广州塔工程基础施工研究

1、广州塔工程基础施工研究朱骏（广州建筑股份有限公司）摘要：本文就超高层定筑的基段工程施工进行阐述，力证基0工程对于趣高层建筑的重要性.通过利析广州塔工程基础采用桩-筏基础的形式，对克服大直径宓秋土灌注桩在强裂隙水条斗下施工所出现的难题以及大体积筏板混凝土浇筑及聚维控制所采取的技术措施.关键词：越高层建筑；基班施工；械-筏基融；泥凝土灌注桩；筏板栗缝控制的发展。我国超高层建筑研究及工程应用起步晚.1导论但发展迅速。而随着社会生产力的发展和进步，中国目前第一高的468m的东方明珠电视塔和世界1.1研究的背景超高层建筑是社会生产力发展的产物，也是社会讲步的象征.同时也是科技实力的体现和运用。超高层建筑

2、主要指40层以上，高度100米以上的建筑物。超高层建筑的兴建不但具布显著的经济效益第一高的加拿大553m的CN塔,就具有电视发射、餐饮和观光等功能。而目前世界各地不断涌现出越来越多的具有休闲、娱乐、商住等更多功能的超高层建筑，而这些从功能和形体上的变化，使得建造的难度也越来越高。而600m岛的广州塔则把诸多的功能和特异的形体结合在一起,使建造广州塔工程位于广州市海珠区阅江西路222号，总建筑面积约12.9万平方米，建筑物高度为600米，项目总投资294838万元。广州塔主体结构为钢和混凝土组合结构o该工程由一座高达454米的主塔体和一根高146米的天线桅杆构成。主要分为五个功能区及两层地下室。

3、满足城市观光、商业旅游、电视发射及城市应急指挥等功能。对于一座超高层建筑施匚而言，地基与基础图1广州塔部分施工至关重要，超高层建筑的基础不但要承受很大的垂直荷载,还要承翌强大的水平荷载作用下产生的颈覆力矩及剪力.：因此对地基及基础的要求高：其一，要求有承载力较大的、沉降最较小的、稳定的地基；其二.有稳定的、刚度大而变形小的基础；其三，既要能防止倾覆和滑移.也要尽量避免由地基不均匀沉降引起的倾斜.广州塔工程基础施工主要采用桩-役基础.即主塔外筒结构（24根塔柱）基础采用直径3800mm混凝土灌注班.班扩大头立桂5000mm;外筒结构与核芯筒之间采用筏板基础,筏板厚度为1500mm,环梁厚度为43

4、50mm,混凝土强度等级为C35。2.2课题讲究的现状目前超高层建筑中采用的基础型式主要有箱形基础、筏形基础、桩基及桩-覆基础、桩-箱基础。箱形基础和彼形基础整体刚度比较大.结构体系的适应性强，但是对地基的要求高,因此较适合于地表浅部地基承载力比较高的地区.桩-往基础和桩-箱基础由于可以通过桩基将荷载传递至地下深处，不但具有整体刚度比较大，结构体系适应性强的优点，而且使用条件也比较宽松，能适合各种地基条件的地区，因此在超高层建筑工程中应用非常广泛在超高层建筑基础1：程中.桩基础占有相当重要的地位，桩基不但是荷载传递非常重要的环节，而且是设计和施工.难度比较大的结构部位Q超高层建筑结构超高，需承

5、受巨大的偏向荷载作用所以，在确定超高层建筑的基础埋置深度时，除了应考虑建筑物由于的高度、体型、地质、抗震设防烈度等因素外，还应满足抗倾覆和抗滑移的要求口高层建筑被形和箱形基础的埋置深度应满足地基承载力.变形和程定性要求,所以在超高层建筑施工中，基础工程已经成为影响建筑施工总工期和总造价的重要因素.深基础工程施工技术已经成为超高层建筑施工技术研究的重要内容f2大直径混凝土灌注桩施工技术研究广州塔工程桩桩身混凝土强度等级为C35,钢筋等级为HHB400,中风化岩层天然单轴抗隹强度标准值为6N/mn?,微风化岩层天然单轴抗压强度标准值为直径为王际的混凝土灌注机开挖施工前，建设单位委托地质勘探单位对槌

6、位进行了超前钻施工，共布置了54个钻孔，由于场地毗邻珠江，与河道水力联系密切，地下水位受涨潮影响较大.涨潮时,涌水量明显赠大，且地下水从桩底涌出*表明基岩裂隙水丰富，属承压裂隙水,受此影响，加大了桩开挖的难度，成桩质量需采取有效措施才能保证口图2-1-10m标高大直径桩平面布置图图2-2班内涌水图图2-3化学灌浆处理图图2-4破碎带凿除完成图图2-5金属导管埋设图2.1 大直径混靛士淡注桩施工顺序按桩中引出十字限线，用定位木桩标记。挖桩一节，校核模板位置，图第一节护壁，护壁高出原地150200mm,并在井口预留爬梯挂钩及护壁接驳钢筋。挖孔桩成孔的施工顺序是，每挖1m深的岩土成孔.安装护壁钢筋,

7、装一节定型组合的桩护壁模板.捣一节护壁混凝土。隔天或混凝土强度=l.2MPa时可拆除护壁模板，重复上述的工序至设计指定的持力层,留取岩样后按设计要求进扩底，清渣及排干积水，及时浇灌封底混凝土。2.2 裂隙水处理施匚24条直径3.8m混凝土灌注桩桩与桩外降水井同时进行施匚,通过及时排水有效降低地下水位，减少大宜径桩内的涌水量.保证大宜径桩的正常施工。在桩外降水井排水减压同时将桩内部分确认为漏水的破碎带位置进行凿除,涌水点埋设灌浆导管。在涌水址小、压力小的部位埋设金属导管，在涌水量大、压力大的部位埋设橡胶导管。对于涌水量少的部位埋设金属导管后，采用,折管”的方法封堵涌水,减少涌水点o而涌水量大的部

8、位埋设橡胶导管后.采用化学灌浆进行涌水点的封堵）o该方案实施后,桩内涌水得到布效控制，并为桩芯碎的浇筑提供了良好环境,保证了桩芯混凝土的浇筑质量0最后几条直径3.8m大直径桩混凝上浇筑时，由于周边环境的变化.令周边区域地下水压力集中在该几条桩内,使涌水li及承压水压力增大。枇的底部也出现大员的涌水，并且涌水点更为分散，岩层更为硫松.难以实施桩内止水。针对这种情况，重新制定了“桩内降水、涌水引排”的施工方案,即：将降水井钻进桩扩大头内.采用直径为220mm、长1800mm的镀锌钢管将在扩大头内的降水井上端及下段连接起来,并采用速凝水泥将上下端头封堵,以防地下水外漏最后，将降水井形成封闭状态，形成

9、了桩内降水井,在处理桩底部涌水时，水量较大的涌水点先不予封补，对分散的涌水量少的点逐一封补。此时未封补涌水点的涌水量及水乐力随之增大，我们凿除该部分水点周边的破碎岩层，对该部分的岩层作换件处理。在封堵速凝水泥前预埋金属导流管,再采用引水管将接驳管与导流管连通，顺利将桩底部地下水引流到降水井内，在不增加地下水对护壁的压力情况下.又可以降低地下水，降水效果稳定。为紧接的L序，提供更多的施工时间.成功解决桩底涌水问题图2-6桩底部涌水引排处理剖面图2.3 小结通过对桩-筏基础中的大白在混凝土灌注桩的施工分析，总结出在芯劣地质条件F,大宜径桩的排水技术难点的施工方法对日后同类超高层建筑基础施工有极强的

10、借鉴作用对治理桥内涌现的强裂隙水，采用班外降水及桩内止水联合方案，在止水效果、经济性、工期等方面取得不错的效果在实施中，大多数桩的排水状况都十分好，但是最后施工的几条桥成了裂隙水的汇集区，原方案已经不满足其排水要求。在此情况F,将降水井钻进桩内,连接镀锌钢管，将降水井形成封闭状态，形成了桩内降水、涌水引排桩的涌水量由18Mb,降低至1.7m)h,符合了施匚要求为钢筋绑孔及混凝土浇筑提供了良好条件。3大体积筏板施工技术研究3.1 役板施工概况广州塔筏板基础板面相对标高为-10.00m,几何形状呈椭圆形，长轴长97m,短轴长77m,板厚度1500mm。24根钢管柱的基础环梁截面尺寸bxh=4500

11、mmx4350mm,沿桐圆型筏板周边布黄。环梁长236m,筏板和环柒相连,混凝土的设计强度等级C40,抗海等级P孔混凝土浇筑量为9445m，浇筑时间为广州的秋季10月份。由于环梁截面较大.钢筋密集，进行酸振梅时，振动棒难免会碰到环梁，影响验的密实度。为此，有虑在环梁钢筋绑扎时，在两端钢筋密集处.各曲留一道100mm宽的振捣缝；在环梁中间预留200mm宽的浇筑健以便混凝土导管能伸入环梁内进行混凝土浇筑。图3-1分仓浇筑顺序图3.2 混旋七浇筑施工部署筏板混凝土浇筑采用泵送混凝土施工技术,在基坑周边同时布置10台混凝土泵，并准备2台备用泉。具中6台为SY”20HBe90型，栽式混凝土柴油泵，布置在

12、基坑北面,正常泵送后每台W/h,共配16支6200高膝振动棒；4台为车载式带37m长布料杆柴油泵,先布置在基坑南面，然后随浇筑进度分别停放于基坑东、西两面。浇筑时从东南角开始,沿长轴方向浇筑至西北角二助浇筑前24h提供混疑土的数量、供应速度、混凝上强度等级、坍落度、骨料要求、浇灌方法、砂初凝时间等计划送给熨拌站，以满足施工的要求C混凝土浇筑采用分段分层的方法进行。渔筑时先浇筑该段外框箧基础底板以下大型环梁，最后-同浇筑承台和底板：环梁混凝土分五层进行浇筑，其中第一-四层浇筑厚度。.7米（直至底板底）,环梁最后一层混凝土连底板混凝上一同浇筑底板采用“斜面分层”的浇筑方法，确保避免出现施T冷缝,由

13、于汽车泵水平浇筑距离约为37米，核心筒附近底板混凝土要利用地案进行浇筑，拟采用两边向中间合拢的方法浇筑混凝土。3.3 混凝匕裂缝控制措施3.3.1 材料和混觥上配合比方面的措施加强与混靛士供应单位的沟通，要求拌站在配合比设计中.适战减少水泥用髭.提高粉煤灰、矿粉含量，参加合适的减水剂、外加剂,减小水化热。采用42.5矿渣硅酸盐水泥或42.5普通珑酸盐水泥、粗骨料选用粒径为525mm连续级配.细骨料选用细度模数2.50左右的中砂。严格控制粗细骨料的含泥量,石子含泥会控制在1%以下.砂含泥量控制在2%以凡在保证混凝土强度的前提下.使用合适的缓凝减水剂,减少水泥用量.延缓水泥水化放热速率.以减少水化

14、热,掺加粉煤灰和矿渣粉活性混合材料，替代部分水泥，能在保证混凝土强度的前提卜有效地减小水化热.延迟峰温出现的时间。凝结时间要求初凝为9-10小时终凝为12-13小时,在高温季度，预冷却骨料,使混凝土拌合物保持较低的人模温度，3.3 2版:技术措施混凝土由大斜面分层下料,分层振捣，每层厚度为500mm左右，采用“分段定点、一个坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到顶”的方法确保避免出现施工冷缝u每台泵车进料量要及时反映到调度室.按浇捣总量及时平衡搅拌车进入各泵位，其本做到浇据速度相同.齐头并进。每台泵车供应的混凝土浇筑的围内应布置46台振动机进行振捣,每台泵车浇捣速度平均每小时不少于30m3,要求不出

15、现夹心层及冷施工缝.并应特别重视每个浇筑带坡顶和坡脚两道振动器振动，确保上、下部钢筋密集部位混凝土振实。3.3.3大体枳混凝土养护措施混凝土浇筑后，在二次抹面压实后立即盖一层不透水、气的塑料薄膜和一层湿麻包袋,防止表面蒸发失水产生干裂.混凝土表面进行二次压光后采用覆盖一层塑料薄膜及二层麻包袋的方法保温养护，覆盖工作必须严格认真贴实.塑料薄膜幅与幅之间接缝处应有50mm氢迭，每只麻包袋之间应有100mm殴迭.养护期间浇水视具体情况而定,以防碎产生F缩裂缝.并使水泥水化顺利进行；待验终凝后,用灰砂房沿混凝土表面周边砌成一个高2nomm高的养护K,在养护区中注入50mm高以上的水进行蓄水养护，养护时

16、间一般不少于7天。外储增派专人淋水养护不少于14天。3.4 大体积混凝土工况盥测根据大体积混凝土温度及应力的计算，理论上得出：大体积混凝土浇筑后蓄水30mm养护7天,基本上可满足不因水化热导致内外温差过大而产生裂缝,现拟在C区环形梁M埋测温点进行温度监测，浇筑混凝土后.通过测温点进行温度监控.根据混凝土内外温差值采取将应杓效的保温降温措施。采用热电偶法进行测温测温选取截面尺寸较大的C区环形承台梁进行测温。为了监测每仓的内外温差,在每仓混凝土山预埋2组电子测温点，分别布置在梁边（错开分内边和外边）和梁中心部位，每组设上、中、下、表面各四个测点；大环形梁共设置8组测温点，32根电子测温导线.测温点

17、在环梁中均匀分布。图3-2测温点平面示意图3.5 小结广州塔工程筏板与环梁大体积混凝土于2006年1。月1日7：30开始施工.2006年10月2tl17：30施工完成.共浇筑时间34h,浇筑混凝土员9445m，单泵平均浇筑混凝土址27.8mVh,最高浇筑量46mVh,格个浇筑过程模拟计算与实际浇筑工况极为相似。对大体积役板出现的结构裂缝的产生原因进行分析，本工程整个底板淡筑厚度超过L5m,环梁位置其至达到了4.35m厚,浇筑面积超过“Wn?,总浇筑量超过9000nA属大体积混凝土施工；且由于K轴达到80m,属超长混凝土结构施工通过对混凝土配合比的控制，很好的控制了化学收缩以及干收缩的现象；通过物料薄膜加麻包袋的方法保温养护，很好地解决内外温差的情况,根据测温结果分析，环梁中心部位实际最高温度84.1芭，发生在混凝土浇筑后64h左右。筏板中心部位实际最高温度78.7%,发生在混凝土浇筑后2432h之间。内外温差均没有超过25七，证明采用一层塑料薄膜加麻包袋覆篮养护能有效保温。1.5m厚筏板底部与中部之间温差实际比较小，基本上在10t左右，而4.35m环梁底部与中部之间温差就比较大，在今后类似工程施工时可区别对待。时根据浇筑三天后应力监测发现，衣板应力处于正常状态，环梁处应力精大;应力在浇筑120个小时后.也就是浇筑五天后.应力值最大.但随后应力逐步较少，并趋于稳定。4结