深圳赛格广场大厦岩土工程实录.docx

1、深圳赛格广场大厦岩土工程实录深圳市赛格广场大厦岩土工程实录 1） 1）1）1）1）1）2） 邓文龙李荣强黄力平张喜珠 张运标李清明 王贤能 518031深圳）深圳市建设局 1）深圳市勘察研究院 深圳518031 2 1 工程概况 深圳市赛格广场大厦位于深圳市深南中路与华强路交叉路口之NE侧，北邻宝华大厦，东接中电住宅楼，南紧靠赛格电子配套市场，西侧为华强北商业街。 拟建大厦分主塔楼和裙楼二部分。主塔楼地上72层，高度358m，平面呈八边形，结构采用芯筒外框体系；裙楼地上10层，设在主塔楼的西、南两侧，采用框架结构；楼梯间及电梯井壁采用钢筋混凝土剪力墙。在主塔楼和裙楼以下设地下室4层，设计基坑深

2、度17.5m（内筒部位开 。24.5m）挖深度为 2 勘察方案 2.1 勘察要求 （1） 对建筑场地及地基稳定性的适宜性作出工程地质评价； （2） 为地基基础设计与施工、地基处理与加固、不良地质现象的防治工程提供工程地质资料及计算指标； （3） 查明建筑物范围内的地层结构，基岩分布、埋深及厚度。提供基岩和土层的物理力学性质，划分土层与岩层及各种风化带界线，岩层中有无断层破碎带并查明其产状、宽度和厚度，提供各土层的承载力和桩周摩擦力； （4） 查明地下水的埋藏条件、类型、水质、渗透性、侵蚀性、涌水量、水位变化规律，基坑开挖降水的可能性及对相邻建筑物的影响，提供建筑物的基础方案和选型； （5） 对

3、场地进行地震危险性分析，提供地震动设计参数（地震加速度反应谱、卓越周期、场地类别、地面加速度峰值及适应本场地特征的人工波），场地地震基本烈度，作为地震作用分析的依据。 2.2 勘察工作量 2.2.1 勘探点的布置 勘探钻孔数量和位置由业主、设计方和我院三方商定，共布置52个钻探孔，为查明场地内地层的渗透性补充5个钻孔，共57个钻孔，详见勘探点平面布置图（图1）。 2.2.2 勘探深度的确定 按高层建筑岩土工程勘察规程（JGJ72-90）、深圳地区建筑地基基础设计试行规程（SJG1-88）的有关规定和设计院的要求，主塔楼控制性钻孔进入微风化岩层18m，一般性钻孔进入微风化岩层15m；裙楼部分控制

4、性钻孔进入微风化岩1m，一般性钻孔进入中风化岩5m。 2.2.3 室内及野外原位试验 根据规范对高层建筑测试和试验的有关规定和设计要求，本工程除进行室内试验外，还进行了原位标准贯入试验、静力触探试验、群孔抽水试验及对场地进行地震反应分析和地震安全性评价。 室内试验除做常规试验外，还进行了高压固结试验、静（动）三轴试验、岩石点荷载试验和 1 勘探点平面布置图1 图 岩石单轴饱和抗压强度试验等。次，目的是划分岩土的风化程度及其均匀性和承载217标准贯入试验在26个钻孔内进行了 能力。 ，旨在确定地基强度和均匀程度。6个钻孔旁进行，总进尺130.10m静力触探试验在旨在确定场地内地层的个观测孔，在主

5、孔周围布置8群孔抽水试验选取一个抽水试验主孔， 渗透性，为基坑降水和桩基施工提供计算参数。其目的是根据拟建场地所处区域对拟建场地进行了地震反应分析和地震安全性评价，另外，地震活动性规律和场地岩土分布特征来评价地震的振动效应和次生效应对建筑物地质构造特征、 的影响，为拟建超高层建筑提供抗震设计参数。 场地岩土条件3 场地各地层的工程性质及分布情况3.1 场地内后经人工改造，现地势较为平坦。拟建场地原地貌属风化残丘坡地，地势北高南低，其埋藏21），各岩土层的主要物理力学性质指标平均值见表12各地层自上而下共分层（见表 。2）13和分布特征见工程地质剖面图13（图 场地地下水条件3.2 场地内坡积粘

6、土、残积（砾质）粉质粘土和全风化粗（细）粒花岗岩为相对隔水层，强、中其来源主要为大风化粗（细）粒花岗岩为场地内主要含水层，地下水属基岩裂隙微承压水类型，。8.459.70m，稳定地下水位标高0.602.75m气降水渗入和来自西北向的侧向补给。地下水位埋深，0.22m/d，为粒花岗岩的渗透系数风化粗强根据群孔抽水试验，（中）（细）K0.070.39m/d平均 2 影响半径26166m，平均85m。 3.3 场地地震效应 3.3.1 区域地震地质特征 综合分析深圳市及其邻近地区地震地质构造和地震活动性规律情况后认为： 3 表1 地层状态及埋藏特征 成因 岩土名称 状态 层厚/m 层底标高ml7.8

7、811.09 素填土 0.03.10 稍湿,稍密Qdl9.10 -3.30 Q, 硬塑粘土 1.0012.90 坚硬稍湿湿-7.97 -18.80 硬塑 9.6025.30 湿,可塑 砾质粉质粘土 el Q-9.77 -13.02 湿, 可塑 2.106.60 粉质粘土-10.67 -23.35 全风化 全风化粗粒花岗岩 0.807.80 -16.70 -32.50 2.5012.20 强风化强风化粗粒花岗岩 -17.50 -35.70 中风化 0.305.10 中风化粗粒花岗岩 微风化 微风化粗粒花岗岩3-1 全风化细粒花岗岩 1.205.50 -12.70 -16.91 全风化5强风化细粒

8、花岗岩强风化 1.509.00 -15.75 -24.21 中风化细粒花岗岩1.1016.40 -19.50 -45.27 中风化 走向SW，倾角约 垂直视厚度0.704.20m 不固结不排水 指标压缩模量压缩系数 固结不排水三轴试验 三轴试验锥头阻 液限 岩石单轴 比重 孔隙比 塑性 液性 压缩 内摩 凝聚标准贯天然含 天然kPa 100-200侧壁摩 名称力擦角 力 入试验W 重度水量 Gs e 指数 指数 模量 q饱和抗压平均压缩系-1 阻力(MPa) ) 有效应力(MPa总应力 凝聚内摩c l a100-200(MPa) 强度 lW l c N Es 数f 擦角力 cpl 地层s-13

9、)(MPa(kPa) (MPa) ( ） ) (kPa) 锤击数 (%) )%(MPa) （）(kN/m （% 凝聚力 凝聚力内摩擦角 a aa a300-400 0-50 200-300 50-100 100-200 50-100300-400200-300100-200) () C(kPa) () (kPa) C(kPa) 名称 粘土87.5 2.0 8.4 7.337 4.835 5.286 3.479 0.278 0.226 34.9 23.0 12 0.38 0.845 17.2 0.2 5.29 25.6 51 47.1 10.70 20.00 15.0 0.487 0.385 2

10、8.1 18.4 2.64 dl (Q) 砾质粉0.50 2.64 0.973 14.6 0.22 0.655 0.500 4.08 26.8 32 0.350 0.288 10.0 15 46.6 2.310 25.0 33.4 21 3.168 4.108 5.968 6.810 150.8 3.4 17.9 33.3 质粘土el)(Q 粉质粘土 30 1.041 37.7 17.9 2.65 13.4 0.81 0.47 2.3 4.263 5.919 25.8 4.45 32 6.850 94.6 0.620 12 40.3 7.30 0.470 0.337 40.0 0.275 28

11、.8 2.435 3.215 el (Q) 全风化198.7 3.7 细)粒(粗(465.5) (12.7) 花岗岩 强风化320.7 8.2 粗细()粒花岗岩 NW，倾向C 内摩擦角(14.5 24.3 18.0 8.0 19.5 微风化细粒花岗岩 碎裂岩 微风化 微风化强风化 39 /m7， 图2 工程地质剖面图1313 4 表2 各地层主要物理力学性质指标平均值 表2 0-50.6520.9180.86750 中风化16.9 )(粗细粒(29.1) 花岗岩微风化粗65.6 粒)细(67.4) 花岗岩 5 （1） 拟建场地位于东南沿海地震活动强度远小于外带的内带，内带只能发生Ms7级的地震

12、，影响本场地的地震基本烈度为7度。 （2） 从地震活动时间序列来看，自1400年以来明显存在两个周期约为310320年的地震活动周期：14001700年为第一活动周期；1701年至今为第二活动周期。每一活动周期可划分为四个阶段：即平静阶段（约80年），加速释放阶段（约120年），大释放阶段（不超过10年）和剩余释放阶段（约100年）。目前，东南沿海正处于剩余释放阶段，预计到二十一世纪方转入平静阶段。 3.3.2 地震反应分析 在对拟建场地所处区域地质构造部位及地震活动性调查和研究的基础上，通过划分主要潜在震源区，采用综合概率法对场址进行地震危害概率分析，确定并模拟一个旨在反映场区地震危险水平的

13、地震动输入，同时采用动三轴试验模拟地震时土层反应的力学参数，结合场地实际条件，以“等效线性”法进行地震反应分析，得到在不同概率水平（P=0.02、0.1、0.632）下的基岩概率加速度峰值PGA、地面设计地震影响系数(T)、地面设计地震系数K、地震规准加速度反应谱(T)和位移反应谱Sd(T)。 （1） 场地基岩概率加速度峰值 考虑场地周围约300km地震影响区内的地震活动特征，以及地震动衰减关系等，采用综合概率法计算工程场地的地震危险性，得到其50年内三个概率水平的基岩加速度峰值PGA如表3。 （2） 场地地面设计地震系数 根据场地土层的剪切波速及土动三轴试验结果，采用非线性地震反应的等效线性

14、法，计算得到场址平均地面设计地震系数K如表3。 （3） 场地设计规准加速度反应谱 根据场地2个工程地震孔位的地震反应分析结果，得到其不同概率水平的综合规准加速度反应谱(T)表示如下： -0.815 0.04T0.10(s) 2.30(0.10/T) 2.30 T (s) T0.10g= (T)1.061 2.30(T / T)4.00(s) TT ggT4.00(s) c 。取值见表3式中T 和cg 场地地面设计地震影响系数） （4的计算关系，可以将三个不同概率设防水准的设计地震影响系数统(T)根据地震影响系数 一表示如下：-0.8150.10(s) T(0.10/T)0.04 max T (

15、s) 0.10T =gmax(T) 1.061 T (T /T)T4.00(s) ggmaxT 4.00(s) c 。式中T取值见表3、及gmaxc 设计位移反应谱5） （统一表示Sd(T)在设计加速度反应谱基础上，对未来50年内三个不同概率水准位移反应谱 ：cm）如下（单位：2.8150.04T 0.10(s) (10 dT) 120.10T TT (s) dg2= Sd(T) 0.939TT4.00(s) ) ( dT/ T g3g4.00(s) dT 4 。、dd、d、d式中T、取值见表3g2134 7 表3 三个概率水准的PGA、K、T和等取值 cg设防水准PGA承载力标压缩模量 变形

16、模量 内摩擦角 粘聚力 地层名称及坡积粘土（残积砾质粉质粘土残积粉质粘土（ 打入式预制桩或沉管灌注桩冲、挖、钻孔灌注桩地层名称 状 桩周土摩擦(kPa) q桩端承载力标准值桩端态 土(岩)承载 及力p力标准值标准值q成因代号 (kPa) p15 5 10 (kPa) qs ml稍密10 人工填土(Q) 度底沉渣厚当孔dl硬塑-35 坚硬 (Q坡积粘土) 按左列数时，100mmel折减系数值乘以0.4残积砾质粉质粘土(Q) 2000 2300 可塑30 -硬塑 1400 后采用。el残积粉质粘土1800 (Q25 2100 ) 可塑-硬塑 全风化1200 2700 45 cm/s（K Tg成因代

17、号 2） dlQ）Q el(Q) el） 天然容重（KN/m18.1 17.8 18.0 常遇地震63.2% 28.81 0.040 0.42 3） f准值k（kPa）220 220 200 （E s）MPa7.0 8.0 7.0 偶遇地震 10% 84.08 0.114 0.50 E O（MPa15.0 16.0 15.0 ） 罕遇地震 2% 渗透系数C K（m/d（度）24.0 25.0 24.0 156.88 ）（kPa30 0.10 30 28 0.217 0.60 0.20 0.10 粗粒 花岗岩max c 全风化强风化 18.5 19.0 0.21 0.092 400 700 13

18、.0 17.0 0.25 0.262 65.0 110.0 30.0 35.0 35 40 0.31 0.499 0.20 0.39 细粒花岗岩d1 c 全风化强风化 18.5 19.0 0.008 0.0228 350 600 12.0 16.0 0.029 0.0650 55.0 95.0 28.0 32.0 32 38 0.067 0.1240 0.20 0.39 构造碎裂岩d2d3强风化 18.8 2.28 0.40 500 15.5 6.50 1.63 90.0 30.0 36 12.39 4.46 0.39 d4 3.34 11.46 26.48 4 岩土工程分析与评价 4.1 场

19、地稳定性与适宜性分析与评价 根据场地区域地质构造特征，地震活动性规律和钻探揭露情况，场地内不存在大型活动断层，仅发育一条走向NW，倾向SW的陡倾角张扭性非活动性断裂，场地内无其它不良地质现象，拟建场地是稳定的，适宜建超高层建筑。 4.2 岩土设计参数的分析与评价 4.2.1 天然地基岩土设计参数见表4。 4.2.2 桩基础岩土设计参数见表5。 。6 深基坑支护岩土设计参数见表4.2.34.3 基础选型的分析与评价 根据建筑物特征和场地岩土条件，拟建大厦主塔楼应采用桩基础，裙楼可采用天然地基或桩基础。当裙楼采用天然地基而主塔楼采用桩基础时，应考虑采取相应措施来处理裙楼和主塔楼之间由于采用不同基础

20、类型造成的沉降差问题。 人工挖孔灌注桩作为在深圳地区广泛应用，并且是一种施工简便，造价低廉和质量可靠的桩型，建议主塔楼首选基础工程桩为人工挖孔灌注桩，以微风化粗（细）粒花岗岩作桩端持力层。 4.4 深基坑支护形式的分析与评价 拟建大厦设地下室4层，设计基坑深度为17.5m（内筒部位开挖深度为24.5m）。基坑北侧为25层宝华大厦（人工挖孔桩基础，桩端持力层为强风化岩），其地下室外墙与本工程地下室外墙相距6.0m；东侧为4栋7层民用建筑（均为天然地基），相距4.0m；南侧为赛格电子配套市场（8层，框架结构，浅基础，基础埋深1.5m，1985年建成），一般相距2.0m，最近处仅0.2m；西侧为著名

21、的深圳华强北商业街，设计地下室外墙距人行道10.00m，场地四周有复杂密布的各种市政管线。 为确保四周建筑物的安全和正常使用，特别是应业主要求：“在赛格广场大厦的建设期内，必须保证赛格电子配套市场的正常营业”，建议地下室基坑支护形式采用地下连续墙，以强风化岩作墙底持力层，地下连续墙的埋深建议不小于25.0m。 综合考虑深基坑开挖、基坑降水和人工挖孔桩施工降水对周围建筑物的影响以及拟建场地位于繁华的闹市区，施工场地特别紧张而影响施工进度等问题，建议采用全逆作法施工，来解决上述一系列问题，同时亦可缩短工期，节约投资。 8 表4 天然地基岩土设计参数建议值 ）表5 桩基础岩土设计参数建议值 强风化2

22、700 60 3000 粗粒花岗岩3-1) (中风化 5500 5微风化9500 全风化2700 1200 40 强风化3000 2700 50 细粒花岗岩3-1) (中风化 5000 5微风化 10000 45 强风化 2400 构造碎裂岩中风化 4000 微风化 6000 表6 深基坑支护岩土设计参数建议值 固结不排水 设计参数基床反力系数 K 不固结不排水 有效应力总应力 水平K 垂直K C C C 土层名称cuVuu cu uuHcu cu(kPa) () (MPa/m) (kPa) (MPa/m) () (kPa) () dl)(Q 坡积粘土15 10 40 25 25 20.0 2

23、0 25 el)(Q 残积砾质粉质粘土26 18 10.5 25 22.5 25 45 30 el)(Q 残积粉质粘土25 15 8.0 40 25 20 18.0 25 全风化粗粒花岗岩30 75 25 50 12.5 30 24.0 35 全风化细粒花岗岩28 11.5 30 23.5 70 40 30 20 强风化粗粒花岗岩32 35 60 26.5 45 30 13.5 100 强风化细粒花岗岩30 40 25.0 30 95 55 12.5 35 9 4.5 基坑降水可能性及其对周围环境影响的分析与评价 考虑到基坑降水对周围环境的影响和场地水文地质条件特征，场地内主要含水层为强（中）

24、3/d.m，渗透系数风化粗（细）粒花岗岩及构造裂隙带，计算表明，其单位涌水量为1.151.18m3/d，说明场地内地下水量小，渗透性弱，加上含水层的0.0720.39m/d，基坑总涌水量601.7m顶底板有厚度大、隔水条件好的隔水层，当基坑支护系统采用止水帷幕或地下连续墙措施，并且止水帷幕或地下连续墙垂向长度不小于25m时，预计周边建筑物实际发生的最大沉降量不超过51.5mm，且沉降较均匀，不会影响周边建筑物的正常使用，在采用止水帷幕或地下连续墙措施之后，则基坑开挖或当采用人工挖孔灌注桩作工程桩时，不需采用封闭式井点降水措施，可在基坑（桩）施工中采用坑（桩）内直接排水。当遇到富水构造裂隙时，可

25、采用超前井或局部布置少 量小口径井点排除地下水。 5 地下连续墙设计与地下室逆作法施工 经多次方案比选，最终选定基础工程桩采用人工挖孔灌注桩，主塔楼以微风化基岩作为桩端持力层，裙楼以中风化岩作桩端持力层。基坑支护采用“地下连续墙”方案，地下室采用逆作法施工。 5.1 地下连续墙设计 5.1.1 地下连续墙嵌固深度确定 本工程地下连续墙按其内边线与地下室周边轴线重合布置，周长340m，替代地下室外墙。地下连续墙既是围护结构，同时兼做承重墙，在设计中验算了地下连续墙结构的整体稳定性、承载力等多种安全度，也考虑了地下水的渗透以及对环境的影响，最后取定地下连续墙的有效深度按不小于25.0m（墙顶标高为

26、设计0.00以下1.6m），并入强风化岩内1.0m进行双控。 5.1.2 导墙设计及槽段划分 导墙的主要作用是划分挖槽位置、防止槽壁坍塌、储容泥浆等。本工程采用“”现浇RC导墙，导墙厚200mm，深1500mm。 槽段的长度根据成槽机械设备的成槽能力、砼的供应能力、槽壁的稳定性等综合确定，且满足结构要求梁板放在槽段上。共划分为68个槽段，标准长度为6m。对于邻近电子配套市场的一侧，相应缩短槽段的长度，增加导墙的厚度及深度。 为保证地下墙的整体性和足够强度，槽段之间的接头位置必须避开地下室的拐角部位及内部结构的联结处。 5.1.3 地下连续墙结构设计 地下连续墙的结构设计采用同济大学开发的三维有

27、限元计算软件，对施工阶段及使用阶段进行了仿真计算，模拟逆作法施工的各个工况，共计算了14种工况。计得地下墙弯矩M=900KNm，max支撑轴力N=600KN，水平位移S=8mm。 maxmax地下墙厚度取定为800mm，混凝土强度等级为C30，抗渗标号S8，主筋按弯矩包络图配置，最大配筋28250。地下墙墙顶设置RC冠梁，以加强其整体性；地下墙采用柔性接头，为改善地下室的使用和受力条件，设200mm厚RC内衬。 5.1.4 支撑系统设计 地下室结构的梁板结构为地下室逆作法施工的可靠支撑体系，其内力计算考虑其与地下墙的空间协同作用进行计算，根据地下墙计算内力校核，主体结构设计单位取定的地下室梁板

28、结构尺寸满足要求。梁的尺寸一般为60010008001200mm，板厚400600mm。施工过程中，可先做些临时水平支撑。 5.1.5 中间支撑柱及预埋件 10 本工程所有柱子均为钢管混凝土柱，柱最大轴力N=90000KN，对应的钢管断面为160028mm。基础为一柱一桩布置的挖孔桩。 经计算复核，本工程不专门另设中间支承柱，逆作法的中间支承柱采用工程柱。地下室结构的梁板体系与地下连续墙的连接采用预埋钢筋、预埋钢板连续。 5.1.6 冠梁设计 本工程地下墙设冠梁，将各槽段地下墙顶部连成整体，以在基坑土方开挖时，协调各单元的受力与变形。地下墙顶部冠梁高1000mm宽1000mm，砼标号C30。冠

29、梁兼作地下室外墙一部分，因此地下墙冠梁内设预埋件，并预留各种穿墙管的位置。 5.2 地下室“全逆作法”施工 5.2.1 “全逆作法”施工工序概念设计 地下室采用“全逆作法”施工，按以下工序进行：地下连续墙施工人工挖孔桩施工安装中间支承柱（结构钢管混凝土柱）进行正/逆作法分界层楼板（0.00层）的施工地下、地上结构同步施工。 5.2.2 地下连续墙施工工序 地下连续墙的施工顺序如下：测量放线导墙、道路修筑成槽施工清孔、吊放接头管钢筋笼制安砼水下浇筑转入下一单元槽段。 5.2.3 地下连续墙施工 （1） 成槽施工 地下墙垂直度设计偏差1/200，采用索式抓斗、导杆抓斗进行成槽施工，抓斗抓至设计标高

30、后，用冲击配合方锤修槽。 地下室为承重墙，槽段形成后，在钢筋笼入槽前，进行清槽，控制沉渣厚度2cm；然后吊装接头管，待砼初凝后，顶升拨出接头管。 （2） 钢筋笼制作与安装 在场地内设四个256m的钢筋制作平台，钢筋笼的制安过程中，严格按设计图纸设置预埋钢筋，确保预埋件的水平、垂直位置准确。预埋件焊接在钢筋笼上，外盖泡沫塑料板。 用一台136t的主吊机结合一台20t的吊机，采用两侧铁扁担的起吊方法起吊钢筋笼。对于高大的钢筋笼分段起吊，竖向拼接，然后整体入槽。竖向拼接的位置设在墙体弯矩较小处，竖向钢筋的连续用焊接。 （3） 混凝土水下浇注 成槽清槽检查合格后，吊装接头管和钢筋笼后，即可浇筑砼。采用商品砼，开导管法水下浇筑。导管下口埋入砼2-4m，随浇随提升随拆，不得中断。 （4） 中间支撑柱施工 完成北侧及东侧地下连续墙的施工后，