上海金融中心土方工程施工技術總結逆作法.doc

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上海**金融中心基坑工程施工案例（10594） 1．案例背景 上海**金融中心位于作為亞洲國際金融中心而倍受矚目的上海市**新區(qū)***金融貿(mào)易中心區(qū)Z4-1街區(qū)，西側與**大廈相距僅40米，北側緊鄰**交通干線世紀大道，是一幢以辦公為主，集商貿(mào)、賓館、觀光、展覽及其他公共設施于一體的大型超高層建筑。塔樓地上101層，地面以上高度為492m，地下3層，地塊面積30000m2，建筑占地面積14400m2，總建筑面積377300m2。 上海**金融中心地下三層，地上裙樓6層，塔樓101層，高492m。地下室基坑平面呈不規(guī)則四邊形，長約200m，寬108～120m，基坑周長614.1m，面積約22468m2，大面積開挖深度17.85～19.85m。地下室由上到下層高依次為5.5m，5.25m，6.5m。 本工程為樁筏板基礎，φ700鋼管樁，塔樓底板厚4.5m，裙樓底板厚2m,局部厚2.5m。塔樓地下結構體系為框筒鋼筋混凝土鋼結構混合結構，裙樓地下結構為鋼筋混凝土框架無梁板結構。裙樓地下室外墻采用“兩墻合一”的地下連續(xù)墻,地下室結構采用逆作法施工。 擬建場區(qū)位于長江三角洲沖積平原，地貌形態(tài)單一，地形平坦，場地絕對標高一般在3.31～4.04m之間，地基土層屬軟弱場地土，均屬于第四系河口～濱海相、濱?！珳\海相沉積層，主要由飽和的粘性土、粉性土、砂土組成。 第①層 為填土層，土質不均勻，結構松散。 第②層 為粘土夾粉質粘土，厚度0.6m～2.2m，層底標高0.05m～1.37m，軟塑狀，含水量36.1%。 第③層 淤泥質粉質粘土，厚度3.10m～5.20m，層底標高-1.9m～-4.09m，灰色飽和軟塑—流塑狀。 第④層 為淤泥質粘土，厚度9.50m～11.20m，層底標高-12.69m～-13.99m，灰色飽和軟塑—流塑狀。 第⑤層 為粉質粘土，厚度5.70m～9.40m，層底標高-19.05m～-23.07m，灰—褐灰色飽和很濕軟塑。 第⑥層 為粉質粘土，厚度2.3m～5.40m，層底標高-23.88m～-25.37m，暗綠色，濕，硬塑—可塑。 第⑦層 為砂質粉土、粉細砂，厚度26m～40.70m，草黃色飽和，中密、密實。 場地地下水屬于潛水類型，水位在地面以下0.5m～0.6m。第7-1層砂質粉土夾粉細砂為上海第二層含水層，土方開挖至坑底時土體自重小于承壓水壓力。 2. 工程主要施工特點 2.1基坑支護技術難度大 基坑面積大，開挖深：本工程地下室三層，基坑周長614.1m，面積達22468m2，大面積開挖深度17.85～19.85m，塔樓電梯井深坑面積1946m2，開挖深度達25.85m，屬于大型超深基坑工程。 地質條件差：基坑開挖范圍內(nèi)第三層淤泥質粉質粘土和第四層淤泥質粘土均為飽和軟塑—流塑狀態(tài)，第七層土位承壓水含水層，承壓水非常豐富且承壓水頭高，若不采取有效措施，承壓水可能擊穿基坑底板，造成突涌，從而引起基坑失穩(wěn)。 周邊環(huán)境條件復雜：擬建工程西側為東泰路，和**大廈相距40m；北側為市政主干道世紀大道，地面下有正在營運的R2線地鐵隧道和銀城地道；東側和南側為規(guī)劃用地和銀城南路。周邊地下管線眾多，敷設有φ600的浦東上水管、通訊溝、排污管等。**大廈物業(yè)管理公司對基坑開挖施工也非常關注，并聘請了專業(yè)的監(jiān)測人員對道路及基坑的變形進行同步監(jiān)測。 2.2地下連續(xù)墻施工困難 由于本工程地下連續(xù)墻直接作為地下室外墻，因此對地下連續(xù)墻身質量和定位精度要求非常高，且有三分之一的地下連續(xù)墻內(nèi)側不設內(nèi)襯墻直接作為地下室外墻，設計要求地下室外墻防滲等級為一級。 由于地下連續(xù)墻通過的第③層為淤泥質粉質黏土、第④層為淤泥質黏土，土質條件差，呈流態(tài)和半流態(tài)，強度低，且本工程東西向有一個寬約15～30m，深約6～8m的暗浜。第⑦層為密實的砂質粉土、粉細砂，強度高，掘進難，且粉細砂成槽難度大。 2.3地下室采用逆作法施工 從節(jié)省工期和更加有利地保護周邊環(huán)境的安全考慮，裙房地下室采用逆作法施工,但由于本工程的結構特殊性，大量樓板躍層或者缺失，在逆作法施工時,必須設置大量的臨時支撐構件,給土方開挖和逆作法施工增加了難度。 2.4土方開挖量大 本工程土方量達25.63萬m3，工程量特別大，土方開挖期間對保證周邊環(huán)境安全及逆作施工安全有很高要求。采用逆作法施工給土方開挖帶來了難度，同時由于獨特的地理位置給土方外運等交通組織帶來了困難。 2.5工期緊，施工場地狹窄 該工程工期較緊，合同總工期僅41個月，裙樓施工不得占用關鍵工期，因此塔樓和裙樓同步立體交叉施工，施工區(qū)域的協(xié)調非常關鍵。 3．案例分析 3.1基坑支護技術 為滿足該工程非常緊張的合同工期，同時有效保護基坑周邊環(huán)境，工程采取塔樓順作，裙樓逆作的施工工藝，即采用地下連續(xù)墻臨時圍堰將塔裙樓隔開，塔樓先期施工，順作施工至1FL后，裙樓開始由1FL往下逆作法施工，分層分段拆除臨時圍堰后和圍堰內(nèi)的結構進行連接。 3.1.1塔樓基坑支護技術 塔樓基坑面積7855m2，采用直徑100m的圓形地下連續(xù)墻做臨時圍堰，內(nèi)側設置三道鋼筋混凝土圍檁，坑內(nèi)不設支撐。地下墻厚1m，深29.5m，底部插入⑦1層砂質粉土。接頭采用圓形鎖頭管接頭。塔樓區(qū)電梯井深坑采用φ800@1000鉆孔灌注樁，有效樁長12.25m。外側旋噴樁止水加固，水平向設置二道鋼支撐。 塔樓采用圓形臨時圍堰，形成圓形圍護體系，在沒有任何內(nèi)支撐的情況下，對基坑變形控制相當出色。圓拱效應下圍護結構，充分發(fā)揮了混凝土材料的抗壓性能，大大方便了基坑施工，縮短了施工工期。 基坑圍護監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，挖土施工至大底板底，圓形地墻的最大變形量為30.1mm，與設計計算的28.32mm非常接近，滿足本工程周邊環(huán)境變化要求。 由于塔樓部分基坑工程無內(nèi)支撐，大大方便了土方開挖、材料運輸及施工。從基礎深坑開挖開始，75天完成含電梯井深坑底板結構，105天完成地下三層非常復雜的地下室鋼筋混凝土、鋼結構混合結構。 3.1.2裙樓基坑支護技術 裙樓采用逆作法施工。裙樓基坑面積14613m2，采用地下墻圍護結構兼做地下室外墻，墻厚1m、1.2m，地下墻有效深度32m～34m，插入⑦1層砂質粉土，采取墻底注漿加固。地下墻各單元槽鍛間采用楔形鎖頭管接頭，外側劈裂注漿加固?？觾?nèi)被動區(qū)格柵式φ650SMW攪拌樁加固。利用永久結構的樓板梁兼做本工程基坑水平支撐，豎向荷載通過一柱一樁傳遞至工程樁，局部樓板缺失處（如車道、下沉式廣場）設置臨時支撐和加強圈梁，使其與結構梁板共同形成水平支撐體系。由于地下三層層高較高，裙樓底板采用中心島施工法，在基坑周邊設置拋撐，再施工環(huán)島區(qū)。 3.2土方開挖技術 3.2.1塔樓基坑土方開挖施工技術 A．圓形圍堰的土方開挖施工 塔樓基坑土方開挖時在圓形圍堰均勻設置四個土方開挖平臺，基坑的土通過坑內(nèi)小型挖土機轉運到平臺下方，再通過設置在挖土平臺上的長臂挖土機或吊斗式挖機，將土裝車運出場外。 B．電梯井深坑土方開挖施工 電梯井深坑面積達1946m2，周長210m，挖深達25.85m，為超深基坑?；娱_挖至大面積底板底后，表面澆筑加強墊層，墊層加厚到500mm，且內(nèi)配加強鋼筋再繼續(xù)開挖電梯井深坑。電梯井深坑采用鉆孔灌注樁圍護，樁外攪拌樁止水帷幕，設兩道鋼支撐對撐。由于開挖較深，且緊鄰上海**大廈，該部位土方開挖為本工程的重點。 塔樓電梯井深坑施工按“先進行深坑部位挖土及鋼支撐安裝施工，然后進行深坑部位第一次底板結構施工（其標高為：－21.690～－16.950）；再進行深坑部位兩端淺坑的挖土施工及深坑底板結構第二次混凝土澆筑施工（包括淺坑底板結構，其標高為：－16.950～－14.350）；最后進行大面積底板結構施工（其標高為：－14.350～－9.650）”組織施工。將塔樓底板以絕對標高－16.950和－14.350m為界分為三個施工層進行施工。每層土由坑內(nèi)挖機挖出，轉至挖土平臺下，然后通過布置在平臺上的挖機將土裝車運出現(xiàn)場。 深坑挖土施工準備：檢查基坑內(nèi)外的所有降壓井是否工作正常，并準確了解當前的承壓水水頭標高是否滿足深坑土方開挖要求；做好柴油發(fā)電機備用電源應急準備工作，通過實習操作以保證挖土施工過程中如果突然斷電可在最短時間內(nèi)接通備用電源持續(xù)抽水；做好各種安全應急預案所必須的材料、設備。 土方開挖的技術要求：土方開挖的順序、方法必須與設計工況一致，并遵循“先撐后挖，分層分段、留土護壁，嚴禁超挖”的原則，將基坑開挖造成周圍設施的變形控制在允許的范圍內(nèi)；土方開挖應在降水及坑內(nèi)支撐設置達到要求后進行。開挖應分層分段進行，每層深度不大于2.0m，并及時施工斜坡加筋混凝土墊層。嚴禁超設計標高開挖?？拥讘Ａ?00mm厚基土，采用人工挖除整平，并防止坑底土擾動。砼墊層應隨挖隨澆，必須在見底后24小時內(nèi)澆筑完成，以減少基坑暴露時間和墻體變位；施工機械不得直接在圍護、支撐上進行挖土操作。嚴禁挖土機械碰撞工程樁、支撐和井點；土方開挖過程中，應盡量縮短基坑無支撐暴露時間。第三次土方開挖必須在鋼支撐安裝完畢且圍檁砼強度達到設計強度的70%后方可進行；隨挖土進程及時派勞動力進行樁頭割除工作，以使挖土順利進行；基坑邊嚴禁大量堆載，地面荷載應控制再20KN/m2以內(nèi)，并嚴格控制不均勻堆載?？油馔谕翙C械運行部位在工程樁頂覆土300mm，并鋪設路基箱擴散壓力；本基坑工程鄰近世紀大道道口，周圍環(huán)境復雜、保護要求高。土方開挖工程的施工，應實行信息管理和動態(tài)監(jiān)測，確保工程和周圍環(huán)境；深坑挖土施工過程中如果遇到降雨天氣時，必須在深坑周圍設置臨時圍堰，防止周圍大面積墊層面雨水流入深坑，降低坑內(nèi)土體強度，影響挖土施工和基坑的安全穩(wěn)定性。同時必須在坑內(nèi)設置若干個集水井采取明排水措施，及時將坑內(nèi)的積水抽出基坑。 3.2.2裙樓基坑土方開挖技術 塔樓底板完成后插入裙樓基坑圍護工程，塔樓完成1FL，裙樓分四區(qū)及車道區(qū)由上往下逆作施工，分層分段爆破拆除臨時圍堰，對接主樓。，每區(qū)先進行土方開挖，再施工對應的水平結構，依次交叉向下施工至底板，再從下向上依次順作施工豎向結構。水平結構施工完畢由下向上順作施工豎向結構，封閉出土口，完成裙樓地下結構。 為了保證基坑裙樓基坑和塔樓圍堰的平面的穩(wěn)定，裙樓土方開挖分四區(qū)對稱進行。 每區(qū)設3～4個取土口，土方采取分層盆式開挖，開挖深度同層高，坑邊留土護壁。利用常規(guī)模板滿堂腳手架支撐體系施工水平結構，同時兼做基坑水平支撐，結構達到設計強度85％后進行下一層土方開挖和結構施工，依次交叉向下施工至底板層。底板先施工中心島區(qū)，在底板上向圍護結構對稱設置拋撐，再進行環(huán)島區(qū)土方開挖及底板施工。 3.3降水技術 該工程土方開挖范圍涉及上海第⑦層承壓水層，承壓水頭埋深為5.75～6.0m。降水成功與否是本工程基坑施工的關鍵。 根據(jù)該工程前期單井抽水試驗情況得出的各相關參數(shù)，通過降水模擬計算，在塔樓施工階段圍堰外布置14口降壓水井。挖土至-10.5m后，開啟3口承壓水井，隨著挖土加深，施工至大面積底板底，增開至5口，電梯井深坑開挖階段增開至7口。每口井的抽水流量約為48噸/小時。抽出的水通過沿圍檁設置的400600排水明溝排向市政管網(wǎng)。 裙樓基坑工程施工時，根據(jù)塔樓承壓水的施工經(jīng)驗，經(jīng)計算利用原塔樓的降壓水井能滿足裙樓施工需求。裙樓分區(qū)施工，挖土至-10.5m后，開始開啟承壓水井，隨著挖土加深，承壓水井開啟數(shù)量逐步加大，最終開啟了5口。由于裙樓主體結構施工，沿承壓水井布置的排水管網(wǎng)已被破壞，直接在首層結構面布設采用軟管，將水送至市政管網(wǎng)。 在降壓水井運行階段，采用動態(tài)監(jiān)測土體承壓水水位標高，實時調整開啟降水井數(shù)量及分布，保證水頭壓力低于土體壓力。在保證基坑穩(wěn)定、土方開挖安全的前提下，盡可能減少抽水量，將降水對周邊環(huán)境的影響降至最低。 監(jiān)測數(shù)據(jù)表明：塔樓降壓水井運行階段對周邊環(huán)境影響非常大，特別是開啟承壓水井的1～2天，周邊管線明顯快速沉降，之后趨于穩(wěn)定，沉降速度減緩。開啟7口承壓水井時，影響范圍很大，甚至影響到距離塔樓基坑邊緣70m遠的***環(huán)路立交，隨著水位下降，地下管線、立交保持這較快的沉降速率。相對于塔樓來說，裙樓降壓水井設置在坑內(nèi)，開啟數(shù)量大幅減少。存在一道地下墻，降承壓水引起周邊環(huán)境的影響程度也遠小于塔樓區(qū)施工期間。但由于裙樓施工工期較長，降壓水井運行時間較長，周邊環(huán)境累計影響還是較大的。世紀大道上水管最大沉降達92.4mm。 本工程承壓水頭壓力變化對基坑本身和周邊環(huán)境均有很大的影響，尤其對周邊環(huán)境的影響超過對基坑本身的影響，但對其周邊環(huán)境影響在一定程度范圍內(nèi)是可逆轉的，只要控制得當，可有效減小對周邊環(huán)境的負面影響。降壓水井設置在坑內(nèi)，對周邊環(huán)境影響遠小于設置在坑外的，降水效果也要好的多。只要封井措施得當，降壓水井設置在坑內(nèi)是可行的。 根據(jù)現(xiàn)場抽水試驗，現(xiàn)場停止抽水10分鐘，水位即能恢復80％，影響工程基坑安全，故現(xiàn)場降水需配備雙電源，確保現(xiàn)場降水井運行通暢。 3.4逆作法施工技術 臨時圍堰內(nèi)的塔樓結構出地面層后，裙房開始正式進行地下結構工程的逆作法施工。 工況一：周邊地下連續(xù)墻施工（圍堰內(nèi)底板完成且承壓水井關閉后開始插入施工）。 工況二：新增立柱樁施工。 工況三：坑內(nèi)三軸水泥土攪拌樁加固。 工況四：打設真空深井泵疏導地下水，布設承壓水減壓井及觀測井，進行降水施工。 工況五：五個區(qū)域分別按水平施工段劃分先后進行第一次挖土，各區(qū)挖土由主樓圍堰向裙樓連續(xù)墻退挖，土方開挖至0.00m(為吳淞高程，下同)，隨挖土過程中澆筑混凝土墊層。 工況六：爆破拆除0.00m以上塔樓臨時圍堰墻和圍檁，利用常規(guī)鋼管滿堂腳手架體系進行首層樓板施工，并與塔樓首層樓板連接，結構開口處和后澆帶設置臨時鋼支撐。 工況七：待首層結構樓板混凝土達到設計強度后，拆除首層樓板模板支架進行第二次挖土，土方采用盆式開挖，周邊留土平臺寬10m，1：2放坡，平臺面標高為-1.70m，坡底標高－4.30m，真空深井降至地下二層樓板底。第二次爆破主樓臨時圍墻及圍檁。 工況八：搭設常規(guī)滿堂腳手架體系施工地下二層頂板施工，并與塔樓區(qū)地下二層頂板連接，結構開口處和后澆帶設置臨時鋼支撐。 工況九：待地下二層頂板結構混凝土強度達到設計強度后，拆除支架，進行第三次挖土，采用盆式開挖，周邊留土平臺10m，1：2放坡，盆頂標高-6.05m，盆底標高-7.85m，爆破拆除-6.95m以上主樓圍護墻及圍檁，隨挖土進程澆筑混凝土墊層，真空深井泵降至底板底部。 工況十：常規(guī)滿堂腳手架體系施工地下三層頂板施工，并與塔樓區(qū)地下三層頂板連接，結構開口處和后澆帶設置臨時支撐。 工況十一：地下三層頂板混凝土達到設計強度后，拆除模板支架，進行第四次挖土。東西車道區(qū)域分層開挖至標高-11.00 m，拆除-11.00 m 以上主樓圍護墻和圈梁和最下一道圍檁，并設置東西向-10.55m臨時鋼支撐。南北圍護墻周邊10米寬范圍內(nèi)留土，并以1：2坡度放坡，坡頂標高-9.00 m，坡底標高-11.00 m。中心島區(qū)域采用二級放坡挖土，坡頂標高-11.00 m，留土寬度5m，放坡坡底即為坑底設計標高-13.85 m，其余區(qū)域土方分層開挖至-13.85 m坑底設計標高。拆除主樓圍墻和圍檁。隨挖土進程澆筑混凝土墊層，開挖超深部位土方。 工況十二：施工裙房中心島底板并與主樓底板設置后澆帶及臨時支撐。 工況十三：待底板混凝土達到設計強度后，抽條開挖周邊護土至拋撐底和圍檁底并設置地下墻圍檁及拋撐。 工況十四：進行第六次挖土至-13.85 m坑底設計標高，并隨挖土進程澆筑混凝土墊層。 工況十五：澆搗環(huán)島區(qū)底板混凝土并與中心島混凝土底板結構連接。 工況十六：從下向上施工豎向結構及拆除局部水平施工洞口支撐，恢復水平結構。 工況十七：轉入裙房地上結構施工，拆除施工棧橋及多余的臨時豎向支撐。 結合工程的實際，科學部署，合理安排施工順序是逆作法工程順利實施的關鍵。本工程遵循“對稱、均衡、分層”施工原則，平面上分五區(qū)跳倉施工，豎向土方分五層開挖，土方開挖與結構施工依次交叉向下施工至底板層。底板先施工中心島區(qū)，在底板上向圍護結構設置拋撐，再進行環(huán)島區(qū)土方開挖及底板施工。 每個施工區(qū)合理布設3～4個取土口，坑內(nèi)采用小型挖機挖土、轉土至取土口，利用大型長臂挖機挖至運輸車，大大加快土方出土速度。挖土采用盆式挖土、坑邊留土護壁，每層挖土同層高，由塔樓側向基坑邊退挖，便于結構施工的同時，減小基坑變形。臨時圍堰采取水平向爆破拆除，即保證塔樓永久結構安全，又加快施工工期。水平結構施工采用直接在墊層上搭設常規(guī)滿堂腳手架支撐體系施工，施工時預留豎向結構插筋。底板完成后進行從下向上進行豎向結構順作施工和車道、取土口施工。 裙房地下室逆作有效保護了基坑周邊環(huán)境，且為施工現(xiàn)場提供大量施工材料堆場、材料運輸通道，確保塔樓施工工期。利用永久結構水平梁板體系作為基坑水平支撐，節(jié)約工程造價。但同時也增加挖土和結構施工的難度。 該工程裙樓基坑近似四邊形，長約200m，寬108～120m，若采用常規(guī)地下墻支護，內(nèi)四道設置水平，根據(jù)***地區(qū)工程施工經(jīng)驗，地下墻的變形量一般為80～120mm。該基坑圍護監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，地下墻變形量一般為50～70mm，個別達到81.5mm，有效減小對周邊環(huán)境的影響。 裙樓地下室逆作幾乎不影響塔樓施工工期。裙樓地下室逆作為主樓提供大面積的材料堆場及材料運輸通道，裙樓地下結構施工完畢，塔樓已施工至60層，有效確保了本工程的整個工期。 利用永久結構各層水平樓板作為基坑工程圍護支撐，降低造價。與工程順作施工比較，逆作法施工省了圍護支撐，增加豎向臨時鋼格構柱，增加土方開挖及結構施工難度。經(jīng)與類似工程順作法施工比較，逆作法施工總造價降低約6％左右，工期基本相當。 土方開挖時不僅要考慮疏干井將土體內(nèi)含水疏干，還要阻止坑外水進入坑內(nèi)。在1FL各個洞口邊砌筑200mm高擋水坎。每區(qū)土方開挖要考慮土體“時空效應”組織力量集中搶挖，及時封閉墊層，墊層厚度適當加厚。在墊層搭設滿堂腳手架需鋪設跳板。拋撐及拋撐圍檁采用抽條開挖，在土胎膜上鋪設廢模板，澆筑拋撐和拋撐圍檁。任何情況下，每層土方開挖后也要及時施工相應的樓層結構，春節(jié)期間要安排得當，每層土方不挖，基坑是穩(wěn)定的。水平結構施工時，預留豎向結構插筋，用SA級鋼筋連接套筒，最大限度降低鋼筋預留長度，減少挖土施工對預留鋼筋的破壞。 3.5塔樓和裙樓沉降差異協(xié)調技術 該工程塔裙樓高差達95層，地下結構不留沉降縫，設計通過每層塔裙樓之間留設后澆帶來協(xié)調兩者之間的沉降差異。后澆帶寬2～3m，沿塔樓環(huán)形布置，后澆帶中間布置對撐鋼梁的柔性傳力帶，既能確保裙樓基坑水平支撐力有效傳遞至主樓，又能有效協(xié)調塔裙樓之間的沉降差異，避免底板產(chǎn)生沉降裂縫。設計要求，根據(jù)塔裙樓沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，塔裙樓沉降趨于穩(wěn)定，方可封閉后澆帶，且塔樓至少施工至50F。 該工程裙樓地下室施工至底板時，塔樓施工至32層，塔樓最大沉降25.31mm。各層后澆帶開始封閉時，塔樓施工至68層，最大沉降38.55mm，此時裙樓最大沉降3mm。塔樓施工至100層時，塔樓最大沉降98.34mm，裙樓最大沉降36mm。與理論計算相比，塔樓沉降值較接近，裙樓差距較大，裙樓未出現(xiàn)反拱現(xiàn)象。 后澆帶削弱了承擔水平力作用的各層樓板整體剛度，加大了圍護體的變形總量，使得該工程相對于其他逆作法工程的變形稍大。 3.6基坑工程監(jiān)測信息化技術 深基坑工程信息化監(jiān)測是基坑施工安全的有力保證。本工程位于浦東新區(qū)***金融貿(mào)易開發(fā)區(qū)，城市地下管線復雜，周圍建構筑物均為重要性標志建筑，監(jiān)測工作必須按一級基坑的變形控制要求進行設計和實施。 主要監(jiān)測內(nèi)容為：⑴ 地下連續(xù)墻墻頂位移及沉降；⑵ 地下墻測斜、墻外土體測斜；⑶ 地墻鋼筋應力監(jiān)測(包括豎向、環(huán)向)；⑷ 地墻混凝土應力監(jiān)測(環(huán)向)；⑸ 地墻墻側土壓力監(jiān)測；⑹ 周邊地面沉降；⑺ 頂圈梁、圍檁鋼筋應力監(jiān)測；⑻ 頂圈梁、圍檁混凝土應力監(jiān)測；⑼ 鋼立柱沉降及軸力監(jiān)測；⑽ 基坑坑底土體回彈監(jiān)測；⑾ 孔隙水壓力監(jiān)測；⑿ 鄰近建、構筑物沉降和傾斜觀測；⒀ 周邊地下管線的垂直和水平位移監(jiān)測。⒁ 塔樓區(qū)電梯井深坑圍護體頂端沉降和位移監(jiān)測，圍護結構側向位移監(jiān)測，塔樓區(qū)電梯井深坑支撐應力測試。通過對工程施工過程中進行全天候24小時監(jiān)測，并及時對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析。全面掌握基坑工程及周邊環(huán)境的安全狀態(tài)及變化趨勢。遇到數(shù)據(jù)報警，增加監(jiān)測頻率，實時通報，繪制變化趨勢圖，信息化指導施工，及時調整施工工序，必要時啟動應急預案，確?；臃€(wěn)定。 在各項施工前，即測得各監(jiān)測項目的初始值。自基坑內(nèi)開挖開始，施工階段平均每天1次，特殊情況如監(jiān)測數(shù)據(jù)有異?；蛲蛔儭⒆兓俾势蠹白兓俾蕵O小時，適當加密或減少監(jiān)測頻率，以確保及時掌握基坑變形狀態(tài)和環(huán)境的安全。底板澆筑后，逐漸減少監(jiān)測次數(shù)，平均每周1~2次。監(jiān)測3~4周后，如監(jiān)測數(shù)據(jù)變化不大，可再減少至每月1~2次。 在現(xiàn)場設立微機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，進行實時處理。每次觀察數(shù)據(jù)經(jīng)檢查無誤后送入微機，經(jīng)過專用軟件處理，自動生成報表。監(jiān)測成果當天提交給業(yè)主、監(jiān)理、總包、設計及其它有關方。 監(jiān)測工作提交的成果，一般包括日監(jiān)測報告、階段小結和最終監(jiān)測報告三部分。其中日監(jiān)測報告，對監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)計算機相應軟件處理后，繪制成表格、變化曲線等形式，由現(xiàn)場監(jiān)測工程師分析當天監(jiān)測數(shù)據(jù)及累計數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，及時書面上報業(yè)主與設計院，當監(jiān)測值達到報警值或監(jiān)測值的變化速率突然增加或連續(xù)保持高速率時，應及時口頭報警，并及時提供書面數(shù)據(jù)和分析意見于當天提交報告；根據(jù)施工安排，分階段提供施工監(jiān)測小結報告；總結報告將以前所有的監(jiān)測數(shù)據(jù)以表格和曲線的形式整理而成，以充分反應各監(jiān)測點的數(shù)據(jù)變化規(guī)律。監(jiān)測工作全部結束，提交完整技術報告。 根據(jù)上海市現(xiàn)行規(guī)范提出的一級基坑變形的設計和監(jiān)測控制值，結合工程周邊環(huán)境條件和設計要求，提出以下報警控制值： 監(jiān)測報警控制值 序號 監(jiān)測項目 報警值 1 墻頂位移 速率3mm/d，累計30mm 2 墻體傾斜 速率3mm/d，累計30mm 3 地面沉降 速率3mm/d，累計30mm 4 鋼筋應力與混凝土應力 設計允許值 5 支撐、鋼立柱軸力 設計允許值 6 管線沉降 8mm 7 隧道 絕對沉降量及水平位移量≤10mm 沉降及水平位移速率≤3mm/每天 相對彎曲曲率≤1/2500 若有監(jiān)測項目的數(shù)據(jù)超過報警指標，應從累計變化量與日變量兩方面考慮。對日變化量較大或產(chǎn)生突變的測點，及時向有關方面發(fā)出警報，并針對變化量大的測點增加監(jiān)測頻率進行跟蹤監(jiān)測；而對因數(shù)據(jù)漸變超過累計報警值的測點，也及時報警，使有關方面能根據(jù)被測對象的變形量及安全儲備情況，采取相應的對策。 4．工程技術創(chuàng)新點 4.1塔樓順作裙房逆作技術 由于本工程施工工期特別短,在日本被稱為“極限工期”,而且延誤工期的罰款額為每天80萬元，為了嚴格履行合同，加快施工進度，設計基坑支護時打破常規(guī)的全部順作或全部逆作的施工方法，采用“塔樓從底板開始順作施工，裙房地下室則全部采用逆作法施工”的方法。 為了保證塔樓施工主線能順利先期施工,在基坑中設置臨時圍堰,先行開挖施工塔樓部位，為履行合同奠定了基礎。而且由于塔樓開挖最深，在裙房中開挖深坑，也較好地保護了周邊的環(huán)境安全。 裙房地下室采用逆作法施工不僅有利于保證周邊環(huán)境安全，而且不占主導工期，并利用先施工的裙樓地下室頂板為主樓提供大面積的材料堆場及材料運輸通道，加快了施工進度，確保了工程施工合同工期。 4.2圍堰大直徑圓形支護技術 本工程采用大直徑圓形圍護體系，利用圓拱效應，充分發(fā)揮了混凝土材料的抗壓性能，有效地控制了基坑變形。 100m直徑的圓形圍堰，僅靠三道圍檁起到內(nèi)支撐的作用，沒有設置其它形式的內(nèi)支撐，非常有利于土方開挖和結構施工，大大縮短了施工工期?；娱_挖深度17.85m，電梯井深坑開挖達25.85m，而基坑最大變形僅30.1mm，成功地保證了周邊環(huán)境安全。 該基坑支護技術獲得上海市科技進步一等獎。 4.3地下連續(xù)墻楔形鎖口接頭 地下連續(xù)墻采用楔形鎖口接頭，外側劈裂注漿加強止水，大大提高地下墻間整體剛度、傳力性能及止水性能。 4.4地下連續(xù)接縫預埋注漿管的止水技術 由于部分地下連續(xù)墻內(nèi)側不設置內(nèi)襯墻，設計對地下室外墻的防滲要求達到一級，而我國地下連續(xù)墻的防滲等級為二級，因此，為了滿足工程需要，在底板與地下墻接頭處除采用常規(guī)止水措施外，還采用預埋注漿管加強兩者之間的止水。若發(fā)現(xiàn)底板與地下墻之間有滲水，則僅需要在相應的注漿管接頭處進行壓力注漿，充分填實之間的滲水毛細孔縫隙，保證止水效果。 5．工程管理經(jīng)驗 5.1協(xié)調好塔樓和裙樓立體交叉施工 塔樓、裙樓同步立體交叉施工，施工區(qū)域的協(xié)調、施工場地、運輸通道協(xié)調是關鍵。該工程在塔樓周邊1FL+1.5m標高處特設計了由施工主干道跨越裙樓，通向塔樓的臨時重車道、重型材料堆場，面積2500m2，將裙樓施工對塔樓影響降至最低。同時裙樓逆作首層樓面為塔樓施工提供大量的材料堆場、施工通道，保證了塔裙樓施工順利實施。 塔裙樓立體交叉施工對高空安全墜落、物體打擊、爆破震動等施工安全帶來很大隱患。 裙樓與塔樓對接，在裙樓首層施工時完全暴露在塔樓下方，且塔樓已施工較高，只有做好塔樓臨邊安全防護措施，才能保證裙樓施工安全。 為加快施工速度，塔裙樓之間臨時圍堰及圍檁采取爆破方式拆除，圍堰緊靠塔樓，要保證塔樓永久結構不能受任何損傷，該工程采取密孔少藥量，減小沖擊力及振動波；加強防護棚，在圍堰爆破對塔樓影響區(qū)域內(nèi)覆蓋模板、麻袋等方式對塔樓永久結構進行保護。 值得注意的是，逆作法樓面堆載要均衡、要限載。荷載既要在臨時鋼柱承載范圍內(nèi)，又不能引起鋼柱發(fā)生不均勻沉降，以免拉裂樓板。同時要等樓板強度達85％方可堆載。 5.2堅持信息化施工 深基坑工程施工過程中進行信息化施工監(jiān)測，有利于實時掌握圍護結構及周邊環(huán)境的動態(tài)變化，控制性地提供有關變形的范圍、最大值及發(fā)展或收斂方向，盡早發(fā)現(xiàn)異常情況并及時處理解決，實現(xiàn)信息化施工管理，消除施工過程中可能出現(xiàn)的隱患，確?；庸こ痰陌踩唾|量，對基坑周邊的環(huán)境進行有效的保護。 本工程在實施過程中系統(tǒng)地對基坑圍護、周邊環(huán)境進行了全天候24小時監(jiān)測，將監(jiān)測數(shù)據(jù)與預測數(shù)據(jù)進行比較，判斷上一步施工工藝和參數(shù)是否達到預期要求，同時對下一步施工工藝及進度進行控制，通過信息化指導施工，有效地保證了工程順利實施。 5.3制定詳細的基坑工程應急預案 緊急預案是基坑工程實施的保障。本工程實施前編制了詳細的基坑工程的各項危機預案，一旦基坑出現(xiàn)險情，立即啟動，贏得寶貴的搶險時間。 基坑工程施工前要編制各項基坑工程危機預案，包含組織體系、啟動關閉程序、信息保障、搶險措施等各項內(nèi)容。根據(jù)基坑圍護監(jiān)測數(shù)據(jù)，適時啟動預案。 在裙樓逆作法施工工程中，由于裙樓基坑時間長，承壓水抽的較多，引起坑邊世紀大道下鋼質600的上水管累計沉降最大達-92.4mm，逼近其極限變形-100mm，立即啟動周邊管線沉降過大跟蹤壓密注漿預案，有效確保管線及基坑安全。 由于車道處樓板缺失，水平支撐整體剛度不足，該處對應的地下墻測斜最大達81.5mm，地下一層、地下二層處支撐軸力最大達12000Kn，立即啟動支撐加固預案，果斷增加支撐，確?；臃€(wěn)定。 在地下三層土方開挖階段遇到承壓水擊穿勘探孔向外涌水，立即啟動預案，緊急啟動周邊2口降壓水井，加大抽水量，使承壓水頭低于挖土面標高。再向勘探孔內(nèi)填充遇水膨脹泥球，頂用水泥砂漿封堵，強度達到后關閉降壓水井。由于及時封堵，未引起坑底管涌及流砂，確保了基坑穩(wěn)定。 5.4基坑工程施工必須與設計密切配合 基坑工程有很多不確定因素，因此，更需要施工和設計密切配合。施工必須嚴格按設計的工況進行施工，并把現(xiàn)場的地質變化情況、周邊環(huán)境變化情況、施工現(xiàn)場的變化情況、現(xiàn)場監(jiān)測觀察情況等及時反饋給設計院，設計人員要及時根據(jù)現(xiàn)場施工實際各項參數(shù)的變化情況對設計參數(shù)不斷進行修正、調整，以確保支護體系的安全和經(jīng)濟。