【典型案例】天津和黄地铁广场
位于天津市和平区南京路,包含1栋办公楼、3栋公寓楼及商业裙楼,总建筑面积32.69万m2。地下室4层,裙房8层,三栋公寓塔楼分别为57层、53层、49层,总高度分别为191m、179m、168m,办公塔楼53层,建筑高度258m。
基坑长190.89m,宽103.27m,总面积约1.6万㎡,基坑深度20.05m,最大开挖深度22.35m,土方开挖总量32万m³。
u 基坑周边环境复杂
北侧紧邻天津市内环交通主干道南京路,以及正在运营的地铁1#线,东侧为天津市建委大楼和诚基大厦,西侧为超高层津汇广场,基坑周边地下各种市政管线密集,对基坑开挖造成的变形十分敏感。
5.3 基坑支护体系设计
基坑采用地连墙+五道内支撑支护,土方分六步开挖。地连墙厚1.0m、有效深度35.0m;第一、五道支撑为临时性支撑,第二、三、四道支撑利用裙楼地下各层梁板结构作为支撑,为永久性支撑。
5.4 钢筋混凝土栈桥及出土平台结构设计技术
5.4.1 栈桥及出土平台设置
基坑水平支撑共留设5个大型出土洞口,设置6座出土平台和1座钢筋砼栈桥,为出土施工机械提供了作业平台及通行道路。
5.4.2 结构设计基本计算方法
静力计算(混凝土结构设计规范及钢结构设计规范)+弯矩调幅(钢筋混凝土高层建筑结构设计规范)+冲击系数(城市桥梁设计荷载标准),更符合实际工况,确保栈桥及出土平台使用安全。
弯矩组合:将上述三种荷载的弯矩图按比例进行叠加,如下图:
叠加后的最大负弯矩为:
Mmaxl=M1B+M2B+M3B
=-522.8-1525.2-743.3
=—2791KN·m
最大正弯矩为:MAX2=1969kN.m
在竖向荷载作用下考虑梁端塑性变形内力重分布而对梁端负弯矩进行调幅,调幅系数取0.85,对叠加后的弯矩调整如下∶
最大负弯矩调整值为∶Mmax1=Mmax1×0.85=-2791×0.85 =-2372 KN·m
调幅后,按平衡条件计算跨中弯矩如下∶
最大正弯矩为∶Mmax2=Mmax2+(Mmax1一Mmax1)×0.5
=1969+(2791-2372)×0.5 =2178.5 KN·m
因最大负弯矩的绝对值大于最大正弯矩,所以取Mmax1=-2372KNm为设计计算弯矩。
考虑到冲击荷载影响效应,确定内力设计值∶(乘以1.3的冲击系数)
RA=1.3×RAmax=1.3×887.97 KN=1154.4KN
RB=1.3×RBmax=1.3×1106.24KN=1438.1 KN
V=1.3×VAma=1.3×1106.24KN=1438.1KN
M=1.3×Mmax=1.3×2372KN·m=3083.6 KN·m
5.4.3 栈桥结合对撑一体设计
栈桥布置时,将栈桥与第一道支撑东侧的对撑结合在一起,栈桥既能起到运输车辆通行、施工机械作业的作用,又能起到支撑基坑的作用,降低了工程成本。
5.4.4 栈桥竖向承重组合结构
栈桥利用原型钢格构柱作为主要竖向承重构件,格构柱间距较大部位设置钢筋砼钻孔灌注桩作为补充竖向承重构件,组成栈桥竖向承重组合结构。设置水平钢系杆拉结整体,提高整体受力稳定性。
5.5 深基坑逆作法土方组合开挖施工技术
5.5.1 基坑土方组合开挖方式
周边裙楼盖挖逆作,采用支撑结构下盆式开挖方式;塔楼及预留出土洞口部位明挖顺作,采用中心岛式开挖方式。
5.5.2 周边裙楼支撑结构下盆式开挖
周边裙楼第二~第六步土方开挖,支撑结构下土方开挖采用盆式开挖,小型挖掘机从基坑支撑结构内侧向地连墙方向掘进,将支撑结构下的土方掏挖、倒运到基坑中部预留出土洞口范围内。
5.5.3 塔楼及预留出土洞口中心岛式开挖
塔楼及基坑中部预留出土洞口范围内,基坑土方采用中心岛式开挖,以栈桥或平台为中心,土方通过挖掘机多级倒运、堆高,形成中心岛。采用挖掘机或加长臂挖掘机、履带式抓斗坐于平台或栈桥上取土装车。
5.6.1 逆作水平梁板支模施工技术
采用“土方超挖+搭设模架”施工工艺,每步土超挖1.0m左右,基土平整后浇筑混凝土垫层,支模施工水平梁板结构。
5.6.2 “二柱合一”逆作结构柱施工技术
① 下返柱头处理方法:结构柱部位下挖至低于主梁35d+80cm处,填砂厚度35d+10cm,保证柱筋下返长度。浇筑垫层,再支模浇筑下返柱头。
② 梁柱钢筋节点做法:竖向支撑钢格构柱与永久结构柱重合,即“二柱合一”,受钢格构柱占位影响,柱梁节点钢筋绑扎难度加大,采用结构梁纵筋打弯绕行避让钢格构柱、柱箍筋开孔穿过钢格构柱缀板、钢格构柱偏位加设柱帽等特殊处理方法,保证柱梁节点钢筋受力安全可靠。
③ 柱头接缝处理:柱模四周支设喇叭口,高出柱头150mm,宽出柱头350mm。拆模后,将喇叭口凸出柱面混凝土剔凿平整。
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