上海环球金融中心地下逆作法.doc

上海环球金融中心新建工程 裙房地下室逆作区施工组织设计

第一章 工程概况及特点
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第一节 工程设计概况
一. 地下工程设计概况
上海环球金融中心新建工程地下室平面呈不规则长方形，长约200m，宽108～120 m，地下三层。楼板采用带柱帽的钢筋混凝土无梁楼盖，局部采用有梁体系。楼板由钢筋混凝土柱子支撑，柱网间距8.58.5m。基础形式为桩＋筏板基础，桩基采用φ700钢管桩，裙房基础底板厚2.0m（局部2.5m），垫层厚0.2m。
在塔楼地下室和裙房地下室之间设置直径达100m的圆形地下连续墙临时围护结构将地下室分为塔楼区和裙房区，塔楼区采用顺作法先期施工，裙房区采用逆作法施工。在塔楼地下室底板结构达到设计强度后方可开始裙房地下连续墙的施工，在塔楼区主体结构施工至地面层后方可进行裙房逆作区地面层楼板施工，并与塔楼区地面层楼板相连接。地下室塔楼顺作区和裙房逆作区划分如图1-01所示。
裙房逆作区三层地下室建筑面积为4.36万㎡，外墙周长603.5m，基坑面积14613㎡，开挖深度17.85m，局部最大开挖深度为18.85～19.85m，土方工程量25.63万m3，浇筑混凝土约4.98万m3。
二. 裙房地下室逆作区支护结构设计概况
裙房区采用“二墙合一”的地下连续墙作为基坑围护结构、止水帷幕及地下室结构外墙。地下连续墙厚1.0～1.2m，深34.0m，墙顶采用1.51.0m的钢筋混凝土顶圈梁连成整体。坑底被动区采用SMW水泥土搅拌桩加固，加固厚度为4.0m，宽度6.0m，水泥掺量20%；基坑开挖面以上回掺至标高0.00m，水泥掺量10%。逆作施工时，以结构梁板作为基坑水平支撑体系，在结构开口、楼板缺失及－10.55m标高处设置临时钢支撑或钢筋混凝土支撑。水平支撑体系由裙房建筑立柱和新增临时立柱支撑。建筑立柱为轧制型钢H4004001321 （SS400），立柱桩为φ70011（SK490）钢管桩；新增立柱截面为500500mm，采用钢格构柱4∠18018，立柱桩为φ850钻孔灌注桩。逆作完成后，将建筑立柱包浇钢筋混凝土使其成为结构柱，并将新增临时立柱托换拆除。
裙房地下室逆作区支护结构和各层结构梁板设计标高情况分别见图1-02“裙房逆作法支护结构设计概况图一（一般位置处）”、图1-03“裙房逆作法支护结构设计概况图二（机电间处）”及图1-04“裙房逆作法支护结构设计概况图三（多功能厅处）”。
三. 裙房地下室各部位设计参数
裙房地下室各部位设计参数见下表：
地
基
基
础
埋深
17.85m
持力层
7-2
工程桩极限承载力

9600KN 、8200KN
桩基
钢管桩
桩长48m　 桩径Ф700　 t=11　沉降最大值100(59.21)　　残余量63.94
桩长60m　 桩径Ф700　 t=19　沉降最大值35.21(35.21)　残余量10.15
筏板
底板厚度
2 m（2.5m）
顶板厚度
～300mm

地下室
结构形式：3层现浇钢筋混凝土有梁和无梁楼盖，钢筋混凝土包型钢柱，两墙合一；柱网间距8.58.5m
混凝土强度等级及抗渗要求
基础
C30

柱
C40
内墙
C30
外墙
C30P8（水下混凝土）
板
C40
楼梯
C30

钢筋
Ф8-20HPB235(GB13013) Ф6-50HRB335(GB1499) Ф4-12LL550(LGJ/T114-97)
特殊结构
地下连续墙兼作围护墙和地下室外墙；型钢立柱外包钢筋混凝土
其它说明事项：
1 地下工程防水等级为二级；地震设防烈度为7级；
2 地下连续墙和新增立柱桩需分别进行墙底和桩底压浆，以控制结构间的差异沉降，确保结构在各个阶段的安全；
3 本表未注明尺寸单位为mm。
第二节 工程环境条件
上海环球金融中心新建工程西侧为东泰路和金茂大厦，相距40 m；北侧为世纪大道，地面下有正在运营的R2线地铁隧道和银城路地道，离建筑红线距离约50 m；东侧和南侧为公园规划用地及银城东路和银城南路。
裙房地下室退红线距离分别为10 m（东）、10 m～30 m（南）、10 m（西）、3 m（北）。本工程周边地下管线众多，且无综合管线图。根据基坑围护设计单位整理的基坑周边管线分布情况表可以看出，离基坑较近的重要管线有位于世纪大道下的φ500、φ600钢管上水线（离基坑边9m）、φ300钢管上煤线（离基坑边16.5m），还有位于东泰路下的36φ110、60φ100塑料管电话电视线（离基坑边11m）、φ500、φ600钢管上水线（离基坑边13.3m、24m）、φ300钢管煤气线（离基坑边16m）。其余的重要地下管线离基坑边在40～110m之间。

本工程周边环境情况及周边道路下各类管线离基坑边线的距离详见图1-05所示。
第三节 工程地质和水文地质条件
一. 工程地质条件
拟建工程场地邻近黄浦江，根据“上海环球金融中心岩土工程勘察报告”，本工程地基均属第四系河口～滨海相、滨海～浅海相沉积层，主要由饱和的粘性土、粉性土、砂土组成。与裙房地下工程有关的土层自上而下的分布情况详见下表：
工程地质概况表
层次
土层名称
柱状图
厚度(m)
描述
渗透系数（cm/s）
①-1
填土

0.7～2.0
上部为杂填土，下部为素填土，结构松散

①-2
浜填土

0.8～2.2

灰～灰黑，饱和，土质不均匀，结构松散

②
粘土夹粉质粘土

0.6～2.2
褐黄色，很湿，可塑～软塑，属超固结土

③
淤泥质粉质粘土

3.1～5.2
灰色，饱和，软塑～流塑，属超固结土
1.27E-4～1.56E-4
④
淤泥质粘土

9.5～11.2
灰色，饱和，软塑～流塑，属正常固结
3.44E-6～5.39E-6
⑤
粉质粘土

5.7～9.4
灰～褐灰色，饱和～很湿，软塑，属超固结土
3.52E-6～3.72E-6
⑥
粉质粘土

2.3～5.4
暗绿色，湿，硬塑～可塑，属超固结土

⑦-1
砂质粉土夹粉细砂

10.5～14.7
草黄色，饱和，中密～密实，属中等压缩性土

⑦-2
粉细砂

15.5～26.0
草黄色～灰色，饱和，密实，属低压缩性土
1.07E-4～3.16E-4
⑦-3
砂质粘土

4.5～14.0
草黄～灰色，饱和，中密～密实，属中等～低等压缩性土

⑨-1
粉砂夹粉质粘土

4.4～7.0
灰色，饱和，中密～密实，属中等～低等压缩性土

⑨-2
含砾中粗砂

11.8～17.1
灰色，饱和，密实，属低等压缩性土
2.62E-4～4.55E-4
⑨-3
粉细砂

51.6～56.3
青灰色，饱和，密实，属低等压缩性土

工程地质分布与裙房地下工程之间的关系详见图1-02、03、04所示。
裙房地下室底板坐落在⑤灰～褐灰色粉质粘土层上，开挖范围内的土体多为④淤泥质粘土层，为流塑状，对基坑稳定不利。
二. 水文地质条件
工程所在地的上海市位于中国东海之滨，长江三角洲冲积平原，地貌形态单一，地形平坦。拟建场区西临黄浦江，场地绝对标高约3.31～4.04m左右（吴淞高程）。
场地地下水属潜水类型，补给源以大气降水和地表径流为主，场地地下水位在地面以下0.5～0.6m处。现场注水试验和实验室土工试验结果见下表
各土层的渗透系数
土层
深度
（m）
现场注水试验渗透系数(cm/s)
静止水位(m)
水位标高(m)
试验室土工试验渗透系数(cm/s)
③
4.0～6.5
1.27E-4～1.56E-4
0.72～1.33
2.71～2.98
Kv=1.75E-5
Kh=1.10E-4
④
11.0～14.0
3.44E-6～5.39E-6
0.53～1.10
3.04～3.17
Kv=1.32E-7
Kh=6.24E-7

土层
深度
（m）
现场注水试验渗透系数(cm/s)
静止水位(m)
水位标高(m)
试验室土工试验渗透系数(cm/s)
⑤
20.0～22.0
3.52E-6～3.72E-6
1.25～1.46
2.24～2.79
Kv=2.50E-7
Kh=2.34E-6
⑦-2
50.0～56.0
1.07E-4～3.16E-4
5.75～6.00
-1.96～-2.05
Kv=6.21E-4
Kh=1.10E-3
⑨-2
81.0～83.0
2.62E-4～4.55E-4
6.40～6.98
-2.70～-2.94
K=4.20E-4

第⑦-1层砂质粉土夹粉细砂为上海第二含水层，地下水位深度为5.76～6.0m，根据浦东地区深井观测资料，其最高水位深度可达3～4m。本工程深基坑施工时，坑底土自重小于第⑦层承压水压力。
三. 不良地质现象
1拟建场地中部东西向有暗浜贯通穿越，宽约30～46m，埋深0.8～2.2m。暗浜的平面分布如　　图1-06所示。
2第③层淤泥质粉质粘土夹砂质粉土土质较软且不均匀，局部夹较多的砂质粉土，基坑开挖时易产生塌方、管涌、流砂等不良地质现象。
3第⑦-1砂质粉土夹粉细砂层为上海第二个含水层，浦东地区的最高水位深度可达3～4m，在深基坑施工时，承压水可能击穿坑底土层。

第四节 工程特点
综合本工程裙房区工程地质和水文条件、工程周边环境条件、裙房区基坑围护工程施工招标设计方案和招标图纸以及工程结构初步设计图纸，裙房地下工程具有以下特点：
1 裙房基坑面积大，超深开挖，土方开挖量达25.63万m3。而且采用逆作法施工，土方开挖难度大，施工周期长。
2 采用逆作法施工，采用“二墙合一”，对外墙（地下连续墙）的质量要求高；而工程地质条件差，有不均匀的夹砂粉质土层，容易造成塌孔，地下连续墙的施工难度大。
3 坑底有承压水，在工程深基坑施工时，坑底土自重小于承压水压力，须采取减压措施。
暗浜区

4 基坑周边的环境复杂，四周道路下埋各种管线繁多，正式运行的地铁和高耸的金茂大厦距离基坑边仅为40m，在基坑降水作业和土方开挖时，可能造成变形影响，需设置监测点点多面广，协调单位众多。
5 采用逆作法施工，结构预留预埋多，精度要求高。
6 裙房地下室楼层标高不一，在地下设备用房、多功能厅部位只有两层地下室，在土方开挖阶段须加设临时支撑；楼层洞口多，在地下室结构形成前也需加设临时支撑。
7 裙房地下工程施工需综合考虑前期开工的塔楼地下室的情况，以便裙房与塔楼地下室分层顺利对接；同时，还得综合考虑塔楼地上施工的要求，为其提供合理的施工场地。
8 工程地理位置显要，工程影响巨大，对文明施工、安全生产以及环境保护的要求高。

第二章 施工部署
按照上海环球金融中心工程施工总承包总体部署要求，裙房地下工程作为一个独立的单体组织施工，组建裙房地下室逆作区项目经理部，在总承包部的统一协调下，负责对裙房地下室工程施工全过程进行管理。
第一节 施工组织机构
拟采用的施工管理组织机构图如图2-01所示。
第二节 逆作法施工流程
一. 裙房地下室逆作法施工总流程
裙房地下室逆作法施工总流程见图2-02所示。
二. 地面层楼板结构施工流程
地面层楼板结构施工流程见图2-03所示。
三. 基础底板施工流程
基础底板结构施工流程见图2-04所示。
 

第三章 主要施工方法

第一节 施工测量
一. 裙房地下连续墙施工测量
1. 平面控制网
遵循“先整体、后局部，高精度控制低精度”的原则，利用塔楼区地下工程施工阶段已经建立的整个场区的平面控制网，使用全站仪，采用极坐标法，建立裙房地下室逆作区首级平面控制网（见图3-1-01）。控制点桩位用混凝土保护，并用红油漆作好测量标记。 　　　　　　　
2. 高程控制
利用塔楼区地下工程施工阶段埋设的半永久性高程点，与业主提供的场区水准基点进行联测，复核后作为裙房地下室逆作区高程控制的基准点，点位布置见图3-1-01。场区内设四个水准点。

二. 裙房地下室逆作区楼层施工测量
1. 楼层施工阶段平面控制网
在地面层楼板施工完成前采用外控法，控制点同裙房地下连续墙施工阶段。在地下连续墙开始施工至第一次土方开挖期间对轴线控制桩每半月复测一次，以防桩位位移影响到正常施工及工程测量的精度要求。在地面层楼板结构施工时，采用全站仪与塔楼控制轴线校核后，进行地面层结构的轴线测量。
地面层楼板施工完成后，将控制轴线引测至建筑物内。根据施工前布设的控制网基准点及施工过程中流水段的划分，在各施工区域内做内控点（每一施工区至少2～3个内控基准点），埋设在地面层相应偏离轴线1米的位置。基准点采用预留150mm150mm洞口，洞边刻划十字线，作为竖向轴线投测的基准点。基准点周围严禁堆放杂物，向下各层在相应位置留出预留洞(150mm150mm)。本阶段平面控制网见图3-1-02。
轴线控制点采用激光经纬仪自上而下逐点投测，保证每一施工段至少2～3个点，作为角度及距离校核的依据。控制轴线投测至施工层后，先在结构平面上校核投测轴线，闭合后再测设细部轴线。
当每一层平面或每段轴线测设完后，必须进行自检，自检合格后及时填写报验单，写明层数、部位、报验内容并附一份报验内容的测量成果表报送监理单位复核认可，及时验证各轴线的正确程度状况。

2. 楼层施工阶段高程控制
（1） 高程控制点的联测
在向基坑内引测标高时，首先联测高程控制网点，以判断场区内水准点是否被碰动经联测确认无误后，方可向基坑内引测所需的标高。
（2） 标高向下传递
采用钢卷尺水准法在同一平面层上所引测高程点，与塔楼各层标高控制点作相互校核，每次校核不少于3个点，校核后的校差不得超过3mm，取平均值作为该段施工标高的基准点，基准点在与裙房地下室相邻的塔楼竖向结构上和引测点附近的立柱上进行标识，以便施工中使用。
待模板支好检查无误后，用水准仪在高程控制点以外的钢立柱上抄测结构1米线，作为该层结构施工标高控制的依据。

三. 测量仪器配备
裙房地下室施工阶段测量仪器的配置见下表：
名称
型号
精度
用途
数量
经纬仪
J2
2″
角度测量
2台

激光经纬仪
J2-JD
2″
垂直投影
2台

水准仪
DSZ3
≤3mm/ km
施工水准测量
4台

精密水准仪
B20
1mm/km
沉降观测
2台

全站仪
SETECⅡ
2″（3mm＋2ppD）
角度、距离测量
1台

50m钢卷尺

垂直、水平距离测量
4把

第二节 地下连续墙施工
一. 施工段划分
根据工程规模、场地条件和工程工期，裙房地下连续墙划分为三段，同时施工。施工段划分示意见下图3-2-01：
二. 施工准备
1. 主要设备配备
（1） 成槽设备
配备3台BM500型成槽机，两个MHL60100抓斗和一个MHL80120抓斗。成槽机如右图所示。
（2） 起重设备
采用4台起重机，其中用二台50t履带吊，二台30t汽车吊。
成槽机示意图

（3） 泥浆系统设备
泥浆系统配备泥浆拌制设备、送浆及回浆设备、废浆处理设备等。
（4） 混凝土浇筑的辅助设备
配备刷壁器、砼浇灌机架和锁口管顶升架等辅助设备，砼浇灌采用Φ250导管。
（5） 钢筋加工设备
钢筋的下料、预埋件的制作和钢筋笼的焊接均在现场进行，配备对焊机、弯曲机、切断机及电焊机等相应设备。
（6） 质量检测设备
为确保泥浆质量，配备一套泥浆检测设备，主要有泥浆比重计、粘度计等。

2 场地处理
在开始制作导墙前对地下6～8米范围内土层进行以鉴别土壤类别为主的简易勘探，加密钻探孔以查清其现状。结合浦东临近地区已施工的地下连续墙的经验，通过配置性能优良的泥浆和加深导墙等方法解除不良地质对地下连续墙施工质量的影响。对于紧靠围墙部位的地下连续墙，在地质条件特别差的地下连续墙成槽加固方式为：在地下连续墙内外侧各设置一排Φ650@450SMW工法水泥土连续墙（水泥掺量为10%），墙深10米。
地下连续墙成槽加固示意图如图3-2-02所示。
3. 导墙制作：
本工程导墙采用“ ”型整体式钢筋砼结构，导墙间距1040（1240）mm，肋厚500mm，高一般为2000mm，砼强度等级为C25。导墙模板制作大样见图3-2-03。
导墙对称浇筑，强度达到70％后方可拆模。拆模后沿竖向设置三道100100mm的方木支撑，水平间距为1000mm。并在导墙顶面铺设安全网片，以保障施工安全。导墙临时支撑见图3-2-04。

4. 泥浆工艺：
根据本工程的地质情况以及以往附近工程地下连续墙施工经验，本工程拟采用泥浆指标如下：
陶土粉：8～10％ ；
C M C：0.03～0.05％ ；
纯 碱：0.4～0.5％；
比 重：1.05～1.10g/cm3；
粘　度：19～25秒(漏斗粘度) ；
失水量：<30ml/30min ；
泥皮厚度：<1mm
PH值：8～9
三. 施工流程
本工程地下连续墙施工流程合理考虑槽段施工顺序，保证一定间隔距离，基坑每一边上槽段应间隔施工，减小对周边环境影响。
地下连续墙工艺流程图见图3-2-05。单元槽段的成槽顺序见图3-2-06。

四. 施工方法
（1） 成槽施工：
1） 槽段划分
根据设计图纸将地下连续墙共划分为100幅槽段。槽段划分示意图见图3-2-07。
2） 槽段放样：
根据设计图纸和业主提供的控制点及水准点在导墙上精确定出地下连续墙分段标记线，并根据锁口管实际尺寸在导墙上标出锁口管位置。
3） 成槽垂直度控制：
根据地下连续墙的垂直度要求，成槽过程中利用成槽机上的垂直度仪表及自动纠偏装置来保证成槽垂直度，允许偏差控制在1/400以内。
4） 成槽挖土顺序：
地下连续墙施工采用分段、间隔流水施工。
5） 成槽施工：
成槽过程中，抓斗入槽、出槽应慢速、稳当，根据成槽机仪表及实测的垂直度情况及时纠偏。施工时，为严防槽壁塌方，应定期检查泥浆质量，防止泥浆流失，并维持稳定槽段所必须的泥浆液位，一般高于地下水位500mm以上，并不低于导墙顶300mm。在泥浆可能流失的地层中成槽时，必须有堵漏措施，储备足够的泥浆。现场设集水井和排水沟，防止地表水流入槽内，破坏泥浆性能。成槽施工详见图3-2-08。
6） 槽深测量及控制：
槽深采用标定好的测绳测量，每幅根据其宽度测2～3点，同时根据导墙实际标高控制挖槽的深度，以保证地下连续墙的设计深度。
（2） 清基及接头处理：
成槽完毕，采用底部抽吸、顶部补浆的方法进行置换和清淤，置换量不小于该槽段总体积的1/3，使底部泥浆比重不大于1200kg/m3，地下连续墙沉淀淤积物厚度不大于100mm。
为提高接头处的抗渗及抗剪性能，对地下连续墙接合处，用外型与凹槽相吻合的接头刷紧贴砼凹面上下往返刷动十至十五次，保证砼浇筑后密实、不渗漏。
（3） 锁口管吊放：
槽段清基合格后，立刻吊放锁口管。用起重机分节吊放拼装，垂直插入槽内。锁口管的中心

应与设计中心线相吻合，底部插入槽底300～500mm，以防止砼倒灌。上端口与导墙连接处用木榫楔紧定位，防止倾斜。
（4） 钢筋笼的制作和吊放：
1） 钢筋笼制作平台：
根据施工场地的实际情况，拟搭设三个钢筋笼现场制作的平台。平台尺寸738m，采用槽钢制作。为便于钢筋放样布置和绑扎，在平台上根据设计的钢筋间距、预埋件的设计位置画出控制标记，以保证钢筋笼和各种埋件的布设精度。
双机抬吊钢筋笼实况
2） 钢筋笼制作、埋件固定、注浆管固定和保护层设置：
钢筋要有质保书，并经试验合格后才能使用。钢筋笼经焊接成为整体。纵向受力钢筋接长时采用闪光对焊接头，其余接头采用单面搭接焊。在同一断面上接头数量小于50％，并错开距离30d（d为钢筋直径），且不小于500mm。
钢筋笼的纵横向钢筋交点处用点焊固定。为保证砼保护层的厚度，在钢筋笼宽度上水平方向设三列定位垫块，垫块竖向间距5m，交错布置。
3） 钢筋笼吊装加固：
本工程钢筋笼采用整幅起吊入槽，考虑到钢筋笼起吊时的刚度，在钢筋笼内布置4片桁架。钢筋吊点处用25mm圆钢加固，转角槽段增加14号槽钢支撑，每4m一根。钢筋笼最上部第一根水平筋为Φ32钢筋，平面用Φ32钢筋作剪刀撑以增加钢筋笼整体刚度。钢筋笼加固见示意图3-2-09。
4） 钢筋笼吊放：
考虑采用1台50吨履带式起重机为主、1台30吨汽车式起重机为辅进行双机抬吊，使钢筋笼缓慢吊离地面，并逐渐改变笼子的角度使之垂直，用主吊车将钢筋笼移到槽段边缘，对准槽段按设计要求位置缓缓入槽并控制其标高。钢筋笼放置到设计标高后，利用工字钢穿过钢筋笼搁置在导墙上。钢筋笼标高控制示意图见图3-2-10，钢筋笼吊放过程示意见图3-2-11，吊放实况见右图。

步骤二

步骤一
步骤三

步骤四

图3-2-11　双机抬吊地下连续墙钢筋笼示意图


（5） 水下砼浇筑
浇筑要求：⑴水下砼浇筑采用导管法施工，砼导管选用D=250mm的园形螺旋快速接头型。
⑵用吊车将导管吊入槽段规定位置内，导管顶端上安方形漏斗。
⑶在砼浇筑前要测试砼的坍落度，并做好试块。每幅槽段做一组抗压试块。
技术要点：（1）导管插入到离槽底标高300～500mm方可浇筑砼。
（2）检查导管的安装长度，并做好记录，每车砼填写一次记录，导管插入砼深度应保持在2.5～3m。
（3）应保证初灌量，一般每根导管应备有1车6m3的砼量。
（4）为了保证砼在导管内的流动性，防止出现砼夹泥的现象，槽段砼面应均匀上升且连续浇筑，浇筑上升速度不小于3～4m/h，二根导管间的砼面高差不大于500mm。
（5）在砼浇筑时，不得将路面洒落的砼扫入槽内，污染泥浆。
（6）砼泛浆高度不小于500mm，以保证墙顶砼强度满足设计要求。
地下连续墙砼浇筑方法示意图见图3-2-12。
（6） 锁口管提拔：
锁口管提拔与砼浇筑相结合，砼浇筑记录作为提拔锁口管时间的控制依据，根据水下砼凝固速度的规律及施工实践，砼浇筑开始后3～5小时左右开始拔动。其幅度不宜大于0.5m，以后每隔30分钟提升一次，其幅度不宜大于0.5～1.0mm，并观察锁口管的下沉。待砼浇筑结束后6～8小时，将锁口管一次全部拔出并及时进行清洁和疏通工作。
（7） 墙底注浆施工
在地下连续墙的每幅槽段中预留Φ80注浆孔3个。在地下连续墙混凝土强度达到100%后进行墙底注浆。
① 注浆技术参数
设计配合比为：水泥：粉煤灰：水玻璃=1：1：0.04；水灰比：0.55；注浆压力：0.4～0.5Mpa
② 浆液拌制
采用SF-661型浆液搅拌机拌制，施工时严格按配合比投放各种材料，严格掌握搅拌时间，确保浆液均匀。
③ 注浆
浆液压注采用SYB-50/50Ⅱ型压浆机，注浆压力控制在0.4～0.5Mpa。在完成设计要求的注浆量后封闭注浆口。

第三节 基坑内土体加固工程施工
一. SMW工法水泥土搅拌桩施工流程
SMW工法水泥土搅拌桩土体加固是利用多轴搅拌机，以水泥作为固化剂与地基土进行原位强制搅拌，待水泥土固化后形成具有一定强度的连续桩墙，达到加固土体的效果。本工程计划采用SJB-Ⅱ型三轴搅拌机搅拌成型φ850水泥搅拌桩，其布置形式如下图所示：
850
650 650
SMW工法水泥土搅拌桩施工流程见图3-3-01，加固部位平面示意及施工顺序见图3-3-02。
二. 施工方法
（1） 测量
采用J2经纬仪和50米钢卷尺以地下连续墙内边线作为控制线定出具体桩位。以地下连续墙施工时已设置的水准点进行标高控制。
（2） 水泥土搅拌桩施工
1）施工参数：见下表：
主要施工技术参数表
序号
技术参数
序号
技术参数
1
水泥掺量：20%（10%）
4
注浆压力1.5～2.5Mpa
2
供浆流量：140～160L/min
5
下沉速度：不大于1m/min
3
水灰比：1.5～1.6
6
上提速度：不大于2m/min
2）桩机就位
现场由专人统一指挥桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，检查定位情况并及时纠正；桩机应平稳、平正，并用经纬仪进行观测以确保钻机的垂直度；三轴水泥搅拌桩桩位定位偏差应小于10mm。
3）搅拌下沉

启动电动机，根据土质情况按计算速率，放松卷扬机使搅拌头自上而下搅拌下沉，直到桩底标高。
4）注浆、搅拌、提升
开动灰浆泵，待纯水泥浆到达搅拌头后，按计算要求的速度提升搅拌头，边注浆、边搅拌、边提升，使水泥浆和原地基土充分拌和，提升到桩顶设计标高后再关闭灰浆泵。
5）重复搅拌下沉
再次将搅拌机边搅拌边下沉至桩底设计标高。
6）重复喷浆、搅拌、提升 边搅拌边提升至自然地面，关闭搅拌机。

（3） SMW工法质量检验标准
搅拌桩桩体验收标准：
实测项目
允许偏差
垂直度
3‰
成桩深度
+100mm，-0mm
成桩过程中对水泥土取样，制成标准试块，取样数量为每台班一组，每组6块。搅拌桩桩体在达到龄期28天后，按规定进行钻孔取芯测试其强度。
（4） 配用设备
采用三轴搅拌设备，型号为SJB-Ⅱ型，计划投入15台，其它配套设备见表
序　号
设备名称
规格型号
数量
备　注
1
三轴搅拌机
SJB-Ⅱ型
15

2
灰浆桶
1m3
30

3
压浆泵
UBJ-2
15

4
挖掘机
0.4 m3
3

第四节 新增立柱桩及立柱施工
一. 施工工艺流程
测量放线，定桩位→钻孔灌注桩成孔、清孔→钢筋笼吊装、超声测管安装→钢格构柱吊装、校正→下导管、二次清孔→水下混凝土浇灌→钢格构柱校正、固定。
工艺流程示意见图3-4-01。
二. 钻孔灌注桩施工
（1） 概述
新增立柱桩在地下连续墙和坑内加固施工阶段穿插施工。桩底土层为第 7-2 层土。根据工程地质资料反映，拟建场地填土普遍较深，最深可达4.2m，第⑦层土主要为砂性土，造浆性差，且泥浆的含砂量较多，比重较大，泥浆配比不当极易造成砂层的垮塌。
（2） 设备投入
计划投入6台GPS-20型钻孔机，4台25吨汽车吊以及其他辅助设备。

（3） 施工准备
①放样确定泥浆循环系统，砌筑泥浆池、槽。泥浆槽靠近桩边设置，泥浆槽直接同循环池连通，循环槽与地坪同时浇筑。
②上水、下水及用电按照总平面图要求布置。
（4） 钻孔灌注桩施工
钻孔灌注柱施工过程示意图见图3-4-02。
1） 地面硬化
桩基作业区域采用150厚素混凝土浇筑。
2） 测量放线定位
利用就近的主体结构轴线采用钢卷尺和经纬仪确定新增立柱桩的位置。
3） 护筒埋设
护筒起桩孔定位和保护孔口的作用。用4mm厚钢板卷制，直径大于孔径200mm，长度1.2～1.5m。
4） 钻机就位
采用GPS-20型立轴钻机成孔，桩机就位时必须用水平仪、经纬仪校准，确保立轴中心
与桩位中心在同一铅垂线上。
5） 成孔
① 开孔钻进，采用轻压慢转，以保持钻具的稳定性和导向性，穿过护筒1～2m后，转入正常钻进。并应根据地层变化调整钻进参数。
② 钻进技术参数常规值为：
钻机压力：15～35kN
开孔断
开孔段
转速： 36～84r/min（稳定性好的地层）
17～36r/min（稳定性差的地层）
开孔断
正常钻进
48～111r/min（稳定性好的地层）
22～48r/min（稳定性差的地层）
泵量：800L/min
③ 成孔过程中随时检查钻机的垂直度，并及时纠正。
桩孔上部孔段钻进时应轻压慢转，尽量减少桩孔超径，在易缩径的粘土层中，应适当增加扫孔次数和防止缩径。粉砂层等不稳定地层应采用中等压力，慢转速钻进，并及时调整泥浆性能，保证孔径变化得到有效的控制，必要时对钻头的直径和结构进行调整，以便孔径能够满足设计要求，为下一步工序创造良好的施工条件。
6） 护壁
① 护壁泥浆性能指标见下表。
层位
泥浆性能指标
粘度
比重
含砂量
胶体率
PH值
粘土
18-21″
1.10-1.20
＜3%
96%
7.5～8.0
淤泥质粘土
20～22″
1.15～1.25
＜3%
96%
7.5～8.0
砂性土
21～24″
1.18～1.30
＜4%
92%
7.5～8.0
② 根据工程地质资料，第②层～第⑥层为粘性土，埋设深度至地表下约28m。在该段地层中钻进时，因土层的自然造浆能力较强，泥浆注入时，须在孔口部位适当加入清水，防止泥浆稠化。但其中第③层、第④层土质较差，尤其第③层为粉砂层，易产生超径及塌孔，钻进至该段地层时要注意使用具有良好性能的泥浆穿过该层，严禁在此部位更换泥浆或加清水。钻进至第⑤层土层施工时，易出现粘钻、糊钻现象，如发现进尺减慢，应及时检查泥浆粘度。如发现泥浆粘度过大，要及时调整泥浆性能，专门清洗孔底和钻头。
钻进进入29m后进入砂土层，地层的含泥量较少，这样钻孔下部无法自然造浆。充分利用上部含泥量较多的地层造浆储备，为下部粉土层施工所用是本工程泥浆使用的关键。在具体的施工过程中尽可能利用场地的优势，加大泥浆池的储浆量和循环槽长度，保证泥浆粘度必须大于20″，泥浆比重应控制在1.20～1.30m之间，以便携带砂子或泥块，同时适当调小泵量，以保证孔壁稳定。
③ 本项目桩基持力层为⑦-2层，钻遇⑦-1、⑦-2层的粉砂质粉土和粉砂土层，泥浆比重将会很快上升。在施工过程中，为保证孔壁稳定与二次清底沉淤小于100mm，降低泥浆含砂量，必要时可配旋流泥浆除砂器及加长泥浆循环槽长度以进行除砂。
④ 严格控制钻孔深度，严禁超钻或少钻。
7） 清孔
① 一次清孔在钻进终孔后使用钻杆进行，清孔进浆比重控制在1.10～1.15，返浆比重控制在1.15～1.30，沉渣厚度不超过0.1m。
② 二次清孔在灌注砼之前进行，采用3PNL泵通过导管清孔，二次清孔进浆比重＜1.15，孔内沉渣＜0.1m。
8） 钢筋制作与安装
① 使用专用平台制作钢筋笼。钢筋笼主筋采用单面搭接焊接，搭接长度大于10d。

②每节钢筋笼应焊2～3组导正块，每组三只，以保证砼保护层均匀。

③钢筋笼吊放采用吊索平衡器，对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁。
④钢筋笼在孔口对接时，配备焊工施焊。每节钢筋笼焊接完毕后应补足接头部位的螺旋筋，方可继续下笼。
⑤钢筋笼采用吊筋固定，一端固定在钢筋笼上，一端用钢管固定在孔口。
9） 钢立柱的制作及安装
①进场的角钢经检查校正后，在固定的平台上制作钢立柱。为防止焊接变形，焊接时对称施焊，吊装就位前必须组织验收。
② 钢筋笼吊入桩孔固定后，将钢立柱井口调直校正装置准确固定在孔口，同时将测斜管固定于角钢内角，测斜管高出地面0.5m。
③ 采用一台25t汽车吊和一台16t汽车吊双机抬吊安装格构柱。
10） 钢立柱的垂直度调整
井口装置固定好后，将钢立柱缓慢自然垂直吊装至设计标高位置临时固定，并与垂直校正装置连接起来，通过测斜管现时反映钢立柱的垂直度状况，在水下混凝土浇筑过程中及时调整，直到混凝土浇筑完毕钢立柱垂直度满足设计要求后再固定（见钢立柱校正过程示意图3-4-03）。在14天后，拆除钢立柱上口固定装置，进行立柱周边回填。
11） 水下砼灌注
①导管下口距孔底0.5m，导管使用前须经过压水试验，确保无漏水、渗水时方能使用，灌浆管接头连接处须加密封圈并上紧丝扣。旧导管须测试丝扣配合间隙，不合格不得使用。
②导管隔水塞采用球胆型。
③打开漏斗口盖板，向料斗注入商品砼，以便第一斗混凝土的连续浇灌量不小于1.5m3。
④灌砼过程中，起拔导管时，应由质检员测量孔内砼面高度，并进行记录，导管埋深控制在2～3m。
⑤灌注接近桩顶部应控制砼灌注量，超灌高度不得小于2.5m，确保桩头砼的强度达到设计要求。
⑥砼面接近桩顶时，应下入探测杆，以确保桩顶高度准确。钻孔灌注桩充盈系数为1.1～1.2。
⑦按规范要求现场做砼试块，试块规格为150150150mm，每根工程桩做一组试块，每组三块，试块脱模后先放在现场标准养护室中进行养护，至规定龄期时送交相关单位进行测试。
第五节 基坑降水设计及实施
一. 降排水方案设计
1. 降水
由于拟建场区地下水属潜水类型，其渗透系数小，根据其工程地质、水文地质情况，结合上海地区深基坑降水经验，本方案采用多滤头真空深井降水方法，即在深井中用真空集水，水泵抽水以达到基坑降水和土体排水固结的目的。降水深度控制在19m，局部达到20m。另外备用轻型井点作为降水补充，保证基坑土方开挖的顺利施工。
（1） 按照每200～250m2布置一口降水井的原则，整个裙房地下室共需布置61口深度为26m的降水井进行降水，降水井的布置见图3-5-01；
（2） 降水井井身构造设计见图3-5-02；
（3） 深井抽水含砂率控制在0.5‰以下；
（4） 降水井每口安装一台深井水泵，每三口共一台真空泵。预降水时间不宜小于14天，降深尽可能均匀；
（5） 基坑内设置2口降水观测井见图3-5-01，井身构造、深度同降水井。
2. 减压
根据勘测资料，第⑦层存在承压水。经计算，基坑开挖至－10.5m标高时为临界状态，其下土体开挖时必须对第⑦层承压水采取减压措施，否则有可能产生坑底失稳。
（1） 设置20口减压井布置在基坑地下连续墙的外侧，见图3-5-01；
（2） 减压井井身构造设计见图3-5-02，减压井每口安装一台深井潜水泵；
（3） 减压深井抽水含砂率控制在0.5‰以下；
（4） 设置4口减压观测井，见图3-5-01。井身构造、深度同减压井。
3. 回灌
由于地下连续墙深34米，因此基坑内潜水降水对外界影响很小，可以不考虑基坑内潜水降水的回灌。
减压井设观察井观察减压情况，若水位下降过快则停止抽水，必要时利用减压井及观测井回灌。降水施工时必须对周围地面和建筑物进行沉降观测，对周围地下水位进行观测，采取信息化
施工。
4. 排水
独立的排水管网将降水井及减压井抽出的水分三个方向排入市政管网内。排水管网布置见图3-5-03、降水维持阶段降水井及排水管网布置剖面示意图见图3-5-04所示。地下室逆作法施工时水平排水管网设置在地下室地面层上，垂直排水管随地下室施工逐步延伸。
二. 成井（孔）施工工艺与技术要求
1. 施工程序
进场→定井位→安装钻机→成孔→下井管→填滤