《上海环球金融中心地下逆作法施工组织设计》

上海环球金融中心·新建工程裙房地下室逆作区施工组织设计1第一章工程概况及特点上海环球金融中心·新建工程裙房地下室逆作区施工组织设计2第一节工程设计概况一.地下工程设计概况上海环球金融中心新建工程地下室平面呈不规则长方形，长约200m，宽108～120m，地下三层。楼板采用带柱帽的钢筋混凝土无梁楼盖，局部采用有梁体系。楼板由钢筋混凝土柱子支撑，柱网间距8.5×8.5m。基础形式为桩＋筏板基础，桩基采用φ700钢管桩，裙房基础底板厚2.0m（局部2.5m），垫层厚0.2m。在塔楼地下室和裙房地下室之间设置直径达100m的圆形地下连续墙临时围护结构将地下室分为塔楼区和裙房区，塔楼区采用顺作法先期施工，裙房区采用逆作法施工。在塔楼地下室底板结构达到设计强度后方可开始裙房地下连续墙的施工，在塔楼区主体结构施工至地面层后方可进行裙房逆作区地面层楼板施工，并与塔楼区地面层楼板相连接。地下室塔楼顺作区和裙房逆作区划分如图1-01所示。裙房逆作区三层地下室建筑面积为4.36万㎡，外墙周长603.5m，基坑面积14613㎡，开挖深度17.85m，局部最大开挖深度为18.85～19.85m，土方工程量25.63万m3，浇筑混凝土约4.98万m3。二.裙房地下室逆作区支护结构设计概况裙房区采用“二墙合一”的地下连续墙作为基坑围护结构、止水帷幕及地下室结构外墙。地下连续墙厚1.0～1.2m，深34.0m，墙顶采用1.5×1.0m的钢筋混凝土顶圈梁连成整体。坑底被动区采用SMW水泥土搅拌桩加固，加固厚度为4.0m，宽度6.0m，水泥掺量20%；基坑开挖面以上回掺至标高±0.00m，水泥掺量10%。逆作施工时，以结构梁板作为基坑水平支撑体系，在结构开口、楼板缺失及－10.55m标高处设置临时钢支撑或钢筋混凝土支撑。水平支撑体系由裙房建筑立柱和新增临时立柱支撑。建筑立柱为轧制型钢H400×400×13×21（SS400），立柱桩为φ700×11（SK490）钢管桩；新增立柱截面为500×500mm，采用钢格构柱4∠180×18，立柱桩为φ850钻孔灌注桩。逆作完成后，将建筑立柱包浇钢筋混凝土使其成为结构柱，并将新增临时立柱托换拆除。裙房地下室逆作区支护结构和各层结构梁板设计标高情况分别见图1-02“裙房逆作法支护结构设计概况图一（一般位置处）”、图1-03“裙房逆作法支护结构设计概况图二（机电间处）”及图1-04“裙房逆作法支护结构设计概况图三（多功能厅处）”。三.裙房地下室各部位设计参数裙房地下室各部位设计参数见下表：地基基础埋深17.85m持力层7-2工程桩极限承载力9600KN、8200KN桩基钢管桩桩长48m桩径Ф700t=11沉降最大值100(59.21)残余量63.94桩长60m桩径Ф700t=19沉降最大值35.21(35.21)残余量10.15筏板底板厚度2m（2.5m）顶板厚度～300mm地下室结构形式：3层现浇钢筋混凝土有梁和无梁楼盖，钢筋混凝土包型钢柱，两墙合一；柱网间距8.5×8.5m混凝土强度等级及抗渗要求基础C30柱C40内墙C30外墙C30P8（水下混凝土）板C40楼梯C30钢筋Ф8-20HPB235(GB13013)Ф6-50HRB335(GB1499)Ф4-12LL550(LGJ/T114-97)特殊结构地下连续墙兼作围护墙和地下室外墙；型钢立柱外包钢筋混凝土其它说明事项：1地下工程防水等级为二级；地震设防烈度为7级；2地下连续墙和新增立柱桩需分别进行墙底和桩底压浆，以控制结构间的差异沉降，确保结构在各个阶段的安全；3本表未注明尺寸单位为mm。上海环球金融中心·新建工程裙房地下室逆作区施工组织设计3第二节工程环境条件上海环球金融中心新建工程西侧为东泰路和金茂大厦，相距40m；北侧为世纪大道，地面下有正在运营的R2线地铁隧道和银城路地道，离建筑红线距离约50m；东侧和南侧为公园规划用地及银城东路和银城南路。裙房地下室退红线距离分别为10m（东）、10m～30m（南）、10m（西）、3m（北）。本工程周边地下管线众多，且无综合管线图。根据基坑围护设计单位整理的基坑周边管线分布情况表可以看出，离基坑较近的重要管线有位于世纪大道下的φ500、φ600钢管上水线（离基坑边9m）、φ300钢管上煤线（离基坑边16.5m），还有位于东泰路下的36φ110、60φ100塑料管电话电视线（离基坑边11m）、φ500、φ600钢管上水线（离基坑边13.3m、24m）、φ300钢管煤气线（离基坑边16m）。其余的重要地下管线离基坑边在40～110m之间。本工程周边环境情况及周边道路下各类管线离基坑边线的距离详见图1-05所示。第三节工程地质和水文地质条件一.工程地质条件拟建工程场地邻近黄浦江，根据“上海环球金融中心岩土工程勘察报告”，本工程地基均属第四系河口～滨海相、滨海～浅海相沉积层，主要由饱和的粘性土、粉性土、砂土组成。与裙房地下工程有关的土层自上而下的分布情况详见下表：工程地质概况表层次土层名称柱状图厚度(m)描述渗透系数（cm/s）①-1填土0.7～2.0上部为杂填土，下部为素填土，结构松散①-2浜填土0.8～2.2灰～灰黑，饱和，土质不均匀，结构松散②粘土夹粉质粘土0.6～2.2褐黄色，很湿，可塑～软塑，属超固结土③淤泥质粉质粘土3.1～5.2灰色，饱和，软塑～流塑，属超固结土1.27E-4～1.56E-4④淤泥质粘土9.5～11.2灰色，饱和，软塑～流塑，属正常固结3.44E-6～5.39E-6⑤粉质粘土5.7～9.4灰～褐灰色，饱和～很湿，软塑，属超固结土3.52E-6～3.72E-6⑥粉质粘土2.3～5.4暗绿色，湿，硬塑～可塑，属超固结土⑦-1砂质粉土夹粉细砂10.5～14.7草黄色，饱和，中密～密实，属中等压缩性土⑦-2粉细砂15.5～26.0草黄色～灰色，饱和，密实，属低压缩性土1.07E-4～3.16E-4⑦-3砂质粘土4.5～14.0草黄～灰色，饱和，中密～密实，属中等～低等压缩性土⑨-1粉砂夹粉质粘土4.4～7.0灰色，饱和，中密～密实，属中等～低等压缩性土⑨-2含砾中粗砂11.8～17.1灰色，饱和，密实，属低等压缩性土2.62E-4～4.55E-4⑨-3粉细砂51.6～56.3青灰色，饱和，密实，属低等压缩性土工程地质分布与裙房地下工程之间的关系详见图1-02、03、04所示。裙房地下室底板坐落在⑤灰～褐灰色粉质粘土层上，开挖范围内的土体多为④淤泥质粘土层，为流塑状，对基坑稳定不利。二.水文地质条件工程所在地的上海市位于中国东海之滨，长江三角洲冲积平原，地貌形态单一，地形平坦。拟建场区西临黄浦江，场地绝对标高约3.31～4.04m左右（吴淞高程）。场地地下水属潜水类型，补给源以大气降水和地表径流为主，场地地下水位在地面以下0.5～0.6m处。现场注水试验和实验室土工试验结果见下表各土层的渗透系数土层深度（m）现场注水试验渗透系数(cm/s)静止水位(m)水位标高(m)试验室土工试验渗透系数(cm/s)③4.0～6.51.27E-4～1.56E-40.72～1.332.71～2.98Kv=1.75E-5Kh=1.10E-4④11.0～14.03.44E-6～5.39E-60.53～1.103.04～3.17Kv=1.32E-7Kh=6.24E-7土层深度（m）现场注水试验渗透系数(cm/s)静止水位(m)水位标高(m)试验室土工试验渗透系数(cm/s)⑤20.0～22.03.52E-6～3.72E-61.25～1.462.24～2.79Kv=2.50E-7Kh=2.34E-6⑦-250.0～56.01.07E-4～3.16E-45.75～6.00-1.96～-2.05Kv=6.21E-4Kh=1.10E-3上海环球金融中心·新建工程裙房地下室逆作区施工组织设计4⑨-281.0～83.02.62E-4～4.55E-46.40～6.98-2.70～-2.94K=4.20E-4第⑦-1层砂质粉土夹粉细砂为上海第二含水层，地下水位深度为5.76～6.0m，根据浦东地区深井观测资料，其最高水位深度可达3～4m。本工程深基坑施工时，坑底土自重小于第⑦层承压水压力。三.不良地质现象1拟建场地中部东西向有暗浜贯通穿越，宽约30～46m，埋深0.8～2.2m。暗浜的平面分布如图1-06所示。2第③层淤泥质粉质粘土夹砂质粉土土质较软且不均匀，局部夹较多的砂质粉土，基坑开挖时易产生塌方、管涌、流砂等不良地质现象。3第⑦-1砂质粉土夹粉细砂层为上海第二个含水层，浦东地区的最高水位深度可达3～4m，在深基坑施工时，承压水可能击穿坑底土层。第四节工程特点综合本工程裙房区工程地质和水文条件、工程周边环境条件、裙房区基坑围护工程施工招标设计方案和招标图纸以及工程结构初步设计图纸，裙房地下工程具有以下特点：1裙房基坑面积大，超深开挖，土方开挖量达25.63万m3。而且采用逆作法施工，土方开挖难度大，施工周期长。2采用逆作法施工，采用“二墙合一”，对外墙（地下连续墙）的质量要求高；而工程地质条件差，有不均匀的夹砂粉质土层，容易造成塌孔，地下连续墙的施工难度大。3坑底有承压水，在工程深基坑施工时，坑底土自重小于承压水压力，须采取减压措施。4基坑周边的环境复杂，四周道路下埋各种管线繁多，正式运行的地铁和高耸的金茂大厦距离基坑边仅为40m，在基坑降水作业和土方开挖时，可能造成变形影响，需设置监测点点多面广，协调单位众多。5采用逆作法施工，结构预留预埋多，精度要求高。6裙房地下室楼层标高不一，在地下设备用房、多功能厅部位只有两层地下室，在土方开挖阶段须加设临时支撑；楼层洞口多，在地下室结构形成前也需加设临时支撑。7裙房地下工程施工需综合考虑前期开工的塔楼地下室的情况，以便裙房与塔楼地下室分层顺利对接；同时，还得综合考虑塔楼地上施工的要求，为其提供合理的施工场地。8工程地理位置显要，工程影响巨大，对文明施工、安全生产以及环境保护的要求高。暗浜区上海环球金融中心·新建工程裙房地下室逆作区施工组织设计5上海环球金融中心·新建工程裙房地下室逆作区施工组织设计6上海环球金融中心·新建工程裙房地下室逆作区施工组织设计7上海环球金融中心·新建工程裙房地下室逆作区施工组织设计8上海环球金融中心·新建工程裙房地下室逆作区施工组织设计9第二章施工部署上海环球金融中心·新建工程裙房地下室逆作区施工组织设计10按照上海环球金融中心工程施工总承包总体部署要求，裙房地下工程作为一个独立的单体组织施工，组建裙房地下室逆作区项目经理部，在总承包部的统一协调下，负责对裙房地下室工程施工全过程进行管理。第一节施工组织机构拟采用的施工管理组织机构图如图2-01所示。第二节逆作法施工流程一.裙房地下室逆作法施工总流程裙房地下室逆作法施工总流程见图2-02所示。二.地面层楼板结构施工流程地面层楼板结构施工流程见图2-03所示。三.基础底板施工流程基础底板结构施工流程见图2-04所示。图2-01裙房逆作区施工组织机构图总承包管理项目经理部裙房逆作区项目经理技术负责人项目副经理项目副经理综合技术组试验检测组资料档案组信息网络组土体加固作业队基坑降水井作业队结构施工队行政办公室质量管理组安全管理组材料供应组土方作业队设备管理组劳务调配组新增立柱桩作业队地下连续墙作业队基坑降水运行组综合计划组环境监测组技术部工程部综合部上海环球金融中心·新建工程裙房地下室逆作区施工组织设计11土方开挖至0.0m，围堰拆除至0.0m浇100mm厚C20垫层施工测量、放线满堂脚手架支撑、梁板模板新老混凝土施工缝处理钢筋绑扎混凝土浇筑洞口支撑系统安装模板及脚手架拆除外运进入逆作土方开挖监测信息化施工降排水安装予埋洞口支撑铁件予埋图2-03裙房逆作区首层楼板施工流程图保湿养护上海环球金融中心·新建工程裙房地下室逆作区施工组织设计12中心岛部位挖土至基坑底测量放线中心岛部位钢筋绑扎模板安装浇筑中心岛区底板混凝土安装-10.55m处钢支撑土方开挖及垫层置换测量放线钢筋绑扎模板安装浇筑底板混凝土竖向结构施工，拆除-10.