深基坑EPC思维与致胜技术李连祥.pptx

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1、深基坑深基坑EPCEPC思维与致胜技术思维与致胜技术李连祥基坑与深基础工基坑与深基础工程技术研究中心程技术研究中心 2023年6月 苏州中国施工企业管理协会中国施工企业管理协会深大基坑与超高层关键施工技术交流观摩会！深大基坑与超高层关键施工技术交流观摩会！主主 要要 内内 容容1 1深基坑深基坑EPCEPC思维思维2 2深基坑致胜技术深基坑致胜技术3 3结语结语1.1.深基坑深基坑EPCEPC思维思维（1 1）关于基坑的若干新概念）关于基坑的若干新概念（2 2）深基坑工程系统）深基坑工程系统（3 3）EPCEPC目标目标（4 4）基于）基于EPCEPC的深基坑定位的深基坑定位2.1.1 基坑

2、excavations为进行建(构)筑物地下部分的施工由地面向下开挖出的空间。2.1.3 基坑支护 retaining and protection for excavations为保护地下主体结构施工和基坑周边环境的安全，对基坑采用的临时性支挡、加固、保护与地下水控制的措施。基坑支护拟建建筑主体地下结构土方开挖支护结构地下水控制环境与支护结构监测（1 1）关关于基于基坑的坑的若干若干新概新概念念基坑与基坑支护基坑工程内容1.1.深基坑深基坑EPCEPC思维思维深度效应 M-C模型与HS Small模型数值计算结果对比分析,支护结构与周围环境变形差值随开挖深度越来越大的现象称为“深度效应”。（

3、M-CMM-CM）比较比较某某车站车站挡土墙后地表挡土墙后地表沉降（沉降（HSSHSS）水平位移比较支护墙后地表沉降比较济南土体基坑济南土体基坑15m15m深度效应示意深度效应示意 以深度效应确定临界深度，划分深、浅基坑。安全等级一级（10m-临界深度）为较深基坑，用于永久支护。深基坑小应变强化模型数值分析，较深、浅基坑平面单元方法计算。2010年12月郑刚教授首次将“深度小于10m的基坑称为浅基坑；深度10-20m称为深基坑；深度大于20m为超深基坑”。1.1.深基坑深基坑EPCEPC思维思维深基坑深、较深、浅基坑（1 1）关关于基于基坑的坑的若干若干新概新概念念计算方法基于城市典型地貌与岩

4、土工程性质决定的超过深度效应划分界限的基坑。济南典型地貌单元土体基坑“深、浅”临界深度为15m，超过15m深基坑；土岩双元基坑土体深度18m。1.1.深基坑深基坑EPCEPC思维思维城市深基坑地下结构群环境深基坑1I1I台台仓仓1-11-1剖面剖面示意图示意图坑外复合坑外复合地基与地基与1-11-1剖面位置示意图剖面位置示意图台台仓、坑底仓、坑底桩基（白色桩基（白色）省会艺术中心大剧院（1 1）关关于基于基坑的坑的若干若干新概新概念念地下结构群环境示意图地下结构群环境示意图 地铁建设是中心城市的基本标志；中心城市深基坑 地下结构群环境深基坑工程理论和技术是新阶段城市建设的重大需求。地下结构群环

5、境是中心城市深基坑的根本特征。高质量发展的基坑工程（1 1）关关于基于基坑的坑的若干若干新概新概念念1.1.深基坑深基坑EPCEPC思维思维地下结构群环境示意图地下结构群环境示意图 特定支护条件下，具体基坑与施工技术（工艺、工序）对支护结构、周边环境和岩土体产生一定影响 的三维空间。定义 支护结构、地下水控制系统、施工工艺、开挖方法和顺序，以及周边既有地下结构、设施与岩土体。特征（2 2）深深基坑基坑工程工程系统系统1.1.深基坑深基坑EPCEPC思维思维内容 不同支护结构、地下水控制系统、施工工艺、开挖方法和顺序，对周边既有地下结构、设施与岩土体的影响不同，系统范围不同。EPC:工程(Eng

6、ineering)、采购（Procurement）、建设（Construction），是国际通用的工程总承包产业的总称。指从工程总体策划与具体设计、专业设备与建筑材料的采购，施工、安装与技术培训，突出根本目标建设安全、质量、效益为主线的全过程技术管理行为。根本目标建设安全、质量、效益；创新、协调、绿色、开放、共享；五位一体总体布局、四个全面战略布局；（3 3）EPCEPC目标目标1.1.深基坑深基坑EPCEPC思维思维定义p发挥设计对整个工程的技术主导作用。p促进设计、采购、施工合理衔接p建设工程质量责任主体明确。优势目的EPCEPC承包模式建设流程图承包模式建设流程图中国式现代化！基坑p基坑

7、-为进行建(构)筑物地下部分的施工由地面向下开挖出的空间。p基坑支护-是保证主体地下结构顺利施工的临时措施。现阶段基坑是辅助措施基坑施工阶段突出EPC根本目标p最有效的保障建筑主体快捷实现；p基坑工程为地下结构施工而建，总包单位是使用主体，突出为“我”服务。具体支护体现高质量、新发展理念p长效、环保、生态的基坑支护；p永久支护结构、全回收支护技术、岩体结构科学利用。根本目标 基坑工程无支护！基坑工程无支护！（4 4）基基于于EPCEPC的深的深基坑基坑定位定位1.1.深基坑深基坑EPCEPC思维思维土钉墙土钉墙放坡放坡支护支护钢板桩直立支护钢板桩直立支护（1 1）深基坑三维整体法）深基坑三维整

8、体法（2 2）深深基坑永久支护结构基坑永久支护结构（3 3）基坑岩体结构）基坑岩体结构科学利用科学利用（4 4）城市深基坑决策）城市深基坑决策系统系统2 EPC2 EPC深基坑致胜技术深基坑致胜技术（1 1）深）深基坑基坑三维三维整体整体法法22.5m22.5m桩锚支护桩锚支护规程方法土压力分布规程方法土压力分布支挡结构土压力计算荷荷载载-土土压压力力 朗肯土压力分析模型支护结构表观土压力包络线（廖少明）数值模拟可能是科学化的最佳选择数值模拟可能是科学化的最佳选择2 EPC2 EPC深基坑致胜技术深基坑致胜技术定定义义：深基坑整体设计方法是针对深基坑或超深基坑全寿命的设计、施工、监测、优化的决

9、策过程。它以基坑周边环境安全变形控制为目标，以大型有限元程序为平台，以HSSM土体本构模型为核心，利用被已有成果证明具有科学性的三维数值模型，获得基坑支护结构与周边环境动态性状，从而主动调整支护结构、模拟基坑周边状态、保证基坑支护结构与周边环境安全的全过程决策方法。特特 征征1）目标-基坑及周边环境安全；2）依据-周围环境的安全变形3）平台-大型有限元分析软件4）核心-HSSM模型5）工具-具有科学性的三维数值模型6）特征-主动控制（1 1）深）深基坑基坑三维三维整体整体法法2 EPC2 EPC深基坑致胜技术深基坑致胜技术桩锚支护体系，回收式锚杆。桩永久利用，承载系数1.35，混凝土与地下结构

10、砼强度C40.坑外土压力由永久支护承担坑外土压力由永久支护承担；地下室外墙仅承担回填土荷载。基坑设计提供支撑、连梁内力。连梁、支撑砼强度与地下结构一致，C40.2 2）岩土工程专业完成基坑支护）岩土工程专业完成基坑支护（选型和计算）设计（选型和计算）设计4 4）结构工程专业完成地下结构（）结构工程专业完成地下结构（选型和计算）选型和计算）设计，设计，包括外伸支撑、连梁、防水构造等。包括外伸支撑、连梁、防水构造等。地下室外墙开挖工况永久支护构建工况济南某基坑3 3）临时开挖与永久支）临时开挖与永久支护形成过程的结构分析护形成过程的结构分析1 1）深基坑永久支护结构设计）深基坑永久支护结构设计（2

11、 2）深）深基坑基坑永久永久支护支护结构结构2 EPC2 EPC深基坑致胜技术深基坑致胜技术深基坑永久支护结构三维整体法设计工程概况山东省肿瘤防治研究院公共停车场平面长186.0m，宽54.6m，框架结构，地上3层，地下2层。楼板外伸防水技术支护内防水施工技术桩墙密贴控制技术新型防水板施工技术车库外墙深深基基坑坑永永久久支支护护体体系系，即即复复杂杂环环境境地地下下车库无支护技术首次使用！车库无支护技术首次使用！（2 2）深）深基坑基坑永久永久支护支护结构结构2 EPC2 EPC深基坑致胜技术深基坑致胜技术外墙做到红线，停车位增加，管廊建设用地落实。地下工程无支护，经济、生态。山东大学已构建的

12、专利体系山东大学已构建的专利体系 在在审审 序号序号 专利名称专利名称 申报日期申报日期 授权日期授权日期 专利类型专利类型 已已授授权权（2 2）深）深基坑基坑永久永久支护支护结构结构2 EPC2 EPC深基坑致胜技术深基坑致胜技术热诚邀请广大同行参编热诚邀请广大同行参编深基坑永久支护结构技术规程中国工程建设标准化协会标准 对岩石性状缺少认识，不了解岩体结构性，太多工程师把岩视为土。对岩石性状缺少认识，不了解岩体结构性，太多工程师把岩视为土。以以规程规程（JGJ 120JGJ 120）为指导，采用）为指导，采用“土土”的圆弧滑动理论，导致支护的圆弧滑动理论，导致支护桩墙大量无谓投入，浪费、污

13、染、高碳排放。桩墙大量无谓投入，浪费、污染、高碳排放。岩体深度基坑开挖基坑开挖25.5m25.5m，土体开挖深度，土体开挖深度11.5m11.5m，岩体（强风化，岩体（强风化+中风化灰岩）中风化灰岩）14m14m，支护桩嵌固，支护桩嵌固7m7m。济南某土济南某土岩深岩深基坑基坑地质、支护与设计地质、支护与设计青岛青岛地铁地铁6 6号线号线某竖某竖井井6060度结度结构构面面恰好恰好位于位于竖井竖井四周四周且坑且坑底部底部位位（3 3）基）基坑岩坑岩体结体结构科构科学利学利用用2 EPC2 EPC深基坑致胜技术深基坑致胜技术人为臆想结构面（3 3）基）基坑岩坑岩体结体结构科构科学利学利用用河南新

14、乡万仙山浙江雁荡山方洞风光希腊米特奥拉希腊米特奥拉立在悬崖峭壁上立在悬崖峭壁上的建筑的建筑深深坑坑酒酒店店原原址址岩体的结构性还能圆弧滑移吗？2 EPC2 EPC深基坑致胜技术深基坑致胜技术（3 3）基）基坑岩坑岩体结体结构科构科学利学利用用1 1）岩体外（内）倾结构面影响）岩体外（内）倾结构面影响有限有限2 2）基坑与边坡岩体外倾结构面的判断（存在？四面侧壁都受影响吗？）基坑与边坡岩体外倾结构面的判断（存在？四面侧壁都受影响吗？）济南4号线土岩双元地层（李罡）表面平整岩层的局部边坡 山体边坡外倾现象（出露）3 3）稳定岩体无内倾结构面的破坏模式）稳定岩体无内倾结构面的破坏模式随土体厚度增加基

15、坑整体破坏模式变化上覆土层2 EPC2 EPC深基坑致胜技术深基坑致胜技术整体破坏模式条分法土土岩双元基坑整体稳定性验算方法岩双元基坑整体稳定性验算方法 圆弧圆弧-平面；平面；圆弧圆弧-平面平面-切角（滑切）、切角（滑切）、圆弧圆弧-切角（切面）破坏模式切角（切面）破坏模式（3 3）基）基坑岩坑岩体结体结构科构科学利学利用用2 EPC2 EPC深基坑致胜技术深基坑致胜技术2 EPC2 EPC深基坑致胜技术深基坑致胜技术（3 3）基）基坑岩坑岩体结体结构科构科学利学利用用 土岩双元深基坑的整体破坏模式与土体、岩体及其结构面性状密切相关。工程师决策应首先利用和保证岩体侧壁稳定，从而将土岩双元基坑的

16、整体支护简化为上部土体的重点支护，并考虑土岩界面处土、岩的相互作用及其对岩体的稳定影响。土岩基坑的设计关键（4 4）城）城市深市深基坑基坑决策决策系统系统济南市区地貌单元分布示意图2 EPC2 EPC深基坑致胜技术深基坑致胜技术编制城市标准地层划分标准确定典型地貌单元标准地层山前冲洪积深基坑地层与层序柱状图（4 4）城）城市深市深基坑基坑决策决策系统系统2 EPC2 EPC深基坑致胜技术深基坑致胜技术山前冲洪积平原地山前冲洪积平原地貌单元：貌单元：坑深16.5-18.7m，宽22.9-27.2m，围护结构为1000750钻孔灌注咬合桩四层支撑。粘性土：粘性土：1:1:1:8:121:1:1:8

17、:12砂土或卵石：砂土或卵石：1:1:1:3.5:4.21:1:1:3.5:4.2山山间间冲洪积平原地冲洪积平原地貌单元：貌单元：开挖深度约为18.5m，8001500mm钻孔桩支护，4-5道锚索。杂填杂填土土：1 1：1 1：1 1：7 7：10.510.5；粉质粉质黏土：黏土：1 1：1 1：1 1：8 8：1212黄河冲积平原地黄河冲积平原地貌单元：貌单元：开挖深度约为32.5m，1200mm厚地下连续墙，8道内支撑。1 1杂杂填填土土、粉粉土土层层与与 4 4粉粉 质质 黏黏 土土1:1:1:7.5:11.251:1:1:7.5:11.25；1 1粉粉土土中中为为1:1:1:7:9.1

18、1:1:1:7:9.1；、5 5粉粉质质粘粘土土1:1:1:7:10.51:1:1:7:10.5 地地质质条条件件的的区区域域性性，城城市市深深、浅浅基基坑坑的的临临界界深深度度不不同同，明明确确城城市市深深基基坑坑界界限限是是深深基基坑坑科科学学决决策策和和城城市市安安全全的重要理论和技术基础。的重要理论和技术基础。明确城市深、浅基坑界限建立土的小应变参数体系 通过划分城市标准地层，通过划分城市标准地层，结合岩土工程勘察、既有理结合岩土工程勘察、既有理论研究和参数经验、过去工论研究和参数经验、过去工程监测资料反分析等综合方程监测资料反分析等综合方法，获得城市典型标准地层法，获得城市典型标准地

19、层小应变参数体系。小应变参数体系。（4 4）城）城市深市深基坑基坑决策决策系统系统2 EPC2 EPC深基坑致胜技术深基坑致胜技术案例方案地貌模型验证系统分析优化控制pEPCEPC的根本目标是工程主体的高质量建设。深基坑工程只是主体工的根本目标是工程主体的高质量建设。深基坑工程只是主体工程建设的辅助措施，最有效的保证和促进根本目标实现是深基坑程建设的辅助措施，最有效的保证和促进根本目标实现是深基坑EPCEPC思维的立足点和出发点。思维的立足点和出发点。p深深基坑永久支护结构有效扩大地下建筑面积，减少临时措施，提高基坑永久支护结构有效扩大地下建筑面积，减少临时措施，提高综合效益；基坑岩体结构科学利用能够转变综合效益；基坑岩体结构科学利用能够转变“视岩若土视岩若土”认知，避认知，避免岩体挖掘和高碳排放，均是高质量基坑工程的重要方向和免岩体挖掘和高碳排放，均是高质量基坑工程的重要方向和EPCEPC致致胜技术。胜技术。p地下结构群环境是中心城市深基坑的基本特征，应建立城市深基坑地下结构群环境是中心城市深基坑的基本特征，应建立城市深基坑决策系统，决策系统，有效有效保证保证EPCEPC模式下的城市建设安全。模式下的城市建设安全。3.3.结语结语山东大学 李 连 祥Tel：13505405321敬请各位领导、专家批评指正！