地下工程优化咨询及风险控制.pdf

1、地下工程优化咨询及风险控制地下工程优化咨询及风险控制 创新引领创新引领 技术传承技术传承 报告报告 人：顾国荣人：顾国荣 2020.102020.10 0101 勘察行业发展历程勘察行业发展历程 目录 CONTENTS 0202 地下工程设计与施工疑难问题地下工程设计与施工疑难问题 03 03 超高层建筑全过程咨询超高层建筑全过程咨询 0505 既有建筑加固咨询既有建筑加固咨询 0606 结语结语 04 04 基坑优化设计与风险控制基坑优化设计与风险控制 01 勘察行业发展历程勘察行业发展历程 勘察行业发展历程 工程物探 工程监测 岩土咨询 岩土施工 传统 工程测量 工程地质 水文地质 岩土设

2、计 全过程工程咨询 建筑设计 工程监理 造价咨询 地灾评估 地震安评 环境岩土 工程信息化 既建加固与改造 工程检测 提升传统专业内涵 拓展地下工程全过程咨询服务 实现产业链延伸 跨专业融合发展 勘察行业发展历程 02 地下工程设计与施工地下工程设计与施工疑难问题疑难问题 地下工程设计与施工疑难问题 施施 工工 勘勘 察察 设设 计计 常见勘察质量问题 3 4 2 1 未按工程性质进行地质单元分区 参数选取原则不合理 勘查手段单一（钻探取土）分析评价针对性不强 地下工程设计与施工疑难问题-勘察 材料组成的复杂性 影响因素的多样性 条件的不可确知性 岩土工程定量预测难度岩土工程定量预测难度大 岩

3、土材料的特殊性岩土材料的特殊性 水、土分布不确定性 荷载分布不确定性 岩土材料性质的复杂性 计算理论和方法的不确定性 地下工程设计与施工疑难问题-设计 设计误区 规范规定不明确 桩越长承载力越高大 变形控制越小越好 安全度越高越好 地下工程设计与施工疑难问题-设计 地下工程设计与施工疑难问题-施工 地地 下下 工工 程程 施施 工工 管理欠缺,队伍混乱 未按图纸施工 监测不及时 缺乏应急预案 设备老化，技术不足 地墙渗漏 桩位偏移 03 超高层建筑全过程咨询超高层建筑全过程咨询 超高层建筑全过程咨询 超高层建筑 咨询 超高层建筑全过程咨询 桩基础桩基础各各类问题统计类问题统计 预制桩：53%桩

4、偏斜、偏位、断桩 灌注桩：45%断桩、夹泥离析、桩基承载力不足 超高层建筑全过程咨询 当前中国第一/世界第二高楼 世界第一栋软土地基上建造的 85万吨级单体建筑 上 海 中 心 超高层咨询超高层咨询案例案例1 1上海上海中心全过程咨询中心全过程咨询 超高层建筑全过程咨询 SYZA01试桩Q-s曲线0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.00100.00050001000015000200002500030000荷载荷载(kN)沉降(mm)沉降(mm)桩顶桩顶桩身(-52.0m)桩身(-52.0m)桩端桩端SYZC01试桩Q-s曲线0.005

5、0.00100.00150.00200.00050001000015000200002500030000荷载荷载kN沉降沉降mm桩顶桩顶桩身桩身桩端桩端桩基持力层比选 单桩承载力预估 88层金茂大厦 101层环球金融中心 土层条件比较 典型静探曲线及塔楼桩基持力层选择 类似工程经验比较 常规灌注桩 8000kN 桩端后注浆灌注桩 名称 桩径(mm)外套筒标高(m)桩端标高(m)单桩竖向极限承载力（kN）常规灌注桩 1000-20.70-83.70 8000 桩端后注浆灌注桩 30000 SYZB01试桩Q-s曲线0.0025.0050.0075.00100.00125.00150.000500

6、01000015000200002500030000荷载荷载(kN)沉降沉降(mm)桩顶桩身桩端（注浆量7吨）31000kN 常规灌注桩 8000kN（注浆量2吨）28000N 超高层咨询案例超高层咨询案例1 1上海中心全过程咨询上海中心全过程咨询 超高层建筑全过程咨询 钻探取土钻探取土孔孔 剪切波速剪切波速试验试验 标准贯入试验标准贯入试验 静力触探试验静力触探试验 地脉动地脉动试验试验 旁压旁压试验试验 注水试验注水试验 289m289m（进入花岗岩（进入花岗岩10m10m）185m185m 185m185m 100m100m 88m88m 120m120m 60m60m 01234561

7、5129630 沉降(cm)时间(年)0123456020406080100 施工进度(%)X Axis Title-100-80-60-40-200204060801001201400500100015002000施施工工层层数数（层层）测试时间（天）测试时间（天）楼层261422沉降值（沉降值（mm）地下结构完成裙房区域开挖裙房开挖完成软土地层超高层建筑沉降预测 超高层咨询案例超高层咨询案例1 1上海中心全过程咨询上海中心全过程咨询 超高层建筑全过程咨询 复杂施工工序条件下的四维信息化监测 Excel报表天安处理系统自动化采集天安自动化监测系统数据库工程现场人工记录传统监测及处理方式传统手

8、段的信息化改造信息化监测云端服务器Web访问移动端查询超高层咨询案例超高层咨询案例1 1上海中心全过程咨询上海中心全过程咨询 超高层建筑全过程咨询 地下水抽灌一体化降水试验技术创新 超高层咨询案例超高层咨询案例1 1上海中心全过程咨询上海中心全过程咨询 超高层建筑全过程咨询 超高层咨询案例超高层咨询案例2 2深圳某超高层建筑深圳某超高层建筑 岩土参数综合判断 超高层建筑全过程咨询 超高层咨询案例超高层咨询案例2 2深圳某超高层建筑深圳某超高层建筑 A塔楼 77层，390m 桩端入土75m B塔楼 45层，240m 桩端入土65m C塔楼 24层，120m 桩端入土55m 超高层建筑全过程咨询

9、超高层咨询案例超高层咨询案例3 3安徽某超高层建筑安徽某超高层建筑 设计多方案比选 超高层建筑全过程咨询 超高层咨询案例超高层咨询案例3 3安徽安徽某超高层建筑某超高层建筑 0510152025303540455001002003004005006007008009001000110012000.7m*0.7m1.5m*1.5m（100m和120m高层住宅 纯桩基、CF桩、复合桩基）超高层典型工程案例 1 Part No4：大连绿地中心 塔楼塔楼 518m 总建筑面积：总建筑面积：2929万万m m2 2 主楼高度：主楼高度：518m518m 基坑深度：基坑深度：24m24m 超高层典型工程案

10、例 1 Part No4：大连绿地中心 确定强风化层承载力 堆载法堆载法 传立柱传立柱 自动加载自动加载 自动采集数据自动采集数据 超高层典型工程案例 1 Part No4：大连绿地中心 0102030405060708090100020406080100p(102kPa)s(mm)1#2#3#01020304050607080901000100200300400500600700t(min)s(mm)1#2#3#荷载-沉降量曲线 沉降量-时间曲线 1#试点 试验加载到试验加载到660kN660kN破坏破坏 总沉降量总沉降量34.56mm34.56mm 2#试点 试验加载到试验加载到720kN

11、720kN破坏破坏 总沉降量总沉降量29.76mm29.76mm 3#试点 试验加载到试验加载到720KN720KN破坏破坏 总沉降量总沉降量23.06mm23.06mm 超高层典型工程案例 1 Part No4：大连绿地中心 确定土体剪切强度 试样505030井筒反力支座液压千斤顶钢试样箱C30素砼填实岩土工程一体化咨询及案例分析 4 Part No7：南京紫峰大厦 工程概况：由 2 幢塔楼（主楼和副楼）及7层裙房组成。主楼地上70层，地下4层，地上建筑有效高度约450米，总建筑面积为239400 平方米，地表下15米即为基岩。岩土工程一体化咨询及案例分析 4 Part No7：南京紫峰大厦

12、 优化桩型：钻孔灌注桩人工挖孔桩 合理调整主楼、副楼、裙房与地下车库的桩长、桩径或桩间距，使其满足设计对变形控制的要求 设计参数优化：原按地区经验确定的单桩承载力设计参数偏于安全，塔楼区需要采用70m的桩端入土深度。优化后的单桩承载力参数较原方案提高一倍，桩端入土深度由原70m70m减短至减短至202025m25m，节省了大量桩基费用。岩土工程一体化咨询及案例分析 4 Part No7：南京紫峰大厦 基坑围护设计：工程基坑开挖面积大，开挖深度为2124m，周边环境复杂。咨询报告对常用的基坑支护型式：土钉墙方案、悬臂桩方案、排桩加内支撑方案、桩加锚方案可行性进行分析比较，建议本工程采用地下连续墙

13、（两墙合一）加支撑方案被设计采纳 基坑降水方案优化：工程原降水设计方案考虑大规模降水。经对场地水文地质条件分析后认为：由于采用地下连续墙作为隔水帷幕，防渗性好，基坑开挖后涉及的地下水流量有限，因此不需要进行大规模降水，基坑排水宜采用坑内集水坑、明沟排水 基坑平面图与开挖实景基坑平面图与开挖实景 保障工程安全、节省基础造价、缩短工期三个月 获得投资方和设计方高度赞誉！超高层建筑 咨询 苏州中南中心 729m 武汉绿地中心 636m 参与全国20余个 城市地标性 超高层建筑建设 大连绿地中心 518m 成都绿地中心 468m 苏州九龙仓金融中心 450m 南京紫峰大厦 450m 太原国际金融中心

14、350m 吴江绿地中心 348m 长沙世茂广场 328m 杭州之门 320m 04 基坑优化基坑优化咨询与咨询与风险管控风险管控 基坑咨询与风险管控 基坑优化咨询与风险管控 基坑优化咨询与风险管控 基坑事故调查统计基坑事故调查统计 责任单位责任单位 施工方面 设计方面 业主方面 队伍杂乱，管理欠缺 设备老化 设计经验 新工法不了解 盲目压价 拖欠工程款 施工施工 51%51%设计设计 34%34%业主业主 5%5%勘察勘察 5%5%监测监测 3%3%监理监理 2%2%基坑优化咨询与风险管控 基坑优化咨询案例基坑优化咨询案例1 1上海虹桥商务区项目上海虹桥商务区项目 -18-16-14-12-1

15、0-8-6-4-20020406080深度深度（m）CX6变形（变形（mm）2016/12/282016/12/292016/12/302016/12/312017/1/12017/1/2前撑后置 上海市闵行区 工程地点工程地点 基坑面积基坑面积 开挖深度开挖深度 工程造价工程造价 3.5万平米 8.5m 9.5m 节省1000万 基坑优化咨询与风险管控 基坑优化咨询案例基坑优化咨询案例1 1上海虹桥商务区项目上海虹桥商务区项目 新工艺支护 常规支护 节约工期近3各月 基坑优化咨询与风险管控 土层编号土层名称层底深度(m)层底标高(m)厚度(m)QcfsrfMPa/kPa/深度(m)双 桥 探

16、 头 试 验 曲 线2-1填土淤泥淤泥质粘土夹粉砂中砂夹粉质粘土粘土粘土夹粉砂砾砂2.0016.0021.8028.5033.7037.1041.403.98-10.02-15.82-22.52-27.72-31.12-35.422.0014.005.806.705.203.404.300.499.11.8270.354.51.2930.597.21.2346.1762.21.4040.8510.51.2352.9331.11.43816.77141.10.806孔号KSCPT6标高5.98m孔深41.40m比例1:200022014402660388041010051212061414071

17、616081818092020010222201124240122626013282801430300152244668810101212141416161818202022222424262628283030323234343636383840404242qc(MPa)fs(kPa)rf(%)0qcfsrf静力触探测试成果图表2-24572插入比 1：3 优化为 1：1.8 基坑优化咨询案例基坑优化咨询案例2 2广州南沙某基坑优化广州南沙某基坑优化 基坑优化咨询与风险管控 基坑优化咨询案例基坑优化咨询案例3 3上海某超大基坑上海某超大基坑 整体开挖咨询整体开挖咨询 基坑优化咨询与风险管控 施

18、工案例展示施工案例展示 基坑优化咨询基坑优化咨询案例案例4 4温州瑞安某基坑温州瑞安某基坑 门门架式架式+一道水平支撑一道水平支撑 因基坑挖深11m,第一道支撑必须落低5m左右 采用门架+一道支撑，比常规省一道支撑的造价和工期（至少3个月！）基坑优化咨询与风险管控 开挖深度：10.2m 基坑优化咨询案例基坑优化咨询案例5 5上海青上海青浦浦 直立式直立式门架自稳支护门架自稳支护 04 既有既有建筑加固咨询建筑加固咨询 城市更新面临的难题 上海市中心城区50年以上的各式里弄房屋约813万平方米，其中旧式里弄房屋占大部分，由于年代久远且维修不及时，市民居住质量差。问题之一：量大面广老旧建筑和历史建

19、筑 年久失修 建筑功能不足 上海全市有44个历史文化风貌区，119个风貌保护街坊，1058幢优秀历史建筑，其中以黄浦区为例，其历史文化风貌区面积已经占到全区陆域面积的31%。是上海历史文脉和文化记忆的集中体现，亟需保护和修缮。既有建筑加固改造 城市更新面临的难题 问题之二：既有建筑不均匀沉降问题 近年来，由于勘察、设计或施工等方面的原因，建筑不均匀沉降问题屡见不鲜，“楼歪歪”等问题成为社会热点。既有建筑 不均匀沉降 由于上海特殊的软土地质条件，老旧建筑出现不均匀沉降的现象时有发生，造成裂缝等结构损坏。既有建筑纠偏 既有建筑改造加固 Project 3 既建基础 加固技术 Project 5 既

20、建地下 空间改造技术 Project 4 既建地下室抗浮新技术 Project 2 既有建筑 纠偏技术 Project 1 既建结构安全性检测与评估技术 既建改造业务拓展 结构预加固底板无损开洞结构整体分析改良桩架梁、板加固裂缝修补既有建筑改造加固 既有建筑改造加固案例既有建筑改造加固案例1 1昆明某高层建筑工程加固昆明某高层建筑工程加固 既有建筑改造加固 既有建筑改造加固案例既有建筑改造加固案例1 1上海外滩源保护建筑群基础预加固上海外滩源保护建筑群基础预加固 历史保护建筑物基础预加固 外滩11栋保护建筑，砖木、框架、转换结构；深基坑开挖前的预加固，严格控制沉降；不同基础类型处理：大放脚、蔳

21、壳基础、箱形 基础、短桩组合基础。安培洋行 圆明园 公寓 女青年 会大楼 哈密 大楼 协进 大楼 兰心大楼 广学 大楼 楼 真光 大楼 光陆大楼 亚洲 文会 大楼 中实大楼 真光广学 兰心大楼 协进大楼 哈密大楼 既有建筑改造加固 既有建筑改造加固案例既有建筑改造加固案例2 2上海外滩源保护建筑群基础预加固上海外滩源保护建筑群基础预加固 历史保护 建筑物基 础预加固 地下工程工程风险-桩基风险 3 Part No3：武汉某高层灌注桩桩基承载力不足 工程概况：建筑物总高度超过150m(50F)，地下2层，采用800钻孔灌注桩，单桩竖向承载力特征值为5500KN，桩端持力层为泥质砂岩。事故情况：建

22、造至20F时发生倾斜且沉降速率达0.5mm/d不收敛。主要原因：设计与施工均存在着问题。既建的2#楼（9层）和5#楼（20层）地下工程工程风险-桩基风险 3 Part No3：武汉某高层灌注桩桩基承载力不足 桩 号 最大试验荷载kN 对应沉降量mm 承载力特征值kN 773#7200 58.70 3000 780#4800 45.80 1800 H-423#3300 43.89 1100 H-690#9600 46.59 4400 H-794#5500 63.75 2200 桩 号 最大试验荷载kN 对应沉降量mm 承载力特征值kN D1 7600 8.99 3800 D3 14000 17.

23、26 7000 D4 14000 23.48 7000 D5 14000 19.66 7000 D6 14000 17.31 7000 1#，6#/类桩试桩结果 场外试桩结果 承载力与设计要求不符 地下工程工程风险-桩基风险 3 Part No3：武汉某高层灌注桩桩基承载力不足 加固方案：补桩直径达1m，单桩极限承载力达到22000KN，层高仅2.8m，底板开洞厚度达到2.6m，持力层为泥质砂岩，最大挖深达到28m，施工难度极大。采用锚杆静压桩和人工挖孔桩组合工艺，成功克服软土、流砂土等一系列困难。检测方法：利用建筑物自平衡法进行静载荷试验，试验值达到22000KN，国内首创。南京民宿改造设计 上海外滩源改造检测与加固 张江国际创新中心改造设计 美琪大戏院 既建改造 05 结语与展望结语与展望 结语 绿 色 岩 土 规避风险 节约资源 和谐环境 1、勘察提供设计参数可靠准确、分析评价要有针对性。2、设计宜多方案比选，合理选取施工工艺。3、施工应按图和规范，应急预案要有针对性。勘察、设计和施工的融合 才能真正发挥岩土工程师作用 勘察、设计和施工的融合，才能真正发挥岩土工程师作用 工程实践、总结、认识再认识 是解决地下工程关键技术问题的基础 展 望 THANK YOU