深大基坑撑桥一体关键技术（完结）

深大基坑撑桥一体关键技术

【典型案例】天津平安泰达金融中心

位于天津小白楼CBD商务区，总建筑面积30.63万㎡。北办公塔楼地上56层，建筑高度313m；南公寓塔楼地上63层，建筑高度240m；还包括4层裙楼，5层地下室。

6.1 基坑工程概况

基坑南北长163m，东西宽93m，总面积1.45万㎡。其中，办公塔楼2620㎡，开挖深度26.75m；公寓塔楼1590㎡，开挖深度25.75m；裙楼区域10290㎡，开挖深度24.25m。基坑最大深度31.3m，土方开挖总量达40万m3 。

6.2 基坑支护体系设计

基坑采用地下连续墙+5道钢筋混凝土内支撑支护，地连墙厚1m、1.2m，深度60m，共85幅，中心线总长度485m。内支撑采用两个圆环+桁架支撑形式。

6.3 建造难点

难点1 工程环境条件复杂

地处市中心繁华地带、四面环路，交通拥堵、行车受限；紧邻历史保护建筑、老旧小区，百余条管线环绕；富水软土地质，条件极差，基底处于承压含水层上表面。环保要求高，变形控制难。

难点2 土方与支撑工程量大

地处城市核心区，出土时间受限，每天有效出土时间仅6h，要在280d内完成40万m3土方及5道内支撑施工难度大。

6.4 限制条件下60m超深地连墙施工技术

6.4.1 “三抓一线”成槽施工技术

针对复杂地质土层，选用自动调平、自动回位、可视化自动监控大型成槽机，成槽机一字线行走，仰角锁定、自动回位、自动纠偏多项措施保证成槽平整度。

6.4.2 下沉式泥浆池储备处理与循环利用技术

地连墙与桩基同步施工，利用拉森钢板桩做围护结构，在基桩间隙设计一种简易全下沉式大方量泥浆储备池，减小泥浆储备对狭小场地空间的占用；减少对场内交通、物料存储及施工组织的影响。

6.4.3 90t偏心钢筋笼整体吊装技术

建立钢筋笼有限元模型，设置纵横向桁架筋并加强吊点，通过吊点优化，对配筋不均、刚度、质量不均的地连墙钢筋笼采用“双机抬吊”多点整体吊装。

6.4.3 90t偏心钢筋笼整体吊装技术

钢筋笼吊装时间大幅缩短，由6h减小为2h，提速达60%。

6.5 “撑桥一体化”快速出土设计与施工技术

6.5.1 出土栈桥结合内撑设计技术

① 环内增设出土平台：依据原支撑方案，第一种方案直接在第一道撑上增设出土平台，需要多级倒土，出土效率低。第二种方案在两个圆环内各增设一个出土栈桥，直接到达三道撑（-13.65m），既影响北塔楼结构施工，也影响出土效率。两种方案均不可行。

② 内支撑平面优化：将两个圆环+桁架支撑优化为两个大圆环支撑，封板面积由9500㎡优化为6300㎡，避开两栋塔楼结构，减少撑下掏土面积，提高土方开挖效率。

③ 内支撑道数优化：在满足基坑变形要求的前提下，将5道撑优化为4道撑，将最小支撑间距从2.2m加大到3.0m，调整支撑位置，解决了撑下机械掏土施工受限难题。

④ 出土栈桥设计：结合内撑设置直达第三道支撑（-16.9m）的穿对撑出土栈桥，形成“一桥两平台”出土通道。增加支撑刚度，通过漫游提前规划格构柱布置点位，确保出土车辆畅通到达各道支撑。

6.5.2 “一桥四岛”快速出土技术

① 一桥四岛：在支撑上形成4个出土岛，多点出土，立面上分解多个成浅基坑。土方车辆可直接下至基坑底部，降低了开挖高度，加快装车速度。

① 一桥四岛：在支撑上形成4个出土岛，多点出土，立面上分解多个成浅基坑。土方车辆可直接下至基坑底部，降低了开挖高度，加快装车速度。

② 土方开挖：严格遵循“对称、平衡”和“先撑后挖”的原则，中心岛式，分5步退台开挖。

③ 出土效率：190d完成40万m3土方，平均出土量达192车次/d，约2900m3/d，相比传统方式提高了1400m3/d，且减少一道支撑的施工和养护时间，节约工期90d。

6.6 紧邻既有老旧小区保护技术

6.6.1 BIM+三维激光扫描仪监测技术

对深基坑及南侧仅30余米80年代建成的天然地基砖混结构的老旧小区，通过三维激光扫描仪+BIM监测技术，信息化指导施工，变形在允许范围之内，确保基坑施工安全。

6.6.2 降排灌一体化智能系统控制技术

通过降排灌一体化智能系统控制技术，按需降水，自动无加压回灌，降水效果良好。同时水资源循环利用及用于现场部分用水，节省人工，减少电能损耗，使地下水处于稳定平衡状态，对老旧小区变形起到抑制效果。

6.6.3 电阻率成像法物探检测技术

在基坑南侧地连墙成槽期间，下部土体出现大量塌陷，基坑开挖时，出现大量液化土体，且在局部位置出现涌砂现象，采用电阻率成像法物探检测技术，对土层分布合理判断，精准数据分析为加固提供依据。

6.6.4 软弱地基分仓封闭注浆加固技术

根据物探结果，针对不良土层分布情况制定注浆加固方案；同时考虑到注浆加固对环境、管线不利影响，制定分仓封闭加固方案，采用水泥土搅拌桩+注浆组合分仓加固方式，确保基坑、道路管线、老旧小区稳定。

6.6.5 基坑变形加强控制技术

① 基底增设混凝土加强带：将原公寓塔楼基础底板靠近地连墙一侧留置的被动反压土，采用C30普通混凝土进行抽条置换，增大对地连墙根部的嵌固作用，减小地连墙变形，从而抑制道路及老旧小区变形。

② 设置扶壁柱支顶导墙：由斜抛撑支顶受力转换为第一道支撑及扶壁柱支顶导墙的受力体系，确保导墙稳定，防止导墙变形倾斜引发周边环境变形。并优化地连墙与地下室顶板节点构造，将冠梁作为正式结构免拆除，为基坑及紧邻的老旧小区提供安全保证。

6.7 城市核心区支撑高效安全爆破拆除技术

6.7.1 多段小剂量孔内外延时爆破技术

创新采用“多段小剂量孔内外延时爆破”技术，即多布孔、少装药，起爆顺序从自由面至围护结构延时起爆，支撑炮孔沿孔距逐段延时传爆。爆前利用绳锯对支撑梁和地连墙连接处进行切割，阻止爆破振动向外传递。同时爆前对支撑封板剔凿处理，提高爆破整体效果。

6.7.2 双层防护与自动化降尘技术

创新采用防护皮带+密目 进行双层安全防护，避免飞沙走石飞向坑外。采用自动化喷淋系统降尘措施，将扬尘控制在0.5m范围以内，实现快速、安全、绿色拆除。

7、深大基坑无内支撑关键技术

【典型案例1】国家大型地震工程模拟研究设施项目

位于天津大学北洋园校区内，是国家“十三五”重大科技基础设施建设项目。工程包括实验中心和仿真中心，其中实验中心地下3层，地上1层，局部2层，结构形式为“混凝土结构+钢结构”。

【典型案例2】天津康汇医院

位于西青赛达工业园区，为三级甲等综合医院，是西青区重点民生工程。由8栋单体组成，总建筑面积46万㎡，地下2层，地上最高15层，结构形式为“混凝土结构+钢结构”。

7.1 基坑工程概况u

7.1.1 国家大型地震工程模拟研究设施项目

基坑东西长301m，南北宽164m，总面积4.5万㎡。大面开挖深度为14.7m，基坑最大深度18.4m，土方开挖总量约55万m3。

7.1.2 天津康汇医院

基坑东西长330m，南北宽250m，总面积8.5万㎡。大面开挖深度为11.4m，基坑最大深度15.5m，土方开挖总量达100万m3 。

7.2 建造难点

难点1 基坑内支撑建造无法满足特殊工艺要求

软土地区深大基坑通常采用内支撑支护体系，极少采用无内支撑的桩锚支护体系，常规桩锚体系在软土地区易发生变形大的安全隐患。地震设施工艺要求结构完整性，临时构件不能穿平台结构，传统内支撑体系无法适用。

难点2 单一无内支撑支护体系支护深度受限

基坑超深超大（空间），支护、降水、土方相继施工，流水作业，工期长（时间），软土地区时空效应明显。常见的无内支撑基坑支护体系，如放坡、悬臂桩、锚索等，单一支护方式在软土地区极限支挡深度受限。

7.3 基坑支护体系设计

7.3.1 国家大型地震工程模拟研究设施项目

根据工程特点，初步设计二级放坡＋悬臂灌注桩＋斜支撑、二级放坡＋双排悬臂灌注桩和放坡+直斜交替桩+旋喷桩锚三种无内支撑支护形式，综合对比安全稳定性、结构连续性、环保、工期与成本等因素。

7.3.2 天津康汇医院

根据工程特点，初步设计二级放坡＋悬臂灌注桩＋斜支撑、二级放坡＋双排悬臂灌注桩和放坡+直斜交替桩+旋喷桩锚三种无内支撑支护形式，综合对比安全稳定性、结构连续性、环保、工期与成本等因素。

7.3 软土地区超大超深基坑多级无内支撑支护体系设计技术

7.3.1 无内撑支护体系选型

① 初步选型：根据工程特点，初步设计二级放坡＋悬臂灌注桩＋斜支撑、二级放坡＋双排悬臂灌注桩和放坡+直斜交替桩+旋喷桩锚三种无内支撑支护形式，综合对比安全稳定性、结构连续性、环保、工期与成本等因素。

① 初步选型：经过综合对比分析评价，选定“放坡+直斜交替矩形桩＋旋喷桩锚”自稳型无内撑支护体系。在满足结构安全、稳定前提下，该支护体系具备不影响结构连续性，结构设计宽度最小，在环保、工期及成本上均有较大优势等特点。

② 自稳型直斜桩选型：通过对比多种悬臂支护体系的极限支挡深度、基坑变形及环境影响、桩体变形、桩体弯矩等参数，为高自稳型无内撑支护体系选型提供重要依据。与悬臂型支护结构对比，自稳型无内支撑支护体系最大位移减小2~5倍，最大极限支挡深度可提高50%。

③ 倾斜桩角度选择：选择直斜0 ° +10 °与0 ° +20 °组合进行比对，通过模拟实验结果显示，同等桩顶水平位移情况下，0°+20°具备支护能力更强，满足更深的基坑开挖深度要求。与全直、全斜支护形式对比，斜直交替桩的支护效果大幅度提升。

④ 组合支护参数选择：不同参数实验数据对比，选择安全系数更高的组合参数，在安全系数影响程度较小情况下，充分考虑经济性，最终确定深度组合8/6.7m、平台宽度7m、二级支护单排桩＋锚索组合参数。

7.3.2 优化多级支护变形控制能力

通过多渠道建模数值对比分析，优化多级支护迭代耦合作用下变形控制能力，解决了软土地区深大基坑无内支撑设计难题。整体分析多级支护交界位置最大变形值为27.83mm，采用启明星复核，基坑安全可控。

7.3.3 设置加厚配筋垫层

开挖完成后设置8m宽20cm厚配筋垫层，与工程桩锚固，支顶到周边支护桩。实现了超前支撑，减少坑底无撑暴露时间，有效降低基坑变形。

7.4 直斜交替预制空心矩形桩自稳支护设计与施工技术

7.4.1 确定直斜桩最佳组合角度

直斜交替预制空心矩形桩，桩型375mm×500mm，桩长12m，采用试验受力分析对比，直斜交替矩形桩最佳组合角度为0°+20°。该体系具有“斜撑、刚架、重力、减隆”的自稳特点，最大水平位移41mm（警戒值为50mm），基坑处于安全状态。

7.4.2 直斜桩多角度液压沉桩

沉桩过程中创新采用YZY800XJ斜搅拌桩机，可调角度夹桩器固定预制桩并调整压桩角度，压桩油缸活塞杆液压精确沉桩，实现直斜桩多角度沉桩。斜桩之间土体挂 喷浆保护，保证支护总体效果。

7.4.3 预制冠梁装配式安装

直斜桩创新采用预制冠梁，分节长度3.6m，工厂定模预制，现场起重机械吊装。冠梁节段之间采用分体式套筒快速连接钢筋，直斜桩桩头与预制冠梁连接区域采用同标号早强混凝土进行浇筑。直斜桩桩体与预制冠梁装配式组合成稳定体系，实现基坑支护绿色、快速建造。

7.5 扩大头锚固式长短交替应力分散型旋喷桩锚设计与施工技术

7.5.1 扩大头锚固式旋喷桩锚索

创新采用扩大头锚固式旋喷桩锚索，扩大头设置Φ100mm*10mm三个锚盘，旋喷注浆、两喷两搅加固土体，旋喷桩长度约为2/3左右，增大锚固段的受力强度。

7.5.2 长短交替应力分散型桩锚

优化等长桩锚体系（长度16m），采用长短交替应力分散型桩锚体系（长锚20m、短锚12m），降低多级支护耦合迭代引起的桩锚体系连续倒塌的风险，最大变形值为21mm（警戒值为40mm），基坑安全可控。

7.6 预制矩形空心支护桩创新监测技术

创新采用基坑矩形空心支护桩测斜管施工技术与矩形空心支护桩应力计固定结构及其安装技术，解决预制空心矩形直斜桩测斜及应力监测难题。在最大限度不增加桩体自身强度的前提下，实现了直斜交替矩形支护桩体变形精准监测。

（深基坑内容全部更新完毕）

---