天津陆家嘴广场项目总建筑面积约为49万m2.docxVIP

1工程概况 天津陆家嘴广场项目总建筑面积约为49万m2，是一个集办公、购物娱乐为一体的超大型城市综合体。其地下工程体量巨大，为4层地下室，建筑面积约为17万m2。整个基坑近似梯形，面积达43800m2，周长946m左右。基坑大面积开挖深度18.8m、21.2m，局部深坑为25.2m。基坑支护形式采用“两墙合一”的地下连续墙加4道双圆环钢筋混凝土桁架水平支撑，其眼镜形双圆环支撑直径分别为115m、117m。基坑支撑平面与剖面见图1。 图1　支撑平面及剖面 2工程特点与难点 （a）基坑周边环境复杂，保护要求高。工程位于天津市中心闹市区域，四周均有保护建筑，其北侧分布有清真大寺和惠灵顿国际学校，距离基坑最近为23.5m；南侧北马路为城市主干道，距离基坑最近为15.7m，地下管线众多；东侧为天津市长征医院用房（历史风貌建筑），距离基坑最近为14.3m；西侧为运行中的天津市轨交1号线西北角站及其区间隧道，距基坑最近为23.43m，其中风井距离仅为4m。按地铁公司要求该侧围护墙深层水平位移报警值累计25.0mm，速率3.0mm/d。 （b）双圆环支撑形式的对称均衡挖土难度大，对基坑开挖变形控制要求高。众所周知，钢筋混凝土圆环桁架内支撑系统结构简单、形状规整、受力合理、充分利用了混凝土耐压的材料力学性质；同时利用了圆环桁架内支撑中间的无支撑空间，可以为基坑土方大开挖创造有利条件。但是，圆环支撑形式对开挖施工过程中不均匀受力极为敏感，变形控制难度大，施工过程中对支撑体系如何进行合理分块，采取对称均衡的开挖施工方法，以避免基坑周边不均匀荷载对支撑体系的不利影响而造成周边环境的过大变形。 （c）基坑工程量巨大，工期紧。整个基坑总土方量近80万m3，平均每道钢筋混凝土水平支撑土方开挖量约为15～17万m3，每道钢筋混凝土支撑约1万m3，底板混凝土约6.3万m3。除第1道支撑外，业主要求在5～8月完成第2、3、4道支撑开挖与构筑，10月底完成整个底板浇筑工作。加之开挖施工期间遇中、高考，东亚运动会以及雨季降雨频繁等无法避免的客观因素，使得整个基坑开挖工期较为紧迫，因此，如何在有限时间内采取措施提高基坑开挖效率，加快进度是一大难题。 （d）施工场地狭小。由于基坑面积大，基本充满整个场地，在基坑工程施工阶段可供周转使用的场地较为狭小，对施工场地利用、交通组织造成较大困难。 3高效开挖施工技术的应用与实践 3.1挖土栈道与施工平台的设置 （a）为充分利用本工程基坑大直径圆环支撑形式，为快速开挖出土创造有利条件，结合以往天津地区类似深基坑工程经验以及本工程基坑开挖面以粉土、粉质黏土为主，土质较好的情况，可在圆环支撑内设置挖土栈道，作为坑内挖运土方的通道，土方车辆可由挖土栈道直接进出基坑。在经过充分降水后的开挖作业面跟随挖机挖土及时装运土方，这样可减少土方二次驳运，提高土方挖运施工工效。同时又可利用其作为地下结构施工材料入坑的运输通道或临时材料堆场。 因此，本工程基坑在2个支撑圆环内分别设置1座钢筋混凝土挖土栈道，每条栈道总长度约78m，宽度分别为12m、14m。栈道顶部与北侧坑外施工道路相衔接，设宽4m过渡平台后，按照1∶8坡度向坑内延伸至底部长12m作业平台，为便于基底土方开挖，挖土栈道的底部作业平台设置在－8.00m（第2道支撑深度位置）。 （b）由于基坑的西、南两侧围墙距基坑较近，使得场内施工道路难以环通，对此，为便于车辆双向通行时交会、倒车与路口转弯，以及尽可能利用支撑位置开辟材料堆场的需要，从而在基坑2个圆环之间的桁架对撑南北两侧、西北角和东南角支撑上方各设置1个钢筋混凝土施工平台。施工平台与四周施工道路接平，以方便车辆进入。挖土栈道与施工平台立柱除部分利用原支撑格构式钢立柱外，其余采取新增灌注桩内插格构式钢柱形式，板面结构采用钢筋混凝土梁板结构。 挖土栈道与施工平台平面布置见图2，挖土栈道剖面见图3。 图2　挖土栈道与施工平台平面布置 图3　挖土栈道剖面示意 3.2基坑开挖施工技术 （a）根据双圆环支撑形式与特点，整个基坑土方开挖依照“分层、分块、对称、均衡”原则以及先四周后中间的岛式开挖方式进行施工，并确保每层土方开挖时上道环撑和围护结构体系逐步均匀受力。 （b）按照支撑系统的竖向布置，整个基坑分5层进行土方开挖。除第1层土方开挖施工第1道支撑外，其余每层开挖均先行开挖，支撑下方范围土方并快速形成相应区域支撑，然后，开挖环内中心岛区域土方，包括第5层基底开挖，同样由四周向环内中心岛区域开挖，如图4所示。这样开挖一方面有利于每层开挖土方均从大圆环内中心岛区域挖土栈道顺利运出；另一方面，先开挖构筑支撑，再开挖环内中心岛区域土方，使混凝土支撑养护尽可能不占工期，并使整个土方开挖可以连续进行。 图4　基坑岛式开挖竖向分层示意 （c）对于每道支撑区域开挖