上海某高层综合楼程地下结构逆作法施工方案.docx
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上海某高层综合楼程地下结构逆作法施工方案
目录
一、初步施工设想总说明1
1.1工程概况1
1.1.1工程简介1
1.1.2环境简介2
1.1.3地质情况3
1.2工程特性分析及采用逆作法优势5
二、施工方案大纲7
2.1施工总部署7
2.2施工方案附图8
2.3逆作法施工方案9
2.3.1施工流程9
2.3.2逆作法挖土施工10
2.3.3逆作法场地安排14
2.3.4±0.00楼板施工活载要求、加固措施14
2.3.5逆作法施工照明通风方案14
2.3.6测量方案15
三、动态信息化施工，保护周围环境18
3.1逆作法施工控制保护措施18
3.2监测措施及信息化施工18
3.3施工过程沉降监测方案19
3.4环境影响应急技术措施20
3.4.1地下墙意外渗漏流砂应急处理21
3.4.2深井承压水产生回涌防止措施21
四、施工进度计划大纲22
4.1施工总进度计划表22
4.2确保进度实现的保证措施23
4.2.1进度计划保证体系23
4.2.2工期保证措施25
五、主要施工机械设备表27
一、初步施工设想总说明
本工程为上海**家纺中心，项目正处于设计和招标前阶段。
我司根据初步设计，现做出初步施工设想。
本初步施工设想包括围护、挖土和地下结构等部分，暂不涉及上部结构施工。
1.1工程概况
1.1.1工程简介
本工程为**家纺中心，坐落于上海市**区**路以东，**路以南，**路以北。
用地面积为21227平方米。
基地位于**路商业街的最西端，拟建造以家用纺织品为主题的商业综合建筑体。
本工程地下三层，裙楼地上四层，北主楼为地上22层商务办公楼，南主楼为地上20层公寓式办公楼。
家纺中心地下共三层，地下室二、三层为停车库、设备、库房，地下一层为大型家纺大卖场，设有自动坡道将顾客直送上部的商场和地下二层停车场。
在基地西南侧布置一幢20层公寓式办公，22层商务办公占据基地西北角，两幢主楼底层设有单独门厅，1-3层为家纺购物中心，4层设有大小宴会厅、餐厅和美食广场，裙房中部为椭圆形的室外广场。
在结构上，商务办公楼主体结构22层，总高为99.98米，结构体系采用钢筋混凝土框架-剪力墙体系；公寓式办公楼主体结构20层，总高为82.862米，结构体系采用钢筋混凝土框架-剪力墙体系。
主楼及裙楼地下部分相连为一整体，采用合理的桩型和桩数、并主要通过采用设置后浇带的措施来解决主楼裙楼间的不均匀沉降、混凝土收缩及温度变化所产生的约束应力。
地上部分采用设置抗震缝的措施将主楼裙楼分开，使得结构平面布置更合理，以减小地震反映、混凝土收缩及温度变化所产生的约束应力。
基础形式采用桩基加承台。
两栋办公楼范围的承台高度为2100、1800、1400和1500不等，底板厚度为800；其余范围的承台高度为1200和900不等，底板厚度为600。
两栋办公楼范围的桩型采用φ650的钻孔灌注桩，有效桩长为27.4m、27.7m、28.1m和28m不等，进入⑦2-2层≥1.5m。
1.1.2环境简介
基地位于上海市**区，西靠**路内环线高架路，南邻**路，北临**路，东部为上海市**货商店和部分民居。
其中，内环线高架距基坑约25米。
周边管线情况：
路名
管线名称
直径
（mm）
埋深
（m）
距红线
最小距离
（m）
备注
锦州湾路
雨水
380
11.49
信息
150
0.60
12.03
1980-5
宁国路
信息
39孔
0.60
7.43
给水
300
0.70
9.52
燃气
300
0.70
10.61
燃气
300
0.70
11.40
污水
450
12.27
雨水
800
13.87
平凉路
燃气
75
1.20
0.73
电车
2根
0.50
4.17
1963
给水
500
0.60
4.57
1960-2
信息
2孔
0.60
5.17
雨水
300
5.58
信息
36孔
0.50
8.70
污水
800
0.50
9.28
1967
污水
900×600
9.67
燃气
150
12.09
电力
14根
0.70
12.26
1984-8
雨水
300
17.00
电力
2根
0.70
17.29
1952-4
燃气
200
0.80
17.39
1953-6
电力
1根
0.70
17.47
1959-3
电力
1根
0.60
17.62
1976-4
由此可见，本基坑开挖对内环线高架的影响、对周边市政管线、
建筑物的保护，成为本工程施工的关键，只要施工稍有疏忽，就会对周边环境造成不可估量的损失，因此施工中必须做到万无一失。
1.1.3地质情况
本场地地质勘察报告指出本场地地下水属于潜水类型，其主要补给来源为大气降水和地表径流。
水位随季节、气候、潮汐的变化而变化，稳定水位埋深为1.2—1.9米。
设计计算水位埋深采用0.5米。
岩土工程勘察报告提供场地的工程地质条件及基坑围护设计参数如下表所示：
土层
名称
层底标高
（m）
层厚
（m）
状态
①
填土
1.63
2.37
以杂填土为主，含大量混凝土、碎砖、碎石、建筑垃圾及少量腐植物。
②
粉质粘土
夹粘质粉土
0.44
1.46
含氧化铁条纹及含铁锰质结核，局部夹粘土，土质自上而下渐软。
摇振反映无，土面光滑无光泽，干强度中等，韧性中等。
③
淤泥质粉质粘土
-6.49
7.33
含云母、有机质，夹薄层粉砂，局部夹多量粉性土，土质不均。
摇振反映无，土面光滑无光泽，干强度中等，韧性中等。
④
淤泥质粘土
-14.00
7.49
含云母、有机质，夹少量薄层粉砂，土质不均。
摇振反映无，土面光滑有油脂光泽，干强度高等，韧性高等。
⑤
粉质粘土
-21.48
7.49
含云母，有机质，夹钙质结核及腐殖质，夹薄层粉砂，偶夹贝壳碎屑，局部夹粘土，摇振反应无，土面光滑无光泽，干强度中等，韧性中等。
⑥1
粉质粘土
-25.18
3.70
含氧化铁条纹及铁锰质结核。
摇振反应无，土面光滑无光泽，干强度中等，韧性中等。
⑥2
粉质粘土
夹粘质粉土
-27.40
2.22
含氧化铁条纹及铁锰质结核，局部夹多量粉性土。
摇振反应无，土面光滑无光泽，干强度中等，韧性中等。
⑦1
砂质粉土
-33.08
5.66
含云母，有机质，偶夹薄层粉性土，局部夹多量粉细砂。
摇振反应快，土面粗糙，干强度无，韧性无。
⑦2
粉细砂
-43.91
10.83
颗粒组成成分以长石、石英、云母为主，夹少量薄层粘性土，局部夹砂质粉土
土层
重度
r（Kn/m3）
渗透系数
（cm/s）
直剪固快峰值强度
c（kPa）
Φ（°）
②
18.5
20
19.0
③
17.4
1.93~2.00E-05
12
20.5
④
16.8
1.18~1.30E-05
14
12.0
⑤
17.8
1.86~2.35E-05
15
20.5
⑥1
19.4
9.24~9.86E-06
50
16.5
⑥2
18.8
4.57E-04
6
30.0
⑦1
18.7
3.63~3.73E-04
5
31.5
拟建场地未发现有暗浜、暗塘等不良地质现象分布，但局部区域杂填土厚度较大，最厚处达4m；场地西北侧（仅锦州湾路、宁国路区域）有原地下室底板未拆除，场地内有大量建筑垃圾。
承压水埋深幅度一般在3-11米，勘察期间测得第⑦层的承压水水位埋深为10.05米。
1.2工程特性分析及采用逆作法优势
根据我司对本工程进行分析后，认为本工程具有以下特点：
1、地处繁华城市中心，地下室边线紧邻市区内环线高架路段，施工时对周边环境（尤其是高架、道路及周边管线的变形）的保护要求高、基坑抗变形要求高；
2、地下室结构三层，基坑挖深达14.9米以上，局部电梯井挖深更大，在市中心管线密集区属超深基坑，有极高的设计和施工要求；
3、地处繁华中心，防尘、防噪、防污染等文明施工要求高；
4、基坑边线紧贴红线，因此在基坑施工阶段，坑周边留出施工便道后，已无堆场余地；
5、要求工程施工工期较短；
6、满足施工费用经济。
鉴于以上特点，我司通过对顺、逆作法进行技术、经济、进度等综合比较后，认为：
要顺利完成本工程施工，逆作法施工方案是解决上述综合问题的较为成熟的优选方案。
理由如下：
1、采用逆作法施工，用楼板取代支撑，刚度大大增强，能有效控制基坑变形（根据我司多个工程实践，变形一般均在30mm内），显著减小对周边环境（道路、管线）的影响，同时大大地减少了政府部门对业主及工程的干预；
2、用原结构楼板取代支撑，既可大大减少支撑费用，并且减小因支撑拆除产生位移变形及噪声对周围环境造成的严重影响。
目前市中心大规模支撑爆破正受到严格的规定，且临近内环线高架路也不允许以爆破方式拆除支撑。
3、由于逆作法在原结构柱位置采用一柱一桩，故其对工程桩桩位只需稍作调整，一般均可利用工程桩作为格构柱的传力基础。
而采用常规支撑体系，由于支撑节点不一定能在原结构的桩位，故必须另外增设灌注桩。
4、易满足市中心区域对文明施工的严格要求：
逆作法大多在地下封闭状态施工，大大降低了施工的噪音以及扬尘污染，对环境起到了良好的保护作用，同时不受雨季影响；如采用顺作法施工，支撑的拆除会产生巨大的噪声和大量扬尘，对周围环境易造成污染，同时上海的雨季会对挖土及施工产生严重的干扰。
5、采用多道支撑体系，往往挖土受场地限制，均需在基坑内设置挖土栈桥，而采用逆作法施工可解决周边施工场地狭小的问题：
只要在±0.00板的运土车辆开行路线部位适当增加配筋即可解决挖土机械行走问题，并且利用已施工完的顶板作为部分材料的堆场，利用率可达到60%顶板面（除出土口、局部楼板空缺外）；
6、由于逆作法直接以施工结构楼板为支撑，故其没有常规支撑方案的爆破、清渣等工序，可加快工期。
此外，在挖土方式上与常规多道支撑方案相比，也是在坑底由挖机将土方驳运至挖土洞口（或至栈桥边）然后由洞边上（或栈桥上的）挖机作垂直运输与装车，因此逆作法挖土效率并不低于常规方法。
如前所述，逆作法对保护周边环境、控制基坑变形、施工进度、工程投资等方面具有极大优势，试想在繁华市中心若由于施工措施不当，一旦发生管线爆裂或路面开裂等问题，其政治、经济、对工期的影响都将难以估量，产生的协调费用、停工及弥补等措施是无法预计的。
二、施工方案大纲
2.1施工总部署
1、工程桩施工阶段，格构柱用履带吊吊运与桩固定，桩上口进行扩孔；
2、对于地基加固位置的桩基，为防止桩偏斜，必须先施工地基加固，然后才能施工桩基；
3、当地墙封闭后，即可进行基坑预降水；
2、地下室结构采用逆作法施工，主楼核心筒及地下室结构外墙采用顺作法施工；
3、利用核心筒部位和部分楼板预留孔作为取土口，±0.00板核心筒外围10米宽范围，楼板加固作为抓土机械作业、停放和车辆行走区域；
4、作为支承水平支撑（楼板、混凝土支撑）用的中间支承柱，原则上采用“一柱一桩”钢立柱形式，正常使用阶段钢立柱外包混凝土形成永久性的结构柱，在局部无结构柱部位视计算情况另行加设钢立柱，逆作完成后予以割除；
5、考虑到地下三层挖土深度较大，特别是主楼大底板和承台较高，承台部位放坡开挖深坑，B2板至坑底挖土分阶段进行：
6、在完成B1板后，将±0.000板与B1板间的永久性结构柱完成，以增加第一道、第二道支撑（楼板）的整体刚度，减小基坑变形；
7、地下室结构外墙、剪力墙、结构柱等在逆作法期间采取上下留设插筋，上下层插筋连接采用直螺纹或电焊连接，砼浇捣采用在梁两个方向相应部位留设浇筑孔；
8、逆作法阶段布置一台HC88塔吊，塔吊设置在北楼核芯筒中心偏南处。
塔吊基础通过插入桩内的格构柱固定。
9、模板：
水平结构——梁采用组合钢模，平台板采用九夹板，无梁楼盖的柱帽用九夹板组成标准块件拼装成模。
竖向结构——柱、墙采用九夹板制模，大柱视情况采用组合钢模；
10、逆作法施工时，每层楼板都一次浇捣成型，大底板因混凝土方量巨大按后浇带分块施工，分块浇捣混凝土。
混凝土采用商品混凝土，泵管输送；
11、钢筋：
采用工厂加工，现场人工绑扎成型。
2.2施工方案附图
1、工程概况图
2、取土口布置示意图
3、楼板加固及交通流向图
4、逆作法施工工况图
5、立柱桩布置示意及详图
2.3逆作法施工方案
2.3.1施工流程
2.3.2逆作法挖土施工
由于本工程地下室采用逆作法施工，为满足挖土要求，顶板上拟开设5个取土口。
在基坑西侧，以2主楼核心筒洞口作为取土口，基坑中部设置1取土口，基坑东侧设置2取土口，共5处。
在取土口边设置抓斗式挖机，每天出土量约3500立方。
同时为解决地下施工期间材料的运输问题，利用该洞口作为吊物孔，在其四周9m范围内楼板作加固。
2.3.2.1开挖准备工作
1．深井降水至开挖面以下100cm距离。
2．对首层开挖前对变形监测进行一次小结，并在B0板开挖前完成一次初读数，以便实际掌握盆边土开挖阶段的变形情况。
3．完成定位、放线、基准点引测工作。
4．进行技术交底，明确各方职责，特别对逆作特殊开挖要求进行交底，确保方案有效实施。
5．对与开挖有关的资源进行必要的配备，确保工程顺利进行。
2.3.2.2开挖及地下室结构施工流程
工况一：
（1）做好地下连续墙基坑围护，施工一柱一桩、格构柱、墙底加固和坑内加固。
（2）降水井点施工，并且进行预降水。
工况二：
（3）压顶梁施工；
（4）盆边按1:
2放坡，中心开挖到-7.50米标高；
工况三：
（5）搭设排架，B0板施工；
（6）核心筒、电梯井等取土口位置预留插筋，后做。
工况四：
（8）开挖盆边土；
（9）B1板结构施工；
工况五：
（10）开挖至第二层土至-11.00米，垫层随开挖随浇捣；
（11）施工-9.15的B2板；
工况六：
（12）中心岛开挖到-13.50米，垫层随开挖随浇捣；
（13）中心岛底板施工。
工况七：
（14）盆边土抽条开挖，盆边底板施工。
（15）底板全部施工完成后，进行永久柱和剪力墙的施工。
结束。
具体详见工况图。
2.3.2.3开挖原则
挖土前检查降水情况是否符合挖土条件，保证施工机械进出场道路通畅和场地排水系统贯通，落实卸土点，作好监测初始记录。
本工程挖土通过地基加固增加围护桩的被动抗力，并配合“盆式”挖土、“盆边”抽条挖土的方法，并在24小时内完成抽条挖土，随捣150厚C20混凝土垫层，以达到控制土体位移的目的。
1、在确保周边环境安全的前提下，第一皮土方采用3台1m3挖机进行“盆”式大开挖，随即浇捣混凝土垫层，待垫层具备一定的强度后，搭设排架施工B0板。
待±0.00楼板完工，其混凝土达到强度后立即在取土口处设置4台抓斗挖土机。
根据B0板上运土车30吨/辆的轮压，对于车辆行走处的楼板将采取楼板内增加钢筋以加强，以满足运土车辆的荷载。
挖除“盆边”土采用“抽条”法，抽条挖土必须对称进行以形成对撑，必须在24（16小时，对受周边环境影响的范围采取16小时）小时内完成挖土并随浇捣好垫层，和原“盆中”垫层连成一个整体。
挖土机械采用小挖机挖土，手推车配合运土的形式，土方运至集土坑，随后由抓斗取出。
抓斗取出后将土方运出楼内直接装车，挖土过程中随时测定平水，严禁超挖，垫层随挖随捣。
在地下一层楼板混凝土强度达到设计要求后，进行逆作法已浇楼板下的土体挖除工作，随挖随浇捣垫层，与盆中垫层沟通。
随后施工地下各层楼板。
在每层楼板混凝土强度达到设计要求后开始挖下一皮土方。
“盆边”土抽条开挖，随挖随捣混凝土垫层。
挖土设备采用4台液压反铲挖土机，挖土时从中间向两边进行，先在取土孔部位局部人工放坡挖深，然后向两边以1:
1.4放坡挖土推进，待能容纳小挖机挖土时，吊小挖机下去挖土，为集土需要，取土口处土比周边土可局部挖深1.5m~2m。
为减小对邻边基坑的影响，基坑东侧土留8m进行抽条开挖，其他三侧留6m，抽条挖法及要求同各皮“盆边”土。
待坑底盆边土全部挖完，垫层连成一个整体后，进行局部深坑的开挖。
待土方全部挖除完毕后进行大底板的施工，移走取土设备。
2、挖土不宜单边掏空立柱，避免立柱承受不均匀的侧向压力。
土方开挖应在降水及坑内加固达到要求后进行，挖土操作应分层分段，对个别一次挖土超过2米的需阶梯式开挖，阶梯至少宽6米。
坑底应保留300毫米厚基人工挖除平整，防止坑底土扰动。
垫层随挖随浇，垫层必须在见底后24小时内浇完。
3、同一开挖面内开挖深度有较大的差异时，宜先挖至浅基坑标高，垫层（甚至基础底板）浇筑完毕后，再开挖较深的基坑，并应采取有效措施，保证边坡的稳定。
电梯井局部深处，除原有地基加固外，还应设置临时支撑，并按照先撑后挖的原则施工。
4、除井点降水措施外，开挖面及坑内设明沟和集水井相结合
的排水措施。
5、基坑边严禁大量堆载，地面超载控制在20KN/m2以内。
2.3.2.4应急预案
由于基坑开挖深度达15米，除了坑内及地基加固和采用“时空效应”原理进行土方开挖等措施外，还有必要在土层内进行水土压力及变位测试（土体倾斜和分层沉降），实行信息化施工。
另外若发现坑底管涌现象将采用速凝注浆等措施进行堵漏，以保证基坑的安全。
a、在工程开工前首先建立以土建总承包为主，有地下连续墙分包单位，工程桩分包单位、业主、总包管理和监理参加的抢险小组。
对逆作法施工过程中无法预测而可能出现的前期施工质量问题作足够的思想上、物质上、劳动力上的准备，一旦发现危险情况及时处理及解决。
做到“先处理、后施工”的原则，杜绝盲目施工。
b、注浆队伍常驻现场，处于待命状态，当保护管线和建筑发生危险后采取暂缓施工，坑外跟踪注浆，通知有关部门组织抢险、加固。
c、当发生较大水位下降并引起地面沉降时，采用人工回灌补充地下水。
d、发现地下连续墙渗水后立即采取注浆并用快硬水泥封口等措施。
e、发现地下连续墙变形较大时考虑采取停止挖土，加撑并会同业主、设计拿出可靠措施后再继续施工。
f、挖土现场应配备足够的防台防汛物资（水泵、塑料薄膜、铁钉、铅丝等），出现下雨天气，及时对已开挖好的土体进行覆盖。
2.3.3逆作法场地安排
1、由于逆作施工阶段施工材料的运输主要以钢筋、模板为多，大构件已在桩施工阶段吊装完，因此在基坑阶段配备两台HC88塔吊（R=45m），置于核心筒位置，采用外附内装形式，预先设置灌注桩+格构柱钢架设备基础，确保逆作开挖前投入使用。
2、每层挖土，均采用5台履带式抓斗机出土孔出土，确保每天3500m3的出土量；
3、施工上采取东西分二块流水，开挖结构及养护流水，确保开挖不停，结构不停，养护逆作拆模，达到设计要求，确保地下结构在165天内结束。
2.3.4±0.00楼板施工活载要求、加固措施
由于本工程采用逆作法施工，±0.00结构楼板有较多地方需走重车，根据重车的轮压为30吨/辆作等效均布荷载计算，其等效施工均布活荷载为2t/m2，被加固范围的楼板厚度采用200mm，内配双层双皮Ф18@150能满足重车行走要求，楼板下无需采取支撑体系。
具体还需根据设计图纸了解±0.00结构楼板荷载情况（此处指设计，哪些部位是以后走重车部位，包括扣除以后的装饰面层）进行细化。
2.3.5逆作法施工照明通风方案
拟建工程在首层楼板混凝土强度达到设计强度拆除支撑排架及模板，立即安装照明和排风设备，以保证施工中的照明和通风要求。
同样，在地下室各层挖土时，均要布置照明通风设备。
地下照明采用防爆、防潮、亮度大的照明灯具。
每个轴线方格中间布置一只灯，随着挖土方向灯具及时跟进安装。
逆作法施工时利用取土口及物料吊运孔作通风采光用。
另外在地下室各层施工时，根据操作面大小，安装大功率轴流风扇用于排风，上下用白铁风管连接，使地上地下空气形成对流，保持空气新鲜，确保施工人员身体健康。
地下施工照明示意图
逆作法挖土通风示意图
2.3.6测量方案
总体轴线定位本着先整体、后局部的原则。
根据业主提供的招标蓝图，以及明确的测绘资料和有效的规划红线标志，方可进行轴线定位测量。
由于本工程施工场地狭小，所以在设置坐标方格网时，应尽可能设定在施工场地以外，并且应设在坚固而又安全的地方，从而避免坐标点产生位移和受到损坏，还要定期复测和校核，以此来确保测量的精度等级。
以上工作均应得到监理认可后方可进入下一道工序。
本工程的坐标方格网作为轴线一级控制网，然后以此坐标网引测轴线二级控制网。
把轴线二级控制点设在地下连续墙导墙上，由二级
网指导地下室施工。
为了确保轴线的精度，应定期用一级网坐标点复测二级轴线控制点，并以此来复核桩位和基坑轴线放样。
由于地下室施工是采用逆作法方案，在首层楼板浇砼前，应在天底法引测点位置预留四个150×150的观测孔。
待首层楼板砼浇完后，须对原来所定轴线一级控制座标点进行一次全面的复测，然后以此坐标网为准，引测首层楼面轴线，并做好明显而又牢固标的标志。
地下各楼层的施工放样，使用天底仪把首层四个基准点，通过观测孔竖直传递到地下一层。
为了确保精度应该用四个点进行闭合复测，从而达到测量规范的要求，减少测量过程中的误差，正确指导地下一层的施工和放样。
地下各层的施工放样，仍以首层楼板面的四个基准点为准，在引测前应将地下一层楼板预留的观测孔清理干净，以便引测地下各层轴线时视线通畅，减少测量过程中的误差，正确指导基础底板的施工放样。
1、平面定位
首先应根据设计和业主提供的坐标基桩进行复核测量，并将复测结果报业主和监理，以便确定这些基桩的可靠性，如需调正应将调正值书面报监理，并获得正式批准后方可使用。
在对业主（设计）提供的坐标基桩复测的基础上，加设控制网加密桩，这些加设的桩应设在稳定、可靠的位置，确保能在施工的全过程能精确地放测设计提供的全部工程控制坐标点，并对其进行严密的测定，以确定这些加密桩的坐标。
2、轴线引测
逆做法施工定位采用“天底法”根据坐标引出点，在±0.00板上定出四个定位测量控制点（轴线交叉处）成矩形布置便于复核，测量控制点设置原则是确保视线畅通，并在结构施工时设置测量定位孔，每次轴线引测后在基坑围护上做醒目红三角标志，每次轴线引测均从±0.00板引出。
3、水准控制测量
永久性水准点，在沿线每隔50米左右，引测一个临时水准点，
每个水准点要经过二个以上永久性水准点的校核确认后方可使用。
为了防止施工期间因受外界影响使桩位发生变化，应适时对上述桩位进行复核，使用时应利用二个以上的桩位进行校核。
所有的控制桩、水准桩和其它桩位均应在设置的桩上编号，根据桩的类别分别以本公司特殊编号法进行编写，防止和其他单位需要布置的桩混淆，发生差错。
测量桩应予以详细记录，并说明位置、方向、作用、标高或方位等，以便查勘。
4、高程控制测量
根据闭合测量正确无误的临时水准点和定位点（应予编号并注明标号），用水准仪和
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