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武汉临江临地铁深基坑施工关键技术-阿里巴巴华中总部项目

TRD工法 2023年3月28日 项敏 504


前 言


随着经济发展,我国城市中高层及超高层建筑和临江、临地铁项目越来越多,所涉及的深基础工程也越来越多。密集的建筑物、大深度的基坑及其周围复杂的地质环境和地下设施,常常使基坑放坡开挖这一传统技术不再能满足现代建设需要。因此,一些临江临地铁的超深基坑关键技术为项目完美履约提供了强有力的技术支撑,而阿里巴巴华中总部项目武汉临江临地铁深基坑施工关键技术的应用便是其中一个极好的典范。

阿里巴巴华中总部项目深基坑施工背景

阿里巴巴华中总部项目位于武汉内环核心区域——徐东商圈,隶属武昌滨江商务区,总建筑面积约45万平方米,集办公、商业、酒店、文化等多种业态功能于一体,其中地上两座塔楼,其中主塔楼272.35米,副塔楼172.85米,地下为四层地下车库。未来,华中总部将有阿里巴巴及生态企业入驻,同时将汇聚新零售等业态,打造集工作、商业、生活、创业为一体的智慧产业集聚区。本工程基坑设计先进,深度堪称华中地区之最:


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深基坑

项目地下室4层,基坑深度18米,是继武汉绿地集团之后又一最深基坑。项目紧邻长江边上,最近处不足1千米,属于典型的长江漫滩地质。


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最深地下连续墙

项目毗邻徐东大街8号线地铁,最近处仅距离8号线19.3米,基坑深度约18米,塔楼坑中坑部位最深约28米。


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深基坑支护在-2.5米、-7.7米和-12.5米(支撑梁中心标高)处共设置了三道钢筋混凝土内支撑,内支撑平面布置图如下图所示。


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武汉临江临地铁深基坑施工关键技术


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TRD工法技术

TRD工法技术是一种等厚度水泥土地下连续墙工法,原位置上混合搅拌壁式地下连续墙施工方法。利用TRD工法机的链锯式刀具箱竖直插入地层中,然后作水平横向运动,同时由链条带动刀具作上下的回转运动,搅拌混合原土并灌入水泥浆,形成一定厚度的墙。其主要特点是成墙连续、表面平整、厚度一致、墙体均匀性好


地铁等厚度水泥土搅拌墙采取落底式设计,主要作用为对地连墙坑外槽壁进行加固,兼做止水帷幕,墙顶设计标高-1.2米, 设计深度60-62米,且需进⼊强风化岩0.5米,墙厚850毫米。地铁等厚度水泥土搅拌墙,墙顶设计标高-1.2米, 设计深度28米,墙厚850毫米,主要作用为对地连墙坑外槽壁进行加固。


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三轴搅拌桩技术

本项目采用MC-920型三轴搅拌机,三轴搅拌桩分布密集分布在基坑775米周长所有部位共计721幅,地铁侧11排共计561幅。基坑四周的三轴主要起槽壁加固及少量的止水作用,地铁侧除了加固槽壁外还额外防止深基坑施工对地铁八号线的扰动。


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后注浆钻孔灌注桩技术

本项目裙楼及2栋塔楼采用后注浆钻孔灌注桩,塔楼桩径1000mm,设计有效桩长55m,桩基施工最深达到-82米。裙楼桩径800mm,设计有效桩长43m,施工钻进孔深达到-63米,所有工程桩全部穿透粉砂层和砂砾岩,仅嵌入地底岩石层深度就达10米以上。


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超深地下连续墙技术

项目采用SG70型号(最大成槽深度80m,最大提升力700KN,系统压力35MPa,主机重量98t,发动机额定功率300KW)成槽机作为主力。其中钢筋笼最长达58米,重量高达87.6t,单幅地连墙混凝土方量达427方。


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▲60米钢筋笼起吊示意图


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有限元模型建立及模拟优化拆撑方案

常规基坑支护设计中拆撑要求需要相应各层水平结构全部形成并达到设计强度的80%以上方可实施。同时场地狭小,料场周转等问题也严重影响施工进度。不能满足合同对地下室工期的节点要求。本项目采用Midas GTS NX有限元模拟方法对地下结构施工过程中支撑分块拆除进行了数值模拟,并分析了地下结构施工过程中支撑分块拆除引起的基坑围护结构的变形情况。对内支撑结构拆除方案进行了优化,划分拆撑施工段数,使地下连续墙充分发挥其支护作用,更重要的是消除了因支撑拆除带来的技术间歇,使得施工中能形成不间断流水施工。最终在确保基坑安全的同时,加快了施工进度。


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地下施工对地铁及基坑监测技术

深基坑开挖到地下室工程完工过程中定期对武汉市轨道交通8号线隧道进行三维扫描,并进行数据处理,对隧道结构进行分析判断。同建设单位、监理单位和地铁运营公司形成联动机制,数据信息互通,确保基坑安全和地铁运营安全。


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▲三维激光扫描

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▲隧道裂缝检测

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地铁变形监测


同时对地连墙变形、周边房屋、道路和管线沉降进行定期监测,保证施工区域及周边环境的安全。


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▲基坑和周边环境监测


施工过程中基坑围护桩水平位移、支撑内力均未达到设计新增位移及内力报警值,周边建筑、道路和管线沉降稳定。临近地铁道床沉降、拱顶沉降和水平位移呈平稳趋势。



技术应用成效

阿⾥巴巴华中总部项⽬团队研发了临地铁深基坑落底式地连墙+TRD支护“共济”成套技术、超深基坑支撑和栈桥合二为一技术、基于“先角后对”及荷载“线面转换”工况下的分区分段拆撑施工关键技术,充分发挥支护、止水式地连墙和槽壁加固、止水式TRD作用,临地铁侧采用地连墙全落底、非临地铁侧采用TRD落底,最终达到既经济又全封闭的承压水的支护效果。通过创新技术应用,圆满解决了临江临地铁深基坑的难题,支护无漏水、坑底截水效果良好,支护结构、基坑土方、内支撑拆除期间,地铁道床沉降、拱顶沉降和⽔平位移最大8.7毫米,均小于预警值10毫米,实现了基坑及周边环境变形有效控制,节约工期79天,可为今后类似工程提供经验。总结形成临江地铁深基坑组合支护及分区分段拆撑施工关键技术,完成工法6项,专利10项,发表论文19篇。


项目在阿里巴巴全国60余个项目飞行检查连续3次第一,摘获武汉市月度“市文明工地”流动红旗,收获建设单位表扬信3封,获得武汉市人民政府门户网及湖北日报专题报道。



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来源:中建八局四公司

编辑整理:项敏

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