1、引言?世界已建及在建超高层建筑850900850900?世界已建及在建超高层建筑700750800850700750800850500550600650500550600650350400450350400450高度（m）150200250300150200250300050100050100广州国际金融中心103层南京紫峰大厦89层苏州九龙仓国际金融中心92层香港环球贸易广场108层上海环球金融中心101层台北101大厦101层迪拜Pentominium122层广州周大福中心112层纽约世贸中心1号楼105层天津高银117大厦117层武汉绿地中心119层上海上海中心121层深圳平安国际金融中2、心118层迪拜哈利法塔163层层437.5m2010建成450m2009建成层450m2010开建层484m2010建成层492m2008建成层509m2004建成层515m2009开建层539m2009开建105层541m2012建成117层600m2011开建119层606m2011开建121层632m2008开建646m2009开建层828m2010建成2引言?国 内 已 建?国 内 已 建金 茂 大 厦（420.5 m）广州金融中心（432 m）上海环球中心（492 m）（）南京紫峰大厦（450 m）（432 m）天 津 津 塔（336.9 m）3引言?国 内 在 建?国 内 在 建武3、汉绿地中心（606 m）深圳平安金融中心（588 m）苏州中南中心（658 m）上 海 中 心（632 m）（606 m）天津117大厦（600 m）（588 m）（658 m）4提纲1.大直径超长灌注桩技术2.裙楼抗浮技术3.超深地下连续墙技术超深地下连续墙技术4 逆作法技术4.逆作法技术5提纲1.大直径超长灌注桩技术?上海中心大厦桩基工程?天津117大厦桩基工程?武汉中心大厦桩基工程?武汉绿地中心大厦桩基工程6大直径超长灌注桩技术?超高层建筑的建设使得基底荷载越来越大，往往要求桩基穿越深厚的土层进入相对较好的持力层大直径超长灌注桩的应用成为种趋势层进入相对较好的持力层，大直径超长灌注桩的应4、用成为一种趋势。7大直径超长灌注桩技术华东院设计的部分超高层建筑超长桩工程华东院设计的部分超高层建筑超长桩工程建筑名称始建时间高度建筑名称始建时间高度(m)层数桩型桩径层数桩型桩径(mm)桩端埋深桩端埋深(m)桩端持力层桩端持力层()()()CCTV新主楼新主楼200423451钻孔灌注桩钻孔灌注桩120051.7砂卵石砂卵石天津津塔天津津塔2006336.975钻孔灌注桩钻孔灌注桩100085.0粉砂粉砂天津天津117大厦大厦2008597117钻孔灌注桩钻孔灌注桩100098.0粉砂粉砂上海中心大厦上海中心大厦2008632121钻孔灌注桩钻孔灌注桩100088.0粉砂夹中粗砂粉砂夹中粗砂5、上海白玉兰广场上海白玉兰广场200932066钻孔灌注桩钻孔灌注桩100085 0含砾中粗砂含砾中粗砂上海白玉兰广场上海白玉兰广场200932066钻孔灌注桩钻孔灌注桩100085.0含砾中粗砂含砾中粗砂武汉中心武汉中心200943888钻孔灌注桩钻孔灌注桩100065.0微风化泥岩微风化泥岩苏州国际金融中心苏州国际金融中心201045092钻孔灌注桩钻孔灌注桩100090.0细砂细砂苏州国际金融中心苏州国际金融中心钻孔灌注桩钻孔灌注桩细砂细砂武汉绿地中心大厦武汉绿地中心大厦2011606119钻孔灌注桩钻孔灌注桩120060.0微风化泥岩、砂岩微风化泥岩、砂岩苏州中南中心苏州中南中心20136、658138钻孔灌注桩钻孔灌注桩1100110.0粉细砂粉细砂?中国超高层建筑多建设于沿江、沿海软土地区，为使基础满足承载要求，超长灌注桩的应用越来越普遍8超长灌注桩的应用越来越普遍。上海中心大厦桩基概况?桩型：后注浆钻孔灌注桩桩基概况桩型：后注浆钻孔灌注桩?桩径：1000mm桩端埋深88?桩端埋深：88m?持力层：2层粉砂夹中粗砂?桩身混凝土强度等级：C50?最大加载：30000kN?最大加载：30000kN?桩数：共995根9上海中心大厦桩筏基础桩筏基础?工程桩共约995根，桩径1000mm，桩长约88m。工程桩共约995根，桩径 000，桩长约88。?基础底板厚约6m。10塔楼桩基布置图7、底板沉降计算结果上海中心大厦成孔工艺?采用回转钻机结合泵吸反循环泥浆工艺成孔工艺?采用回转钻机结合泵吸反循环泥浆工艺GPS20型回转钻机双腰带三翼切削钻头11上海中心大厦泥浆工艺?泥浆制备泥浆工艺泥浆制备膨润土和外加剂人工制浆新浆指标?新浆指标比重：1.101.20g/cm3 黏度16 20膨润土拌浆池黏度：1620sPH值：810?含砂率小于4%?泥浆净化除砂器除砂ZX 250型泥浆净化装置12除砂器除砂ZX-250型泥浆净化装置天津117大厦桩基概况?桩型：桩端、桩侧联合后注浆灌注桩桩基概况?桩型：桩端、桩侧联合后注浆灌注桩?桩径：1000mm?桩端埋深：100m?持力层：5粉砂层?桩身混8、凝土强度等级：C50?最大加载：42000kN?最大加载：42000kN?桩数：94113天津117大厦桩筏基础桩筏基础?工程桩共约941根，桩径1000mm，桩长约100m。程桩共约根，桩径，桩长约。?基础底板厚约6.5m。塔楼桩基布置图筏板沉降计算结果14塔楼桩基布置图筏板沉降计算结果天津117大厦成孔工艺?采用回转钻机结合气举反循环泥浆工艺成孔工艺?采用回转钻机结合气举反循环泥浆工艺双腰带三翼切削钻头ZSD-200气举反循环钻机15天津117大厦泥浆工艺?原浆制作：1立方泥浆中膨润土的含量为68%泥浆工艺?原浆制作：1立方泥浆中膨润土的含量为68%?PHP泥浆制作：每立方基浆中加入PHP9、胶体0.40.6公斤?新浆比重1.051.10，含砂率2%粘度粘度(s)比重比重(g/cm3)含沙率含沙率(%)PH 值胶体率值胶体率(%)失水量失水量(ml/30min)泥皮厚度泥皮厚度(mm)18201.051.109815216武汉中心大厦桩基概况?桩型：后注浆钻孔灌注桩桩基概况?桩型：后注浆钻孔灌注桩?桩径：1000mm?桩端埋深：65m?持力层：微风化泥岩?桩身混凝土强度等级：C50?最大加载：32000kN?最大加载：32000kN?桩数：448根17武汉中心大厦桩筏基础桩筏基础?工程桩共约448根桩径1000mm桩长约65m?工程桩共约448根，桩径1000mm，桩长约65m。?10、基础底板厚约4m。程桩布置底板沉降计算结果18工程桩布置图底板沉降计算结果武汉中心大厦成孔工艺?试桩施工成孔工艺?试桩施工GPS20型回转钻机气举反循环清孔气举反循环清孔工程桩施工?工程桩施工YT260型旋挖钻机针对土层与岩层选针对土层与岩层选择不同的钻头YT260型旋挖钻机GPS20型回转钻机19YT260型旋挖钻机GPS20型回转钻机武汉绿地中心大厦桩基概况?桩型：桩端后注浆钻孔灌注桩桩基概况-2-1-2-1?桩型：桩端后注浆钻孔灌注桩?桩径：1200mm-1?桩端埋深：5564m?持力层：微风化泥岩、砂岩-2?桩身混凝土强度等级：C50?最大加载：45000kN-3?最大加载：4500011、kN?桩数：505b-1b-220武汉绿地中心大厦桩筏基础桩筏基础?工程桩共约550根，桩径1200mm，桩长约60m。?工程桩共约550根，桩径1200mm，桩长约60m。?基础底板厚约5m。筏板沉降计算结果21桩基布置图筏板沉降计算结果武汉绿地中心大厦基施工工艺基岩以上?综合考虑成孔效率成孔质量及成本施工工艺上旋挖?综合考虑成孔效率、成孔质量及成本等因素，采用旋挖钻机+冲击钻机的成孔方式?旋挖钻机负责在粘土层、砂层和泥岩层成孔?冲击钻机负责在微风化泥岩(强度较高）层、中/微风化砂岩层成孔基岩反循高）层、中/微风化砂岩层成孔岩冲击循环成孔22孔提纲2.裙楼抗浮技术?扩底抗拔桩技术?桩侧后注浆12、抗拔桩技术?释放水浮力法23抗拔桩技术的发展?常规等截面抗拔桩抗抗拔桩技术的发展?常规等截面抗拔桩抗拔承载力有限抗较?扩底抗拔桩以较小的材料增加获取显著的抗拔承载力提高?桩侧后注浆抗拔桩改变桩身与桩周土的接触界面特性，从而提常规等截面抗拔桩扩底抗拔桩桩侧后注浆抗拔桩触界面特性，从而提高承载力24常规等截面抗拔桩扩底抗拔桩桩侧后注浆抗拔桩扩底抗拔桩技术关键施工技术?机械式切削扩底关键施工技术?机械式切削扩底 伞形扩底钻头 施工灵活、造价低在上部自重作用下，刀架向外扩展自重作用刀架向外扩展上支座在自重作用下，向下移至定位阀，刀架扩展至最终角度机械式伞型扩底钻头工作流程扩孔钻头受到孔底的反力在下支座13、自重作用下，刀架向里收拢扩孔钻头受到孔底的反力25机械式伞型扩底钻头工作流程扩底抗拔桩技术关键施工技术关键施工技术?旋挖扩底 全液压扩底钻头进行桩底端水平切削扩大作业，扩底过程可视、可控旋挖扩底 速度快、质量高、无噪音、无振动、原始土外运，减少环境污染等特点26扩底抓斗扩幅切削出土扩底抗拔桩技术工程应用 杭州波浪文化城工程应用 杭州波浪文化城?波浪文化城位于杭州市钱江新城核心区平面呈“T”字型城核心区，平面呈T字型，东西长约500m，南北宽约115m，总建筑面积约115m，总建筑面积约130000。为全埋式二层地下建筑是?为全埋式二层地下建筑，是一个新型的可供市民和游客聚会和交流的公共区域也是14、杭州和交流的公共区域，也是杭州目前最大的地下公共建筑。27桩侧后注浆拔桩技术桩侧后注浆抗拔桩技术特点桩侧后注浆抗拔桩技术特点?适用于粘性土、粉土和砂土，不受桩径和桩长的限制。?桩侧注浆施工可以与桩基施工交叉进行不占用总工期?桩侧注浆施工可以与桩基施工交叉进行，不占用总工期。?相对于扩底桩，桩侧后注浆抗拔桩地层适应性更强、工效高。28桩侧后注浆拔桩技术关键施工技术关键施工技术?按桩侧注浆装置与注浆方式可分为环向点式注浆和纵向线式注浆。?按桩侧注浆装置与注浆方式可分为环向点式注浆和纵向线式注浆。?桩侧后注浆采用预埋管的注浆方式。?桩侧注浆施工参数主要包括浆液配方、泵压、泵量、浆液注入量、注浆顺序等15、。自然地坪自然地坪纵向注浆导管纵向注浆导管管注浆器环形管注浆器29桩桩底标高桩底标高环向点式注浆纵向线式注浆桩侧后注浆拔桩技术工程应用 上海世博500kV地下变电站工程应用 上海世博500kV地下变电站?世博会重要配套工程，建设规模列亚洲同类工程之首地下模列亚洲同类工程之首，地下建筑直径(外径)为130m，地下结构埋置深度34m。下结构埋置深度34m。30桩侧后注浆拔桩技术工程应用 上海白玉兰广场工程应用包括座67层322米高的办公上海白玉兰广场?包括一座67层322米高的办公塔楼（浦西第一高楼），一座38层171 2米高的酒店西楼和38层171.2米高的酒店西楼和一座25层116.8米高的酒16、店东楼。?塔楼共设4层地下室，塔楼区域基底挖深为24.3m，裙楼普遍区域挖深约22m。?工程前期开展了现场试桩试验。工程前期开展了现场试桩试验。31释放水浮力法工作原理?利用设置于基底的排水或导水系统将蓄积于基础下方的地下水压工作原理?利用设置于基底的排水或导水系统将蓄积于基础下方的地下水压力排除，藉以解除地下浮力的方法采用“放”的思路解决地下结构的抗浮问题32释放水浮力法系统组成?由透水系统集水系统出水系统组成系统组成?由透水系统、集水系统、出水系统组成33释放水浮力法适用条件基底位于不(弱)透水且土质较坚硬的土层适用条件?基底位于不(弱)透水且土质较坚硬的土层?基底位于透水层，但距基底不太17、深处有一层不（弱）透水土层的情况，隔水帷幕进入不（弱）透水层弱透水透水土层弱透水土层透水土层滤水管（槽）集水井地下连续墙隔水帷幕34滤水管（槽）集水井弱透水土层隔水帷幕释放水浮力法释放水浮力法特点释放水浮力法特点施工期间?施工费用较传统工法低施工期间?施工时间短（传统工法1/5 1/30）?节省材料?施工时环境影响小?减少废弃物（废土、泥浆、劣质混凝土）须专业选材、设计、施工与质量管理须专业选材、设计、施工与质量管理不适用基底透水量大于Q=0.03 m3天和砂土层及高透水性卵砾石层35释放水浮力法释放水浮力法特点使用期间释放水浮力法特点?基底不裂、不渗水使用期间?不影响建物外围水文状况?减少潮18、湿、渗水维护费用?可随时检核抗浮效能?释放层收集的地下水平时可做为绿化植生用，特殊时期（如地震等）可作为紧急民防用水需每天投入排水电费及排水设备维护费用36释放水浮力法释放水浮力法特点拆除期间释放水浮力法特点?建筑物拆除时基本无残留，绿色环保拆除期间?节省废弃物处理费用符合37释放水浮力法工程应用 上海金茂大厦裙楼工程应用 上海金茂大厦裙楼?采用静水压力释放层法滤水管和集水井平面布置图38提纲3.超深地下连续墙技术?关键技术问题?工程应用39?超高层建筑基坑呈更大更深的发展趋势，超深地下连续墙技术与之配套发展超高层建筑基坑呈更大更深的发展趋势，超深地下连续墙技术与之配套发展上海中心武汉绿地中心19、南京世贸中心塔楼基坑挖深约31.2m上海中心塔楼基坑挖深约27m武汉绿地中心塔楼基坑挖深约20m南京世贸中心40地墙深50m地墙深约48m-51m地墙深约61m（保护地铁）超深地下连续墙关键技术问题?复杂地层条件下的成槽技术?槽底沉渣控制技术?免锁口管的地下连续墙接头技术41超深地下连续墙关键技术问题成槽工艺超深地下连续墙般都面临“上软下硬”特点的地层即成槽工艺?超深地下连续墙一般都面临“上软下硬”特点的地层，即上部为相对较软的粘土，下部为密实的砂层以及基岩42超深地下连续墙关键技术问题成槽工艺 成槽设备成槽工艺 成槽设备液压抓斗液压抓斗重型抓斗重型抓斗铣槽机铣槽机适用于N30的粘土和砂土适用20、于N40的粘土、砂土或软岩地层适应性强，粘土、砂土、砾石、卵石、软硬岩均适用43超深地下连续墙关键技术问题成槽工艺“上软下硬”地层中成槽方式成槽工艺“上软下硬”地层中成槽方式钻抓结合钻抓结合冲抓结合冲抓结合抓铣结合抓铣结合44超深地下连续墙关键技术问题在粉土及砂层中成槽沉渣的控制技术通过试成槽试验确定合适的泥浆参数在粉土及砂层中成槽沉渣的控制技术?通过试成槽试验，确定合适的泥浆参数。?通过泥浆循环过滤装置（除砂机），降低槽内泥浆的含砂率。BE375除砂机BE250除砂机45BE375除砂机BE250除砂机超深地下连续墙关键技术问题免锁口管接头工字型型钢接头V型钢板接头免锁口管接头?工字型型钢接21、头、V型钢板接头46工程应用南京金鹰三期南京金鹰三期?基坑面积约1.3万m2?普遍区域基坑挖深22.4m，普遍区域基坑挖深.，塔楼核心筒厚板区域挖深29.4m?邻近南京地铁一号线47工程应用武汉绿地中心武汉绿地中心?基坑面积约3.6万m2?基坑挖深23.1m26.8m 基坑挖深 3.6.848工程应用上海中心上海中心?基坑总面积约34960m2?主楼挖深31.2m主楼挖深3.?裙楼挖深26.7m 49工程应用济南绿地普利门济南绿地普利门?山东第一高楼?基坑总面积约8825m2基坑总面积约88 5?基坑挖深15.823.3m50提纲4.逆作法技术?逆作法概念?顺逆结合?逆作法关键技术51逆作法概22、念基坑工程顺作法施工工艺成熟支护结构体系与主基坑工程顺作法?施工工艺成熟，支护结构体系与主体结构相对独立?设计、施工均比较便捷?对施工单位管理和技术水平的要求?对施工单位管理和技术水平的要求相对较低，施工单位的选择面较广其基坑支护结构的设计与主体设计?其基坑支护结构的设计与主体设计关联性较低，受主体设计进度的制约小基坑工程有条件尽早开工约小，基坑工程有条件尽早开工52逆作法概念基坑工程逆作法可以大量节省临时支护结构的使用基坑工程逆作法?可以大量节省临时支护结构的使用，节约资源，有利于基坑工程的可持续发展续发展?具有较强的经济性?可缩短工程施工的总工期基坑变形小且对周围环境的影响小?基坑变形小且23、对周围环境的影响小53逆作法概念逆作法采用支护结构与主体结构相结合逆作法采用支护结构与主体结构相结合，自上而下交替挖土和施工地下结构?墙体相结合墙体相结合?水平结构相结合?竖向结构相结合54顺逆结合?全部采用顺作则耽误塔楼施工进度、施工周期长、对周边环境影响大、经济性差境影响大、经济性差?主楼结构构件的重要性也决定了其不适合采用逆作法?可以采用顺作法与逆作法结合的方案?主楼先顺作、裙楼后逆作方案?裙楼先逆作、主楼后顺作方案裙楼先逆作、主楼后顺作方案55顺逆结合主楼先顺作裙楼后逆作 特点主楼先顺作、裙楼后逆作 特点?主楼顺作基坑面积小可加快施工速度，裙楼逆作施工不占用工程总绝对工期，并尽最大可能24、加快塔楼的施工进度，缩短总工期主楼顺作区域为圆形基坑主楼顺作区域为一般形状基坑主楼顺作区域为般形状基坑周边裙楼地下室逆作施工阶段采用结构梁板作为水平支撑抗侧刚?周边裙楼地下室逆作施工阶段采用结构梁板作为水平支撑，抗侧刚度大，能够有效地控制基坑的变形，减小对周边环境的影响56顺逆结合主楼先顺作裙楼后逆作 工程应用上海环球金融中心主楼先顺作、裙楼后逆作 工程应用上海环球金融中心?主楼地上101层，结构高度492m?裙楼地上3层主楼和裙楼均设上海环球金融中心塔楼区域?主楼和裙楼下均设三层地下室?基坑总面积约22500m2?基坑挖深17.8519 85m5719.85m 顺逆结合主楼先顺作裙楼后逆作 25、工程应用上海白玉兰广场主楼先顺作、裙楼后逆作 工程应用上海白玉兰广场?中部办公楼61层，高度301m?西北部为25层和37层酒店?西北部为25层和37层酒店?裙楼12层?普遍区域整体设4层地下室?基坑面积约4 2万m2?基坑面积约4.2万m2?基坑挖深21.924.7 m?邻近地铁12号线车站58顺逆结合主楼先顺作裙楼后逆作 工程应用上海华敏帝豪大厦主楼先顺作、裙楼后逆作 工程应用上海华敏帝豪大厦?主楼63层，高度258m?主楼63层，高度258m?裙楼4层?整体设4层地下室?基坑面积约1 7万m2?基坑面积约1.7万m?基坑挖深16.118.4 m59顺逆结合裙楼先逆作主楼后顺作 特点裙楼先26、逆作、主楼后顺作 特点?当裙楼工期要求较高（例如裙楼作为商业建筑时往往希望能尽快投入商业运营），主楼工期要求相对较低时，裙楼可采用逆作法进行地上地下同步施工，并在主楼区设置大空间出土口，待裙楼逆作结束再向上顺作施工?可大幅度缩短裙楼上部结构工期，而且利用裙楼地下结构作为水平支撑，可严格控制基坑变形保护环境支撑，可严格控制基坑变形保护环境60顺逆结合裙楼先逆作主楼后顺作 工程应用上海由由国际广场裙楼先逆作、主楼后顺作 工程应用上海由由国际广场?酒店地上37层，高133.8m?办公楼地上23层，高103m办公楼层，?公寓式酒店地上21层，高73 3m高73.3m?商场地上5层，高28m裙房地高?裙27、房地上3层，高14.7m?整体设2层地下室?基坑面积约3万m2?基坑挖深9.711.2 m61?基坑挖深9.711.2 m顺逆结合裙楼先逆作主楼后顺作 工程应用南京德基广场裙楼先逆作、主楼后顺作 工程应用南京德基广场?主楼地上52层，高244.5m?附楼地上9层，高55.5m整体设5层地下室?整体设5层地下室?基坑面积约1.6万m2?主楼开挖深度23.6m裙楼开挖深度21 7?裙楼开挖深度21.7m62逆作法关键技术“柱桩”施工技术“一柱一桩”施工技术?“一柱一桩”的垂直度一般要求控制在1/3001/600以内柱桩的度般要求控制在/以内先插法纠正架法?“一柱一桩”垂直度控制技术先插法纠正架法后28、插法HPE液压垂直插入法63逆作法关键技术逆作结构施工技术 逆作水平结构施工技术逆作结构施工技术 逆作水平结构施工技术利用垫层上铺设模板系统浇筑施工方法?利用垫层上铺设模板系统浇筑施工方法?利用短排架支模方式浇筑梁板施工方法?无排吊模施工方法64逆作法关键技术逆作结构施工技术 逆作竖向结构施工技术中间支承柱逆作结构施工技术 逆作竖向结构施工技术?中间支承柱?剪力墙施工内衬墙施工?内衬墙施工65逆作法关键技术逆作土方开挖技术逆作土方开挖技术取土口的设置?取土口的设置?土方开挖与运输?下坑挖土作业逆作环境控制技术?通风与照明66结 语?超高层建筑深基础技术的进步来自工程建设迅速发展的迫切要求?超高层建筑深基础技术的发展需密切关注绿色、环保与可持续发展