第十五章 基坑支护设计影响因素补充考虑【平安国际金融中心工程深基坑施工方案】

第十五章基坑支护设计影响因素补充考虑
第一节主体工程施工衔接影响因素的考虑
狗电影网站一、堆载及栈桥对基坑支护设计的影响
本工程位于深圳市福田区1号地,处于益田路、福华路、中心二路、福华三路所围成的地块内。地下室外墙边线在益田路、福华三路、中心二路侧仅退线3000mm,在福华路侧退线4100mm,除去支护结构占位后,剩余部分仅能满足人员通行,无法作为材料堆场。仅在福华路与中心二路交口位置退线13200mm,除去支护结构占位后应可利用近11m宽,约400m2左右,施工场地异常狭小。基坑支护采用双环形支撑结构,其中北侧因单环直径较大,采用环中套环,南侧采用单环结构,如下图所示。
图15-1-1 堆载示意图
目前基坑设计概况:
1)基坑周边上口到用地红线间没有施工堆场;
2)中间的栈桥板上为出土坡道,允许堆载50kPa;主楼区双环之间的环撑板上
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允许堆载30kPa;基坑周边允许堆载10kPa;内支撑梁不允许堆载。
目前工程的严峻条件:周边无堆场,支撑不准堆。
基坑支护结构的临时性决定了其必须要为后续总包结构施工创造条件。总包结构施工时,又需要根据主体结构形式、塔吊平面布置、周边和场内的道路运输通行条件来决定基坑周边的各类堆场。钢结构和普通混凝土结构的施工堆场形式和荷载有着显著的区别。
从目前提供的招标资料来看,在已有的招标设计成果中,尚未考虑上述所提的总包结构施工之需求;当然,从我们以往的类似工程经验来看,一般专业基坑设计单位在设计时基本对此考虑很少;并且因
为不同总包的专业施工经验和特定超高层建筑的施工方法也不为基坑专业设计单位所了解,即使勉为其难地初步考虑,也在很多情况下会和实际施工情况存在巨大的偏差。
由上可见,如何从便于主体工程施工衔接的角度考虑创造条件,形成施工堆场、设置施工栈桥以增强材料的运输能力,对确保本工程整体进度意义重大。
二、塔吊布置及安装对基坑支护设计的影响
本工程总建筑面积460776m2,场地内超高层办公主塔楼高度588m(115层),塔楼建筑面积328530m2。
根据我们以往超高层建筑施工经验和国内、外类似超高层施工经验,如此超大规模建筑施工,必将选用大吨位动臂塔吊来满足其地下、地上结构施工。大塔吊的单个零部件重量大,需要在基坑土方开挖前确定塔吊的安装方式和安装通道。
因此,塔吊的布置和安装通道对基坑支护结构设计时周边地面超载的选择产生影响;同时,在目前这种内支撑体系的情况下,尚需要考虑局部加强内支撑竖向承载能力,以满足将来结构施工吊装的需求。
三、支撑拆除在基坑设计中的考虑
本工程基坑面积大、深度深,整体采用中心岛式支护体系。北侧临地铁1#线为1200mm 地连墙,其它侧围护体为支护桩,止水帷幕采用三重管旋喷桩。四道支撑为钢筋混凝土双环形结构,其中北侧因单环直径较大,采用环中套环,南侧采用单环结构。
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本工程支撑体系的难点不在于前期支撑如何施工,而在于随着后期结构施工完成,如何拆除支撑,亦即“拆撑工况才是决定支撑体系安全与否的关键”。
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表15-1-1
参见上表可见,拆撑阶段护坡桩的受力高度均大于开挖工况受力高度。因此,在基坑设计施工阶段,必须要考虑支撑拆除工况和拆除方法。
以往很多工程在采用支撑方案后,在拆除阶段均出现了对周边环境产生较大影响的工程案例,如常见
的在支撑拆除时出现周边地面开裂、下陷等现象。这与常规经验采用大刚度支撑后就应该对周边环境影响小的直观认识所不容,究其本质,是对支撑拆除工况和拆除方法考虑不够周全、准确造成的。
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第二节建筑方案调整对基坑支护设计的影响
一、层高调整对基坑支护设计的影响
在采用了目前这种桩/墙+内支撑的整体支护体系后,地下室结构层高的确定就对整体支护体系的安全性、经济性产生了巨大的影响。
目前的基坑支护体系均按照目前50%设计深度完成,其中不可预见的设计变更很多。
以往工程经验,因为设备用房、停车类型(增改为机械停车)、机电专业限制净空等而需要调整结构层高的趋势明显。
层高调整后,若正好在支撑标高位置处,显然会造成支撑不拆,就无法施工结构的局面;而支撑拆除又可能面临着没有可靠换撑点的尴尬局面。
由此可见,钢筋混凝土内支撑体系对层高调整的适应性较差。
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二、柱网调整对基坑支护设计的影响
本工程基坑支护体系按照目前50%建筑结构设计深度完成,其中不可预见的设计变更将会很多。
以往工程经验表明,在超高层结构超限审查过程中,因为抗震波选取、风荷载按照风洞试验还是规范要求、中震弹性等等原则,可能会造成超限高层建筑整体结构体系需要显著加强,甚至需要改变目前的柱网调整。(超限要求参原建设部《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》)
当然,因为建筑使用功能调整造成柱网的调整也很有可能。
心音传感器柱网调整后,有可能出现立柱桩占正式结构柱的情况。在基坑开挖前,出现这种情况,可以增补立柱桩;若在基坑开挖到底后,处理就非常麻烦,因为届时支撑受力非常大,立柱受力也非常大。
由此可见,内支撑体系的立柱对结构柱位可能产生影响,同时也可能对结构桩基产生影响,造成桩基无法施工(尤其是在将来柱网变更的情况下)。
三、肥槽留设对基坑支护设计的影响
以往工程经验表明,肥槽留设与否会对结构外墙防水施工、内支撑拆除换撑方式产生显著的影响。
目前基坑设计预留1800mm的肥槽,这对将来外墙防水施工创造了良好的条件。
张镇中留设肥槽后,在支撑拆除时,必须要注意到回填级配碎石或中粗砂时需保证其压实系数,确保水平土压力均匀传递到结构外墙;同时在楼板附近填C15素砼形成一个整体换撑
板带,以保证永久传力可靠(因为级配碎石或中粗砂遇水后可能会出现不容忽视的水沉现
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象)。
如上节所述,在层高大、结构车道等部位,在支撑拆除时需要采取临时钢管支撑等做好可靠临时支顶后,方可正常拆除。
肥槽留设宽度1800mm,已经完全让开周边围檩(腰梁)的位置,为将来结构变更太大,经计算分析,实在无法靠临时支顶方法解决时,可以将上层结构楼板施工完后,形成可靠的支撑点,再来拆除下道支撑,即“闷拆”,创造了条件。
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