天津高银117大厦地下工程施工关键技术

余地华，叶 建，艾心荧，陈芍桥

（中建三局集团有限公司，湖北 武汉 430000）

施工技术 Construction Technique

天津高银117大厦地下工程施工关键技术

余地华，叶 建，艾心荧，陈芍桥

（中建三局集团有限公司，湖北 武汉 430000）

天津高银117大厦结构高、体量大、工期紧，工程技术含量高，施工组织、管理难度空前，工程的重点、难点与关键技术主要集中在以下方面：工程进度控制；垂直运输组织与管理；钢结构施工；钢板剪力墙核心筒施工；超高层混凝土配制与泵送技术；超高层测量与监测技术；机电安装技术；超高层高空安全防护技术；LEED认证与绿色施工技术；深化设计与BIM技术；工程总承包管理。其地下工程施工创造了房建领域桩基长度中国之最、超高层建筑底板混凝土体量世界之最等记录。

1 高承载力超大长径比钻孔灌注桩施工关键技术

天津高银117大厦4根试验桩桩长120m，桩径1m，长径比120，单桩极限承载力42 000kN，属高承载力超大长径比桩；为了保证钢筋笼和混凝土导管的顺利下放及混凝土的成功浇筑，垂直度必须控制在1/300以内；120m深的桩孔要求护壁泥浆性能稳定、护壁效果好、泥皮薄、沉渣少；全长设置的钢筋笼长120m、重46t，其制作、转运、下笼、接长过程的工艺和变形控制难度超常；水下浇筑高保塑自密实高耐久性混凝土的施工工艺和质量保持难度极大；在粉质粘土夹粉砂的土层中，超长桩进行桩底、桩侧注浆的注浆效果难以保证；如何消除试桩桩顶以下26m非摩擦段的桩侧摩擦阻力，需研究新的方法。其中，120m的民用建筑工程桩长度、120∶1的民用建筑工程桩长细比、C55混凝土水下浇筑、直径50mm三级钢的民用建筑工程桩等特点创下了4项世界之最，由此带来的施工难度之大在国内外超高层建设史上前所未有。

直径为1m的百米长桩穿越5个相对含水层，在复杂的地质环境下要保证工程桩的垂直度不大于1/300、保证不塌孔、保证孔底沉渣厚度小于10cm、保证工程桩钢筋笼的混凝土保护层厚度以及工程桩混凝土的水下浇筑顺利，这是非常艰巨的挑战。

中建三局综合在上海、武汉等临海临江地区的深基坑施工经验，结合天津地区的地质情况精心编制了超长桩施工技术方案。中建三局集团有限公司开展“产、学、研”，联合中建商品混凝土有限公司等专业公司及相关科研院校，对一系列难题开展系统研究和应用，总结形成了高承载力超大长径比全钢筋笼钻孔灌注桩综合施工技术，成功应用于天津高银117大厦桩基工程的施工并实现良好收效，选用ZSD2000、GPS-20等型号的钻机，采用气举反循环工艺和深厚沙土超深钻孔泥浆控制技术进行120m超长桩试桩施工。通过不断调整泥浆比重和成孔钻进速度等技术参数，最终确定了可靠的长桩施工方案，并成功攻克了垂直度控制小于1/300的世界性难关，经检测全部达到一类桩标准。仅用180天时间就完成了941根直径1m、成孔深度100m的钻孔灌注桩施工任务，创造了房建领域工程桩长度之最，并成功攻克了垂直度控制小于1/300的世界性难关，经检测全部达到一类桩标准（图1）。

图1 桩基施工完毕

基于此总结形成的《高承载力超大长径比钻孔灌注桩施工关键技术研究与应用》先后荣获2011年中建总公司科技进步三等奖、2013年度中国施工企业管理协会科学技术奖科技创新二等奖。

2 6.5万m3高标号超厚超大体积筏板混凝土一次性连续浇筑

天津高银117大厦基础筏板混凝土浇筑总方量巨大、混凝土强度及抗渗等级高、筏板内钢筋及高强锚栓密集、混凝土输送距离长且落差大、须在冬季一次性连续浇筑完成，给实际施工带来了空前严峻的挑战和考验。

针对这一施工难题，我司通过前期大量的试验验证和精心的施工组织策划，开展一次超大体量混凝土供应总承包管理模式研究、超厚超大底板泵管布置技术研究、低温环境超远距离混凝土输送泵防堵管技术研究及超大体积浇筑与养护技术研究，首创一家总负责、多家配合的大底板混凝土供应总承包模式，由一家商品混凝土公司牵头作为总承包商，多家商品混凝土公司协调工作，统一混凝土配合比，统一原材料，并采取多项技术措施和管理措施确保混凝土供应顺畅。

2011年12月26日至2011年12月29日，项目混凝土施工部携手5家不同的混凝土生产单位、6个搅拌站、12条生产线、285台混凝土搅拌运输车，历经82h连续作业，一次性完成了天津高银117大厦D区6.5万m3超大体积筏板混凝土的浇筑施工，创下国内外民用建筑筏板混凝土一次性连续浇筑方量的世界之最（图2）。通过检测结果分析，混凝土质量稳定，性能良好，强度均达到设计要求；浇筑完筏板表面光洁平整，无深层的有害裂缝，整体情况良好。该工程的成功实施使我国民用建筑高标号超大体积混凝土一次性连续浇筑施工技术迈向了一个更高的台阶，为今后类似工程超大体积筏板混凝土浇筑施工提供了宝贵的借鉴经验。

图2 混凝土浇筑

基于此总结形成的《6.5万方高标号超厚超大体积混凝土综合施工技术研究与应用》先后荣获2013年中建总公司科技进步二等奖、2013年度中国施工企业管理协会科学技术奖科技创新二等奖。

3 特大型基坑工程施工关键技术

天津高银117大厦项目基坑边坡顶部平面尺寸约为394m(南北向)×315m（东西向），开挖面积约12.4万m2，土方开挖量约210万m3，创单体建筑基坑土方开挖之最。

基坑采用顺作法施工，根据开挖深度和平面布置，基坑分为A、B、C、D四个区。A区、C区（附属楼、纯地下室）开挖深度为18.7m，B区（靠山楼）开挖深度为19.05m，D区（117主塔楼）开挖深度为25.7m。基坑平面布置如图3所示。

A+B区东、西、北三侧采用浅层卸土放坡+深层地下连续墙＋两道钢筋混凝土内支撑（对撑和角撑）；A+B区南侧与C+D区北侧共用一面排桩和地下连续墙；C区东、西两侧采用浅层卸土放坡+深层地下连续墙＋两道钢筋混凝土圆环支撑；C区南侧采用浅层重力坝结合钢斜撑＋深层地下连续墙＋两道钢筋混凝土圆环支撑；D区采用封闭地下连续墙＋预应力锚索。

图3 基坑平面布置图

天津117大厦项目场地属于海相与陆相交互沉积地层，场地浅层分布有多层渗透性较强的粉土或粉砂层，且与粉质粘土层交替分布。场地地下水地表下约100m深度范围内主要分布5个相对含水层，基坑开挖需对第1相对含水层（潜水）及第1相对含水层（潜水）进行降水。基坑开挖深度及房屋埋深相对关系如图4所示。

图4 基坑开挖深度及房屋埋深相对关系示意图

图5 基坑支护

图6 施工栈桥

基坑支护及施工栈桥如图5、图6所示。针对天津117大厦项目基坑工程超大超深、地质下水条件复杂、工期紧迫、支撑结构受力复杂、施工分区及流程变更频繁等施工重难点，施工单位高度重视、精心筹划、周密部署、科学施工，从支护结构设计与优化、土方开挖、内支撑施工、地连墙施工、支撑立柱桩施工、基坑降水设计与施工、基坑监测等多方面进行技术攻关，研究形成了以超大直径混凝土圆环非对称受力支撑体系设计和特大型基坑工程施工为主线，集优化和监测为一体的超大直径混凝土圆环非对称受力支撑体系应用与特大型基坑工程施工成套技术，包括：超大直径（188m）混凝土圆环非对称受力支撑体系的设计关键技术；施工顺序调整引起的超大直径混凝土圆环非对称受力支撑体系设计问题分析与优化研究；超大直径（188m）混凝土圆环非对称受力支撑体系施工关键技术；超大直径（188m）混凝土圆环非对称受力支撑体系的监测分析与信息化施工关键技术；超大直径（188m）混凝土圆环合理支撑体系分析研究。

4 结 语

经天津高银117大厦基坑工程中成功应用，较好地控制了基坑及支护结构受力、变形在规范允许范围内，对周边环境影响较小，施工安全性好且效率高。该技术研究成果通过湖北省住房和城乡建设厅科技成果鉴定委员会专家组的鉴定，鉴定结论为：该项成果总体达到国际先进水平，其中超大直径非对称受力环形内支撑体系的研究与施工达到国际领先水平。

（编辑 张海霞）

Tianjin 117 Mansion underground construction key technology

YU Di-hua, YE Jian, AI Xin-ying, CHEN Shao-qiao

［中图分类号］TU473；TU471+.15

［文献标识码］B

［文章编号］1001-1366(2015)06-0063-03

［收稿日期］2015-05-20