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上海某贸易大厦地下连续墙工程

325 2021-11-10 09:53:20

工 程 实 例

该大厦系中日合资建造的具有国际一流水平的综合大楼,地上 37 层,地下2层,建筑高度140m,建筑面积 90000m²,地下室平面尺寸达116.2m×63.4m,基础埋深 10.3m。工程位于虹桥开发区第 21 号基地,东邻沪港合资的扬子江大饭店的地下车库仅6m(车库下无桩基并已先行施工)深基坑施工的环境条件相当复杂,技术难度较大。

详勘阶段的部分工程地质资料如表11.6-1。地下水位在地表下0.15~0.75m。地表以下 19m深度内土层的计算取值为∶固快内摩擦角 φ=7.5°;c=10kN/m²;19~25m 的计算取值为∶g=12.5°;c=9kN/m²。

基础型式为大型箱基加桩基,共打入 φ609.6壁厚 11mm长64m的进口 SKK-41钢管桩681 根,桩尖入土深度达 74m(即送桩 10m),设计要求土方开挖后的桩顶平面偏差小于10cm。地下工程由上海基础公司施工并承担地下围护结构工程的设计。

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地下连续墙设计如下∶

(1)平面布置

围护结构所采用的 π形地下连续墙构筑于地下室外围,为减少地下室边桩(送桩深达10m),对地下连续墙成槽施工的影响,以及地下连续墙在深基坑开挖后的结构变形对桩位的影响,决定地下连续墙的平面内净尺寸为120.2m×67.4m。

(2)单元槽段

x 形地下连续墙的单元槽段由一段翼墙和与之正交的二段肋墙组成,墙厚均为60cm。单元槽段长度系根据对矩形平面四条边的总体尺寸和各分段尺寸间的优化组合,并考虑成槽设备性能,槽壁稳定要求,钢筋笼尺寸及重量,单元槽段混凝土浇灌量等因素对施工可行性作综合分析后,确定优选长度为6.34m,肋墙间距(墙中~墙中)为3.17m.助长(不包括半圆形端头)为1.8m。槽段的平面布置,详见图11.6-1,地下连续墙槽段总数为62段,其中标准(x形)槽段 56 段,单T形式槽段2段,转角槽段 4段。

(3)入土深度

地下连续墙入土深度系通过对本方案安排的各阶段情况分别作稳定计算(包括抗倾覆,抗踢脚,抗隆起及圆弧滑动等)后确定。由于基坑的平面尺寸太大,地下连续墙在多种情况中,均需作为自立悬臂式结构,在无撑锚条件下,承受全部水、土压力,为保证结构稳定.应适当加强土体对挡土结构的嵌固作用。经理论计算结合经验判断,地下连续墙肋墙深度为18.5m,比周边墙浅 5m,墙顶标高均在天然地面下3.8m左右。

(4)锁口圈梁

为增加结构的整体性和水平刚度,减少水平位移,在地下连续墙顶部设置了一道 50cm 厚 4m 宽的钢筋混凝土板式锁口圈梁,其平面形状为四角带斜撑的整体矩形式框架,由于断面为 50cm×100cm 的钢筋混凝土斜撑的作用,使 120m 左右的长边分成约16.5m+87m+16.5m 三跨。68m左右的短边亦分成约16m+36m+16m 三跨,使整个圈梁的水平刚度进一步得到加强。

(5)施工程序

土方施工采用中心岛式的开挖方案,整个施工过程分为三个阶段进行∶

第一阶段为坑内壁一圈保留土堤的大开挖,见图11.6-2.即先挖中心岛部分的土方。10.3m深度分两期开挖(约3.8m+6.5m),由于该阶段的开挖施工可充分利用坑内无支撑的开敞大空间,挖土机械及运土车辆均可直接下坑进行作业,不但施工方便,而且工效高,进

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度快。

第二阶段,待中心岛部分的钢筋混凝土底板(包括底板上挑出的牛腿)浇筑完成并达到设计规定的强度后,便可在地下墙及牛腿间加设 φ609.6×1lmm 的临时钢支撑(间距3.17m,平均长度约12m)并在支撑作用下挖去全部护壁土堤,至此坑内土方可全部挖尽。

第三阶段则将中心岛部分的钢筋混凝土底板扩大浇筑至地下连续墙边,待后浇底板部分的混凝土达到规定强度后,即可撤除全部钢支撑,至此便形成围护大面积地下室施工的悬壁挡土结构(第二、三阶段情况均可参见图11.6-2)。

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实际施工中,上述三阶段情况可根据施工设备、材料供应、劳动力配备等情况.在整个平面上分段开挖及浇筑混凝土,进行交叉流水分作业。以节约支撑材料和加快工程进度。整个施工过程还可以在及时掌握监测数据和信息(如墙顶位移,墙体变形。支撑应力等)的情况进行施工。

(6)设计计算

对上述三阶段情况均作了相应的结构稳定计算和结构内力及变形计算,经结构稳定计算确定地下连续墙的入土深度后,即可对既定平面尺寸和深度的单元槽段进行结构内力分析,此时利用结构对称性取3.17m墙宽。墙部分按板单元划分。助墙部分则按呈平面应力状态的膜单元划分,并以坑后水十压力为荷载。墙前被动侧土体模拟为土弹镰,临时钢支撑或混凝土底板亦按刚度系数模拟为较硬的弹簧,采用 DDJ-W·程序进行电算;为考虑锁口圈梁的空间作用。还利用对称性取 120m边长的一半按上述原则对地下连续墙划分板、膜单元进行电算,此时墙顶圈梁亦作为平板单元和板、膜单元相衔接,槽段竖向接缝则模拟为可自由转动但仅能传递剪力不能传递弯矩的平面铰,利用主从节点来描述其受力状态,为便于比较,对结构内力还采用了监 元形地下连续墙按等刚度原则折算成较愿的平板墙。再以弹性地基板单元电算程序(SAP-84)进行核算。