深大基坑设计施工关键技术.pptx

1、12022年注册土木工程师(岩土)继续教育培训深大基坑设计施工关键技术 2目目 录录深大基坑工程概述深大基坑工程概述深大基坑支深大基坑支护设计护设计与开挖方法与开挖方法深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术深大基坑盖挖逆作关深大基坑盖挖逆作关键键技技术术深大基坑深大基坑顺顺逆逆结结合关合关键键技技术术深大基坑撑深大基坑撑桥桥一体关一体关键键技技术术深大基坑无内支撑关深大基坑无内支撑关键键技技术术123456731深大基坑工程概述深大基坑工程概述41 深大基坑工程概述深大基坑工程概述1.1 发发展展现现状状随着基坑工程向着随着基坑工程向着深大方向深大方向快速快速发发展，展，基坑支基坑支

2、护设计护设计与施工技与施工技术术突突飞飞猛猛进进，近年来我国已是世界上，近年来我国已是世界上深基深基坑工程最多、坑工程最多、规规模最大的国家模最大的国家。220世世纪纪80年代年代首先在北京、上海、广州、首先在北京、上海、广州、深圳等大型城市深圳等大型城市大量大量兴兴建高建高层层建筑建筑，多数，多数带带有地下室，有地下室，基坑支基坑支护护工程随之工程随之剧剧增，增，基基坑支坑支护设计护设计、施工与、施工与监测监测成成为为基基础础工程中的工程中的新新热热点点。120世世纪纪70年代年代只在只在少数大工程少数大工程项项目目中有中有开开挖深度在挖深度在10m以上以上的基坑的基坑工程，而且是在工程，而

3、且是在较较少或没有少或没有相相邻邻建筑物和地下建筑物和地下结结构物的构物的地区。地区。320世世纪纪90年代以后年代以后进进入入大大规规模城市建模城市建设设与旧城与旧城改造改造阶阶段段，在繁，在繁华华市区市区进进行行深基坑开挖，深基坑开挖，提出新内容，提出新内容，面面临临新新问题问题，进进一步促一步促进进深深基坑开挖技基坑开挖技术术的研究与的研究与发发展，展，众多众多先先进进的的设计计设计计算算法和算算法和新的施工工新的施工工艺艺付付诸实诸实践，技践，技术术先先进进的成功的成功实实例不断涌例不断涌现现。u 1.1.1 基坑工程迅猛基坑工程迅猛发发展展51 深大基坑工程概述深大基坑工程概述1.1

4、 发发展展现现状状地下地下铁铁路及地下路及地下车车站站地下商地下商场场及地下通道及地下通道地下停地下停车场车场及地下及地下仓库仓库地下工地下工业业及民用及民用设设施施地下人防及地下民防工事地下人防及地下民防工事地下核地下核电电站及站及变电变电站站地下地下综综合交通枢合交通枢纽纽地下城市地下城市综综合体合体随着城市建随着城市建设设和更新升和更新升级级的加快，的加快，满满足足不同功能用途不同功能用途的地下空的地下空间间得到越来越多的开得到越来越多的开发发利用，开利用，开发发出出地地铁铁车车站、地下商站、地下商场场、地下停、地下停车场车场、地下民用、地下民用设设施与施与军军用用设设施施等大型地下空等

5、大型地下空间间。u 1.1.2 地下空地下空间间开开发发利用利用61 深大基坑工程概述深大基坑工程概述1.1 发发展展现现状状u 1.1.3 深大基坑深大基坑发发展展趋势趋势开开发规发规模越来越大，近年来出模越来越大，近年来出现现很多开挖面很多开挖面积积1030万、深度达万、深度达45m的深大基坑。通常都位于建筑密集的深大基坑。通常都位于建筑密集城市中心，城市中心，周周边环边环境与地境与地质质条件复条件复杂杂，工期，工期紧紧且且环环保要求保要求严严，导导致基坑工程致基坑工程设计设计和施工和施工难难度越来越大度越来越大，面，面临临的的安全安全风险风险越来越高越来越高。规规模模工程体量越来越大开开

6、发发基坑深度越来越深基坑面积越来越大风险风险施工难度越来越高施工施工工期环保愈加严苛地质水文愈加复杂71 深大基坑工程概述深大基坑工程概述1.2 工程特点工程特点u 1.2.1 显显性特征性特征就工程外在特征而言，基坑工程具有就工程外在特征而言，基坑工程具有“深、大、深、大、险险、难难”四大四大显显性特征性特征。深l 通常通常20m以上以上l 部分突破部分突破30m大l 基本基本1万以上万以上l 不少不少2万以上万以上险l 基坑基坑变变形形风险风险l 基坑渗漏基坑渗漏风险风险难l 支支护护施工施工难难l 土方开挖土方开挖难难81 深大基坑工程概述深大基坑工程概述1.2 工程特点工程特点u 1.

7、2.2 本本质质特性特性从工程内在特性分析，基坑工程具有从工程内在特性分析，基坑工程具有“区域性区域性强强、独特性、独特性强强、综综合性合性强强、时时空性空性强强”四大本四大本质质特性特性。02独特性独特性强强施工区域不同，施工区域不同，周周边环边环境境条件条件和和地下管网分布地下管网分布不同，不同，基坑支基坑支护设计护设计与施工需根与施工需根据据现场现场情况作出相情况作出相应调应调整，整，没有没有统统一一标标准、分准、分类类。03综综合性合性强强涉及涉及知知识识范范围围广广，不，不仅仅需需要岩土力学、流体力学和要岩土力学、流体力学和弹弹体力学，体力学，还还需要需要结结构工构工程的理程的理论论

8、力学、材料力学力学、材料力学等，勘察、等，勘察、设计设计、结结构、构、降水、防水工程降水、防水工程相互交叉、相互交叉、相互影响相互影响。变变形日形日积积月累，引月累，引发发基坑基坑安全安全风险风险。04时时空性空性强强影响基坑支影响基坑支护护体系体系稳稳定性定性和和变变形形的因素的因素较较多，如基多，如基坑支坑支护护形式、降水方式、形式、降水方式、工工艺间艺间隔隔时间时间、基坑平面、基坑平面形状与形状与动态动态荷荷载载等，基坑等，基坑开挖打破原有土体平衡，开挖打破原有土体平衡，产产生生变变形造成形造成时时空效空效应应，01地域性地域性强强所所处处地域不同，地域不同，地形地貌地形地貌和和地地质质

9、水文水文的差异的差异较较大，大，复复杂杂多多变变的地的地质质条件造成条件造成地地质质勘察数据差异勘察数据差异较较大大。91 深大基坑工程概述深大基坑工程概述1.3 受制条件受制条件v 01 地地质质条件条件不同的地不同的地质质条件条件对围护结对围护结构体系作用差异很大构体系作用差异很大，地，地质质条件复条件复杂杂性性制制约约深基坑施工深基坑施工，围护结围护结构构设计设计、施工、施工均要根据具体地均要根据具体地质质条件条件因地制宜制定因地制宜制定针对针对性方案性方案。v 02 水文条件水文条件地下水是地下水是制制约约基坑安全基坑安全的主要因素，基坑的主要因素，基坑风险风险出出现现多数是由于多数是

10、由于地下水地下水处处理不当所造成理不当所造成，特，特别别是在是在软软土地土地区超深基坑受多区超深基坑受多层层承承压压水影响，水影响，针对针对地下水地下水风险还风险还需采取需采取截水、降水、减截水、降水、减压压、回灌、回灌综综合控制措施。合控制措施。v 03 环环境条件境条件多数深大基坑工程周多数深大基坑工程周围紧邻围紧邻道路、建筑物、地道路、建筑物、地铁铁等，等，各各类类地下管地下管线线密布密布，施工，施工场场地狭小，地狭小，环环境保境保护护要求要求高，特高，特别别在在软软土地区复土地区复杂环杂环境条件下，基坑工程境条件下，基坑工程设计设计重心已由重心已由支支护结护结构构强强度控制度控制，转转

11、到到以基坑和周以基坑和周边环边环境境变变形形控制控制为为核心核心的的设计设计方法上。方法上。1001支支护护体系体系风险风险l 围护结围护结构构倾倾斜、斜、变变形形过过大、开裂、折断；大、开裂、折断；l 整体整体圆圆弧滑弧滑动动失失稳稳；l 沉降沉降过过大；大；l 立柱沉降、立柱沉降、倾倾斜。斜。1 深大基坑工程概述深大基坑工程概述1.4 施工施工风险风险u 01 是符合是符合设计设计和和现现行行规规范要求的工程范要求的工程主要涵盖四方面主要涵盖四方面风险风险：支支护护体系体系风险风险、坑底隆起、坑底隆起风险风险、地下水、地下水风险风险和和环环境境风险风险。断裂；断裂；l 其他构筑物沉降量其他

12、构筑物沉降量过过大。大。04环环境境风险风险l 地面沉降地面沉降过过大、裂大、裂缝缝、塌方；塌方；l 坑坑边边建筑物沉降、建筑物沉降、倾倾斜、开裂或坍塌；斜、开裂或坍塌；l 地下管地下管线变线变形形过过大、大、02坑底隆起坑底隆起风险风险l 基坑内外地基承基坑内外地基承载载力力失衡；失衡；l 基底踢脚隆起基底踢脚隆起过过大。大。03地下水地下水风险风险l 围护结围护结构漏水、涌砂、构漏水、涌砂、涌土；涌土；l 坑底管涌、突涌。坑底管涌、突涌。111 深大基坑工程概述深大基坑工程概述1.5 天津区域天津区域属于属于滨滨海海富水富水软软土地土地质质区域，区域，地地质质与水文条件更差与水文条件更差，

13、深大基坑，深大基坑施工施工难难度更大、施工度更大、施工风险风险更高更高。富水淤泥富水淤泥质软质软土地土地质质基坑支基坑支护护与开挖与开挖难难度大度大坑底突涌坑底突涌风险风险122深大基坑支深大基坑支护设计护设计与开挖方法与开挖方法132 深大基坑支深大基坑支护设计护设计与开挖方法与开挖方法2.1 深大基坑支深大基坑支护护形式形式 围护结围护结构：构：其作用是其作用是直接承受直接承受基坑施工基坑施工阶阶段段侧侧向土向土压压力力和和水水压压力力，并将此，并将此压压力力传递传递到支撑体系，每种到支撑体系，每种类类型在适用条件、工程型在适用条件、工程经济经济性和工期等方面各有性和工期等方面各有侧侧重。

14、目前，深大基坑常用重。目前，深大基坑常用类类型有型有围护结围护结构由构由钢钢板板桩围护墙桩围护墙、型型钢钢水泥土水泥土搅搅拌拌墙墙、灌注、灌注桩桩排排桩桩、混凝土、混凝土连续墙连续墙等。等。u 2.1.1 有内支撑支有内支撑支护护形式形式钢钢板板桩围护墙桩围护墙型型钢钢水泥土水泥土搅搅拌拌墙墙灌注灌注桩桩排排桩围护墙桩围护墙地下地下连续墙连续墙142 深大基坑支深大基坑支护设计护设计与开挖方法与开挖方法2.1 深大基坑支深大基坑支护护形式形式 止水帷幕：止水帷幕：其作用是其作用是阻断坑外水体流入坑内或增大坑底水的渗流路径阻断坑外水体流入坑内或增大坑底水的渗流路径，便于机械挖土及提供坑内干作，便

15、于机械挖土及提供坑内干作业业施工条件等施工条件等诸诸多目的。主要形式一多目的。主要形式一为为围护结围护结构兼止水帷幕构兼止水帷幕，如，如地地连墙连墙、型、型钢钢水泥土水泥土搅搅拌拌桩桩、钢钢板板桩桩及咬合及咬合桩桩等；形式二等；形式二为为水泥水泥搅搅拌拌桩桩止水帷幕止水帷幕，其施工工，其施工工艺艺有有高高压压旋旋喷喷、两、两轴搅轴搅拌、三拌、三轴搅轴搅拌、拌、TRD工法、工法、CSM工法工法等。等。u 2.1.1 有内支撑支有内支撑支护护形式形式高高压压旋旋喷喷止水帷幕止水帷幕三三轴搅轴搅拌止水帷幕拌止水帷幕TRD 水泥土水泥土搅搅拌拌墙墙CSM 水泥土水泥土搅搅拌拌墙墙152 深大基坑支深大

16、基坑支护设计护设计与开挖方法与开挖方法2.1 深大基坑支深大基坑支护护形式形式 水平支撑：水平支撑：其作用是用于其作用是用于传递传递和平衡和平衡作用在作用在围护结围护结构上的水土构上的水土压压力，与力，与围护结围护结构共同构共同组组成支成支护护体系。体系。常常见见的支撑的支撑类类型有：型有：钢钢支撑体系、混凝土支撑体系、支撑体系、混凝土支撑体系、钢钢与混凝土与混凝土组组合支撑体系合支撑体系等。等。u 2.1.1 有内支撑支有内支撑支护护形式形式混凝土支撑体系混凝土支撑体系钢钢支撑体系支撑体系钢钢与混凝土与混凝土组组合支撑形式合支撑形式162 深大基坑支深大基坑支护设计护设计与开挖方法与开挖方法

17、2.1 深大基坑支深大基坑支护护形式形式 竖竖向支撑：向支撑：其作用是其作用是承受水平支撑承受水平支撑传传来的来的竖竖向荷向荷载载，加，加强强支撑体系的空支撑体系的空间刚间刚度，保度，保证证水平支撑的水平支撑的纵纵向向稳稳定，要具有定，要具有较较好自身好自身刚刚度和度和较较小垂直位移。常小垂直位移。常见类见类型有型有临时临时格构柱格构柱+立柱立柱桩桩、永久、永久钢钢立柱立柱+立柱立柱桩桩。u 2.1.1 有内支撑支有内支撑支护护形式形式临时临时格构柱格构柱+立柱立柱桩桩永久永久钢钢立柱立柱+立柱立柱桩桩172 深大基坑支深大基坑支护设计护设计与开挖方法与开挖方法2.1 深大基坑支深大基坑支护护

18、形式形式主要形式有放坡、主要形式有放坡、悬悬臂支臂支护护、桩锚桩锚支支护护。放坡放坡是依靠土体自身的是依靠土体自身的强强度保持整个基坑的度保持整个基坑的稳稳定，适用于浅基定，适用于浅基坑，此工坑，此工艺简艺简便、造价便、造价经济经济、施工、施工进进度快；度快；悬悬臂支臂支护护是依靠是依靠围护结围护结构抵抗构抵抗侧侧向土向土压压力和水力和水压压力，常力，常见见形式有形式有单单/双排双排桩悬桩悬臂臂桩桩支支护护、水泥土重力式、水泥土重力式挡墙挡墙、型、型钢钢水泥土水泥土搅搅拌拌桩桩等；等；桩锚桩锚支支护护是采用是采用锚锚杆和杆和桩桩共同共同组组成支成支护护体系。体系。无内撑支无内撑支护为护为挖土和

19、地下挖土和地下结结构施工提供了极大的便利，工期快，施工成本低。构施工提供了极大的便利，工期快，施工成本低。u 2.1.2 无内支撑支无内支撑支护护形式形式放坡形式放坡形式悬悬臂支臂支护护桩锚桩锚支支护护182 深大基坑支深大基坑支护设计护设计与开挖方法与开挖方法2.2 深大基坑降水深大基坑降水类类型型疏干降水的作用是降低开挖深度范疏干降水的作用是降低开挖深度范围围内的上内的上层层滞水、潜水，提高滞水、潜水，提高边边坡坡稳稳定性、增加坑内土体的固定性、增加坑内土体的固结结强强度、度、便于机械挖土以及提供坑内干作便于机械挖土以及提供坑内干作业业施工条件等施工条件等诸诸多目的。常多目的。常见见的疏干

20、降水的疏干降水类类型有：型有：封封闭闭型疏干降水、敞开型疏型疏干降水、敞开型疏干降水、半封干降水、半封闭闭型疏干降水型疏干降水。u 2.2.1 疏干降水疏干降水疏干降水疏干降水类类型型192 深大基坑支深大基坑支护设计护设计与开挖方法与开挖方法2.2 深大基坑降水深大基坑降水类类型型减减压压降水的作用是通降水的作用是通过过有效降低基坑下部承有效降低基坑下部承压压含水含水层层的水的水头头，防止坑底板隆起或突水，防止坑底板隆起或突水产产生流沙（基坑突生流沙（基坑突涌）等工程事故的涌）等工程事故的发发生，保生，保证证基坑基坑稳稳定及施工与定及施工与环环境安全。适用于承境安全。适用于承压压含水含水层层

21、水水头对头对基坑基坑稳稳定与安全施工有不定与安全施工有不利影响利影响时时的措施。减的措施。减压压降水方案降水方案类类型有：型有：坑内减坑内减压压降水降水和和坑外减坑外减压压降水降水。u 2.2.2 减减压压降水降水坑内减坑内减压压降水示意降水示意坑外减坑外减压压降水示意降水示意202 深大基坑支深大基坑支护设计护设计与开挖方法与开挖方法2.3 深大基坑开挖方式深大基坑开挖方式是是由上而下分由上而下分层层进进行土方开挖方式，分行土方开挖方式，分层层原原则则是是结结合土合土层层和支和支护护形式确定形式确定。对对于有内支撑的基坑，第一于有内支撑的基坑，第一层层土方的开挖深度一般土方的开挖深度一般为为

22、地面至第一道支撑底，待第一道支撑施工完成达到地面至第一道支撑底，待第一道支撑施工完成达到设计设计强强度后再开挖下一度后再开挖下一层层土方，中土方，中间间各各层层土方开挖深度一般土方开挖深度一般为为相相邻邻两道支撑的两道支撑的竖竖向向间间距，最后一距，最后一层层土方开挖深度土方开挖深度为为最下一道支撑底至坑底。最下一道支撑底至坑底。u 2.3.1 分分层层开挖开挖分分层层开挖方法示意开挖方法示意212 深大基坑支深大基坑支护设计护设计与开挖方法与开挖方法2.3 深大基坑开挖方式深大基坑开挖方式岛岛式开挖是式开挖是以中心以中心为为支点，从四周向中心支点，从四周向中心进进行土方开挖行土方开挖。适用于

23、支撑形式。适用于支撑形式为为角撑、角撑、环环梁式或梁式或边边桁架式桁架式，中中间间具有具有较较大空大空间间情况下，利用中情况下，利用中间间的土墩作的土墩作为为支点搭支点搭设栈桥设栈桥或者或者设设置混凝土支撑置混凝土支撑栈桥栈桥。挖土和运土速度快，。挖土和运土速度快，但支但支护结护结构构变变形量大，形量大，对对支支护结护结构受力不利。构受力不利。u 2.3.2 岛岛式开挖式开挖岛岛式开挖式开挖1岛岛式开挖式开挖2222 深大基坑支深大基坑支护设计护设计与开挖方法与开挖方法2.3 深大基坑开挖方式深大基坑开挖方式盆式挖土是盆式挖土是先开挖基坑中先开挖基坑中间间部分土方，周部分土方，周围围四四边预边

24、预留反留反压压土土，待中，待中间间位置土方开挖完成或位置土方开挖完成或垫层垫层、底板施、底板施工完成后再行开挖周工完成后再行开挖周边边土方。盆式开挖能土方。盆式开挖能够够有效的减少有效的减少围护墙围护墙的的变变形，但周形，但周边边土方不能直接外运，需集中提升土方不能直接外运，需集中提升后装后装车车外运。外运。u 2.3.3 盆式开挖盆式开挖盆式开挖示意盆式开挖示意1盆式开挖示意盆式开挖示意2232 深大基坑支深大基坑支护设计护设计与开挖方法与开挖方法2.4 深大基坑施工方法深大基坑施工方法明挖明挖顺顺作是指在基坑开挖作是指在基坑开挖时时，由上向下开挖土方至由上向下开挖土方至设计标设计标高后，自

25、基底由下向上高后，自基底由下向上进进行行结结构施工构施工，当完成，当完成地下主体地下主体结结构后回填基坑及恢复地面的施工方法，具有施工作构后回填基坑及恢复地面的施工方法，具有施工作业业面多、速度快、易保面多、速度快、易保证证工程工程质质量、工程造价低量、工程造价低等等优优点。因此，在点。因此，在场场地交通和地交通和环环境条件允境条件允许许的条件下尽量采用。的条件下尽量采用。u 2.4.1 明挖明挖顺顺作作明挖明挖顺顺作梁板作梁板钢钢筋筋绑绑扎扎明挖明挖顺顺作混凝土作混凝土浇浇筑筑242 深大基坑支深大基坑支护设计护设计与开挖方法与开挖方法2.4 深大基坑施工方法深大基坑施工方法盖挖逆作是由地面

26、向下开挖至一定深度后，将盖挖逆作是由地面向下开挖至一定深度后，将顶顶部封部封闭闭，其余的下部工程，其余的下部工程在封在封闭闭的的顶顶盖下盖下进进行施工的一行施工的一种方法。种方法。用用结结构梁板代替常构梁板代替常规顺规顺作法的作法的临时临时支撑，支撑，以平衡作用在以平衡作用在围护墙围护墙上的土上的土压压力，适用于力，适用于场场地条件地条件紧张紧张，周，周边环边环境条件复境条件复杂杂、环环境保境保护护要求要求较较高等高等问题问题。u 2.4.2 盖挖逆作盖挖逆作逆作梁板逆作梁板结结构支模构支模实实景景盖挖接力倒土盖挖接力倒土实实景景252 深大基坑支深大基坑支护设计护设计与开挖方法与开挖方法2.

27、4 深大基坑施工方法深大基坑施工方法结结合了合了顺顺作法与逆作法作法与逆作法优优点点，工程中常用的，工程中常用的顺顺逆逆结结合施工方法有：合施工方法有：主楼先主楼先顺顺作、裙楼后逆作，裙楼先逆作、裙楼后逆作，裙楼先逆作、主楼后作、主楼后顺顺作，中心作，中心顺顺作、周作、周边边逆作逆作。u 2.4.3 顺顺逆逆结结合合中中顺边顺边逆施工方法逆施工方法实实景景工程名称基坑面积2（m）最大挖深（m）地下层数施工方法围护结构型式支撑型式备注天津周大福2470032.34层明挖顺作地连墙钢筋混凝土内支撑副楼盖挖顺做中信城市广场3640016.93层盖挖逆作地连墙+灌注桩3层地下结构顶板支撑边逆先作天津和

28、黄1600022.354层中顺边逆地连墙2道内支撑+3层楼板支撑盖挖侧向出土平安泰达金融中心1656219.5/25.33层明挖顺作地连墙4道钢筋混凝土内支撑撑桥一体化国家大型地震设施4500018.43层明挖顺作直斜桩+旋喷桩锚无内支撑止水帷幕天津康汇医院8500015.52层明挖顺作直斜桩+旋喷桩锚悬臂灌注桩+斜撑无内支撑止水帷幕262 深大基坑支深大基坑支护设计护设计与开挖方法与开挖方法2.5 深大基坑工程案例深大基坑工程案例我司在天津区域施工的深大基坑众多，挑我司在天津区域施工的深大基坑众多，挑选选天津周大福、中信城市广天津周大福、中信城市广场场、天津和黄、平安泰达、国家大、天津和黄、

29、平安泰达、国家大型地震型地震设设施施5种种类类型的代表性案例型的代表性案例进进行行深大基坑深大基坑设计设计与施工关与施工关键键技技术术讲讲述。述。天津区域深大基坑施工方法与支天津区域深大基坑施工方法与支护护形式典型案例形式典型案例273深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术28建筑外建筑外观图观图3 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术【典型案例】天津周大福金融中心【典型案例】天津周大福金融中心位于天津位于天津滨滨海新区核心区，涵盖海新区核心区，涵盖甲甲级办级办公、精品商公、精品商业业、豪、豪华华公寓、超五星公寓、超五星级级酒店酒店等多种等多种业态业态，总总建筑面建筑面积

30、积39万。地下万。地下4层层，裙楼地上，裙楼地上5层层，塔楼地上，塔楼地上100层层，建筑高度，建筑高度530m。29基坑底部基坑底部标标高高3 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.1 基坑工程概况基坑工程概况基坑基坑长长170m，宽宽185m，总总面面积积2.47万；分万；分为为一期塔楼一期塔楼（简简称塔楼，称塔楼，B1区）、区）、一期裙楼一期裙楼（简简称副楼，称副楼，B2区）和区）和二期裙楼二期裙楼（简简称裙楼，称裙楼，A区）三个施工区域，其中区）三个施工区域，其中A区区1.07万、万、B1区区0.56万、万、B2区区0.84万。万。裙楼基底裙楼基底标标高高-23.6m；塔

31、楼基底；塔楼基底标标高高-27.7m，最深基底，最深基底标标高高-32.3m。土方开挖。土方开挖总总量量约约55万万m。基坑施工区域划分基坑施工区域划分303 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.2 建造建造难难点点地地处处天津天津滨滨海海淤泥淤泥质饱质饱水水软软土地区土地区，地下含水十分丰富；塔楼基坑最大开挖深度达到，地下含水十分丰富；塔楼基坑最大开挖深度达到32.3m，土方开挖，土方开挖面穿面穿过过第一承第一承压压水，距第二承水，距第二承压压水水顶顶部部仅仅有有8.0m，基坑，基坑极易极易发发生渗漏和坑底突涌生渗漏和坑底突涌风险风险。u 难难点点1 工程地工程地质质水文条件

32、差水文条件差-18.41m-23.5m-32.3m工程水文地工程水文地质质剖面剖面313 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.2 建造建造难难点点 中途被中途被动动接手：接手：地地连墙连墙由由其他其他单单位先期施工完成位先期施工完成，土方开挖至第二步。由于基坑地，土方开挖至第二步。由于基坑地连墙连墙及周及周边环边环境境变变形大，部分已形大，部分已超超过预过预警警值值，原基坑施工，原基坑施工单单位位被被业业主主终终止合同止合同。u 难难点点2 基坑施工前期基坑施工前期发发生生严严重重变变形形2014.02进场时进场时基坑施工基坑施工场场貌貌5/12013/6/12013/7/12

33、013/8/12013/9/12013/10/20113/11/20113/12/12014/1/12014/2/12013/5/12013/6/12013/7/12013/8/12013/9/12013/10/20113/11/20113/12/12014/1/12014/2/12013/5/12013/6/12013/7/12013/8/12013/9/12013/10/20113/11/20113/12/12014/1/12014/2/12013/323 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.2 建造建造难难点点 基坑基坑变变形形严严重：重：地地连墙墙顶连墙墙顶水平位移已达

34、水平位移已达25.1mm，周，周边边道路沉降道路沉降变变形已达形已达24.8mm，基坑西，基坑西侧侧燃气燃气管管线线累累计计沉降量已达沉降量已达24.5mm。u 难难点点2 基坑施工前期基坑施工前期发发生生严严重重变变形形403020100地连墙顶水平位移地连墙墙顶水平位移（mm）报警值（mm）允许值（mm）基坑西基坑西侧侧地地连墙连墙水平位移曲水平位移曲线图线图403020100道路沉降403020100燃气管线累计周边道路沉降（mm）报警值（mm）允许值（mm）基坑西基坑西侧侧道路沉降曲道路沉降曲线图线图燃气管线累计变形量（mm）预警值（mm）允许值（mm）基坑西基坑西侧侧燃气管燃气管线线

35、沉降曲沉降曲线图线图333 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.3 基坑支基坑支护护体系体系设计设计裙楼、副楼基坑采用裙楼、副楼基坑采用“地地连墙连墙+4道道钢钢筋混凝土内支撑筋混凝土内支撑”支支护护，地，地连墙连墙厚厚1.0m、有效深度、有效深度42.0m；塔楼基；塔楼基坑采用坑采用“单单排灌注排灌注桩桩+5道道钢钢筋混凝土筋混凝土环环形支撑梁形支撑梁”支支护护，灌注，灌注桩桩1200mm1400mm。基坑支基坑支护护三三维维效果效果图图343 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.4 深基坑深基坑变变形形综综合控制技合控制技术术裙楼与副楼基坑之裙楼与副楼基坑之

36、间设间设置置800mm厚厚临时临时地地连墙连墙进进行分隔，塔楼与副楼基坑之行分隔，塔楼与副楼基坑之间间由由环环形支形支护护灌注灌注桩桩隔开，隔开，实现实现基坑土方分基坑土方分仓仓开挖。开挖。u 3.4.1 整体支整体支护护，分，分仓实仓实施施基坑支基坑支护护剖面剖面图图353 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.4 深基坑深基坑变变形形综综合控制技合控制技术术u 3.4.1 整体支整体支护护，分，分仓实仓实施施基坑分基坑分仓实仓实施示意施示意图图塔楼塔楼环环形支撑形支撑副楼水平支撑副楼水平支撑裙楼水平支撑裙楼水平支撑临时临时地地连墙连墙裙楼裙楼塔楼塔楼裙楼与塔楼区基坑裙楼与塔楼

37、区基坑先行施工、同先行施工、同时时开挖开挖，副楼区基坑，副楼区基坑暂缓暂缓施工施工，待，待裙楼地下裙楼地下结结构、塔楼基构、塔楼基础础底板底板施工完施工完成后再行施工，有效减少基坑成后再行施工，有效减少基坑变变形。形。永久地永久地连墙连墙副楼副楼363 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.4 深基坑深基坑变变形形综综合控制技合控制技术术u 3.4.1 整体支整体支护护，分，分仓实仓实施施u 施工整个基坑施工整个基坑围护结围护结构、构、竖竖向向结结构及首构及首层层水水平支撑平支撑u 塔楼、裙楼塔楼、裙楼继续继续向上施工，副楼区地下向上施工，副楼区地下结结构构完成完成u 塔楼、裙楼

38、区地下主体塔楼、裙楼区地下主体结结构完成，副楼区施构完成，副楼区施工基工基础础底板底板裙楼、塔楼区均采用裙楼、塔楼区均采用明挖明挖顺顺作作，副楼区采用，副楼区采用盖挖盖挖顺顺作作。u 塔楼、裙楼依次支撑开挖至坑底，完成底板塔楼、裙楼依次支撑开挖至坑底，完成底板施工后，副楼依次自上而下施工支撑、土方施工后，副楼依次自上而下施工支撑、土方373 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.4 深基坑深基坑变变形形综综合控制技合控制技术术副楼区首道支撑副楼区首道支撑全部增做封板全部增做封板(局部增局部增设设出土口出土口)，整体兼做整体兼做栈桥栈桥，既解决了，既解决了场场内交通和内交通和场场地

39、地问题问题，保，保证证了了塔楼的塔楼的优优先先顺顺利利实实施施，又增加了，又增加了基坑基坑刚刚度度，控制了，控制了基坑基坑变变形形。u 3.4.2 支撑支撑优优化，兼做化，兼做栈桥栈桥首道支撑原首道支撑原设计设计效果效果图图首道支撑首道支撑优优化后工程化后工程实实景景383 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.4 深基坑深基坑变变形形综综合控制技合控制技术术在南在南侧侧增增设设两个小的出土口，两个小的出土口，实现实现副楼区基坑土方副楼区基坑土方多点开挖多点开挖。同。同时时，保，保证证了了行行车车路路线线、土方堆放、材料、土方堆放、材料加工与堆放等加工与堆放等场场地地。u 3.4

40、.2 支撑支撑优优化，兼做化，兼做栈桥栈桥增增设设出土口效果出土口效果图图增增设设出土口出土口实实景景图图393 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.4 深基坑深基坑变变形形综综合控制技合控制技术术对对封板封板栈桥栈桥的荷的荷载载情况情况进进行三行三维维有限元分析，其有限元分析，其结结构构变变形、形、结结构受构受压压、立柱、立柱压应压应力力均在可控范均在可控范围围内。内。u 3.4.2 支撑支撑优优化，兼做化，兼做栈桥栈桥竖竖向向结结构构应应力分析力分析支支护护体系三体系三维维有限元分析有限元分析水平水平结结构构应应力分析力分析水平水平结结构构变变形分析形分析403 深大基坑明

41、挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.4 深基坑深基坑变变形形综综合控制技合控制技术术鉴鉴于裙楼基坑西于裙楼基坑西侧侧道路、管道路、管线线位移已位移已超超过预过预警警值值，充分考，充分考虑软虑软土基坑土基坑时时空效空效应应，采用抽条开挖，超前支，采用抽条开挖，超前支撑，撑，减少无撑暴露减少无撑暴露时间时间，控制，控制变变形形继续发继续发展展。u 3.4.3 抽条开挖，超前抽条开挖，超前对对撑撑抽条开挖平面示意抽条开挖平面示意图图裙楼裙楼（A区）区）413 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.4 深基坑深基坑变变形形综综合控制技合控制技术术先抽条开挖先抽条开挖对对撑中撑中间间

42、部位土方部位土方，迅速封，迅速封闭对闭对撑中撑中间间部位支撑梁；再开挖部位支撑梁；再开挖对对撑两端部位土方撑两端部位土方，采用微膨快，采用微膨快硬混凝土，及硬混凝土，及时时封封闭对闭对撑梁。撑梁。u 3.4.3 抽条开挖，超前抽条开挖，超前对对撑撑抽条开挖步序抽条开挖步序图图423 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.4 深基坑深基坑变变形形综综合控制技合控制技术术结结合合对对撑部位撑部位调调整裙楼基整裙楼基础础底板后底板后浇带浇带位置，位置，优优先开挖先开挖A3、A5区区对对撑部位土方撑部位土方，迅速封，迅速封闭对闭对撑部位基撑部位基础础底板。底板。u 3.4.3 抽条开挖，

43、超前抽条开挖，超前对对撑撑底板后底板后浇带浇带位置位置调调整前后示意整前后示意图图基基础础底板封底板封闭顺闭顺序示意序示意图图433 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.4 深基坑深基坑变变形形综综合控制技合控制技术术u 3.4.4 环环形支撑，形支撑，岛岛式开挖式开挖土方开挖与土方开挖与环环梁步序梁步序塔楼土方开挖平面塔楼土方开挖平面塔楼3#出土口2#出土口4#出土口塔楼采用塔楼采用环环形支撑、形支撑、岛岛式开挖，先行开挖式开挖，先行开挖环环梁部位土方梁部位土方，施工，施工环环梁梁结结构，保构，保证证支撑支撑优优先形成先形成。养。养护护期期间间开挖其他部位土方，确保土方开挖其

44、他部位土方，确保土方连续连续施工。施工。塔楼区裙房出土路线1#出土口塔楼塔楼塔楼岛岛式开挖流程示意式开挖流程示意443 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.4 深基坑深基坑变变形形综综合控制技合控制技术术副楼区土方采用副楼区土方采用对对撑盖挖撑盖挖的方式，的方式，坑内水平倒土，坑内水平倒土，栈桥栈桥垂直出土垂直出土。随土方开挖同步。随土方开挖同步拆除塔楼拆除塔楼环环形形竖竖向支向支撑支撑支护桩护桩，将地，将地连墙连墙荷荷载传递载传递至塔楼支撑至塔楼支撑环环梁。梁。u 3.4.5 对对撑盖挖，同步撑盖挖，同步换换撑撑分步开挖与拆除塔楼支分步开挖与拆除塔楼支护桩护桩对对称盖挖分段示

45、意称盖挖分段示意图图裙房区塔楼区地连墙裙房区塔楼区地连墙453 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.4 深基坑深基坑变变形形综综合控制技合控制技术术原原设计设计方案：方案：两两侧结侧结构构对对撑在撑在临时临时地地连墙连墙上上，地下，地下结结构施工完构施工完毕毕后，后，逐逐层层向下拆除向下拆除临时临时地地连墙连墙并封并封闭闭水水平平结结构构。u 3.4.6 超前超前转换转换，整体拆除，整体拆除临时临时地地连墙连墙拆除剖面拆除剖面图图临时临时地地连墙连墙拆除平面拆除平面图图300300300463 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.4 深基坑深基坑变变形形综综合控

46、制技合控制技术术u 3.4.6 超前超前转换转换，整体拆除，整体拆除主梁主梁贯贯通通临时临时地地连墙连墙框架梁优优化方案：化方案：在后施工一在后施工一侧侧地下水平地下水平结结构施工构施工时时，在在临时临时地地连墙连墙上开孔，上开孔，贯贯通两通两侧侧主梁主梁，做到，做到超前超前转换转换，保保证证基坑内力平衡基坑内力平衡。临时地连墙300800*85011裙楼裙房临时地连墙800800*850框架梁1-1临时临时地地连墙连墙开孔开孔473 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.4 深基坑深基坑变变形形综综合控制技合控制技术术自上而下自上而下依次拆除依次拆除临时临时地地连墙连墙，自下而

47、上自下而上依次依次贯贯通水平通水平结结构，完成受力体系构，完成受力体系转换转换。u 3.4.6 超前超前转换转换，整体拆除，整体拆除后后补补地下水平地下水平结结构构顺顺序序临时临时地地连墙连墙拆除拆除顺顺序序B3板裙楼B2板L1板底板底板临时地连墙2cm厚钢板2m*4m?1200废旧轮胎B1板 20厚钢板防护，钢板宽1400副楼2cm厚钢板2m*4m?1200废旧轮胎B3板裙楼B2板B1板L1板底板底板临时地连墙副楼2cm厚钢板2m*4m?1200废旧轮胎裙楼L1板B1板B2板B3板底板底板临时地连墙副楼2cm厚钢板2m*4m?1200废旧轮胎裙楼副楼L1板B1板B2板B3板底板底板临时地连墙

48、裙楼副楼B2板B1板L1板底板B3板底板临时地连墙1后补底板23483 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.5 深基坑渗漏深基坑渗漏综综合控制技合控制技术术基坑渗漏基坑渗漏严严重：重：监测监测潜水水位潜水水位变变化超限化超限。观测观测井布置平面示意井布置平面示意图图裙楼区基坑潜水裙楼区基坑潜水监测监测数据数据1111111111111132裙楼区塔塔主楼区（B1区）区）裙楼裙楼（A区）区）副楼副楼（B2区）区）493 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.5 深基坑渗漏深基坑渗漏综综合控制技合控制技术术u 3.5.1 ECR检测检测，精准定位，精准定位ECR检测检

49、测原理示意原理示意图图S(-23m)在地在地连墙连墙的的内外内外侧设侧设置正置正负负极极，逐，逐级级增加增加电压电压，探，探测测渗漏水中微弱离子的运渗漏水中微弱离子的运动动，对对接收信号接收信号进进行数据行数据图图像像处处理，快速准确地确定地理，快速准确地确定地连墙连墙渗漏部位渗漏部位。S(-23m)S(-23m)主楼区主楼区ECR检测检测点位布置点位布置图图ECR渗漏渗漏现场检测现场检测503 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.5 深基坑渗漏深基坑渗漏综综合控制技合控制技术术经检测经检测与数据分析，判断在与数据分析，判断在检测检测点位点位350m范范围围内有一般渗漏点内有一

50、般渗漏点5个、个、严严重渗漏点重渗漏点4个。个。u 3.5.1 ECR检测检测，精准定位，精准定位B区区ECR检测检测渗漏点位渗漏点位图图开挖后渗漏点位开挖后渗漏点位现场验证现场验证B 区区一般渗漏一般渗漏严严重渗漏重渗漏513 深大基坑明挖深大基坑明挖顺顺作关作关键键技技术术3.5 深基坑渗漏深基坑渗漏综综合控制技合控制技术术对对ECR检测检测出的地出的地连墙连墙9个渗漏点、个渗漏点、15幅地幅地连墙连墙接接缝缝采用采用RJP进进行加固行加固，保，保证证了渗漏部位的封堵效果了渗漏部位的封堵效果。u 3.5.2 RJP加固，有效封堵加固，有效封堵RJP工法加固地工法加固地连墙连墙平面平面RJP