浅议政苑公建地下连续墙围护结构设计应用.doc

1、1浅议政苑公建地下连续墙围护结构设计应用摘要：建筑围护结构有效保护地下建筑工程施工质量和施工作业环境安全，但其投入大，使用一次性。地下连续墙工艺先进，技术成熟，能有效保证建筑施工环境安全和建筑工程质量。设计将其运用于地下建筑外墙，能急剧减少投资费用，起到节省项目投资降低投资风险，综合提高项目经济综合效益。 关键词：建筑空间、施工安全、建筑围护结构及设计、地下连续墙、钻孔桩、城镇建设、建设投资 中图分类号：TU924 文献标识码：A 文章编号： 一、建筑工程围护结构概述 随着我国社会经济取得快速增长，建设发展城镇化。自上世纪九十年代始城镇建设发展已不再是单一的建筑面积的增加，而是城市综合规划能力

2、的提高，房屋建筑体系布局完善，建筑体量的扩大，建筑功能的增加、完善、提升（满足垂直高空运输的电梯，满足国防建设安全需要的人防，符合人们生活生产和工作办公需要的智能体系和消防安全保障体系，满足近些年高速增长汽车交通和停车安全等等） 。 由于城市土地资源的稀缺，房屋建设用地局限性，城市房屋建筑只能在有限土地上寻求竖向发展空间，地下建筑空间的利用成为不可缺少。围护结构工程能起到有效保护地下工程施工安全和工程施工质量，建筑2围护结构在地下建筑工程施工中应用广泛，虽然其建设投入大，但它是土地资源综合利用拓展建筑空间的必经途道。 二、建筑围护结构工程种类特性作用 建筑围护结构工程设计方案具有多样性：有钻孔

3、桩、钢板桩、水泥搅拌（水泥旋喷）桩、锚杆、地下连续墙等或其结合等等。其建筑围护结构工程主要功能特性： 1、结构用途：普遍使用于地下建筑工程、深基坑工程、市政管道工程施工的安全保护作用； 2、工程费用：地下建筑占整个建筑工程建安投资比例大一般为 20%投资额，而围护结构一般占整个项目建安投资 5%以上，且工程多为一次性使用，投资浪费大； 3、工程技术：属风险性大的专项建筑专业工程。技术涉及面广，等级要求高，且地下工程不可预见因素多，需要有应急方案和追加投资费用。 4、使用材料：主要为钢材、水泥、沙石等耐久性材料，其投入量大质量难控，能耗高不可预计； 5、施工周期：建筑围护结构工程施工周期长，随冬

4、雨施工季节产生诸多技术增加费和安全措施增加费等，常发生的如塌方、漏水、倒塌、工程倾斜、沉降等； 6、工程管理：涉及面广，参与管理方多，管理者众，管理头绪繁多，遇事难决。 37、施工安全：建筑围护结构为特种专业工程，属高危作业，安全风险等级高，易引起质量事故和安全事故。 8、建筑消耗：围护结构工程建设投入大量人力、财力和物力；与国家的节能低碳要求不相一致，与企业投资利益要求不相符合。且项目全寿命周期长，地下工程维护成本高。 建筑围护结构功能特性明显，其核心作用是保证地下建筑工程施工质量和施工作业环境安全。针对不同的地质情况和建筑要求，结合建筑工程施工技术（建筑工程地下空间设计深度、地下水位和排水

5、、土方开挖深度和方法等）难易程度；交通运输现状、场地吊装空间尺寸、建设规模、建筑结构形式、工程投资环境、建设性质和用地性质、周围建筑环境（周围建筑、构筑物基础和间距、市政道路、地下管线、河道等技术要求）等，我们在保护施工安全的前提下，选择合理建筑围护结构方案，从本质上优化降低建筑围护结构投入或项目综合投入以起到最大量能的投资节约。 三、政苑公建建筑围护结构的设计方案选用【地下连续墙】 1、政苑公建工程地质 该项目地处杭州三墩，勘探表明为淤泥质土、淤泥质粉沙土，常年地下水位高（黄海标高 0.12.70M，平均约 1.40M） ，土质含饱和水，土体稳定性差。勘探结论建议：建筑围护结构采用钻孔灌注桩

6、加高压水泥旋喷桩作止水帷幕（注：使用一次性，需研究） 。 2、政苑公建工程规模及地下建筑结构和使用功能 42.1 综合楼规模 总面积 116000 平方米，地上 21 层，建筑面积84000 平方米。地下建筑 3 层，建筑面积 32000 平方米。 2.2 其地下建筑结构 为钢筋砼剪力墙结构，局部钢筋砼框架。 2.3 主要设计使用功能：有电梯安装使用空间；国家建设安全需要的人防设施空间；业主生活、生产和工作办公需要的消防安全体系使用管理空间；业主汽车交通和停车安全的地下平面空间和高度；物业智能化管理体系；政苑公建地下室工程能完善提高综合使用功能价值。 3、地下室建筑施工图纸设计平面和标高 3.

7、1 地下室建筑设计施工外墙平面图（图一） （图一） 3.2 地下室建筑设计施工标高 地下室0.000 标高（相对黄海标高 4.80 M） ，地下室一层标高?4.550M，地下二层标高?8.000M，地下三层标高?11.500M，地下室地板厚2.0M；室外地坪标高?0.30M，设计土方开挖深度 14M，地下一层平面设计面积 115.2*95.1M2。地下室外墙板厚 0.30M（实际利用连续墙厚 0.80M作外墙，地下建筑设计图中，只改变外墙结构尺寸设计） 。 4、建筑围护结构设计方案比较优选【地下连续墙】 根据地质现状，建筑围护结构方案安全、技术可行性、满足安全技术施工条件的建筑围护结构工程，可

8、选：钻孔灌注桩围护和高压水泥旋5喷桩作止水帷幕和地下连续墙围护结构两方案。 4.1 钻孔灌注桩围护和高压水泥旋喷桩作止水帷幕分析 4.1.1 应用方案设计（图二） （图二） 4.1.2 方案技术特点和设计应用分析 4.1.2.1 技术特点，利用工程钻孔桩作基坑土方开挖施工挡土，并利用高压水泥旋喷桩形成止水帷幕，保证地下基础施工的安全和工程施工质量。 4.1.2.2 符合建筑施工图地下室施工外围尺寸，能满足地下室建筑施工空间； 4.1.2.3 适合工程地质施工条件； 4.1.2.4 能保证地下建筑工程施工时围护结构的安全，但止水施工存在不确定因素多，诸如：地下顽石、地下古河道、土质化学反应等，均

9、不能有效保证止水。为保证施工质量和安全，需要增加应急预案，会急剧增加费用和托延工期，周围项目由于渗漏水而引起塌方安全质量事故摆在面前。 4.1.2.5 施工不受场地限制，操作简单，但施工周期长，计划需 210 日历天； 4.1.2.6 计算围护结构经济投入 600 万元；需土方开挖6162300.M3（未考虑增加应急发生费用和可能拖延的工期；周围类似两项目发生塌方渗漏斜桩等不安全情况统计增加费用 200 余多万元和拖延工期 200 日历天以上） 。 4.2.地下连续墙围护结构分析 4.2.1 地下连续墙应用方案设计（图三） （ 图三） 4.2.2 本方案技术特点和投资节约设计应用分析： 4.2

10、.2.1 技术特点，是一种成熟先进的建筑围护结构，是把工程围护桩和水泥旋喷（搅拌）桩止水帷幕结合到一起，变成一定设计跨度尺寸（幅度） 、厚度（墙厚满足抗渗、抗折、抗弯的强度）和地下埋深深度要求的钢筋砼地下墙体。墙体分多幅墙幅组合，各付墙体幅垂直竖向接缝采用“凹凸”结合，起到分次分段成型墙体幅的钢筋砼紧密连接，防渗水及墙体稳定性作用。 4.2.2.2 符合建筑施工图地下室施工外围尺寸，能满足地下室建筑施工空间； 4.2.2.3 适合工程地质施工条件，符合基坑排水要求； 4.2.2.4 能保证地下建筑工程施工时围护结构的安全，能有效保证止水。保证施工质量和施工安全。 4.2.2.5 施工受场地限制

11、，技术操作要求高，计划工期 90 日历天； 4.2.2.6 计算围护墙结构经济投入 680 万元。需土方开挖162300M3（注：墙体设计厚度 650，仅作围护） 。 75、建筑地下连续墙设计施工的综合应用 经过上述两合理围护结构方案分析比较，在安全性和经济性方面两者均合理。在本场地的施工条件下，选用地下连续墙建筑围护结构方案，其更能保证施工安全，虽然投资 680 万元高于前者投资 13%，但在其技术上先进，施工质量更有保证；并且能保证工期目标 3 个月，较工程桩围护缩短工期 3 个月，获取资金时间价值（土地成本 7 亿元计，年贷款利率 7.2%）为 1268 万元，能保证项目开发计划目标的有

12、效实现，克服于前者方案投资增加的风险 80 万元。 四、政苑公建地下连续墙围护结构设计综合应用 1、地下连续墙围护结构设计方案优化综合（图四） 设计地下连续墙围护结构成为政苑公建地下室剪力外墙，克服围护结构一次性使用的投资消耗。围护结构连续墙同时起到两种功能作用。地下连续墙围护结构设计根据建筑施工要求同时进行。 （ 图五 ） 2 地下连续墙设计方案优化分析 2.1 技术优化，保持原有围护结构深度（止水） ，增加墙体厚度至800，提高砼标号和抗渗性，减少围护尺寸同建筑设计尺寸相辅，墙幅拼幅连接施工尺寸按建筑柱头中线划分利用钢筋砼柱头增强拼缝连接永久防水性能。 82.2.经济比较分析 首先，优化地

13、下连续墙应用于地下室外墙计算其经济投入 700 万元，较原方案减少连续墙 12 延长米（计减少费用 23 万元） ；增加连续墙钢筋砼 1575M3 M3，节约地下室外墙钢筋砼 1764 M3，设计研究优化综合减少钢筋砼 189 M3（计费用 20 万元） ；减少地下室外墙防水层 6000M2 的投入47 万元及保温层投入 60 万元；实际土方开挖 153300 M3，比原来减少土方开挖 9000M3（计费用 45 万元） ；合计直接投资减少 95 万元。 其次，地下连续墙选用优化，符合建设开发时间计划要求。符合开发目标不仅是资金时间价值 1268 万元的风险回避，经济价值凸显。 2.3 全寿命

14、运行维护管理成本 地下室连续墙厚体，满足防渗防潮，保温综合维护成本低，满足现代建筑节能环保、投入使用的持久性节能；综合经济费用低、降低地下室施工二次费用投入，在市场竞争中取得优胜地位。 五、结语 1、城镇建设规划发展是在有限的土地资源上寻求竖向建筑空间发展，科学有效的争取地下空间。 2、地下连续墙围护结构，适合在地下水位高、土体不利于井点排水、土质情况差不稳定、地质结构复杂、在建筑周围地下管线多、已有建筑物间距小、土方开挖深度大容易塌方的建设地块；适合建筑项目投资量大，其地下建筑投入比例高的项目；地下建筑使用功能要求高，地下建筑基础深度大的项目；地下连续墙结构适合设计为地下建筑外墙可节约9较大投资。其建筑围护结构的选用：能更好的保护施工安全和周围建筑物、构筑物人民生命财产安全。 3、建筑围护结构的投入和资金安全，不只是围护结构设计静态投入计算，更应结合全项目投资的动态投资，资金时间价值、项目投资目标才是主线。建筑围护结构的设计应用：是围护结构设计方案综合有效选择应用，全寿命降低投资成本。 4、本项目建筑围护结构地下连续墙结构设计的有效选择、优化和应用，直接节约经济投资 695 万元，间接风险利润 1268 万元。着实避免（如相邻地块项目的损失）意外应急费用和工期拖延。