余地華，葉 建，艾心熒，陳芍橋

（中建三局集團有限公司，湖北 武漢 430000）

施工技術 Construction Technique

天津高銀117大廈地下工程施工關鍵技術

余地華，葉 建，艾心熒，陳芍橋

（中建三局集團有限公司，湖北 武漢 430000）

天津高銀117大廈結構高、體量大、工期緊，工程技術含量高，施工組織、管理難度空前，工程的重點、難點與關鍵技術主要集中在以下方面：工程進度控制；垂直運輸組織與管理；鋼結構施工；鋼板剪力墻核心筒施工；超高層混凝土配制與泵送技術；超高層測量與監(jiān)測技術；機電安裝技術；超高層高空安全防護技術；LEED認證與綠色施工技術；深化設計與BIM技術；工程總承包管理。其地下工程施工創(chuàng)造了房建領域樁基長度中國之最、超高層建筑底板混凝土體量世界之最等記錄。

1 高承載力超大長徑比鉆孔灌注樁施工關鍵技術

天津高銀117大廈4根試驗樁樁長120m，樁徑1m，長徑比120，單樁極限承載力42 000kN，屬高承載力超大長徑比樁；為了保證鋼筋籠和混凝土導管的順利下放及混凝土的成功澆筑，垂直度必須控制在1/300以內；120m深的樁孔要求護壁泥漿性能穩(wěn)定、護壁效果好、泥皮薄、沉渣少；全長設置的鋼筋籠長120m、重46t，其制作、轉運、下籠、接長過程的工藝和變形控制難度超常；水下澆筑高保塑自密實高耐久性混凝土的施工工藝和質量保持難度極大；在粉質粘土夾粉砂的土層中，超長樁進行樁底、樁側注漿的注漿效果難以保證；如何消除試樁樁頂以下26m非摩擦段的樁側摩擦阻力，需研究新的方法。其中，120m的民用建筑工程樁長度、120∶1的民用建筑工程樁長細比、C55混凝土水下澆筑、直徑50mm三級鋼的民用建筑工程樁等特點創(chuàng)下了4項世界之最，由此帶來的施工難度之大在國內外超高層建設史上前所未有。

直徑為1m的百米長樁穿越5個相對含水層，在復雜的地質環(huán)境下要保證工程樁的垂直度不大于1/300、保證不塌孔、保證孔底沉渣厚度小于10cm、保證工程樁鋼筋籠的混凝土保護層厚度以及工程樁混凝土的水下澆筑順利，這是非常艱巨的挑戰(zhàn)。

中建三局綜合在上海、武漢等臨海臨江地區(qū)的深基坑施工經(jīng)驗，結合天津地區(qū)的地質情況精心編制了超長樁施工技術方案。中建三局集團有限公司開展“產(chǎn)、學、研”，聯(lián)合中建商品混凝土有限公司等專業(yè)公司及相關科研院校，對一系列難題開展系統(tǒng)研究和應用，總結形成了高承載力超大長徑比全鋼筋籠鉆孔灌注樁綜合施工技術，成功應用于天津高銀117大廈樁基工程的施工并實現(xiàn)良好收效，選用ZSD2000、GPS-20等型號的鉆機，采用氣舉反循環(huán)工藝和深厚沙土超深鉆孔泥漿控制技術進行120m超長樁試樁施工。通過不斷調整泥漿比重和成孔鉆進速度等技術參數(shù)，最終確定了可靠的長樁施工方案，并成功攻克了垂直度控制小于1/300的世界性難關，經(jīng)檢測全部達到一類樁標準。僅用180天時間就完成了941根直徑1m、成孔深度100m的鉆孔灌注樁施工任務，創(chuàng)造了房建領域工程樁長度之最，并成功攻克了垂直度控制小于1/300的世界性難關，經(jīng)檢測全部達到一類樁標準（圖1）。

圖1 樁基施工完畢

基于此總結形成的《高承載力超大長徑比鉆孔灌注樁施工關鍵技術研究與應用》先后榮獲2011年中建總公司科技進步三等獎、2013年度中國施工企業(yè)管理協(xié)會科學技術獎科技創(chuàng)新二等獎。

2 6.5萬m3高標號超厚超大體積筏板混凝土一次性連續(xù)澆筑

天津高銀117大廈基礎筏板混凝土澆筑總方量巨大、混凝土強度及抗?jié)B等級高、筏板內鋼筋及高強錨栓密集、混凝土輸送距離長且落差大、須在冬季一次性連續(xù)澆筑完成，給實際施工帶來了空前嚴峻的挑戰(zhàn)和考驗。

針對這一施工難題，我司通過前期大量的試驗驗證和精心的施工組織策劃，開展一次超大體量混凝土供應總承包管理模式研究、超厚超大底板泵管布置技術研究、低溫環(huán)境超遠距離混凝土輸送泵防堵管技術研究及超大體積澆筑與養(yǎng)護技術研究，首創(chuàng)一家總負責、多家配合的大底板混凝土供應總承包模式，由一家商品混凝土公司牽頭作為總承包商，多家商品混凝土公司協(xié)調工作，統(tǒng)一混凝土配合比，統(tǒng)一原材料，并采取多項技術措施和管理措施確?；炷凉槙场?/p>

2011年12月26日至2011年12月29日，項目混凝土施工部攜手5家不同的混凝土生產(chǎn)單位、6個攪拌站、12條生產(chǎn)線、285臺混凝土攪拌運輸車，歷經(jīng)82h連續(xù)作業(yè)，一次性完成了天津高銀117大廈D區(qū)6.5萬m3超大體積筏板混凝土的澆筑施工，創(chuàng)下國內外民用建筑筏板混凝土一次性連續(xù)澆筑方量的世界之最（圖2）。通過檢測結果分析，混凝土質量穩(wěn)定，性能良好，強度均達到設計要求；澆筑完筏板表面光潔平整，無深層的有害裂縫，整體情況良好。該工程的成功實施使我國民用建筑高標號超大體積混凝土一次性連續(xù)澆筑施工技術邁向了一個更高的臺階，為今后類似工程超大體積筏板混凝土澆筑施工提供了寶貴的借鑒經(jīng)驗。

圖2 混凝土澆筑

基于此總結形成的《6.5萬方高標號超厚超大體積混凝土綜合施工技術研究與應用》先后榮獲2013年中建總公司科技進步二等獎、2013年度中國施工企業(yè)管理協(xié)會科學技術獎科技創(chuàng)新二等獎。

3 特大型基坑工程施工關鍵技術

天津高銀117大廈項目基坑邊坡頂部平面尺寸約為394m(南北向)×315m（東西向），開挖面積約12.4萬m2，土方開挖量約210萬m3，創(chuàng)單體建筑基坑土方開挖之最。

基坑采用順作法施工，根據(jù)開挖深度和平面布置，基坑分為A、B、C、D四個區(qū)。A區(qū)、C區(qū)（附屬樓、純地下室）開挖深度為18.7m，B區(qū)（靠山樓）開挖深度為19.05m，D區(qū)（117主塔樓）開挖深度為25.7m?；悠矫娌贾萌鐖D3所示。

A+B區(qū)東、西、北三側采用淺層卸土放坡+深層地下連續(xù)墻＋兩道鋼筋混凝土內支撐（對撐和角撐）；A+B區(qū)南側與C+D區(qū)北側共用一面排樁和地下連續(xù)墻；C區(qū)東、西兩側采用淺層卸土放坡+深層地下連續(xù)墻＋兩道鋼筋混凝土圓環(huán)支撐；C區(qū)南側采用淺層重力壩結合鋼斜撐＋深層地下連續(xù)墻＋兩道鋼筋混凝土圓環(huán)支撐；D區(qū)采用封閉地下連續(xù)墻＋預應力錨索。

圖3 基坑平面布置圖

天津117大廈項目場地屬于海相與陸相交互沉積地層，場地淺層分布有多層滲透性較強的粉土或粉砂層，且與粉質粘土層交替分布。場地地下水地表下約100m深度范圍內主要分布5個相對含水層，基坑開挖需對第1相對含水層（潛水）及第1相對含水層（潛水）進行降水。基坑開挖深度及房屋埋深相對關系如圖4所示。

圖4 基坑開挖深度及房屋埋深相對關系示意圖

圖5 基坑支護

圖6 施工棧橋

基坑支護及施工棧橋如圖5、圖6所示。針對天津117大廈項目基坑工程超大超深、地質下水條件復雜、工期緊迫、支撐結構受力復雜、施工分區(qū)及流程變更頻繁等施工重難點，施工單位高度重視、精心籌劃、周密部署、科學施工，從支護結構設計與優(yōu)化、土方開挖、內支撐施工、地連墻施工、支撐立柱樁施工、基坑降水設計與施工、基坑監(jiān)測等多方面進行技術攻關，研究形成了以超大直徑混凝土圓環(huán)非對稱受力支撐體系設計和特大型基坑工程施工為主線，集優(yōu)化和監(jiān)測為一體的超大直徑混凝土圓環(huán)非對稱受力支撐體系應用與特大型基坑工程施工成套技術，包括：超大直徑（188m）混凝土圓環(huán)非對稱受力支撐體系的設計關鍵技術；施工順序調整引起的超大直徑混凝土圓環(huán)非對稱受力支撐體系設計問題分析與優(yōu)化研究；超大直徑（188m）混凝土圓環(huán)非對稱受力支撐體系施工關鍵技術；超大直徑（188m）混凝土圓環(huán)非對稱受力支撐體系的監(jiān)測分析與信息化施工關鍵技術；超大直徑（188m）混凝土圓環(huán)合理支撐體系分析研究。

4 結 語

經(jīng)天津高銀117大廈基坑工程中成功應用，較好地控制了基坑及支護結構受力、變形在規(guī)范允許范圍內，對周邊環(huán)境影響較小，施工安全性好且效率高。該技術研究成果通過湖北省住房和城鄉(xiāng)建設廳科技成果鑒定委員會專家組的鑒定，鑒定結論為：該項成果總體達到國際先進水平，其中超大直徑非對稱受力環(huán)形內支撐體系的研究與施工達到國際領先水平。

（編輯 張海霞）

Tianjin 117 Mansion underground construction key technology

YU Di-hua, YE Jian, AI Xin-ying, CHEN Shao-qiao

［中圖分類號］TU473；TU471+.15

［文獻標識碼］B

［文章編號］1001-1366(2015)06-0063-03

［收稿日期］2015-05-20