ)開(kāi)挖至-6.0M（黃海高程，相對(duì)標(biāo)高為-11.6m）。E區(qū)地下室筏板厚度為500㎜，上返梁尺寸為600×1200㎜，梁頂標(biāo)高高出筏板頂板700㎜，負(fù)二層為地下車庫(kù)，建筑標(biāo)高為-9.9m，不足部分為回填土。2)施工概況。E區(qū)原設(shè)計(jì)為無(wú)縫施工，底板建筑面積約6544㎡，后根據(jù)施工需要，劃出兩條后澆帶，分為四段流水施工，E區(qū)在2006年8月6日進(jìn)行第一次底板混凝土澆筑，基礎(chǔ)底板總的施工工期為48天。圖2.3圖2.3-3青島帆船中心奧運(yùn)村底板3)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。1000㎡底板的施工速度15天，單位面積造價(jià)：1023.08元/㎡。2巖體地基工程實(shí)例之二xx帆船中心奧運(yùn)村工程1)設(shè)計(jì)概況。xx國(guó)際帆船中心奧運(yùn)村地下工程建筑面積為30375m2，埋深約10m。本工程地下室底板采用肋梁式筏板結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2.3-3），上返梁構(gòu)造，底板在兩個(gè)地上十七層主樓的部位的厚度為1300mm，兩個(gè)七層主樓的部位的厚度為1000mm,其余部位的厚度為700mm厚，工程結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下室外墻混凝土墻厚400mm圖2.3-4青島數(shù)碼科技中心底板圖2.3-4青島數(shù)碼科技中心底板上返梁施工特點(diǎn)及難點(diǎn)：基礎(chǔ)混凝土完成后，上返梁井字格內(nèi)的回填比較困難，主要體現(xiàn)在室內(nèi)回填材料的運(yùn)輸、夯實(shí)。如果處理不好，容易留下質(zhì)量隱患。3）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。1000㎡底板的施工速度15.9天，單位面積造價(jià)：2777.98元/㎡。3巖體地基工程實(shí)例之三xx數(shù)碼科技中心工程1）設(shè)計(jì)概況。xx市數(shù)碼科技中心工程為商住兩用SOHO辦公樓，本工程位于xx市海爾路，總建筑面積：77576m2，其中地上面積59738m2，地下面積17838㎡本工程建筑層數(shù)為地下三層，南樓地上十八層，北樓地上二十八層，中間連接裙房二層，底板平面見(jiàn)圖2.3-4。南樓大空間辦公層層高（二至九層）3.5m，SOHO辦公層高（十至十七層）6.1/6.8m；北樓SVO辦公層層高3.3m?！?.000相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高21.3m。建筑高度：南樓89.2m，北樓89.8m，建筑塔頂高度110.7m。結(jié)構(gòu)類型：鋼筋混凝土框架－剪力墻結(jié)構(gòu)。地下室底板為平板結(jié)構(gòu)，主樓部分厚1.5m，裙房部分厚0.8m2）施工概況。數(shù)碼科技中心底板施工時(shí)共劃分8個(gè)施工段，第1段開(kāi)始施工時(shí)間為2005年8月1日，施工完畢時(shí)間為2006年3月5日，總的工期為155天。因本工程的施工場(chǎng)地限制，利用六區(qū)地下室底板作為加工場(chǎng)地，故而造成施工周期較長(zhǎng)。施工特點(diǎn)：由于底板為平板，基底清理和防水操作較為方便；鋼筋綁扎、模板支設(shè)及混凝土澆筑的速度都比較快。3）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。1000㎡底板的施工速度18.2天，單位面積造價(jià)：1646.87元/㎡。4巖體地基工程實(shí)例之四xx市中級(jí)人民法院審判綜合樓圖2.3-5青島市中級(jí)人民法院審判綜合樓底板圖1）設(shè)計(jì)概況。xx市中級(jí)人民法院審判綜合樓總建筑面積59914㎡，地下3層，地上25層，建筑總高度100m。該工程為框架—核心筒結(jié)構(gòu)，地下室底板為筏板式滿堂基礎(chǔ)，上返梁結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2.3-5）?；炷翉?qiáng)度等級(jí)分別為：墊層C15，基礎(chǔ)底板C40S12，柱、墻C50和C40，梁、板C40和C30?；A(chǔ)持力層為花崗巖中風(fēng)化帶，地下室抗浮水位標(biāo)高為13m，主要采用結(jié)構(gòu)自重和地下室內(nèi)回填土抗浮。筏板厚度為700㎜，局部1000㎜，2000㎜圖2.3-5青島市中級(jí)人民法院審判綜合樓底板圖2）施工概況。地下室基礎(chǔ)型式為筏板基礎(chǔ)，底板厚度不等，整個(gè)底板按設(shè)計(jì)膨脹帶位置劃分為6個(gè)水平施工區(qū)段，各施工區(qū)段保持相對(duì)獨(dú)立的施工，混凝土澆筑按區(qū)段進(jìn)行流水施工，第1段開(kāi)始施工時(shí)間2004年4月21日，6段澆注完成時(shí)間為2006年6月15日，總的施工工期為56天。3）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。1000㎡底板的施工速度16.4天，單位面積造價(jià)：1515.08元/㎡。5巖體地基工程實(shí)例之五xx香格里拉大飯店二期擴(kuò)建工程1）設(shè)計(jì)概況。xx香格里拉大飯店二期擴(kuò)建工程總建筑面積117515㎡，地下3層，地上兩棟高層，其中一棟20層，高度80.45m，為酒店和客房；另一棟為29層，高度124.95m，為公寓和辦公樓。該工程為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下室底板為筏板式滿堂基礎(chǔ)，下返梁結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2.3-6）。混凝土強(qiáng)度等級(jí)分別為：墊層C15，基礎(chǔ)底板C45S12，柱、墻C60、C50和C40，梁、板C35?；A(chǔ)持力層為花崗巖微風(fēng)化帶，地下抗浮水位標(biāo)高為13m，主要采用結(jié)構(gòu)自重、抗浮錨桿和地下室內(nèi)回填土抗浮。筏板厚度為500㎜，局部加厚，下返梁尺寸為950×10002）施工情況。地下室基礎(chǔ)型式為筏板基礎(chǔ)，底板厚度不等，整個(gè)底板按設(shè)計(jì)膨脹帶位置劃分為6個(gè)水平施工區(qū)段，各施工區(qū)段保持相對(duì)獨(dú)立的施工，混凝土澆筑按區(qū)段進(jìn)行流水施工，第1段開(kāi)始施工時(shí)間2005年6月20日，6段澆注完成時(shí)間為圖2.3-6青島香格里拉大飯店二期擴(kuò)建工程底板圖3）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。1000㎡底板的施工速度25.5天，單位面積造價(jià)：1889.42元/㎡。圖2.3-6青島香格里拉大飯店二期擴(kuò)建工程底板圖2.3.21土體地基工程實(shí)例之一xx流亭機(jī)場(chǎng)國(guó)際航站樓工程1）設(shè)計(jì)概況。國(guó)際航站樓總用地面積13.8萬(wàn)m2，總建筑面積100225m2，地下室總建筑面積44199m2，地上總建筑面積56026m2，占地22693m圖2.3-7機(jī)場(chǎng)國(guó)際航站樓底板施工圖底板圖航站樓按功能區(qū)分為：A、B、C、F四個(gè)區(qū)域,整體平面呈弧形狀。航站樓工程主體為多層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，屋頂為鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)主桁架在室內(nèi)跨度圖2.3-7機(jī)場(chǎng)國(guó)際航站樓底板施工圖底板圖地下室底板厚度主要為600㎜，局部900㎜，為下返梁結(jié)構(gòu)型式，下返梁尺寸為800×1200㎜，800×1000㎜，見(jiàn)底板圖2.3-7；抗浮樁設(shè)計(jì)為ZH2，直徑1200，其下抗浮樁承臺(tái)2.4×2.4×1.8m（厚）。2）施工概況。地下室底板（AB區(qū)承臺(tái)梁，底板，500高導(dǎo)墻）混凝土量約18092m3，均為C40補(bǔ)償收縮混凝土，抗?jié)B等級(jí)為S8。并以后澆帶為界，劃分成8個(gè)施工段，各施工段混凝土量為：A2-1：3068m3，A2-2：2571m3，A1-1：2751M3，A1-2：1732M3，B1-1：2688M3，B1-2：1999M3，B2-1：1758M3，B2-2：1525M33）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。1000㎡底板的施工速度27.4天，單位面積造價(jià)：2366.52元/㎡。圖2.3-8創(chuàng)牌中心底板分區(qū)施工圖底板施工圖圖2.3-8創(chuàng)牌中心底板分區(qū)施工圖底板施工圖底板圖1）設(shè)計(jì)概況。海爾創(chuàng)牌中心工程位于xx海爾工業(yè)園區(qū)內(nèi)，建筑面積81824㎡（其中地下9186㎡，地上72638㎡），共10層，地下1層（半地下室），地上9層，建筑高度38.1m，主要功能為餐飲、展示、辦公。該工程為框架結(jié)構(gòu)，地下室底板為筏板式滿堂基礎(chǔ)，下返梁結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2.3-8）?；炷翉?qiáng)度等級(jí)分別為：墊層C15，柱、墻C45，梁、板C30。底板厚度為400㎜厚，下返梁尺寸為400×900㎜，樁的直徑主要為800㎜，少量樁的直徑為600㎜、1000㎜。2）施工概況。本工程自2006年4月開(kāi)工，2006年12月竣工。經(jīng)過(guò)施工組織策劃決定劃分為四個(gè)施工段，縱橫設(shè)兩條膨脹帶，施工時(shí)同時(shí)澆筑。2006年4月7日開(kāi)挖土方，并同時(shí)施工樁基礎(chǔ)，2006年5月17日樁基施工完成，2006年6月10日底板施工完成?？偟氖┕すて跒?4天。3）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。1000㎡底板的施工速度6.2天（底板無(wú)防水），單位面積造價(jià)：809.13元/㎡。2.3.3圖2.3-圖2.3-9上返梁示意圖1工程實(shí)例概況xx某家居廣場(chǎng)工程位于xx市北區(qū)，地下2層，地上4層，建筑高度18m，用途為商場(chǎng)，建筑面積為50800㎡。建筑場(chǎng)地地質(zhì)情況較好，基礎(chǔ)持力層為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，地下水位高程為32m，±0.00相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高為38.15m，基礎(chǔ)底板的板底標(biāo)高相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高為2底板設(shè)計(jì)方案1）上返梁底板設(shè)計(jì)概況工程設(shè)計(jì)采用框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為有梁式滿堂基礎(chǔ)上返梁結(jié)構(gòu)；墊層砼C15，底板及外墻砼C40S8，柱砼C40和C30，梁板砼為C30。底板厚度為400mm，，局部厚度為500mm，上返梁尺寸為600mm*1200mm。本工程南北方向設(shè)一道后澆帶，東西方向設(shè)置兩條沉降縫?？垢≈饕捎媒Y(jié)構(gòu)自重和地下室內(nèi)回填土抗浮（室內(nèi)回填土厚度1200mm）。如圖2.3-9所示。圖2.3-10圖2.3-10下返梁示意圖工程設(shè)計(jì)采用框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為有梁式滿堂基礎(chǔ)下返梁結(jié)構(gòu)；墊層砼C15，底板及外墻砼C40S8，柱砼C40和C30，梁板砼為C30。底板厚度為400mm，，局部厚度為500mm，上返梁尺寸為600×1200mm。本工程南北方向設(shè)一道后澆帶，東西方向設(shè)置兩條沉降縫。主要采用結(jié)構(gòu)自重、抗浮錨桿、地下室內(nèi)回填土抗?。ㄊ覂?nèi)回填土厚度400mm）?？垢″^桿入巖不小于2.5米，錨桿孔徑100㎜，1Ф28的錨桿，錨桿極限抗拔力為176KN。應(yīng)用錨桿的底板面積為8476㎡，錨桿根數(shù)520根，錨桿總長(zhǎng)度1300m。如圖2.3-3工期及造價(jià)分析1）上返梁方案工期及造價(jià)分析①施工概況該家居廣場(chǎng)基礎(chǔ)底板施工時(shí)共劃分6個(gè)施工段（如圖2.3-11），第1段開(kāi)始施工時(shí)間為2006年9月16日，施工完畢時(shí)間為2006年12上返梁施工特點(diǎn)及難點(diǎn)：基礎(chǔ)混凝土完成后，上返梁井字格內(nèi)的回填比較困難，主要體現(xiàn)在室內(nèi)回填材料的運(yùn)輸、夯實(shí)。如果處理不好，容易留下質(zhì)量隱患。②經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。1000㎡底板的施工速度15.6天，單位面積造價(jià)：922.02元/㎡。圖2.3-11某家居廣場(chǎng)工程底板2）下返梁方案工期及造價(jià)分析圖2.3-11某家居廣場(chǎng)工程底板①施工概況該家居廣場(chǎng)基礎(chǔ)底板施工時(shí)共劃分6個(gè)施工段（如圖2.3-11），理論工期為132天。下返梁施工特點(diǎn)及難點(diǎn)：須先將下返梁的溝槽挖至設(shè)計(jì)深度，遇到巖石基礎(chǔ)時(shí)，開(kāi)挖難度很大，應(yīng)采用鉆孔爆破與機(jī)械開(kāi)挖結(jié)合方式，并每邊超寬至少300mm作為磚模的工作面，超挖部位采用回填土方并夯實(shí)。由于爆破控制的難度超深超寬開(kāi)挖的幾率非常大，由此所帶來(lái)的回填量很大，另外下返梁施工需增加磚模、抹灰及防水工序，并在外側(cè)做一道防水保護(hù)層，施工難度也較大。②經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。1000㎡底板的施工速度23.7天，單位面積造價(jià)：984.19元/㎡。3）工期及經(jīng)濟(jì)對(duì)比匯總見(jiàn)表2.3-1。表2.3-1不同方案地下工程工期及經(jīng)濟(jì)對(duì)比序號(hào)分析項(xiàng)目滿堂基礎(chǔ)上返梁滿堂基礎(chǔ)下返梁1滿堂基礎(chǔ)面積（㎡）847684762滿堂基礎(chǔ)造價(jià)（萬(wàn)元）781.50834.203滿堂基礎(chǔ)平方米造價(jià)（元/㎡）922.02984.194滿堂基礎(chǔ)施工工期861325每1000平方米底板施工工期（天）15.623.76造價(jià)降低率6.32%7工期縮短率34.2%2.3.4技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析見(jiàn)表2.3-2.3.1上返梁式底板回填土的工作量較大，但可以安排到后期，不占用絕對(duì)工期。下返梁較上返梁多了4道工序，開(kāi)槽、砌磚模、回填、抹灰，施工速度較慢。尤其是巖體地基的下返梁，開(kāi)槽占工期較長(zhǎng)，底板施工速度是上返梁式底板的50-70％。2下返梁磚模側(cè)面的回填土與底板的防水施工較為困難，且下返梁對(duì)地下室結(jié)構(gòu)的約束較大，底板和墻體容易產(chǎn)生收縮開(kāi)裂，因此應(yīng)合理的設(shè)置后澆帶，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。3巖體地基采用下返梁式底板，其造價(jià)高于上返梁式底板。4建議：巖體地基地下工程，從工期、施工難度和造價(jià)等方面考慮，應(yīng)采用上返梁式底板的方案。表2.3-2不同底板形式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析內(nèi)容分類技術(shù)效果工期經(jīng)濟(jì)比較土體持力層筏板上返梁結(jié)構(gòu)型式1．基底清理容易，標(biāo)高容易控制。2．底板是平板，防水質(zhì)量容易保證。3．上翻梁井子格內(nèi)的回填，機(jī)械效率低，人工降效大，質(zhì)量不易保證?；炷聊０寮皾仓^難。4．對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)約束最小，適合于做滑動(dòng)層。1．基底清xx期最短。2．防水部位工期相對(duì)較短。3．混凝土澆注時(shí)間較長(zhǎng)。上返梁井子格內(nèi)的回填工期相對(duì)較長(zhǎng)，但不占絕對(duì)工期。4．上返梁較下返梁的施工速度快。1．總體造價(jià)略低于土體下返梁方案。2．防水造價(jià)最低。筏板下返梁結(jié)構(gòu)型式1．基底清理容易，標(biāo)高容易控制。2．防水陰陽(yáng)角多，防水質(zhì)量不易保證。3．混凝土的施工相對(duì)容易，澆注完成后底板頂面是平的，便于后續(xù)工作的開(kāi)展。4．對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)約束較大。1．基底清xx期較短。2．工序多，土方開(kāi)挖、磚模、磚模外側(cè)回填土、防水、保護(hù)層部位工期相對(duì)較長(zhǎng)。3．混凝土澆注時(shí)間較短。4．底板施工的總體工期較長(zhǎng)。1．總體造價(jià)略高于土體上返梁方案。2．防水面積加大，陰陽(yáng)角附加層多，防水造價(jià)高。巖體持力層筏板上返梁或平板結(jié)構(gòu)型式1．基底清理較方便。2．底板是平板，防水質(zhì)量容易保證。3．上翻梁井子格內(nèi)的回填，機(jī)械效率低，人工降效大，質(zhì)量不易保證?；炷聊０寮皾仓^難。4．對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)約束最小，適合于做滑動(dòng)層。1．基底清理簡(jiǎn)單。2．防水部位工期相對(duì)較短。3．混凝土澆注時(shí)間較長(zhǎng)。上翻梁井子格內(nèi)的回填工期相對(duì)較長(zhǎng)，但不占絕對(duì)工期。4．施工速度：平板最快，上返梁式底板是下返梁式底板的1.5～2倍。1．總體造價(jià)低于巖體下返梁的方案。2．防水造價(jià)最低。3．清理基底費(fèi)用較高。4．平板的造價(jià)高于上返梁方案。筏板下返梁結(jié)構(gòu)型式1．基底、溝槽爆破非常難控制，易造成超挖。2．防水陰陽(yáng)角多，防水質(zhì)量不易保證。3．混凝土的施工相對(duì)容易，澆注完成后底板頂面是平的，便于后續(xù)工作的開(kāi)展。4．對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)約束較大。1．基底清理及溝槽爆破最難，工期最長(zhǎng)。2．下翻梁石方開(kāi)挖、磚模、磚模外側(cè)回填、防水、保護(hù)層部位工期相對(duì)較長(zhǎng)。3．混凝土澆注時(shí)間較短。4．為后續(xù)工作提供便利，縮短后續(xù)工作的時(shí)間。1．總體造價(jià)高于巖體上返梁的方案。2．基底標(biāo)高、溝槽寬度及深度控制難度大，超挖回填費(fèi)用高。3．防水面積加大，陰陽(yáng)角附加層多，防水造價(jià)高。2.4不同抗浮設(shè)計(jì)方案的比較2.4.1巖體地基圖2.4-1軟件園錨桿圖2.4-1軟件園錨桿設(shè)計(jì)1）設(shè)計(jì)概況。xx軟件產(chǎn)業(yè)基地A-1研發(fā)樓位于xx市寧夏路與燕兒島路交匯處。該工程性質(zhì)為研發(fā)樓，總建筑面積63708㎡，地下三層，地上28層，其中裙房3層。主要功能空間安排為：地下三層為人防、車庫(kù)、設(shè)備用房，地上28層為辦公、研發(fā)用房。建筑總高度為99.10m。結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，基底坐落在強(qiáng)風(fēng)化巖上，主樓基礎(chǔ)為上返梁式筏板，裙房部分為平板式筏板，厚度為525㎜，局部厚度為625㎜、725㎜、825㎜、925㎜。為抵抗水浮力，設(shè)計(jì)采用錨桿結(jié)合覆土的形式來(lái)保證建筑物的穩(wěn)定性。錨桿孔徑91㎜，1Ф28的錨桿，錨桿入巖深度3.5m，裙房部位底板上覆土厚1.8m，見(jiàn)圖2.4-1。底板面積為3570㎡，錨桿根數(shù)2026根，錨桿總長(zhǎng)度7237m。2）施工概況。工藝流程：施工準(zhǔn)備→定位放線→鉆機(jī)就位→成孔→清孔→抗浮錨桿鋼筋制作與安裝→灌漿。錨桿鉆機(jī)選用型號(hào)XY0100鉆機(jī)，每支錨桿成孔時(shí)間約為60分鐘。灌注過(guò)程嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行，在下入鋼筋后，將攪拌好的M30水泥砂漿用注漿管插入孔底，通過(guò)高壓泵注入，灌滿為止。圖2.4-2環(huán)宇康庭工程錨桿分布抗浮錨桿施工于圖2.4-2環(huán)宇康庭工程錨桿分布3）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：2033.03元/㎡。2巖體抗浮錨桿實(shí)例之二環(huán)宇康庭工程1）工程概況。環(huán)宇康庭工程為高層住宅，位于山東路西側(cè)，南臨海泊河，總建筑面積69455㎡，地下三層，地上二層裙房和三座23層的住宅樓組成。主要功能空間安排為：地下三、二層為人防、車庫(kù)，地下一層為辦公及附屬用房，裙房為商場(chǎng)，3-23層為住宅。建筑總高度為78.3m。結(jié)構(gòu)型式為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為：基礎(chǔ)至三層柱、梁、板、墻均為C40，三層至五層墻體混凝土為C40，梁、板混凝土為C30，五層以上墻、梁、板混凝土均為C30?；鬃湓趶?qiáng)風(fēng)化巖上，底板為上返梁、平板式（裙房部分）筏板基礎(chǔ)，板厚度為500MM，局部厚度為1350㎜。為抵消水浮力，設(shè)計(jì)采用入巖錨桿結(jié)合覆土的形式來(lái)保證建筑物的穩(wěn)定性，錨桿主要應(yīng)用于上部為裙房的區(qū)域（見(jiàn)圖2.4-2）。錨桿孔徑150㎜，3Ф20的錨桿，錨桿極限抗拔力為340KN，入巖深度2～4m不等。應(yīng)用錨桿的底板面積為5420㎡，錨桿根數(shù)1346根，錨桿總長(zhǎng)度3230m。錨桿區(qū)域底板上覆土的厚度為650㎜，其上為200㎜的地面做法。2）施工概況。工藝流程：施工準(zhǔn)備→定位放線→鉆機(jī)就位→成孔→清孔→抗浮錨桿鋼筋制作與安裝→灌漿。錨桿鉆機(jī)選用潛孔鉆機(jī)（型號(hào)GLQ-80A或GMZ-15），每支錨桿成孔時(shí)間約為10分鐘。灌注過(guò)程嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行，在下入鋼筋后，將攪拌好的M30水泥砂漿用注漿管插入孔底，通過(guò)高壓泵注入，灌滿為止。抗浮錨桿施工于2006年6月1日正式開(kāi)始施工，2006年7月16日結(jié)束時(shí)間，實(shí)際施工時(shí)間個(gè)46天。3）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：1105.09元/㎡。3巖體抗浮錨桿實(shí)例之三xx數(shù)碼科技中心圖2.4-3數(shù)碼科技中心工程錨桿分布1）設(shè)計(jì)概況。xx市數(shù)碼科技中心工程為商住兩用SOHO辦公樓，本工程位于xx市海爾路，總建筑面積：77576㎡（其中地上面積59738㎡），地下三層，南樓地上十八層，北樓地上二十八層，中間連接裙房二層。南樓大空間辦公層層高（二至九層）3.5m，SOHO辦公層高（十至十七層）6.1/6.8m；北樓SVO辦公層層高3.3m?！?.000相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高21.3m。建筑高度：南樓89.2m，北樓89.8m，建筑塔頂高度110.7m。結(jié)構(gòu)類型：鋼筋混凝土框架－剪力墻結(jié)構(gòu)。因建筑物坐落在基巖上，設(shè)計(jì)采用入巖抗浮錨桿結(jié)合覆土的形式來(lái)保證建筑物的穩(wěn)定性，錨桿主要應(yīng)用于上部為裙房的區(qū)域，底板上部覆土厚度1.4m，見(jiàn)圖2.4-3。錨桿孔徑100㎜，3Ф32的錨桿，錨桿極限抗拔力為290KN，入巖深度3m圖2.4-3數(shù)碼科技中心工程錨桿分布2）施工概況。工藝流程。施工準(zhǔn)備→放線→鉆機(jī)就位→校正孔位→鉆孔至設(shè)計(jì)孔深→清孔→錨桿就位→注漿養(yǎng)護(hù)→焊接止水鋼片。錨桿鉆機(jī)選用TMROCKCHA660型專用錨桿鉆機(jī)一臺(tái)，每支錨桿成孔時(shí)間約為10分鐘?？垢″^桿施工于2005年8月1日正式開(kāi)始施工，2005年8月31日3）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：1590.03元/㎡。4巖體抗浮錨桿實(shí)例之四xx香格里拉大飯店二期擴(kuò)建工程1）設(shè)計(jì)概況。xx香格里拉大飯店二期擴(kuò)建工程總建筑面積117515㎡，地下3層，地上兩棟高層，其中一棟20層，高度80.45m，為酒店和客房；另一棟為29層，高度124.95m，為公寓和辦公樓。該工程為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下室底板為筏板式滿堂基礎(chǔ)，下返梁結(jié)構(gòu)。混凝土強(qiáng)度等級(jí)分別為：墊層C15，基礎(chǔ)底板C45S12，柱、墻C60、C50和C40，梁、板C35?；A(chǔ)持力層為花崗巖微風(fēng)化帶，地下抗浮水位標(biāo)高為13m，主要采用結(jié)構(gòu)自重、抗浮錨桿和地下室內(nèi)回填土抗浮。筏板厚度為500㎜，局部加厚，下返梁尺寸為950×1000㎜。錨桿孔徑150㎜，3Ф32的錨桿，錨桿極限抗拔力為400KN，入巖深度不小于2.7m。應(yīng)用錨桿的底板面積為2120㎡，錨桿根數(shù)141根，錨桿總長(zhǎng)度4222）施工概況。工藝流程。施工準(zhǔn)備→放線→鉆機(jī)就位→校正孔位→鉆孔至設(shè)計(jì)孔深→清孔→錨桿就位→注漿養(yǎng)護(hù)→焊接止水鋼片。錨桿鉆機(jī)選用TMROCKCHA660型專用錨桿鉆機(jī)一臺(tái)，每支錨桿成孔時(shí)間約為10分鐘?？垢″^桿施工于2005年8月25日正式開(kāi)始施工，3）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：1703.76元/㎡。2.4.21土體抗浮錨桿實(shí)例石老人海水浴場(chǎng)改造圖2.4-4抗浮錨桿1）設(shè)計(jì)概況。本工程位于東海路以南，石老人海水浴場(chǎng)內(nèi)。由嶗山區(qū)人民政府投資建設(shè)，由xx市園林規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司和山東省航運(yùn)工程設(shè)計(jì)院有限公司設(shè)計(jì)。擬建擋浪壩總長(zhǎng)約1300m，埋深約2m；在該擬建擋浪壩西側(cè)有一處一層地下車庫(kù)帶更衣室，其建筑面積為3770m2，層高4.5m，基坑開(kāi)挖底標(biāo)高為-1.8m，基礎(chǔ)埋置深度約為4.5～6m；在該擋浪壩東側(cè)有A、B兩個(gè)一層地下更衣室，其中更衣室A建筑面積為1534m2，更衣室B建筑面積為957m2，層高均為4.5m，基坑開(kāi)挖底標(biāo)高為-1.2m，基礎(chǔ)埋深約為6m。底板為上返梁形式，板厚500㎜，梁高900㎜，梁間澆筑400㎜圖2.4-4抗浮錨桿錨桿設(shè)計(jì)采用φ130mm抗拔錨桿，M30高強(qiáng)水泥砂漿灌漿，內(nèi)配1φ32Ⅲ級(jí)鋼筋。水泥砂漿內(nèi)需摻加適量膨脹劑及阻銹劑，確保錨桿抗拔力的設(shè)計(jì)值達(dá)到120KN。錨桿長(zhǎng)度平均為7.5m，總數(shù)量為1500支,總工程量約為12000m。2）施工概況主要包括以下內(nèi)容：①本工程經(jīng)過(guò)和設(shè)計(jì)、甲方及監(jiān)理單位協(xié)商后確定，每個(gè)基坑做3支試驗(yàn)錨桿，共9支，錨桿位置在現(xiàn)場(chǎng)由設(shè)計(jì)確定。當(dāng)錨桿試驗(yàn)符合設(shè)計(jì)要求以后，才能進(jìn)行正式錨桿施工。②試驗(yàn)錨桿施工采用套管跟進(jìn)成孔和水泥漿護(hù)壁成孔兩種方式成孔，在達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行張拉試驗(yàn)，抗拔力試驗(yàn)的極限值僅為60～105KN，均未達(dá)到設(shè)計(jì)要求；為此，請(qǐng)有關(guān)專家和設(shè)計(jì)人員到現(xiàn)場(chǎng)，針對(duì)地質(zhì)情況的復(fù)雜性（由于抗浮錨桿處于中細(xì)砂及淤泥質(zhì)粉細(xì)砂層，且處于地下水位以下，采用常規(guī)鉆孔方法極易塌孔），并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)整了錨桿的設(shè)計(jì)參數(shù)和施工工藝：將錨桿長(zhǎng)度由7.5m加長(zhǎng)至11～13m，且保證錨桿入巖不小于2m，孔徑加大至150mm，錨桿成孔工藝確定為套管跟進(jìn)式成孔，同時(shí)錨桿注漿采用二次壓力注漿。根據(jù)調(diào)整后的設(shè)計(jì)參數(shù)和施工工藝，又做了9支試驗(yàn)錨桿，經(jīng)抗拔試驗(yàn)，均能滿足設(shè)計(jì)要求。最終采用調(diào)整后的設(shè)計(jì)參數(shù)和施工工藝完成了所有抗浮錨桿的施工，并通過(guò)了錨桿抗拔驗(yàn)收試驗(yàn)。采用該施工工藝，一臺(tái)鉆機(jī)每天施工4～5支錨桿，工程量約為50～70m。③工藝流程見(jiàn)圖2.4-5。錨桿加工第一次壓力注漿安裝錨桿鋼筋套管成孔機(jī)械拔出套管第二次壓力注漿圖2.4-5工藝流程圖④本施工工藝采用二次注漿，以達(dá)到將套管旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的泥漿保護(hù)膜破壞，保證錨桿抗拔力。安放錨桿時(shí)，將兩根注漿管同時(shí)隨錨桿下放，其中一根在注完漿后立即拔出；另一根管放于漿體中，待注漿體初凝以后，再由該管中壓力注漿。該管在管壁上每間隔1m錨桿加工第一次壓力注漿安裝錨桿鋼筋套管成孔機(jī)械拔出套管第二次壓力注漿圖2.4-5工藝流程圖⑤抗浮錨桿施工于2005年5月4日正式開(kāi)始施工，2005年7月12日結(jié)束時(shí)間，實(shí)際施工時(shí)間為69天，完成錨桿工程量約為18000m。3）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：1612.69元/㎡。2.4.3結(jié)構(gòu)及回填土抗浮1結(jié)構(gòu)及回填土抗浮工程實(shí)例之一xx市中級(jí)法院綜合樓1）設(shè)計(jì)概況。xx市中級(jí)人民法院審判綜合樓位于xx市東部風(fēng)景旅游區(qū)內(nèi)，北臨香港東路，南臨城市主干道?？诼?，東臨山東頭路?？偨ㄖ娣e59914㎡，地下3層，地上25層，建筑總高度100m。地下功能為車庫(kù)、變配電室、泵房、餐廳、檔案室、健身房等；地上為審判用房、辦公室。該工程為框架—核心筒結(jié)構(gòu)，地下室底板為筏板式滿堂基礎(chǔ)，上返梁結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖1.3.1-5?；炷翉?qiáng)度等級(jí)分別為：墊層C15，基礎(chǔ)底板C40S12，柱、墻C50和C40，梁、板C40和C30?；A(chǔ)持力層為花崗巖中風(fēng)化帶，地下水抗浮水位標(biāo)高為13m，主要采用結(jié)構(gòu)自重和地下室內(nèi)回填土抗浮。筏板厚度為700㎜，局部2000㎜，上返梁尺寸為600㎜×1400㎜。2）施工概況。本工程除采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自重達(dá)到抗浮外，主要采用回填級(jí)配砂石來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)抗浮的要求。地下室內(nèi)回填級(jí)配砂石2680m3。當(dāng)工程混凝土主體結(jié)構(gòu)封頂后（地下室已進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)收），即從2005年1月13日開(kāi)始回填，至2005年3月8日3）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：1398.21元/㎡。2結(jié)構(gòu)及回填土抗浮工程實(shí)例之二xx國(guó)際帆船中心奧運(yùn)村1）工程概況。奧運(yùn)村地下工程建筑面積為30375m2，埋深約10m。本工程地下室底板采用肋梁式筏板結(jié)構(gòu)，上返梁構(gòu)造，底板在兩個(gè)地上十七層主樓的部位的厚度為1300mm，兩個(gè)七層主樓的部位的厚度為1000mm,其余部位的厚度為700mm厚，工程結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下室外混凝土墻厚400mm2）施工概況。本工程除采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自重達(dá)到抗浮外，主要采用回填毛石混凝土、回填風(fēng)化砂來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)抗浮的要求。地下室內(nèi)回填風(fēng)化砂9274m3，回填毛石混凝土7926m3。當(dāng)工程混凝土主體結(jié)構(gòu)施工至地上2層時(shí)（地下室已進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)收），即從2005年4月2日開(kāi)始回填，至3）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：2698.53元/㎡。2.4.41抗浮樁工程實(shí)例xx流亭機(jī)場(chǎng)國(guó)際航站樓1）設(shè)計(jì)概況。總建筑面積100225m2，地下室總建筑面積44199m2，地上總建筑面積56026m2，占地22693m2，建筑高度29.98m。航站樓工程主體為多層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，屋頂為鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)主桁架在室內(nèi)跨度地下室底板厚度主要為600㎜，局部900㎜，為下返梁結(jié)構(gòu)型式，下返梁尺寸為800×200㎜，800×1000㎜，；抗浮樁設(shè)計(jì)為ZH2，直徑1200㎜，其下抗浮樁承臺(tái)2400×2400×1800㎜（厚）。2）施工概況。機(jī)械成孔泥漿護(hù)壁灌注樁，是采用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)或沖擊鉆機(jī)進(jìn)行成孔，以及泥漿護(hù)壁的一種常見(jiàn)樁型。地質(zhì)情況為：粘土層、砂層、風(fēng)化巖，鉆進(jìn)至中風(fēng)化巖層時(shí)因巖石堅(jiān)硬而進(jìn)尺較困難。機(jī)械成孔后，采用泥漿正（反）循環(huán)工藝清孔，清孔過(guò)程中進(jìn)行換漿，使灌注前泥漿的相對(duì)密度控制在1.15～1.20；隨后進(jìn)行孔深（量測(cè)到鉆頭尖部分）及沉渣厚度的測(cè)量，應(yīng)滿足設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求。沉渣厚度達(dá)到要求（灌注砼前進(jìn)行二次清孔）后，放入綁扎好的鋼筋籠，并進(jìn)行混凝土的澆注。一般情況采用C30混凝土，澆注時(shí)導(dǎo)管距孔底距離約0.3～0.5m，澆注過(guò)程連續(xù)完成，灌注樁的頂面標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計(jì)值50cm，以確保樁頂混凝土的質(zhì)量，混凝土充盈系數(shù)應(yīng)大于1航站樓樁基工程于2005年3月27日第一支成孔泥漿護(hù)壁灌注樁開(kāi)始澆筑，于2005年5月26日完成航站樓A、B區(qū)最后一支灌注樁，共計(jì)903支，用時(shí)61天。平均每日澆筑15支灌注樁，鉆機(jī)數(shù)27臺(tái)；高峰期日鉆機(jī)34臺(tái)，日成樁18支。3）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：2198.09元/㎡。2.4.5技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析見(jiàn)表2.4.1抗浮錨桿對(duì)底板的約束較大，因此，其底板后澆帶、加強(qiáng)帶的間距應(yīng)按照樁基礎(chǔ)的形式設(shè)置?？垢″^桿節(jié)點(diǎn)防水的施工操作較為困難，底板防水的施工速度較慢。2土層錨桿的抗拔力由土體的摩阻力確定，其抗拔力較低，且成孔困難、施工速度慢、造價(jià)高，因此，xx地區(qū)不宜采用土層錨桿作為地下室抗浮的方案。3巖體錨桿的抗拔力由鋼筋的屈服值確定，其抗拔力高，可以減小結(jié)構(gòu)的斷面和覆土層厚度，且施工速度快，造價(jià)較低。巖體錨桿與下返梁底板結(jié)合的方案較為經(jīng)濟(jì)，但下返梁施工速度較慢。因此，巖體錨桿適合于地下工程中不占主導(dǎo)工序的非主樓區(qū)域，基礎(chǔ)形式為獨(dú)立柱基，底板為平板的部位，或應(yīng)用于工期較為寬松的下返梁底板的地下室工程中。4抗浮樁應(yīng)選擇直徑不大于600㎜的長(zhǎng)螺旋灌注樁或預(yù)制樁，以減小底板結(jié)構(gòu)的斷面，降低造價(jià)，不宜采用大直徑或泥漿護(hù)壁機(jī)械成孔的灌注樁。5由于高層建筑主樓部位的底板較厚，因此可選擇結(jié)構(gòu)自重抗浮或結(jié)構(gòu)自重結(jié)合少量覆土的抗浮方案；樁基或土層地基可采用覆土結(jié)合結(jié)構(gòu)自重的抗浮方案；巖體地基視工期情況可選擇覆土結(jié)合結(jié)構(gòu)自重的抗浮方案（工期緊），或覆土、結(jié)構(gòu)自重結(jié)合抗浮錨桿的抗浮方案（工期相對(duì)寬松）。表2.4-1不同抗浮設(shè)計(jì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析內(nèi)容分類技術(shù)效果工期經(jīng)濟(jì)比較抗浮錨桿巖體地基1．錨桿成孔容易。2．抗拔力由鋼筋屈服值確定，較大。3．錨桿桿體在巖面處需做防水處理，否則容易造成滲點(diǎn)。4.對(duì)底板約束較大，需合理設(shè)置后澆帶。1．工期相對(duì)較長(zhǎng)。所占工期在關(guān)鍵線路上，但錨桿施工速度快對(duì)工期影響較小。2．錨桿施工速度30～40支/d。3．受錨桿影響，防水施工速度約是無(wú)錨桿和樁基的1/2。1．總體抗浮造價(jià)最低。2．巖體錨桿造價(jià)是土體錨桿30％～50％。土體地基1．錨桿成孔較難，孔壁易坍塌，應(yīng)選擇套管跟進(jìn)法施工。泥漿護(hù)壁法對(duì)抗拔力降低較大。2．抗拔力由土體的摩阻力確定，較小。3．錨桿桿體在巖面處需做防水處理，否則容易造成滲點(diǎn)。4.對(duì)底板約束較大，需合理設(shè)置后澆帶。1．工藝復(fù)雜，工期最長(zhǎng)。2．所占工期在關(guān)鍵線路上，影響總工期。3．受錨桿影響，防水施工工期較長(zhǎng)。4．錨桿施工速度4～5支/d。1．總體抗浮造價(jià)相對(duì)較高。2．巖體錨桿造價(jià)是土體錨桿30％～50％。樁基抗浮1．抗拔力最大，但泥漿對(duì)摩阻力影響較大。2．采用大直徑的抗浮樁，底板結(jié)構(gòu)斷面過(guò)大。3．樁頭需進(jìn)行防水處理，否則容易造成滲點(diǎn)。4．對(duì)底板約束較大，需合理設(shè)置后澆帶。1．工期較長(zhǎng)。2．所占工期在關(guān)鍵線路上，但結(jié)合承重樁施工對(duì)總工期影響不大。3．對(duì)防水施工速度影響較大。1．總體抗浮造價(jià)最高。2．處理廢漿的費(fèi)用也較高。結(jié)構(gòu)及回填土抗浮1．僅靠土或砂石自重抵抗水浮力，對(duì)結(jié)構(gòu)高度影響較大，應(yīng)結(jié)合錨桿和結(jié)構(gòu)自重共同抗浮。2．對(duì)底板防水沒(méi)有影響，但不易發(fā)現(xiàn)底板的滲漏部位。3．室內(nèi)回填土（砂石）機(jī)械效率低，人工降效大，質(zhì)量不易保證。4．對(duì)底板結(jié)構(gòu)無(wú)約束作用。1．工期相對(duì)較短。2．所占工期不在關(guān)鍵線路上，可穿插進(jìn)行，不影響總工期。3．不影響防水施工速度1．總體抗浮造價(jià)相對(duì)較低。2．僅采用回填土抗浮的方案，其造價(jià)高于錨桿抗浮的方案。2.5地下工程方案的綜合對(duì)比圖圖2.5-1華陽(yáng)慧谷建筑平面2.5.11工程概況1）華陽(yáng)慧谷項(xiàng)目地處xx市市北區(qū)，基地總占地面積約為15319.4㎡，由四座鋼結(jié)構(gòu)高層住宅構(gòu)成組團(tuán)居住區(qū)，其中兩棟為18層，一棟為22層，一棟為10層?？偨ㄖ娣e約為51885m2，其中地上建筑面積為38700m2，地下建筑面積為13185m2本項(xiàng)目的四棟住宅樓均采用鋼框架——混凝土剪力墻混合結(jié)構(gòu)體系，其中鋼框架部分是圓鋼管混凝土柱、熱軋H型鋼梁，基礎(chǔ)部分采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，四棟住宅樓基礎(chǔ)與地下停車庫(kù)基礎(chǔ)連為一體，見(jiàn)圖2.5-1，筏板基礎(chǔ)的底標(biāo)高均為﹣2.60m（絕對(duì)標(biāo)高）。2）根據(jù)鉆探資料和區(qū)域地質(zhì)資料，勘察深度范圍內(nèi)的地層主要由第四系松散堆積層和燕山晚期花崗巖及煌斑巖巖脈組成，自上而下可分為7層。第①層：雜填土。該層在場(chǎng)地內(nèi)廣泛分布，厚度：0.80～3.50m，層底標(biāo)高：2.78～4.53m，層底埋深：0.80～3.50m。第②層：粗礫砂。分布也較為廣泛，厚度：0.70～3.70m，層底標(biāo)高：0.50～3.50m，層底埋深：2.30～第③層：淤泥質(zhì)細(xì)砂。厚度：0.20～1.30m，層底標(biāo)高：-0.19～1.81m，層底埋深：3.50～第④層：粉質(zhì)粘土。厚度：0.50～7.40m，層底標(biāo)高：﹣5.68～1.28m，層底埋深：4.50～11.0m。第⑤層:細(xì)粒土質(zhì)礫砂。厚度:0.6～3.9m，層底標(biāo)高：﹣5.82～﹣3.43m，層底埋深：8.60～11.20m。承載力特征值取240kPa,變形模量E0圖2.5-2支護(hù)與止水帷幕第⑥層：強(qiáng)風(fēng)化花崗巖。厚度：0.50～2.95m，層底標(biāo)高：﹣6.74～0.25m，層底埋深：5.50～13.20m圖2.5-2支護(hù)與止水帷幕第⑦層：中風(fēng)化花崗巖。承載力特征值取2000kPa,變形模量E0取6.0GPa。2實(shí)施方案1）止水帷幕。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，建筑物設(shè)計(jì)一層地下室，基坑開(kāi)挖深度約9.0m。由于該場(chǎng)地內(nèi)第②層粗礫砂層地下水較豐富，且勘察期間穩(wěn)定地下水位埋深1.40～3.00m，為保證基礎(chǔ)工程的正常施工，需對(duì)地下水進(jìn)行防治，此工程采用的是止水帷幕治水方案。止水帷幕采用的是深層水泥攪拌樁，樁徑500mm,間距350mm，基坑支護(hù)與止水方案見(jiàn)圖2）支護(hù)方案?？紤]到治水帷幕采用的是深層水泥攪拌樁，本工程的支護(hù)方案采用的是機(jī)械成孔鋼筋混凝土灌注樁、外加兩排錨桿的方案，灌注樁的直徑600mm,間距1000mm。3）各樓座的地基處理方案如下：①3#樓地基處理。由于3號(hào)樓在基坑開(kāi)挖后，大部分地基為強(qiáng)風(fēng)化巖，局部為中風(fēng)化巖，故3#樓地基不做特殊處理。②地下停車庫(kù)地基處理。由于地下停車庫(kù)基底所處位置基本在第⑤層細(xì)粒土質(zhì)礫砂層，且地下停車庫(kù)的荷載也不大，故地下停車庫(kù)選擇第⑤層細(xì)粒土質(zhì)礫砂層作為地基持力層，大部分地基也不作特殊處理，只是局部做一部分砂石墊層。③1#、2#、4#樓地基處理。由于1#、2#、4#樓在基坑開(kāi)挖后，絕大部分地基為第⑤層細(xì)粒土質(zhì)礫砂層，且1#、2#、4#樓的荷載較大，第⑤層細(xì)粒土質(zhì)礫砂層不能作為地基持力層，只能選擇第⑥層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層或第⑦層中風(fēng)化花崗巖層作為地基持力層。圖2.5-3支護(hù)樁加固照片圖2.5-4基底標(biāo)高數(shù)據(jù)本工程采用的是基坑一直開(kāi)挖到第⑥層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層，然后澆筑毛石混凝土的方案。同時(shí)為了保證周邊支護(hù)樁樁腳的穩(wěn)定，又在支護(hù)樁的底部設(shè)人工挖孔樁（見(jiàn)圖2.5-3），基坑底標(biāo)高具體數(shù)據(jù)（見(jiàn)圖2.5-3支護(hù)樁加固照片圖2.5-4基底標(biāo)高數(shù)據(jù)3優(yōu)化方案由圖2.5-4和基底標(biāo)高的差可知，1#、2#、4#樓的基底距基巖2～4m，因此，其他基坑與地基處理方案均可不變，1#、2#、4#樓采用2～4m的短樁基礎(chǔ)，既基礎(chǔ)底板采用筏板結(jié)合樁基的形式。4對(duì)比分析見(jiàn)表2.5-1。表2.5-1不同方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析技術(shù)工期經(jīng)濟(jì)實(shí)施方案1底板方案統(tǒng)一，便于設(shè)計(jì)；2超深開(kāi)挖基坑風(fēng)險(xiǎn)加大。1增加了開(kāi)挖、毛石混凝土、加固邊坡的人工挖孔樁；2施工速度慢。1增加了開(kāi)挖、毛石混凝土、支護(hù)樁的工作量；2增加工作量部分造價(jià)1131060.49元。優(yōu)化方案1嵌巖短樁承載力滿足要求，且為地下結(jié)構(gòu)，能滿足水平荷載的要求；2基坑支護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)減少。1人工挖孔樁短，較大開(kāi)挖快；2總體施工速度快。1增加了挖孔樁的工作量；2增加工作量部分造價(jià)836523.91元；3節(jié)省29.45萬(wàn)元。2.5.2工程實(shí)例之二xx奧運(yùn)帆船比賽中心媒體中心工程1工程概況圖2.5-5媒體中心平面1）媒體中心工程，建筑面積為8200m2，地上2層，混凝土框架，屋面為鋼結(jié)構(gòu)；地下1層，面積3698㎡，地下室埋深約為6.0m圖2.5-5媒體中心平面2）地質(zhì)及周邊環(huán)境的主要特點(diǎn)是地下條件復(fù)雜，含大量的碎石、拋石；基巖面起伏較大，部分場(chǎng)區(qū)基底為基巖，部分場(chǎng)區(qū)基底下還需超深開(kāi)挖2～6m方至巖面；臨海近，最近點(diǎn)僅8m，地下水與海水直接貫通。土層分布和地下水的情況如下：圖2.5-6超深開(kāi)挖地基處理及支護(hù)示意圖2.5-6超深開(kāi)挖地基處理及支護(hù)示意第②層粉細(xì)砂:主要分布于場(chǎng)區(qū)的西側(cè)臨海部位，層厚2.00～5.00m第③層中粗砂:該層在場(chǎng)區(qū)內(nèi)分布局限，層厚3.30～3.40m第④層-淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土:層厚0.50～2.10m第⑤1層—碎石土:該層在場(chǎng)區(qū)內(nèi)分布局限，層厚0.60～2.80m圖2.5-7旋噴樁地基處理及支護(hù)示意第⑥層圖2.5-7旋噴樁地基處理及支護(hù)示意第⑦1層—強(qiáng)風(fēng)化花崗巖:只分布于場(chǎng)區(qū)的中部地段，層厚0.60～8.30m第⑦2層—中風(fēng)化花崗巖:層厚0.20～4根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)條件并結(jié)合鉆探資料，本場(chǎng)區(qū)地下水主要賦存于上部回填土層和第四系砂性土層中，即第①、②、③、⑤1層中，屬孔隙潛水，地下水穩(wěn)定水位埋深一般為1.70～3.60m，水位標(biāo)高為-1.00～12原設(shè)計(jì)方案1）地基處理方案，見(jiàn)圖2.5-6。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)直接挖至第⑦1、第⑦2層—中風(fēng)化花崗巖:部分場(chǎng)區(qū)基底標(biāo)高即為巖石，其余需繼續(xù)開(kāi)挖2～6m的深度到基巖面，然后用級(jí)配砂石換填至墊層底標(biāo)高，基底為巖石的場(chǎng)區(qū)需鋪設(shè)300㎜的級(jí)配砂石作為褥墊層。通過(guò)對(duì)級(jí)配砂石分層碾壓達(dá)到設(shè)計(jì)地耐力，設(shè)計(jì)地耐力為fspk=200kpa。2）基坑支護(hù)及止水方案，參見(jiàn)圖2.1-1?；庸こ滩捎秒p排長(zhǎng)螺旋灌注樁，并在樁間注漿的樁錨支護(hù)及止水帷幕方案。樁徑600㎜，開(kāi)挖最深處達(dá)13m處采用雙排錨桿的方案。3優(yōu)化方案，見(jiàn)圖2.5-7。超深開(kāi)挖部位采用高壓旋噴樁地基處理，經(jīng)試驗(yàn)其地耐力、沉降均能滿足設(shè)計(jì)要求?；又ёo(hù)的深度為5～6m，采用單排或雙排高壓旋噴樁帷幕支護(hù)、止水，臨海近或碎石、拋石較多的部位采用雙排樁，樁徑1.2m，樁入基巖的深度不小于500㎜。4對(duì)比分析見(jiàn)表2.5-2。表2.5-2不同方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析技術(shù)工期經(jīng)濟(jì)優(yōu)化方案1地基處理能滿足設(shè)計(jì)要求；2旋噴樁止水效果好；3避免了超深開(kāi)挖，可防止基坑透水。1減少了開(kāi)挖與換填的工作量，不使用錨桿，施工速度快；2地下工程工期3個(gè)月。1支護(hù)與止水方案造價(jià)低；2地基處理略高，避免了超深開(kāi)挖，減少了支護(hù)費(fèi)用；3地下工程造價(jià)1600萬(wàn)元4減少造價(jià)135萬(wàn)元。原設(shè)計(jì)方案1超深開(kāi)挖，支護(hù)、止水結(jié)構(gòu)易透水；2土質(zhì)復(fù)雜錨桿施工困難，且易造成透水；3土質(zhì)復(fù)雜，長(zhǎng)螺旋樁難以保證質(zhì)量。1開(kāi)挖與換填較旋噴樁地基處理速度慢；2使用錨桿支護(hù)，需分段開(kāi)挖，速度慢；3地下工程工期4個(gè)月。1支護(hù)與止水造價(jià)高；2換填費(fèi)用低，增加了支護(hù)結(jié)構(gòu)的費(fèi)用；3地下工程造價(jià)1735萬(wàn)元。2.5.3經(jīng)濟(jì)對(duì)比匯總見(jiàn)表2.5-表2.5-3不同方案地下工程總造價(jià)對(duì)比分析項(xiàng)目華陽(yáng)慧谷媒體中心奧運(yùn)村魯信長(zhǎng)春花園1地下工程面積（㎡）185036983981213202對(duì)比方案造價(jià)（萬(wàn)元）640.671735115399373優(yōu)化方案造價(jià)（萬(wàn)元）611.22160011300869.554降低造價(jià)（萬(wàn)元）29.4513523967.455造價(jià)降低率4.6％7.78％2.07％7.2%6優(yōu)化方案工期可縮短25％44％49％2.5.41xx地區(qū)臨海復(fù)雜地質(zhì)條件及基巖起伏地段，地下工程應(yīng)在綜合考慮開(kāi)挖、支護(hù)、地基處理、底板形式等方案的基礎(chǔ)上做出總體的方案選擇；2臨海復(fù)雜地質(zhì)的場(chǎng)區(qū)應(yīng)避免超深開(kāi)挖，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)的情況可選擇樁基或地基處理的方案。3經(jīng)過(guò)優(yōu)化的方案造價(jià)可降低2％～10％，工期可縮短20％～50％。2.6方案選擇的原則影響地下工程方案選擇的因素主要有擬建場(chǎng)區(qū)的水文地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、建筑物的結(jié)構(gòu)情況及埋深、施工技術(shù)條件，在綜合考慮基坑支護(hù)、止水、地基處理、樁基、底板形式、抗浮設(shè)計(jì)等各種相關(guān)方案的基礎(chǔ)上按照“技術(shù)合理、施工可行、造價(jià)經(jīng)濟(jì)”的原則對(duì)總體方案進(jìn)行比較并做出選擇。2.6.11基坑部分對(duì)地下工程的施工的可行性、工期、造價(jià)起著主要的作用，是方案選擇的關(guān)鍵。因此，應(yīng)在保證止水效果和支護(hù)結(jié)構(gòu)安全的前提下、選擇底板和地基處理方案。如：采用樁基和地基處理方案，可降低開(kāi)挖深度，減小止水帷幕和支護(hù)結(jié)構(gòu)的水頭壓力；集水坑不宜設(shè)在緊鄰底板外側(cè)的位置。2基坑支護(hù)和止水帷幕的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮碎石、拋石等雜填土和海水的影響，采用內(nèi)放坡＋旋噴樁等方案，錨桿可選用自進(jìn)式、跟進(jìn)式和頂進(jìn)式錨桿的方案。3地基處理和樁基礎(chǔ)應(yīng)選用適合于在碎石、拋石等雜填土中施工的旋噴和機(jī)械成孔灌注樁。2.6.2基巖起伏的地下工程方案（樁基礎(chǔ)與超深開(kāi)挖方案）1為了防止地基的不均勻沉降，超深區(qū)域可采用樁基礎(chǔ)或地基處理的方案，即“筏板與局部樁基結(jié)合”、“獨(dú)立柱基與樁基結(jié)合”、“局部地基處理等方案”。除局部及超挖深度較淺的區(qū)域外，一般不宜采用換填或澆筑毛石混凝土的方案。遵循以上原則選擇方案，可減少開(kāi)挖、回填、混凝土及支護(hù)的工作量。2對(duì)高出基底的巖面之上的支護(hù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)選擇入巖樁，并在巖土結(jié)合面上設(shè)肋梁加固樁腳，以保證支護(hù)結(jié)構(gòu)在巖面處形成穩(wěn)定的支點(diǎn)。需爆破的基坑工程，應(yīng)采用毫秒延時(shí)爆破、光面預(yù)裂及減震溝等控制爆破的措施，防止爆破時(shí)對(duì)周邊環(huán)境和基坑結(jié)構(gòu)造成破壞。3筏板與局部樁基結(jié)合的方案。高層等對(duì)地耐力要求較高的建筑，如超挖范圍較大，深度≥2m的，可采取筏板與樁基相結(jié)合的方案，見(jiàn)本章2.5。4局部地基處理。對(duì)地耐力要求較低的建筑，如超挖范圍較大，深度≥2m的，可采取局部地基處理的方案，見(jiàn)圖2.5-7。2.6.1巖體基坑中的地下混凝土結(jié)構(gòu)必須做抗浮的施工與使用狀態(tài)的驗(yàn)算，以保證結(jié)構(gòu)的安全。巖土基坑的抗浮設(shè)計(jì)方案包括：抗浮錨桿，上返梁、下返梁結(jié)合室內(nèi)回填土配重的方案，以及混凝土結(jié)構(gòu)自抗浮的方案。2由于巖層中錨桿的抗拔力較大、施工速度較快，且經(jīng)濟(jì)，因此抗浮錨桿是較好的抗浮方案選擇。主樓部位底板結(jié)構(gòu)斷面較大，可利用結(jié)構(gòu)自身的重量和剛度抗浮。主樓之外的部位如結(jié)構(gòu)自重抗浮不能滿足要求，可采用抗浮錨桿或抗浮錨桿結(jié)合少量回填土配重的方案。3采用上返梁的底板方案，基底清理較為方便，減少了錨桿施工，施工速度較快，但造價(jià)高于抗浮錨桿的方案，且后期回填的工作量較大，不易發(fā)現(xiàn)和處理底板的滲漏部位。4由于下返梁施工工序多，且在巖土地基上開(kāi)槽較為困難，因此巖體地基不宜選用下返梁的底板方案。5單層地下室結(jié)構(gòu)，如可利用其周圍的地勢(shì)走向?qū)R集的地下水排走，可采用在地下室周圍設(shè)盲溝降低水位、減小水頭壓力的方案，如圖2.6-1所示：圖2.6-1地下室外圍盲溝排水剖面圖3技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)3.0.1結(jié)合巖體和臨海復(fù)雜地質(zhì)條件的特點(diǎn)，研究了基坑工程方案選擇、持力層深度差別較大情況下的基礎(chǔ)形式選擇、不同底板結(jié)構(gòu)形式的比較、不同抗浮設(shè)計(jì)方案的比較、地下工程方案綜合選擇，分別進(jìn)行了不同方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，并提出了可供方案選擇的多種技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。3.0.2通過(guò)對(duì)巖體和臨海復(fù)雜地質(zhì)條件基坑工程方案選擇、持力層深度差別較大情況下的基礎(chǔ)形式選擇、不同底板結(jié)構(gòu)形式的比較、不同抗浮設(shè)計(jì)方案的比較、地下工程方案選擇等多種設(shè)計(jì)分析及理論計(jì)算對(duì)比、施工方案的分析對(duì)比、多種地下工程形式的造價(jià)對(duì)比，提出了巖體和臨海復(fù)雜地質(zhì)條件地下工程方案選擇的原則。4技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析4.1技術(shù)特點(diǎn)本課題結(jié)合xx地區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)主要研究了巖體和臨海復(fù)雜地質(zhì)條件的基坑工程方案選擇、持力層深度差別較大情況下的基礎(chǔ)形式選擇、不同底板結(jié)構(gòu)形式的比較、不同抗浮設(shè)計(jì)方案的比較、地下工程方案選擇等多種設(shè)計(jì)、施工方案的分析對(duì)比、多種地下工程形式的造價(jià)對(duì)比，從而形成了xx地區(qū)地下工程如何選擇技術(shù)合理、施工可行、造價(jià)經(jīng)濟(jì)的地下工程方案選擇綜合技術(shù)。臨海復(fù)雜地質(zhì)條件地下工程方案選擇的研究成果，為xx及其類似地質(zhì)條件的地區(qū)選擇技術(shù)合理、施工可行、造價(jià)經(jīng)濟(jì)的地下工程方案確定了原則。通過(guò)應(yīng)用本成果方案選擇原則確定的地下工程方案，可以有效的保證工程質(zhì)量和安全，降低工程造價(jià)、加快施工