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上海地区的深大基坑工程

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上海地区的深大基坑工程

上海是世界上,目前发展最快的国际化大都市之一,由于市政建设发展战略的要求.基坑越建制深、越津成大。尤其是20坩纪90年代以来,深大基坑工程

发展很快,见表1-1和几,个典我的照片。表1.1引用的典型工程是—一点点超高层建筑的基坑,最深达二十多米,面积最大约25000m²,其中又深又大的当推金茂大厦和恒隆广场的基坑工程。前者修整面积约为20000m²,塔楼的开挖深度为19.65m;后者基坑面积达25000m².塔楼部分开挖深度为18.20m,成为浦东和浦西两个最有代表性的深大基坑工程,见图1-1和1-2。基坑工程采用圆形钢筋混凝土微观的最大直径为万都中心,直径为92m,见图1-3。正在建造的101层的上海环球金融中心,基坑直径超过100m,见图1-4。此外,正在开挖的长峰商城,基坑深度比明天广场还深。这些深大基坑常常靠近地铁,或者在各处有高大群楼,或者附近有一些地下管线。因此,要求采用逆作法施工,目前该方法已成为深大基坑工程的一种优选方案,例如,主楼采用顺作法裙房采用逆作法相结合是当下常用的一种理想方案。

除了高层建筑除此之外的深大基坑工程外,还有地铁和屯佃工程。例如,上海外环隧道浦西暗埋段的深基坑,最大开挖深度为30.4m,将在以下几章或进行论述。本章主要论述金茂大厦和恒隆广场的深大基坑工程。

首先指出∶由于上海地区属于典型的软土地区,其工程地质和水文地质条件较差,土体带有高含水量、高灵敏度、高压缩性、低密度、低渗透性等特性。在软士、高水位及其他复杂条件下会开挖基坑,可能产生土体滑移、基坑失稳、围护墙体变位、坑底隆起、支挡结构严重漏水、流土,以致破损等灾害。这些灾害对周边建筑物、地下构筑物及管线的安全造成很大威胁。而上海地区为数不少的深基坑大多位于地下30m以内的流塑和软塑粘土层中,更增加施工时基坑变形控制的难度。

在总结金茂大厦、恒隆广场(见附录四)和明天广场等深大基坑工程的设计、施工和现场监测的实践,以及科学技术自然科学发展的基础上,提出关于软土地区深大基坑工程的设计思想。

1.总体设计方案。可以这样说,总体设计方案是一个战略的布局。挡土墙、支撑体系、施工应作为整体需要考虑。例如,金茂大厦,在安全前提下要考虑缩短工期.采用灌注桩把主楼和裙房分开,让主楼首先施工,这是一个很好的提前布局。而在恒隆广场,全面因条件容许则改用全面施工的方案。实践证明,两个实施方案均有效而破天荒。

2.挡土结构。地下连续墙偶尔用作挡土结构,它不但用作挡土结构阁楼和地下室的外墙,可能时,还应用作承重结构(两墙合一或三墙合—),考虑和.上部结构共同作用时,将能产生很大经济效果。

3.支撑体系。钢筋混凝土桁架评价体系,可以结构设计按照需要设计任一形状,构成大空间,便于施工,而且刚度大,可减少墙体的形变,金茂大厦购物中心和金茂广场就是例证。但是需要爆破,因此如果条件许可,应采用全逆作施工或半逆作仍须施工方法。同时,应用共同作用控制软土地区的差异沉降问题。

4.计算方法。当具体方案确定而后,主要考虑现有各种方法和程序,即计算工具基本解决的客观条件下,开始设计时,应装配同时采用几种方法进行计算比较。例如;一一般杆系有限元、平面有限元和三维有限元以及考虑士体模型(弹塑性或弹粘塑性)的平面和空间链式等方法。当基坑属于空间课题之时,最为有效的是采用非线性空间基坑设计的超明星软件(在第四章详述)。经过几个计算方法的不够,加以设计和施工经验的综合判断,运用项目管理分析方法,可以预估在施工过程中可能发生的多种情况,在设计和施工应采用的预防措施,这样,可目标达到既优化又系统安全的目的。

5.施工方法与措施。最主要的两个结构性问题就是降水和干旱挖土。在大深的基坑中,往往要求采用大生活空间,便于挖土。如金茂大厦的基坑留有60m直径的空间,又如上海方都广场的基坑,采用92m直径空间。在坑内降水是一个突出的风险问题,使基坑底的土能保持干燥,强度得以提高,有利于降低外壁隆起。中岛法和盆式开挖的留土和修筑工程施工,为深大基坑抗隆起和抗滑移发挥重要作用。明天广场已成功采用主楼顺作法和裙房逆作法相结合的施工方法,比之当年金科大厦的经验,又前进一步。正在施.工中的长峰商城和环球金融中心也采用和将采用明天广场的基坑方案。还有,应有防患于未然的抢险措施。

6.现场监测的信息化跟踪。要有一个水平高的监测单位,及时提供支持可靠的分析数据,既供反第二阶段分析检查现状和预测下阶段可能发生的问题,也供设计和施工单位考虑应采取的措施,以利于顺利完成施工任务。现在已有检测和预测软件,为保证安全施工避免出现提供物质基础,详见第六章的信息化施工。

在基坑变形控制中其,围护墙体水平位移是一个关键性指标。根据金茂大厦和恒隆广场基坑工程的实测数据,提出围护墙体水平位移的控制值为开挖深度的0.5%。在上海外环隧道浦西段深基坑中,水平位移控制值在设计时先定为0.3%,后来,考虑基坑自身条件及周围环境的具体情况,修改为0.6%,该工程已于2002年顺利完工。由此可见,墙体水平位移的控制值,可根据具体具体指示而作相应调整。

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