1、深大基坑耦联内支撑体系异步解耦技术01 立项背景01 技术背景02 关键技术03 既有内支撑体系解耦综合技术04 异步解耦工况下局部加强加固技术05 基于BIM技术下的碰撞处理技术06 地下室结构施工与拆撑协同建造技术C0NTENT目录目录01 技术背景【诚信】【创新】【超越】【共赢】1.1、行业背景混凝土内支撑体系应用背景（1）具有刚度大、变形小、不受环境限制的特点；（2）根据主体结构空间需求，可采用圆环撑或对撑组成单个或多个组合支护结构；（3）在深大基坑中应用广泛，如天津津塔、天津117基坑；（4）面临的难题：拆除耗时长、拆除效率低、资源投入大，拆除难度高。基坑面积圆环直径耦联情况碰撞数量2、 拆除方式锯切割机械破碎+绳内）少量（50以单圆环188m210万m26.65m厦天津117大6锯切割机械破碎+绳内）少量（50以双圆非耦联56m23.5万m10m场由由国际广5锯切割机械破碎+绳内）少量（50以双圆耦联96m、37m21.7万m11.40m青旅宾馆4破人工破碎+爆内）少量（50以双圆非耦联98m、60m21.97万m25.5m天津津塔3锯切割机械破碎+绳内）少量（50以三圆非耦联126m24.2万m9.1m据处理中心上海银行数2锯切割机械破碎+绳内）少量（50以双圆非耦联98m、77m22.8万m15.75m凤凰熙岸1基坑深度项目名称序号【诚信】【创新】【超越】【共赢】超高层3、分期开发背景面对全球疫情之后经济形势的严峻情况，大型工程开发建设将面临更多的不连续和烂尾。提出分期建造、以商业提前运营为思路的开发模式，将会减轻开发商较大的资金压力，有利于工程的分阶段推进和建设常规超高层项目的开发，一般以塔楼施工进度为关键控制要素，周边裙楼地下室可将其用于塔楼施工堆场。待塔楼施工至一定阶段，再插入地下室施工，有利于场地组织、基坑拆换撑条件。1.1、行业背景【诚信】【创新】【超越】【共赢】难题1拆撑设计条件简单单一基坑设计单位对主体结构施工工况考虑不全面，特别是超高层分期开发时，对于塔楼结构参与拆撑条件的分析和设计不充分。设置的拆撑条件较为简单单一，可实施性差或需投入高额费用方4、能满足。1.2、技术背景【诚信】【创新】【超越】【共赢】难题2存在不可避免的结构碰撞地质条件和环境越复杂，内支撑杆件分布间距越小、数量越多，地下室结构与内支撑杆件在空间关系中在所难免会发生碰撞。碰撞点的处理对结构施工进度、节点质量影响较大，随着碰撞数量越多，对结构造成的影响越大。1.2、技术背景【诚信】【创新】【超越】【共赢】难题3拆除工艺效率低，与结构施工进度相互制约内支撑拆除技术已较为成熟，但在追求效益最大化和快速建造的背景下，对于多种拆除技术的组合应用和效率研究很有必要。应用智慧建造手段辅助地下室结构施工及内支撑拆除，降低彼此的制约影响，实现效益最大化及快速建造，进一步降低资源投入。1.5、2、技术背景【诚信】【创新】【超越】【共赢】春之眼商业中心项目基坑深度为23m、基坑面积为3.4万平方米，为双圆环混凝土内支撑体系。由高度407米和308米的两栋塔楼和商业中心组成。具有以下国内之最：直径最大的双圆环耦联内支撑圆环直径104m、96m 方量之最已有地下室中一次性闷爆内支撑1.2万立方1.3、载体概况【诚信】【创新】【超越】【共赢】碰撞数量之最主体与内支撑碰撞点1718处 分期建造地下室3.4万平米，共5层，施工以地上裙楼营业为目标，塔楼分期开发，为国内在建最高分期开发工程。1.3、载体概况目录02 关键技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】2.1 关键技术目录03 既有内支撑体系6、解耦综合技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】针对耦联支撑体系，怎么从整体上将其拆分其为非耦联支撑体系，让两个圆环撑分别独立受力，实现南北区支撑分别拆除互不影响的设想？本章先假定解耦模型假，再针对解耦模型进行模拟计算，提出解耦的理论方法。3.1 概述【诚信】【创新】【超越】【共赢】创新点1：以变形与内力为控制指标的基坑安全性综合计算分析方法。根据地勘报告选定计算荷载，采用静止土压力进行假定，建立基坑计算模型。3.2 既有内支撑体系解耦综合技术地下连续墙计算模型内支撑计算模型【诚信】【创新】【超越】【共赢】既有耦联支撑体系第三道支撑位移云图既有耦联支撑体系第二道支撑位移云图既有耦联支撑体系第一道支7、撑位移云图创新点1：以变形与内力为控制指标的基坑安全性综合计算分析方法。根据取值和模型，按原设计拆撑工况进行加载，分别得到三道内支撑的计算图（变形图、轴力图、剪力图、弯矩图、圆环撑边形图、圆环撑轴力图、圆环撑剪力图、圆环撑弯矩图）。通过重新建模，与原设计变形结果进行比对，确保建模取值合理。3.2 既有内支撑体系解耦综合技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】创新点2：双圆环内支撑体系解耦拆分技术根据多种可行性施工工况，在平面上提出一种解耦拆分技术，将原有耦联双圆环内支撑拆分为两个独立的圆环内支撑。方案一优先拆除南区支撑；方案二优先拆除北区。通过假定，将耦联体系拆分为两个独立受力的支撑体系，则拆撑条8、件对应的结构工况由原有的单层整体，拆分为南北两个区域。优优先解耦先解耦1 1优优先解耦先解耦3.2 既有内支撑体系解耦综合技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】序号方案工况对应支撑拆除假定条件工况内容1方案一南区优先解耦工况一南区支撑体对应的结构分区筏板浇筑完成，且达强度85%；第三道支撑的南区支撑体系拆除前后的支撑体系受力与变形；2工况二南区支撑体对应的结构分区B3层板浇筑完成，且达强度85%；第二道支撑的南区支撑体系拆除前后的支撑体系受力与变形；3工况三南区支撑体对应的结构分区B1层板浇筑完成，且达强度85%；第一道支撑的南区支撑体系拆除前后的支撑体系受力与变形；4方案二北区优先解耦工况一北9、区支撑体对应的结构分区筏板浇筑完成，且达强度85%；第三道支撑的北区支撑体系拆除前后的支撑体系受力与变形；5工况二北区支撑体对应的结构分区B3层板浇筑完成，且达强度85%；第二道支撑的北区支撑体系拆除前后的支撑体系受力与变形；6工况三北区支撑体对应的结构分区B1层板浇筑完成，且达强度85%；第一道支撑的北区支撑体系拆除前后的支撑体系受力与变形；创新点2：双圆环内支撑体系解耦拆分技术根据解耦假定，分别将三道支撑设定为三种工况，对支撑体系受力及变形进行验算。3.2 既有内支撑体系解耦综合技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】创新点3：基于统筹技术的多目标内支撑方案选择方法针对可行的解耦拆分模型，应用10、统筹对比分析方法对安全性、费用投入等方面进行比较，选择最优的解耦拆分方法。CA5B3T2T1A7A3B2B4B1A2A4A1A6B5方案一南区优先解耦计算模型解耦计算模型3.2既有内支撑体系解耦综合技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】创新点3：基于统筹技术的多目标内支撑方案选择方法 两种方案在计算满足性上均存在一定缺陷。方案一均满足第一、二道支撑承载力，但第三道支撑抗弯承载力不满足；方案二仅能满足第一道支撑承载力。经比较，若采取加固措施，则方案一需要涉及到加固措施少，且处理方便；因此选用方案一，即南区优先解耦。3.2 既有内支撑体系解耦综合技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】序 号工况支撑南区11、假定工况顺序北区假定工况顺序1工况一第三道筏板B3B1B2/B4筏板A4其他区同步、C区独立2工况二第二道B3梁板B3B1B2/B4B3梁板A4受环型结构梁施工完整要求其余同步、C区独立3工况三第一道B1梁板B3B1B2/B4B1梁板A4受环型结构梁施工完整要求其余同步、C区独立创新点4：基于分区流水施工下的内支撑拆除安全性分析根据裙楼的结构施工分区，按照圆环撑角部经验原理，制定裙楼平面上的施工工况，假定施工顺序。3.2 既有内支撑体系解耦综合技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】创新点4：基于分区流水施工下的内支撑拆除安全性分析裙楼结构施工顺序与拆除按照“角撑受力小”出发，建立工况进行反复模拟12、工作。在验算支撑体系安全条件下就可达到理想条件，实现提前插入拆除和施工目的。3.2 既有内支撑体系解耦综合技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】创新点4：基于分区流水施工下的内支撑拆除安全性分析裙楼结构按照一定施工顺序组织施工，可形成流水施工，提高施工效率。通过在计算模型中模拟拆除换撑受力状态，验算基坑及结构安全性，调整优化先后施工顺序，提高了施工效率。3.2 既有内支撑体系解耦综合技术目录04 异步解耦工况下局部加强加固技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】通过对内支撑体在整层分区分块设计验算后，提出对双圆环加固加强的技术，确保体系安全。同时在整体水平空间中，计算分析塔楼建设实际工况，提出有针对13、性的拆撑条件，达到拆撑条件的优化，总结形成加强加固技术。4.1 概述【诚信】【创新】【超越】【共赢】创新点1：双圆环解耦拆分加固技术通过计算模型假定和设计计算，对解耦后内支撑薄弱位置采用型钢进行加固，减小内支撑薄弱位置的变形。4.2 异步解耦工况下局部加强加固技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】创新点1：双圆环解耦拆分加固技术4.2 异步解耦工况下局部加强加固技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】创新点2：塔楼筏板基础换撑加固技术受分期开发理念、塔楼筏板工艺本身难度的影响，塔楼筏板晚于裙楼筏板。为保证劳动力连续，提出裙楼筏板完成后先局部拆撑进行结构施工的思路。通过设计验算，主塔筏板周边裙楼结构较14、多，周边裙楼筏板可以承担围压；副塔楼筏板周围裙楼结构仅12跨，裙楼筏板无法承担围压。4.2 异步解耦工况下局部加强加固技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】底板X方向应力云图（东西方向）底板Y方向应力云图（南北方向）（kPa）底板变形云图创新点2：塔楼筏板基础换撑加固技术第三道内支撑拆除时，第一、二道内支撑尚未拆除，裙楼筏板已浇筑完成，基坑围压由第一、二道内支撑、结构筏板承担。根据工况计算可知，底板承受的水平荷载为2458KN/m。对于裙楼底板在第三道支撑拆除后的受力变形情况，进行了有限元数值计算。4.2 异步解耦工况下局部加强加固技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】创新点2：塔楼筏板基础换撑加15、固技术临时支撑的最大轴力为4579kN。设计采用双拼型钢格构支撑，单根承载力4662kN，满足强度要求。通过设计换撑措施，解除塔楼筏板施工进度对拆撑条件的影响。塔楼筏板在不满足结构拆撑条件时，通过筏板基础中加设置双拼型钢支撑，提前实现拆撑条件。4.2 异步解耦工况下局部加强加固技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】创新点3：塔楼结构梁板换撑加固技术塔楼地下室结构较裙房复杂，地处八度设防区钢结构含钢量高，工艺本身需求时间较长。因此在同一平面内，要保证塔楼同步裙楼地下室结构完成从而达到拆撑条件，不可能实现。因此需对结构工况进行设计。4.2 异步解耦工况下局部加强加固技术【诚信】【创新】【超越】【共赢16、】B3层楼板的计算简图，围压为464.5kN/m围压为464.5kN/m。图中红色楼板厚度200mm，其余均为150mm。4.2 异步解耦工况下局部加强加固技术创新点3：塔楼结构梁板换撑加固技术对地下室存在负三层、负一层结构楼板进行围压计算，核定是否满足围压要求。通过计算，无论150/200mm的楼板均无法承担起围压，因此从结构本身上需要进行加强。通过借鉴逆作法取土口结构环梁设计理念，提出设置永久环梁构件，来抵抗周围围压。【诚信】【创新】【超越】【共赢】B3层楼板_y应力云图最大拉应力为1.46MPa，最大压应力为15.96MPa，边界上存在局部应力集中B3层楼板位移云图最大位移发生在东侧，为17、23.3mmB3层楼板_x应力云图最大拉应力为0.97MPa，最大压应力为10.64MPa，小于混凝土的抗拉、抗压强度4.2 异步解耦工况下局部加强加固技术创新点3：塔楼结构梁板换撑加固技术对提出的加强加固模型进行受理分析，负三层、负二层的结构位移、应力均能达到设计要求，通过反复计算确定最终环形梁的设计参数。【诚信】【创新】【超越】【共赢】创新点3：塔楼结构梁板换撑加固技术在塔楼周边裙楼楼板中设置内置环梁，解除塔楼主体施工进度对拆撑条件的限制。内支环梁设置参数：截面：4000 x500、2500 x450；配筋：D25C8 设置位置：综合建筑及机电管线设置，降低对层高、机电功能的影响。B1层环18、梁平面布置图B1层环梁平面布置图4.2 异步解耦工况下局部加强加固技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】创新点4：结构薄弱位部位换撑加固技术整体结构模型建立中，需要对结构重点部位进行识别，提出加固方案，解除结构形式对拆撑条件的限制。结构挑空层；汽车坡道；地连墙悬臂过多处。B3层型钢换撑平面布置图B3层型钢换撑剖面图4.2 异步解耦工况下局部加强加固技术目录05 基于BIM技术下的碰撞处理技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】5.1 概述通过将地下室结构与内支撑进行建模，模拟碰撞情况，筛选并确定类型、数量，有针对性提出综合处理技术，消除碰撞点对结构施工的技术和进度制约。【诚信】【创新】【超越】【共赢19、】创新点1：基于BIM技术的内支撑碰撞检查及筛选方法采用鲁班、Revit、Tekla等软件进行建模，将地下室结构与基坑支护模型合并创建工作集，统计碰撞点并筛选出碰撞类型。基坑支护结构模型地下室模型5.2 基于BIM技术下的碰撞处理技术研究【诚信】【创新】【超越】【共赢】5.2 基于BIM技术下的碰撞处理技术研究创新点1：基于BIM技术的内支撑碰撞检查及筛选方法对碰撞类型进行分类整合，筛查完成的碰撞点逐个核对，剔除掉重复点和错误点。确定好碰撞类型、数量，对于解决方案具有针对性。【诚信】【创新】【超越】【共赢】5.2 基于BIM技术下的碰撞处理技术研究创新点2：内支撑碰撞综合处理技术以保证结构连续20、完整，降低二次施工为原则，对不同碰撞类型制定托换或预留施工的方案。【诚信】【创新】【超越】【共赢】创新点2：内支撑碰撞综合处理技术格构柱与结构梁碰撞中，结构梁碰撞对水平结构传力影响较大，必须保证结构梁完整性。通过设计计算，采用大截面槽钢做为托换结构主要杆件。5.2 基于BIM技术下的碰撞处理技术研究【诚信】【创新】【超越】【共赢】创新点2：内支撑碰撞综合处理技术碰撞托换构件按照单片整体吊装，加工前加工宽度需根据图纸和现场核对确认，避免带来二次构件碰撞。平面及模型中B值确定A/B片地面加工A片吊装临时固定B片吊装临时固定AB片主框架连接件安装主焊缝焊接。5.2 基于BIM技术下的碰撞处理技术研究21、目录06 地下室结构施工与拆撑协同建造技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】6.1 概述混凝土内支撑拆除技术已较成熟，但在复杂顺拆与逆拆工况中，采取多种综合技术，加快拆除进度，同时确保支撑体系安全、结构不受到破坏和影响。使用智慧建造手段，保证了复杂结构施工质量，推动了拆撑条件的形成。【诚信】【创新】【超越】【共赢】创新点1：复杂工况下内支撑综合拆除技术综合工期要求、措施投入等因素，对多种拆撑工况进行对比研究。提出各工况条件下，支撑拆除的选择原则。使用绳锯、机械、爆破多种拆除思路及方法，加快支撑拆除速度。序号拆撑工况描述优点缺点1顺拆每做完一层结构拆除顶部一道支撑施工空间足够，碰撞数量减少施工不连22、续，成本高。2闷拆地下室结构全部完成再拆除支撑连续作业，施工进度相对较快。碰撞数量多，拆除措施费用投入高。6.2 地下室结构施工与拆撑协同建造技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】6.2 地下室结构施工与拆撑协同建造技术创新点1：复杂工况下内支撑综合拆除技术绳锯切割技术已较为成熟，重点控制支撑构件分段表，对运输构件重量、叉车选型、楼板回顶加固等环节进行控制。【诚信】【创新】【超越】【共赢】创新点2：在建地下室内混凝土内支撑闷爆技术拆除工艺中爆破技术为在已完地下室结构中的爆破，即闷爆技术，通过调整炸药用量、优化爆破分区以及震动波传递路径，避免闷爆对主体结构、周边文保建筑、地铁造成影响。6.2 地下23、室结构施工与拆撑协同建造技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】创新点2：在建地下室内混凝土内支撑闷爆技术爆破拆除第二道支撑梁为了考虑安全因素，计划将A区域（靠近两座文物保护建筑区域）使用机械方式优先于爆破拆除，计划分B,C,D三个区域进行依次爆破。爆破分区图爆破网络图孔内雷管段别示意图6.2 地下室结构施工与拆撑协同建造技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】创新点2：在建地下室内混凝土内支撑闷爆技术采用声波监测系统，采集到得安全允许振动速度控制值为2.5cm/s（地铁安全允许振 动 速 度 控 制 值 为10cm/s）。采取的措施均满足安全要求。文物保护建筑距离6.2 地下室结构施工与拆撑协同建造技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】创新点3：地下室快速智慧建造技术地下室施工阶段，采用大体积混凝土无线测温技术、高支模智能应力监测、钢管柱自密实混凝土监测等智慧建造技术，提高结构施工质量管控方法，加快地下室施工进度。6.2 地下室结构施工与拆撑协同建造技术【诚信】【创新】【超越】【共赢】