天津软土地区深基坑逆作法土方开挖及支撑技术应用

软土地区深基坑逆作法土方开挖及支撑结构施工技术应用情况一、工程概况二、工程特点和难点三、新技术应用情况四、关键技术与创新五、新技术应用效果目录天津地铁广场工程位于天津市和平区南京路，工程地处软土区。工程总建筑面积32.5万m2，由四层地下室、八层裙房及四栋塔楼组成，建筑物最大高度为258m。工程基坑开挖面积约16000m2，总土方量约32万m3，平均开挖深度约20m，最大挖深坑底标高为-22.35m，属软土地区的超深基坑。地下室外维护结构为1.0m厚地下连续墙，兼做基坑支护挡墙。一、工程概况工程剖面图天津地铁广场地下室结构类型分为两种，塔楼所在区域为型钢混凝土组合结构，裙楼所在区域为框架结构，根据工程结构特点，深基坑支护设计时考虑到塔楼型钢柱无法逆作的情况，设计采用了“敞开式逆作法”，即地下裙楼区域结构逆作，塔楼区域结构留洞顺作。在基坑深度范围内，共设有五道水平支撑，土方分六步开挖，逆作法总体施工顺序为第一步土方开挖及第一道支撑逐层向下施工。一、工程概况基坑内共设有五道支撑，其中第一、五道支撑为临时性支撑，第二、三、四道支撑为钢筋砼永久性支撑，利用地下一、二、三层梁板结构作为基坑内支撑。各道支撑结构构件自重及施工荷载由格构柱支承，并将竖向荷载传递给桩基。五道支撑顶标高分别为：-1.40m；-5.05m；-10.25m；-13.45m；-15.70m。一、工程概况一、工程概况永久性支撑结构平面布置图一、工程概况第五道临时性支撑结构平面布置图本工程基坑地理位置特殊，周边环境复杂，北侧为天津市内环交通主干道－南京路，其下为正在运营的地铁1＃线，东侧为建委大楼和超高层诚基大厦，西侧为津汇广场，另外基坑周边的地下管线密集，对基坑开挖造成的变形十分敏感。现场场地特别狭窄，东、南、西侧场地仅有6m左右宽（有效宽度）的施工道路，且无施工循环道路。一、工程概况工程基坑周边环境平面图1、质量目标：达到国家验收合格标准，创优目标为确保天津市“海河杯”，争创“鲁班奖”2、安全及环保目标：杜绝死亡、重伤和重大机械设备事故，无火灾事故；轻伤频率3‰以下。确保获得“天津市市级文明工地”称号创建花园式施工环境，营造绿色建筑。做好工程周围公益、环保事业，给周围居民一个好的生活环境3、工期目标：地库及商业裙楼630天竣工，整体工程950天竣工（不含降水井施工工期）4、CI目标：创中建总公司CI达标创优工地。5、科技目标：创中建科技示范工程和中建总公司科技示范工程。科技进步效益率达2.0%

管理目标一、工程概况二、工程特点和难点1、本工程基坑面积大，开挖深度深，平均开挖深度约20m，总量约为32万m3，周边环境复杂，对基坑变形十分敏感。天津市区土质软弱，采用逆作法施工对如此大的土方量，如此深的基坑，周边环境如此复杂，编制合理、安全、经济、行之有效的挖土、出土方案，在保证基坑结构安全和施工安全的前提下，以最大限度加快出土工效，缩短工期，是地下工程乃至整个工程的重点和难点。2、现场场地狭窄，无循环道路，东、南、西侧场地仅有6m左右宽（有效宽度）的施工道路。场外均为单行路，白天禁行，只能夜间出土。合理安排场内、场外运输，并实现场内小循环道路，以达到场内、场外交通畅通是土方工程施工组织的难点。3、本工程支撑结构的竖向承重构件为钢格构柱，格构柱平面位置与工程永久结构柱重合，为逆作法支撑结构施工难度较大的一种。因格构柱在结构柱内占位影响，结构柱的柱头施工、梁柱节点钢筋处理及柱身支模、砼浇筑十分困难，是逆作法支撑结构施工的难点。4、本工程地理位置特殊，周边环境复杂，地处繁华的商业中心地带，为软土地区的超深基坑，且为逆作法施工。基坑施工过程中通过各种监测技术对基坑变形进行全面、实时监测，每天微小的变形都能通过监测数据在第一时间内反映出来，实现信息化施工，是施工控制的重点。二、工程特点和难点工程开工之初，该类型深基坑工程设计及施工在天津尚属首例，该深基坑工程被天津市深基坑专家委员会评估为目前天津市施工难度最大的深基坑工程。根据该深基坑工程难度大的特点，从进场之日起，我们对工程难度高度重视，对施工重点和难点制定了攻关计划，聘请我局及天津市资深专家组成专家顾问组，成立了专业技术强的攻关小组，对工程难度最大的深基坑土方开挖方案进行了指导，为编制安全经济、合理可行的施工方案提供了技术保障。三、新技术应用情况三、新技术应用情况

工程施工中成功推广应用了软土地区深基坑逆作法土方开挖及支撑结构成套施工技术，包含以下六项关键技术及创新：1、深基坑逆作法土方组合开挖施工技术；2、钢筋混凝土栈桥及出土平台结构设计技术；3、钢质桥式滤水管在逆作法深基坑降水工程中的应用；4、逆作法结构柱施工技术；5、深基坑支护结构在流沙层严重渗漏堵漏技术；6、复杂周边环境下的逆作法深基坑监测技术。工程施工中应用了以上新技术后，工程基坑土方全部顺利开挖完毕，基坑安全得到了保证，新技术在工程中总体应用效果良好。1、深基坑逆作法土方组合开挖施工技术

①土方开挖采用“栈桥、出土平台+预留出土洞内中心岛式开挖+支撑结构下盆式开挖”的土方组合开挖方式，为技术创新点。坑内设六座出土平台和一座砼栈桥作为出土机械的操作平台和行驶道路。四、关键技术与创新1、深基坑逆作法土方组合开挖施工技术

第二～第六步土方开挖，支撑结构下土方开挖采用盆式开挖，小型挖掘机从基坑支撑结构内侧向地连墙方向由内向外掘进，将支撑结构下的土方掏挖、倒运到基坑中部预留出土洞内。小型挖掘机支撑结构下盆式开挖四、关键技术与创新1、深基坑逆作法土方组合开挖施工技术基坑中部预留出土洞内土方采用中心岛式开挖，以栈桥或平台为中心，土方通过挖掘机多级倒运，堆高，形成中心岛，栈桥或平台出土点为中心岛最高点。四、关键技术与创新支撑结构出土洞内中心岛式开挖出土洞形成的多级内中心岛1、深基坑逆作法土方组合开挖施工技术普通大斗容量挖掘机或加长臂挖掘机、履带式抓斗坐于平台或栈桥之上，将坑内中心岛顶部堆土挖出，直接卸入在坑顶道路上等待的运土车内，运出场外。普通大斗容量挖掘机平台上出土18m加长臂挖掘机栈桥上出土四、关键技术与创新1、深基坑逆作法土方组合开挖施工技术②坑底浇筑砼垫层能够有效阻止软土因蠕变产生时空效应而导致地连墙变形加大，利用砼垫层临时支撑作用，将南京路一侧土方原设计分块抽条、跳仓开挖方式改为分块连续开挖、每块完成后快速浇筑砼垫层的快速开挖方式，以减小逆作法土方开挖难度，加快开挖进度。四、关键技术与创新1、深基坑逆作法土方组合开挖施工技术③根据第六步土方坑底土质较好、坑内砼垫层临时支撑作用及工程桩对土体嵌固等有利条件，结合第五、六步土方同时试探性开挖情况及基坑变形监测数据，经专家论证，成功实施了第五、六步土方同时开挖的方案，在保证基坑安全的前提下，大大加快了土方开挖进度。第五、六步土方同时开挖专家论证会议纪要四、冲关键寒技术运与创割新1、怪深基刚坑逆锅作法病土方缩慧组合遣开挖兰施工昌技术工程总实践蛾证明词，“马栈桥炉、出谅土平臭台+酿预留捎出土绪洞内萌中心券岛式欢开挖治+支茂撑结户构下霉盆式世开挖恶”的谢土方瘦组合看开挖镜方式特特别群适用偷于软蜻土地鸦区深恐基坑谦敞开枝式逆票作法烫土方乡丰开挖衫，能霸够顺赔利、枪完整扰解决茫软土歌地区才深度疏超过停20美m的之逆作鹊法基沸坑土就方开雷挖。终该组夕合开雹挖方努式安堆全性气高，滨出土控工效召快，堆对永渔久结伟构影厕响小悉，机姓械成覆本低淋，为羊类似蹲工程苹施工别提供倚了借塘鉴。四、路关键阔技术遗与创皂新1、神深基圈坑逆辣作法占土方隶组合位开挖逢施工惠技术基坑宿第五它、六礼步土婶方同览时开河挖实古施成画功，雾将工蚁程关处键线我路上灾的工相期缩匪短了兆整整界30碗天，牙产生她了很秆大的张经济村效益全，直蔑接节禁省机摸械费忘70滋多万俘元，赛间接洗经济唇效益鸡16祥50伍万元类（合太同约吸定竣戴工工怒期每特拖延分一天提罚款秤55亮万元腾）。沉基坑逼第五臣、六闸步土鹿方同帆时开虫挖方闹案可荡行性睬分析演及成裕功实钱施还险对该惠类基侵坑的委设计浑和施艳工提案供了鞠经验硬借鉴沸和第剖一手草资料售。采用席浇筑痛砼垫锻层作吼为临组时支捷撑使湿用，缸有效息阻止糠了软倾土地妄区基蜂坑支煤护结都构因弊“时壮空效捐应”吉产生至的变慈形，狂改变筐土方怒分块针跳仓搞开挖炸方式状，降伞低土闹方开杰挖难各度，择加快病了施缠工进求度。２、钢筋毁混凝班土栈谁桥及扁出土均平台趋结构碗设计抓技术为给蚁出土赤施工型机械午提供耍了作敌业平屑台及扬通行计道路柔，基没坑内捆设置挑了六圾座出之土平赴台和顽一座构钢筋藏砼栈逢桥，隔栈桥摔及出好土平偏台为柳我公溉司项踏目部殿技术必人员离自行财设计索，结赌构设机计采着用了院多项驶创新产技术缎。四、埋关键结技术冰与创浑新砼栈室桥布大置平剩面出土些平台写布置阳平面敢图２、钢筋券混凝旬土栈楚桥及蝴出土抵平台肌结构嘴设计区技术创新踢技术谅一：结哨构设扫计基稍本计医算方即法：顷静力怪计算弄（混毅凝土捐结构弱设计口规范苦及钢逝结构超设计区规范致）+昨弯矩栽调幅申（钢腐筋混傅凝土熊高层绘建筑旬结构丸设计落规范户）+世冲击染系数化（城亭市桥城梁设匹计荷族载标扫准）泪；四、冰关键蜡技术剩与创予新梁端闲负弯择矩调体幅计车算冲击稿荷载勉冲切停效应匆计算２、钢筋虑混凝参土栈暮桥及差出土疯平台挥结构认设计悉技术创新爽技术屡二：栈桥洪利用节原钢鹅格构祥柱作笛为主耽要竖搜向承渗重构爽件，环格构订柱间无距较处大部纳位设娃置砼饲钻孔老灌注弹桩作矛为补或充竖浇向承锄重构础件。固格构泪柱与窄灌注掀桩组让成了纯栈桥赚钢结绢构―旗钢筋推砼结去构竖弹向承销重组崇合结痕构。四、委关键笑技术征与创墓新格构勾柱与镰灌注让桩组嫁成栈较桥竖踏向承摧重组老合结蔽构２、钢筋浓混凝搁土栈巨桥及侧出土宝平台停结构握设计悟技术创新景技术什三：栈桥叙及出弦土平牲台的谢采用俩钢筋织砼灌剂注桩脉作为消竖向塑承重史支撑咸柱，页新设躁置灌侵注桩烂与原障设计李工程尸桩桩复基中景心距猜小于彩《建滚筑桩形基技袖术规票范》惑规定递的最靠小中甩心距刊，方身案论计证时莫用桩烫基分贞为两膀个阶锈段受抬力理毕论进扒行的切解释外，工殖程桩鞭承载读力并斤不受普到影够响。四、享关键帅技术世与创畏新专家推论证挤意见斥第4腔条：叛工程忠桩承柜载力码不受肃影响２、钢筋半混凝盾土栈旱桥及堡出土椒平台讯结构碌设计袋技术栈桥逝布置播时，利将栈消桥与项基坑瓜第一嫂道支膨撑的尸其中碰一道旦对撑廉结合抱在一愧起，豪栈桥袜既能亿起到延通车翠、施碰工机竟械在战其上那工作摘的作戒用，唐又能果起到忽支撑艇基坑协的作尼用，兽降低姑了工差程成扶本。四、罢关键跃技术译与创光新栈桥冷与第岂一道丑支撑赛东侧夸的对有撑结姑合在畏一起２、钢筋势混凝乖土栈晃桥及王出土专平台判结构者设计梦技术钢筋躁砼栈疤桥及热出土洞平台因水平君拉结煌构造记如下丝式：四、饥关键枪技术坛与创客新通过悬钢抱辆箍、升槽钢蚂将灌毛注桩与障基坑扒各道离支撑捐梁拉赶结灌注幻玉桩上岩的钢烟抱箍灰安装去节点２、钢筋咏混凝悔土栈萄桥及资出土旷平台透结构腐设计挑技术砼栈便桥及蕉出土单平台泰结构杠设计使为我浙公司梯项目精部技握术人注员自谋行设肝计，白通过歉了香油港J恶MK级工程换顾问春公司依（本菠工程犁超高秋层结寸构原锋设计炊单位枪）及梢天津腥大学花建筑烂设计余研究枕院的渗严格诸审查测。右蜂图是虽天津伏大学叹建筑甜设计者研究乒院对血栈桥侍结构狐设计敬审核成意见骆。四、余关键参技术难与创莲新天津肤大学袖设计克研究挨院审聪核意处见２、服钢筋订混凝窗土栈涨桥及裤出土锡平台味结构斧设计袍技术出土自平台末及栈株桥在迫工程照使用仪中承驰受了耀满载敌50朋吨运愿土车写、1折8m桌加长宰臂挖兄掘机夫、满贞载1表6m3大型龄砼罐乐车、无16开0吨砌汽车怕吊吊者装4秧.5协吨钢女柱等垦施工掘重型刊荷载梦，重逼型施鸭工车悬辆（仅50掀吨及透以上河）从欧栈桥亏上通要行车醒次超肺过了散20喘00臭次，怜使用刷状况倚良好布，出漠土平疾台及边栈桥赢设计悦安全宝，满川足工辛程施挨工需守要。四、绳关键样技术眨与创尝新130吨汽车吊坐于栈桥上吊装重量为4.5吨的钢结构首节柱16m3大型砼罐车在栈桥上通行２、矛钢筋姨混凝绘土栈府桥及另出土梯平台母结构条设计愧技术经初判步查断阅我幕局及纷中建丑总公期司相篮关专桑利、躲工法昆等成阴果，呆目前御该领偿域尚洲无属币施工浇单位茅自主闯知识祝产权轿的成酒果，掏经咨械询天惯津市蜻结构梁设计高专家到，目动前天沙津市孤设计监单位浆和施辆工单欢位也赏未在愚该领欣域申弯报技拨术成解果，贤该技若术能坐够弥扣补该锐项空乎白，声科技梦含量分高。四、盛关键族技术锹与创乡丰新75吨汽车吊坐于出土平台上，从坑内吊起25吨重挖掘机3、充钢质杨桥式灰滤水做管在匆逆作腐法深伏基坑适降水莫工程阀中的进应用逆作馋法土月方开童挖过堡程中助挖土篮机械秩在软唉土上幅行走越容易炼将无悲砂砼沾管挤战碎，弓特别手是支秃撑结规构下浪土方远开挖清工作猪面狭鞋窄，看挖土扑机械庄极易呀将降温水井动管压栋碎破妹坏，更井管茶保护御非常所困难高。根定据工寨程实州际情馆况，共在第割三步四土方徒开挖梦时新抵增加递降水刷井，碗井管滴材料扭采用定在水晕利工愿程中踪蝶使用外的钢处质桥画式滤惯水管扑，滤馆水管葛材料骨为钢转材压枣制而评成。四、瞒关键菜技术锄与创就新正在施工的钢质桥式滤水管四、烦关键搜技术植与创删新3、啦钢质扛桥式摔滤水邀管在轧逆作弓法深缩慧基坑驼降水湖工程羽中的信应用本工晃程引渡进钢轮质桥瓦式滤凤水管驾作为孩深井都井管敢使用溉后，愉全部酿土方滥开挖千完毕免井管症基本俩未被海破坏稻，降研水效胞果好固，很困好的刚解决叙了软烂土地透区深票基坑牛逆作桨法土么方开馒挖过血程中寸降水漠井保挺护困兽难的臭问题宫，特著别适沿用于告基坑范深度匙大、称土质闲软弱掘、作穷业条乞件差闸的基矮坑降这水工觉程，远有较萌大的县推广翅意义阴。正在安装的钢质桥式滤水管4、逆作恒法结傅构柱读施工善技术本工殖程支画撑结肿构的备竖向筋承重渡构件椒为钢军格构领柱，纪格构减柱平纤面位伟置与杏工程东永久暖结构流柱重煌合，刻为逆斧作法尊支撑铃结构胳施工虎难度酒较大趋的一皱种。炮因格变构柱魔在结患构柱凡内占伞位影殃响，辫给结寄构柱个正常必施工停和节糖点处罪理带疲来了懂很大属困难沾，逆驱作法赞结构胆柱施看工技员术系同统总赞结了仇柱头孤挖土六、结闭构柱累竖向贝插筋着、柱月头支红模、利结构晶梁纵脸筋遇重结构得柱内日钢格著构柱里打弯拆绕行概节点诵处理亦、结诞构柱皇箍筋设遇钢疼格构椅柱缀凳板开奋孔通雅过节芒点处仁理、曲结构肆柱内痒包钢潜格构渐柱偏怜位加锁柱帽反处理嘴、结物构柱陵柱身惹钢筋航连接窝及绑时扎、肾柱身堆支模迎及砼沟浇筑佛、喇企叭口乳多余监砼处践理等躬一整蜡套施幕工技穿术。四、梢关键绣技术六与创洋新四、棚关键翁技术驻与创顶新4、番逆作造法结唉构柱导施工洗技术益：典棚型方索案图柱头京插筋乔方案梁筋财绕行燃格构料柱方麻案柱身现支模航方案逆作貌法要柱屯头插心筋逆作披法箍迹筋穿涌越格株构柱参缀板逆作省法染梁岔筋绕皱行欲格婚构柱梁筋筑打胸弯背现场推量杠尺营加工四、洒关键邀技术俩与创该新逆作便法扑柱喉身钢撒筋钥连泰接逆作轻法米柱微身支蠢模独工太艺柱头该拆粱模沈后喇颜叭核口味砼外铸形柱头血喇陪叭全口砼甘剔汤凿队后柱守身步成步形四、材关键扒技术暖与创迷新四、肥关键激技术晌与创纹新4、逆作钻法结树构柱蚁施工望技术逆作之法结亿构柱值施工莫技术雁解决愈了逆乖作法介竖向盾结构般施工纱困难址的问微题，靠适用烧于各闯类逆遭作法侨竖向尘结构焰的施庄工，诱施工品速度目快、彩施工杀质量嘉好，罗得到珠了专忆家、辰业主内、设垒计、资监理延以及畅业内翠同行傻的一堡致好振评，尼成为械天津土市区颈逆作帝法施驳工观逐摩的巴样板淹工程泉。逆作烫法结弊构柱短施工糕效果5、深基翼坑支轮护结纳构在骑流沙杆层严虑重渗会漏堵喝漏技妇术基坑擦土方练开挖模到第存五步恭时地建下连狗续墙膀出现砖多处剧严重娘渗漏牌，渗首漏点抖深度秧在基夹坑-狮17巨.0闪m以滨下，画渗漏革水压沿大，净并伴址有大将量流溪沙涌殃出，搂给基次坑安织全带熟来了皱险情带。现问场采使用了间坑内骄土工骑布和杰沙袋荣压埋愧、坑架外双寇液注颗浆堵茂漏和漫高压便旋喷忙加强申两种悔抢险粥堵漏械方式菠，其锅中双洲液注无浆堵疯漏方酷式为末抢险庭堵漏锹起到休了决间定性旱作用略，渗灯漏点旧能够长很快吴堵上塌，险聪情及含时排绿除。四、未关键火技术夸与创闹新地连墙在流沙层严重渗漏坑外涛双乐液既注浆抢险滋方案汽专家筹论这证会林议纪沸要坑内虎沙披袋陶加土吐工绿布梢塞压涛漏淡点四、终关键刻技术颗与创萍新四、令关键横技术扒与创储新5、深基疤坑支帖护结塘构在科流沙器层严烂重渗打漏堵塑漏技仔术本工撞程地吐连墙否多个诞部位笋在流贺沙层沟发生织了多晨次严箱重渗吗漏，雾每次视渗漏纤发生高后采显用深讲基坑歼支护策结构印在流绿沙层酿严重害渗漏宪堵漏兽技术寇，渗脆漏水感流能崖够及馋时堵坡上，饿并对读土体唐进行矛加固窑，堵填漏及泡土体梦加固捆效果赏良好愚，未疲对周委边环剖境造掀成任柔何不护良影妙响。析该技态术适良用于今基坑贡各类场支护尤结构峡的渗梅漏堵能漏问想题，算对于录工程偷严重跪渗漏高抢险饼，堵纪漏效散果更禾佳。双液孕注浆伙浆液共凝结成的远固状霞块体修样本6、复杂退周边削环境学下的箩逆作肉法深弦基坑盐监测搏技术根据恼逆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