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上海花園飯店工程主樓深基坑基礎(chǔ)施工上海第一建筑工程公司馬興寶一、工程概況花園飯店是外資項(xiàng)目，位于錦江俱樂(lè)部?jī)?nèi)，在原有俱樂(lè)部游泳池拆除基礎(chǔ)上，將現(xiàn)有錦江俱樂(lè)部和新建的主樓，群房聯(lián)成一體，共同組成一個(gè)綜合性的五星級(jí)飯店。該工程三十四層（地下一層），總高度為122.56m，七層到三十二層為標(biāo)準(zhǔn)客房，共有500套（其中包括總統(tǒng)高級(jí)客房一套）七層以下全為公用部位，內(nèi)設(shè)中，西，日餐廳及大、中、小宴會(huì)廳，另有四層群房為商場(chǎng)、健身室、美容室、蒸汽浴室、按摩室、保齡球房、電子游戲室及游泳池等，屋頂部分設(shè)有公園及停機(jī)坪，東側(cè)有專用觀光電梯，另還設(shè)有獨(dú)立地下車庫(kù)。本工程主樓結(jié)構(gòu)平面為長(zhǎng)68米寬20米，采用縱橫25道剪力墻與梁板組成一個(gè)鋼度大的現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系，上部結(jié)構(gòu)采用滑模施工工藝，四層群房為框架結(jié)構(gòu)。整個(gè)新建地下建筑結(jié)構(gòu)均采用STK50直徑609X11鋼管樁承重，樁長(zhǎng)39m，送樁6m，部分送到8.4m，打樁過(guò)程中采用袋裝砂井，減少空隙水，以穩(wěn)定土壤。主樓樁承臺(tái)為3m厚的鋼筋混凝土板式基礎(chǔ)，5200立方米混凝土采用泵送混凝土，分二層澆搗。挖土采用大型挖土機(jī)和抓斗結(jié)合，挖土深度為6.20m，部分深達(dá)8.5m，拉森鋼板樁擋土，井點(diǎn)降低地下水位。工程地質(zhì)情況：新建場(chǎng)地地形比較平坦，地面標(biāo)高一般在+2.83.2米之間，勘察孔口高程引測(cè)自長(zhǎng)樂(lè)路199號(hào)房前的市設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)0401，其標(biāo)高為2.533米。在深度120.4米范圍場(chǎng)地地基土自上而下共分11層，均為第四紀(jì)松散沉積物，主要由飽和軟粘土和砂性土相互交替組成。第8層粉細(xì)砂作為本工程主樓的樁基持力層。樁尖進(jìn)入粉砂層約2米，用開口鋼管樁609X11，單樁極限承載力可達(dá)650噸/根，高層計(jì)算沉降量為35.7厘米，實(shí)際沉降估計(jì)控制在25厘米左右。二施工方案選擇花園飯店四周建筑物都很靠近，尤其是北面的外商辦公樓為6層輕鋼結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)很淺，施工要求不能干擾外事活動(dòng)，又要保證該樓建筑設(shè)備及人員絕對(duì)安全，因此，對(duì)主樓地下室基坑施工方法曾進(jìn)行過(guò)四種方案研究比較。1放坡明挖。2地下連續(xù)墻。3平拉錨桿或斜錨桿。4鋼板樁擋土。前三種或受場(chǎng)地限制，或因造價(jià)過(guò)高，未被采用。主要考慮減少土體的移動(dòng)，保護(hù)鄰近特殊建筑物和附近民房正常使用，我們選用了鋼板樁擋土施工工藝。該工藝用剛度比普通槽鋼大得多的U型拉森鋼板樁，以鎖口法組成板樁墻并加上多層支撐，來(lái)減少基礎(chǔ)外面的土體位移和抵擋地下水產(chǎn)生的水平壓力。為了使板樁轉(zhuǎn)角處也能相互鎖口，我們把基礎(chǔ)四周轉(zhuǎn)角處組成90度和120度轉(zhuǎn)角樁，并留有一處不鎖口，待全部板樁結(jié)束后再進(jìn)行封口，這種全鎖口的鋼板樁對(duì)擋土、防水作用均好。三、挖土、降水支撐安裝及澆搗混凝土施工技術(shù)1基坑降水本工程挖土深度6.2米，根據(jù)計(jì)算的降水要求，對(duì)可能采用一，二級(jí)輕型井點(diǎn)，噴射井點(diǎn)，電滲井點(diǎn)等降水措施逐一進(jìn)行比較。后二種井點(diǎn)費(fèi)用大，施工麻煩，管理復(fù)雜，設(shè)備供應(yīng)也有困難，而且由于挖土深度不算太深，采用上述兩種方案在經(jīng)濟(jì)上也不合理。其次因四周建筑物尤其外商辦公樓距新建筑較近，附近居民也僅34米，還要考慮降水對(duì)這些建筑物帶來(lái)的不利影響。根據(jù)地質(zhì)資料，在層高標(biāo)高-13米處有一層不透水層，層厚約810米。18米鋼板樁尖要求深入第二層不透水層1米，這時(shí)井管的濾頭進(jìn)入潛水層，此潛水層上下兩層為不透水層，加上鋼板樁又為全封閉型的，井管埋設(shè)在鋼板樁內(nèi)側(cè)又大大淺于板樁深度，因此經(jīng)過(guò)分析比較決定采用輕型井點(diǎn)降水。為防止井點(diǎn)降水影響周圍建筑物的沉降，甚至出現(xiàn)墻體裂縫，在鋼板樁外又采用回灌水辦法。利用鋼板樁外的砂井作為回灌井，并沿著砂井布置一道砂溝將井點(diǎn)抽出的水適時(shí)回到砂溝，再由砂溝經(jīng)過(guò)砂井回灌到地下。通過(guò)施工實(shí)踐，降水效果良好，甚至在電梯井深處挖深至8.5米，也很干燥，周圍建筑物也沒(méi)由于降水產(chǎn)生沉降及裂縫。其中四個(gè)觀察孔在鋼板樁的外側(cè)，在基坑內(nèi)設(shè)有一個(gè)觀察孔，板樁內(nèi)側(cè)觀察值經(jīng)整理如表：階段平均降水值4.9cm9.45.44.0第階段是從開始觀察之日起到第一層土開挖止。第階段是從開挖起至土挖到（5）觀察孔處為止。第階段是從（5）觀察孔起至挖土挖至第一層結(jié)束。第階段是從第一層土完畢至第二層土才開始。從上述平均降水值看，當(dāng)開挖土?xí)r，降水效果明顯高于不開挖的時(shí)候，所以說(shuō)明土的密實(shí)性是很大的，當(dāng)土擾動(dòng)或挖土?xí)r減少了土的密實(shí)性，使得降水的效果明顯提高。從以上數(shù)值看，隨著時(shí)間的推移，鋼板樁外側(cè)的地下水均下降了，但其下降的平均值只有46毫米，這說(shuō)明內(nèi)側(cè)的降水基本不影響鋼板樁外的地下水位，從值來(lái)看基本上是越來(lái)越小，也就是說(shuō)水位越來(lái)越穩(wěn)定了，從匯總情況來(lái)觀察，最不穩(wěn)定是（1）號(hào)觀察孔，其X，的值分別為1.89和0.135，從地質(zhì)報(bào)告所示，地下水靜止水位深度的相應(yīng)標(biāo)高為2.131.29米，而X值是2.2951.486米，可見其水位還低于最低的水位，標(biāo)高也屬于正常范圍，但為保證附近建筑物的安全，施工時(shí)還是采取回灌水提高水位，不使其降到+1.8米以下。從以上觀察值和實(shí)際的施工情況看，鋼板樁的封閉性較好，基本上無(wú)滲水現(xiàn)象，板樁內(nèi)側(cè)的降水情況良好，外側(cè)水位穩(wěn)定，施工工作得以順利進(jìn)行。2挖土及支撐挖土方案與支撐方案有很大關(guān)系，由于外商辦公樓乃輕鋼結(jié)構(gòu)，剛度差，日方對(duì)挖土引起板樁變形極為擔(dān)心，提出了很高的要求，并制定詳細(xì)測(cè)試方案，經(jīng)過(guò)多方面研究協(xié)調(diào)決定采用日方提出的先支撐后挖土的方法，所有支撐步驟，節(jié)點(diǎn)處理，材料規(guī)格都按他們制定方案執(zhí)行。日方原設(shè)計(jì)支撐方案，拉森鋼板樁伸出天然地面2米，這樣連挖土深度6.2米共8.2米，計(jì)三道支撐，第一道在頂端，第二道及第三道，各為3米，第三道支撐離基底2.10米。后經(jīng)我們數(shù)次討論，認(rèn)為鋼板樁伸出地面，無(wú)法施工，給打樁也帶來(lái)困難，日方最后同意改為自然地坪高出10厘米，但日方還是堅(jiān)持三道支撐，當(dāng)時(shí)支撐材料已到，另一方面對(duì)進(jìn)口支撐性能也還不十分了解，因此最后決定采用三道支撐，只是第二道，第三道各自高度由3米改為2.2米，第三道支撐離基底為1.70米。由于決定先撐后挖方案，因此對(duì)施工挖土帶來(lái)很多麻煩，選擇施工機(jī)械時(shí)，土方施工隊(duì)傳統(tǒng)的1.8立方米液壓反鏟優(yōu)勢(shì)無(wú)法發(fā)揮，只得采用0.4立方米反鏟輔以0.14小型挖土機(jī)入基坑，局部配合人工挖土。挖土程序先挖溝槽，深寬為800X1200，離自然地面100處設(shè)圍檁及第一道支撐與水平斜撐成井字形，然后正式進(jìn)行挖土，挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后架設(shè)第二，三道支撐，挖第二層土?xí)r條件更困難，只能采用2臺(tái)1立方米抓斗在跨外進(jìn)行，下配0.14立方米小型挖土機(jī)水平運(yùn)送，最后余下30厘米土層用人工抄平。從施工實(shí)際情況來(lái)看，由于先撐后挖，挖土速度是緩慢一些，勞動(dòng)力也多化一些，但對(duì)保證鄰近建筑物絕對(duì)安全，防止板樁變形和土體移動(dòng)，提高場(chǎng)地文明均有很大好處，有位盧森堡外國(guó)專家來(lái)工地參觀后贊賞說(shuō)，這工地場(chǎng)容管理堪稱一流水平?？梢娀A(chǔ)工程中板樁支護(hù)，降水，挖土和支撐各方面效果還都是不錯(cuò)的。3混凝土澆灌主樓基礎(chǔ)底板混凝土厚為3米，這中間有一道樁支撐，為回收支撐一次澆灌5200立方米混凝土，在供應(yīng)和運(yùn)輸上均有困難，故采取二層澆灌方案，第一層0.9米，第二層為2.1米。底板混凝土屬于大體積混凝土，所以我們特別注意混凝土水化熱引起的溫差，為此采用測(cè)溫手段進(jìn)行監(jiān)控，并采取了相應(yīng)的技術(shù)措施，澆搗時(shí)配備泵車三臺(tái)，從東到西，南北兩個(gè)方向平行澆搗，另一臺(tái)中間協(xié)助配合使用。主要技術(shù)措施：3.1利用60天強(qiáng)度，減少水泥用量，300#混凝土強(qiáng)度R28=260#。3.2采用425#礦渣水泥，摻加減水劑和粉煤灰3.3采用中間層間放一排冷卻水管（2”），使進(jìn)水溫度5到出水溫度30帶走了一部分熱量，對(duì)減少內(nèi)外溫差起到輔助作用。3.4加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，澆搗完混凝土后，兩側(cè)及面上都覆蓋一層塑料薄膜加二層草袋，以防內(nèi)外溫差過(guò)大，產(chǎn)生收縮裂縫。3.5混凝土底板的側(cè)模板底部每隔10米留一個(gè)10X10厘米孔洞，以便混凝土泌水流出。3.6混凝土澆搗時(shí)要求配合足夠振搗器，插入間距不得大于35厘米，不得漏振，嚴(yán)禁任混凝土自行流淌。3.7為了保證澆搗混凝土不產(chǎn)生離析，混凝土自高處傾落時(shí)，其自由傾落高度不超過(guò)2米，超過(guò)2米時(shí)用溜槽下落。3.8為了保證結(jié)構(gòu)整體性，澆搗中途不得停歇，如必須間歇時(shí)，不應(yīng)超過(guò)2小時(shí)。分層澆搗時(shí)采用踏步式進(jìn)行，每批厚度50公分，踏步寬控制3米左右。3.9澆灌混凝土?xí)r合理安排勞動(dòng)組織，加強(qiáng)管理，使已定的施工方案和采用技術(shù)措施順利執(zhí)行，這點(diǎn)也是很重要的。四、鋼板樁支護(hù)技術(shù)的研究為對(duì)花園飯店主樓基礎(chǔ)的板樁支撐系統(tǒng)的安全可靠性實(shí)行監(jiān)護(hù)與測(cè)試，我們請(qǐng)上?？辈煸汉蜕虾Ｊ┕ぜ夹g(shù)研究所對(duì)側(cè)向土壓力及鋼板樁變形，支撐應(yīng)力等進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)所提供的挖土各階段支撐壓力與變化規(guī)律如表（括號(hào)內(nèi)數(shù)值為KN單位）：支撐內(nèi)力測(cè)點(diǎn)第一道支撐預(yù)壓時(shí)應(yīng)力挖至第二道支撐標(biāo)高壓力第二道支撐預(yù)壓時(shí)應(yīng)力挖至第二道支撐標(biāo)高壓力第三道支撐預(yù)壓時(shí)應(yīng)力挖至第二道支撐標(biāo)高壓力歷時(shí)最大壓力第一道支撐1111.0(107.87)30.8(302.04)22.8(223.59)19.5(191.23)18.9(185.35)18.4(180.44)36.8(360.88)129.6(96.11)29.1(285.31)21.7(212.80)18.5(181.42)19.6(192.21)21.9(214.77)31.8(304.99)1312.4(121.60)28.2(276.55)19.9(195.15)21.6(211.82)23.6(231.44)17.4(170.64)36.5(357.96)1412.4(121.60)28.9(283.41)20.6(202.01)19.6(192.21)21.7(212.80)19.7(193.17)33.6(329.50)1511.2(109.83)32.5(318.72)24.1(236.34)22.7(222.61)21.6(211.82)20.6202.0236.4(356.96)1612.9(126.51)28.4(278.51)23.2(227.51)22.2(217.71)19.9(195.15)31.1(305.99)第二道支撐2130.5(299.10)98.6(966.94)91.9(901.23)92.6(908.10)100.4(984.59)2228.9(283.41)80.2(786.49)79.5(779.63)79.6(780.06)81.6(800.22)2327.2(266.74)92.9(904.17)92.4(906.13)96.6(947.32)96.6(947.32)2439.3(385.40)90.8(890.44)93.2(913.98)93.2(913.98)2540.6(398.15)81.8(802.18)75.7(742.36)78.4(768.84)86.9(852.20)2637.4(366.77)69.6(682.54)73.2(717.85)81.9(803.16)81.9(803.16)第三道支撐3119.0(186.33)33.0(323.62)3212.0(117.68)37.8(362.85)3317.0(160.71)34(333.43)3411.0(107.87)12.0(117.68)358.0(78.45)36.0(353.03)368.0(78.45)據(jù)表可看出支撐壓力的變化規(guī)律為：1預(yù)加荷載，使支撐頂緊圍檁，板樁開始受力。2隨著開挖，支撐壓力逐步增加，直至該支撐一定范圍內(nèi)的土體全部挖去，該支撐所受壓力接近其最大值。3隨后，該支撐受相鄰支撐壓力變化的影響，而不斷調(diào)整其壓力值。4該層土全部挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后一段時(shí)間，各支撐壓力得到穩(wěn)定。5預(yù)頂下道支撐時(shí)，因下道支撐壓力陡增，上道支撐壓力要減少，即開始“壓力分?jǐn)偂薄?支撐壓力理論計(jì)算與實(shí)測(cè)值比較：壓計(jì)階力算段值方法包絡(luò)圖法假象支點(diǎn)法水土混合側(cè)壓力下部分擔(dān)法日方設(shè)計(jì)取用值實(shí)測(cè)平均值第一階段挖土至標(biāo)高0.40R137.3434.1352.1226.5829.56第二階段挖土至標(biāo)高-2.60R110.0720.68R2103.6797.65103.57114.4285.9第三階段挖土至標(biāo)高-3.25R113.029.63R256.2087.05R398.1952.7871.4762.535歷時(shí)最大壓力值R137.3434.1352.5226.5834.25R2103.6197.65103.57114.4290.1R398.1952.7871.4762.50357支撐系統(tǒng)的安全可靠性分析支撐壓力壓力支撐壓力支撐壓力允許值實(shí)測(cè)最大值位移日本設(shè)計(jì)值位移允許值壓力實(shí)測(cè)最大值第一道支撐36.8(360.88KN)45.0(441.30)140.5(1377.83)3.822.862.87第二道支撐100.4(984.59KN)124.0(1216.02KN)226.2(2218.26)2.250.453.65第三道支撐36.0(353.04KN)32.7(320.68KN)140.5(1377.83)3.963.60通過(guò)測(cè)試分析：（1）本工程的板樁壓力實(shí)測(cè)值與按假象支點(diǎn)計(jì)算結(jié)果較接近，與國(guó)內(nèi)目前常用計(jì)算方法所得結(jié)果相差較大。（2）撐一道支撐，挖一層土的施工方法，較符合板樁墻受力的計(jì)算假定。（3）支撐桿件的設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)考慮桿件的受力不均勻性，以及溫度應(yīng)力，因支撐桿件較大，不應(yīng)忽略。（4）給各道支撐預(yù)加壓力能使各支撐桿件受力較為均勻，尤其對(duì)減少板樁墻位移，保護(hù)鄰近建筑物（構(gòu)筑物）效果顯著。5工程使用的以H型鋼組成的工具式支撐系統(tǒng)，安裝速度快，組合靈活，安全可靠。五效果與評(píng)價(jià)1花園飯店工程主樓基礎(chǔ)占地1500平方米，應(yīng)用國(guó)外鋼板樁與工具式支撐進(jìn)行擋土，鄰近建筑都未產(chǎn)生裂縫，沉降，說(shuō)明這些技術(shù)措施是成功的、有效的。2采用U型拉森鋼板樁加上足夠剛度的工具式支撐，板樁墻的變形是很小的，井點(diǎn)放在坑內(nèi)，由于鎖口拉森板樁有一定阻水作用，坑外的地下水繞過(guò)板底端也