临海复杂地质条件地下工程方案选择研究.doc

目 次

第一章 概 述 1
1.1 前 言 1
1.2 研究与实施 1
第二章 方案选择研究 4
2.1 临海复杂地质条件基坑工程方案选择 4
2.2 桩基础与超深开挖方案的比较 7
2.3 不同形式底板方案的比较 9
2.4 不同抗浮设计方案的比较 17
2.5 地下工程方案的综合对比 24
2.6 方案选择的原则 28
第三章 技术创新点 30
第四章 技术经济分析 31
4.1 技术特点 31
4.2 经济效益 31
4.3 社会与环保效益 32

1 概述

1.1 前言

本课题是由xxxx股份公司，会同xxxx有限公司、xxxx大学共同完成的研究项目，是2005年度xx市建设科技发展基金项目。
近年来，为了充分拓展城市发展的空间，高层及超高层建筑不断增加，地下空间的利用也不断发展，使地下广场、地下车库、超大面积地下室不断涌现，也使基坑开挖的深度和面积不断增加，对地基的要求也越来越高。
xx地区既有地质条件较好的岩体地基，又有杂填土、冲填土等软弱地基，与强风化基岩面接触的大多为碎石、角砾层或中、粗砂等富含水且透水性强的土层。这就形成了xx地区地质的不均匀性和复杂性，使地基处理及基坑开挖技术的难度增大，并具有明显的地域性特征。
xx地区地基处理的传统方法有：桩基础、碎石桩、强夯、换土垫层等；基坑支护及止水帷幕的方法有：预应力锚杆、土钉、灌注桩、水泥搅拌桩、高压注浆旋喷桩、钢板桩等；地下混凝土底板主要形式有：独立柱基、上返肋梁筏板、下返肋梁筏板、平筏板；地下混凝土结构抗浮的主要方案有：结构自重、结构结合抗浮锚杆、结构加覆土及三者之间的结合。然而选择何种地基及基坑开挖方案，更为安全、经济、可靠；如何在临海复杂的地基条件下有效地运用传统的技术，一直是xx地区及国内建筑界的一项重要课题。依据xx地区的地质特征，选择经济、合理的基础形式、抗浮方案，以及先进的施工技术和工艺，以保证地下工程的质量，防止渗漏和影响结构的安全及使用功能，也是xx地区和国内的一项重要课题。
本课题的研究内容在我国与xx地区有着相似地质特征的临海、临江及山区丘陵等地区的建设项目上，也有着广阔的应用空间。因此，综合各种因素进行临海复杂地质条件地下工程方案选择的研究，不但能使建设项目更加安全可靠，而且能大幅降低工程造价、加快建设周期，将有效地支持我国的建设事业。

1.2 研究与实施

1.2.1 xx地区地下工程方案中存在的主要问题
任何地区的地下工程都有着自身的特点，xx地区也不例外，其地质最显著的特点就是基岩、土层与土质的不均匀、临海复杂地质及地下水。本地区应用的地下工程工艺必须与当地的地质特点和工程条件相结合才能保证工程的质量、加快施工速度、降低成本。目前，xx地区的地下工程中无论是传统的工艺，还是新技术、新设备均存在着与建筑结构的形式、规模及本地区地质特点不相适用的问题，对工程影响较大的主要体现在：地基处理和桩基础、基坑工程、基础底板结构型式的选择、地下混凝土结构的抗裂防渗与节能降耗。
由于地下工程（按一般高层建筑测算）造价约占整个工程的25％～35％，占整个工程结构工期的50％左右。因此，科学合理的地下工程方案选择对整个工程的工期、造价和质量影响重大。方案选择存在的主要问题是没有综合考虑基坑工程、地基处理、桩基础、底板结构形式的相互影响，造成了大量的资源浪费并延误了工期。如：某工程部分区域未到基岩，采用了超深开挖设柱墩的
方案，比桩基结合筏板的方案多开挖、回填了土方，浪费了混凝土，延误了工期。再如：某工程基础方案未考虑基坑和止水方案的影响，超深开挖造成基坑透水，延误工期、造成了很大的经济损失。
底板及其抗浮的设计形式未能结合地质条件综合考虑，极大的影响了工程质量、工期和成本。超长地下混凝土结构的开裂和渗漏是影响结构安全和使用功能的大问题；由于对岩土基坑中地下水的特殊性认识不足，使xx地区多个地下混凝土结构抗浮设计出现了问题，造成了很大浪费；间歇式加强带施工速度快、不留遗患，但设置间距和施工工艺上还存在一些需要深入研究问题。

1.2.2 研究的主要内容。
1 结合xx地区的地质特点和目前的施工工艺情况，为了解决存在的一些主要问题，拟对地下工程方案选择进行研究，主要包括：
1）临海复杂地质条件基坑工程方案的选择；
2）桩基础与超深开挖方案的比较
3）不同形式底板方案的比较；
4）不同抗浮设计方案比较
5）地下工程方案的综合对比分析
2 本研究涉及了20余个工程对象，主要包括：奥运帆船比赛中心（奥运村工程、媒体中心工程），鲁信长春花园，颐中科技广场二期，流亭机场扩建二期，海尔创牌中心，石老人海水浴场改造，香格里拉大饭店二期扩建工程，xx中级法院办公楼，xx软件园A-1楼，环宇康庭，华阳慧谷、某家居广场工程等。

1.2.3 实施过程
1 课题的立项。为了研究、总结xx地区地下工程实践中所形成的丰富经验，解决地下工程工艺中存在的问题，形成较为完整的xx地区地下工程的工艺，以提高xxxx的技术水平并为xx市的建设事业做出贡献。集团股份公司于2004年年底立项，并成立了“xx地区地下工程工艺研究”课题组，该课题于2005年被批准为xx市建设科技发展基金项目，本课题为其中的一个子课题。本主要成员单位包括：
负责部门 xxxx股份公司技术中心
参加单位 集团公司的置业分公司、xxxx有限公司、施运机施公司、海川集团，xxxx大学。
研究内容
1 临海基坑
2 桩与超挖
3 底板方案
4 抗浮方案
5 综合方案
工程实践分析
相关资料整理
存在问题
技术经济
分析
工程实践
地下工程方案选择
图 1.2-1 课题技术路线
2 技术路线。本课题研究的技术路线见图1.2-1。

3 主要实施过程如下：
1）资料的准备与整理。2004年6月～2004年12月，集团技术中心组织课题组的成员单位，进行了相关资料的搜集工作，并对xx地区已完成和正在施工的20余个工程中地下工程方案存在的问题进行了调研，对需要进一步研究问题进行了汇总。
2）确定研究内容和课题的分工。2004年12月，通过对xx地区大量工程和现有技术的研究分析，提出了存在的问题，并确定了课题的5项研究内容。
3）课题研究的主要工作包括：
2004年7月～2006年12月，结合奥运帆船中心工程的5个工程，以及石老人海水浴场改造等项目研究了“临海复杂地质条件基坑工程方案选择” 的课题内容。图1.2-2为奥运帆船比赛中心基坑工程方案论证会。
2005年3月～2007年11月，针对xx流亭机场扩建、科技广场二期、香格里拉二期、奥运帆船比赛中心、xx市中级法院综合楼、xx数码科技大厦等工程项目研究了“不同形式底板方案的比较”和“不同抗浮设计方案比较”2项课题内容。
图 1.2-2 奥运帆船比赛中心基坑工程方案论证会
2005年10月～2007年6月，结合xx鲁信长春花园、xx华阳慧谷等项目研究了“桩基础与超深开挖方案比较”的课题内容。
2006年3月～2007年9月，结合奥运帆船比赛中心、xx鲁信长春花园、xx华阳慧谷等项目研究了“地下工程方案的综合对比分析”的课题内容。
2007年10月～2008年1月将课题的初步研究成果应用于xx小港湾改造工程的方案论证上。
2007年11月～2008年3月对课题的成果资料进行了整理。

2 方案选择研究

2.1 临海复杂地质条件基坑工程方案选择

2.1.1概述
第29届奥运会xx国际帆船中心陆域建筑奥运村、运动员中心工程位于xx市市南区燕儿岛路1号，本工程是第29届奥运会xx国际帆船中心陆域建筑的重要部分，包括由地下连廊及空中钢结构天桥接通的奥运村和运动员中心两个单体工程。
奥运村项目位于4-1#地块，赛事规划为奥运村，赛后作为旅游酒店、商务办公或其它公用建筑使用，总建筑面积89296m2，设二层地下室，地下室建筑面积为30375m2，基础埋深约10m。运动员中心位于5#地块北段，赛后作为奥运村建筑群的配套公建，总建筑面积16979m2，其中地下室建筑面积为9437m2。
本工程原地貌形态为海滨平原，后经人工回填改造而形成陆域（原北海船厂厂区），现场地形较平坦，地面标高为2.59m～3.78m。总的地势为东略高西略低，地貌单一，地层结构与地质构造简单，场区的岩土组合为：上部覆盖第四系层1.5m～14.0m，主要岩性为人工填土、粉细砂、粗砂、粉质粘土和碎石土等。其下为分布广泛且完整坚硬的花岗岩，无明显不良地质作用，属建筑抗震有利地段，场地的稳定性良好。本工程场区浅层地下水为孔隙潜水，地下水位埋深为2.20m～3.30m，水位标高为0.44m～1.45m，下层地下水与海水有密切的水力关系，在场区西南部，地下水直接与海水相通，受潮汐影响，地下水位日变幅50～100㎜，地下水动态年变幅为1.5m左右。
由于地下水和海水直接贯通，本工程无法采用排水方案。因此，选择技术可行、经济合理的止水帷幕方案是保证基坑和整个地下工程顺利完成的关键。本工程原设计方案是采用两两相切的长螺旋灌注桩支护兼止水帷幕的桩锚支护方案，经研究论证实际采用的是旋喷桩止水帷幕＋内放坡的基坑方案，见图2.1-1、2.1-2。
图2.1-1 长螺旋支护止水方案
图2.1-2 旋喷桩＋内放坡方案

2.1.2方案的对比分析
1 技术效果分析。本工程原基坑支护方案时采用直径600mm的混凝土螺旋钻孔灌注桩内外两排两两相切，并加设三道预应力锚杆的支护止水方案，经探讨研究，该方案对于砂层淤泥层、粘土层等地质条件下原则上是可行的，但用在临海复杂地质条件下不仅造价高，而且难以解决以下问题：

1）长螺旋灌注桩在块石、碎石、杂填土中成桩效果差，难以入岩，且两桩之间相切不密实，因此桩间和桩底的止水效果较差，能造成透水。近期类似地质环境下其它工程采用本方案后出现过透水现象。
2）螺旋钻机钻孔难以入岩，临海基岩分布不均，埋深变化大，本基坑挖深约12m，在基岩面以下大部分桩体将出现吊脚桩，不能保证支护桩体稳定，安全隐患大。
3）基岩以上的地质主要为砂层，锚杆在砂层中成孔困难，预应力锚杆方案不能有效发挥作用。
4）难以满足基坑开挖过程中石方爆破带来的震动造成锚杆处砂层液化问题。
高压旋喷止水帷幕适合砂层地质、粘土层地质及局部小粒径的碎石层，并且通过采用分段成桩和旋喷结合注浆的工艺还能解决在碎石和抛石中的成桩问题。在帷幕桩深度以进入强风化花岗岩0.5m为终孔原则的前提下可有效解决桩底的止水效果。如果配合自然放坡，本方案在止水的同时可解决本工程的边坡支护问题。采用高压喷射注浆法进行止水帷幕可达到良好的止水效果。经研究，本工程宜采用高压旋喷止水帷幕，考虑到本工程周边无建筑物，如果配合自然放坡+明沟排水整体作用可有效解决本工程深基坑的围护，止水帷幕单排排列，帷幕桩直径1.2m两两相切，相邻帷幕桩桩心间距1m，并将奥运村和运动员中心作为整体维护考虑。
止水帷幕施工完且整个深基坑开挖完毕后经对选定的高压旋喷止水帷幕+放坡支护+集水明排的方案的实施效果进行检查检测，运动员中心和奥运村总共近9000m2的坡面上总共发现明水渗流点11处，坡面渗水用水泵顺利排出坑外, 为整个地下室施工创造了安全和相对干燥的施工环境。
土方开挖过程中及地下室结构施工过程中项目部委托xx地矿公司对边坡稳定进行了监测，监测结果说明，本方案实施后边坡是稳定的且坡顶无可见性裂缝出现。
在周边止水帷幕及基坑支护设计及施工方案成功实施的前提保证下，本工程从2004年8月26日开始到2004年12月底完成土石方爆破挖运共计296415m3，PVC防水卷材施工面积31000m2，钢筋制作加工安装量共计9458t，混凝土浇筑量共计53200m3，完成了41000m2的地下室工程施工，达到了合同要求的目标。
实施效果证明，本次临海复杂地质条件下深基坑围护的设计及施工是一次性成功的典型案例，为今后类似工程的施工提供了可借鉴经验。
2工期分析。由于地下室施工工期短，本工程高压旋喷止水帷幕施工、土石方放坡开挖、护坡等采取了流水施工的方法。2004年8月27日进行试桩，2004年8月28日开始进行止水帷幕全面施工，2004年9月29日上午最后一根桩施工完毕，完成整个止水帷幕的交圈封闭。
如果采用长螺旋灌注桩进行本工程的止水及支护施工，即使做到了流水施工，由于工艺限制，长螺旋桩施工完毕后需要进行预应力锚杆施工，限于每层锚杆浆体达到一定强度后才能张拉预应力，这个时间最短要在7～14天左右，由于采用垂直开挖的方式，需要分层开挖、分层进行锚杆施工并张拉，如果按照3层锚杆考虑，即使采用流水作业，相应的施工时间也要增加1～2个月，这将极大的占用地下室结构施工的工期，从而无法保证整个地下室工程的总工期。
3 经济对比分析。通过高压旋喷止水帷幕+放坡支护+集水明排的方案的实施，在保证工程顺利实施的同时还取得了较好的经济效益，为业主节约了共计2390662元的投资，经济对比见表2.1-1、2.1-2。
表2.1-1 原方案造价分析
序号
项 目 名 称
计量
单位
工程
数量
金额（元）
综合
单价
合 价
1
混凝土灌注桩：螺旋钻机钻孔桩，内外两排，两两相切（兼做止水帷幕），桩长10.5～13.9m，桩径600mm，要求入岩深度1000～1500mm，混凝土强度等级为C30，配筋主筋为Ⅲ级钢10Φ22，箍筋为Ⅰ级钢φ10@200
m3
5980
900
5382000
2
混凝土围梁：截面尺寸1100×500mm，主筋为Ⅲ级钢12Φ18，箍筋为Ⅰ级钢φ10@ 200（6），混凝土强度等级为C30
m3
270
850
229500
3
土钉支护：Ⅲ级钢Φ16钢筋，双向间距1.5m，长度不小于1m，锤击。喷射厚度100mm，初喷50mm，细石混凝土强度C20，挂网为Ⅰ级钢φ8@200钢筋网片
m2
15000
280
4200000
4
钢梁：预应力锚杆三道，水平间距1.6m，竖直间距2.5m，长度15m，直径150mm，0.45水灰比水泥砂浆灌浆。钢梁三道，每道两根22a槽钢，10mm厚钢板连接
m
660
500
730000
5
砖砌挡土墙（含构造柱）：M5水泥砂浆砌筑370mm厚1.0m高Mu7.5粘土砖墙，构造柱用C20混凝土，400×400mm，主筋为Ⅲ级钢4Φ10，箍筋为Ⅰ级钢φ8@ 200
m
490
125
61250
总造价

11052750

序号
项 目 名 称
计量
单位
工程
数量
金额（元）
综合
单价
合 价
1
旋喷桩：高压旋喷桩，单排，两两相切（兼做止水帷幕），桩径1200mm，入岩深度不小于500mm
m
9056
327.3
2963938
2
因额外放坡增加的土方量
开挖
m3
50505
8
404040
外运
m3
12095
18
217710
回填
m3
62600
14
876400
3
土钉支护：Ⅲ级钢Φ16钢筋，双向间距1.5m，长度不小于1m，锤击。喷射厚度100mm，初喷50mm，细石混凝土强度C20，挂网为Ⅰ级钢φ8@200钢筋网片
m2
15000
280
4200000
总造价

8662088
表2.1-2 优化后的方案造价分析

优化后方案的直接经济效益为11052750—8662088=2390662元。

2.1.3 临海复杂地质条件基坑工程方案应注意的问题
1 临海与海水相通的地段，不得采用降排水方案。否则，将造成大面积的基坑坍塌。
2 分段成桩、旋喷与注浆相结合等止水帷幕技术，适应于临海复杂地质条件的基坑工程。
3 采用内放坡、双排桩等支护方案，可以减少或避免锚杆的使用，能取得更好的基坑止水效果。
4 长螺旋压浆灌注桩不适合于在碎石、块石、抛石等杂填土层中做支护结构和止水帷幕。

2.2 桩基础与超深开挖方案的比较
图2.2-1 某花园小区工程基础

2.2.1 工程实例－xx市某花园小区62#、64#楼工程
1 工程概况与施工过程
1）该工程为地下一层，局部二层，地上11层的板式剪力墙住宅。地下室结构尺寸55×24m，基础形式为独立柱基，设计持力层为中粗粒花岗岩，抗浮底板上返梁。板顶标高分别为66.6m、67.2m、68.2m、68.05m，板厚350mm，见图2.2-1、图2.2-2。
图2.2-3 深垫层照片
图2.2-2 柱基超深垫层间回填示意

2）该工程的基础土石方由业主单独分包，因为在柱底设计标高未出现中粗粒花岗岩，已继续开挖至62.14m（D轴以南，即A至D轴），以北部位仍为粉质粘土。业主要求整个基础继续开挖至花岗岩持力层，后又下挖至59.44m（基底平均标高）。D轴以南有65支独立柱，以北有80支独立柱。设计单位确定的做法为柱基垫层超深部位用C20素混凝土浇筑至柱底垫层标高，然后再进行柱间回填土，夯实达到密实度94%，见图2.2-3。
3）这些柱墩最大截面3.2×3.2m;最小2×2m。最深的柱基底标高为56.8m。所用混凝土量为1850m3,砼单价为316元/ m3，总造价为584600元。土方开挖量33000m3单价12元/ m3,回填量30934 m3，单价6元/ m3，土方挖填合计约581604元。总计费用为1166204元。实际施工的超深垫层见图2.2-2。
2 方案的优化
如果基坑开挖至设计底板垫层标高后，采用桩基础（不用独立柱基）。经计算上部荷载到柱底的最大竖向荷载为8985KN，最大弯矩51KN.m。可采用桩径1.2m的桩基础，配筋16根ф14，箍筋ф8@200，混凝土C30。可有效降低施工难度，并保证分段流水 施工。桩基施工单价600元/m3，包括挖孔、钢筋、浇筑混凝土等所有工作内容。桩长平均长度按5m计，混凝土用量约819.54 m3。工程费用共计为491724元。
2.2.2 技术经济分析
1 技术对比
在实际施工过程中，有四点原因导致了进度无法加快。
1）基础开挖至中粗粒花岗岩持力层后，由于地形较陡峭，多数柱基内用风镐凿出台阶。
2）由于地形较陡峭，在柱基垫层采用木模前，必须先用砖模找平，基础内砌筑量很大。而且平面运输全部为人工运输，进度缓慢。
3）柱基垫层由于高度普遍较高（平均约4m），为保证模板稳定。实际施工时不得不采用多次支模、多步浇注施工，直接导致了工期延长。
4)回填夯实阶段，为保证压实系数，现场租用了一台小型压路机。由于多数柱网间距不超过6m，所以必须在柱四周辅以蛙式打夯机配合。而且运土只能卸到基坑边，再用铲车倒运到基坑内。
5)工序分析。实际方案包括：开挖、深垫层模板、深垫层混凝土、深垫层间回填土、基础施工，共计6道工序；优化方案包括：挖孔桩成孔、桩身混凝土、垫层、基础，共计4道工序。
实际方案有6道工序,而且桩间土回填占工期较长；优化方案仅为4道工序，而且无桩间土回填。
2 工期对比
1)实际工期由5月8日开挖，5月18日砌筑砖胎膜。6月11日超深垫层浇筑完毕。全部回填完具备垫层浇筑为7月21日，总工期74天。
2)如改用桩基础施工方案，按照每天1.2m的掘进速度，安排两个施工班组。预计总工期36天（从开挖到浇筑混凝土完成）。
3)优化方案的工期可提前38天，相当于实际工期的36÷74=48.65％。
3 工期及经济对比,详见表2.2-1

表2.2-1 工期及造价对比
序号
分析项目
实际方案
优化方案
1
基础处理造价（元）
1166204
491724
2
基础处xx期（天）
74
38
3
造价降低率
57.84%
4
工期缩短率
48.65%

2.2.3 小结
以上分析表明：独立柱基超深开挖做深垫层的方案，较独立柱基结合人工挖孔桩的方案工期长、造价高。因此，在基岩起伏地段选择基础方案，如有较大区域需要超深开挖2m以上时，应选择独立柱基结合桩基础的方案。

2.3 不同形式底板方案的比较

2.3.1 岩体地基工程实例
1岩体地基工程实例之一 xx颐中科技广场二期工程
xx颐中科技广场二期工程是由xx颐中房地产开发有限公司开发的建筑群，该工程位于xx市市北区，北靠临淄路，南临章丘路，西部为乐陵路，东侧为辽宁路，总建筑面积147217㎡。共分为B、C、D、E四个区，其中B区为商场，C区为多层商住楼，D区为SOHO办公楼，E区为高层商住楼。下面以B、E区为例介绍具体情况：
B区 商场
图2.3-1 下返梁示意

1)设计概况。B区工程为商场，总建筑面积为37489㎡，地上5层，地下2层为车库，标准层面积每层为4300㎡，标准层层高为4.5m，建筑总高度27.3m。
工程设计为框架结构，基础形式：柱下、墙下扩展基础，地基基础设计等级为乙级；地下室底板采用肋梁式筏板结构，下返梁构造（见图2.3-1）；为满足抗浮要求，设计有抗浮锚杆，锚杆数量为1414支，间距1600mm，单根锚杆设计抗拔承载力为240KN。抗震等级三级，抗震设防类别为丙类。B区混凝土强度等级为：垫层C15，基础底板和外墙C30S8，柱、梁、板均为C30。
2)施工概况。B区地下室筏板及基础梁划分为四个施工段，原设计图纸为无缝施工，纵横向设两道膨胀带，混凝土梁板墙等加水泥用量的10%AEA铝酸钙膨胀剂，膨胀带处加水泥用量12%的AEA，施工时同时浇筑。2006年4月30日，第一段筏板及基础进行了浇筑，基础筏板总的施工工期为30天。
下返梁施工特点及难点：须先将梁槽及独立柱基槽挖至设计深度，遇到岩石基础时，开挖难度很大，本工程采用了钻孔爆破与机械开挖结合方式，并每边超宽至少300mm作为砖模的工作面，超挖部位采用回填土方并夯实。B区纵横向下返梁数量多，相应的回填量很大，另外下返梁施工需增加砖模、抹灰及防水工序，并在外侧做一道防水保护层。
图2.3-2 上返梁示意

3)经济指标。1000㎡底板的施工速度23.9天，单位面积造价：984.34元/㎡。
E区 高层商住楼
1)设计概况。E区为高层商住楼，地上建筑面积为44676㎡，地下建筑面积为11400㎡，地上部分商业网点两层，塔楼二十四层，地下两层，总高度76.30m。结构形式为框架剪力墙结构。基础形式均为柱下扩展基础；地下室底板采用肋梁式筏板结构，上返梁构造（见图2.3-2）；设计有抗浮锚杆，数量为886支，单根锚杆抗浮设计为250KN。

E区混凝土强度等级垫层为C15，基础为C40S8。要求柱基及墙基挖至中风化岩石，超深部分用C15毛石混凝土填实。基础开挖至-6.0M（黄海高程，相对标高为-11.6m）。E区地下室筏板厚度为500㎜，上返梁尺寸为600×1200㎜，梁顶标高高出筏板顶板700㎜，负二层为地下车库，建筑标高为-9.9m，不足部分为回填土。
2)施工概况。E区原设计为无缝施工，底板建筑面积约6544㎡，后根据施工需要，划出两条后浇带，分为四段流水施工，E区在2006年8月6日进行第一次底板混凝土浇筑，基础底板总的施工工期为48天。
图2.3-3 青岛帆船中心奥运村底板

上返梁施工特点及难点：基础混凝土完成后，上返梁井字格内的回填比较困难，主要体现在室内回填材料的运输、夯实。如果处理不好，容易留下质量隐患。
3)经济指标。1000㎡底板的施工速度15天，单位面积造价：1023.08元/㎡。

2 岩体地基工程实例之二 xx帆船中心奥运村工程
1)设计概况。xx国际帆船中心奥运村地下工程建筑面积为30375m2，埋深约10m。本工程地下室底板采用肋梁式筏板结构（见图2.3-3），上返梁构造，底板在两个地上十七层主楼的部位的厚度为1300mm，两个七层主楼的部位的厚度为1000mm, 其余部位的厚度为700mm厚，工程结构形式为框架剪力墙结构，地下室外墙混凝土墙厚400mm。本工程基础垫层采用C15混凝土，地下室筏板采用C35S10抗渗混凝土，内柱、墙采用C45混凝土，外柱、墙采用C45S10抗渗混凝土，楼板、梁混凝土强度标号均为C30，其中负二层顶板、梁采用S6抗渗混凝土。楼梯间混凝土为C30。
图2.3-4 青岛数码科技中心底板

2）施工概况。奥运村基础底板施工时共划分6个施工段，第1段开始施工时间为2004年10月4日，施工完毕时间为12月17日，总的工期为75天。
上返梁施工特点及难点：基础混凝土完成后，上返梁井字格内的回填比较困难，主要体现在室内回填材料的运输、夯实。如果处理不好，容易留下质量隐患。
3）经济指标。1000㎡底板的施工速度15.9天，单位面积造价：2777.98元/㎡。

3 岩体地基工程实例之三 xx数码科技中心工程
1）设计概况。xx市数码科技中心工程为商住两用SOHO办公楼，本工程位于xx市海尔路，总建筑面积：
77576m2，其中地上面积59738m2，地下面积17838㎡。
本工程建筑层数为地下三层，南楼地上十八层，北楼地上二十八层，中间连接裙房二层，底板平面见图2.3-4。南楼大空间办公层层高（二至九层）3.5m，SOHO办公层高（十至十七层）6.1/6.8m；北楼SVO办公层层高3.3m。±0.000相当于绝对标高21.3m。建筑高度：南楼89.2m，北楼89.8m，建筑塔顶高度110.7m。结构类型：钢筋混凝土框架－剪力墙结构。地下室底板为平板结构，主楼部分厚1.5m，裙房部分厚0.8m，。
2）施工概况。数码科技中心底板施工时共划分8个施工段，第1段开始施工时间为2005年8月1日，施工完毕时间为2006年3月5日，总的工期为155天。因本工程的施工场地限制，利用六区地下室底板作为加工场地，故而造成施工周期较长。
施工特点：由于底板为平板，基底清理和防水操作较为方便；钢筋绑扎、模板支设及混凝土浇筑的速度都比较快。
3）经济指标。1000㎡底板的施工速度18.2天，单位面积造价：1646.87元/㎡。

4 岩体地基工程实例之四 xx市中级人民法院审判综合楼
图2.3-5青岛市中级人民法院审判综合楼底板图

1）设计概况。xx市中级人民法院审判综合楼总建筑面积59914㎡，地下3层，地上25层，建筑总高度100m。该工程为框架—核心筒结构，地下室底板为筏板式满堂基础，上返梁结构（见图2.3-5）。混凝土强度等级分别为：垫层C15，基础底板C40S12，柱、墙C50和C40，梁、板C40和C30。基础持力层为花岗岩中风化带，地下室抗浮水位标高为13m，主要采用结构自重和地下室内回填土抗浮。筏板厚度为700㎜，局部1000㎜，2000㎜，上返梁尺寸为600×1400㎜。
2）施工概况。地下室基础型式为筏板基础，底板厚度不等，整个底板按设计膨胀带位置划分为6个水平施工区段，各施工区段保持相对独立的施工，混凝土浇筑按区段进行流水施工，第1段开始施工时间2004年4月21日，6段浇注完成时间为2006年6月15日，总的施工工期为56天。
3）经济指标。1000㎡底板的施工速度16.4天，单位面积造价：1515.08元/㎡。

5 岩体地基工程实例之五 xx香格里拉大饭店二期扩建工程
1）设计概况。xx香格里拉大饭店二期扩建工程总建筑面积117515㎡，地下3层，地上两栋高层，其中一栋20层，高度80.45 m，为酒店和客房；另一栋为29层，高度124.95 m，为公寓和办公楼。该工程为框架剪力墙结构，地下室底板为筏板式满堂基础，下返梁结构（见图2.3-6）。混凝土强度等级分别为：
垫层C15，基础底板C45S12，柱、墙C60、C50和C40，梁、板C35。基础持力层为花岗岩微风化带，地下抗浮水位标高为13 m，主要采用结构自重、抗浮锚杆和地下室内回填土抗浮。筏板厚度为500㎜，局部加厚，下返梁尺寸为950×1000㎜。
2）施工情况。地下室基础型式为筏板基础，底板厚度不等，整个底板按设计膨胀带位置划分为6个水平施工区段，各施工区段保持相对独立的施工，混凝土浇筑按区段进行流水施工，第1段开始施工时间2005年6月20日，6段浇注完成时间为2005年12月3日，总的施工工期为167天。
图2.3-6 青岛香格里拉大饭店二期扩建工程底板图
3）经济指标。1000㎡底板的施工速度25.5天，单位面积造价：1889.42元/㎡。

2.3.2 土体地基工程实例
1土体地基工程实例之一 xx流亭机场国际航站楼工程
1）设计概况。国际航站楼总用地面积13.8万m2，总建筑面积100225m2，地下室总建筑面积44199m2，地上总建筑面积56026 m2，占地22693 m2，建筑高度29.98m。国际航站楼地下两层、地上两层，地下室部分为-8.000标高层平面、-4.500标高层平面、室外广场地下停车场以及一、二期航站楼地下连廊和室外广场地下停车场通道五部分；地上共分四部分。
图2.3-7 机场国际航站楼底板施工图
底板图

航站楼按功能区分为：A、B、C、F四个区域,整体平面呈弧形状。航站楼工程主体为多层现浇钢筋混凝土框架结构，屋顶为钢结构，钢结构主桁架在室内跨度72m，钢桁架梁中间高约6m。钢筋混凝土框架梁、板采用后张预应力技术。
地下室底板厚度主要为600㎜，局部900㎜，为下返梁结构型式，下返梁尺寸为800×1200㎜， 800×1000㎜，见底板图2.3-7；抗浮桩设计为ZH2，直径1200，其下抗浮桩承台2.4×2.4×1.8m（厚）。
2）施工概况。地下室底板（A B区承台梁，底板，500高导墙）混凝土量约18092m3，均为C40补偿收缩混凝土，抗渗等级为S8。并以后浇带为界，划分成8个施工段，各施工段混凝土量为：A2-1：3068m3 ，A2-2：2571 m3 ，A1-1：2751 M3 ，A1-2：1732 M3 ，B1-1：2688 M3，B1-2：1999 M3，B2-1：1758 M3 ，B2-2：1525 M3 。各施工段连续浇筑的混凝土量均超过1000 M3 。自2005年8
月9日开始至10月31日止，总的施工工期为83天。
3）经济指标。1000㎡底板的施工速度27.4天，单位面积造价：2366.52元/㎡。

图2.3-8 创牌中心底板分区施工图
底板施工图
底板图

2土体地基工程实例之二 海尔创牌中心
1）设计概况。海尔创牌中心工程位于xx海尔工业园区内，建筑面积81824㎡（其中地下9186㎡，地上72638㎡），共10层，地下1层（半地下室），地上9层，建筑高度38.1m，主要功能为餐饮、展示、办公。该工程为框架结构，地下室底板为筏板式满堂基础，下返梁结构（见图2.3-8）。混凝土强度等级分别为：垫层C15，柱、墙C45，梁、板C30。底板厚度为400㎜厚，下返梁尺寸为400×900㎜，桩的直径主要为800㎜，少量桩的直径
为600㎜、1000㎜。
2）施工概况。本工程自2006年4月开工，2006年12月竣工。经过施工组织策划决定划分为四个施工段，纵横设两条膨胀带，施工时同时浇筑。2006年4月7日开挖土方，并同时施工桩基础，2006年5月17日桩基施工完成，2006年6月10日底板施工完成。总的施工工期为64天。
3）经济指标。1000㎡底板的施工速度6.2天（底板无防水），单位面积造价：809.13元/㎡。

2.3.3 不同底板形式及抗浮方案经济效果理论计算对比
图2.3-9 上返梁示意图

现在的地下工程项目越来越多是主楼与地下停车库（或裙房）连成一体，而由于停车库部分的底板和主楼地下部分的底板结构设计是不一样的，且由于底板单位平米造价受主楼底板面积和停车库底板面积之比的影响，故不同工程项目的底板单平方米造价不具有可比性。为了更好的比较不同底板形式及抗浮方案的经济效果，我们拿出一个具体的工程实例来进行对比计算，且主要考虑的是停车库底板的单平方米造价。
1工程实例概况
xx某家居广场工程位于xx市北区，地下2层，地上4层，建筑高度18 m，用途为商场，建筑面积为50800㎡。建筑场地地质情况较好，基础持力层为强风化花岗岩，地下水位高程为32 m，±0.00相当于绝对标高为38.15 m，基础底板的板底标高相当于绝对标高为28.55 m。
2底板设计方案

1）上返梁底板设计概况
工程设计采用框架结构， 基础为有梁
式满堂基础上返梁结构；垫层砼C15，底板及外墙砼C40S8，柱砼C40和C30，梁板砼为C30。底板厚度为400mm，，局部厚度为500mm，上返梁尺寸为600 mm*1200 mm。本工程南北方向设一道后浇带，东西方向设置两条沉降缝。抗浮主要采用结构自重和地下室内回填土抗浮（室内回填土厚度1200 mm）。如图2.3-9所示。
图2.3-10 下返梁示意图

2）下返梁底板设计概况
工程设计采用框架结构，基础为有梁
式满堂基础下返梁结构；垫层砼C15，底板及外墙砼C40S8，柱砼C40和C30，梁板砼为C30。底板厚度为400mm，，局部厚度为500mm，上返梁尺寸为600 ×1200 mm。本工程南北方向设一道后浇带，东西方向设置两条沉降缝。主要采用结构自重、抗浮锚杆、地下室内回填土抗浮（室内回填土厚度400 mm）。抗浮锚杆入岩不小于2.5米，锚杆孔径100㎜，1Ф28的锚杆，锚杆极限抗拔力为176KN。应用锚杆的底板面积为8476㎡，锚杆根数520根，锚杆总长度1300m。如图2.3-10所示。
3 工期及造价分析
1）上返梁方案工期及造价分析
①施工概况
该家居广场基础底板施工时共划分6个施工段（如图2.3-11），第1段开始施工时间为2006年9月16日，施工完毕时间为2006年12月10日，总的工期为86天。
上返梁施工特点及难点：基础混凝土完成后，上返梁井字格内的回填比较困难，主要体现在室内回填材料的运输、夯实。如果处理不好，容易留下质量隐患。
②经济指标。1000㎡底板的施工速度15.6天，单位面积造价：922.02元/㎡。
图2.3-11 某家居广场工程底板
2）下返梁方案工期及造价分析
①施工概况
该家居广场基础底板施工时共划分6个施工段（如图2.3-11），理论工期为132天。下返梁施工特点及难点：须先将下返梁的沟槽挖至设计深度，遇到岩石基础时，开挖难度很大，应采用钻孔爆破与机械开挖结合方式，并每边超宽至少300mm作为砖模的工作面，超挖部位采用回填土方并夯实。由于爆破控制的难度超深超宽开挖的几率非常大，由此所带来的回填量很大，另外下返梁施工需增加砖模、抹灰及防水工序，并在外侧做一道防水保护层，施工难度也较大。
②经济指标。1000㎡底板的施工速度23.7天，单位面积造价：984.19元/㎡。
3）工期及经济对比汇总见表2.3-1。

表2.3-1 不同方案地下工程工期及经济对比
序号
分析项目
满堂基础上返梁
满堂基础下返梁
1
满堂基础面积（㎡）
8476
8476
2
满堂基础造价（万元）
781.50
834.20
3
满堂基础平方米造价（元/㎡）
922.02
984.19
4
满堂基础施工工期
86
132
5
每1000平方米底板施工工期（天）
15.6
23.7
6
造价降低率
6.32%
7
工期缩短率
34.2%

2.3.4 技术经济分析见表2.3-2。

2.3.5 小结
1上返梁式底板回填土的工作量较大，但可以安排到后期，不占